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Verfahren zum Reinigen phenolhaltiger Wässer Es ist bekannt, phenolhaltige
Wässer dadurch zu reinigen, daß man sie mit flüssigen, wasserunlöslichen Lösungsmitteln
behandelt, die das Phenol- aufnehmen. Es ist ferner bekannt, die Entfernung des
Phenols aus den Wässern dadurch zu bewerkstelligen, @daß die Wässer durch ein adsorbierendes
Mittel, insbesondere aktive Kohle; geleitet werden, .das die Phenole ebenfalls zurückhält.
Schließlich ist auch schon eine gewisseVereinigung dieser beiden Verfahren beschrieben
worden, bei der Ammoniakrohwasser zuerst mit einem adsorbierenden Stoffe behandelt,
dieser in beliebiger Weise abgetrennt und erst dann die so vorgereinigte Flüssigkeit
mit Benzol oder einem anderen Lösungsmittel, zweckmäßig bei erhöhter Temperatur,
extrahiert wird. Nachstehend soll zunächst etwas näher auf die Eigenart der Entphenolung
mittels flüssiger, wasserunlöslicher Lösungsmittel einerseits und -der Entphenolung
mittels fester adsorbierender Stoffe, insbesondere der aktiven Kohle, andererseits
eingegangen werden.
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Die Entphenolung mit flüssigen, im wesentlichen wasserunlöslichen
Phenollösungsmitteln vollzieht sich in der Weise, daß eine möglichst große Berührungsoberfläche
zwischen phenalhaltigem Wasser und Phenollösungsrnitteln hergestellt wird. Dabei
stellt sich in den aneinandergrenzenden Flüssigkeitsschichten ein bestimmtes Verhältnis
der Phenolgehalte beider Flüssigkeiten ein, das bei einem guten Lösungsmittel erheblich
zugunsten desselben liegt; dieses Verhältnis ist für Benzol und Wasser beispielsweise
3 : i, für verschiedene Teeröle etwa 6 : i, für Trikresylphospbat, ein spezifisches
Phenollösungsmittel, ist das Verhältnis etwa 5o : i. Zur Erzeugung einer möglichst
großen Berührungsoberfläche zwischen Wasser und Phenollösungsmittel wird meistens
die- Gegenstromwäsche angewendet. Das phenolhaltige Wasser kommt hierbei mit immer
neuem, noch schwächer mit Phenol beladenem Lösungsmittel in Berührung, und die Abnahme
des Phenofgehaltes des Wassers ist offenbar immer proportional zu dem Phenolgehalt
selbst. Dies bedeutet, mathematisch ausgedrückt, daß in Abhängigkeit von der Länge
des Waschweges die Phenolkonzentration des Wassers nach einer e-Funktion abnimmt;
wenn also a die Phenolkorizentration im Wasser nach dem Waschweg L, ao die anfängliche
Phenolkonzentration und b eine Konstante darstellt, so ist a-a,.g-bG, Das bedeutet
beispielsweise, daß bei einer Verlängerung des Waschweges von einer bestimmten Länge
L auf die doppelte Länge :2 L im zweiten Teil des Waschweges nur noch halb soviel
Phenole ausgewaschen werden wie im ersten Teil; würde man den Waschweg gleich 3
L machen, so würde in diesem dritten
Teil nur noch ein Viertel der
im ersten Teil gewonnenen Phenole ausgewaschen werden. Um diese Verhältnisse durch
Zahlen zu beleuchten, wie sie in der Praxis vorkommen, sei an eine Entphenolungsanlage
gedacht, die, eine solche Anordnung ist sehr beliebt, aus drei gleich großen hintereinandergeschalteten
Wäschern zur Gegenstrombehandlung von phenolhaltigem Wasser und Phenollösungsmittel
besteht. Für diesen Fall besagt die obige Formel beispielsweise folgendes: Wenn
man insgesamt go°/o der im Wasser enthaltenen Phenole auswaschen will, so muß man
den ersten Wascher bereits so diimensionieren, daß er wenigstens 51,41/" das ist
also schon mehr als die Hälfte des gesamten gewonnenen Phenols, aus dem Wasser herausholt;
der zweite Wascher extrahiert dann nur noch 25,7°1a der anfangs im Wasser enthaltenen
Phenole, der dritte Wascher nur noch 1a,9 °l,. Die Extraktion aller drei Wäscher
beträgt also: 51,4e0 -1- 25,7/. + 12,9010 = 9o114 Für die Auswaschung mit flüssigen
Phenollösungsmitteln gilt also, daß die Wirksamkeit der Entphenolung mit fortschreitender
Auswaschung ständig abnimmt.
