DE3936082A1 - Verfahren und vorrichtung zur dekontaminierung von cyanidhaltigem abwasser - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur dekontaminierung von cyanidhaltigem abwasserInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dekontaminierung
von cyanidhaltigem Abwasser in einem Reaktor, dem Natrium
hypochlorit zugeleitet wird, sowie eine Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens.
Ein derartiges Verfahren sowie eine entsprechende tech
nische Anlage für die Cyanidentgiftung sind beispielsweise
aus dem "Taschenbuch der Abwasserbehandlung für die metall
verarbeitende Industrie", L. Hartinger, Band 1 und 2,
Carl Hauser Verlag, München, Wien, 1976, sowie aus dem
Buch "Reinigung industrieller Abwässer", O. Klee, Francksche
Verlagsbuchhandlung, Stuttgart, 1970, bekannt. Die Reaktion
wird insbesondere bei hohen Cyanidkonzentrationen in
Chargen- bzw. Standreaktoren durchgeführt. Die Entgiftung
erfolgt gemäß den beiden folgenden Reaktionsgleichungen:
CN- + OCl- + H₂O = CNCl + 2OH- (1)
CNCl + 2OH- = CNO + Cl + H₂O (2)
Die Cyan-Ionen (CN⁻) des cyanhaltigen Abwassers, insbe
sondere Industrieabwassers, reagieren mit Anionen (OCl⁻) von
Natriumhypochlorit, wobei als Zwischenprodukt zunächst
Chlorcyan (CNCl) entsteht. Aus diesem bildet sich dann
gemäß Gleichung (2) durch Hydrolyse mit dem OH⁻-Ion des
Wassers Cyanat (CNO⁻) und elementares Chlor, das jedoch
im statu nascendi mit dem vorhandenen Natrium reagiert.
Auf eine Weiterreaktion des Cyanats zu Stickstoff, Kohlen
dioxyd und Clorid wird im allgemeinen verzichtet, die
Gründe hierfür stehen nicht im Zusammenhang mit vorliegen
der Erfindung.
Die Reaktion gemäß Gleichung (1) verläuft schnell und
ist stark exotherm. Die Reaktionswärme beträgt etwa
10 000 kJ/kg aktives Chlor. Die Geschwindigkeit der Reak
tion gemäß Gleichung (2) ist erheblich geringer als die
gemäß der Gleichung (1). Die Geschwindigkeit ist stark
vom pH-Wert der Lösung und von deren Temperatur abhängig.
Gemäß Fig. 1 bewirken ein hoher pH-Wert und eine hohe
Temperatur eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit. Die Reak
tionswärme der Reaktion gemäß Gleichung (2) ist vergleichs
weise gering und kann gegenüber der Reaktion gemäß Glei
chung (1) vernachlässigt werden. Um ein Entstehen giftiger
Blausäure durch Reaktion des Cyanids mit dem H⁺-Ion des
Wassers nach der Gleichung
CN- + H⁺ = HCN (3)
zu unterbinden, wird der pH-Wert aus Sicherheitsgründen
hoch gehalten. Das intermediär entstehende Chlorcyan
hat einen niedrigeren Siedepunkt als Blausäure und ist sehr
giftig. Aus diesen Grunde ist es wichtig, die Konzentration
des Chlorcyans bei der Dekontaminierung möglichst gering zu
halten. Die Reaktionsgeschwindigkeit der Chlorcyanhydrolyse
gemäß Gleichung (2) kann durch die Funktion
dlnc/dt = k (4)
dargestellt werden. Dabei ist c die Chlorcyan-Konzentration,
t die Zeit und k die Geschwindigkeitskonstante der Reaktion
gemäß Fig. 1.
