JPH02500419A - 廃水から炭化水素を分離除去する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 廃水から炭化水素を分離除去する方法 不発明は、吸着性フィルター層を用いて、廃水から炭化水素殊に芳香族炭化水素 を分離除去する方法に関する。

種々の工業的方法で、特に、石炭のコークス化の際にも、炭化水素で汚染されて いる廃水が生じる。特に、廃水中に含有される多環式炭化水素（ＰＡＨ）は、で きるだけ充分に分離除去すべきである。殊に、生物学的廃水工程は、高濃度の炭 化水素により付加的に煩られされる。

廃水浄化の他の方法例えば逆浸透又は吸着的後処理は、予備浄化工程を必要とす る。

その濃度又は化学的組成と関連して、廃水中に含有される炭化水素の１部分はｆ ｇ解しており、１部分は廃水中に含有されている粒子に結合している。

従って、水に不溶の炭化水素も固体に結合している炭化水素も同時に分離除去す る浄・化法が望１れている。

従って、コークス工場廃水からの炭化水素の分離除去のために、真空ドラムフィ ルター中での木粉製の濾過助剤層を通す濾過による少なくとも部分的に有効な分 離除去を達成することが提案されｆｃ（ＦａｃｈｂｅｒｉｃｈＺｅＨｕｅｔｔｅ ｎｐｒａｘｉｓ　Ｍｅｔａｌｌｖｅｒａｒｂｅｉｔｕｎｇ　、　Ｖｏｗ、　２２ 　＊Ｎｒ、１０．１９８４．１０８８−１０９２）。この濾過助剤層は、微細粒 子の侵入により迅速に目づ１りするので、外側の薄い濾過助剤層は絶えずスクレ ーパで除去しなければならなし。特に、真空ドラムフィルターと連結している濾 過助剤としての木粉の使用は、ドラムの回転により限定されるフィルター層の湿 潤化及び乾燥の迅速交代に基づき、懸濁液突発（５ｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓｄｕｒ ｃｈｂｒｕｅｃｈｅｎ　）　ｆもたらすいわゆる乾燥亀裂（Ｔｒｏｃｋｅｎｒｉ ｓｓｅｎ　）　′ｆ：生じさせる。大キイフィルターケーキＷＩ厚は乾燥亀裂を 促進する。

濾過助剤層としての木ｅは、屡々、作業妨害性物質でろシ、従って、この方法の 経済性にかなり悪影響を及ぼす。

フィルターケーキの乾燥のための真空の使用により、着るしく経費もかかる。

木粉と並んで、７Ｉｉ過助剤層として他の市販の濾過助剤例えばシリカゾル、セ ライト又はセルロースを使用した。特に経費的理由又は濾過残分の廃棄の際の付 加的な問題から、このような濾過助剤の使用は困難になる。

吸着的廃水浄化のために、活性炭又は−コークスを使用することができる（　Ｖ ＤＩ　Ｆｏｒｓｃｈｕｎｇａｈｅｆｔ　Ｎｒ。

６０７／１９８１　）。しかしながら、この方法は、吸着剤の浄化のための高度 工業的装ｆｉｔ’に必要とする、それと論うのも０、負荷さｎた活性炭の他の方 法（燃焼又は貯［）での廃棄は、経費の面からできないからである。更に、この 廃水は吸着性浄化の際に゛充分に固体不含であるべきである。従って、廃水中に 屡々含Ｗｌれる固体は散漫的廃水浄化のためには極めて有害である。

これら固体は、吸着剤中に増大し、活性炭の再生の際にも完全には除去すること ができない。吸着剤の能力は、相応して低下する。固体付随物の分離除去は、特 に吸着的浄化工程の前に行なうべきである。

廃水を浄化する本う１つの方法は、逆浸透でちる。

この浄化法では操作者は、溶液中に存在する有害物質を濃縮し、殆んど有害物質 不含の浸透液を得る。しかしながら、この場合、逆浸透膜を閉塞（栓塞）する不 溶かつコロイド状の付随物質は妨害性である。懸濁液の栓塞に関する相対的尺度 は閉塞指数 （Ｖｅｒｂｌｏｃｋｕｎｇｓｉｎｃｉｅｘ　）である。ｃｏ閉塞指ｅｔ−測定す る方法は、ＡＳＴＭＤ４１８９−８２のｌ”　５ｉｌｔＤｅｎｓｉｔｙ　Ｉｎｃ ｌｅｘ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒ　Ｊに記載されている。実験は、６より小嘔い閉塞指 数では、逆浸透装置の操作時に膜の閉塞は予期されない。逆浸透に必要な、閉塞 指数全低下するための懸濁液の予備浄化は、例えば１方向フイルターパトローネ 又は逆洗浄フィルターの使用により実施される。

