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Verfahren zur Reinigung von Wässern, insbesondere Abwässern, unter
Abscheidung von in diesen enthaltenen Bestandteilen Gegenstand des Hauptpatents
534 204 ist ein Verfahren zur Reinigung und Verwertung wäßriger Flüssigkeiten, insbesondere
von Abwä;ssem, das darin. besteht, daß man die Flüssigkeiten, vorteilhaft nach erfolgter
Vorreinigung, z. B. nach Entfernung der darin enthaltenen Schwebestoffe, mit festen
Adsorptionsmitteln behandelt, die adsorbierten Bestandteile aus den Adsorptionsmitteln
durch Behandeln derselben mit Lösungsmitteln oder Lösungsmittelgemischen, gegebenenfalls
bei erhöhter Temperatur, wieder entfernt und die auf den Adsorptionsmitteln verbliebenen
Reste der Lösungsmittel auf geeignete Weise, z. B. durch Spülen mit Wasserdampf,
wieder austreibt. Mit besonderem Vorteil können Lösungsmittel, die in Wasser nicht
oder schwer löslich sind, verwendet werden oder Lösungsmittelgemische, die solche
Flüssigkeiten enthalten.
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Fernerhin kann man die Beladung der Adsorptionsmittel durch Führung
des Abwassers von unten nach oben vornehmen, während die Regeneration der Adsorptionsmittel
durch Führung der.Lösungsmittel von oben nach unten stattfindet. Unter besonderen
LTmständen kann es bei der Ausführung des Verfahrens zweckmäßig sein, die Adsorptionsmittel
in erheblicher Schütthöhe, z. B. in einer Höhe von r m und darüber, anzuwenden,
wobei gegebenenfalls mit mehreren hintereinandergeschalteten Adsorptionsmittelbehältern
gearbeitet werden kann.
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Der Vorteil dieses Verfahrens gegenüber den bisher bekannten Verfahren,
die in der Weise arbeiten, daß die Abwässer durch Extraktion mit Lösungsmitteln
von den im Wasser enthaltenen Phenolen befreit werden, liegt ilt der bedeutend weitergehenden
Entfernung der im behandelten Wasser gelösten Stoffe sowie in der viel geringeren
Menge der im Umlauf be$ndlichen Lösungsmittel sowie schließlich in der Ersparung
des Energieaufwandes für die Wiedergewinnung der in das Wasser übergegangenen Lösungsmittel,
was z. B. durch Destillation erfolgen kann, sowie in der Umgehung der bei der Wiedergewinnung
unvermeidlichen Lösungsmittelv erluste.
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Es hat sich als ratsam erwiesen, bei Anwendung dieses Verfahrens zur
Verarbeitung von Wässern: die durch gewisse suspendierte oder gelöste feste oder
flüssige Fremdstoffe, wie z. B. Teer, verunreinigt sind, wie z. B.
dem
sogenannten rohen Gaswasser, dem Wasser vor der Behandlung mit den Adsorptionsinitteln
die darin suspendierten, die Adsorptionsmittel schädigenden Stoffe durch eine geeignete
Vorbehandlung, z. B. durch Filtration, mehr oder weniger vollständig zu entziehen,
wodurch nicht nur die Adsorptionsleistung der Adsorptionsmittel für Phenole erhöht,
sondern auch die Dauer ihrer Brauchbarkeit bis zu dem Zeitpunkt, wo eine durchgreifende
Regeneration vorgenommen werden muß, erheblich verlängert wird.
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Nach derErfindung erfolgt nun dieBehandlung der z. B. von ihrem Phenolgehalt
zu befreienden Wässer mit besonderem Vorteil derart, daß die Wässer zunächst einer
Extraktion mit Lösungsmitteln für die in den Wässern enthaltenen Verunreinigungen
oder einen Teil derselben unterzogen und sodann auf Adsorptionsmittel, wie z. B.
Aktivkohle, zur Einwirkung gebracht werden; die weiteren Verfahrensmaßnahmen sind
dieselben wie die des Hauptpatentes. Durch die direkte Vorbehandlung mit Extraktionsmitteln
werden den Wässern in erster Linie die auf die Adsorptionsmittel schädigend wirkenden
Bestandteile, wie z. B. Teer, in suspendierter wie auch in gelöster Form entzogen,
außerdem aber auch noch sonstige in den Wässern enthaltene Bestandteile, wie Plienole
u. dgl., und zwar in Mengen, die von der Art und dem Mengenverhältnis der angewandten
Lösungsmittel abhängen. Es hat sich jedoch herausgestellt, wie auch aus den beigefügten
Beispielen ersichtlich, daß die Menge der bei der Vorbehandlung mit Lösungsmitteln
mitaufgenommenen Phenole durchaus nicht einen derartigen Betrag erreicht, daß etwa
die nachfolgende Behandlung finit festen Adsorptionsmitteln überflüssig wäre.