Bei den eingangs angegebenen bekannten Anlagen wird die zu
entgiftende Einsatzlösung aus einen Vorlagebehälter mit
langsam laufendem Rührer etwa mit Umgebungstemperatur einem
Standreaktor zugeführt, der mit einem schnell laufenden
Rührer bestückt ist. Nun wird Natriumhypochloritlösung
zugegeben. Infolge der hohen Reaktionswärme steigt die
Temperatur mit zunehmendem CN⁻-Umsatz bis zu einem Endwert,
der von der CN⁻-Konzentration in der zu entgiftenden Einsatz
lösung und der Anfangstemperatur abhängt. Die Reaktortempera
tur wird lediglich beobachtet oder aber bei Überschreitung
einer Grenztemperatur wird ein Alarm ausgelöst und der
Zulauf der Natriumhypochloritlösung abgeschaltet. Der Reaktor
wird dann durch Wärmeaustausch mit der Umgebung abgekühlt;
es ist auch eine Kühlung durch Zuführen von Kalkwasser
bekannt geworden.
Da dem Reaktor die zu entgiftende Einsatzlösung etwa mit der
Umgebungstemperatur zugeführt wird, bildet sich
aus der langsam zulaufenden Natriumhypochlorit-Lösung
und dem Cynanidgehalt der Einsatzlösung spontan Chlor
cyan, das jedoch bei der niedrigen Anfangstemperatur
nur langsam hydrolysiert. Hierdurch steigt der Chlorcyan
gehalt zunächst steil an, durchläuft ein Maximum und
fällt dann wegen der Beschleunigung der Hydrolyse durch
die höhere Konzentration und die steigende Temperatur
wieder ab. Die erreichten Chlorcyan-Konzentrationen können
dabei gefährlich hoch sein. Bei den bekannten Anlagen
wird die Chlorcyan-Konzentration durch langsamen Zulauf
des Natriumhypochlorits niedrig gehalten, was die Verarbei
tungsgeschwindigkeit und damit die Leistung der Anlage
jedoch erheblich mindert. Auch das Stoppen des Zulaufs
bei zu hoher Temperatur im Reaktor führt zu einer der
artigen Verlangsamung und Leistungsminderung.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher
darin, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung und
eine entsprechende Vorrichtung mit dem Ziel zu schaffen,
bei niedriger Konzentration des entstehenden Chlorcyans
dennoch eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit und Leistung
der Anlage zu erreichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
das cyanidhaltige Abwasser vor Einleitung des Natrium
hypochlorits auf eine Temperatur zwischen 30° und 80°C
erhitzt und dann auf dieser Temperatur geregelt gehalten
wird, und daß das Natriumhypochlorit zeitverzögert nach
dem Beginn der Einleitung des Abwassers in den Reaktor
eingeleitet wird.
Die Vorteile dieses Verfahrens bestehen insbesondere
darin, daß das Abwasser beim Einleiten auf die höhere
Reaktionstemperatur gebracht wird, bei der die Reaktion
gemäß Gleichung (2) schneller abläuft, bevor das Natrium
hypochlorit eingeleitet wird. Hierdurch kann gegenüber
dem bekannten Verfahren ein höherer Zulauf von Natrium
hypochlorit eingestellt werden, wobei dennoch die entstehen
de Chlorcyan-Konzentration niedrig gehalten werden kann.
Hierdurch erhöht sich die Verarbeitungsgeschwindigkeit
und Leistung der Anlage. Eine Erhöhung der Temperatur
der Einsatzlösung infolge der entstehenden Reaktionswärme
wird durch eine Kühlregelung verhindert, so daß der Zufluß
von Natriumhypochlorit nicht gedrosselt werden muß, um
Übertemperaturen zu verhindern. Auch dies führt zu einer
Erhöhung der Verarbeitungsgeschwindigkeit und Leistung.
Das zeitverzögerte Einleiten des Natriumhypochlorits
verhindert, daß durch undefinierte Anfangsbedingungen
bei noch geringen Mengen an Einsatzlösung und verhältnis
mäßig hohen Natriumhypochloritmengen eine zu hohe Chlor
cyan-Konzentration entsteht. Diese Verhältnisse sind
in Fig. 5 verdeutlicht, auf die später noch näher einge
gangen wird.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen
des im Anspruch 1 angegebenen Verfahrens möglich, wobei
auch zweckmäßige Vorrichtungen und deren Ausbildungen
zur Durchführung des Verfahrens angegeben sind.
