DE3689119T2

DE3689119T2 - System für die Beseitigung von toxischen organischen Stoffen und Metallen aus Produktionsabwasser.

Info

Publication number: DE3689119T2
Application number: DE86201187T
Authority: DE
Inventors: Joseph D Edwards; Max C Pahmeier
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 1986-03-28
Filing date: 1986-07-07
Publication date: 1994-01-27
Anticipated expiration: 2006-07-08
Also published as: US4724084A; DE3650097D1; DE3689119D1; EP0238731A2; EP0404276B1; DE3650097T2; EP0238731B1; EP0404276A1; EP0238731A3

Description

Technisches Gebiet

Diese Erfindung betrifft generell die Behandlung von Abwasser, bevor es direkt in einen sanitären Abwasserkanal abgelassen wird. Mehr im besonderen betrifft diese Erfindung ein System, welches einen Abwasserausfluß behandelt, der aus gewissen Herstellungsvorgängen resultiert, worin toxische phenolische Verbindungen vorhanden sind.
US-A-3 816 306 offenbart ein Verfahren zum Entfernen von Kupfer aus einem wäßrigen Ausfluß, der die Spülwässer für das Ätzen von kupferhaltigen Substraten enthält. Nach dem Einstellen des pH des Ausflusses werden Wasserstoffperoxid und eine wasserlösliche Verbindung eines Metalls, das elektropositiver als Kupfer in der elektromotorischen Reihe ist, wie Ferrosulfat, hinzugefügt, um Kupfer aus den Kupferverbindungen oder -komplexen in dem unter Behandlung befindlichen Ausfluß zu verdrängen. Der Überschuß an Wasserstoffperoxid oxidiert das Ferrosulfat zu Ferrisulfat, bevor irgendein Eisenion die Oxidation von phenolischen Verbindungen durch Wasserstoffperoxid in einem signifikanten Ausmaß katalysiert haben könnte.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Entfernen von phenolischen Verbindungen aus einem Wasser-Abfallstrom zur Verfügung, wie es in den Ansprüchen 1 und 9 offenbart ist.
Der pH des aus einem Herstellungsprozeß aus fließenden Abfallstroms wird zunächst auf angenähert 5,0 eingestellt. Dann wird Ferrosulfat (FeSO&sub4;7H&sub2;O) kontinuierlich zu dem Abfallstrom in einer Menge hinzugefügt, die auf der anfänglichen Phenolkonzentration in dem Abfallstrom basiert, oder alternativ in einer minimalen vorherberechneten Dosis. Ferrosulfat wird hinzugefügt, um Eisenionen (Fe-Ionen) vorzusehen, welche Wasserstoffperoxid (H&sub2;O&sub2;) katalysieren, dessen Hinzufügung der Hinzufügung des Ferrosulfats folgt. Eine Lösung von 50% Wasserstoffperoxid kann zum Beispiel hinzugefügt werden, dessen Menge auch auf der anfänglichen Phenolkonzentration basiert.
Die obige Hinzufügung von Ferrosulfat und Wasserstoffperoxid findet in einem Mischerreaktor statt, und das eisenkatalysierte Wasserstoffperoxid oxidiert das Phenol in dem Abfallstrom. Dann wird der Abfallstrom geklärt. Dieses wird durch Einstellen des pH des Abfallstroms auf innerhalb eines Bereichs von 8,5 bis 9,5 unter Verwendung von Kalk bewerkstelligt. Diesem wird gefolgt durch das Hinzufügen eines Polymers zu dem Abfallstrom, welches Ausflockung bewirkt, so daß dadurch eine gewisse Menge an Schlamm erzeugt wird. Der Schlamm wird verdickt und entfernt, und dieses vollendet die erste Stufe des Behandlungsprozesses.
Nach der Schlammentfernung wird die zweite Stufe des Behandlungsprozesses begonnen, indem noch einmal der pH des Abfallstroms auf 5,0 eingestellt wird. Angenähert 1000 ppm Ferrosulfat wird wieder zu dem Abfallstrom hinzufügt, welches von kontinuierlicher Hinzufügung von Wasserstoffperoxid in einer Menge gefolgt wird, die entweder auf Oxidations-Reduktions- Potentialmessungen des Abfallstroms basiert, oder dem Betrag der Phenolkonzentration in dem Abfallstrom. Diese zweite Hinzufügung von Ferrosulfat und Wasserstoffperoxid wird in einem anderen Mischerreaktor ausgeführt. Nach dem Verlassen dieses Mischerreaktors wird der pH des