DE3903549A1 - Uv-licht zum schadstoffabbau, insbesondere von halogenierten kohlenwasserstoffen - Google Patents
Uv-licht zum schadstoffabbau, insbesondere von halogenierten kohlenwasserstoffenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abbau
von halogenierten organischen Substanzen in flüssigen
und/oder gasförmigen Effluenten durch Bestrahlung,
insbesondere in naturbelassenen Grundwässern, in
Industrie-Abwässern und Industrie-Abgasen.
Zahlreiche Böden und Grundwässer sind mit Chemikalien
industriellen und gewerblichen, kommunalen und Haushalts-
Ursprungs verunreinigt.
Diese Verunreinigungen enthalten oft schwerbeseitigbare
und schwerabbaubare halogenierte organische Verbindungen.
Auch fallen zahlreiche Industrie-Abwässer und Industrie-
Abgase an, die in flüssiger und/oder gasförmiger Form
halogenierte organische Substanzen enthalten.
Zum Abbau dieser Verbindungen in Effluenten kommen
verschiedene Verfahren wie Nachverbrennung, katalytische
Zersetzungen und katalytische Verbrennung, Adsorption an
Ionenaustauschern und Aktivkohlefiltern sowie biologische
mikrobiologischer Abbau zur Anwendung.
Die Verfahren des Standes der Technik erfordern den
Einsatz spezieller Apparaturen und sind zum Abbau von
halogenierten organischen Substanzen in flüssigen und/
oder gasförmigen Effluenten nur unzureichend in der Lage.
Insbesondere vermögen die Verfahren gemäß dem Stand der
Technik die großen anfallenden Massenströme gasförmiger
und/oder flüssiger Art nichtzufriedenstellend zu ver
arbeiten.
Auch beschriebene Verfahren zum Reinigen von flüssigen
Effluenten mittels Bestrahlung bewirken lediglich eine
unzureichende Entfernung der Kontaminationen oder sind
mit einem hohen apparativen, energiemäßigen oder steuer-
und regeltechnischen Aufwand verbunden.
So beschreibt die europäische Patentanmeldung 02 65 031
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Konditionierung
von Wasser und insbesondere, aber nicht ausschließlich,
zur Reduzierung der organischen Verbindungen in einer
Ionen-Austauschersäule. Dabei wird in einer Oxydations
kammer Wasser an einer UV-Lampe vorbeigeführt, zur photo
chemischen Oxydation des organischen Materials,
vorzugsweise zu Kohlendioxid.
Die europäische Patentanmeldung 02 34 875 betrifft die
photokatalytische Behandlung von Wasser zur Herstellung
von extra-reinem Wasser, wobei eine katalytische
Photolyse organischer Verunreinigungen im Wasser durch
geführt wird. Dabei wird das Wasser mit Licht bestrahlt
in Anwesenheit einer katalytischen Menge eines Photo
katalysators (anorganische Halbleiter) und eines Metalls
der Gruppe VIII des Periodensystems.
Die europäische Patentanmeldung 00 19 211 betrifft ein
Verfahren zur Reinigung wässriger Fluide, wobei Ab
wässer mit organischen Verunreinigungen gereinigt werden
durch Kontaktieren genannter Flüssigkeit mit einer Gas
phase,
in welcher durch Laser- Strahlung ein Plasma hergestellt
wird. Dabei können die organischen Substanzen halogenierte
Verbindungen sein und die Laserstrahlung kann im UV-
Bereich liegen.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE-OS 31 08 159 betrifft
eine Vorrichtung zum Entfernen von organischen Stoffen
aus gereinigtem Speisewasser, wobei das Wasser in einem
mit einer UV-Lampe versehenen Gehäuse mit UV-Licht be
strahlt wird, wodurch die meisten organischen Stoffe zu
Kohlendioxid oxidiert werden.
Das deutsche Gebrauchsmuster G 85 17 817.9 betrifft einen
Wasserabscheider einer chemischen Reinigungsmaschine,
wobei in einer Abzugsleitung für das Wasser eine Quarz
lampe angeordnet ist. Durch die von dieser Lampe aus
gehende ultraviolette Strahlung werden gelöste Halogen-
Kohlenwasserstoffe zersetzt unter Bildung von u.a. HCl.
