DE4000142A1 - Continuous purificn. of waste water, esp. drainage water - by passage over coke or active carbon based on lignite - Google Patents
Continuous purificn. of waste water, esp. drainage water - by passage over coke or active carbon based on ligniteInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Entfernung von adsorbierbaren Verunreinigungen aus Abwasser mittels einer kontinuierlich betreibbaren Vorrichtung, in der sich adsobierendes Material befindet, welches bevorzugt mit Wasserdampf und/oder Wasser vorhanden ist.The present invention relates to a method for continuous removal of adsorbable impurities from waste water by means of a continuously operable Device in which adsorbing material which preferably with water vapor and / or Water is available.
Die Reinigung von verschmutztem Wasser zur Erhaltung der Umwelt ist eine der großen Herausforderungen an die moderne Industrie gesellschaft. Es sind zahlreiche Verfahren bekannt, die nach ganz unterschiedlichen Prinzipien arbeiten.The cleaning of polluted water to preserve the environment is one of the big challenges facing modern industry society. Numerous methods are known who work according to very different principles.
Beispielhaft seien biologische Verfahren genannt, die vor allem dazu dienen, organische Verunreinigungen und Stickstoff enthaltende Verunreinigungen mittels Bakterien aerob zu entfernen.By way of example, biological processes may be mentioned, especially serve to contain organic contaminants and nitrogen-containing To remove impurities by means of bacteria aerobically.
Aus der sehr umfangreichen Patentliteratur können nur wenige Beispiele genannt werden, wie DE-OS 35 23 844, EP-A-O 2 02 626, EP-A-O 1 54 915, DE-PS 25 12 815.From the very extensive patent literature only a few Examples are given as DE-OS 35 23 844, EP-A-02 02 626, EP-A-0 1 54 915, DE-PS 25 12 815.
An anaerophoben Verfahren seien beispielhaft genannt: DE-OS 33 07 796, EP 00 46 901, EP 01 19 430.Examples of anaerobic processes include: DE-OS 33 07 796, EP 00 46 901, EP 01 19 430.
Auch die Umkehrosmose wird zur Reinigung von Abwasser eingesetzt (DE-OS 35 43 661, EP-A-O 2 29 414).Reverse osmosis is also used to purify wastewater (DE-OS 35 43 661, EP-A-02 29414).
Von Bedeutung bei der Abwasserreinigung sind auch adsorptive Verfahren. Gemäß DE-PS 24 18 169 und DE-PS 28 19 572 wird γ-Al₂O₃ als Adsorbens zur Entfernung von organischen Verunreinigungen und Phosphat eingesetzt. Nach DE-OS 33 35 994 wird ein Filterpatronensystem, welches ein geeignetes Adsorptionsmittel enthält, zur Entfernung organischer Verunreinigungen eingesetzt. Of importance in wastewater treatment are also adsorptive Method. According to DE-PS 24 18 169 and DE-PS 28 19 572 is γ-Al₂O₃ as adsorbent for the removal of organic impurities and phosphate used. According to DE-OS 33 35 994 is a filter cartridge system which is a suitable adsorbent contains, for the removal of organic impurities used.
Nach DE-OS 34 01 867 wird ein Adsoberharz verwendet. Auch Kohlematerialien werden als Adsorptionsmittel eingesetzt. So offenbart DE-OS 34 36 453 ein zweistufiges Verfahren zur Entfernung gelöster Pestizide, wobei in in einer ersten Stufe pulverförmige Aktivkohle im Abwasser dispergiert wird und anschließend die Feststoffe abfiltriert werden. In einer 2. Stufe wird das vorgereinigte Wasser in einen Aktiv kohle-Adsorptionsturm unter gleichzeitiger Luftzufuhr ein gesprüht.According to DE-OS 34 01 867 an adsorbent resin is used. Also Coal materials are used as adsorbents. So DE-OS 34 36 453 discloses a two-stage removal process dissolved pesticides, wherein in a first stage powdery Activated carbon is dispersed in the wastewater and then the solids are filtered off. In a second stage, the prepurified water becomes active coal adsorption tower with simultaneous air supply sprayed.
Nach DE-OS 32 21 451 wird Aktivkohle, bevorzugt Ruß aus Ver gasungsanlagen, mit einem Flockungsmittel und einem Polymeren zu Pellets gepreßt, die in das Abwasser unter Rühren eingetragen werden. Es werden als entfernbare Verunreinigungen Phosphat und Zink genannt.According to DE-OS 32 21 451 is activated carbon, preferably carbon black from Ver gasification systems, with a flocculant and a polymer pressed into pellets, which were added to the wastewater with stirring become. There are as removable impurities phosphate and zinc called.
In EP-A-O 1 34 271 wird ein Abwasserreinigungsverfahren offenbart, gemäß dem Abwasser von unten nach oben durch ein Kohlebett bewegt wird, wobei das Kohlebett um ca. 30% expandiert. In der EP-A-O 2 90 826 wird die Absorption von Schwermetallen an Silikaten beschrieben.EP-A-0 1 34 271 discloses a sewage treatment process, according to the waste water from bottom to top through a coal bed is moved, wherein the coal bed expands by about 30%. EP-A-0 2 90 826 discloses the absorption of heavy metals described on silicates.
Trotz des geschilderten umfangreichen Standes der Technik besteht das Bedürfnis, in einem einfachen, kontinuierlichen, besonders wirtschaftlichen Verfahren Abwässer zu reinigen, wobei das Verfahren auch erlauben soll, die Reinigungsvorrichtung vor Ort, also beispielsweise auf einer Deponie aufzustellen und zu betreiben. Eine besonders wichtige Aufgabenstellung ist hierbei, auf wirtschaftliche Weise auch stark verschmutzte Abwässer zumindest soweit zu reinigen, daß sie in üblichen Kläranlagen weitergereinigt werden können. Es ist bekannt, daß Deponiesickerwässer seit dem 01. 01. 1989 nach dem geänderten Abwassergesetz auch rechtlich als Abwasser eingestuft werden. Entsprechend haben die Anforderungen zur Reinigung solcher Abwässer zugenommen.Despite the described extensive state of the art the need, in a simple, continuous, particularly economical processes to clean wastewater, the method should also allow the cleaning device on site, so for example to set up a landfill and operate. A particularly important task is economically polluted Wastewater at least to clean so far that they are in the usual Wastewater treatment plants can be further purified. It is known, that landfill leachate since 01. 01. 1989 after the amended wastewater law also legally as wastewater get ranked. Accordingly, the requirements increased to purify such effluents.
Die derzeitigen zur Reinigung von Sickerwasser eingesetzten Verfahren sind die biologische Reinigung mit chemisch-physikalischer Nachbehandlung und die Umkehrosmose (s. z. B. "Abwassertechnik", 1-2, 1988, S. 34-38).The current for cleaning Leachate used procedures are the biological Cleaning with chemical-physical aftertreatment and reverse osmosis (see, for example, "Abwassertechnik", 1-2, 1988, Pp. 34-38).
Die Art der Verunreinigungen in Sickerwasser kann sehr unterschiedlich sein in Abhängigkeit von den Abfallmaterialien, mit denen Grund- und Oberflächenwasser in Berührung kommen. Beispielsweise enthält Deponiesickerwasser aus Sondermülldeponien eine andere Zusammensetzung an Verunreinigungen als ein Sickerwasser aus Hausmülldeponien (Müll und Abfall, 2, 1988, S. 67-71). So sind die Anteile an organischen Verunreinigungen in letzterem meist höher.The type of contaminants in leachate can be very be different depending on the waste materials, with which groundwater and surface water in Come in contact. For example, landfill leachate contains water from special waste landfills a different composition of impurities as a leachate Household landfills (garbage and waste, 2, 1988, pp. 67-71). Thus, the proportions of organic impurities in the latter usually higher.
Der Anmelderin ist es nunmehr gelungen, den Stand der Technik insbesondere im Hinblick auf Wirtschaftlichkeit und einfache Durchführbarkeit weiterzuentwickeln, durch ein Verfahren zur kontinuierlichen Reinigung von Abwasser mittels eines Adsorptionsmittels, dadurch gekennzeichnet, daß das zu reinigende Abwasser über Braunkohlenkoks und/oder Aktivkohle auf Braunkohlebasis geleitet wird, welche in einer kontinuierlich betreibbaren Vorrichtung oder Anlage angeordnet sind und welche vor der Inbetriebnahme mit Gas oder mit Flüssigkeit vorbehandelt werden sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The applicant has now succeeded, the state of Technology especially with regard to economy and easy to develop by one Process for the continuous purification of wastewater by means of an adsorbent, characterized that the wastewater to be purified over lignite coke and / or charcoal based on lignite, which in a continuously operable device or plant are arranged and which before commissioning pretreated with gas or with liquid and a device for carrying out of the procedure.