Da gemäß Fig. 5 die Zeitverzögerung der Einleitung des
Natriumhypochlorits maßgeblich für die Konzentration
des entstehenden Chlorcyans verantwortlich ist, wird
zweckmäßigerweise eine Zeitverzögerung eingestellt, die
die Konzentration auf einen festlegbaren Grenzwert be
grenzt. Im übrigen erfolgt die Zulaufrate des Natriumhypo
chlorits in bezug auf die Begrenzung der Konzentration
des Chlorcyans geregelt, wobei bei Überschreitung eines
festlegbaren Grenzwerts für die Chlorcyan-Konzentration
die Zulaufrate des Natriumhypochlorits abgeregelt wird.
Der festlegbare Grenzwert beträgt dabei vorzugsweise
10 Gew.ppm.
Die Einleitung des Natriumhypochlorits wird zeitlich
verzögert nach Beendigung der Einleitung des Abwassers
beendet, um nach beendetem Zulauf der Abwasser-Einsatz
lösung stabile Bedingungen für das Erreichen des Redox-
Potential-Sollwerts zu erhalten.
Zur Erhitzung des Abwassers auf die vorgesehene Reaktions
temperatur wird dieses zweckmäßigerweise über einen Wärme
tauscher geleitet, oder es wird Dampf in den Reaktor
oder einen Einspritzkondensator in der Abwasserzuleitung
eingeleitet. Hierdurch gelangt das zu dekontaminierende
Abwasser gleich mit der optimalen Reaktionstemperatur
in den Reaktor.
Zum geregelten Festhalten der Temperatur des Abwassers
während der Reaktion und/oder zum Abkühlen nach Beendigung
der Reaktion wird das Abwasser wiederum über einen Wärme
tauscher geleitet.
Da der Zulauf des Einsatzgemisches im Durchlauf vorgewärmt
und der Zulauf an Natriumhypochlorit-Lösung dann im Reaktor
beigemischt werden kann, ist es auch möglich, das er
findungsgemäße Verfahren kontinuierlich im Durchlauf
zu betreiben. Hierdurch kann der Reaktor erheblich kleiner
ausgelegt werden.
Um eine optimale Reaktionsgeschwindigkeit bei niedrigen
Chlorcyan-Konzentrationen zu erreichen, wird der pH-Wert
der Flüssigkeit im Reaktor auf einen hohen Wert von im
wesentlichen 10-12 eingestellt bzw. eingeregelt.
Eine zweckmäßige Vorrichtung zur Durchführung des Ver
fahrens weist einen Reaktor auf, der wenigstens einen
Abwasserzufluß und -abfluß sowie einen Zufluß für Natrium
hypochlorit-Lösung aufweist, wobei Mittel zum Erhitzen
und zum Kühlen des eingeleiteten Abwassers vorgesehen
sind.
Als Mittel zum Erhitzen ist vorzugsweise ein Wärmetauscher
oder ein Einspritzkondensator im Abwasserzufluß oder
im Reaktor vorgesehen. Als Mittel zum Kühlen ist ebenfalls
ein Wärmetauscher in einem den Reaktor mitumfassenden,
mit einer Pumpe versehenen Kreislauf oder im Reaktor
vorgesehen.
Dieser Kreislauf weist in vorteilhafter Weise ein das
Abpumpen des dekontaminierten Abwassers gewährleistendes
Umschaltventil auf, so daß die Pumpe im Kreislauf zusätz
lich dazu verwendet werden kann, das Abwasser abzupumpen.