Abfallstroms wieder auf 8,5 bis 9,5 eingestellt, welchem gefolgt wird durch die Hinzufügung eines Polymers. Der Abfallstrom wird dann noch einmal in der gleichen Art und Weise, wie oben beschrieben, geklärt, was zu einer zusätzlich Herstellung von Schlamm führt, welcher aus dem Abfallstrom entfernt wird. Der geklärte Abfallstromausfluß wird dann zum Zwecke der Herabsetzung der Konzentration von irgendwelchen verbliebenen flüchtigen organischen Stoffen in dem Abfallstrom luftabgetrieben, so daß demgemäß die zweite und endgültige Stufe der Abfallstrombehandlung vollendet wird.
Durch Behandeln eines Abfallstroms in der oben beschriebenen Art und Weise kann der Betrag an toxischen organischen Stoffen und Metallen, die darin enthalten sind, auf akzeptable Niveaus reduziert werden, die mit gegenwärtigen Umweltgesetzen kompatibel sind. Der Abfallstrom kann dann direkt in einen Abwasserkanal entleert werden. Obwohl der obige Behandlungsprozeß im besonderen für die Behandlung von Abwasserausfluß aus Flugzeugherstellungsvorgängen geeignet ist, sollte erkannt werden, daß das obige System auch ebensogut für die Behandlung von Abwasserausfluß aus anderen Herstellungsvorgängen verwendet werden könnte. Ein Vorteil des obigen Systems besteht darin, daß es für die Behandlung von Abwasser anpaßbar ist, welches sowohl aus Flugzeuganstrichvorgängen als auch aus Plattierungsvorgängen, die auch während der Herstellung eines Flugzeugs auftreten, resultiert. Zum Beispiel kann Abwasserausfluß von einem Plattierungsvorgang direkt in den Abfallstrom während des Behandlungsprozesses der zweiten Stufe eingegeben werden. Speziell kann das Plattierungsabwasser in das System eingegeben werden, indem zunächst dessen pH auf angenähert 4,0 eingestellt wird, und indem dann Ferrosulfat hinzugefügt wird, welchem gefolgt wird durch Eingeben des Plattierungstrassen-Abwassers in den Behandlungsprozeß der zweiten Stufe nach dem Mischen der zweiten Stufe (worin Phenol durch eisenkatalysiertes Wasserstoffperoxid oxidiert wird),aber vor dem Klären.
Wie für eine auf dem Fachgebiet erfahrene Person ersichtlich ist, erfordert die praktische Verwirklichung des oben beschriebenen zweistufigen Behandlungsprozesses in einem aktuell arbeitenden System eine geeignete Detektionsinstrumentierung und Rückflußvermögen für verschiedene Teile des Prozesses. Außerdem wird hier ein speziell ausgebildeter Mischerreaktor offenbart, welcher eine kontinuierliche Hinzufügung von Ferrosulfat und Wasserstoffperoxid zu dem Abfallstrom in der oben beschriebenen Art und Weise gestattet.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In den Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugsziffern und -buchstaben auf gleiche Teile überall in den verschiedenen Ansichten, und worin:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Abwasserbehandlungssystems ist, das gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist;
Fig. 2 eine Zeichnung wie Fig. 1 ist, welche aber das in Fig. 1 gezeigte System in Abschnitte unterteilt, die generell den Fig. 3 bis 9 entsprechen, welche folgen;
Fig. 3 eine schematische Zeichnung der oberen, linken Ecke der Fig. 1 und 2 ist;
Fig. 4 eine detailliertere schematische Zeichnung ist, die den oberen, mittleren Teil der Fig. 1 und 2 zeigt;
Fig. 5 eine detailliertere schematische Zeichnung des mittleren linken Teils der Fig. 1 und 2 ist;
Fig. 6 eine detailliertere schematische Zeichnung der mittleren Teile der Fig. 1 und 2 ist;
Fig. 7 eine detailliertere schematische Ansicht des rechten, mittleren Teils der Fig. 1 und 2 ist;
Fig. 8 eine detailliertere schematische Zeichnung des mittigen Teils der Fig. 1 und 2 ist; und
Fig. 9 eine detailliertere schematische Ansicht der unteren, linken Teile der Figuren I und 2 ist.

