DE3401867A1

DE3401867A1 - Verfahren zur entfernung von verunreinigenden, organischen, chemischen verbindungen aus waessern oder abwaessern

Info

Publication number: DE3401867A1
Application number: DE19843401867
Authority: DE
Inventors: Heinrich 5210 Troisdorf Bender; Adolf 5330 Königswinter Böhm
Original assignee: Didier Werke AG
Current assignee: Didier Werke AG
Priority date: 1984-01-20
Filing date: 1984-01-20
Publication date: 1985-08-01

Description

Verfahren zur Entfernung von verunreinigenden,
organischen, chemischen Verbindungen aus Wassern oder Abwässern Die Erfindung betrifft ein Verfahren, wie es im Oberbegriff des Anspruchs 1 naher beschrieben ist.
Organische, chemische Verbindungen oder Stoffe können aus wåssrigen Medien durch Adsorption an Festkörpern, z.B. Tonerde, Aktivkohle, Polymerharze etc. entfernt werden.
Das Adsorptionsverhalten bezüglich Kapazität und der erreichbaren Schlupfwerte ist abhängig von der Art des Adsorbers, den funktionellen Gruppen der zu adsorbierenden organischen Verbindungen und deren Konzentration. Weitere Einflußparameter sind die Adsorptionstemperatur und die Art des Mediums.
Nach Erschöpfung, d.h. nach Erreichen der Aufnahmekapazität der Adsorber bzw. bei zu hohen Schlupfwerten müssen diese regeneriert werden.
Stand der Technik der Regeneration von mit organischen Verbindungen beladenen Adsorbern in der Abwasser-/Wasserreinigung ist die Regeneration der Adsorber mit Dampf bzw. mit Inertgas bei hohen Temperaturen oder mit Lösungsmitteln.
Durch Dampf zu entfernende Stoffe vom Adsorber sind jedoch nur solche mit niedrigem Siedepunkt, z.B. Methylenchlorid, Benzol, Toluol und ähnliche Verbindungen.
Andere schwerflüchtige Stoffe, wie z.B. Mineralöle, Phenole, mehrfach chlorierte oder nitrierte aliphatische oder aromatische Verbindungen und Pestizide können nicht mit Dampf entfernt werden.
Bei diesen Verbindungen oder $toffen erfogt die Regenerierung mit Lösungsmitteln oder, falls diese flüchtig sind, mit Inertgas bei hoher Temperatur.
Nachteilig bei der Regenerierung, z.B. der Reaktivierung von Aktivkohle, ist es, daß aufgrund der hohen Temperaturen von beispielsweise 700 bis 850 C die Behandlung in besonderen Behältern im allgemeinen extern durchgeführt werden muß, wobei dafür Sorge zu tragen ist, daß die Abgase entgiftet werden.
Stand der Technik der Lösungsmittel regeneration bei der Adsorption von organischen Verbindungen aus der wässrigen Phase an Adsorbern ist es, nach der Regeneration des Adsorbers das Lösungsmittel durch Wasser zu verdrängen, um den Adsorber erneut in die Aufnahme-Forn zu bringen.
Hierbei ist es von Nachteil, daß für das Auswaschen oder Verdrangen des Lösungsmittels hohe Waschwassermengen benötigt werden, d.h. im allgemeinen 5 bis 10 Bettvolumina pro Volumen Adsorber. Ursache hierfür ist, daß die Trennzone Waschwasser/Lösungsmittel unscharf ist.
Um die notwendigen Mengen Waschwasser weiter zu reduzieren, wird der Waschvorgang vielfach in verschiedene Elutionsschritte unterteilt, wobei die anfallenden, unterschiedlich belasteten Waschwässerteilmengen gesammelt und teilweise für den nächstfolgenden Waschvorgang in entsprechender Reihenfolge erneut verwendet werden.
Nachteilig bei diesem Verfahren ist die aufwendige Steuerung des Waschvorganges und die erhebliche Investition für die einzelnen Sammelbehalter.
Ein weiterer Nachteil beim Auswaschen der Lösungsmittel mit Wasser ist jedoch, daß bei der nachfolgenden Aufarbeitung der Eluate durch Destillation ein Mehrphasen-System destilliert werden muß, wobei die Trennung der Komponenten durch die Bildung eines Azeotropgemisches, bestehend aus Wasser/ Lösungsmittel, erschwert werden kann. Ferner fällt ein Sumpfprodukt an, welches neben einer großen Menge Wasser den zurückzugewinnenden oder zu eliminierenden Schadstoffen noch Spuren von Lösungsmitteln enthält, so daß das gesamte Sumpfprodukt entsorgt werden bzw. nach Abtrennen der angereicherten Schadstoffe, das Waschwasser lösungsmittelfrei gemacht werden muß, ehe es in den Kanal abgeleitet werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, welches es ermöglicht, nach der Lösungsmittel regeneration auf den Waschvorgang mit Wasser zu verzichten und somit die Nachteile bekannter Arbeitsweisen zu vermeiden.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient das Verfahren, wie es im Kennzeichen des Anspruchs 1 näher beschrieben ist.
Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 7 näher beschrieben.
Das erfindungsgemaße Verfahren wird bei der Reinigung von Abwassern, Prozeßwässern und Grundwässern zur Entfernung von verunreinigenden, insbesondere schwerflüchtigen, organischen Verbindungen, z.B. Mineralölen, Phenol, chlorierten oder nitrierten aliphatischen oder aromatischen Verbindungen, Pestiziden u.ä. durch Adsorption und Regeneration der beladenen Adsorber eingesetzt.
Das beschriebene Verfahren hat den Vorteil, daß die erforderlichen Investitionskosten für Lagerbehälter, Destillationseinrichtungen usw. wesentlich geringer sind. Ferner fällt für die einzelnen Regenerationsschritte weniger Regenerat an, das destilliert werden muß, wodurch Energie eingespart werden kann. Ferner ist besonders vorteilhaft, daß eine Destillation des die organischen Verbindungen enthaltenden Lösungsmittels wesentlich einfacher ist als eine Trennung des Gemisches aus chemischen Verbindungen, Lösungsmittel und Wasser. Gleichzeitig ist es möglich, das Sumpfprodukt der Lösungsmitteldestillation, welches die eluierten Schadstoiffe enthält, einfacher aufzuarbeiten.
Die Durchführung des beschriebenen Verfahrens unter Führung des Spülgases in einem geschlossenen Kreislauf unter Entfernung der Lösungsmitteldampfe aus dem Spülgas ist besonders umweltfreundlich, da keinerlei Belastung der Abluft erfolgt.
Nach der Regeneration wird der Adsorber nach einem auf die Matrix abgestimmten Temperaturprogramm durch Gas oder Wasser abgekühlt. Nach der Heißgas-Trocknung kann auch eine Waserdampf-Konditionierung erfolgen.
Zur Entfernung der verschiedenen, verunreinigenden, organischen Verbindungen können die unterschiedlichsten Adsorbernaterialien verwendet werden.
Für aromatische und chlorierte Kohlenwasserstoffe, Phenole, chlorierte oder nitrierte aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe, Pestizide, Naphthalin usw. gibt es bereits spezielle, selektiv wirkende Polymerharze bzw. Adsorberharze, die im Handel erhältlich sind.
Als Lösungsmittel können bei dem beschriebenen Verfahren sämtliche geeigneten Lösungsmittel verwendet werden, wobei das geeignetste Lösungsmittel durch einfache Vorversuche leicht ausgewählt werden kann. Selbstverständlich muß das verwendete Adsorberharz gegenüber dem ausgewählten Lösungsmittel beständig sein. Die Verwendung von Aceton oder Methanol als Lösungsmittel ist bevorzugt.
Die Erfindung wird anhand des folgenden Beispiels näher erläutert.
Beispiel: Bei diesem Beispiel wurden 200 ml Polymerharz als Adsorberharz eingesetzt.
Es wurde ein Abwasser verwendet, das einen Gehalt von 1,3 g chlorierten Kohlenwasserstoffen pro 1 enthielt. Dieses Abwasser wurde durch das in der Glassäule untergebrachte Polymerharz mit einer spezifischen Belastung von 10 BV/h (BV = Bettvolumina) bis zur Sättigung des Adsorbers durchgeleitet.
Die Kapazität des Polymerharzes lag bei 50 g/l.
Die Regenerierung erfolgte mit Aceton, wobei 3 BV = 600 ml Aceton bei einer Temperatur von 70 C durch das Polymerharz durchgeleitet wurden.
Anschließend wurde Stickstoff als Inertgas bei einer Temperatur von 80 ~C durch das Polymerharz zur Entfernung des Lösungsmittels, d.h. zur Trocknung des Polymerharzes, während 1,5 h mit einer Durchsatzmenge von 20 l/h durchgeleitet.
Beim erneuten Durchleiten von Abwasser lag der Acetongehalt in den ersten austretenden Wassermengen < 0,1 g/l. Darüberhinaus war das Polymerharz nach der beschriebenen Behandlung wieder voll einsatzfähig.