Fig. 1 stellt eine kontinuierlich betreibbare Anordnung von vier hintereinander geschalteten, mit Adsorptionsmittel befüllten Behältern dar, Fig. 1 illustrates a continuously operable arrangement of four serially connected, filled with adsorbent vessels,
Fig. 2 stellt eine kontinuierlich betreibbare Apparatur dar, in der Adsorptionsmittel kontinuierlich zugeführt und entnommen werden kann, FIG. 2 shows a continuously operable apparatus in which adsorbents can be continuously supplied and removed; FIG.
Fig. 3 stellt einen weiteren Typ einer kontinuierlich betreibbaren Apparatur dar, in der Adsorptionsmittel kontinuierlich zugeführt und entnommen werden kann. Fig. 3 illustrates another type of continuously operable apparatus in which adsorbents can be continuously supplied and withdrawn.
Fig. 4 stellt die Abnahme der Konzentration an Verunreinigungen im Abwaser über die Höhe der Adsorptionsvorrichtung dar. Fig. 4 illustrates the decrease in the concentration of impurities in the wastewater over the height of the adsorption device.
Im einfachsten Fall kann eine Filteranlage gemäß vorliegender Erfindung aus wenigstens zwei Behältern bestehen, die hintereinander angeordnet sind, wobei der Ablauf des 1. Behälters auf den 2. Behälter geleitet wird. Nach Beladen des Absorptionsmittels im 1. Behälter mit Verunreinigungen wird dieser entfernt und mit frischem Adsorptionsmittel befüllt und der 2. Behälter als 1. Behälter geschaltet. Ein Behälter mit frischem Adsorptionsmittel wird als 2. Behälter zugeschaltet.In the simplest case, a filter system according to the present Invention consist of at least two containers, which are arranged one behind the other, the course of the 1st container is directed to the 2nd container. After loading of the absorbent in the 1st container with impurities this is removed and with fresh adsorbent filled and the 2nd container switched as the 1st container. A container with fresh adsorbent is called 2. Tank switched on.
Es können eine beliebige Anzahl Behälter hintereinander und/oder parallel geschaltet werden, je nach zu reinigender Abwassermenge und je nach gewünschtem Reinheitsgrad des gereinigten Abwassers. Grundsätzlich besteht diese erfindungsgemäße, kontinuierliche Fahrweise darin, daß das am weitgehendsten gereinigte Abwasser mit dem frischesten Anteil des eingesetzten Absorptionsmittels in Kontakt gebracht wird. Es handelt sich demgemäß um eine Form des Gegenstromprinzips, in der zu reinigendes Abwasser und Adsorptionsmittel einander entgegengeleitet werden. Ein solcher einfacher, einzelner Filterbehälter kann beispielsweise so konstruiert sein, daß sich oberhalb des Behälterbodens ein wasserdurchlässiger, siebartiger Einbau befindet, oberhalb dem adsorbierenden Material angeordnet ist, wobei durch wenigstens einen Ablauf oder durch Überlauf gereinigtes Wasser abfließen kann. Grundsätzlich kann der Behälter jede Raumform besitzen, also zylindrisch und rund, viereckig, rechteckig, trapezförmig oder auch aus zusammengesetzten Raumformen bestehen wie z. B. sich im oberen Teil trapezförmig erweitern, unten jedoch viereckig oder rechteckig sein. Die aufgezählten Raumformen sind als beispielhaft, jedoch nicht als limitierend anzusehen. Sie sollen nicht weiter erläutert werden, da sie dem Fachmann bekannt sind.It can be any number of containers in a row and / or in parallel, depending on the cleanable Wastewater quantity and depending on the desired degree of purity of purified wastewater. Basically, these exist According to the invention, continuous driving manner in that the most highly purified waste water with the freshest Share of the absorbent used in contact is brought. It is therefore a form of Gegenstromprinzips, in the wastewater to be cleaned and Adsorbents are routed to each other. Such a simple, single filter container can For example, be constructed so that above the Tank bottom a water-permeable, sieve-like Installation is located above the adsorbent material is arranged, by at least one expiration or can drain through overflow purified water. Basically, the container can have any spatial form, so cylindrical and round, square, rectangular, trapezoidal or from composite spatial forms exist such. B. trapezoidal in the upper part expand, but be square or rectangular below. The enumerated spatial forms are exemplary, however not to be considered as limiting. You should not be further explained, since they are known in the art.
Erfahrungsgemäß verwendbare Behälter können praktisch beliebig konstruiert sein, wesentlich ist, daß sie mit adsorbierbarem Material befüllbar sind und Abwasser diesem Material zugeführt werden kann und aus dem Behälter entnommen werden kann.According to experience, usable containers can be practical be constructed arbitrarily, it is essential that they with adsorbable material can be filled and wastewater this material can be supplied and from the Container can be removed.
Ein solcher Behälter kann aus unterschiedlichen Materialien bestehen, wie sie im Behälterbau üblich sind, also aus Stahl, Guß, Edelstahl, Kunststoffen, Stahlbeton, Verbundwerkstoffen u. a.Such a container may be made of different ones Materials exist, as is customary in container construction steel, cast iron, stainless steel, plastics, reinforced concrete, Composite materials u. a.
Um Korrosion zu vermeiden bzw. zu vermindern, ist es erwünscht, korrosive Materialien mit einem schützenden Belag oder Anstrich zu versehen.To prevent or reduce corrosion, It is desirable to use corrosive materials to provide protective coating or painting.
Da es sich als sehr vorteilhaft erwiesen hat, das Adsorptionsmittel mit Gas, insbesondere heißem Gas wie beispielsweise Wasserdampf und/oder Flüssigkeiten, insbesondere Wasser und/oder Wasser/Dampf-Gemischen bzw. heißem Wasser zu behandeln, ist an dem Behälter wenigstens eine Zu führungseinrichtung für Dampf und/oder Wasser vorzusehen, vorzugsweise im unteren Bereich, wobei auch der im Behälter befindliche Ablauf durch Anschluß an eine Dampf- und/oder Heißwasserleitung für diesen Zweck verwendet werden kann.Since it has proved to be very advantageous, the adsorbent with gas, especially hot gas such as water vapor and / or liquids, in particular water and / or Water / steam mixtures or hot water too treat, is at the container at least one to guide device for steam and / or water, preferably in the lower region, wherein also the in the container located drain by connecting to a Steam and / or hot water pipe for this Purpose can be used.
Jedoch auch eine Zuführung von Dampf und/oder Wasser von oben nach unten ist erfindungsgemäß möglich. However, also a supply of steam and / or water from top to bottom is possible according to the invention.
Der Wasserstand im Behälter kann durch übliche Regelvorrichtungen geregelt werden. Eine sehr einfache und vorteilhafte Vorrichtung ist jedoch die Verlegung der Leitung für das ablaufende Wasser in einer solchen Höhe, daß durch diese der gewünschte Wasserstand im Behälter ein gestellt werden kann. Als Ablaufleitung kann hierbei im einfachsten Fall ein Schlauch verwendet werden. Es kann jedoch auch eine feste Leitung installiert werden mit entsprechenden Abschlußkupplungen.The water level in the container can by conventional control devices be managed. A very simple and advantageous Device is, however, the laying of the line for the running water at such a height that through this the desired water level in the container can be made. As a drain line can in this case simplest case a hose can be used. It can however, a fixed line can also be installed with corresponding end couplings.
Ein großer Vorteil eines solchen einfachen Behälters liegt zusätzlich darin, daß er transportierbar gestaltet sein kann. So kann dieser beispielsweise bei Verwendung von Koks als Adsorptionsmittel in einer Kokserzeugungsanlage befüllt werden, mit Dampf und/oder heißem Waser und/oder Wasser/Dampfgemisch behandelt werden, durch einen LKW zur Deponie befördert werden, dort abgestellt und sofort in Betrieb genommen werden. Nach Beladen des Adsorptionsmittels kann der Behälter zu einer Verbrennungsanlage, zu einer für diesen Zweck zugelassenen Deponie oder zu einer Regenerieranlage gebracht werden.A big advantage of such a simple container lies in the fact that he designed transportable can be. So this can for example Use of coke as adsorbent in one Coke-making plant to be filled with steam and / or treated hot water and / or water / steam mixture be transported to the landfill by a truck there be turned off and put into operation immediately. To Loading the adsorbent, the container to a Incinerator, to one approved for this purpose Landfill or brought to a regeneration plant become.
Die erläuterte Vorbehandlung kann auch an der Einsatzstelle selbst, beispielsweise durch Kreislauffahrweise mit Abwasser erfolgen.The described pretreatment can also at the site itself, for example by circulation with Wastewater done.
Eine bevorzugte Ausführungsform eines solchen Filterbehälters ist daher diejenige, wie sie auch bei offenen Abfallcontainern üblich ist. Dies hat den Vorteil, daß die zum Auf- und Abladen und Transportieren geeigneten LKW's verfügbar sind.A preferred embodiment of such a filter container is therefore the one, as well as open Waste containers is common. This has the advantage that suitable for loading and unloading and transporting Trucks are available.