Zum automatisierten Betrieb der Vorrichtung ist ein elektro
nisches Steuer- und Regelgerät vorgesehen, das eingangs
seitig mit einem Temperatur-, einem Redox-Potential-
und einem pH-Sensor verbunden ist und dessen Steuerausgänge
mit den Mitteln zum Erhitzen und Kühlen des Abwassers,
mit einer Zulaufsteuervorrichtung für die Natriumhypo
chlorit-Lösung und mit Zulaufeinrichtungen für eine Säure
und eine Base verbunden sind. Zusätzlich kann dieses
Steuer- und Regelgerät noch eine die verzögerte Einleitung
der Natriumhypochlorit-Lösung steuernde Zeitsteuervorrich
tung aufweisen. Dieses Steuer- und Regelgerät kann speicher
programmiert sein und beispielsweise logische Entschei
dungen dahingehend treffen, ob die Einschaltung des Kühl
kreislaufs erforderlich ist oder nicht und wann mit dem
Abpumpen des dekontaminierten Abwassers begonnen werden
kann.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Diagramm zur Erläuterung des Zusammenhangs
der Reaktionsgeschwindigkeit vom pH-Wert und
von der Temperatur,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines ersten
Ausführungsbeispiels mit Wärmetauschern zum
Erhitzen und Kühlen des Abwassers,
Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel in einer Teil
darstellung mit einem Einspritzkondensator
in der Zuleitung zum Reaktor,
Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel in einer Teil
darstellung mit einem Einspritzkondensator
im Reaktor und
Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung der verzögerten
Einleitung der Natriumhypochlorit-Lösung.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsbei
spiel wird das zu dekontaninierende, cyanhaltige Abwasser,
bei dem es sich insbesondere um Industrieabwasser handeln
kann, über eine Einleitvorrichtung 10 einem Vorlagebehälter
11 zugeführt, der mit einem langsam laufenden Rührwerk
12 versehen ist, um eine gleichmäßige Konzentration zu
erreichen. Von dort aus wird das Abwasser über eine Pumpe
13 und einen Wärmetauscher 14 einem als Standreaktor
ausgebildeten Reaktor 15 zugeführt, der mit einem schnell
laufenden Rührwerk 16 bestückt ist.
An diesen Reaktor 15 ist ein mit einer Pumpe 17, einem
Umschaltventil 18 und einem zum Kühlen dienenden Wärme
tauscher 19 versehener, externer Abwasserkreislauf ange
schlossen. In einer ersten Schaltstellung des Umschalt
ventils 18 wird das Abwasser mittels der Pumpe 17 in
diesem Kreislauf umgepumpt, während in einer zweiten
Schaltstellung das Abwasser in eine Filtrationsvorlage
20 abgepumpt wird. Diese ist mit einem langsam laufenden
Rührwerk 21 versehen. Von dort wird das Abwasser mittels
einer Pumpe 22 zu einer Filtrationsanlage 23 gepumpt,
um gebildete Schlämme abzutrennen. Danach kann das ent
giftete Abwasser abgelassen, entsorgt oder wiederverwendet
werden, je nach seinem Gehalt an übrigen Schadstoffen.
Zur Steuerung und Regelung der beschriebenen Vorrichtung
ist ein elektronisches Steuer- und Regelgerät 24 vorge
sehen, das vorzugsweise als speicherprogrammiertes Gerät
ausgebildet sein kann. Diesem Steuer- und Regelgerät
24 werden eingangsseitig die Signale eines pH-Wert-Sensors
25 eines Redox-Potential-Sensors 26 und eines Temperatur-
Sensors 27 zugeführt, durch die der pH-Wert, das Redox-
Potential und die Temperatur der Flüssigkeit im Reaktor
15 erfaßt werden. Ausgangsseitig steuert dieses Steuer-
und Regelgerät 24 den Wärmetauscher 14 zum Erhitzen des
in den Reaktor 15 einzuleitenden Abwassers über ein Steuer
ventil 28, das den Zulauf von heißer Flüssigkeit oder
Dampf von einem Behälter 29 aus steuert. Weiterhin greift
das Steuer- und Regelgerät 24 auf ein Steuerventil 30
zu, das den Kühlwasserfluß aus einem Behälter 38 zum
Wärmetauscher 19 steuert bzw. regelt. Bei den Wärmetauschern
handelt es sich insbesondere um Spiralwärmetauscher aus
Titan, wegen der hohen Chloridgehalte.
