-
Verfahren zur Reinigung von Wässern, insbesondere Abwässern, unter
Abscheidung von in ihnen enthaltenen Bestandteilen In dem Hauptpatent ist ein Verfahren
zur Reinigung und Verwertung wäßriger Flüssigkeiten, insbesondere von Abwässern,
beschrieben, wonach man die Flüssigkeiten zunächst mit festen Adsorptionsmitteln,
wie z. B. Aktivkohle, behandelt, sodann diesen die hierbei aus den Wässern aufgenommenen
Verunreinigungen, insbesondere Phenole, durch Behandeln mit Lösungsmitteln oder
Lösungsgemischen wieder entzieht und schließlich die auf denAdsorptionsmitteln verbliebenen
Reste der Lösungsmittel auf geeignete Weise, wie z. B. durch Spülen mit Wasserdampf,
wieder austreibt. Als Lösungsmittel werden dabei vorteilhaft solche verwendet, welche
in Wasser nicht oder nur schwer löslich sind, wie z. B. Benzol, Schwefelkohlenstöff
o. dgl. oder Mischungen solcher Stoffe.
-
Vorteilhaft wird nach dem Verfahren des Hauptpatents so gearbeitet,
daß man die zu reinigenden Abwässer durch die Adsorptionsmasse in der Richtung von
unten nach oben hindurchleitet, während man die Behandlung mit den Lösungsmitteln
und die nachfolgende Entfernung dieser Lösungsmittel in der entgegengesetzten Richtung,
von oben nach unten, vornimmt; gegebenenfalls können mehrere Adsorptionsbehälter
hintereinandergeschaltet werden. Es hat sich gezeigt, daß man die Reinigung von
wäßrigen Flüssigkeiten, insbesondere von Abwässern oder auch von Ammoniakrohwässern
u. dgl., gemäß dem Hauptpatent in der Weise vornehmen kann, daß man die Adsorption
der zu entfernenden Stoffe bei erhöhter Temperatur durchführt. Weiterhin hat es
sich als zweckmäßig erwiesen, die nachfolgende Extraktion der Adsorptionsmittel
ebenfalls bei erhöhter Temperatur. vorzunehmen. Je nach der Art der Arbeitsbedingungen
der zu entfernenden Stoffe, der anzuwendenden Extraktionsmittel sowie der sonstigen
Betriebsverhältnisse sind die bei der Adsorption anzuwendenden Temperaturen verschieden.
Sie liegen z. B. bei Verarbeitung von Ammoniakrohwasser etwa bei q.o bis 6o° C.
Bei Durchführung der Adsorption in der Wärme kann anschließend auch die Extraktion
mit Lösungsmitteln mit Leichtigkeit bei erhöhter Temperatur vorgenommen werden,
da der gesamte Filterinhalt schon auf höhere Temperatur vorgewärmt ist. Die Extraktion
bei höherer Temperatur hat den Vorteil, daß man in dem Extraktionsmittel eine höhere
Anreicherung der aus dem Adsorptionsmittel herauszulösenden Stoffe erreicht. Die
Extraktion kann in gegebenen Fällen natürlich auch bei niedrigenTemperaturenvorgenommen
werden,
nachdem die Adsorption bei erhöhter Temperatur durchgeführt worden war. Es hat sich
Faber gezeigt, daß es sich vielfach sogar empfiehlt, bei der Extraktion noch höhere
Temperaturen anzuwenden als bei der Adsorption. Bei Anwendung von Benzol als Extraktionsmittel
hat sich z. B. das Temperaturintervall von etwa 5o bis 8o° als vorteilhaft erwiesen.
-
Die Vorteile des Verfahrens liegen darin, daß durch die Durchführung
des Adsorptionsvorganges bei erhöhter Temperatur ein ganz wesentlich rascheres Arbeiten
ermöglicht wird. Infolgedessen ist es möglich, die zu reinigenden Wässer mit bedeutend
größerer Geschwindigkeit. ohne Erhöhung der Durchbruchsgefahr rch die Adsorptionsmittel
hindurchzuführh und trotz der an sich durch die Temperaturerhöhung bewirkten Verringerung
der Beladungsfähigkeit praktisch eine größere Beladungshöhe zu erzielen, während
die Tiefe der zum Schutz gegen Durchbrüche vorzulegenden Sicherheitsschicht des
Adsorptionsmittels bei ,gleichen Geschwindigkeiten bei Anwendung erhöhter Temperaturen
geringer sein kamt äls, bei gewöhnlicher Temperatur, da die zu.adsorbierenden Stoffe
von den der Eintrittsstelle der Flüssigkeit zunächstliegenden Schichten rascher
bzw. vollständiger zurückgehalten werden..
