DD156802A1

DD156802A1 - Verfahren zur reinigung von abwaessern der chemischen industrie

Info

Publication number: DD156802A1
Application number: DD22681181A
Authority: DD
Inventors: Horst Elsner; Roland Geiger; Barbara Mertens; Werner Knobloch
Original assignee: Horst Elsner; Roland Geiger; Barbara Mertens; Werner Knobloch
Priority date: 1981-01-05
Filing date: 1981-01-05
Publication date: 1982-09-22

Abstract

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Reinigung des Abwassers von stickstoff- und schwefelhaltigen organischen Verbindungen zu finden, das ohne den Einsatz von Aktivkohle auskommt. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Reinigung des Abwassers von stickstoff- und schwefelhaltigen organischen Verbindungen zu finden, dessen Energiebedarf gering ist, das kein spezielles Traegergas benoetigt, bei dem das gereinigte Abwasser einen pH-Wert um den Neutralpunkt besitzt und bei dem die Schadstoffe nicht ausgefaellt werden. Die Reinigung der Abwaesser erfolgt erfindungsgemaess dadurch, dass das Abwasser bei einer Arbeitstemperatur von vorzugsweise 40 Grad C ueber eine Fuellkolonne geleitet und dabei im Gegenstrom ausgeblasen wird und dass durch Saeurezugabe der geforderte pH-Wert des Abwassers im Bereich zwischen 10 und 7 erreicht wird.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Abwäs~ sern der Chemischen Industrie. Die im Abwasser enthaltenen Stickstoff- und schwefelhaltigen organischen Schadstoffe, insbesondere Ammoniak, Amine, Schwefelwasserstoff, Mercaptane und Disulfide, werden aus dem Abwasser entfernt und anschließend beseitigt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, Kohlenwasserstoffe in einer Austreibsäule bei 65 bis 90 ⁰C und 0,101325 3MPa (1 atm) mit einem kohlendioxidreichen, sauerstoffarmen Trägergas auszutreiben (DE-AS 1 517 714).

Es ist von Nachteil, organische Schadstoffe bei erhöhter Temperatur und mittels eines Trägergases auszutreiben, da bei erhöhter Temperatur sehr viel Wasser mitgerissen wird, das wieder aus dem Gas entfernt werden muß, und da.ein Trägergas teurer ist als Luft.

Y/eiter ist bekannt, daß man stickstoff- und schwefelhaltige Substanzen mit Alkali- oder Erdalkalichloriten im sauren Medium behandelt (DD-APS 104 069, DE-AS 2 223 790), oder daß man Abwässer, die primäre Aminogruppen enthalten, dadurch reinigt, daß man das Abwasser mit einer Substanz versetzt, die im sauren Bereich salpetrige Säure entwickelt und anschließend durch Ansäuern die salpetrige Säure in Freiheit setzt. (DE-AS 1 301 279).

Diese Verfahren haben den Nachteil, die Reinigung des Abwassers im sauren Bereich durchzuführen, denn es macht sich, da Abwasser nur mit einem pH-Wert um den Neutralpunkt eingeleitet werden darf, eine anschließende Neutralisation erforderliche

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Es ist weiter bekannt, Abwasser der Chemischen Industrie, die stickstoff- und schwefelhaltige Verbindungen enthalten, dadurch zu reinigen, daß man stickstoffhaltige Substanzen im Abvmsser mittels Ligninsulfonsäuren oder, deren Salzen ganz oder teilweise ausfällt (DE-AS 1 658 043) oder zum Ausfällen Calciumchlorid benutzt (DS-AS 2 146 388) und abtrennt. Dabei ist es von Nachteil, stickstoff- und schwefelhaltige organische Substanzen auszufällen, da die Ausfällungen beseitigt werden müssen« -

I) Außerdem iat bekannt, organische Schadstoffe an Aktivkohle zu adsorbieren«

Wegen der hohen Kosten für Aktivkohle ist es von Nachteil, sie als Adsorbens zu verwenden_o

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Reinigung des Abwassers von stickstoff- und schwefelhaltigen organischen Verbindungen zu finden, das ohne den Einsatz von Aktivkohle auskommt.

Darlegung des Wesens der Erfindung Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Reinigung des Abwassers von stickstoff- und schwefelhaltigen organischen Verbindungen zu finden, dessen Energiebedarf gering ist, das kein spezielles Trägergas benötigt, bei dem das gereinigte Abwasser einen pH-Wert um den Neutralpunkt besitzt und bei dem die Schadstoffe nicht ausgefällt werden.