Beste Art und Weise für das Ausführen der Erfindung

Es sei nun auf die Zeichnungen, und zuerst auf Fig. 1, Bezug genommen, worin schematisch bei 10 ein Abwasserbehandlungssystem gezeigt ist, das gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist. Ein Wasser-Abfallstrom, der irgendwelche der toxischen organischen Stoffe und Metalle, die vorher beschrieben wurden, enthält, wird in das System bei 12 eingegeben. Der Abfallstrom wird zuerst in einem von zwei Haltetanks 14, 16 zurückgehalten. Dann wird der Abfallstrom zu einem dritten Haltetank 18 überführt, wo sein pH auf angenähert 5,0 eingestellt wird, wie bei 20 gezeigt ist. Um ein Beispiel zu geben, wird die pH-Einstellung durch Hinzufügen von entweder Kalk oder Schwefelwasserstoffsäure bewerkstelligt, um den Abfallstrom basischer bzw. saurer zu machen.
Nach der pH-Einstellung werden Ferrosulfat und Wasserstoffperoxid kontinuierlich zu dem Abfallstrom in einem Mischerreaktor 22 hinzugefügt, wie bei 24, 26 gezeigt ist. Das Ferrosulfat wird zuerst in dem Reaktor 22 in einer Menge hinzugefügt, die auf der anfänglichen Phenolkonzentration in dem Abfallstrom basiert. Zum Beispiel sollte das Verhältnis von Ferrosulfat zu Phenol typischerweise angenähert 3 : 1 sein. Jedoch muß eine minimale Menge an Ferrosulfat hinzugefügt werden, so daß angenähert 1200 ppm von Eisenionen (Fe) Fe in den Strom hineingegeben werden, wenn ein kontinuierlicher Abfallstrom von angenähert 227 Litern (50 Gallonen) pro Minute behandelt werden soll.
Das Wasserstoffperoxid wird nach dem Ferrosulfat in den Mischerreaktor 22 hinzugefügt. Das Eisen in dem Ferrosulfat katalysiert das Wasserstoffperoxid, indem es dieses dazu bringt, das Phenol in dem Abfallstrom zu oxidieren. Wie es einer auf dem Fachgebiet erfahrenen Person vertraut ist, ist das in dieser Art und Weise erfolgende Mischen von Wasserstoffperoxid und Ferrosulfat ein potentiell leichtflüchtiger Prozeß. Daher ist der Mischerreaktor 22 speziell ausgebildet, um an dieses Mischen angepaßt zu sein, und die spezielle Ausbildung des Reaktors 22 wird später weiter beschrieben.
Der pH und die Menge an nichtoxidiertem Wasserstoffperoxid wird bei 28 bzw. 30 abgefühlt, kurz nachdem der Abfallstrom den Mischerreaktor 22 verläßt. Die Oxidation des Wasserstoffperoxids kann durch Messen seines Oxidations-Reduktions-Potentials (ORP) abgefühlt werden, ein Prozeß, der für eine auf dem Fachgebiet erfahrene Person gut vertraut ist. Nachstehend bezeichnet "ORP", wie hier beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt, das Oxidations-Reduktions-Potential.
Wenn das Wasserstoffperoxid, nicht genügend oxidiert ist, kann es, wie bei 32 gezeigt ist, zu dem dritten Haltetank 18 zurückgeführt werden. Andernfalls wird es während angenähert einer Stunde in einem Haltetank 34 gehalten. Dieses stellt sicher, daß ein maximaler Betrag an Phenol oxidiert wird. Dann kann mehr Ferrosulfat zu dem Abfallstrom bei 36 mittels eines Mischers 37 hinzufügt werden, um irgendwelches restliches Wasserstoffperoxid zu entfernen, das nach der einen Stunde Halteperiode zurückbleibt. Wenn kein restliches Wasserstoffperoxid vorhanden ist, dann wird kein Ferrosulfat an dieser speziellen Stelle hinzugefügt. Die Menge an restlichem Wasserstoffperoxid wird bei 38 mittels ORP-Messungen abgefühlt.
Der Abfallstrom wird dann zu einem Klärapparat 40 überführt. In dem Klärapparat wird der pH des Abfallstroms erneut unter Verwendung von Kalk auf einen pH eingestellt, der im Bereich zwischen 8,5 bis 9,5 liegt. Diese pH-Einstellung wird gefolgt von Hinzufügen eines Polymers, welches eine Ausflockung in dem Abfallstrom bewirkt und Schlamm erzeugt. Der Schlamm, welcher Schwermetalle enthält, wird aus dem Klärapparat entfernt, wie bei 42 gezeigt, und wird in einem Schlammtank 44 eingedickt. Die übrige Flüssigkeit, die aus dem Klärapparat 40 ausfließt, wird, wie bei 46 gezeigt, zu einem der zwei Haltetanks 48, 50 überführt. An dieser Stelle ist die erste Stufe des Behandlungsverfahrens vollendet.