Das Gas bzw. der Dampf bzw. die Flüssigkeit oder das Gas/Flüssigkeits-Gemisch zur Vorbehandlung des Adsorptions mittels wird im allgemeinen bei siebartigen Einbauten unterhalb des siebartigen Einbaus eingeleitet. Das Einleiten ist jedoch auch an anderen Stellen möglich.The gas or the vapor or the liquid or the Gas / liquid mixture for the pretreatment of the adsorption by means of is generally in sieve-like internals initiated below the sieve-like installation. The initiation is also in other places possible.
Bei Betrieb der Vorrichtung kann das Abwasser von oben nach unten durch die Adsorptionsschicht geleitet werden, wobei im allgemeinen ein Wasserstand eingehalten wird, der etwas höher als die Adsorptionsschicht selbst liegt. Es kann jedoch auch eine Fahrweise gewählt werden, bei der das Abwasser von unten nach oben durch den Behälter geleitet wird.When operating the device, the wastewater from above are passed down through the adsorption layer, generally maintaining a water level, which is slightly higher than the adsorption layer itself. However, it can also be a driving style to be selected at the sewage from the bottom up through the container is directed.
Eine weitere erfindungsgemäß wichtige Vorrichtung zur kontinuierlichen Reinigung von Abwasser besteht aus einem Behälter, aus dem beladenes Absorptionsmittel kontinuierlich entnommen werden kann, frisches Adsorptionsmittel kontinuierlich zugeführt werden kann, wobei das zu reinigende Abwasser im Gegenstrom in den Behälter geleitet wird.Another according to the invention important device for continuous purification of wastewater consists of a Container, from the loaded absorbent continuously can be removed, fresh adsorbent can be supplied continuously, with the to be cleaned Wastewater directed countercurrently into the container becomes.
Auch diese Behälter können aus unterschiedlichen Materialien bestehen, wie sie im Behälterbau üblich sind, also aus Stahl, Guß, Edelstahl, Kunststoffen, Stahlbeton, Verbundwerkstoffen u. a.These containers can also be made of different materials exist, as they are common in container construction, ie made of steel, cast iron, stainless steel, plastics, reinforced concrete, Composite materials u. a.
Um Korrosion zu vermeiden, ist es erwünscht, korrodierende Materialien mit einem schützenden Belag oder Anstrich zu versehen.In order to avoid corrosion, it is desirable to corrode Materials with a protective coating or coating to provide.
Auch hier gilt das bereits oben Erläuterte, daß der Behälter grundsätzlich jede Raumform besitzen kann, also zylindrisch und rund, viereckig, rechteckig, trapezförmig sein kann oder auch aus zusammengesetzten Raumformen bestehen kann, wie z. B. sich im oberen Teil trapezförmig erweitern, unten jedoch viereckig oder rechteckig sein kann.Again, the above already explained that the Container basically can have any spatial form, so cylindrical and round, square, rectangular, trapezoidal or can consist of composite spatial forms, such as B. expand trapezoidal in the upper part, below however, may be square or rectangular.
Da dem Fachmann die möglichen Raumformen bekannt sind, sollen diese über die genannten Beispiele hinaus nicht zusätzlich erläutert werden.Since the person skilled in the possible spatial forms are known, they should not go beyond the examples mentioned above additionally explained.
Wichtige zusätzliche Teile dieser Abwasserreinigungs apparate sind jedoch Vorrichtungen zur kontinuierlichen Zuführung und Entnahme des Adsorptionsmittels. Hier können alle geeigneten Vorrichtungen, wie sie Stand der Technik sind sowie gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Geräte verwendet werden, beispielsweise Förderbänder und -schnecken, Schleusen, Pumpen wie z. B. Mammutpumpen, hydrau lische und pneumatische Förderer, Schwingförderer u. a. Die Aufzählung dieser Vorrichtungen ist beispielhaft. Dem Fachmann sind diese oder andere geeignete Vorrichtungen bekannt. Auch hier wird das Adsorptionsmittel bevorzugt, wie bereits beschrieben, vorbehandelt.Important additional parts of this wastewater treatment However, apparatuses are devices for continuous Supply and removal of the adsorbent. Here you can all suitable devices, as known in the art are improved and compared to the prior art Devices are used, such as conveyor belts and -schnecken, locks, pumps such. B. mammoth pumps, hydrau pneumatic and pneumatic conveyors, vibratory conveyors u. a. The list of these devices is exemplary. Those skilled in the art will appreciate these or other suitable devices known. Again, the adsorbent is preferred, as already described, pretreated.
Als kontinuierlich betreibbare Apparaturen können erfindungsgemäß ferner Anschwemmfilter, wie Trommel-, Teller-, Kerzenfilter u. a. eingesetzt werden. Dem Fachmann sind diese Apparate bekannt. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Reinigungs verfahrens werden der Braunkohlenkoks bzw. die Aktivkohle auf Braunkohlenbasis als Adsorptionsschicht auf der Filtrierapparatur angeschwemmt, wobei die erfindungsgemäße Vorbehandlung vorher erfolgen kann, aber auch nach Aufbringen der Anschwemmschicht. Auch Geräte wie das sog. Dyna Sand Filter (Hersteller: Axel Johnson Engineering GmbH) sind erfindungsgemäß geeignet. Bei diesem Gerät kann beladenes Adsorptionsmittel laufend von der Adsorptionsschicht abtransportiert werden, gewaschen und wieder rückgeführt werden, so daß keine Unterbrechung durch Rückspülung erforderlich ist.As continuously operable equipment can according to the invention Furthermore precoat filter, such as drum, plate, candle filter u. a. be used. Those skilled in the art will appreciate these devices known. For carrying out the cleaning according to the invention The lignite coke or the Lignite-based activated carbon as adsorption layer the filtration apparatus washed ashore, wherein the inventive Pretreatment can be done before, but also after Applying the precoat layer. Also devices like the so-called. Dyna Sand Filter (Manufacturer: Axel Johnson Engineering GmbH) are suitable according to the invention. This device can be loaded Adsorbent continuously from the adsorption layer be removed, washed and returned be so that no interruption by backwashing required is.
Das zu reinigende Abwasser kann in die genannten Behälter und Reinigungsapparaturen auf verschiedene Weise eingeleitet werden, wie z. B. durch einfaches Zählen von oben beispiels weise über einen Verteiler oder Zuführen von oben in ein Rohr, das bis in den unteren Teil der Adsorptionsschicht ragt und dort über einen Verteiler, so daß das Abwasser durch die Adsorptionsschicht von unten nach oben fließt. Die Einleitung kann auch auf andere Weise, wie z. B. tangential, erfolgen. In den Behältern und Apparaturen können sich auch Leit vorrichtungen, wie z. B. Leitbleche befinden.The wastewater to be purified can in the mentioned containers and Purification apparatus initiated in various ways be such. B. by simply counting from above example via a distributor or from above into a pipe, which projects into the lower part of the adsorption layer and There via a distributor, so that the wastewater through the Adsorption layer flows from bottom to top. The introduction can also be used in other ways, such as B. tangential, done. In the containers and apparatus can also Leit devices, such. B. baffles are located.
Weitere kontinuierlich arbeitende Absorptionsapparaturen basieren auf der Aufwirbelung von Adsorptionsmittel im Abwasser. Hierbei kann das Adsorptionsmittel z. B. durch Rühren im zu reinigenden Abwasser aufgewirbelt werden oder es kann eine Wirbelschicht durch Einleiten eines Gases von unten in die Suspension von Adsorptionsmittel in Wasser erzeugt werden. Further continuous absorption equipment based on the fluidization of adsorbent in the wastewater. Here, the adsorbent z. B. by stirring be stirred up in the wastewater to be cleaned or it can a fluidized bed by introducing a gas from below into the suspension of adsorbent in water are generated.
Ein Teil des Adsorptionsmittels kann jeweils aus der Anlage herausgefahren werden und durch frisches Adsorptionsmittel ersetzt werden.Part of the adsorbent can each be moved out of the system and through be replaced fresh adsorbent.
Auch ein sog. wallendes Bett kann erfindungsgemäß verwendet werden, bei dem die Durchwirbelung dadurch erzielt wird, daß man das zu reinigende Wasser von unten einleitet und oben abzieht, wobei sich das fein verteilte Absorptionsmittel ebenfalls in wirbelnder Bewegung befindet.Also a so-called flowing bed can be used according to the invention in which the turbulence is achieved by one initiates the water to be purified from below and pulls off above, wherein the finely divided absorbent also in a whirling motion.
Eine weitere erfindungsgemäß einsetzbare, kontinuierlich arbeitende Vorrichtung ist das sog. Wanderbett, bei dem in einem üblicherweise schräg stehenden Rohr das Absorptionsmittel durch eine Schnecke von unten nach oben gefördert wird, und das zu reinigende Wasser dem Absorptionsmittel entgegenfließt. Besonders vorteilhaft sind solche Geräte, die transportierbar sind und kontinuierlich betrieben werden können, wie z. B. Geräte von Dyna Sand Typ. und ähnliche.Another inventively usable, continuously working Device is the so-called moving bed, in which in one Usually inclined tube through the absorbent a screw is conveyed from bottom to top, and that too cleansing water flows towards the absorbent. Particularly advantageous are such devices that can be transported are and can be operated continuously, such. B. devices from Dyna Sand type. and similar.