Weiterhin sind ein Behälter 31 für eine Base, ein Behälter
32 für eine Säure und ein Behälter 33 für eine Natrium
hypochlorit-Lösung vorgesehen, die jeweils über Steuer
ventile 34, 35 und 36 mit einem Zulauf 37 zum Reaktor
15 verbunden sind. Die Steuerventile 34 bis 36 werden
dabei ebenfalls durch das Steuer- und Regelgerät 24 ge
steuert bzw. geregelt.
Durch das Steuer- und Regelgerät 24 sind selbstverständ
lich auch die verschiedenen Pumpen steuerbar, was zur
Vereinfachung nicht näher dargestellt ist.
Im Betrieb wird zunächst durch Einschalten der Pumpe
13 das zu dekontaminierende Abwasser in den Reaktor 15
eingeleitet. Dabei wird dieses Abwasser mittels des Wärme
tauschers 14 auf die gewünschte Reaktionstemperatur von
30° bis 80°C, vorzugsweise auf 50°C, erhitzt. Über
den Temperatursensor 27, das Steuer- und Regelgerät 24
sowie das Steuerventil 28 wird ein Regelkreis zur Regelung
dieser Temperatur gebildet. Durch den pH-Wert-Sensor
25 wird der pH-Wert der eingeleiteten Lösung bestimmt,
wobei dann über das Steuerventil 34 durch Zuleitung einer
Base auf einen möglichst hohen Wert, beispielsweise einen
Wert von 11 oder 12, eingestellt wird.
Fig. 1 zeigt den Zusammenhang der Reaktionsgeschwindig
keit des Ablaufs der Reaktion gemäß der eingangs ange
gebenen Gleichung (2) in Abhängigkeit des pH-Werts und
der Temperatur. Aus diesem Diagramm ist zu erkennen,
daß eine möglichst hohe Temperatur und ein möglichst
hoher pH-Wert vorliegen sollten. Hierbei wird ein pH-Wert
von 12 angestrebt, da ein noch höherer pH-Wert eine zu
große Zuführungsrate der Base erforderlich machen würde.
Andererseits ist die Temperatur durch die verwendete
Apparatur, die Pumpen, Ventile und die verwendeten Materia
lien begrenzt, wobei Temperaturen über 80°C wirtschaft
lich nicht mehr vertretbar wären. Als günstiger Kompromiß
wert erscheint daher ein Temperaturwert von 50°C.
Nach einer gewissen zeitlichen Verzögerung wird durch
Betätigung des Steuerventils 36 Natriumhypochlorit-Lösung
dem Reaktor 15 zugeleitet, wodurch die Reaktionen gemäß
den eingangs angegebenen Gleichungen (1) und (2) ablaufen,
durch die das Cyan in Cyanat umgewandelt wird. Aus Fig.
5 werden die Gründe für die verzögerte Einleitung der
Natriumhypochlorit-Lösung deutlich. Es liegen folgende
Reaktionsbedingungen zugrunde: Temperatur 50°C, pH-Wert
= 12, CN⁻-Konzentration des Abwasser-Einsatzgemisches
10 000 Gew.ppm. Die verzögerte Einleitung der Natrium
hypochlorit-Lösung ist in Schritten von 6 Minuten darge
stellt. Dabei steigt jeweils die Chlorcyan-Konzentration
sehr schnell auf einen Maximalwert an und fällt dann
wieder ständig bis zu einem Endwert, der am Ende des
Einsatzlösungs-Zulaufes erreicht wird, also nach 60 Minuten.
Es zeigt sich, daß die Chlorcyan-Konzentration nach einer
bestimmten Zeitverzögerung des Zulaufs von Natriumhypo
chlorit-Lösung besonders niedrig gehalten werden kann,
im vorliegenden Beispiel bei einer Zeitverzögerung von
30 Minuten. Diese Zeitverzögerung hängt natürlich von
den jeweiligen Zulaufraten und auch vom Cyangehalt ab.
