WO2014166631A1 - Verfahren zur verbesserten reinigung von abwässern aus einer koksofenanlage - Google Patents

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    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the invention relates to a method and a system for improved purification of wastewater from a coke oven plant.
  • the invention also relates to a process for the improved purification of effluents from a coke oven plant, which purifies the effluents by a biological detoxification stage, and the effluent obtained, which contains substantially only ammonia and carbon dioxide as the main decomposition product (s), without a subsequent Nitrification and denitrification in a second desorption column (intermediate column) passes, from where the desorbed ammonia is fed into a first desorption column, which serves to degas the waste water before biological purification, so that disposal of the ammonia from the biological detoxification stage is possible, and
  • the gas which serves for desorption of the ammonia in the second desorption column (intermediate column) can also be used for degassing the wastewater in the first desorption column.
  • the gas for desorption of the ammonia is steam.
  • CONFIRMATION COPY In order to remove these pollutants before the discharge of the wastewater into the environment, or to convert it into a safe form, the wastewater in the prior art are transferred to a wastewater treatment. Since recovery of these pollutants is generally not economical, the state-of-the-art wastewater is purified from said pollutants by first outgassing them by desorption process and converting the remaining pollutants or foreign substances into a harmless form. The desorption process takes place in a desorption column, into which the unpurified effluents are first added, and in which, as far as possible, all gaseous or gaseous form convertible pollutants or foreign substances are expelled by application of a spewing gas.
  • Such flue gas is in most cases hot steam. This is usually present in large quantities in a coking plant and is an effective flue gas for many compounds. This is also able to thermally split thermally labile pollutants or foreign substances, and then expel the resulting gases.
  • the collected vapor already contains a large part of the pollutants and can be condensed out for the separation of pollutants or be given for disposal, for example in a Claus reactor.
  • the Austriebsvorgang to expel the gaseous substances from the wastewater takes place in a desorption, which is often called Kokereikolonne or stripping column.
  • the expulsion of gases from a liquid is often referred to as Engases of liquids or stripping.
  • US4311597A describes a process for removing ammonia from a waste water containing free and bound ammonia, the process comprising the steps of distilling the waste water to remove the free ammonia, treating the distilled waste water with soda ash to release the bound ammonia, and distilling the treated wastewater to remove the liberated ammonia.
  • low pressure steam is passed through the column to assist in the expulsion of both the free ammonia and the liberated ammonia. In this way, the ammonia can be recovered as valuable material.
  • the effluent obtained after desorption by a gas still contains the non-expansible substances, so that this wastewater can not be readily discharged into the environment.
  • metabolites are, for example, ammonium compounds and carbon dioxide, and sulfates at low sulfur concentration by sulfation.
  • ammonium compounds can not readily be discharged into the environment, they can be converted to nitrogen by the prior art biological processes with the subsequent steps of nitrification and denitrification. In nitrification, the ammonium compounds are converted into nitrates, and in the subsequent denitrification, the nitrates are converted into nitrogen. This is then released into the atmosphere.
  • DE 40 18 309 A1 discloses a process for the treatment of waste water from gasification plants operated under elevated pressure. From DE 1 168 398 a process for the purification of liquids containing ammonia and acidic components is known.
  • DE 1 767 108 describes a process for destroying the ammonia from the water produced in the coking plant and DE 41 35 763 discloses a process for joint workup of NH 3 and / or H 2 S-containing process wastewaters and sodium sulfide-containing sodium hydroxide solution.
  • a first aspect of the invention relates to a process for the treatment of waste water from a coking plant comprising the steps
  • the steps (a) - (e) of the method according to the invention are preferably carried out in alphabetical order, it being possible for individual steps to take place completely or partially simultaneously.
  • the present invention solves this problem in particular by a method which carries out the purification of the wastewater from a coking plant, in which this first in a first desorption column with a (flash gas) desorption gas from the entrained foreign gases is cleaned (step (a)), the sun wastewater purified from foreign gases is then led out of the desorption column into a detoxification stage in which a microbiological wastewater treatment of the previously degasified wastewater is carried out by a biomass (step (b), and the wastewater is separated from the biomass, preferably by filtration (step (c) ), and the resulting purified wastewater is then passed into a second desorption column (intermediate column) in which the ammonia-containing wastewater is freed by a desorbing gas from the entrained residual ammonia and possibly carbon dioxide from the detoxification stage (step (d)), and the desorbing gas
  • the free ammonia and possibly carbon dioxide, which is still contained in the wastewater after the reaction stage of the detoxification, can then be done by expulsion with a gas.
  • This is advantageously carried out in a second desorption column (intermediate column), so that the wastewater from the desorption column, which is passed into the detoxification stage, does not have to be returned to the first desorption column.
  • this can be transferred together with the expelled gas, in particular ammonia in the first desorption column.
  • the ammonia can on the same Way as the expelled foreign gas from the first desorption are performed. If the desorption gas is steam, steam is saved.
  • steam is preferably used in process steps (a) and / or (d) as desorption gas (also referred to above as desorbing gas or flue gas).
  • desorption gas also referred to above as desorbing gas or flue gas.
  • any desorption gas can be used which is suitable for the desorption of foreign gases from waste water.
  • desorption columns used in the process according to the invention can be provided with customary mass transfer elements known to the person skilled in the art in order to improve mass transfer.
  • Also claimed is a process for the treatment of waste water in a coking plant by a microbiological detoxification, wherein
  • a sulfurous and nitrogenous wastewater is obtained, which is purified in a first desorption column while passing through a gas (flare gas) from the entrained dissolved foreign gases, so that the desorbed foreign gases and a purified of dissolved gases wastewater are obtained with the gas , and
  • the wastewater purified from foreign gases laden with impurities from the coking process such as nitrogen compounds, cyanides, phenols, organic compounds and sulfur compounds
  • a detoxification reactor where the treated wastewater is treated with a microorganism-containing biomass which aerobic or anaerobic degradation of the impurities such as nitrogen compounds, cyanides, phenols, organic compounds and sulfur compounds is carried out, and atmospheric oxygen is reacted so that an ammonia-containing wastewater purified from such impurities is obtained, and
  • the wastewater thus obtained is separated from the biomass by ultrafiltration, and which is characterized in that
  • the sputum gas (desorption gas) after passing through the second desorption column (intermediate column) in the mixture with the desorbed ammonia is transferred to the first desorption column, so that the ammonia is carried out with the desorbed in the first desorption column foreign gases from the desorption column, and from the second desorption column (intermediate column) is obtained a purified wastewater, which is largely free of dissolved gases and pollutants or foreign substances, and can be discharged into the environment.
  • the biomass used in accordance with the invention is based on microorganisms which, if necessary, ensure aerobic or aerobic exclusion anaerobic degradation of pollutants or foreign substances from the coking process, such as nitrogen compounds, cyanides, phenols, organic compounds and sulfur compounds.