Um die zweite Stufe zu beginnen, wird der pH des Abfallstroms in den Haltetanks 48, 50 noch einmal auf einen Wert von angenähert 5,0 eingestellt, wie bei 49, 50 gezeigt ist.
Die zweite Stufe ist generell eine Wiederholung der ersten Stufe. Spezieller ist es so, daß Ferrosulfat und Wasserstoffperoxid, wie bei 52 und 54 angedeutet, kontinuierlich zu dem Abfallstrom mittels eines zweiten Mischerreaktors 56 hinzugefügt werden. Der zweite Reaktor 56 ist im Aufbau und in der Funktion gleichartig wie der erste Mischerreaktor 22. Nach dem Verlassen des zweiten Reaktors 56 werden der pH des Abfallstroms und die Oxidation des Wasserstoffperoxids in dem Abfallstrom bei 58 bzw. 60 abgefühlt. Der Abfallstrom kann zu den Tanks 48, 50 zurückgeführt werden, wie bei 62 gezeigt ist, wenn entweder der pH oder die Oxidation nicht akzeptabel ist. Wie in der ersten Stufe des Behandlungsverfahrens wird der Abfallstrom in einem Tank 64 während etwa einer Stunde gehalten, nachdem er den zweiten Reaktor 56 verläßt. Dann kann Ferrosulfat noch einmal zu dem Abfallstrom mittels eines Mischers 65 hinzufügt werden, wie bei 66 gezeigt ist, um irgendwelches restliches Wasserstoffperoxid zu oxidieren. Jedes solches restliche Wasserstoffperoxid wird durch ORP-Messungen bei 68 abgefühlt. Der Abfallstrom wird dann zu einem zweiten Klärapparat 70 überführt, worin zunächst Kalk hinzugefügt wird, um den pH des Abfallstroms einzustellen, gefolgt von der Hinzufügung eines Polymers, um eine Ausflockung zu bewirken. Schlamm wird aus dem zweiten Klärapparat 70 zu dem Schlammtank 44 entfernt. Der aus dem zweiten Klärapparat 70 ausfließende Abfallstrom wird im pH bei 72 auf einen Wert von angenähert 7,0 eingestellt und dann mittels eines Luftabtreibers 74 bearbeitet. Der Luftabtreiber 74 entfernt irgendwelche zurückbleibenden flüchtigen organischen Stoffe aus dem Abfallstrom, wie Methylenchlorid oder Toluol. Nach dem Luftabtreiben ist der Abfallstrom genügend behandelt und ist sauber für das Entleeren in einen Abwasserkanal 76.
Wie oben angegeben, wurde das System 10 für die Behandlung von Abwasser ausgebildet, das von Flugzeuganstreichvorgängen abgelassen wird. Jedoch kann das System 10 auch Abwasser aufnehmen, das von Flugzeugplattierungsvorgängen abgelassen wird. Solches Abwasser enthält typischerweise gewisse Mengen an Chrom, Nickel, Zink, Cadmium und Kupfer. Wenn Plattierungstrassen-Abwasser verarbeitet wird, würde es in das System bei 78 eingegeben. Bei diesem Abwasser würde zunächst dessen pH, wie bei 79 gezeigt ist, auf 4.0 in einem Haltetank 80 eingestellt. Dann wird Ferrosulfat 82 zu dem Plattierungstrassen- Abfallstrom bei 84 hinzugefügt. Der Plattierungstrassen-Abfallstrom wird dann in den zweiten Klärapparat überführt und wird in der oben beschriebenen Art und Weise verarbeitet.
Wie vorher erwähnt, wird Schlamm zu einem Schlammtank 44 geschickt. Der Schlamm in dem Tank 44 wird verdickt und zu einer Filterpresse 86 überführt. Aus dem Schlammtank ausfließendes Wasser wird durch die zweite Stufe des Systems 10 zurückgeführt, wie bei 88 angedeutet. Die Filterpresse 86 entwässert den Schlamm und formt ihn zu einem ziemlich massiven kuchenartigen Material, welches aus der Filterpresse entfernt wird, wie bei 88 gezeigt ist. Dieses Material kann dann zu einem Beseitigungsort für gefährlichen Abfall transportiert werden. Aus der Filterpresse 86 ausfließendes Wasser wird durch das System 10 zurückgeführt, wie bei 90 angedeutet.
Eine detailliertere Ausführungsform des Systems 10 ist in den Fig. 3 bis 8 gezeigt. Jede dieser Figuren zeigt einen Teil oder Abschnitt des Systems, welcher generell den verschiedenen zu Blöcken geformten Teilen in Fig. 2 entspricht. Es sei nun auf Fig. 2 Bezug genommen, wonach jener Teil des Systems 10, welcher durch gestrichelte Linien 92 zu einem Block geformt ist, generell der Fig. 3 entspricht. Weiter entsprechen jene Teile des Systems 10, die durch zu Blöcken geformte Teile 94, 96, 98, 100, 102 und 104 bezeichnet sind, in einer generellen Art und Weise jeweils den Fig. 4 bis 9.