Jedenfalls wird deutlich, daß beim erfindungsgemäßen
Verfahren eine Begrenzung auf eine Chlorcyan-Konzentration
von 30 Gew.ppm, ja sogar auf 10 Gew.ppm relativ leicht
möglich ist.
Nach Beendigung des Abwasserzulaufes wird noch während
einer Zeit von 6 Minuten der Zulauf von Natriumhypochlorit-
Lösung aufrechterhalten, wobei zunächst noch ein gering
fügiger Anstieg der Chlorcyan-Konzentration erfolgt.
Ist dann auch dieser Redox-Potential-geregelte Zulauf
beendet, dann fällt die Konzentration des Chlorcyans
nach spätestens 1 bis 2 Minuten auf einen Wert von prak
tisch Null ab. Ein Redox-Potential-geregelter Zulauf
von Natriumhypochlorit-Lösung kann auch während des Zu
laufs des Abwassers erfolgen, um die Gefahr einer zu
hohen Chlorcyan-Konzentration in jedem Falle auszuschließen.
Während der gesamten Reaktionsphase wird die Einsatzlösung
mittels der Pumpe 17 durch den Wärmetauscher 19 im Kreis
lauf gepumpt, damit die Temperatur im Reaktor 15 nicht
über die vorgesehene Reaktionstemperatur hinaus ansteigt.
Hierdurch kann der Zufluß von Natriumhypochlorit-Lösung
praktisch immer ungedrosselt erfolgen, da keine Gefahr
besteht, daß die entstehende Reaktionswärme zu unzulässi
gen Temperaturen führt. Selbstverständlich kann der Kreis
lauf abgeschaltet werden, wenn infolge geringer Reaktions
wärme, gegebenenfalls durch niedrige Cyan-Konzentrationen,
die Grenztemperatur nicht überschritten wird.
Nach Beendigung der Reaktion wird das Umschaltventil
18 betätigt, und die dekontaminierte Einsatzlösung wird
mittels der Pumpe 17 zur Filtrationsvorlage 20 gepumpt,
wonach dann ein erneuter Zyklus beginnen kann.
Die folgenden Zahlenbeispiele sollen das erfindungsgemäße
Verfahren noch deutlicher herausstellen. Dem Reaktor
wird eine zu entgiftende Einsatzlösung mit 10 000 Gew.ppm
CN⁻-Gehalt zugeführt. Für die Entgiftung steht Natrium
hypochorit-Lösung mit 150 kg/m3 aktivem Chlorgehalt zur
Verfügung. Bei einem adiabatischen Betrieb des Reaktors
in einer Anlage, die gemäß dem Stand der Technik betrieben
wird, steigt die Temperatur von 25°C Anfangstemperatur
auf ca. 50°C am Ende der Reaktion an. Bei einem Füllvolumen
von 20 m3 und einer Zulaufrate von 1,5 m3/h für die Natrium
hypchlorit-Lösung ist die Reaktion nach ca. 1,8 Stunden
beendet, wobei folgende maximale Chlorcyan-Konzentrationen
auftreten:
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
bei 50°C treten nach kaum meßbar kurzer Zeit die folgenden
Chlorcyan-Konzentrationen auf:
pH | |
max. CNCl Gew. ppm | |
12 | |
1 | |
11 | 12 |
10 | 124 |
Diese Vergleichswerte zeigen, daß durch das erfindungs
gemäße Verfahren die Chlorcyan-Konzentration deutlich
abgesenkt werden kann. Da diese wegen der molaren Verhält
nisse der Cyan-Konzentration entspricht, ist bei 1
Gew.ppm zulässiger Cyan-Konzentration für die Einleitung
in öffentliche Kanalisationen bei einem pH-Wert von 12
und einer Temperatur von 50°C die Reaktion am Ende des
Zulaufs in den Reaktor praktisch abgeschlossen.