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Bei der Reinigung durch aktive Kohle ist der Grad, bis zu dem die
Phenole aus dem Wasser entfernt werden, praktisch unabhängig davon, ob das Wasser
viel oder wenig Phenole enthält. Die aktive Kohle nimmt jedoch nur so lange Phenole
auf, bis die von ihr insgesamt adsorbierte Phenolmenge einen bestimmten Betrag erreicht
hat. Ist .die aktive Kohle, wie man sich auszudrücken pflegt, gesättigt, so nimmt
das Aufnahmevermögen rasch ab. Die aktive Kohle muß daher erneuert werden. Praktisch
bedeutet diese Wirkungs-,v eise der Adsorption durch aktive Kohle, daß beispielsweise
eine bestimmte Menge derselben genau so gut gesättigt ist und genau soviel Phenole
aufgenommen hat, wenn einerseits Zoo m3 Wasser mit einem Phenolgehalt von o,1 g
Phenoll'm3 :durch sie geflossen sind, als wenn im3Wasser-miteinem Phenolgehalt von
1o gjm3 durch die aktive Kohle geleitet wäre. Bei einem Wasser mit hohem Phenolgehalt
würde also eine oftmalige Erneuerung der aktiven Kohle erforderlich sein, oder die
vorgesehene Menge aktiver Kohle und entsprechend der . Reinigungsbehälter müßte
sehr groß bemessen werden, während bei der Entphenolung eines phenolarmen Wassers
entweder sehr kleine Apparaturen oder eine sehr seltene Erneuerung der Kohle erforderlich
sind.
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Die Entphenolung mittels aktiver Kohle gestaltet sich also offensichtlich
da sehr einfach, wo geringe Phenolmengen im Wasser enthalten sind, während die Entphenolung
finit flüssigen. Löstuigsinitteln bei gleicher Größe der Wäscher um so wirksamer
ist, j e höher der Phenolgehalt der Wässer ist.
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Jedes der beiden Verfahren ist nun mit ge-%vissen weiteren, ihm eigentümlichen
Mängeln behaftet. Bei der Entphenolung mittels flüssiger Lösungsmittel werden geringe
Mengen des Lösungsmittels im Wasser gelöst oder gehen durch Emulsion mit dem Wasser
verloren. Die A-Kohle andererseits ist selbst geringfügigen Verschmutzungen der
phenolhaltigen Wässer gegenüber außerordentlich empfindlich. Die in Frage kommenden
phenolhaltigen Wässer (Ammoniakwässer, Schwelwässer, Waschwässer für Generatorgas)
sind aber sämtlich mit Kohle und Teerteilchen beladen, die innerhalb kurzer Zeit
die aktive Kohle unbrauchbar machen. Bei der Entphenolung mit aktiver Kohle muß
daher eine sehr gründliche Vorreinigung stattfinden, und dies ist der Hauptgrund,
weswegen sich die alleinige Entphenolung durch aktive Kohle nicht hat durchsetzen
können.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Reinigen phenolhaltiger
Wässer, das sich sowohl flüssiger, wasserunlöslicher Lösungsmittel als auch fester
Adsorptionsmittel, vorzugsweise aktiver Kohle, bedient und die Eigentümlichkeiten
beider Reinigungsmittel dadurch vorteilhaft ausnutzt, daß jedes Reinigungsmittel
in dem Teil des Reinigungsvorganges benutzt wird, in dem es sich besonders günstig
auswirkt. Gemäß der Erfindung werden die Wässer zunächst mit dem flüssigen Phenollösungsmittel,
also beispielsweise Benzol, behandelt und durch dieses die größeren Mengen des Phenols
aufgenommen. Erst darauf wird das schon weitgehend entphenolte Wasser mit einem
festen Adsorptionsmittel, vorzugsweise aktiver Kohle, in Berührung gebracht.