  • pollutants or foreign substances such as nitrogen compounds, cyanides, phenols, organic compounds and sulfur compounds.
  • the person skilled in the art is aware of the suitable composition and provision of biomass for this purpose.
  • the separation of the biomass from the wastewater can not be waived since the microbial wastewater from the detoxification still contains activated sludge, which is harmful in the desorption and pollutes the columns .
  • the separation is carried out by filtration, more preferably by ultrafiltration.
  • this separation step in particular ultrafiltration, is comparatively less complicated than the nitrification and denitrification step which follows in the prior art, which then disappear.
  • the desorbed foreign gases from the first desorption column are carried out and introduced into the sulfurous sour gas for a Claus plant (step (f)) from a Claus furnace for combustion of a substream of the sulfur-containing acid gases in sulfur dioxide , and a Claus Reactor for the conversion of sulfur dioxide with the second partial stream of sulfur-containing acid gas in elemental sulfur.
  • the desorbed foreign gases can be supplied after the discharge from the desorption of any further use. This can also be, for example, a process for producing sulfuric acid.
  • the desorption gas is steam.
  • the steam which is provided as desorption gas and which is used for introduction into the intermediate column may be, for example, a steam which is steam from the steam system of the coking plant.
  • the steam which is used to introduce into the intermediate column but may also be a vapor which is generated in a separate steam boiler.
  • any other desorption gas can be used in principle, which is particularly suitable for the desorption of ammonia from waste water.
  • steam for example, carbon dioxide, nitrogen, helium, hydrogen, ethane, propane or mixtures of two or more of these gases can be used. In practice, however, it has been found that steam is the most suitable desorption gas because steam desorbs the ammonia well and also thermally splits ammonium compounds still present in the wastewater.
  • the vapor which is transferred from the second desorption column (intermediate column) into the first desorption column) Kokereikolonne can be further treated, as is customary in the prior art. This can be condensed out, for example, after removal from the Kokereikolonne, and the foreign gases or foreign substances are recovered. It is also possible within the scope of the invention to pass the steam from the coker column into the Claus process. In many coking plants, a Claus plant is also operated to convert the sulfur-containing foreign substances into elemental sulfur. Claus plants for the conversion of hydrogen sulfide or organosulfur compounds into elemental sulfur are known in the art. Embodiments for a Claus process, for example, disclose WO2004014792A1 and WO2004014791A1.
  • the wastewater which is taken from the detoxification stage without further nitrification and denitrification, after separation from the biomass, in particular after ultrafiltration to filter off the biomass usually has a residual content of foreign substances, which is below the permissible limits for release to the environment ,
  • a post-purification may consist, for example, in a particle filtration or in an oxygen enrichment.
  • the wastewater can be treated if necessary before it is released to the water-bearing environment. It is also possible to at least partially recycle the wastewater into the first desorption column.
  • the wastewater can be passed from the second desorption column (intermediate column) in a container in which this is temporarily stored before discharge into the first desorption.
  • the wastewater treatment by the detoxification reactor is usually carried out in cycles and can therefore be arranged several times.
  • Another aspect of the invention relates to a plant for the purification of waste water from a coke oven plant comprising
  • the plant according to the invention preferably comprises
  • the plant according to the invention preferably comprises
  • the plant according to the invention preferably comprises
  • a plant for carrying out a process for the improved purification of waste water from a coke oven plant comprising a first desorption column for the purification of waste water from a coking plant and a detoxification reactor with subsequent ultrafiltration, in which the loaded wastewater led out of the first desorption column and characterized in that the detoxification reactor has no downstream nitrification and denitrification, and the apparatus comprises a second desorption column (intermediate column) into which the purified wastewater is passed after the ultrafiltration equipped with a steam supply line and with a Discharge line for the steam, which is fed into the first desorption column.
  • the process described above has the advantage of enabling wastewater treatment in a coke production plant, dispensing with the expensive steps of nitrification and denitrification required in the prior art after detoxification to convert the ammonium compounds into elemental nitrogen can, and wherein the wastewater substantially contains ammonia as an impurity which can be readily expelled in a subsequent desorption column (intermediate column), and the desorption used in this case can be used without further energy saving in the first desorption column) (Kokereikolonne). This achieves an improved economy of the entire process.
  • Embodiment 1 Process for the treatment of waste water in a coking plant by a microbiological detoxification, wherein
  • a sulfurous and nitrogenous wastewater is obtained in a coking plant, which is purified in a desorption column while passing gas from the entrained dissolved foreign gases, so that with the gas, the desorbed foreign gases and purified from dissolved gases wastewater is obtained, and
  • the wastewater purified from foreign gases which is loaded with impurities from nitrogen compounds, cyanides, phenols, organic compounds and sulfur compounds, is placed in a detoxification reactor where the treated wastewater is treated with a microorganism-containing biomass which aerobic or anaerobic degradation of the nitrogen compounds, cyanides, Phenols, organic compounds and sulfur compounds is carried out, and atmospheric oxygen is reacted so that an impurities purified ammonia-containing wastewater is obtained, and
  • the wastewater thus obtained is purified by ultrafiltration from the biomass, characterized in that
  • Embodiment 2 Process according to embodiment 1, characterized in that the desorbed foreign gases from the desorption are carried out and are introduced after the execution in the sulfur-containing acid gas for a Claus plant, which consists of a Claus furnace for combustion of a partial stream of the sulfur-containing acid gases in sulfur dioxide, and a Claus reactor for converting the sulfur dioxide with the second partial stream of the sulfur-containing acid gas in elemental sulfur.
  • a Claus plant which consists of a Claus furnace for combustion of a partial stream of the sulfur-containing acid gases in sulfur dioxide, and a Claus reactor for converting the sulfur dioxide with the second partial stream of the sulfur-containing acid gas in elemental sulfur.
  • Embodiment 3 Method according to one of the embodiments 1 or 2, characterized in that the desorption gas is steam.
  • Embodiment 4 Process according to embodiment 3, characterized in that the steam used for introduction into the intermediate column is steam from the steam system of the coking plant.
  • Embodiment 5 Process according to embodiment 3, characterized in that the steam which is used for introduction into the intermediate column is produced in a separate steam boiler.
  • Embodiment 6 Method according to one of embodiments 1 -5, characterized in that the waste water from the intermediate column is led into a container in which it is temporarily stored before execution from the process.
  • Embodiment 7 Method according to one of embodiments 1 to 5, characterized in that the waste water from the intermediate column is passed into a container in which this is temporarily stored before being carried out in the desorption column.
  • Embodiment 8 A plant for carrying out a process according to any one of embodiments 1 to 7, wherein it comprises a desorption column for purifying waste water from a coking plant and a detoxification reactor followed by Ultrafiltration in which the loaded wastewater from the desorption column is performed, characterized in that the detoxification reactor has no downstream nitrification and denitrification, and the apparatus comprises an intermediate column, in which the purified wastewater is passed after the ultrafiltration, which with a Steam supply line is equipped, and with an execution line for the steam, which is fed into the desorption.