Merkmale der Erfindung

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß stickstoff- und schwefelhaltige organische, vorzugsweise ammoniak-, amin-5 Schwefelwasserstoff-, mercaptan- und disulfidhaltige Abwässer diskontinuierlich einer als Wärmetauscher ausgebildeten Vorlage einer mit Füllkörpern, beispielsweise Raschigringen gefüllten Ausblaskolonne zugeführt werden. Das Wasser wird bis zum Erreichen der Arbeitstemperatur aus der Vorlage im Kreislauf über die Ausblaskolonne und eine Mischstrecke zurück in die Vorlage gepumpt. Die Arbeitstemperatur beträgt 15 - 60 ⁰C, vorzugsweise 40 ⁰C* Bis zum Erreichen der Arbeitstemperatur soll das Abwasser 2 « 10mal umgepumpt werden<, Hach Erreichen der Arbeitstemperatur wird der Y/asserstrom um das 1Ofache erhöht. Nach 10 - lOOfachem, vorzugsweise 20fachem Umpumpen bei Arbeitstemperatur ist das Ausblasen beendet. Aus einem Vorratsgefäß wird eine konzentrierte technische Säure, vorzugsweise Schwefelsäure, über die Mischstrecke solange dem Abwasserstrom zugegeben, bis sich ein pH-Wert von 8 einstellt. Zweckmäßigerweise erfolgt eine langsame Säurezugabe während der gesamten Ausblaszeit_e Das über die Füllkörper der Ausblaskolonne rieselnde Abwasser wird mit atmosphärischer Luft im Gegenstrom ausgeblasen. Der Luftstrom ist 10 - lOOmal, vorzugsweise 50mal, größer als der Wasserstrom» Die Luft wird von einem Gebläse in die Ausblaskolonne gedrückt und verläßt sie schadstoffbeladen über einem Abscheider, in dem sie vom mitgerissenen Wasser befreit wird. Der Ausblaszyklus ist den vorhandenen Schadstoffen und der Schadstoffkonzentration des jeweiligen Abwassers experimentell anzupassen.

Es ist zweckmäßig, die in der Ausblasluft enthaltenen organischen Schadstoffe zu oxidieren. Besonders vorteilhaft ist es, die Luft unter den Kessel eines vorhandenen Heizkraftwerkes einzuleiten.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann allein oder als Korabination mit anderen Reinigungsverfahren angewandt werden.

Wenn im zu reinigenden Abwasser.die stickstoffhaltigen organischen Schadstoffe überwiegen, ist es sinnvoll, das ausgeblasene Abwasser einer Nachreinigung durch Adsorption an einem geeigneten Adsorbens, vorzugsweise BHT-Koks, zu unterziehen«

Ausführungsbeispiel

In einer Produktionsanlage zur Herstellung von Feuerlö'schmitteln durch Druckaufschluß von Hornmehl/-granulat fällt ein Abwasser an, das stark durch stickstoff- und schwefelhaltige organische Schadstoffe,- beispielsweise Ammoniak, Amine, Schwefelwasserstoff, Mercaptane und Disulfide verunreinigt ist (im folgenden verunreinigtes Abwasser genannt). Das verunreinigte Abwasser erfüllt nicht die Einleitungsbedingungen und ist stark geruchsbelästigende

Die Reinigung des verunreinigten Abv/assers nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde nach der laborentwicklung in einer kleintechnischen Versuchsanlage erprobt. Das Schema der kleintechnischen Versuchsanlage ist in der Zeichnung dargestellt.

Bs wurde verunreinigtes Abwasser aus der Produktionsanlage im Stapelbehälter 10 gesammelt« Aus dem Stapelbehälter 10 wurden

mit der Kreiselpumpe 11 0_$5 m verunreinigtes Abwasser in die als Wärmetauscher ausgebildete Vorlage 1 einer mit Raschig· ringen gefüllten Ausblaskolonne 2 gepumpt. Das Abwasser wurde bis zum Erreichen der Arbeitstemperatur mit der Kreiselpumpe 3 im Kreislauf aus der Vorlage 1 über die Ausblaskolonne 2 und die Mischstrecke 4 zurück in die Vorlage 1 und im by-pass gefahren. Der Abwasserstrom betrug ca. 2 m"'/h_s die Ausgangstemperatur betrug 15 ⁰C, die Arbeitstemperatur betrug 40 ⁰C. Sie wurde in der Versuchsanlage mit Patronenheizkörpern in 30 Hinuten erreicht.

Da das "beim Ausblasen mitgerissene Wasser abgeschieden werden muß, sollte eine Temperatur von 60 ⁰C nicht überschritten werden. Nach Erreichen der Arbeitstemperatur wird der by-pass geschlossen und der Kreislauf über die Ausblaskolonne 2 auf 20 nrVh erhöht«