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Nach dem Obenstehenden ergibt sich, daß bei diesem Verfahren das flüssige
Lösungsmittel da zur Anwendung gelangt, wo es eine kräftige Verminderung des Phenolgehaltes
bewirkt," andererseits das feste Adsorptionsmittel erst zur Einwirkung gebracht
wird, wenn nur noch geringe Phenolmengen aufzunehmen sind, so daß also nur eine
verhältnismäßig kleine Menge des Adsorptionsmittels oder nur eine Erneuerung in
langen Zeitabständen erforderlich ist. Der Nachteil des flüssigen Lösungsmittels,
durch Lösung und _ Emulsion Verluste zu erleiden, wird durch das nachgeschaltete
feste Adsorptionsmittel zweitgehend aufgehoben, da Stoffe, wie Benzol, durch aktive
Kohle restlos zurückgehalten werden. Eine Gefährdung der aktiven Kohle durch die
im Wasser enthaltenen Schmutzteilchen ist nicht zu befürchten, denn diese werden
bereits
durch das flüssige Lösungsmittel zurückgehalten. Wenngleich Verunreinigungen der
Wässer, insbesondere auch ein hoher Sehwefelwasserstoffgehalt die Entphenolung durch
flüssige Lösungsmittel ebenfalls stören, indem bei der nachfolgenden Aufnahme der
beispielsweise im Benzol gelösten Phenole durch Natronlauge ein Teil der Lauge,
an Stelle für die Aufnahme der Phenole, für die Aufnahme des Schwefelwasserstoffes
verbraucht wird, so stören in gewisser Menge diese Verunreinigungen die Weiterverarbeitung
der Wässer nicht. Benzol löst jedenfalls diese Stoffe zum größten Teil und reinigt
dadurch das Wasser während der Entplienolung ; die in einer Dunkelfärbunä und einer
Erhöhung des spezifischen Gewichtes des Benzols sich äußernde Teeraufnahme läßt
sich durch Regenerierung nach ziemlich langer Betriebsdauer beseitigen, ohne dar
empfindliche Störurigen des Betriebes dabei zu befürchten sind. Durch die Vorbehandlung
mit flüssigen Lösungsmitteln ist nun aber das Wasser so gereinigt, dar ohne Schaden
die aktive Kohle zur Behandlung desselben verwendet werden kann, während bekanntlich
ein Gehalt an Schwefelwasserstoff mit Rücksicht auf dessen Kontaktgiftwirkung für
die aktive Kohle sehr nachteilig wäre. Die beiden Verfahren ergänzen sich also bei
der erfindungsgemäßen Vereinigung in sinnreicher Weise sowohl bezüglich der Frage
der Verschmutzung der Wässer als auch in der Frage der Vermeidung von Lösungsmittelverlusten.
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Schließlich kann mit einer bedeutendkleiner gestalteten Apparatur
ein bestimmter Grad der Phenolentziehung bei den Wässern erreicht werden, als wenn
man flüssige Lösungsmittel allein anwenden würde, was mit dem oben geschilderten
Vorgang .der Aufnahme der Phenole durch .die Reinigungsmittel zusammenhängt. Das
Verfahren nach der Erfindung läßt sich mit gleichem Erfolge auf phenolhaltige Wässer
verschiedenster Herkunft anwenden, beispielsweise auf die bei der Trockendestillation
von Brennstoffen anfallenden Gaswässer und Kondensate, wie auch auf die Kühlwässer
von Generatorgasen, die bei der Vergasung von Stein- oder Braunkohle entstehen.