  • a wastewater containing pollutants (2) with dissolved foreign gases contained therein is introduced from a coking plant.
  • hot steam (3) is introduced countercurrently into the desorption column (1), which may be provided with mass transfer elements (1a) for improved mass transfer.
  • the foreign gases (4) contained in the wastewater (2) are expelled or, if present as thermally labile solids, thermally decomposed and then expelled.
  • the expelled foreign gases (4) and the vapor (3) are removed from the desorption column (1) (13).
  • the wastewater (4a) purified from the foreign gases is then passed via a pump (2a) into the detoxification reactor (5), which consists of a ventilated basin with an air supply (5a), in which the waste water (6) is passed over a biomass (7 ) is purified by aerobic metabolization.
  • the cleaning process can also be assisted by a stirring process (5b).
  • the purified wastewater (8) is discharged from the detoxification reactor (5) into an ultrafiltration (9).
  • the wastewater (8) is thereby freed from the biomass (7) and contains as foreign substances still carbon dioxide and ammonia as metabolized foreign substances.
  • the purified filtered waste water (10) is then added to a second desorption column (intermediate column) (11) in which the purified waste water (10) is treated with hot steam (12).
  • This steam (12) is generated in a separate steam boiler (12a). This expels the carbon dioxide and ammonia. The carbon dioxide and the ammonia, which are expelled, according to the invention with the steam (12b) in the first desorption column (1), whereby the desorption process in the desorption column (1) is supported. The foreign gas expelled from the desorption column (1) is removed from the desorption column (1) with the vapor (13) and can be introduced into the Claus process via a valve (13a).
  • This consists of a Claus furnace (14) for burning a Partial flow (14a) of the hydrogen sulfide and a Claus reactor (15) for the reaction of the residual hydrogen sulfide (14b) with the sulfur dioxide (16) obtained from the Claus furnace (14).
  • the ammonia, which was expelled from the purified wastewater (10) in the second desorption column (intermediate column) (11) is thus placed in the Claus furnace (14) and there at least partially burned to nitrogen.
  • a nitrogen-containing exhaust gas (15a) is obtained.
  • the wastewater (17) from the intermediate column (11) is discharged via a valve (11a) and placed in a storage tank (18). After storage, it is released into the environment (18a).

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anlage zur verbesserten Reinigung von Abwässern aus einer Koksofenanlage.

Description

Verfahren zur verbesserten Reinigung von Abwässern aus einer Koksofenanlage
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anlage zur verbesserten Reinigung von Abwässern aus einer Koksofenanlage.
Die Erfindung betrifft insbesondere auch ein Verfahren zur verbesserten Reinigung von Abwässern aus einer Koksofenanlage, welches eine Reinigung der Abwässer durch eine biologische Entgiftungsstufe vornimmt, und das erhaltene Abwasser, welches im Wesentlichen nur noch Ammoniak und Kohlendioxid als Hauptabbauprodukt(e) enthält, ohne eine nachfolgende Nitrifikation und Denitrifikation in eine zweite Desorptionskolonne (Zwischenkolonne) leitet, von wo aus das desorbierte Ammoniak in eine erste Desorptionskolonne geführt wird, welche zur Entgasung des Abwassers vor der biologischen Reinigung dient, so dass eine Entsorgung des Ammoniaks aus der biologischen Entgiftungsstufe möglich ist, und erfindungsgemäß das Gas, welches zur Desorption des Ammoniaks in der zweiten Desorptionskolonne (Zwischenkolonne) dient, auch zur Reinigung des Abwassers in der ersten Desorptionskolonne durch Entgasung genutzt werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Gas zur Desorption des Ammoniaks um Dampf.
In Kokereien fallen häufig Abwässer an, welche bedingt durch die vorherige Verwendung Schadstoffe bzw. Fremdstoffe enthalten, die vor der umweltfreundlichen Entsorgung des Abwassers entfernt oder in eine ökologisch unbedenkliche Form überführt werden müssen. Solche Abwässer stammen insbesondere aus Verfahrensschritten, welche zur Reinigung und Kühlung von Stoffen und Gegenständen in einer Kokerei dienen. Beispiele für solche Verfahrensschritte sind Gaswasch prozesse für Kokereigas, welches durch eine wässrige Flüssigkeit gewaschen wird, Löschprozesse für Koks oder Verfahrensschritte zur Druckregelung mit wässrigen Regelungsflüssigkeiten. Dabei nehmen die verwendeten Wasserströme Schadstoffe bzw. Fremdstoffe auf, die nicht ohne weiteres in die Umwelt gegeben werden können. Beispiele für solche Schadstoffe sind organische und anorganische Verbindungen, wie beispielsweise Stickstoffverbindungen, Cyanide, Phenoleund Schwefelverbindungen.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Um diese Schadstoffe vor der Einleitung des Abwassers in die Umwelt zu entfernen, oder in eine unbedenkliche Form zu überführen, werden die Abwässer im Stand der Technik in eine Abwasserreinigung überführt. Da für diese Schadstoffe in der Regel eine Wiedergewinnung nicht wirtschaftlich ist, wird das Abwasser im Stand der Technik von den besagten Schadstoffen gereinigt, indem diese zunächst durch Desorptionsprozessse ausgegast werden, und die verbleibenden Schadstoffe bzw. Fremdstoffe in eine unschädliche Form überführt werden. Der Desorptionsprozess findet in einer Desorptionskolonne statt, in welche die ungereinigten Abwässer zunächst gegeben werden, und in der, soweit möglich, alle gasförmigen oder in eine gasförmige Form überführbaren Schadstoffe bzw. Fremdstoffe durch Anwendung eines Austriebsgases ausgetrieben werden.
Ein solches Austriebsgas ist in den meisten Fällen heißer Dampf. Dieser ist in einer Kokerei üblicherweise in großen Mengen vorhanden, und ist ein effektives Austriebsgas für viele Verbindungen. Dieser ist auch in der Lage, thermisch labile Schadstoffe bzw. Fremdstoffe thermisch zu spalten, und die erhaltenen Gase dann auszutreiben. Der aufgefangene Dampf enthält bereits einen großen Teil der Schadstoffe und kann zur Abscheidung der Schadstoffe auskondensiert oder zur Entsorgung beispielsweise in einen Claus-Reaktor gegeben werden. Der Austriebsvorgang zum Austreiben der gasförmigen Stoffe aus dem Abwasser findet in einer Desorptionskolonne statt, die häufig auch Kokereikolonne oder Stripperkolonne genannt wird. Das Austreiben von Gasen aus einer Flüssigkeit wird häufig auch als Engasen von Flüssigkeiten oder Strippen bezeichnet.