Andererseits zeigen diese Werte, daß beim erfindungsge
mäßen Verfahren wesentlich höhere Zulaufraten von Natrium
hypochlorit möglich sind, wodurch die Leistung der Anlage
erheblich verbessert werden kann. Das folgende Beispiel
zeigt das erfindungsgemäße Verfahren im Vergleich zum
bekannten Verfahren. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
ergibt sich der nachfolgende Zeitablauf:
- Reaktor vorbereiten|10 min | |
- Füllen 20 m³ mit 20 m³/h, dabei anfangs Vorwärmen auf 50°C, dabei pH-Kontrolle | 60 min |
- 18 min nach Beginn des Füllvorganges Zulauf von 3,68 m³ NaOCl-Lösung, Zulauf mit 4,6 m³/h Fließrate während 48 min; dafür sind gegenüber der vorherigen Zeitspanne zusätzlich erforderlich | 6 min |
- Kontrollanalyse (Labor) | 15 min |
- Abpumpen 23,5 m³ mit 20 m³/h | 71 min |
- Reaktor reinigen | 10 min |
Gesamt | 172 min |
Demgegenüber ergibt sich bei dem bekannten Verfahren
bei gleicher Einfüllrate des zu entgiftenden Abwassers
von 20 m3/h (Reaktorzulauf) der folgende zeitliche Verlauf:
- Reaktor vorbereiten|10 min | |
- Füllen 20 m³ mit 20 m³/h | 60 min |
- pH-Wert einstellen | 10 min |
- 3,68 m³ NaOCl-Lösung, Zulauf mit 1,5 m³/h | 147 min |
- Resthydrolyse ca. | 2 min |
- Kontrollanalyse (Labor) | 15 min |
- Neutralisation | 15 min |
- Abpumpen 23,5 m³ mit 20 m³/h | 71 min |
- Reaktor reinigen | 10 min |
Gesamt | 340 min |
Anstelle einer Zykluszeit von bisher 340 Minuten kann
somit mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Zyklus
zeit von 172 Minuten erreicht werden. Dabei steigt jeweils
die Chlorcyan-Konzentration auf maximal 30 Gew.ppm.
Das in Fig. 3 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel
und das in Fig. 4 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel
sind nur teilweise dargestellt, wobei die übrigen Elemente
der Vorrichtung der in Fig. 2 entsprechen. Bei dem zweiten
und dritten Ausführungsbeispiel sind gleiche oder gleich
wirkende Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen
und nicht nochmals beschrieben.
Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel, bei dem
das zu dekontaminierende Abwasser über den Wärmetauscher
14 zur Erhitzung auf die Reaktionstemperatur geleitet
wird, ist beim zweiten Ausführungsbeispiel an derselben
Stelle, also im Zulauf zum Reaktor 15, ein Einspritz
kondensator 40 vorgesehen, während beim in Fig. 4 darge
stellten dritten Ausführungsbeispiel ein Einspritzkonden
sator 41 im Reaktor 15 selbst angeordnet ist, wobei jeweils
eine Zuleitung von heißem Dampf über das Steuerventil
28 erfolgt. Das Einblasen von gesättigtem Dampf zur Er
hitzung des Abwassers stellt die billigste und sicherste
Methode dar, wobei vorzugsweise Niederdruck-Sattdampf
verwendet wird.
Selbstverständlich könnte prinzipiell auch ein Wärme
tauscher im Reaktor 15 angeordnet sein.
Die Anordnung im Reaktor 15 muß so gewählt sein, daß
die anfänglich geringe Menge an zugeleitetem Abwasser
erhitzt werden kann, bevor die Natriumhypochlorit-Lösung
zugeleitet wird.