Fig. 3 zeigt die Eingabe des Abfallstroms bei 12 in die drei Tanks 14, 16, 18. Die Tanks 14, 16, 18 sind miteinander verbunden, wie schematisch bei 106 angedeutet ist. Typischerweise wird das System 10 zur Verarbeitung eines Abfallstroms bei einer gewissen Strömungsrate, wie zum Beispiel 227 Liter (50 Gallonen) pro Minute, ausgebildet. Zu gewissen Zeiten kann jedoch der Betrag des Abfallstroms, der aus einem Herstellungsvorgang ausfließt, diese Strömungsrate überschreiten. Wenn dieses der Fall ist, wird der überschüssige Abfallstrom in einem der beiden Tanks 14, 16 zurückgehalten, die in Fig. 3 entweder als das Ost- oder Mittelbasin bezeichnet sind. Diese Tanks 14, 16 werden verwendet, bis das System 10 den überschüssigen Ausfluß aufnehmen kann. Andernfalls fließt der Ausfluß direkt in den Tank 18, der als das Abfallbasin in Fig. 3 bezeichnet ist. Dort wird der Abfallstrom durch eine Schleife, die generell mit 108 bezeichnet ist, mittels einer Pumpe 110 zu dem Zweck umlaufen gelassen, den pH des Abfallstroms in dem Tank 18 auf angenähert 5,0 einzustellen. Der Umlauf in der Schleife 108 wird durch Ventile 112, 114 geeignet gesteuert. Wie vorher erwähnt, wird der pH entweder durch Hinzufügen von Kalk oder Schwefelsäure (H&sub2;SO&sub4;) eingestellt, wie bei 116 bzw. 118 bezeigt ist. Wenn der pH einmal eingestellt ist, werden die Ventile 112, 114 geeignet gesteuert, so daß die Pumpe 110 den pH-eingestellten Abfallstrom zu dem ersten Mischerreaktor 22 pumpt, wie bei 120 gezeigt ist.
Es nun die Aufmerksamkeit auf Fig. 4 gerichtet, wo der erste Mischerreaktor generell bei 22 gezeigt ist. Wie vorher erwähnt, wird zuerst Ferrosulfat zu dem Abfallstrom bei 24 hinzugefügt. Ein statischer Mischer 122, dessen Aufbau für eine auf dem Fachgebiet erfahrene Person gut vertraut ist, mischt das Ferrosulfat in den Abfallstrom. Dann tritt der Abfallstrom in den Mischerreaktor 22 ein. Der Mischerreaktor 22 ist aus einem kontinuierlichen U-förmigen Rohr 124 hergestellt, das zwei sich nach aufwärts erstreckende vertikale Teile 126, 128 hat. Der Durchmesser des Rohrs 124 kann in Abhängigkeit von der Abfallstrom-Strömungsrate variieren, aber er kann zum Beispiel angenähert 14 Zoll für eine Strömungsrate von 50 Gallonen pro Minute sein. Jeder der vertikalen Teile 126, 128 kann so hoch wie 30 Fuß sein. In bevorzugter Form ist das Rohr 124 aus rostfreiem Stahl hergestellt. Jeder vertikale Teil 126, 128 ist an seinem jeweiligen oberen Ende 130, 132 zum Lüften des Mischerreaktors 22 offen. Einer der Teile 126 ist mit dem statischen Mischer 122 verbunden, in welchem das Ferrosulfat in den Abfallstrom gemischt wird. Wasserstoffperoxid wird in dieses Rohr bei 26 eingegeben, und ein anderer statischer Mischer 134 ist in dem Rohr 126 zum Mischen des Wasserstoffperoxids in den Abfallstrom vorgesehen.
Der Abfallstrom verläßt den Mischerreaktor 22 bei 136. An dieser Stelle wird der pH des Abfallstroms und die eisenkatalysierte Oxidation des Wasserstoffperoxids gemessen, wie bei 30 und 38 gezeigt ist (auch in Fig. 1 gezeigt). Wenn diese Meßergebnisse unerwünscht sind, kann der Abfallstrom durch die Schleife 32 zurückgeführt oder rezirkuliert werden, wie in den Fig. 4 und 3 gezeigt ist. Eine Rezirkulation würde geeignet durch Ventile 138 und 140 gesteuert.
Wie vorher erwähnt, wird der Abfallstrom, nachdem er den ersten Mischerreaktor 22 verläßt, während angenähert einer Stunde in einem Tank 34 gehalten. In bevorzugter Form wird bei 142 zusätzliche Rückflußkapazität vorgesehen, wenn die ORP- Meßergebnisse, die bei 38 genommen werden, unerwünscht sind. Dieses führt den Abfallstrom zurück in die Rückflußschleife 32. Dieser spezielle Rückfluß wird durch Ventile 144 und 146 gesteuert, wobei das Ventil 146 die Strömung des Abfallstroms in den Klärapparat 40 steuert. Im Klärapparat 40 werden Kalk 147 und ein Polymer 149 hinzugefügt, wie vorher beschrieben. Die erste Stufe der Behandlung des Abfallstroms ist vollendet, wenn der Abfallstromausfluß den Klärapparat 40 bei 148 verläßt. Aus dem Klärapparat wird Schlamm bei 150 mittels einer Pumpe 152 entfernt, welche den Schlamm, wie bei 154 gezeigt ist, zu dem Schlammspeichertank 44 (in Fig. 8 gezeigt) pumpt. Ventile 156 bzw. 158 sind betätigbar, um das Pumpen des Schlamms zu steuern.