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Die direkte Behandlung der zu reinigenden Wässer mit denLösungsmitteln
oderLösungsmittelgemischen kann in an sich bekannter Weise, z. B. in Waschtürmen
nach dem Gegenstromprinzip, durch Ausschütteln vermittels Schleuderwäscher oder
in beliebiger sonstiger Weise bei gewöhnlicher, erhöhter oder erniedrigter Temperatur
sowie bei gewöhnlichem oder erhöhtem Druck erfolgen. Im allgemeinen wird es sich
empfehlen, dem zu reinigenden Wasser die darin in suspendierter Form enthaltenen
festen oder flüssigen Bestandteile, wie z. B. Teertröpfchen, vor dieser Behandlung
überdies durch eine geeignete mechanische Vorbehandlung, z. B. durch Filtration,
zu entziehen, wodurch die Menge der für die Extraktion benötigten Lösungsmittel
verringert werden kann.
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Ebenso wie die Extraktion mit Lösungsmitteln können die daran anschließendenMaßnahmen:
Behandlung der Wässer mit Adsorptionsmitteln, wie z. B. Aktivkohle, Kieselsäuregel
u. dgl., Behandlung der beladenen Adsorptionsinittel mit Lösungsmitteln für die
adsorbierten Stoffe, bei gewöhnlicher, erhöhter oder auch verminderterTemperatur
sowie gegebenenfalls auch unter Anwendung erhöhten Drucks erfolgen.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung verwendet man mit besonderem
Vorteil von den bei der nachfolgenden Behandlung der Adsorptionsmittel mit in Wasser
nicht oder mindestens schwer löslichen Lösungsmitteln, wie z. B. Benzol, oder Gemischen
solcher Stoffe erhaltenen Lösungen, die z. B. Phenole enthalten, vor ihrer Weiterverarbeitung
auf Phenole o. dgl. durch Abtrennung des Lösungsmittels die ganze oder eine Teilmenge
zur Extraktion der Wässer, bevor sie auf die Adsorptionsmittel zur Einwirkung gebracht
werden. Bei der letztangeführten Ausfiihrungsform des neuen Verfahrens ist demnach
die im Umlauf befindliche Lösungsmittelmenge genau die gleiche, wie sie auch ohne
die vorherige Extraktion benötigt wird. Gegebenenfalls kann man den Lösungen der
adsorbierten Stoffe in den genanntenLösungsmitteln vor ihrer Verwendung zu v orgängiger
Extraktion des Wassers noch weitere Lösungsmittel oder Gemische von solchen, gegebenenfalls
auch in ihnen noch nicht vorhandenen Lösungsmitteln oder Lösungsmittelgemischen
zusetzen, z. B. um ihre Aufnahmefähigkeit für die den Wässern bei der direkten Extraktion
zu entziehenden Bestandteile oder einzelne derselben zu erhöhen. Hierdurch hat man
es in der Hand, die Menge der bei der direkten Extraktion in Lösung gehenden Stoffe
im Verhältnis zur Menge der dem Wasser durch die Adsorptionsmittel entzogenen Stoffe
weitgehend zu regeln.
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Vor dem Verfahren des Hauptpatentes bietet das gemäß der Erfindung
vorgeschlagene Verfahren den Vorteil einer weitgehenden Schonung und Erhöhung der
Leistungsfähigkeit der verwendeten Adsorptionsmittel, und zwar dies in weit höherem
Maße wie die bereits vorgeschlagene Kombination dieses Adsorptionsverfahrens mit
einer mechanischen Vorreinigung, weil bei dieser nur die in dem Wasser suspendierten
Bestandteile, wie z. B. Teertröpfchen, entfernt werden, nach dem neuen Verfahren
dagegen auch die in Wasser gelösten Anteile solcher die Adsorptionsmittel schädigenden
Stoffe. Wenn man nach dem Verfahren gemäß dem Hauptpatent 534 Zoo, bei dem keine
Vorreinigung im Sime der vorliegenden Erfindung vor-U Cr noinmen wurde, arbeitete,
so war eine Auswechslung der Kohle bereits nach 132 Beladungen notwendig.
Beim Arbeiten gemäß der vorliegenden Erfindung brauchte jedoch
eire
Auswechslung der Kohle erst nach etwa 36o Beladungen vorgenommen zu werden.
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Aus dem Vorangehenden erhellt, daß das Wesentliche der Verfahrenskombination
gemäß Erfindung in der Vorschaltung einer Lösemittelextraktion vor das Verfahren
des Hauptpatentes 534 204 liegt, welches in seinen Hauptzügen darin besteht, daß
man wäßrige Flüssigkeiten mit festen Adsorptionsmitteln behandelt, die adsorbierten
Bestandteile aus den Adsorptionsmitteln mit Lösungsmitteln wieder entfernt und die
auf den Adsorptionsmitteln verbliebenen Reste der Lösemittel mit Wasserdampf oder
auf andere Weise wieder austreibt. Die Erfindung unterscheidet sich hierdurch von
einem früher bereits geschützten Verfahren, gemäß welchem phenolhaltige Wässer zunächst
mit flüssigen Phenollösungsmitteln behandelt und sodann mit einem festenAdsorptionsmittel,
vorzugsweise aktiver Kohle, in Berührung gebracht werden sollen und dem die Verfahrensstufen
des Hauptpatentes 534 204 fehlen. Ein weiterer Unterschied zu diesem älteren Verfahren
liegt darin, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Behandlung mit Lösemitteln
lediglich in solchem Maße durchgeführt wird, daß höchstens die Hälfte des in dem
Wasser enthaltenen Phenols mit herausgelöst wird.
