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Verfahren zur Entfernung von Phenol und seinen Homologen aus Abwässern
der Kokereien--und Gasanstalten. Viele industrielle Abwässer, z. B. diejenigen aus
Animoniakfabriken und. gewissen chemischen Fabriken, enthalten Plienole (Phenol
und seine Homologen), die infolge ihrer starken Giftigkeit äußerst schädigend auf
die Vorflutgewässer, in die sie eingeleitet werden, einwirken.
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Wenn es auch bekannt und ohne weiteres möglich ist, die Phenole auf
chemischem Wege im Läboratbrium aus dem:Wasser auszuscheiden, so besitzt die Abwasserreinigungstechnik
heute noch kein praktisch anwendbares und wirtschaftliches Mittel, die fraglichen
Abwässer in den 'Mengen, wie sie im Fabrikbetriebe anfallen, von Phenolen zu befreien
bzw. deren Gehalt an Phenolen erheblich zu verringern. Das neue Verfahren ermöglicht
die praktische Phenolausscheidung selbst bei den größten vorkommenden Abwassermengen
und ist daher geeignet, eine von allen mit der Reinhaltung der öffentlichen Gewässer
betrauten Instanzen bisher lebhaft bedauerte Lücke in der Abwasserreinigungstechnik
auszufüllen.
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Zur Erläuterung des neuen Verfahrens soll im nachstehenden als Beispiel
die praktische Entphenolung des Ammoniakaliwassers näher beschrieben werden.
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Die. Abwässer aus Aninioniakfabriken enthalten o,2 bis i Prozent Phenole,
meistens an ini Wasser enthaltene alkalische Stoffe gebunden. Das Verfahren gestaltet
sich folgendermaßen t. Vor der eigentlichen" Entphenolung ist (las Wasser in Klärbecken,
Klärteichen o. (g1. durch (las bekannte Absitzcerfähren voll den darin enthaltenen
festen .Stoffen, (lie in der Hauptsache aus Kalkschlamm bestehen, zu befreien.
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2. Alsdann muß die Alkalität des Abwassers beseitigt werden, was durch
einen eiltsprechenden Säurezusatz zu erfolgen hat. Da der erforderliche Säurezusatz
nicht unhe- _ deutend ist, daher hohe Unkosten verursachen und eventuell (las ganze
Verfahren in Frage stellen würfle. verwenden wir hierfür die bei fier Benzolfabrikation
als Abfallprodukt anfallenden sauren Harze, die etwa 20 Prozent (self)St bis Zu
?5 1'i-0zellt) freie Scliwcffslsüure beigemischt erhalten. Ilierbei ergibt sich
gleichzeitig der 'Nebenvorteil, (Maß <las infolge seines Säuregehaltes wertlose
und sogar äußerst lästige Abfallprodukt nach Entfernung der Säure zu. einem brauchbaren
Brennmaterial umgewandelt wird und zu Heizzwecken oder wegen seiner großen Porosität
auch als Isoliermaterial nutzbringend verwandt werden kann.
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3. Das neutralisierte Wasser wird mit Benzol oder seinen anderen bei.
der. trockenen. Destillation von Kohle oder Braunkohle entstehenden Homologen innig
gemischt (i Teil Benzol auf 2 Teile Wasser reicht aus), wobei die in dem Abwasser
enthaltenen Phenole gelöst werden und in -das Benzol übergehen.
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ach Beendigung des Waschprozesses tritt sofort eine vollkommene Trennung
der beim Waschen gemischten Flüssigkeiten ein, so, daß das von den Phenolen befreite
Abwasser abgelassen werden kann.
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4 Uin die in dem Benzol iri Lösung befindlichen Phenole zu gewinnen
und das Benzol gleichzeitig für weitere Waschungen wieder aufnahmefähig zu machen,
wird das Benzol mit 'N atriumhydroYVdlösung ('Natronlau(,e von 33 Prozent 'NaOH)
gewaschen. Durch Bindung der Phenole an \ atriumhcdroscd ergibt sich Phenolnatrium
und Wasser, und zwar ist das gebildete t'hcnolnatriunl ini Wasser gelöst. Nach Beendigung
des Waschprozesses scheiden sich wieder die helni Waschprozeß gemischten Flüssigkeiten.
Das im. 'Vasser gelöste Phenolnatriuni kann abgelassen werden, während das Benzol
in dein Waschgefäß zurückbleibt.
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Auf der "Zeichnung ist als AusfÜhrunrsbeispiel die Apparatur einer
Entpheiiotunrsaiilage nach dein neuen Verfahren dargestellt, und zwar in Abb. i
ini Längsschnitt und in Abb. 2 irn Grundriß.
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Das Ainnioniakabwasser gelangt durch die Rohrleitung a in ein .\hsitzllecken
h bekaiinteil Svstems, wo sich (lie festen Stoffe, namentlich der in dein Wasser
rntlialtene Kalkschlamm, absetzen.