Die europäische Patentanmeldung 00 11 631 betrifft
chemische Verfahren zur Entfernung von Halogenatomen aus
halogenierten organischen Verbindungen, wobei zur Ent
fernung von Halogen eine Behandlung mit ultravioletter
Strahlung erfolgt.
Die letztgenannte Druckschrift beschreibt ein Ver
fahren unter hydrierenden Bedingungen in Anwesenheit
von Wasserstoff, und in einer besonderen Ausführungsform
eine Durchführung in alkalischer wässriger Lösung.
Die genannten Verfahren und Vorrichtungen des Standes
der Technik liefern keine nahezu vollständige Beseitigung
des organisch gebundenen Halogens wie auch des organisch
gebundenen Kohlenstoffs (TOC).
Demgegenüber liegt vorliegender Erfindung die Aufgabe
zugrunde, ein Verfahren zum Abbau von halogenierten
organischen Substanzen in flüssigen oder gasförmigen
Effluenten durch Bestrahlung zu liefern, das die
vorhandenen Halogenide, insbesondere Chlor, Fluor,
Brom vollständig abbaut und gleichzeitig die organische
Verbindung weitgehend abbaut.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren
der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst,
daß man die Effluente mit UV-Licht, vorzugsweise Nieder
druck-UV-Licht, behandelt.
Besondere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Ver
fahrens sind dadurch gekennzeichnet,
daß die Effluente in einer Durchflußkammer behandelt werden,
daß ultraviolette Strahlung des Wellenlängenbereichs 180 bis 400 mm verwendet wird,
daß die Effluente verschiedene halogenierte organische Verbindungen , insbesondere chlorierte, fluorierte, bromierte Kohlenwasserstoffe und/oder Heterozyklen und/ oder Derivate derselben enthalten,
daß die Effluente in einer Sprühkammer behandelt werden,
daß die Effluente in einem Dünnschicht-(Film)- Reaktor behandelt werden.
daß die Effluente in einer Durchflußkammer behandelt werden,
daß ultraviolette Strahlung des Wellenlängenbereichs 180 bis 400 mm verwendet wird,
daß die Effluente verschiedene halogenierte organische Verbindungen , insbesondere chlorierte, fluorierte, bromierte Kohlenwasserstoffe und/oder Heterozyklen und/ oder Derivate derselben enthalten,
daß die Effluente in einer Sprühkammer behandelt werden,
daß die Effluente in einem Dünnschicht-(Film)- Reaktor behandelt werden.
Weitere besondere Ausführungsformen sind dadurch
gekennzeichnet,
daß die Effluente in Anwesenheit von nicht UV- absorbierendem Inertgas behandelt werden,
daß Halogenide und/oder Kohlenmonoxid und/oder Kohlendioxid freigesetzt bzw. produziert werden.
daß die Effluente in Anwesenheit von nicht UV- absorbierendem Inertgas behandelt werden,
daß Halogenide und/oder Kohlenmonoxid und/oder Kohlendioxid freigesetzt bzw. produziert werden.
Es zeigt sich überraschenderweise, daß in den ver
schiedenartigen Effluenten, Grundwässern, Industrie-
Abwässern und Industrie-Abgasen, ohne weitere Be
handlung oder Einstellung besonderer Mediumsbedingungen
sowohl ein Abbau des Halogens als auch eine Zer
setzung der organischen Verbindungen zu Kohlenmonoxid
und/oder Kohlendioxid stattfindet.
Somit findet überraschenderweise beim erfindungsgemäßen
Verfahren ein Abbau nach mehreren Mechanismen statt, wie
er sonst nur unter entweder reduzierenden oder oxidierenden
Bedingungen stattfindet.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet die Bearbeitung
großer Massenströme; es handelt sich um eine Art UV-Filter.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist aufgrund seiner nahezu
quantitativen Überführung des TOC (Total Organic Carbon)
insbesondere auch zur Entfernung und zum Abbau von nur
in geringsten Mengen, Spurenmengen, vorhandenen Ver
unreinigungen geeignet.
Dies macht es besonders geeignet zum Abbau beispielsweise
in Grundwässern vorhandener Pestizide und Herbizide
sowie von chlorierten Kohlenwasserstoffen und Kraftwerks
effluenten.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird in folgenden Bei
spielen erläutert, wobei diese Beispiele jedoch keine
Begrenzung darstellen.
In einer Apparatur (gemäß Fig. 1) wurden CKW-haltige
Wasserproben bestrahlt.