Desorptionsprozesse zur Reinigung eines Abwassers durch Desorption unter Zuhilfenahme eines Austriebsgases sind im Stand der Technik bekannt. Die US431 1597A beschreibt ein Verfahren zur Entfernung von Ammoniak aus einem Abwasser, welches freies und gebundenes Ammoniak enthält, wobei das Verfahren die Schritte Destillieren des Abwassers zur Entfernung des freien Ammoniaks, Behandlung des destillierten Abwassers mit Sodaasche zur Freisetzung des gebundenen Ammoniaks, und Destillieren des behandelten Abwassers zur Entfernung des freigesetzten Ammoniaks umfasst. In einer Ausführungsform dieses Verfahrens wird zur Unterstützung des Austriebs sowohl des freien Ammoniaks als auch des freigesetzten Ammoniaks Niederdruckdampf durch die Kolonne geleitet. Auf diese Weise kann das Ammoniak als Wertstoff zurückgewonnen werden.
Das nach der Desorption durch ein Gas erhaltene Abwasser enthält noch die nichtaustriebsfähigen Stoffe, so dass dieses Abwasser nicht ohne weiteres in die Umgebung abgegeben werden kann. Hierfür ist eine erneute Abwasserreinigung erforderlich. Diese wird in den meisten Fällen durch eine biologische Abwasserreinigung in einem Entgiftungsreaktor vorgenommen, in dem die Schadstoffe metabolisch durch anaerobe oder aerobe Umsetzung in Metaboliten umgesetzt werden. Solche Metaboliten sind beispielsweise Ammoniumverbindungen und Kohlendioxid, und bei geringer Schwefelkonzentration durch Sulfatierung Sulfate.
Da auch Ammoniumverbindungen nicht ohne weiteres in die Umgebung abgegeben werden können, können diese durch biologische Verfahren aus dem Stand der Technik mit den nachfolgenden Schritten der Nitrifikation und Denitrifitation in Stickstoff umgewandelt werden. Bei der Nitrifikation werden die Ammoniumverbindungen in Nitrate umgewandelt, und bei der nachfolgenden Denitrifikation die Nitrate in Stickstoff. Dieser wird dann in die Atmosphäre abgegeben.
Ein Beispiel für ein Reinigungsverfahren mit den Schritten der Entgiftung und der Nitrifikation mit nachfolgender Denitrifikation beschreibt die DE10201 1001962A1. Diese Druckschrift beschreibt ein Verfahren zur biologischen Reinigung von Kokereiabwasser, welches mit Stickstoffverbindungen, Cyaniden, Phenolen, und Sulfiden belastet ist, und welches zur Entfernung von Schadstoffen, die eine Nitrifikation hemmen, zusammen mit einem Biomasse enthaltenden Stoffstrom einem Entgiftungsreaktor zugeführt wird, welcher eine Begasungszone und eine Reaktionszone aufweist, wobei das dem Entgiftungsreaktor zugeführte Aufgabegemisch in der Begasungszone mit einem gasförmigen Oxidationsmittel beaufschlagt wird, und ein mit dem Oxidationsmittel angereicherter Stoffstrom der Reaktionszone zugeführt wird, in der Cyanide und andere die Nitrifikation hemmende Schadstoffe biologisch abgebaut werden, und aus der Reaktionszone des Entgiftungsreaktors ein Stoffstrom abgezogen und in den Entgiftungsreaktor zurückgeführt wird, und ein Abwasserstrom aus dem Entgiftungsreaktor mittels einer Membranfiltration in einen Biomasse enthaltenden Retentatstrom und einen gereinigten Permeatstrom aufgetrennt wird, und aus dem Retentatstrom ein Teilstrom, der Überschussschlamm mitführt, ausgeschleust wird, und der Retentatstrom nach Abtrennen des Teilstroms in den Entgiftungsreaktor zurückgeführt wird, und der Permeatstrom durch Nitrifikation mit nachfolgender Denitrifikation gereinigt wird.
Die Aufstellung einer Reihe von biologischen Reinigungsstufen ist jedoch recht aufwendig, und muss von Filtrationen nach den einzelnen biologischen Reinigungsschritten begleitet werden. Zudem gehen die Ammoniumverbindungen, welche mit dem Abwasser in die biologische Reinigungsstufe gegeben werden, durch die Stufen der Nitrifikation und der Denitrifikation ungenutzt verloren. Es wäre deshalb von Vorteil, wenn die Ammoniumverbindungen, welche nach dem Austrieb in der Kokereikolonne in dem Abwasser noch vorhanden sind, als Wertstoffe zumindest genutzt werden können. Die DE 40 18 309 A1 offenbart ein Verfahren zur Aufarbeitung von Abwasser aus unter erhöhtem Druck betriebenen Vergasungsanlagen. Aus der DE 1 168 398 ist ein Verfahren zur Reinigung von Flüssigkeiten, die Ammoniak und saure Bestandteile enthalten, bekannt. Die DE 1 767 108 beschreibt ein Verfahren zum Vernichten des Ammoniaks aus den in der Kokerei anfallenden Wässern und die DE 41 35 763 offenbart ein Verfahren zur gemeinsamen Aufarbeitung von NH3- und/oder H2S-haltigen Prozeßabwässern sowie natriumsulfidhaltiger Natronlauge.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Reinigung von Abwässern aus einer Koksofenanlage zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der vorliegenden Beschreibung und der Patentansprüche gelöst.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufarbeitung von Abwasser aus einer Kokerei umfassend die Schritte
(a) Entgasen des Abwassers in einer ersten Desorptionskolonne;
(b) Biologische Entgiftung des Abwassers mit Biomasse;
(c) Abtrennen des Abwassers von der Biomasse;
(d) Entgasen des Abwassers in einer zweiten Desorptionskolonne;
(e) Überführen des aus der zweiten Desorptionskolonne abgeführten Gases in die erste Desorptionskolonne.
Die Schritte (a)-(e) des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgen bevorzugt in alphabetischer Reihenfolge, wobei es möglich ist, dass einzelne Schritte vollständig oder teilweise gleichzeitig erfolgen. Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe insbesondere durch ein Verfahren, welches die Reinigung des Abwassers aus einer Kokerei vornimmt, in dem dieses zunächst in einer ersten Desorptionskolonne mit einem (Austriebsgas) Desorptionsgas von den mitgeführten Fremdgasen gereinigt wird (Schritt (a)), das so von Fremdgasen gereinigte Abwasser dann aus der Desorptionskolonne in eine Entgiftungsstufe geführt wird, in der eine mikrobiologische Abwassereinigung des zuvor entgasten Abwassers durch eine Biomasse durchgeführt wird (Schritt (b), und das Abwasser von der Biomasse vorzugsweise durch Filtration getrennt wird (Schritt (c)), und das so erhaltene gereinigte Abwasser dann in eine zweite Desorptionskolonne (Zwischenkolonne) geführt wird, in der das ammoniakhaltige Abwasser durch ein desorbierendes Gas von dem mitgeführten restlichen Ammoniak und ggf. Kohlendioxid aus der Entgiftungsstufe befreit wird (Schritt (d)), und das desorbierende Gas dann erfindungsgemäß mit dem desorbierten Ammoniak aus der Zwischenkolonne in die erste Desorptionskolonne zurückgeführt wird (Schritt (e)).