Es ist dem Fachmann bekannt, daß die geschilderten Vorrichtungen wie oben bereits im Zusammenhang mit einfachen Behältern dargelegt, grundsätzlich jede Raumform besitzen können, also zylindrisch und rund sein, viereckig, rechteckig, trapezförmig sein oder auch aus zusammengesetzten Rundformen bestehen können, wie z. B. sich im oberen Teil trapezförmig erweitern, unten jedoch viereckig oder rechteckig sein oder unten konisch zulaufen und oben zylindrisch sein. Die aufgezählten Raumformen sind als beispielhaft anzusehen.It is known to those skilled in the art that the described devices as above already in connection with simple containers set out, basically can have any spatial form, ie cylindrical and round, quadrangular, rectangular, trapezoidal be or consist of composite round shapes can, such. B. expand in the upper part trapezoidal, but below, be square or rectangular or conical at the bottom Run up and be cylindrical at the top. The enumerated spatial forms are to be regarded as exemplary.
Dem Fachmann ist auch bekannt, daß auch diese geschilderten Vorrichtungen aus unterschiedlichen Materialien bestehen können, wie sie im Behälterbau üblich sind, also aus Stahl, Guß, Edelstahl, Kunststoffen, Stahlbeton, Verbundwerkstoffen und anderen. Um Korrosion zu vermeiden bzw. zu vermindern, ist es ebenfalls erwünscht, korrosive Materialien mit einem schützenden Belag oder Anstrich zu versehen. The skilled person is also aware that also these described Devices made of different materials can, as they are customary in container construction, ie made of steel, Casting, stainless steel, plastics, reinforced concrete, composites and others. To prevent or reduce corrosion, it is also desirable, corrosive materials with a to provide protective coating or painting.
Es hat sich erfindungsgemäß, wie bereits beschrieben, als sehr vorteilhaft erwiesen, das Adsorptionsmittel vor dem Einsatz mit Gasen, insbesondere mit Dampf, und/oder mit Flüssigkeiten, insbesondere mit Wasser und/oder mit Wasser/Dampf-Gemischen bzw. heißem Wasser zu behandeln.It has according to the invention, as already described, proved to be very beneficial Adsorbent before use with gases, in particular with steam, and / or with liquids, in particular with Water and / or with water / steam mixtures or hot To treat water.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Vorbehandlung erfolgt durch Evakuieren. Das Evakuieren kann auf die Weise erfolgen, daß an dem Koks und/oder die Aktivkohle enthaltenden Behälter Vakuum angelegt wird und daß man anschließend die Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, in das Adsorptionsmaterial strömen läßt. Man kann jedoch auch zunächst das Adsorptionsmaterial mit der Flüssigkeit benetzen bzw. bedecken und anschließend Vakuum anlegen.Another preferred embodiment of the pretreatment takes place by evacuation. Evacuation can be done the way that at the coke and / or the activated carbon containing Container vacuum is applied and that subsequently the liquid, preferably water, in the adsorbent material let flow. However, you can also first the adsorption material Moisten or cover with the liquid and then Apply vacuum.
Die Vorbehandlung mit Dampf oder heißem Wasser oder beidem kann auch in Kombination mit einer Entgasung durch Evakuieren erfolgen. Ebenfalls kann die Entgasung und Mischung mit Wasser in der Weise erfolgen, daß das Adsorptionsmaterial, wie z. B. fein verteilter Koks oder Aktivkohle mit dem Wasserstrahl einer Wasserstrahlpumpe eingesaugt werden. Ein weiteres Entgasungsverfahren ist die Kreislauffahrweise mit Wasser. Hierbei kann auch das zu reinigende Abwasser selbst eingesetzt werden. Hierbei sollte der pH-Wert des Kreislaufwassers auf Werte <10, bevorzugt <12 während der vorteilhafterweise mehrstündigen Kreislauffahrweise ansteigen. Wie bereits erläutert, können die erfindungsgemäßen Vorbehandlungs methoden auch außerhalb der geschilderten Vorrichtungen erfolgen. Anschließend werden dann die so behandelten Materialien in die Vorrichtungen eingefüllt. Dem bei der Vorbehandlung eingesetzten Wasser können auch oberflächenaktive Stoffe zugesetzt werden.The pretreatment with steam or hot water or both can also be combined with degassing done by evacuation. Likewise, the Degassing and mixing with water in such a way that the adsorbent material, such as. B. finely divided coke or Activated carbon sucked in with the water jet of a water jet pump become. Another degassing process is the circulation method with water. This can also be cleaned Wastewater itself be used. Here, the pH should be of the circulating water to values <10, preferably <12 during increase the advantageously several hours of circulation mode. As already explained, the pretreatment methods also outside of the described devices respectively. Then then the so treated Materials filled in the devices. The at the pretreatment Water used can also be surface-active Substances are added.
In bestimmten Fällen ist das Ansteigen des pH's in den alkalischen bzw. stark alkalischen Bereichen unerwünscht, beispielsweise, wenn Verunreinigungen aus Grundwasser zu entfernen sind. Hier kann der pH entweder durch Zusatz von Säuren eingestellt werden oder man arbeitet mit einem Säure enthaltenden Adsorptionsmittel, wie z. B. mit Koksen und Aktivkohlen, die SO₂ aus der Reinigung von Rauchgasen enthalten.In certain cases, the rise of the pH is alkaline or strongly alkaline areas undesirable, for example, if impurities are to be removed from groundwater. Here the pH can be adjusted either by addition of acids or you work with an acid-containing adsorbent, such as As with cokes and activated carbons, the SO₂ the purification of flue gases.
Demgemäß kann beispielsweise Aktivkohle oder Koks, die durch Rauchgasreinigung beladen sind, anschließend zur Abwasserreinigung eingesetzt werden.Accordingly, for example, activated carbon or coke, by Flue gas cleaning are loaded, then for wastewater treatment be used.
In manchen Fällen kann es ferner vorteilhaft sein, unerwünscht hohe Anteile an basischen Bestandteilen in den Koksen durch zusätzliches Waschen bis zum gewünschten Grad zu entfernen. Dies kann sowohl durch Waschen mit Wasser als auch mit verdünnten Säuren geschehen.In some cases, it may also be advantageous, undesirably high Proportions of basic constituents in the cokes by additional Wash to the desired degree. This Can be washed by both water and diluted Acids happen.
Durch Zusätz oberflächenaktiver Mittel zur Vorbehandlungsflüssigkeit, insbesondere zu Wasser, kann die Vorbehandlungsdauer ggfs. erheblich verkürzt werden. Dies kann auch von wirtschaftlichem Nutzen sein, auch wenn ein Teil des verwundeten oberflächen aktiven Mittels hierbei auf dem für die eigentliche adsorptive Reinigung zu verwendeten Adsorptionsmittels verbleibt, so daß dieses demgemäß eine entsprechend verminderte Adsorptionsleistung besitzt.By adding surface-active agents to the pretreatment fluid, especially to water, can the pretreatment time if necessary be considerably shortened. This can also be economical Be of use, even if part of the wounded surfaces active agent here on the for the actual adsorptive cleaning to adsorbent used remains, so that this accordingly reduced accordingly Has adsorption capacity.
Die oberflächenaktiven Mittel sollen erfindungsgemäß folgende Voraussetzungen erfüllen:The surfactants are according to the invention the following Meet prerequisites:
schwache Adsorbierbarkeit,
Grenzflächenaktive Eigenschaften im Alkalischen,
gute biologische Abbaubarkeit,
Aktivität bei geringer Dosierung,
geringe Schaumbildung.weak adsorbability,
Surface-active properties in alkaline,
good biodegradability,
Activity at low dosage,
low foaming.
Geeignete Verbindungsklassen sind:Suitable classes of compounds are:
anionische Tenside,
n-Alkylsulfate,
Alkylsulfonate,
Alkylbenzolsulfonate, bevorzugt mit n-Alkylgruppen,
nichtionogene Tenside (Ethylenoxidaddukte),anionic surfactants,
n-alkyl sulfates,
alkylsulfonates,
Alkylbenzenesulfonates, preferably with n-alkyl groups,
nonionic surfactants (ethylene oxide adducts),
beispielhaft seien genannt:may be mentioned by way of example:
Fettalkohol-Polyethylenglykolether
Alkylphenyl-Polyethylenglykolether
Fettsäure-Polyethylenglykolester.Fatty alcohol polyethylene glycol ethers
Alkylphenyl polyethylene glycol ether
Fatty acid Polyethylenglykolester.