-
Ein weiterer Vorteil der Anwendung erhöhter Temperaturen bei dem Adsorptionsvorgang
liegt darin, daß die auf diese ZÄjeise dem Absorber zugeführte Wärme, wenn die anschließende
Extraktion ebenfalls bei erhöhter Temperatur durchgeführt werden soll, gleichzeitig
für den Extraktionsvorgang nutzbar gemacht werden kann. Es ist ferner bei dieser
Arbeitsweise nicht nötig, etwa dem Adsorber zuzuführende, in warmem Zustand anfallende
Abwässer vor der Einführung in den Adsorber zunächst einer Vorkühlung zu unterziehen,
sondern man kann sie ohne weiteres für den Adsorptionsvorgang verwenden. In anderen
Fällen, wo kalt anfallende Wässer zu reinigen sind, wird es sich dagegen u. U. empfehlen,
derart zu arbeiten, daß man einen größeren Teil oder die Hauptmenge dieser Wässer
mit ihrer Eigentemperatur durch den Adsorber hindurchgehen läßt und erst die letzten
durch den Adsorber hindurchgeschickten Mengen in geeigneter Weise anwärmt. Hierdurch
wird der Vorteil erzielt, daß in der ersten Periode des Vorganges, solange das Adsorptionsmittel
noch wenig beladen und stark aufnahmefähig ist, wo also die Geschwindigkeit der
Adsorption noch keine so große Rolle spielt wie bei einem stärker beladenen Adsorptionsmittel,
der Aufwand an Heizmaterial für die Erwärmung der zunächst hindurchgeschickten großen
Mengen des zu reinigenden Abwassers erspart werden kann, während z. B. durch allmähliche
Steigerung der Temperatur,gegen Ende der Beladungsperiode ermöglicht wird, mit einem
verhältnismäßig geringen Brennstoffaufwand gerade in der maßgebenden Phase des Prozesses
die Vorteile des Verfahrens zur Geltung zu bringen, wobei dann gleichzeitig auch
erreicht wird, daß der Adsorber für die anschließende Durchführung der Extraktion
bei erhöhter Temperatur bereits vorgewärmt ist. Die Durchführung der Extraktion
bei erhöhter Temperatur bietet noch den besonderen, nicht vorauszusehenden Vorteil,
daß sich bei der Durchführung der heiß zugeführten Extraktionsflüssigkeit durch
die Adsorber in der Richtung von oben nach unten innerhalb der Schichten des Adsorptionsmittels
ein Temperaturgefälle ausbildet, wobei sich die heißeren und infolgedessen spezifisch
leichteren Teile des Lösungsmittels im Oberteil des Adsorbers befinden, während
die unteren Teile kühler und spezifisch schwerer bleiben, wodurch einer Durchmischung
der einzelnen Lösungsmittelschichten während der Extraktion entgegengewirkt wird,
was geeignet ist, die Wirtschaftlichkeit des Extraktionsvorganges erheblich zu verbessern.
-
Das Verfahren der Erfindung eignet sich für die Behandlung von Wässern
der verschiedensten Arten und Herkunft. Das Verfahren ist mit Vorteil für die Behandlung
von z. B. Phenol- oder pyridinhaltigen Abwässern jeder Art, wie Kokereiabwässern
und insbesondere von phenolhaltigen Ammoniakrohwässern von Kokereien o. dgl. oder
auch von phenolhaltigen Abwässern synthetischer Verfahren zu benutzen. Ferner kann
es verwendet werden für die Behandlung der bei der Holzverkohlung anfallenden Abwässer,
die neben anderen Stoffen auch höher siedende Acetönöle u. dgl. enthalten. Auch
in der Technik oft anfallende Farbstofflösungen, wie z. B. Pikrinsäurelösungen,
können mit Vorteil nach diesem Verfahren behandelt werden. Weiterhin ist das Verfahren
auch anwendbar auf die Behandlung der phenolhaltigen Abwässer in der Industrie der
Acetonherstellung aus essigsaurem Kalk. Auch ist es möglich, Kondensatwässer, die
Phenole und Kresole enthalten, in der gleichen Weise zu behandeln und so die Phenole
bzw. Kresole zu gewinnen.
-
In den folgenden Beispielen sind Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung beschrieben. Beispiel r Kokereiabwasser, das durch eine entsprechende
Vorreinigung von den schwebenden teerigen Bestandteilen befreit worden war und
danach
noch 1,6 g Phenole/1 enthielt, wurde über eine i m hohe Schicht von Aktivkohle mit
einer Strömungsgeschwindigkeit von 5 mm/Sek. filtriert. Der Querschnitt der Kohleschicht
betrug ungefähr 36 qcm. Die Temperatur des zu reinigenden Wassers bzw. die Temperatur
während der Adsorption betrug einmal i8°, das andere Mal 55°. Im ersteren Falle
enthielt das die Aktivkohleschicht verlassende Wasser bereits nach 7,5 1 ioo mg
Phenole/l, während dagegen bei einer Temperatur von 55° erst nach 25 1 ioo mg Phenole
nachweisbar waren. Bis zum Durchbruch von ioo mg Phenol/1 hatte also die Kohle bei
i8° ungefähr 12 g Phenole, bei 55° dagegen ungefähr 40 g Phenole aufgenomtnen. Beispie12
Durch eine i m hohe Aktivkohleschicht wurde Kokereiabwasser, das 1,6 g Phenole im
Liter enthielt, bis zum Durchbruch von ioo mg Phenolen im Liter filtriert, wobei
die Kohle ungefähr 30 g Phenole aufnahm. Die Adsorptionstemperatur betrug
40° C, der Querschnitt der Kohle ungefähr 36 qcm. Die beladene Kohle wurde einmal
unter sonst gleichen Bedingungen und mit gleichen Benzolmengen von oben nach unten
bei 2o° C und nach Wiederholung der Beladung bei 6o° C extrahiert. Im ersten Falle
waren in dem zur Extraktion benutzten Benzol 8 g Phenole enthalten, während bei
der Heißextraktion das zur Extraktion verwandte Benzol praktisch die gesamten, von
der Kohle aufgenommenen Phenole, nämlich 29 g, enthielt, so daß bei Verwendung von
kaltem Benzol nur 27 °/o, dagegen bei der Verwendung von heißem Benzol 97 °/a der
von der Kohle adsorbierten Phenole herausgelöst wurden.