本発明は、廃水から炭化水素特に芳香族炭化水素を分離するための方法を開発す ることを課題としており、この方法では、固体粒子に、結合した炭化水素が廃水 から分離されるだけではなく、同時に、廃水中に溶けていて、屡々高濃度で含有 されている炭化水素も分離除去することができる。

化水素と不溶の炭化水素を１工程で分離し、この際、廃水金金属製エツジフィル ターキャンドル（５ｐａｌｔｋｅｒｚｅｎｆｉｌｔｅｒ　）上に装入し、吸着性 フィルター層として、炭化水素含有物質（この０．０５〜０．２１の粒度範囲の 粒度分布は最少２５１＊１１の重量分を有し、最低１５００ＣＩＮ”／ｆＩ　の 表面積ｔ−有する）を使用する。この提案てれた方法は、固体分離と炭化水素の 充分な分離除去とを回転ドラムフィルター及び木粉濾過助剤を用いる濾過に比べ た著るしい方法技術的利点を提供するような方法で合一する。

粒子を機械的に堰止める効果と共に、この炭化水素含有物質は、吸着作用を有し 、従って、この粒子に付着する炭化水素と共に水に溶けた炭化水素もフィルター 層中に結合されている。

エツジフィルターキャンドル上に施与されたフィルター層は、全濾過工程の間に 完全に廃水で被われるから、真空ドラムフィルターに公知の乾燥亀裂がフイ”ル タ一層中に生じることはでさない。

炭素含有＠層性濾過物質の粒度分布は、粒度範囲の少なくとも２５１資チの１量 分が０．０５〜０．２１よシなす、使用すべき炭素含有濾過物質の外部表面積は 少なくとも１５００ｃＲ”／、９　であるので、一様に、濾過助剤層の貫通性及 び固体付随物質及び溶解炭化水素に関する高い澄明夏全与えている。外部表面積 は、ＤＩＮ６６１４４による対数正常分布網で示される粒度分布から得られる。

この方法により、粒子に結合した多環式炭化水素に関する平均沈殿率はＦ１９８ チｌで達することができ、５核又は多核芳香族化合物の濾液濃度は、例外な（、 分析限度を下ｌわる。溶解炭化水素に関しては、同様に、炭素含有１過物質Ｏ使 用濃度に応じて、約９８チ１での沈殿率に達することができる。

炭素含有材料としては、有利に冶金学的コークスの製造時に生じるコークス粉（ 請求の範囲第２項）を、適当な後処理の後に使用することができる。

炭化水素全分離するための金属分離フィルターキャンドルを有する濾過装置は、 例えば西ドイツ特許（Ｄ］Ｅ−ＰＳ）第２７０６９３８号及び同第２８２８９７ ６号明社書から公匂である。

０．０５〜０．２０の粒に範囲の粒度分布は、濾過物質のより良好な貫通性が必 畏である場合には、少なくとも４０チの質量分を有すべきである（請求の範囲３ ）。

この九めにも、有利に、冶金学的コークス製造時に生じるコークス粉（請求の範 囲４）が好適でちる。

水の組成に応じて、前記粒度の炭素含有材料からの濾過助剤層をフィルターキャ ンドル上に沈積嘔せ（請求の範囲５）かつ／又は炭素含有材料を廃水に、濾過の 前に加える（請求の範囲６）が有利でちジうる。第２の場合には、特に、濾過の 前に、廃水中に含有される溶解している炭化水素の吸着を可能にするのが特に有 利である。この炭素含有材料は、予め沈積されたフィルター層上及び配量装置上 に８０　：　２０〜３０ニア０の割合で分配することができる。

全量は、廃水量に対して濾−！！物質０．１〜１重量％であるのが有利でちる（ 請求の範囲７）。

濾過の後、即ち、濾過助剤層の吸着作用が使用済みになったら、又は、壊過助剤 層中への粒子導入の増加により、代替不能に高い流動抵抗が生じる際には、濾過 助剤層を圧縮空気の流入によジ乾燥させ、固体形で搬出する。付着残留水を無視 して殆んど完全に炭素より成るこの濾過残分は、僅かな残留水分を有し、燃焼に より、又は、熱分解により除去することができ（請求の範囲８）例えば廃水浄化 の場合には、コークス製造工場でコークス炭を添加することができる。