Es wurde im Rahmen der vorliegenden Erfindung durch Messung des Abwassers aus der Entgiftungsstufe festgestellt, dass die Stickstoffverbindungen in dem Abwasser aus dieser Stufe bei geeigneter Handhabung der Entgiftungsstufe weitgehend in freies Ammoniak umgewandelt werden. Die bei den Verfahren nach dem Stand der Technik nachfolgenden Reaktionsstufen der Nitrifikation und Denitrifikation können dadurch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren entfallen. Da die Schritte der Nitrifikation und Denitrifikation vergleichsweise aufwendige Verfahrensschritte darstellen, stellt deren Entfall einen wesentlichen Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens dar. Es ist somit einfacher und wesentlich kostengünstiger durchführbar als die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren.
Das freie Ammoniak und ggf. Kohlendioxid, welches nach der Reaktionsstufe der Entgiftung noch in dem Abwasser enthalten ist, kann dann durch Austrieb mit einem Gas erfolgen. Dies erfolgt vorteilhaft in einer zweiten Desorptionskolonne (Zwischenkolonne), damit das Abwasser aus der Desorptionskolonne, welches in die Entgiftungsstufe geführt wird, nicht in. die erste Desorptionskolonne zurückgegeben werden muss. Um das Gas, welches zum Austrieb des freien Ammoniaks in der zweiten Desorptionskolonne (Zwischenkolonne) genutzt wird, weiterverwenden zu können, kann dieses zusammen mit dem ausgetriebenen Gas, insbesondere Ammoniak in die erste Desorptionskolonne überführt werden. Dadurch ist es nicht erforderlich, zwei verschiedene Gaszuführungssysteme mit einem entsprechenden Verbrauch an Desorptionsgas vorzusehen. Gleichzeitig kann das Ammoniak auf demselben Weg wie das ausgetriebene Fremdgas aus der ersten Desorptionskolonne ausgeführt werden. Handelt es sich bei dem Desorptionsgas um Dampf, so wird Dampf eingespart.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in den Verfahrensschritten (a) und/oder (d) als Desorptionsgas (vorstehend auch als desorbierendes Gas oder Austriebsgas bezeichnet) bevorzugt Dampf (Wasserdampf) verwendet. Dieser hat für Ammoniak eine ausreichende Desorptionswirkung und kann in einer Kokerei ohne großen technischen Aufwand bereitgestellt werden. Prinzipiell kann jedoch jedes Desorptionsgas verwendet werden, welches zur Desorption von Fremdgasen aus Abwässern geeignet ist. Diese sind dem Fachmann zur Reinigung von Abwässern bekannt, und werden beispielhaft beschrieben in der US2777815A. Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Desorptionskolonnen können mit üblichen, dem Fachmann bekannten Stoffaustauschelementen versehen sein, um den Stoffaustausch zu verbessern.
Beansprucht wird insbesondere auch ein Verfahren zur Aufarbeitung von Abwässern in einer Kokerei durch eine mikrobiologische Entgiftung, wobei
• in einer Kokerei ein schwefel- und stickstoffhaltiges Abwasser anfällt, welches in einer ersten Desorptionskolonne unter Durchleitung von einem Gas (Austriebsgas) von den mitgeführten gelösten Fremdgasen gereinigt wird, so dass mit dem Gas die desorbierten Fremdgase und ein von gelösten Gasen gereinigtes Abwasser erhalten werden, und
• die desorbierten Fremdgase mit dem Austriebsgas aus der Desorptionskolonne abgeführt werden, und
• das von Fremdgasen gereinigte Abwasser, welches mit Verunreinigungen aus dem Kokereiprozess wie Stickstoffverbindungen, Cyaniden, Phenolen, organischen Verbindungen und Schwefelverbindungen beladen ist, in einen Entgiftungsreaktor gegeben wird, wo das gereinigte Abwasser mit einer mikroorganismenhaltigen Biomasse, welche einen aeroben oder anaeroben Abbau der Verunreinigungen wie Stickstoffverbindungen, Cyanide, Phenole, organischen Verbindungen und Schwefelverbindungen durchführt, und Luftsauerstoff zur Reaktion gebracht wird, so dass ein von derartigen Verunreinigungen gereinigtes ammoniakhaltiges Abwasser erhalten wird, und
• das so erhaltene Abwasser durch eine Ultrafiltration von der Biomasse abgetrennt wird, und welches dadurch gekennzeichnet ist, dass
• das gereinigte ammoniakhaltige Abwasser, welches nach der Ultrafiltration erhalten wird, ohne weitere Nitrifikation und Denitrifikation in eine zweite Desorptionskolonne (Zwischenkolonne) geführt wird, welche zur Desorption des darin enthaltenen Ammoniaks mit Austriebsgas (Desorptionsgas) beaufschlagt wird, und
• das Austriebsgas (Desorptionsgas) nach der Durchleitung durch die zweite Desorptionskolonne (Zwischenkolonne) im Gemisch mit dem desorbierten Ammoniak in die erste Desorptionskolonne übergeführt wird, so dass das Ammoniak mit den in der ersten Desorptionskolonne desorbierten Fremdgasen aus der Desorptionskolonne ausgeführt wird, und aus der zweiten Desorptionskolonne (Zwischenkolonne) ein gereinigtes Abwasser erhalten wird, welches weitgehend frei von gelösten Gasen und Schadstoffen bzw. Fremdstoffen ist, und in die Umgebung abgegeben werden kann.
Die erfindungsgemäß zum Einsatz kommende Biomasse basiert auf Mikroorganismen, welche ggf. unter Luftzufuhr einen aeroben bzw. unter Luftausschluss einen anaeroben Abbau der im Abwasser enthaltenden Schadstoffe bzw. Fremdstoffe aus dem Kokereiprozess, wie beispielsweise Stickstoffverbindungen, Cyaniden, Phenolen, organischen Verbindungen und Schwefelverbindungen gewährleistet. Dem Fachmann ist die geeignete Zusammenstellung und Bereitstellung von Biomasse für diesen Verwendungszweck bekannt.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat sich erwiesen, dass auf die Abtrennung der Biomasse vom Abwasser (Schritt (c)), nicht verzichtet werden kann, da das mikrobenhaltige Abwasser aus der Entgiftungsstufe noch Belebtschlamm enthält, der im Desorptionsprozess schädlich ist und die Kolonnen verschmutzt. Vorzugsweise erfolgt die Abtrennung durch Filtration, besonders bevorzugt durch Ultrafiltration. Dieser Abtrennungsschritt, insbesondere die Ultrafiltration ist jedoch im Vergleich zu der im Stand der Technik nachfolgenden Nitrifikations- und Denitrifikationstufe, welche dann wegfallen, ein vergleichsweise geringer Aufwand.