Es sei nun auf Fig. 5 Bezug genommen, wonach der aus dem ersten Klärapparat 40 ausfließende Abfallstrom, der bei 148 gezeigt ist, in einem anderen Haltetank 160 gehalten werden kann. Nachher wird der Abfallstrom aus dem Haltetank 160 durch eine Pumpe 162 zu irgendeinem der beiden Haltetanks 48, 50 überführt. Eine Mehrzahl von jeweiligen Ventilen 164, 166, 168 steuert die Überführung des Abfallstroms in die Haltetanks 48, 50. Der pH in den Tanks 48, 50 wird dadurch eingestellt, daß entweder Schwefelsäure oder Wasserstoffperoxid hinzugefügt wird, wie bei 49a, 49b und 51a, 51b gezeigt ist. Ventile 170, 172 steuern die Strömung des Abfallstroms aus den Tanks 48, 50. Eine Pumpe 174 überführt normalerweise den Abfallstrom aus den Tanks 48, 50, wie bei 176 gezeigt ist, zu dem zweiten Mischerreaktor 56, der in Fig. 6 gezeigt ist. Eine Rückflußschleife 178 ist jedoch zum Rezirkulieren des Abfallstroms zurück in die Tanks 48, 50 vorgesehen. Diese Rückflußschleife wird durch Ventile 180, 182 und 184 gesteuert.
Es sei nun auf Fig. 6 Bezug genommen, wonach Ferrosulfat zu dem Abfallstrom bei 52 hinzugefügt wird, wo es mittels eines anderen statischen Mischers 178 in den Abfallstrom gemischt wird. Dann wird der Abfallstrom in den zweiten Mischerreaktor überführt, welcher generell bei 56 gezeigt ist. Der Aufbau des zweiten Mischerreaktors 56 ist gleichartig wie der Aufbau des ersten Mischerreaktors 22, der in Fig. 4 gezeigt und beschrieben ist. Definitiv hat der zweite Mischerreaktor 56 generell die Form eines U-förmigen Rohrs 180, das ein Paar von sich aufwärts erstreckenden vertikalen Teilen 182, 184 hat. Jeder vertikale Teil ist an seinem oberen Ende 186, 188 offen. Wasserstoffperoxid wird bei 54 in den Abfallstrom eingegeben, und der Abfallstrom geht durch einen anderen statischen Mischer 190 hindurch, welcher sich in einem vertikalen Teil 182 befindet.
Nach dem Verlassen des zweiten Mischerreaktors 56, wie bei 190 gezeigt ist, und an dieser Stelle werden pH- und ORP- Messungen bei 58, 60 genommen, wird der Abfallstrom zu einem anderen Haltetank 64 überführt. Noch einmal kann der Abfallstrom in Abhängigkeit von den pH- und ORP-Messungen, wie bei 192 gezeigt ist, zurück in die Rückflußschleife 32 zurückgeführt werden, so daß demgemäß der Abfallstrom zurück zu den Haltetanks 14, 16, 18 an den Beginn des Systems 10 geschickt wird. Ein solches Zurückführen wird durch Ventile 194 bzw. 196 gesteuert.
Wie vorher beschrieben, wird das Abwasser nach dem Verlassen des zweiten Mischerreaktors 56 während angenähert einer Stunde in dem Tank 64 gehalten. Dann kann, abhängig von den bei 68 genommenen ORP-Messungen, mehr Ferrosulfat zu dem Abfallstrom bei 66 hinzugefügt und mittels des statischen Mischers 65 gemischt werden. Eine andere Rückflußschleife 194, die durch Ventile 196, 198 gesteuert ist, sieht eine Rezirkulationsfähigkeit an dieser Stelle vor.
Der zweite Klärapparat 70 ist im Aufbau der gleiche wie der erste Klärapparat 40, der in Fig. 4 gezeigt ist. Kalk wird, wie bei 200 gezeigt ist, zunächst zu dem Abfallstrom hinzugefügt, um dessen pH einzustellen. Dann wird ein Polymer, wie bei 202 gezeigt ist, hinzugefügt, um eine Ausflockung zu bewirken. Der ausfließende flüssige Abfallstrom tritt bei 204 aus dem zweiten Klärapparat 70 aus. Schlamm wird mittels einer Pumpe 206 entfernt, wobei die Schlammentfernung mittels Ventilen 208 bzw. 210 gesteuert wird. Der Schlamm wird zu dem Schlammtank 44 überführt, der in den Fig. 1 und 8 gezeigt ist.