廃水品質の特に高い要求の際に、提案された濾過法と純粋な眼潰性廃水浄化との 組み合せ（請求の範囲９）又は逆浸透による廃水浄化との組み合わせ（請求の範 囲１０）も可能である。双方の場合に、吸着剤の解除もしくは、固体の逆浸透が 達成されるかもしくは、この方法の使用が１つた（可能になる。

次に添付図面及び実施例につき不発明を詳述する。

添付図面はキャンドル濾過を用いる廃水から炭化水素を分離する方法全実施する 系統図でちる。

廃水管１からの炭化水素で負荷された廃水に、ポンプ２でエツジフィルターキャ ンドル３ａｔ有するフィルター装置３中に導入する。不純物は、濾過物質と共に フィルターキャンドル３ａ上に保留てれる。浄化された水は導管１０から排出さ れる。バイパス導管４を硅て、Ｃの廃水流は、フィルター装ｇＬ３に導入する前 に沈積タンク５（この中にサイロ６から吸着性１過物質が装入される）１ｃ通し て搬送さｎる。この切換え可能性により、吸着性フィルター物質を固有の濾過の 前に、エツジフィルターキャンドル３ａ上に施与することができる（プレコート ）か、又は廃水流に連続的に添加することができる（ボディコート）。エツジフ ィルターキャンドル３ａ上への濾過物質の予備３与は、なお容器５中に存在する 先行濾過工程の残留空間にサイロ６から吸着性濾過助剤を供給する方法で行なう 。

装入濾過助剤の約９０チがフィルター層としてエツジフィルターキャンドルの所 に沈着するｌで循還搬送する。流動抵抗の限界値の達成及び／又は吸着性フィル ター層の消耗の後に、濾過を中断する。このために、圧縮空気クッション（これ は、導管７を介してフィルターキャンドル３ａの濁り側に配置される）を使用す る。これにより、沈積タンク５中のフィルター内容物を空け、圧縮空気はフィル ターＳを貫通し、これは、付着残留水を充分に除去する。

乾燥されたフィルターＩｉ１は、気宇的ビータ装置８によ５完全にエツジフィル ターキャンドル３ａから除去することができ、スルース９全通してこのフィルタ 裏型３から取り出すことができる。

例　１ 図示装置中で、コークス工場からのシリカフィルターで予備浄化でれた廃水を、 エツジフィルターキャンドル３ａ（フィルター面積−２５０ｃｒｎ”：フィルタ ーキャンドルのスリット＠−０，０７５０）　’ａ［するフィルター装［３で処 理した。層厚１００の吸着性フィルター層をエツジフィルターキャンドル３上に 付与する九めに、導管１からの廃水流を５　ｍ’　／　ｍ”・ｈの速度で導管４ から、沈積タンク５（この中でコークス粉８稽／フイルタ表面ｍ′の倉が装入さ れた）に、廃水がフィルター装ｆＩ１３に達する前に、導入した。

使用コークス粉は、コークス工場に由来し、２９１盆憾の粒度は０．０６〜０． ２１ＥＩｌ′ｔ−有した。

濾過助剤層の完全な沈積の後に、廃水を、コークス粉を更に供給することなしに 、直接フィルター装置３中に導入した。

ポンプ２により得られる２、５パールの差圧で、濾過の開始時に２．５−３７ｍ ”・ｈの流動速度に達した。流過濾液量が装入コークス粉量の１００倍に達した 後に濾過を中断した。

濾液中になお含有てれている不溶の多環式芳香族化合物の濃度は、検出限界を下 １わジ、これは〉９９壬の分離率に相当する。廃水中に６２９７ＡＸで溶けた成 分は、コークス粉フィルター層の吸渭作用により９５チ減少でさた。

濾過時に得られるこの濾過残分は、環境悪化なしく（、コークス炭への混合によ Ｖ廃棄することができた。

正確な分析値を後の表中に示す。木粉７Ｊ過助剤全用いる濾過からのデータとの 比較全同様に、表の下に示した。これから、１４糧の不溶化合物のうち、１０種 の濃度は、濾過により０．１１１／ｌの検出限界を下ｌわるｌで低下したことが 認められる。残りの４独の化合物のうち、６桟は９９係分離除去された。比較例 では、原水中に検出でれる化合物の検出限界Ｉでの低下は８也の化合物のみで示 された。残りの化合物の分離度は、５６〜９９％の間で変動した。溶けた化合物 の分離除去に関する記載は、比較例では示されていない。