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Das geklärte, jedoch noch stark alkalische Allwasser gelangt durch
die Rohrleitung c zuni Abfluß, von der eine \ehenleitung d abzweirt. Der voll fier
letzteren geführte Teilstrom, dessen Größe thirrh die Srhieher t,
und
f reguliert «-erden kann, durchfließt ein aus sauren Harzen gebildetes Filter g
und nimmt hier so viel Säure auf, daß das in der Hauptleitung c abfließende Wasser
neutralisiert wird.
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Der Verbrauch an sauren Harzen ist natürlich schwankend, er wechselt
sehr mit der Alkalität des Wassers; bei einem größeren Versuche wurden zur 'Neutralisierung
von i cbin Abwasser 3 kg Harz verbraucht. Beim Neutralisieren des Abwassers benutzt
man nicht Abfallschwefelsäure, sondern die aus dieser mittels direkten Dampfes ausgekochten
Harze, welche eine poröse schwammähnliche Beschaffenheit haben (ähnlich wie Koks)
und 2o Prozent (selbst bis zu 25 Prozent) freie Schwefelsäure beigemischt enthalten.
Die Harze sind bisher lästige Abfallprodukte gewesen.
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Bisher verwendete man zwar bereits Abfallschwefelsäure zur Neutralisierung
von Ammoniak oder zur Herstellung von Superphosphat, aber nicht die aus der -Abfallschwefelsäure
ausgekochten Harze.
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Das neutralisierte Abwasser gelangt in den Wasch- und Mischapparat
h, in welchem ein Rührwerk i eingebaut ist.
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Der Waschapparat ist etwa bis zu zwei Drittel mit Benzol gefüllt.
Das letzte Drittel des zur Verfügung stehenden Raumes wird mit Abwasser gefüllt
und dann der Zufluß abgesperrt. Hierauf wird durch Betätigung des Rührwerks etwa
zwei bis vier i\Iinuten lang eine innige Mischung und Durchwirbelung (leg beiden
Flüssigkeiten bewirkt. N ach Stillsetzen des Rührwerks scheidet sich das vom Phenol
befreite Abwasser unten, das Benzol oben ab. Zum Ablassen des gereinigten Abwassers
dient die Leitung k, die durch einen Schieber l absperrbar ist. Das zum Waschen
verwandte Benzol bleibt in dein Waschgefäß h zurück.
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In- dem Sammelgefäß in ist die zur Reinigung des Waschbenzols nach
bekannter Arbeitsweise erforderliche --Natriumhvdroxvdlösung untergebracht. Dieselbe
wird mittels (leg Pumpe n. durch die Rohrleitung o dem Waschgefäß zugeführt. Die
Menge der zugeführten Natriunihydroxydlösung ist ebenso groß wie die vorher abgelassene
Abwassermenge. Durch Durch Betätigung des Rührwerks wird wiederum einige Minuten
lang eine innige Durchwirhelung der beiden Flüssigkeiten herbeigeführt.
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Nach Stillsetzen des Rührwerks trennt sich sofort das Benzol von (leg
übrigen Flüssigkeit und scheidet sich nach oben ab. Die sich unten an.saninielnde
Natriuniliv(lroxvdlösung kanu durch die Leitung p, die durch den Schieber d absperrbar
ist, nach dein Sammelgefäl.l nc al)gelassen «-erden.
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Bei dem Waschprozeß wird ein Teil des Natriumhvdroxvds durch die Aufnahme
von l'hen n1 in yPhenolnatrium umgewandelt. '\Venn die Bildung von Plienolnatrium
weit genug =@#orgeschritten :ist, wird das Saininelgefäß in durch (las Ventil r
entleert und mit frischem atriumhydroxy d gefüllt. Der Verbrauch an atriunihvdroxvd
richtet sich nach dem l'henolgehalt des Abwassers. Bei praktischen Versuchen wurden
je Kubikmeter Abwasser o,5 kg Natriumhydroxyd (NaOH) verbraucht.
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Die N atriumhydroxydlösung kann so lange gebraucht werden, bis sie
35 Prozent Phenole und noch 18 Prozent \ atriumhy drox_vd NaOH enthält. Die aus
dem Sammelgefäß in abgelassene Lösung von Phenolnatrium und atriumhydroxyd kann
in der chemischen Industrie verwertet werden.
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Das, zum Waschen verwandte Benzol bleibt dauernd im Waschgefäß. Hier
sind nur die durch Verdunstung usw. hervorgerufenen Verluste zu ersetzen.
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Mit Hilfe dieses Verfahrens können etwa 9o Prozent der im Abwasser
enthaltenen Phenole ausgeschieden werden. Die 'Vorgänge spielen sich bei gewöhnlicher
Temperatur ah, eine künstliche Temperaturerhöhung ist nicht notwendig.
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In gleicher Weise wie das Ainmoniakahwasser können natürlich auch
andere plienolhaltige Abwässer durch das beschriebene Verfahren von Phenolen befreit
werden.