Es sei auf Fig. 7 Bezug genommen, wonach ein anderer Tank 212, der gleichartig dem in Fig. 5 gezeigten Tank 160 ist, zum Aufnehmen von Abwasser vorgesehen ist, das aus dem zweiten Klärapparat 70 (in Fig. 6 gezeigt) ausfließt. Eine Pumpe 214, gesteuert durch Ventile 216, 218, pumpt den Abfallstrom in eine Sandfiltereinrichtung, die generell bei 220 gezeigt ist. Die Sandfiltereinrichtung 220 ist in Fig. 1 oder 2 nicht gezeigt, aber würde einer auf den Fachgebiet erfahrenen Person als eine Einrichtung vertraut sein, welche den Ausfluß endgültig filtert. Die Verwendung des Sandfilters 220 ist in vieler Hinsicht wahlweise. Die Regulierung der Strömung des Abwasserstroms in die Sandfiltereinrichtung 220 wird durch Ventile 222 und 224 gesteuert. Ein Druckschalter 226 steuert die Strömung der Filterrückwäsche in eine Rückflußschleife 228, welche mit dem Schlammspeichertank 44 (wie bei 228 in Fig. 6 gezeigt ist) verbunden ist. Die Filterrückwäsche wird durch das Ventil 230 in Fig. 6 gesteuert.
In Fig. 7 steuert ein Ventil 230 die Strömung des Abfallstroms dahingehend, ob er durch die Sandfiltereinrichtung 220 hindurchgeht oder nicht. Dann wird der pH des Abfallstroms noch einmal durch Hinzufügen von Schwefelsäure bei 72 eingestellt. Die Säure wird mittels eines Mischers 232 in den Abfallstrom gemischt. Dann wird der Abfallstrom durch Luftabtreiber 74 verarbeitet, welcher irgendwelche zurückgebliebenen flüchtigen organischen Stoffe mit dem Abfallstrom, wie Toluol oder Methylenchlorid, entfernt. Der Aufbau des Luftabtreibers 74 wäre für eine auf dem Fachgebiet erfahrene Person vertraut. Nach dem Verlassen des Luftabtreibers bei 76 ist die Behandlung des Abfallstroms vollendet, und der Abfallstrom wird in den Abwasserkanal 233 herab entleert.
Die Hinzufügung von Plattierungstrassen-Abwasser zu dem System 10 ist in Fig. 8 gezeigt. Das Plattierungstrassen-Abwasser kann in den Tank 80 eingegeben werden, wie bei 234 gezeigt ist, oder dieses Abwasser kann, wie bei 236 in den Fig. 8, 9, 6 und 5 gezeigt ist, zu den Tanks 48, 50 in Fig. 5 umlaufen gelassen werden. Ein solcher Umlauf wird durch Ventile 238 und 240 in Fig. 5 gesteuert. Ein Ventil 242 steuert den Umlauf des Plattierungstrassen-Abwassers in den Tank 80.
Der Betrieb der in Fig. 8 gezeigten Systemkomponenten ist der gleiche wie derjenige, welcher vorher für den Tank 80 in Fig. 1 beschrieben wurde. Ein Unterschied ist jedoch die Hinzufügung der Rückflußschleife 244, welche verwendet werden kann, wenn es notwendig ist, den pH des Plattierungstrassen- Abwassers in dem Tank 80 neu einzustellen. Der Umlauf durch die Schleife 244 wird mittels eines Ventils 246 gesteuert. Plattierungstrassen-Abwasser wird aus dem Tank 80 mittels einer Pumpe 248, gesteuert durch Ventile 250, 252, überführt. Dieses Abwasser wird, wie bei 254 in den Fig. 8 und 6 gezeigt ist, zu dem zweiten Klärapparat 70 in Fig. 6 überführt. Dort wird das Abwasser durch den übrigen Teil der zweiten Stufe des Behandlungsprozesses, wie vorher beschrieben worden ist, verarbeitet.
Es sei auf Fig. 9 Bezug genommen, worin der Schlammtank 44 und die Filterpresse 86 gezeigt ist. Aus dem Schlammtank 44 ausfließendes Wasser wird, gesteuert durch ein Ventil 256, zurück zu dem Haltetank 160 in Fig. 5 zurückgeführt, wie bei 258 in den Fig. 9, 6 und 5 gezeigt ist. Eine Pumpe 260, die der Steuerung durch Ventile 262, 264 unterworfen ist, pumpt Schlamm aus dem Tank 44 in die Filterpresse 86. Dort wird entwässerter Schlamm aus der Filterpresse bei 88 entfernt, und irgendwelcher restlicher flüssiger Ausfluß, der nach dem Filtrierungsprozeß zurückbleibt, wird zu den Tanks 48, 50 in Fig. 5 rezirkuliert, wie bei 266 gezeigt ist. Eine solche Rezirkulation wird durch ein Ventil 286 in Fig. 9 und Ventile 270, 272 in Fig. 5 gesteuert.
Demgemäß ist eine detaillierte Beschreibung des Systems 10 in den Fig. 3 bis 9 gezeigt und beschrieben worden. Wie für eine auf dem Fachgebiet erfahrene Person ersichtlich ist, können viele Abwandlungen an dem System vorgenommen werden, ohne dessen grundsätzlichen Betrieb zu verlassen. Zum Beispiel könnten die verschiedenen Ventile, die überall in dem System bezeichnet sind, viele Arten von Ventilen, unter Einschluß von Drosselklappenventilen und Einweg-Rückschlagventilen sein. Die obige Beschreibung ist nicht in irgendeinem Sinn beschränkend gemeint. Die obige Beschreibung ist nur zu Beispielszwecken vorgesehen, und es versteht sich, daß die Erfindung nur durch die Ansprüche, welche folgen, gemäß den Grundsätzen der Patentgesetz-Anspruchsinterpretation beschränkt sein soll.