Nach 30 Minuten Ausblaszeit bei Arbeitstemperatur wurde begonnen, das Abwasser, das einen pH-Wert zwischen 9₅5 und 1.1 ,0 besitzt, im beschriebenen Beispiel einen pH-Wert von 9,8 besaß, zu neutralisieren. Y/ährend das Abwasser weiter im Kreislauf gepumpt wurde, wurde ihm aus dem Vorratsgefäß 5 konzentrierte technische Schwefelsäure über· die Mischstrecke 4 solange zugegeben, bis sich ein pH-Wert von 8 eingestellt hatte. Ein Unterschreiten des pH-Wertes und örtliche Übersäuerungen sind durch langsame Säurezugabe und gute Durchinischung zu vermeiden, da es sonst zu starken Ausfällungen kommt« Zum Erreichen eines pH-Wertes von 8,3 wurden ca. 10 1 konz. Schwefelsäure verbraucht. Die Zugabe dauerte 30 - 60 Minuten

Während der gesamten Zeit wird das über die Raschigringfüllkörper der Ausblaskolonne 2 rieselnde Abwasser mit atmosphärischer Luft im Gegenstrom ausgeblasen. Die Luft wird vom Radialgebläse 6 angesaugt, durchströmt die Ausblaskolonne 2 und verläßt sie schadstoffbeladen über den Abscheider 7, in dem sie vom mitgerissenen Wasser befreit wird. Der Luftstrom betrug während der gesamten Versuchszeit 50 m /h. Eine Erhöhung auf wenigstens 200 m /h nach Erreichen der Arbeitstemperatur war mit der Technikumsanlage nicht möglich. Es ist vorgesehen, die schadstoffbeladene Abluft im vorhandenen Kohleheizkraftwerk zu' verbrennen. '

Für die kieintechnischeii Versuche wurde deshalb eine geeignete Nachverbrennung 12 mit Propanbrenner in einer Brennkammer konstruiert, in der die zukünftige Verbrennung im Heizkraftwerk simuliert und so untersucht werden konnte. Die organischen Schadstoffe verbrannten vollständig? es konnte keine Geruchsbelästigung mehr festgestellt werden.

Das ausgeblasene Abwasser wurde von der Kreiselpumpe 3 aus der Vorlage 1 in den Zulaufbehälter 8 gepumpt« Von dort durchlief es unter Ausnutzung des Druckgefälles entgegen der Schwerkraft den mit BHT-Koks 3/10 gefüllten Adsorptionsbehälter 9. Die Verweilzeit betrug ca« 7 Minuten. ^

Das so gereinigte Abwasser entspricht in Schadstoffkonzentration und pH-Wert den Einleitungsbedingungen der Wasserwirtschaft. Die Analysenergebnisse sind in der Tabelle dargestellt.

Analysenergebnisse des Abwassers (Ausführungsbeispiel) Abwasserbehandlung pH-Wert Mercap- Wirkungs- Amine Wirkungs-

	9,	8	tane	grad der	mg/1	grad der
	⁸>	3		Reinigung	15000	Re inigung
	8,	3	mg/1	%	5000	%
unbehandelt		2500	-	500
ausgeblasen		277	90	65 '
nach Adsorütion		222	20	90

Claims

Erfindungsanspruch

1. Verfahren zur Reinigung von Abwässern der Chemischen Industrie, die Stickstoff- und schwefelhaltige organische Schadstoffe, vorzugsweise Ammoniak, Amine, Schwefelwasserstoff, Mercaptane und Disulfide enthalten, durch Ausblasen, gekennzeichnet dadurch, daß das Abwasser bei einer Arbeitstemperatur von 15 - 60 OC, vorzugsweise 40 ⁰C, über eine Füllkörperkolonne geleitet und dabei im Gegenstrom ausgeblasen wird und daß durch Säurezugabe der geforderte pH-Wert des Abwassers im Bereich zwischen 10 und 7 erreicht wird»

2* Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zum Ausblasen vorzugsweise atmosphärische Luft verwendet wird«,

ο Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß als Füllkörper vorzugsweise Raschigringe benutzt werden.

4« Verfahren nach Punkt 1 bis 3> gekennzeichnet dadurch, daß zur Neutralisation vorzugsweise eine konzentrierte technische Säure, insbesondere Schwefelsäure, benutzt wird«

5» Verfahren nach Punkt 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Neutralisation zweckmäßigerweise während des Ausblasens erfolgt»
6. Verfahren nach Punkt 1 bis 5> gekennzeichnet dadurch, daß der pH-Wert 7 während der Reinigung nie unterschritten wird«

ο Verfahren nach Punkt 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß da's ausgeblasene Abwasser zur Nachreinigung einem geeigneten Adsorbens, vorzugsweise BHT-Koks, zugeführt wird, insbesondere dann, wenn im verunreinigten Abwasser die stickstoffhaltigen organischen Schadstoffe überwiegen«

8« Verfahren nach Punkt 1 bis 7» gekennzeichnet dadurch, daß die in der Ausblasluft enthaltenen organischen Schadstoffe oxidiert werden»

9· Verfahren nach Punkt 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Oxidation der Schadstoffe besonders vorteilhaft durch Einleiten unter den Kessel eines vorhandenen Kraftwerkes
erfolgt«

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