Claims (21)
1. Verfahren zur Dekontaminierung von cyanidhaltigem
Abwasser in einem Reaktor, dem Natriumhypochlorit zuge
leitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das cyanidhaltige
Abwasser vor Einleitung des Natriumhypochlorits auf eine
Temperatur zwischen 30° und 80°C erhitzt und dann auf
dieser Temperatur geregelt gehalten wird, und daß das
Natriumhypochlorit zeitverzögert nach dem Beginn der
Einleitung des Abwassers in den Reaktor (15) eingeleitet
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine die Konzentration des entstehenden Chlorcyans
auf einen festlegbaren Grenzwert begrenzende Zeitverzögerung
eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zulaufrate des Natriumhypochlorits zur Begrenzung
der Konzentration des entstehenden Chlorcyans geregelt
erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß bei Überschreitung eines festlegbaren Grenzwerts
für die Chlorcyan-Konzentration die Zulaufrate des Natrium
hypochlorits abgeregelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der festlegbare Grenzwert im wesentlichen 10 Gew.ppm
nicht überschreitet.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einleitung des Natrium
hypochlorits zeitlich verzögert nach Beendigung der Ein
leitung des Abwassers beendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Beendigung der Einleitung des Natriumhypochlorits
geregelt in Abhängikeit der Chlorcyan-Konzentration erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß als Istwert für die Chlorcyan-Konzen
tration das Redox-Potential erfaßt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhitzung des Abwassers
dieses über einen Wärmetauscher (14) geleitet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Erhitzung des Abwassers Dampf
in einen Einspritzkondensator (40; 41) im Reaktor oder
in der Abwasserzuleitung eingeleitet wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser im Reaktor (15)
zum geregelten Festhalten seiner Temperatur und/oder
zum Abkühlen nach Beendigung der Reaktion über einen
Wärmetauscher (19) geleitet wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß es kontinuierlich betrieben
wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung auf eine Tempera
tur von im wesentlichen 50°C erfolgt.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der Flüssigkeit
im Reaktor (15) auf einen hohen Wert von im wesentlichen
10 bis 12 eingestellt oder eingeregelt wird.
15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Dekonta
minierung von cyanidhaltigem Abwasser in einem Reaktor,
der wenigstens einen Abwasserzufluß und -abfluß sowie
einen Zufluß für Natriumhypochlorit-Lösung aufweist,
nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß Mittel (14; 40; 41) zum Erhitzen und Mittel
(19) zum Kühlen des eingeleiteten Abwassers vorgesehen
sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß als Mittel (14) zum Erhitzen ein Wärmetauscher im
Abwasserzufluß oder im Reaktor vorgesehen ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß als Mittel (40; 41) zum Erhitzen ein Einspritzkonden
sator im Abwasserzufluß oder im Reaktor vorgesehen ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß als Mittel (19) zum Kühlen ein Wärme
tauscher in einem den Reaktor (15) mitumfassenden, mit
einer Pumpe (17) versehenen Kreislauf oder im Reaktor
vorgesehen ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kreislauf ein das Abpumpen des dekontaminierten
Abwassers gewährleistendes Umschaltventil (18) aufweist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß ein elektronisches Steuer- und Regel
gerät (34) vorgesehen ist, das eingangsseitig mit einem
Temperatur- (27), einem Redox-Potential- (26) und einem
pH-Wert-Sensor (25) verbunden ist und dessen Steuerausgänge
mit den Mitteln (14, 19; 40; 41) zum Erhitzen und Kühlen
des Abwassers, mit einer Zulaufsteuervorrichtung für
das Natriumhypochlorit und mit Zulaufeinrichtungen (34, 35)
für eine Base und eine Säure verbunden sind.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
daß das Steuer- und Regelgerät (24) eine die verzögerte
Einleitung des Natriumhypochlorits steuernde Zeitsteuer
vorrichtung aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893936082 DE3936082A1 (de) | 1989-10-30 | 1989-10-30 | Verfahren und vorrichtung zur dekontaminierung von cyanidhaltigem abwasser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19893936082 DE3936082A1 (de) | 1989-10-30 | 1989-10-30 | Verfahren und vorrichtung zur dekontaminierung von cyanidhaltigem abwasser |
Publications (1)
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DE3936082A1 true DE3936082A1 (de) | 1991-05-02 |
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ID=6392514
Family Applications (1)
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DE (1) | DE3936082A1 (de) |
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1989
- 1989-10-30 DE DE19893936082 patent/DE3936082A1/de not_active Ceased
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