Zur Vorbehandlungsflüssigkeit können vorteilhaft 10-2000 ppm, bevorzugt 20-1500 ppm und besonders bevorzugt 20-1200 ppm an oberflächenaktiven Mitteln zugesetzt werden.For pretreatment liquid can advantageously 10-2000 ppm, preferably 20-1500 ppm and more preferably 20-1200 ppm be added to surfactants.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden adsorbierende Materialien auf Braunkohlebasis verwendet, bevorzugt sind Kokse, da diese wesentlich wirtschaftlicher sind als beispielsweise Aktivkohle. Ein geeigneter Koks ist z. B. aus Braunkohle gewon nener, insbesondere aus Rheinischer Braunkohle hergestellter Herdofenkoks, aber auch nach anderen Verfahren hergestellte Kokse sind erfindungsgemäß geeignet.In the method according to the invention are adsorbent materials lignite-based, preference is given to cokes, because they are much more economical than, for example Activated carbon. A suitable coke is z. B. from lignite gewon nener, in particular from Rhenish lignite produced Herdofenkoks, but also produced by other methods Cokes are suitable according to the invention.
Im Falle des Einsatzes von Koks hat die Anmelderin gefunden, daß die geschilderte Vorbehandlung wesentlich bessere Ergebnisse bringt als der Einsatz der Adsorptionsmittel ohne diese Vorbehandlung.In the case of the use of coke, the applicant has found that the described pretreatment significantly better results brings as the use of adsorbents without them Pretreatment.
Der Temperaturbereich, in den der Koks bei der Vorbehandlung gebracht wird, ist 0-200°C, bevorzugt 0-180°C und besonders bevorzugt 0-140°C. Erfindungsgemäß ist auch eine zusätzliche Behandlung mit Flüssigkeit, z. B. Wasser vor dem Erhitzen möglich. The temperature range in which the coke in the pretreatment is 0-200 ° C, preferably 0-180 ° C and especially preferably 0-140 ° C. According to the invention is also an additional Treatment with liquid, eg. B. water before heating possible.
Es ist, wie aus den genannten Temperaturen hervorgeht, daher möglich, auch Wasser von Umgebungstemperatur einzusetzen. Hierbei kann man beispielsweise durch Kreislauffahrweise ebenfalls die gewünschte Aktivität erhalten. Als Kreislaufflüssigkeit kann auch eine bestimmte Menge zu reinigendes Abwasser dienen. Die Vorbehandlungsdauer beträgt im allgemeinen 1 Minute bis 20 Stunden, bevorzugt 10 Minuten bis 10 Stunden, besonders bevorzugt 10 Minuten bis 6 Stunden. Diese Angaben sind jedoch nicht als limitierend, sondern als bevorzugte Ausführungsformen anzusehen.It is, as is apparent from the temperatures mentioned, therefore possible to use also water of ambient temperature. in this connection You can also, for example, by circulation mode get the desired activity. As circulatory fluid can also serve a certain amount of wastewater to be cleaned. The pretreatment time is generally 1 minute to 20 hours, preferably 10 minutes to 10 hours, especially preferably 10 minutes to 6 hours. This information is however not as limiting, but as preferred embodiments to watch.
Die Strömungsgeschwindigkeit des durch die Absorptionsschicht fließenden Wassers ist <0 bis 1 m/h, bevorzugt 0,01 bis 3,5 m/h, besonders bevorzugt 0,05 bis 3 m/h. Die Verweilzeit des Abwassers in der Koksschicht ist 1 Minute bis 10 Stunden, bevorzugt 5 Minuten bis 7 Stunden, besonders bevorzugt von 10 Minuten bis 5 Stunden.The flow rate of the through the absorption layer flowing water is <0 to 1 m / h, preferably 0.01 to 3.5 m / h, particularly preferably 0.05 to 3 m / h. The residence time the effluent in the coke layer is 1 minute to 10 hours, preferably 5 minutes to 7 hours, more preferably from 10 minutes to 5 hours.
Die Abwasserreinigungstemperatur liegt bei ≧0 bis 55°C. Hierbei sind die angegebenen Temperaturen als Betriebstemperaturen anzusehen, wobei zu berücksichtigen ist, daß durch die beschriebene Vorbehandlung zunächst eine höhere Temperatur vorliegen kann.The wastewater treatment temperature is ≧ 0 to 55 ° C. Here are the indicated temperatures to be considered as operating temperatures, taking into account is that by the described pretreatment initially a higher temperature may be present.
Erfindungsgemäß kann das adsorbierende Material auch vor dem Einfüllen in die Vorrichtung wie beschrieben vorbehandelt werden.According to the invention, the adsorbent material can also be before Filling in the device as described pretreated.
Es ist erfindungsgemäß vorteilhaft, mit einer Korngröße des Adsorptionsmittels von 0,01 bis 100 mm zu arbeiten, bevorzugt von 0,05 bis 20 mm und besonders bevorzugt von 0,05 bis 5 mm. Die günstigste Korngröße hängt jedoch zum Teil auch von dem verwendeten Adsorptionsmaterial ab.It is advantageous according to the invention, with a particle size of Adsorbent from 0.01 to 100 mm, preferably from 0.05 to 20 mm, and more preferably from 0.05 to 5 mm. The cheapest grain size, however, depends partly on the adsorption material used.
Sehr gut geeignetes adsorbierendes Material ist Feinstkoks mit der bekannten, diesem entsprechenden Korngröße.Very good adsorbent material is fine coke with the known, this corresponding grain size.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die Konzentration an adsorbierbaren Materialien erheblich vermindert werden. By the method according to the invention, the concentration be significantly reduced in adsorbable materials.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere von großer Bedeutung für die Reinigung von Deponie-Sickerwasser. Hierbei kann, wie bereits beschrieben, das erfindungsgemäße Verfahren vor Ort betrieben werden und das beispielsweise aus Sickerschächten auf die geschilderten Vorrichtungen gepumpte Wasser direkt im Deponiebereich gereinigt werden. Je nach Anforderung kann das so gereinigte Wasser auch noch weitere Reinigungsverfahren, wie z. B. einer Kläranlage zugeführt werden.The inventive method is in particular of great importance for the cleaning of landfill leachate. Here, as already described, the inventive Procedures to be operated on site and that For example, from seepage shafts on the described Devices pumped water directly in the landfill area getting cleaned. Depending on the requirement, this can be cleaned up Water also more cleaning methods, such. B. a sewage treatment plant to be supplied.
Selbstverständlich können auch andere dem Stand der Technik entsprechende Reinigungsverfahren mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kombiniert werden, wie beispielsweise Vorbehandlung durch Absetzen, Sedimentieren, Filtrieren, Fällen, Flocken, Entgasen, Belüften, Entkeimen, Emulsions spalten, Einsatz von Ionenaustauschern, osmotische Verfahren u. a.Of course, others may also be prior art corresponding cleaning method with the inventive Combined method, such as Pretreatment by settling, sedimentation, filtration, Felling, flaking, degassing, aerating, sterilizing, emulsifying cleavage, use of ion exchangers, osmotic Method and. a.
Beispiele kontinuierlich betreibbarer Vorrichtungen sind in Fig. 1-4 näher erläutert.Examples of continuously operable devices are explained in more detail in FIGS. 1-4.
In Fig. 1 ist eine aus 3 mit Adsorptionsmittel befüllten Behältern bestehende Abwasserreinigungskaskade dargestellt. Das zu reinigende Abwasser fließt über Leitung 1 auf die Adsorptionsschicht in Behälter 2. Über Leitung 3 fließt das Abwasser in Behälter 4 und schließlich über Leitung 5 in Behälter 6. Das über Leitung 7 abfließende Wasser enthält nur noch ppm-Mengen an CSB, AOX und Schwer metallionen. Je nach der Menge an Verunreinigungen im Abwasser kann die Behälterkaskade verlängert oder verkürzt werden. FIG. 1 shows a wastewater purification cascade consisting of containers filled with adsorbent from FIG. 3. The wastewater to be purified flows via line 1 onto the adsorption layer in container 2 . Via line 3 , the wastewater flows into container 4 and finally via line 5 into container 6 . The effluent via line 7 water contains only ppm amounts of COD, AOX and heavy metal ions. Depending on the amount of contaminants in the wastewater, the tank cascade can be extended or shortened.
Das Adsorptionsmaterial ist in Behälter 2 am stärksten und in Behälter 6 am wenigsten beladen. Bei einer bestimmten Beladung des Adsorptionsmittels in Behälter 2 wird dieser abgekoppelt und ein Behälter 9 mit frischem Adsorptionsmittel über Leitung 8 mit Behälter 6 verbunden.The adsorption material is strongest in container 2 and least loaded in container 6 . At a certain loading of the adsorbent in container 2 , this is decoupled and a container 9 is connected with fresh adsorbent via line 8 with container 6 .
Die Anordnung in Fig. 1 ist als beispielhaft anzusehen. Adsorptionsbehälter können auch parallel oder mit Abzweigungen geschaltet sein. So kann beispielsweise von Behälter 2 ein weiterer Behälterstrang abzweigen. Hier hat der Fachmann einen breiten Spielraum, nach Bedarf Behälterschaltungen vorzunehmen.The arrangement in Fig. 1 is to be regarded as exemplary. Adsorption can also be connected in parallel or with branches. For example, another container strand can branch off from container 2 . Here, the skilled person has a wide scope to make container circuits as needed.