Claims

Verfahren zur Entfernung von verunreinigenden, organischen, chemischen Verbindungen aus Wässern oder Abwässern Patentan sprtic he Verfahren zur Entfernung von verunreinigenden, organischen, chemischen Verbindungen, insbesondere Phenolen, chlorierten Kohlenwasserstoffen oder Pestiziden, aus Wässern oder Abwassern, dadurch gekennzeichnet, dab die Wasser oder Abwasser kontinuierlich durch ein Adsorberharz auf der Basis eines Polymer- oder Polykondensationsharzes für die organischen Verbindungen geleitet werden, das Adsorberharz nach seiner Beladung mit organischen Verunreinigungen durch Waschen mit einem Lösungsmittel für die organischen Verunreinigungen hiervon befreit wird und das mit Lösungsmittel gewaschene Adsorberharz vor dem erneuten Einsatz zur Adsorption von organischen Verbindungen durch Spülen mit Gas von Lösungsmittel befreit wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gas ein Inertgas verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spülgas zu Kondensation des Lösungsmittels in einer Kühlfalle abgekühlt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Spülgas im Kreislauf durch das Adsorberharz und die Kühlfalle geleitet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Spülgas bei erhöhter Temperatur durch das Adsorberharz geleitet- wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur weiteren Reduzierung der Lösungsmittel konzentration im Spülgas dieses noch durch einen Adsorber für das Lösungsmittel geleitet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Trocknungsvorgang eine Konditionierung des Adsorbers mit Heißwasser oder Wasserdampf erfolgt.