In einer Ausführungsform der Erfindung werden die desorbierten Fremdgase aus der ersten Desorptionskolonne ausgeführt und nach der Ausführung in das schwefelhaltige Sauergas für eine Claus-Anlage eingeleitet (Schritt (f)), welche aus einem Claus-Ofen zur Verbrennung eines Teilstroms der schwefelhaltigen Sauergase in Schwefeldioxid, und einem Claus- Reaktor zur Umwandlung des Schwefeldioxids mit dem zweiten Teilstrom des schwefelhaltigen Sauergases in elementaren Schwefel besteht. Die desorbierten Fremdgase können jedoch nach der Abführung aus der Desorptionskolonne einer beliebigen Weiterverwendung zugeführt werden. Dies kann beispielsweise auch ein Prozess zur Schwefelsäureherstellung sein.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Desorptionsgas um Dampf. Dieser kann beliebig bereitgestellt werden. Der Dampf, welcher als Desorptionsgas bereitgestellt wird, und welcher zur Einleitung in die Zwischenkolonne genutzt wird, kann beispielsweise ein Dampf sein, welcher Dampf aus dem Dampfsystem der Kokerei ist. Der Dampf, welcher zur Einleitung in die Zwischenkolonne genutzt wird, kann aber auch ein Dampf sein, welcher in einem separaten Dampfkessel erzeugt wird.
Statt Dampf kann prinzipiell jedes andere Desorptionsgas genutzt werden, welches insbesondere zur Desorption von Ammoniak aus Abwässern geeignet ist. Statt Dampf können beispielsweise auch Kohlendioxid, Stickstoff, Helium, Wasserstoff, Ethan, Propan oder Gemische aus zwei oder mehreren dieser Gase genutzt werden. In der Praxis hat sich allerdings herausgestellt, dass Dampf das am besten geeignete Desorptionsgas ist, da Dampf das Ammoniak gut desorbiert und auch Ammoniumverbindungen, die in dem Abwasser noch vorhanden sind, thermisch spaltet.
Der Dampf, welcher aus der zweiten Desorptionskolonne (Zwischenkolonne) in die erste Desorptionskolonne) Kokereikolonne überführt wird, kann weiterbehandelt werden, wie dies im Stand der Technik üblich ist. Dieser kann beispielsweise nach der Abführung aus der Kokereikolonne auskondensiert werden, und die Fremdgase oder Fremdstoffe zurückgewonnen werden. Es ist im Rahmen der Erfindung auch möglich, den Dampf aus der Kokereikolonne in den Claus-Prozess zu führen. In vielen Kokereianlagen wird auch eine Claus-Anlage zur Umsetzung der schwefelhaltigen Fremdstoffe in elementaren Schwefel betrieben. Claus-Anlagen zur Umwandlung von Schwefelwasserstoff oder schwefelorganischen Verbindungen in elementaren Schwefel sind im Stand der Technik bekannt. Ausführungsformen für einen Claus-Prozess offenbaren beispielsweise WO2004014792A1 und WO2004014791A1.
Das Abwasser, welches aus der Entgiftungsstufe ohne weitere Nitrifikation und Denitrifikation entnommen wird, besitzt nach der Abtrennung von der Biomasse, insbesondere nach der Ultrafiltration zur Abfiltrierung der Biomasse in der Regel einen Restgehalt an Fremdstoffen, welcher unterhalb der zulässigen Grenzwerte zur Abgabe an die Umwelt liegt. Es ist jedoch häufig noch erforderlich oder zumindest vorteilhaft, eine Nachreinigung durchzuführen (Schritt (h)), um eine optimale Wasserqualität zur Abgabe an die wasserführende Umwelt zu erreichen. Eine Nachreinigung kann beispielsweise in einer Partikelfiltration oder in einer Sauerstoffanreicherung bestehen. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es daher möglich, das Abwasser aus der zweiten Desorptionskolonne (Zwischenkolonne) in einen Behälter zu führen, in dem dieses vor der Abführung aus dem Prozess zwischengespeichert wird (Schritt (g)). Dadurch kann das Abwasser bei Bedarf nachbehandelt werden, bevor dieses an die wasserführende Umwelt abgegeben wird. Es ist auch möglich, das Abwasser wenigstens teilweise in die erste Desorptionskolonne zurückzuführen. Das Abwasser kann dabei aus der zweiten Desorptionskolonne (Zwischenkolonne) in einen Behälter geführt werden, in dem dieses vor der Abführung in die erste Desorptionskolonne zwischengespeichert wird. Die Abwasserreinigung durch den Entgiftungsreaktor wird üblicherweise in Zyklen ausgeführt und kann deshalb auch mehrfach angeordnet werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Anlage zur Reinigung von Abwässern aus einer Koksofenanlage umfassend
(i) eine erste Desorptionskolonne zum Entgasen des Abwassers;
(ii) eine oder mehrere Entgiftungsvorrichtungen zum biologischen Entgiften des
Abwassers mit Biomasse;
(iii) eine Vorrichtung zum Abtrennen des Abwassers von der Biomasse; und
(iv) eine zweite Desorptionskolonne zum Entgasen des entgifteten Abwassers.
Bevorzugt umfasst die erfindungsgemäße Anlage
(vi) eine Claus-Anlage umfassend einen Claus-Ofen zur Verbrennung eines
Teilstroms der schwefelhaltigen Sauergase in Schwefeldioxid und einem Claus- Reaktor zur Umwandlung des Schwefeldioxids mit einem zweiten Teilstrom des schwefelhaltigen Sauergases in elementaren Schwefel.
Bevorzugt umfasst die erfindungsgemäße Anlage
(vii) ein System zur Erzeugung von Dampf. Bevorzugt umfasst die erfindungsgemäße Anlage
(viii) einen oder mehrere Behälter zur Zwischenspeicherung und ggf. Nachreinigung des entgasten und gereinigten Abwassers. Beansprucht wird insbesondere auch eine Anlage zur Ausführung eines Verfahrens zur verbesserten Reinigung von Abwässern aus einer Koksofenanlage, wobei diese Anlage eine erste Desorptionskolonne zur Reinigung des Abwassers aus einer Kokerei und einen Entgiftungsreaktor mit nachfolgender Ultrafiltration umfasst, in welchen das beladene Abwasser aus der ersten Desorptionskolonne geführt wird, und welche dadurch gekennzeichnet ist, dass der Entgiftungsreaktor keine nachgeschaltete Nitrifikation und Denitrifikation aufweist, und die Vorrichtung eine zweite Desorptionskolonne (Zwischenkolonne) aufweist, in welche das gereinigte Abwasser nach der Ultrafiltration geführt wird, die mit einer Dampfzuleitung ausgestattet ist, und mit einer Abführungsleitung für den Dampf, welche in die erste Desorptionskolonne geführt wird.