In Fig. 2 ist beispielhaft eine einfache Vorrichtung 1 mit kontinuierlicher Zuführung und Entnahme von Adsorptionsmitteln dargestellt. Vorrichtung 1 wird beladenes Adsorptionsmittel entnommen. Zu reinigendes Abwasser gelangt über Leitung 2 und Verteiler 3 in den unteren Bereich der Adsorptionsschicht und strömt von unten nach oben durch die Schicht. Bei 6 fließt das gereinigte Abwasser ab. FIG. 2 shows an example of a simple device 1 with continuous supply and removal of adsorbents. Device 1 is removed loaded adsorbent. Wastewater to be purified passes via line 2 and distributor 3 into the lower region of the adsorption layer and flows from bottom to top through the layer. At 6 , the purified wastewater drains off.
In Fig. 3 ist beispielhaft eine Vorrichtung 1 dargestellt, in der mittels einer Mammutpumpe ein Gemisch von beladenem Adsorptionsmittel und Wasser von unten nach oben durch ein Rohr gepumpt wird und über 3 aus Vorrichtung 1 entnommen wird, während das zu reinigende Abwasser 4 von oben nach unten fließt und Vorrichtung 1 bei 3 und 5 verläßt.In Fig. 3 by way of example, a device 1 is shown in which by means of a mammoth pump, a mixture of loaded adsorbent and water is pumped from bottom to top through a pipe and is taken over 3 from device 1 , while the waste water to be cleaned 4 from above flows down and leaves device 1 at 3 and 5 .
Die Fig. 2 und 3 sind wie Fig. 1 als beispielhaft anzusehen. Erfindungsgemäß wesentlich ist das Gegenstromprinzip, gemäß dem die Verunreinigungen nach Bedarf praktisch vollständig entfernt werden können. FIGS. 2 and 3, like FIG. 1, are to be regarded as exemplary. Essential according to the invention is the countercurrent principle, according to which the impurities can be virtually completely removed as needed.
Dies ist in Fig. 4 dargestellt. Kurve 1 zeigt, daß man über die bereitgestellte Höhe 2 der Adsorptionsschicht nach Bedarf und in Abhängigkeit von der Menge an Verunreinigungen im Abwasser, Verunreinigungen wie CSB, AOX, Schwermetalle, Salze und dgl. praktisch zu 100% entfernen kann. This is shown in Fig. 4. Curve 1 shows that it is practically possible to remove impurities such as COD, AOX, heavy metals, salts and the like by way of the provided height 2 of the adsorption layer as required and as a function of the amount of impurities in the wastewater.
In den Tabellen 1-5 sind Ergebnisse dargestellt, die mit verschiedenen Verunreinigungen im Abwasser unter Verwendung von Koksen und Aktivkohle auf Braunkohlenbasis erhalten wurden. Hier zeichnet sich Herdofenkoks als besonders geeignet aus.Tables 1-5 show results obtained with various contaminants in the wastewater using of lignite-based cokes and activated carbon were. Herdofenkoks is especially special here suitable.
Tabelle 1 gibt Laborversuche wieder, bei denen 0-80 ml Deponiesickerwasser pro g Adsorbens über dieses geleitet wurden. Die Strömungsgeschwindigkeiten wurden zwischen 0,1 m/h und 0,5 m/h variiert. Die Ausgangs-CSB-Werte sind in mg/L Abwasser angegeben. In den beiden rechten Spalten sind die verbleibenden CSB-Werte im gereinigten Abwasser bei einer Gesamtbelastung der Asorptionsmittel mit 10 ml/g Adsorbens und 50 ml/g Adsorbens angegeben. Sämtliche Versuche wurden bei Umgebungstemperaturen durchgeführt.Table 1 shows laboratory experiments in which 0-80 ml Landfill leachate per g of adsorbent passed over this were. The flow rates were between 0.1 m / h and 0.5 m / h varies. The initial COD values are in mg / L Wastewater indicated. In the two right columns are the remaining COD values in the treated wastewater at a Total load of the adsorbent with 10 ml / g adsorbent and 50 ml / g adsorbent indicated. All attempts were made carried out at ambient temperatures.
Es wurde ein Herdofenkoks aus Rheinischer Braunkohle eingesetzt (Oberfläche: ca. 250 m²/g). Der Herdofenkoks war durch 4stündige Kreislauffahrweise mit zu reinigendem Abwasser (ohne Zusatz oberflächenaktiver Mittel) über den Koks vorbehandelt worden. Die apparative Versuchsdurchführung erfolgte im allgemeinen durch Durchfluß des Abwassers durch ein mit Adsorptionsmittel gefülltes Rohr.It was used a hearth furnace coke from Rhenish lignite (Surface: approx. 250 m² / g). The stove coke was through 4-hour cycle with wastewater to be cleaned (without the addition of surfactants) over the coke pretreated. The apparatus test procedure was generally carried out by flow through the wastewater a filled with adsorbent tube.
In Versuch 1 wurden Abwässer mit 1479 mg und 860 mg CSB pro Liter Abwasser bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 0,5 m/h untersucht. Bei 10 ml/g Adsorbens Gesamtbelastung wurden Rest-CSB-Werte von bis herab zu 60 mg/L erreicht.In experiment 1, effluents with 1479 mg and 860 mg COD per liter of wastewater at a flow rate of 0.5 m / h. At 10 ml / g adsorbent total load residual COD levels were down to 60 mg / L reached.
Ähnlich gute Ergebnisse mit Herdofenkoks als Adsorptionsmittel bei 10 ml/g Adsorbens Gesamtbelastung wurden auch in Versuch 2 mit einer etwas geringeren Strömungsgeschwindigkeit von 0,3 m/h erzielt, während sich die Werte bei 50 ml/h gegenüber Versuch 1 wesentlich verbesserten. In Versuch 3 sind Versuche in einer technischen Anlage nach dem Dyna Sand Prinzip dargestellt mit einem Abwasser aus einer Sonderdeponie. Es wurde ebenfalls Herdofenkoks eingesetzt, der 2 Stunden mit einem Dampf/Wasser-Gemisch vorbehandelt worden war. Der Eingangs-CSB-Wert betrug 1500 mg/L (Strömungsgeschwindigkeit: 0,1 m/h). Auch diese Ergebnisse zeigen, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hervorragende Ergebnisse erhalten werden können.Similarly good results with stove coke as adsorbent at 10 ml / g adsorbent total load were also in Experiment 2 with a slightly lower flow velocity of 0.3 m / h, while the values at 50 ml / h compared to experiment 1 significantly improved. In experiment 3 are tests in a technical facility according to the Dyna sand principle presented with a sewage from a special landfill. It also became stove coke used for 2 hours with a steam / water mixture had been pretreated. The input COD value was 1500 mg / L (Flow rate: 0.1 m / h). Also these results show that excellent with the inventive method Results can be obtained.
In Versuch 4 wurde ein Hochtemperatur-Braunkohlenkoks (Oberfläche: 200-250 m²/g) eingesetzt. Bei einer Belastung von 10 ml/g wurden schlechtere Ergebnisse als in Versuch 1 erhalten, nicht jedoch bei einer Belastung von 50 ml/g. In den Versuchen 5, 6 und 7 werden die Versuche 1, 3 und 4 wiederholt, jedoch ohne Vorbehandlung, d. h. das zu reinigende Abwasser wurde direkt über das unbehandelte Adsorbens geleitet. Die Ergebnisse waren sowohl bei 10 ml/g als auch bei 50 ml/g Belastung deutlich schlechter als in den Versuchen 1, 3 und 4.In experiment 4, a high temperature lignite coke was used (Surface: 200-250 m² / g) used. At a charge of 10 ml / g were worse results than in experiment 1 but not at a load of 50 ml / g. In experiments 5, 6 and 7, experiments 1, 3 and 4 repeated, but without pretreatment, d. H. the one to be cleaned Wastewater was directly through the untreated adsorbent directed. The results were both at 10 ml / g as well at 50 ml / g load significantly worse than in the Try 1, 3 and 4.
Die Tabelle 1 zeigt, daß die CSB-Werte bis auf <100 mg/L abgesenkt werden können, wobei mit zunehmender Belastung die Adsorptionsfähigkeit abnimmt, begleitet von einem Anstieg des CSB-Wertes im gereinigten Abwasser. Ein so gereinigtes Abwasser kann problemlos in Kläranlagen noch weiter gereinigt werden oder auch, soweit zulässig, direkt in Gewässer eingeleitet werden.Table 1 shows that the COD values are down to <100 mg / L can be lowered, with increasing load the adsorption capacity decreases, accompanied by a Increase in the COD value in the treated wastewater. Such purified wastewater can easily be used in sewage treatment plants be further cleaned or even so far permissible to be discharged directly into waters.