Während der Bestrahlung wurden die Proben mit einem Magnet
rührer gerührt.
Die Bestrahlungszeit lag einheitlich bei 60 Minuten.
Um den Erfolg der Bestrahlung deutlich zu demonstrieren,
wurden synthetische Proben durch Lösen von chlorierten
Kohlenwasserstoffen in hochreinem Wasser hergestellt und
bestrahlt.
Die Verwendung von hochreinem Wasser ist erforderlich,
um die bei geringen CKW-Gehalten entstehenden Chlorid
mengen bzw. die geringen Mengen an pH-ändernden Substanzen,
z. B. Carbonat und Hydrogencarbonat, nachzuweisen.
Bei Natur- bzw. Trinkwässern liegt demgegenüber bereits ein
hoher Chloridgehalt bzw. eine beträchtliche Pufferkapazi
tät vor, welche die vorgenannten Konzentrations- bzw. pH-
Wert-Änderungen überlagert bzw. abpuffert.
Diesen Ergebnissen werden gegenübergestellt die Ergebnisse
bei Bestrahlung von mit chlorierten Kohlenwasserstoffen
aufgestockten Trinkwässern (Tabellen 1-4)
- 1. Die Hochdruckapparatur hatte ein Füllvolumen von
ca. 1000 ml und war mit einem Hochdruckstrahler der
Firma Heraeus TQ 150 ausgerüstet.
Die Niederdruckapparatur besaß ein Füllvolumen von ca. 1900 ml.
Als Niederdruckstrahler wurde ein Tauchstrahler der Firma TNN 15/35 verwendet.
Die Bestimmung der Konzentrationen an chlorierten Kohlen wasserstoffen erfolgte gaschromatographisch mit FTD/ECD in Tandemschaltung nach dem Head-space-Verfahren. Die Bestimmung des Chlorids erfolgte per Ionenchromatographie. - 2. In der Tabelle 5 ist die überwiegende bis nahezu quantitative Freisetzung von Halogenid aus den chlorierten Kohlenwasserstoffen dargestellt (errechnet aus den Werten der Tabellen 1-4).
| Halogenidfreisetzung (in %) durch Bestrahlung CKW-haltiger Wasserproben | |
| Versuch | |
| Halogenidfreisetzung (in %) | |
| A | |
| 39 | |
| B | 66 |
| C | 100 |
| D | - |
| E | 79 |
| F | 54 |
| G | 40 |
| H | 56 |
| I | 100 |
| K | - |
| L | 60 |
| M | 53 |
Claims (8)
1. Verfahren zum Abbau von halogenierten organischen
Substanzen in flüssigen und/oder gasförmigen
Effluenten durch Bestrahlung, insbesondere in
naturbelassenen Grundwässern, in Industrie-Ab
wässern und Industrie-Abgasen,
dadurch gekennzeichnet,
daß man die Effluente mit UV-Licht, vorzugsweise
Niederdruck-UV-Licht behandelt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Effluente in einer Durchflußkammer be
handelt werden.
3. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß ultraviolette Strahlung des Wellenlängen
bereichs 180 bis 400 mm verwendet wird.
4. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Effluente verschiedene halogenierte
organische Verbindungen, insbesondere chlorierte,
fluorierte, bromierte Kohlenwasserstoffe und/
oder Heterozyklen und/ oder Derivate derselben
enthalten.
5. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Effluente in einer Sprühkammer behandelt
werden.
6. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Effluente in einem Dünnschicht-(Film)-
Reaktor behandelt werden.
7. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Effluente in Anwesenheit von nicht UV-
absorbierendem Inertgas behandelt werden.
8. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß Halogenide und/oder Kohlenmonoxid und/
oder Kohlendioxid freigesetzt bzw. produziert
werden.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19893903549 DE3903549A1 (de) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | Uv-licht zum schadstoffabbau, insbesondere von halogenierten kohlenwasserstoffen |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE19893903549 DE3903549A1 (de) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | Uv-licht zum schadstoffabbau, insbesondere von halogenierten kohlenwasserstoffen |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3903549A1 true DE3903549A1 (de) | 1990-08-09 |
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ID=6373549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE19893903549 Withdrawn DE3903549A1 (de) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | Uv-licht zum schadstoffabbau, insbesondere von halogenierten kohlenwasserstoffen |
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|---|---|
| DE (1) | DE3903549A1 (de) |
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