Das vorstehend beschriebene Verfahren besitzt den Vorteil, eine Abwasserreinigung in einer Anlage zur Herstellung von Koks zu ermöglichen, wobei auf die aufwendigen Stufen der Nitrifikation und Denitrifikation, welche im Stand der Technik nach der Entgiftung zur Umwandlung der Ammoniumverbindungen in elementaren Stickstoff erforderlich sind, verzichtet werden kann, und wobei das Abwasser im Wesentlichen Ammoniak als Fremdstoff enthält, welches in einer nachfolgenden Desorptionskolonne (Zwischenkolonne) ohne weiteres ausgetrieben werden kann, und das dabei verwendete Desorptionsgas ohne Weiteres energiesparend auch in der ersten Desorptionskolonne) (Kokereikolonne) verwendet werden kann. Dadurch erreicht man eine verbesserte Wirtschaftlichkeit des gesamten Verfahrens.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind:
Ausführungsform 1 : Verfahren zur Aufarbeitung von Abwässern in einer Kokerei durch eine mikrobiologische Entgiftung, wobei
• in einer Kokerei ein schwefel- und stickstoffhaltiges Abwasser anfällt, welches in einer Desorptionskolonne unter Durchleitung von Gas von den mitgeführten gelösten Fremdgasen gereinigt wird, so dass mit dem Gas die desorbierten Fremdgase und ein von gelösten Gasen gereinigtes Abwasser erhalten wird, und
• die desorbierten Fremdgase aus der Desorptionskolonne ausgeführt werden, und
• das von Fremdgasen gereinigte Abwasser, welches mit Verunreinigungen aus Stickstoffverbindungen, Cyaniden, Phenolen, organischen Verbindungen und Schwefelverbindungen beladen ist, in einen Entgiftungsreaktor gegeben wird, wo das gereinigte Abwasser mit einer mikroorganismenhaltigen Biomasse, welche einen aeroben oder anaeroben Abbau der Stickstoffverbindungen, Cyanide, Phenole, organischen Verbindungen und Schwefelverbindungen durchführt, und Luftsauerstoff zur Reaktion gebracht wird, so dass ein von Verunreinigungen gereinigtes ammoniakhaltiges Abwasser erhalten wird, und
• das so erhaltene Abwasser durch eine Ultrafiltration von der Biomasse gereinigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
• das gereinigte ammoniakhaltige Abwasser, welches nach der Ultrafiltration aus dem Entgiftungsreaktor ausgeführt wird, ohne weitere Nitrifikation und Denitrifikation in eine Zwischenkolonne geführt wird, welche zur Desorption des darin enthaltenen Ammoniaks mit Desorptionsgas beaufschlagt wird, und
• das Desorptionsgas nach der Durchleitung durch die Zwischenkolonne im Gemisch mit dem desorbierten Ammoniak in die Desorptionskolonne zurückgeführt wird, so dass das Ammoniak mit den in der Desorptionskolonne desorbierten Fremdgasen aus der Desorptionskolonne ausgeführt wird, und aus der Zwischenkolonne ein gereinigtes Abwasser erhalten wird, welches frei von gelösten Gasen und Fremdstoffen ist, und in die Umgebung abgegeben werden kann. Ausführungsform 2: Verfahren nach Ausführungsform 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das die desorbierten Fremdgase aus der Desorptionskolonne ausgeführt werden und nach der Ausführung in das schwefelhaltige Sauergas für eine Claus-Anlage eingeleitet werden, welche aus einem Claus-Ofen zur Verbrennung eines Teilstroms der schwefelhaltigen Sauergase in Schwefeldioxid, und einem Claus-Reaktor zur Umwandlung des Schwefeldioxids mit dem zweiten Teilstrom des schwefelhaltigen Sauergases in elementaren Schwefel besteht.
Ausführungsform 3: Verfahren nach einer der Ausführungsformen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Desorptionsgas um Dampf handelt.
Ausführungsform 4: Verfahren nach Ausführungsform 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf, welcher zur Einleitung in die Zwischenkolonne genutzt wird, Dampf aus dem Dampfsystem der Kokerei ist.
Ausführungsform 5: Verfahren nach Ausführungsform 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf, welcher zur Einleitung in die Zwischenkolonne genutzt wird, in einem separaten Dampfkessel erzeugt wird.
Ausführungsform 6: Verfahren nach einer der Ausführungsformen 1 -5, dadurch gekennzeichnet, dass das Abwasser aus der Zwischenkolonne in einen Behälter geführt wird, in dem dieses vor der Ausführung aus dem Prozess zwischengespeichert wird.
Ausführungsform 7: Verfahren nach einer der Ausführungsformen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Abwasser aus der Zwischenkolonne in einen Behälter geführt wird, in dem dieses vor der Ausführung in die Desorptionskolonne zwischengespeichert wird.
Ausführungsform 8: Anlage zur Ausführung eines Verfahrens nach einer der Ausführungsformen 1 bis 7, wobei diese eine Desorptionskolonne zur Reinigung des Abwassers aus einer Kokerei und einen Entgiftungsreaktor mit nachfolgender Ultrafiltration, in welchen das beladene Abwasser aus der Desorptionskolonne geführt wird, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Entgiftungsreaktor keine nachgeschaltete Nitrifikation und Denitrifikation aufweist, und die Vorrichtung eine Zwischenkolonne, in welche das gereinigte Abwasser nach der Ultrafiltration geführt wird, aufweist, die mit einer Dampfzuleitung ausgestattet ist, und mit einer Ausführungsleitung für den Dampf, welche in die Desorptionskolonne geführt wird.
Die Erfindung wird durch eine Figur 1 weiter erläutert, wobei diese Figur nur beispielhafte Ausführungsform der Erfindung darstellt und die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Der Fachmann erkennt, dass bei einer erfindungsgemäßen Anlage nicht zwingend alle abgebildeten Merkmale gleichzeitig verwirklicht sein müssen.