Das erfindungsgemäße Verfahren stellt demgemäß eine wichtige Weiterentwicklung des Standes der Technik bezüglich der Abwasserreinigung im technischen Maßstab dar, nach dem mit einem preiswerten "Wegwerf"-Adsorbens und in einfachen Verfahrensschritten eine wirksame Abwasserreinigung insbesondere hochbelasteter Abwässer wie Deponie-Sickerwässer möglich ist. The inventive method accordingly provides a important further development of the prior art with regard to wastewater treatment on an industrial scale, according to the with a cheap "disposable" adsorbent and in simple Procedural steps an effective wastewater treatment in particular highly polluted wastewater such as landfill leachate is possible.
Jedoch auch im Falle anderer absorbierbarer Verunreinigungen zeigen Braunkohlenkokse und Aktivkohlen auf Braunkohlenbasis, insbesondere Herdofenkoks, sehr gute Reinigungseigenschaften.However, in the case of other absorbable impurities show lignite cokes and activated carbons Lignite base, in particular hearth furnace coke, very good Cleaning properties.
Die Adsorbierbarkeit von Schwermetallen geht aus den in Tabelle 2 zusammengefaßten, folgenden Versuchen hervor. (In allen gereinigten Wasserproben wurde der Restgehalt durch Atomabsorptionsspektroskopie bzw. Ionenchromatographie bestimmt). Als Herdofenkoks wurde ein Produkt aus Rheinischer Braunkohle eingesetzt.The adsorbability of heavy metals comes from the summarized in Table 2, the following experiments. (In all purified water samples, the residual content by atomic absorption spectroscopy or ion chromatography certainly). As Herdofenkoks was a product used from Rhenish brown coal.
Die Versuche wurden, soweit nicht anders angegeben, in der Weise durchgeführt, daß in eine Säule aus Glas (Durchmesser: 1,8 cm), die mit einem Siebboden ausgestattet war, 15 g des Adsorptionsmittels eingefüllt wurden (Füllhöhe: 11 cm). Als Vorbehandlung wurde das Adsorptionsmittel mit Dampf erhitzt und anschließend mit heißem Wasser aufgefüllt. In den Versuchen 4-6 erfolgte die Vorbehandlung durch Kreislauffahrweise mit Wasser. Versuch 7 wurde in einer technischen Apparatur vom Dyne Sand Typ durchgeführt. Die Versuchsergebnisse zeigen die hervorragenden Adsorptionseigenschaften von Herdofenkoks. The experiments were, unless otherwise stated, in the way that is done in a column of glass (Diameter: 1.8 cm) equipped with a sieve bottom was 15 g of the adsorbent were filled (Filling height: 11 cm). As pretreatment was the adsorbent heated with steam and then with filled up with hot water. In experiments 4-6 Pre-treatment by circulation with water. Experiment 7 was used in a technical apparatus of Dyne Sand type performed. The test results show the excellent Adsorption properties of hearth furnace coke.
Die Versuche in Tabelle 3 wurden wie die in Tabelle 2 angegebenen Versuche durchgeführt, jedoch wurden verschiedene Koks arten bzw. Aktivkohlen eingesetzt. Es wurde ein CuCl₂ enthaltendes Abwasser mit 25 mg Cu++/l eingesetzt. Die Vorbehandlung erfolgte durch Behandeln mit Dampf und Wasser.The tests in Table 3 were carried out in the same way as the tests indicated in Table 2, but different cokes or activated carbons were used. It was a CuCl₂-containing wastewater with 25 mg Cu ++ / l used. The pretreatment was carried out by treatment with steam and water.
Versuch 1 mit Herdofenkoks aus Rheinischer Braunkohle ergab auch nach 260 Stunden Laufzeit eine Cu++Menge im gereinigten Abwasser von <0,1 ppm.Experiment 1 with hearth furnace coke from Rhenish brown coal gave after 260 hours running time a Cu ++ amount in the treated wastewater of <0.1 ppm.
Steinkohlenkoks (Versuch 2) ergab nach 14 h 0,2 mg/l und bei 20 h einen schnellen Anstieg auf 7,6 mg/l. Der Versuch wurde nach 20 h abgebrochen.Coal coke (experiment 2) gave 0.2 mg / l after 14 h and at 20 h a rapid increase to 7.6 mg / l. The attempt was canceled after 20 h.
Bei Hochtemperatur-Braunkohlenkoks (DDR) (Versuch 5) wurde bis zu 120 h ein Wert von <1 ppm erhalten. Das gleiche Ergebnis wurde mit Tieftemperaturkoks (DDR) erhalten (Versuch 6).At high-temperature lignite coke (DDR) (experiment 5) was received a value of <1 ppm for up to 120 h. The same result was obtained with low temperature coke (DDR) (experiment 6).
Gute Ergebnisse wurden auch mit einer Aktivkohle (Lurgi) auf Braunkohlebasis erhalten (Versuch 4). Erst nach 90 h Versuchsdauer wurde ein Anstieg auf <0,1 ppm festgestellt. Wesentlich schlechtere Ergebnisse wurden dagegen mit einer Aktivkohle auf Holzbasis erhalten (Versuch 3). Nach 26 h erfolgte ein Durchbruch auf 5 mg/l.Good results were also obtained with activated carbon (Lurgi) Obtained brown coal base (experiment 4). Only after 90 h trial period an increase to <0.1 ppm was detected. Essential on the other hand, worse results were obtained with activated carbon obtained on wood base (experiment 3). After 26 h took place Breakthrough to 5 mg / l.
Die Ergebnisse zeigen die sehr guten Eigenschaften von Braunkohlenkoksen und unter denselben die herausragenden Eigenschaften von Herdofenkoks aus rheinischer Braunkohle. The results show the very good properties of brown coal coke and among them the outstanding ones Properties of hearth furnace coke from Rhenish lignite.
Aus Tabelle 4 geht der Einfluß der Vorbehandlung auf den Restgehalt an Metallen im gereinigten Wasser hervor.Table 4 shows the influence of the pretreatment on the residual content on metals in the purified water.
Während vorbehandelter Koks auch nach 260 Stunden noch einwandfrei absorbiert, steigt ohne Vorbehandlung nach 152 h die Restkonzentration auf 3,0 ppm an und nach 170 h auf 6,8 ppn (Ver such 6).During pretreated coke even after 260 hours still flawless absorbs, without pretreatment after 152 h, the residual concentration to 3.0 ppm and after 170 h to 6.8 ppn (Ver 6).
Die hervorragenden Eigenschaften von Braunkohlenkoksen, insbesondere von Herdofenkoks aus rheinischer Braunkohle, gehen auch aus Tabelle 5 hervor, in der die Reinigung von NaOCl- und NaCl- haltigem Abwasser dargestellt ist.The outstanding features of lignite coke, in particular hearth coke from Rhenish lignite, go too from Table 5, in which the purification of NaOCl and NaCl Containing wastewater is shown.
Soweit nicht anders angegeben, wurden über eine Menge von 60 cm³ Herdofenkoks, der sich in einem Glasrohr mit Fritte am Auslauf befand (Höhe der Kokssäule: 22 cm), pro Stunde 60 cm³ einer wäßrigen Lösung von 400 mg NaOCL und 6410 mg NaCl pro L Wasser geleitet.Unless otherwise stated, about 60 cc were used Herdofenkoks, located in a glass tube with frit on the spout (height of coke column: 22 cm), per hour 60 cm³ an aqueous solution of 400 mg NaOCL and 6410 mg NaCl per L passed water.
Es wurde bei Raumtemperatur und Normaldruck gearbeitet. Die Einsatzlösung hatte einen pH von 12.It was worked at room temperature and atmospheric pressure. The Feed solution had a pH of 12.
Versuch 8 wurde in einer technischen Apparatur gemäß Fig. 2 durchgeführt (Füllung 1 m³ Koks, Apparatur oben zylindrisch mit konischem nach unten spitz zulaufendem Unterteil). Experiment 8 was carried out in a technical apparatus according to FIG. 2 (filling 1 m³ of coke, upper apparatus cylindrical with conical downwardly tapered lower part).
Die weiteren Beispiele zeigen ebenfalls die hohe Absorptionsfähigkeit der Braunkohlekokse und -aktivkohlen, insbesondere von Herdofenkoks aus Rheinischer Braunkohle.The other examples also show the high absorption capacity brown coal cokes and activated carbons, especially hearth coke from Rhenish lignite.
In eine Säule aus Glas, die mit einem Siebboden ausgestattet war, wurden 15 g Herdofenkoks der Korngröße 0,1-1,5 mm eingefüllt (Füllhöhe 10 cm). Die Säule wurde mit Leitungswasser aufgefüllt und bei 18-20 mm auf Wasserstrahlvakuum evakuiert (Evakuierungsdauer 15 min.). Das Koksvolumen betrug 30 cm³. (Beispiele 1 und 2)In a column of glass, which is equipped with a sieve bottom was 15 grams of hearth coke grain size 0.1-1.5 mm were filled (Filling height 10 cm). The column was filled with tap water filled and evacuated at 18-20 mm on water jet vacuum (Evacuation time 15 min.). The coke volume was 30 cc. (Examples 1 and 2)
Ein filtriertes Abwasser, das 70 mg/L Natriumsulfid enthielt, wurde mit einem pH von 11 zur Reinigung eingesetzt. Der Durchsatz pro Stunde betrug 200 ml (Verweilzeit: 9 min.). Das Abwasser floß von oben nach unten über die Koksfüllung. Von unten wurden 6 L Luft/h entgegengeleitet.A filtered wastewater containing 70 mg / L sodium sulfide, was used at pH 11 for purification. The throughput per hour was 200 ml (residence time: 9 min.). The sewage flowed from top to bottom over the coke charge. From below 6 L air / h were forwarded.