例　２ この実験では、例ＩＫおけると同様に、コークス粉からなるフィルター層（この 場合は、層厚は’１ｍであった）を予め装入した。このフィルター層の沈積の後 に、コークス工場廃水を、直接フィルター装置３中に供給せずに、更に、沈積タ ンク５（この中で、廃水は、絶えずサイロ６から連続的にコークス粉ｒｏ、ｉ憾 の量で有した）上に導びいた。予め装入されたコークス粉フィルター層対供給コ ークス粉量の量比は１：６であった。

ポンプ２［より得られる２、５バールの差圧で、濾過のはじめに％　３．５．３ ／　ｍ”　ｈ　の流動速度が達成され、濾過の終りに、流動速度はなお２．［） 　、、ｓ／　、ｇ　ｈであった。

処理でれた濾液量が予備装入コークス粉値の２０００倍に達した後に、濾過金中 断した。

濾液中になお含有すｂ不溶の多環式炭化水素の濃度は、検出限界を下１わった。

可能な発癌物質作用をする水洗不溶なＰＡヨの分離率はＦＩ９９４ｒあった。水 中に溶けた芳香族炭化水素の分離率は９０１であった。

例　に の例では、例１に−おけると同様に実施した。こＯ量チの配分を有する）を使用 した。特に、＜０．０６５Ｅｌの小粒子が減少された・ ポンプ２により得られた２、５バールの差圧で、濾過開始−のためのコークス工 場廃水の流動速度４．２　Ｎ３　／ｍＬｈでろった。濾液量がフィルター層とし て予め装入てれたコークス粉量の２００倍に達した後に、流動速度は２．７贋３ ７屏２・ｈであった。

不溶のＰＡＥＩの分離率を工９５嗟であり、溶解芳香族炭化水素のそれは９３係 であった。

例　４ コークス工場のタール濃縮に由来する、エーテル中での抽出可能公約８９７！の 負荷を有する廃水を例１におけると同様に、２バールの差圧で１０１１１のコー クス粉層全通して濾過した。平均流速２ｍ”　／　Ｎ２ｈ　Ｋ調節した。この濾 液は閉塞指数３ｔ−写した。この懸濁液の閉塞指数は、高い有機成分含分に基づ き測定できなかった。即ちこのために使用し九試験膜は直ちに目づｌりした。

引研キ、この濾液を逆浸透による引続く処理のために使用した。膜の目づ１りは 観察されなかった。

ｌ）　検出限界管下１わる値 ２）　濃度が検出限界上下ｌわるので、分解率は測定不能 国際調査報告 国際調査報告 ＥＰ　８７００６００ Ｓ＾ユεｇ５２

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．吸着性フイルター層を用いて、廃水から炭化水素殊に芳香族炭化水素を分離 する方法において、廃水中に溶けている炭化水素と溶けていない炭化水素を１工 程で分離除去し、この際、廃水を金属エツジフイルターキヤンドルに加え、吸着 性濾過層として、０．０５〜０．２ｍｍの粒度範囲の粒度分布が少なくとも２５ 重量％の質量分を有し、表面積少なくとも１５００ｃｍ２／ｇを有する炭素含有 物質を使用することを特徴とする、廃水から炭化水素を分離除去する方法。
2. ２．濾過助剤としてコークス粉を使用する、請求の範囲第１項記載の方法。
3. ３．０．０５〜０．２ｍｍの粒度範囲の粒度分布が最低４０重量％の質量分を有 する、請求の範囲第１項記載の方法。
4. ４．コークス粉を濾過助剤として使用する、請求の範囲第３項記載の方法。
5. ５．炭素含有濾過物質をフイルター表面に予め沈積させる、請求の範囲第１項記 載の方法。
6. ６．炭素含有吸着性濾過物質の１部分に又は全てを、濾過の前に廃水に添加する 、請求の範囲第１項記載の方法。
7. ７．濾過物質量は、廃水量の０．１〜１重量％である、請求の範囲第１項記載の 方法。
8. ８．負荷された濾過物質を燃焼又は熱分解により廃棄処理する、請求の範囲第１ 項記載の方法。
9. ９．吸着性の廃水浄化のための予備浄化工程として使用する、請求の範囲第１項 記載の方法。
10. １０．逆浸透による廃水浄化のための予備浄化工程として使用する、請求の範囲 第１項記載の方法。