Claims

1. Ein Verfahren des Entfernens von phenolischen Verbindungen aus einem Wasser-Abfallstrom, umfassend die folgenden aufeinanderfolgenden Schritte des:

i) Einstellens des pH des Abfallstroms auf angenähert 5,0;

ii) Hinzufügens von Eisenionen zu dem Abfallstrom, die hinzuzufügendes Wasserstoffperoxid katalysieren;

iii) Hinzufügens von Wasserstoffperoxid zu dem Abfallstrom;

iv) Einstellens des pH des Abfallstroms auf innerhalb eines Bereichs von 8,5 bis 9,5;

v) Hinzufügens eines Polymers zu dem Abfallstrom, worin das Polymer eine Ausflockung in dem Abfallstrom bewirkt und Schlamm erzeugt;

vi) Klärens des Abfallstroms durch Entfernen des Schlamms;

vii) Einstellens des pH des Abfallstroms auf angenähert 5,0;

viii) Hinzufügens von Eisenionen zu dem Abfallstrom, die hinzuzufügendes Wasserstoffperoxid katalysieren;

ix) Hinzufügens von Wasserstoffperoxid zu dem Abfallstrom;

x) Einstellens des pH des Abfallstroms auf innerhalb eines Bereichs von 8,5 bis 9,5;

xi) Hinzufügens eines Polymers zu dem Abfallstrom, worin das Polymer eine Ausflockung in dem Abfallstrom bewirkt und Schlamm erzeugt;

xii) Klärens des Abfallsstroms durch Entfernen des im Schritt xi) erzeugten Schlamms aus dem Abfallstrom; und

xiii) Luftabtreibens des Abfallstroms.

2. Das Verfahren des Anspruchs 1, worin die Schritte für das Hinzufügen von Eisenionen zu dem Abfallstrom das Hinzufügen von Ferrosulfat (FeSO&sub4;7H&sub2;O) zu dem Abfallstrom umfassen.

3. Das Verfahren des Anspruchs 2, worin ein Minimum von 200 Teilen pro Million (ppm) von Ferrosulfat zu dem Abfallstrom im Schritt ii) hinzugefügt wird, und worin ein Minimum von 1000 ppm Ferrosulfat im Schritt viii) hinzugefügt wird.

4. Das Verfahren der Ansprüche 1 bis 3, umfassend das Messen des pH und des Oxidations-Reduktions-Potentials des Abfallstroms nach dem Schritt iii) und das Zurückführen des Abfallstroms durch die Schritte i), ii) und iii), wenn solche Messungen bzw. Meßergebnisse unerwünscht sind.

5. Das Verfahren der Ansprüche 1 bis 3, umfassend das Messen des Oxidations-Reduktions-Potentials des Abfallstroms nach dem Schritt iii) und das Hinzufügen von Eisenionen zu dem Abfallstrom nach dem Schritt iii), aber vor dem Schritt iv), wenn solche Oxidations-Reduktions-Potential- Messungen bzw. -Meßergebnisse unerwünscht sind.

6. Das Verfahren der Ansprüche 1 bis 5, worin das Einstellen des pH des Abfallstroms im Schritt iv) und x) das Hinzufügen von Kalk zu dem Abfallstrom umfaßt.

7. Das Verfahren der Ansprüche 1 bis 6, umfassend das Messen des pH und des Oxidations-Reduktions-Potentials des Abfallstroms nach dem Schritt ix) und das Zurückführen des Abfallstroms zum Schritt i), wenn solche Messungen bzw. Meßergebnisse unerwünscht sind.

8. Das Verfahren der Ansprüche 1 bis 7, umfassend das Halten des Abfallstroms in einem Haltetank während angenähert einer Stunde nach dem Schritt ix), gefolgt durch das Messen des Oxidations-Reduktions-Potentials des Abfallstroms, und das Hinzufügen von Eisenionen zu dem Abfallstrom, wenn eine solche Oxidations-Reduktions-Potential-Messung bzw. ein solches Oxidations-Reduktions-Potential-Meßergebnis unerwünscht ist.

9. Ein Verfahren des Entfernens von phenolischen Verbindungen aus einem Wasser-Abfallstrom, umfassend die folgenden aufeinanderfolgenden Schritte:

i) Einstellen des pH des Abfallstroms auf angenähert 5,0;

ii) Hinzufügen von Eisenionen zu dem Abfallstrom, welche hinzuzufügendes Wasserstoffperoxid katalysieren;

iii) Hinzufügen von Wasserstoffperoxid zu dem Abfallstrom;

iv) Einstellen des pH des Abfallstroms auf innerhalb eines Bereichs von 8,5 bis 9,5;

v) Hinzufügen eines Polymers zu dem Abfallstrom, worin das Polymer eine Ausflockung in dem Abfallstrom bewirkt und Schlamm erzeugt; und

iv) Klären des Abfallstroms durch Entfernen des Schlamms.