Nach 250 Stunden wurde der Versuch abgebrochen, ohne daß die Koksfüllung erschöpft war. Die Analyse einer nach 250 Stunden gezogenen Probe ergab <0,1 mg S2-/L Wasser. Es wurden 21 mg S₂O₃-- und 50 mg SO₄--pro L gebildet.After 250 hours the experiment was stopped without the coke charge being exhausted. Analysis of a sample drawn after 250 hours gave <0.1 mg S 2- / L water. There were 21 mg S₂O₃ - and 50 mg SO₄ - formed per L.
Ein filtriertes Abwasser, das 26 mg CaS/L Wasser enthielt, wurde mit einem pH von 11 über den Herdofenkoks geleitet. Der Durchsatz pro Stunde betrug 100 ml (Verweilzeit: 18 min.). Das Abwasser floß von oben nach unten über die Koksfüllung. Von unten wurden 2 L Luft/h entgegengeleitet.A filtered wastewater containing 26 mg CaS / L water, was passed at a pH of 11 over the hearth furnace coke. The throughput per hour was 100 ml (residence time: 18 min.). The sewage flowed from top to bottom over the coke charge. From below 2 L air / h were forwarded.
Nach 250 Stunden wurde der Versuch abgebrochen. Die Analyse einer nach 250 Stunden gezogenen Probe ergab <0,1 mg S2-/L Wasser. Es wurden 7 mg S₂O₃-- und 22 mg SO₄--/L gebildet. After 250 hours the experiment was stopped. Analysis of a sample drawn after 250 hours gave <0.1 mg S 2- / L water. There were 7 mg S₂O₃ - and 22 mg SO₄ - / L formed.
Eine wäßrige Lösung, die 242 mg H₂S/L enthielt, wurde mit der stöchiometrischen Menge NaOH (10%ig) neutralisiert. Eine Apparatur gemäß Fig. 3 wurde mit 1 m³ Herdofenkoks befüllt. Pro Stunde wurden 16 m³ der wäßrigen Lösung von oben nach unten durch die Absorptionsschicht geschickt. Im Gegenstrom strömten von unten nach oben über eine in Fig. 3 nicht dargestellte Verteilervorrichtung 80 m³ Luft/h. Nach 48 h wurde der Versuch abgebrochen. Die Analyse ergab 0,1 mg S--.An aqueous solution containing 242 mg H₂S / L was neutralized with the stoichiometric amount of NaOH (10%). An apparatus according to FIG. 3 was filled with 1 m³ hearth furnace coke. 16 m 3 of the aqueous solution were passed from top to bottom through the absorption layer per hour. In countercurrent flows from bottom to top over a distribution device, not shown in Fig. 3 80 m³ air / h. After 48 h the experiment was stopped. The analysis yielded 0.1 mg S - .
Im folgenden Beispiel 4 ist die technische Durchführung einer Deponiesickerwasser-Reinigung im einzelnen erläutert. Es handelt sich hierbei um die Deponie einer Großstadt.In the following example 4 is the technical implementation a landfill leachate cleaning explained in detail. It is the landfill of a big city.
Die Deponie besitzt im am tiefsten gelegenen Bereich einen Sammelteich für Sickerwasser. Das Wasser wird aus diesem Teich zunächst in einen Vorratsteich gepumpt, der sich neben einer Kaskade von 3 hintereinander geschalteten Behältern befindet, die mit Herdofenkoks als Adsorptionsmittel befüllt sind. Die Behälter sind transportabel und mit einem siebartigen Boden oberhalb des eigentlichen Behälterbodens ausgestattet. In den Vorratsteich fließt das Sickerwasser in dünner Schicht über Kies, Koks oder andere Materialien, wobei es in innigen Kontakt mit Luft kommt.The landfill has one in the lowest area Collection pond for leachate. The water gets out of this pond first pumped into a storage pond, which is next to a cascade of 3 containers connected in series which is filled with furnace coke as adsorbent are. The containers are portable and with a sieve-like Floor above the actual tank bottom fitted. The seepage water flows into the reservoir pond in a thin layer over gravel, coke or other materials, being in intimate contact with air.
Die eingefüllte Koksmenge beträgt pro Behälter ca. 3 t. Die Behälter erweitern sich von unten nach oben. Das Behältermaterial ist im allgemeinen Stahl. The filled amount of coke is about 3 t per container. The containers expand from the bottom up. The container material is in general Stole.
Das eingesetzte Sickerwasser enthielt:The leachate used contained:
ca. 2000 mg/L CSB
ca. 3000 µg/L AOX
47 µg/L Pb
83 µg/L Cr
12 µg/L Cu
200 µg/L Ni
175 µg/L Zn
6 mg/L Gesamtphosphorabout 2000 mg / L COD
about 3000 μg / L AOX
47 μg / L Pb
83 μg / L Cr
12 μg / L Cu
200 μg / L Ni
175 μg / L Zn
6 mg / L total phosphor
Die Belastung wurde so eingestellt, daß CSB und AOX am Ausgang des 1. Behälters ca. 650 mg/L bzw. ca. 950 µg/LAOX betrugen. Dieses Wasser kann in einer Kläranlage problemlos weitergereinigt werden.The load was adjusted so that COD and AOX at the Output of the first container about 650 mg / L or about 950 μg / LAOX cheat. This water can easily in a sewage treatment plant be further cleaned up.
Pro Stunde wurde in die Behälter eine Abwassermenge von 1,5 m³ pro Stunde gepumpt und zwar von oben auf die Adsorptionsschicht, wobei über die Adsorptionsschicht eine Wasserschicht von 10-20 cm stand. Die Temperatur in der Adsorptionsschicht stellte sich aufgrund der Außen temperatur ein.Per hour in the containers was a wastewater of Pumped 1.5 m³ per hour from the top of the Adsorption, wherein on the adsorption a Water layer of 10-20 cm stood. The temperature in the Adsorption layer turned off due to the outside temperature.
Aus dem 1. Behälter wurde das gereinigte Abwasser unten entnommen und auf den 2. Behälter geleitet. Entsprechend wurden die Behälter 3 und 4 befahren.From the 1st container, the purified wastewater was down removed and directed to the 2nd container. Corresponding the containers 3 and 4 were driven.
Nach 4 Tagen war der 1. der Behälter mit Verunreinigungen beladen. Die Gesamtbelastung entsprach ca. 45 L pro kg Adsorptionsmittel bei einer Strömungsgeschwindigkeit von ca. 2 m/h.After 4 days, the 1st was the container of contaminants loaded. The total load corresponded to about 45 L per kg Adsorbent at a flow rate of about 2 m / h.
Das gereinigte Abwaser hatte folgende Analysen:The purified wastewater had the following analyzes:
Die Ergebnisse zeigen, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren im technischen Betrieb noch günstigere Ergebnisse erzielt werden können als im Labormaßstab.The results show that with the inventive Procedures in technical operation even more favorable results can be achieved as a laboratory scale.
Bereits im 1. Adsorptionsbehälter wird ein Reinigungsgrad trotz Strömungsgeschwindigkeit von 2 m/h erreicht, der den Versuchen der Tabelle 1 entspricht. Bereits dieses Wasser kann einer konventionellen Kläranlage zugeführt werden. Durch die Kaskadenschaltung können noch wesentlich bessere Ergebnisse erzielt werden.Already in the 1st adsorption is a degree of purification achieved despite flow rate of 2 m / h, the Try the Table 1 corresponds. Already this water can be supplied to a conventional sewage treatment plant. The cascade can be much better Results are achieved.
Der beladene Herdofenkoks wurde innerhalb der Deponie gelagert, da überraschend gefunden wurde, daß das adsorbierte Material praktisch nicht eluiert wurde. Die Elution ist so gering, daß die beladenen Kokse in Deponieklasse 3 zugelassen und entsprechend deponiert werden können.The loaded hearth furnace coke was inside the landfill stored, since it was surprisingly found that adsorbed Material was practically not eluted. The elution is so small that the loaded cokes in landfill class 3 approved and can be disposed of accordingly.
Claims (25)
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|---|---|---|---|
| DE19904000142 DE4000142A1 (en) | 1990-01-04 | 1990-01-04 | Continuous purificn. of waste water, esp. drainage water - by passage over coke or active carbon based on lignite |
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| DE19904000142 DE4000142A1 (en) | 1990-01-04 | 1990-01-04 | Continuous purificn. of waste water, esp. drainage water - by passage over coke or active carbon based on lignite |
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