In eine erste Desorptionskolonne (1) wird ein schadstoffhaltiges Abwasser (2) mit darin enthaltenen gelösten Fremdgasen aus einer Kokerei eingeleitet. Gleichzeitig wird in die Desorptionskolonne (1), welche zum verbesserten Stoffaustausch mit Stoffaustauschelementen (1a) versehen sein kann, heißer Dampf (3) im Gegenstrom eingeleitet. Die in dem Abwasser (2) enthaltenen Fremdgase (4) werden dabei ausgetrieben oder, sofern diese als thermisch labile Feststoffe vorliegen, thermisch zersetzt und dann ausgetrieben. Die ausgetriebenen Fremdgase (4) und der Dampf (3) werden aus der Desorptionskolonne (1) abgeführt (13). Das von den Fremdgasen gereinigte Abwasser (4a) wird dann über eine Pumpe (2a) in den Entgiftungsreaktor (5), welcher aus einem belüfteten Becken mit Luftzuführung (5a) besteht, geführt, in der das Abwasser (6) über einer Biomasse (7) durch aerobe Metabolisierung gereinigt wird. Der Reinigungsprozess kann auch durch einen Rührvorgang (5b) unterstützt werden. Das gereinigte Abwasser (8) wird aus dem Entgiftungsreaktor (5) in eine Ultrafiltration (9) gegeben. Das Abwasser (8) wird dabei von der Biomasse (7) befreit und enthält als Fremdstoffe noch Kohlendioxid und Ammoniak als metabolisierte Fremdstoffe. Das gereinigte filtrierte Abwasser (10) wird dann in eine zweite Desorptionskolonne (Zwischenkolonne) (11) gegeben, in der das gereinigte Abwasser (10) mit heißem Dampf (12) versetzt wird. Dieser Dampf (12) wird in einem separaten Dampfkessel (12a) erzeugt. Dadurch werden das Kohlendioxid und das Ammoniak ausgetrieben. Das Kohlendioxid und das Ammoniak, welche ausgetrieben werden, werden erfindungsgemäß mit dem Dampf (12b) in die erste Desorptionskolonne (1) gegeben, wodurch der Desorptionsprozess in der Desorptionskolonne (1) unterstützt wird. Das aus der Desorptionskolonne (1) ausgetriebene Fremdgas wird mit dem Dampf (13) aus der Desorptionskolonne (1) abgeführt, und kann über ein Ventil (13a) in den Claus-Prozess gegeben werden. Dieser besteht aus einem Claus-Ofen (14) zur Verbrennung eines Teilstroms (14a) des Schwefelwasserstoffs und einem Claus-Reaktor (15) zur Reaktion des restlichen Schwefelwasserstoffs (14b) mit dem aus dem Claus-Ofen (14) erhaltenen Schwefeldioxid (16). Das Ammoniak, welches aus dem gereinigten Abwasser (10) in der zweiten Desorptionskolonne (Zwischenkolonne) (11 ) ausgetrieben wurde, wird somit in den Claus-Ofen (14) gegeben und dort wenigstens teilweise zu Stickstoff verbrannt. Dadurch erhält man nach Durchlaufen des Claus-Reaktors (15) ein stickstoffhaltiges Abgas (15a). Das Abwasser (17) aus der Zwischenkolonne (11 ) wird über ein Ventil (11a) abgelassen und in einen Lagertank (18) gegeben. Nach der Lagerung wird es in die Umgebung abgelassen (18a).
Bezugszeichenliste
1 Desorptionskolonne
1 a Stoffaustauschelemente
2 Abwasser
3 Dampf
4 Fremdgase
4a Von Fremdgasen gereinigtes Abwasser
5 Entgiftungsreaktor
5a Luftzuführung
5b Rührvorgang
6 Abwasser
7 Biomasse
8 Gereinigtes Abwasser
9 Ultrafiltration
10 Filtriertes Abwasser
11 Zwischenkolonne
1 1 a Ventil zum Ablassen des gereinigten Abwassers
12 Dampf
12a Dampfkessel
12b In die Desorptionskolonne zurückgeführter Dampf
13 Fremdgas und Dampf
13a Ventil
14 Claus-Ofen
14a Erster Teilstrom Schwefelwasserstoff
14b Zweiter Teilstrom Schwefelwasserstoff
15 Claus-Reaktor
15a Stickstoffhaltiges Abgas Schwefeldioxid Abwasser
Lagertank
Abgelassenes Wasser

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Aufarbeitung von Abwasser aus einer Kokerei umfassend die Schritte
(a) Entgasen des Abwassers in einer ersten Desorptionskolonne;
(b) Biologische Entgiftung des Abwassers mit Biomasse;
(c) Abtrennen des Abwassers von der Biomasse;
(d) Entgasen des Abwassers in einer zweiten Desorptionskolonne;
(e) Überführen des aus der zweiten Desorptionskolonne abgeführten Gases in die erste Desorptionskolonne.
2. Das Verfahren gemäß Anspruch 1 , umfassend den zusätzlichen Schritt:
(f) Einleiten des aus der ersten Desorptionskolonne ausgeleiteten Gasstroms in eine Claus-Anlage.
3. Das Verfahren gemäß einem oder beiden der Ansprüche 1-2, wobei das zum Entgasen in der ersten Desorptionskolonne verwendete Gas und/oder das zum Entgasen in der zweiten Desorptionskolonne verwendete Gas Dampf ist bzw. auf Dampf basiert.
4. Das Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei der zum Entgasen in der ersten Desorptionskolonne verwendete Dampf und/oder der zum Entgasen in der zweiten Desorptionskolonne verwendete Dampf aus einem Dampfsystem der Kokerei stammen.
5. Das Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei der zum Entgasen in der ersten Desorptionskolonne verwendete Dampf und/oder der zum Entgasen in der zweiten Desorptionskolonne verwendete Dampf in einem separaten Dampfsystem erzeugt werden.
6. Das Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, wobei die biologische Entgiftung einen aeroben Abbau von Schadstoffen und/oder einen anaeroben Abbau von Schadstoffen umfasst.
7. Das Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, wobei es keine Schritte der Nitrifikation und Denitrifikation umfasst.
8. Das Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1-7, wobei das Abtrennen des Abwassers von der Biomasse durch Filtration, vorzugsweise durch Ultrafiltration erfolgt.
9. Das Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 -8 umfassend den zusätzlichen Schritt:
(g) Zwischenspeicherung des aus der zweiten Desorptionskolonne abgeführten Abwassers vor der Einleitung in die Umwelt.
10. Das Verfahren gemäß Anspruch 9 umfassend den zusätzlichen Schritt:
(h) Nachreinigung des zwischengespeicherten Abwassers.
11. Das Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei die Nachreinigung in einer Partikelfiltration und/oder einer Sauerstoffanreicherung besteht.
12. Anlage zur Reinigung von Abwässern aus einer Koksofenanlage umfassend die miteinander in Wirkverbindung stehenden Elemente:
(i) eine erste Desorptionskolonne zum Entgasen des Abwassers;
(ii) eine oder mehrere Entgiftungsvorrichtungen zum biologischen Entgiften des Abwassers mit Biomasse;
(iii) eine Vorrichtung zum Abtrennen des Abwassers von der Biomasse; und
(iv) eine zweite Desorptionskolonne zum Entgasen des entgifteten Abwassers.
13. Die Anlage gemäß Anspruch 12 umfassend
(vi) eine Claus-Anlage umfassend einen Claus-Ofen zur Verbrennung eines Teilstroms der schwefelhaltigen Sauergase in Schwefeldioxid und einem Claus- Reaktor zur Umwandlung des Schwefeldioxids mit einem zweiten Teilstrom des schwefelhaltigen Sauergases in elementaren Schwefel.
14. Die Anlage gemäß einem oder beiden der Ansprüche 12 und 13 umfassend (vii) ein System zur Erzeugung von Dampf.
Die Anlage gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 12-14 umfassend
(viii) einen oder mehrere Behälter zur Zwischenspeicherung und Nachreinigung des entgasten und gereinigten Abwassers.
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