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Da nach dem neuen Verfahren die bei der direkten Behandlung dies Wassers
in dasselbe übergehenden Anteile der Lösungsmittel bei der nachfolgenden Behandlung
des Wassers mit Adsorptionsmitteln in diesen praktisch restlos zurückgehalten werden,
so bietet das beschriebene Verfahren gegenüber dem bekannten reinen Extraktionsverfahren
ganz besondere Vorteile auch bei der Behandlung von Ammoniak nicht enthaltenden
Wässern, wie z. B. Schwefelwässern, da die Wiedergewinnung der Lösungsmittel aus
dem Wasser nur dann in wirtschaftlich tragbarer Weise überhaupt möglich ist, wenn
sie gleichzeitig mit der ohniedies notwendigen Entfernung des Ammoniaks durch Destillation
erfolgen kann. Es kann daher nach dem neuen Verfahren die Behandlung von ammoniakhaltigen
Wässern mit Vorteil auch noch nach der Abtreibung des Ammoniaks erfolgen.
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Die Gewinnung der von den Lösungsmitteln bei der direkten Extraktion
aus dem Wasser aufgenommenen Stoffe, z. B. Phenole, aus den erhaltenen Lösungen
sowie die Trennung derselben von den gleichzeitig aufgenommenen unerwünschten Bestandteilen,
wie Teer u. dgl., kann in bekannter Weise geschehen, ebenso dme Gewinnung der anschließend
von den Adsorptio-nsmitteln aufgenommenen Stoffe aus den durch Behandlung der Adsorptionsmittel
mit Lösungsmitteln erhaltenen Lösungen, sofern diese nicht in der beschriebenen
Weise zunächst zur direkten E\traktion der Wässer Verwendung finden.
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Beispiel i i oo 1 Kokereiabwasser mit 40o mg Teer und 140o mg Phenol
im Liter werden im Gegenstrom in einer Waschkolonne mit 21 reinem Benzol behandelt.
Nach beendigter Vorreinigung waren im Abwasser noch 46 mg Teer und 125o mg Phenole
im Liter festzustellen. Das auf diese Weise vorgereinigte Kokereiabwasser wurde
nunmehr mit Aktivkohle zwecks Abscheidung der in dem Wasser enthaltenen Phenole
us-,v. behandelt. Die beladene Aktivkohle wurde sodann der Einwirkung von Lösungsmitteln
ausgesetzt, wobei die aufgenommenen Phenole u. dgl. von dem Adsorptionsmittel entfernt
wurden. Die auf der Aktivkohle verbliebenen Lösungsmittelreste wurden sodann mittels
Wasserdampf von der Kohle entfernt. Beispiel e i oo 1 I,#-okereiabwass'er 'mit 400
mg Teer und 1400 mg Phenol wurden im Gegenstrom in einer Waschkolonne finit 3 1
Tetrachlorkohlenstoff behandelt. Nach beendigter Vorreinigung waren im Abwasser
noch 6o mg Teer und 1315 mg Phenole im Liter festzustellen. Das auf diese Weise
vorgereinigte Koker eiabwasser wurde nunmehr mit Aktivkohle zwecks Abscheidung der
in dem Wasser enthaltenen Phenole usw. behandelt. Die beladene Aktivkohle wurde
sodann der Einwirkung von Lösungsmitteln ausgesetzt, wobei die aufgenommenen Phenole
u. dgl. von dem Adsorptionsmittel entfernt wurden. Die auf der Aktivkohle verbliebenen
Lösungsmittelreste wurden sodann mittels Wasserdampf von der Kohle entfernt. Beispiel
3 5o 1 Kokereiahwasser, die im Liter 450 mg suspendierten Teer und 230o mg Phenol
enthielten, wurden in einer Waschkolonne im Gegenstrom mit 5 1 einer bei einer vorhergehenden
Operation bei der Extraktion von mit Rohphenolöl beladener Aktivkohle erhaltenen
Lösung von Rohphenolöl inBenzol gewaschen. Nach dieser Vorreinigung enthielt das
Abwasser noch 5o mg suspendierten Teer und 160o mg Phenole im Liter. Sowohl das
ursprüngliche Abwasser als auch das, wie oben beschrieben, vorgereinigte Abwasser
wurden bei gleichen Versuchsbedingungen über eine gleiche Menge Aktivkohle filtriert.
Bei dem nicht vorgereinigten Abwasser trat nach Durchgang von Zoo 1 im Filtrat ein
Durchbruch von Phenol in der Stärke von etwa ioo mgh auf, wohingegen von dem,
vorgereinigten
Abwasser 28o 1 über die Kohle filtriert werden konnten, bevor ein Plienoldurchbruch
in der oben angegebenen Stärke nachweisbar war.