DE3030959A1

DE3030959A1 - Verfahren zum reinigen von wasser

Info

Publication number: DE3030959A1
Application number: DE19803030959
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. 7500 Karlsruhe Hörner; Wolfgang Dipl.-Chem. Dr.-Ing. 7560 Gassenau Kühn; Karl Heinz 6239 Kriftel Schmidt
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1980-08-16
Filing date: 1980-08-16
Publication date: 1982-10-21
Also published as: DE3030959C2

Description

Verfahren zum Reinigen von Wasser
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Wasser, welches leicht flüchtige organische Verbindungen enthält, durch Ausblasen mit Luft in einer Füllkörperkolonne.
Das gereinigte Wasser kann z.B. als Trinkwasser verwendet oder als Abwasser abgeleitet werden. Bei den zu entfernenden organischen Stoffen, die flüssig oder auch gasförmig sein können, handelt es sich bevorzugt um leicht flüchtige Halogenkohlenwasserstoffe wie z.B. Tri- und Tetrachloräthylen, oder auch um Verbindungen wie etwa Benzol oder Aceton.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren auf einfache und wirtschaftliche Weise durchzuführen und sowohl ein ausreichend gereinigtes als auch ein stabiles Wasser zu erhalten. Dies wird dadurch erreicht, daß man die aus der Kontaktzone kommende Luft in einer Reinigungszone von den aufgenommenen organischen Verbindungen weitgehend befreit und die Luft mit einem Partialdruck an Kohlendioxid, der etwa gleich dem C02-Partialdruck des zu behandelnden Wassers ist, in die Kontaktzone zurückleitet.
Die hierbei zum Strippen (Ausblasen) verwendete Luft wird ganz oder weitgehend im Kreislauf geführt. Dies hat zur Folge, daß der Gehalt an C02 in dem zu behandelnden Wasser nicht wesentlich verändert wird.
Bekanntlich besteht im Wasser das sogenannte Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht. Entfernt man aus dem Wasser C02, fällt Calciumkarbonat aus. Diese Ausscheidungen sind unerwünscht und es ist deshalb ein wichtiges Ziel des Verfahrens, den C02-Gehalt des Wassers nicht oder nur ganz wenig zu verändern.
Für das Strippen in der Kontaktzone wird üblicherweise ein Volumenverhältnis (gemessen bei 1 bar) Luft : Wasser im Bereich von 1 : 1 bis 50 : 1 eingehalten. Es ist vorteilhaft, in der Reinigungszone die organischen Verbindungen der Luft an Aktivkohle oder an Adsorberharz zu binden. üblicherweise werden diese Adsorbersubstanzen nach genügender Beladung regeneriert und wiederverwendet. Um die Kondensatbildung in der Reinigungszone möglichst zu verhindern und um dadurch bessere Adsorptionsbedingungen einzustellen, wird die aus der Kontaktzone kommende Luft vor der Reinigungszone auf eine Temperatur erwärmt, die etwa 10 bis 600C über ihrem Taupunkt liegt. Dies kann durch ein der Kolonne nachgeschaltetes Kreislaufgebläse und der dabei erzielten Druck- und Temperaturerhöhung geschehen. Falls nötig, wird die Luft vor der Reinigungszone durch eine Aufheizung geführt.
Wird in der Reinigungszone Aktivkohle als Adsorptionsmittel verwendet, so kann sie in bekannter Weise mittels Wasserdampf regeneriert werden. Das Desorbat wird gekühlt und anfallendes Kondensat in die Komponenten Lösungsmittel und Wasser getrennt.
Das die Trenneinrichtung verlassende Wasser enthält bis zur Löslichkeitsgrenze noch leichtflüchtige organische Verbindungen. Für die Reinigung dieses Wasser bietet sich wiederum die Behandlung in einem mit Frischluft betriebenen Stripper und die Reinigung der entstehenden Abluft über Aktivkohle an.
Für diese Aktivkohle kann auch beladene Aktivkohle der Reinigungszone verwendet werden. Dadurch wird diese Aktivkohle noch höher beladen, was für die Regeneration vorteilhaft ist.
Eine andere Möglichkeit der Reinigung des Wassers besteht darin, dieses Wasser direkt durch ein Bett beladener Aktivkohle, das zuvor in der Reinigungszone verwendet wurde, hindurchzuleiten.
Die Zeichnung zeigt eine Möglichkeit für die Durchführung des Verfahrens in Form eines schematischen Fließbildes.
Organische Lösungsmittel enthaltendes Wasser wird in der Leitung 1 einer Kolonne 2 aufgegeben, in welcher der Lösungsmittelgehalt ausgeblasen (gestrippt) wird. Die Kolonne 2 enthält mehrere Betten aus Füllkörpern, z.B. Raschigringen.
Während das zu behandelnde Wasser nach unten durch die Kolonne 2 rieselt, durchströmt Luft aus der Leitung 3 die Kolonne von unten. Lösungsmittelhaltige Luft, die mit Wasserdampf ganz oder weitgehend gesättigt ist, verläßt die Ko lonne durch die Leitung 4 und wird im Kreislaufgebläse 5 verdichtet. Falls eine weitere Erhitzung der Luft zweckmäßig ist, geschieht dies im Wärmeaustauscher 6.
Die Strippluft wird mit einer Temperatur, die etwa 10 bis 0OC über ihrer Taupunkttemperatur liegt, zum Adsorber 7 gefördert, wo der Lösungsmittelgehalt entfernt wird. Der CO2-Gehalt der Luft wird im Adsorber 7 nicht verändert. Die gereinigte, den Adsorber verlassende Luft wird dann in der Leitung 3 zur Kolonne 2 zurückgeführt.
Behandeltes Wasser, das weitestgehend frei von organischen Lösungsmitteln ist, verläßt die Kolonne 2 in der Leitung 8.
Durch die Meßeinrichtung 9 wird festgestellt, ob das Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht des behandelten Wassers gegenüber dem unbehandelten Wasser der Leitung 1 verändert wurde. Dies kann z.B. durch einen Vergleich der pH-Werte geschehen.
Üblicherweise ist der pH-Wert des Wassers der Leitung 8 gegenüber dem des Wassers in der Leitung 1 um höchstens 0,2 geändert. Sollte sich der C02-Gehalt des Wassers beim Durchgang durch die Kolonne 2 in störender Weise verringert haben, kann C02 aus einer nicht dargestellten Quelle durch die Leitung 10 der Strippluft zugemischt werden. Soll bei einem aggressiven Wasser die C02 Konzentration verringert werden, so strippt man in der Kolonne 2 mit Luft mit einem verringerten C02-Gehalt. Dies kann durch Zugabe von Frischluft durch die Leitung 10 erfolgen, wobei man einen entsprechenden Teil der Kreislaufluft durch die Leitung 11 und das offene Ventil 12 entfernt.
Im Anfahrstadium des Reinigungsverfahrens kann es zweckmäßig sein, den nötigen C02-Gehalt in der in der Leitung 3 der Kolonne 2 zugeführten Strippluft einzustellen. Im Dauerbetrieb hält: sich jedoch der C02-Gehalt in der Strippluft ungefähr konstant, weil die Strippluft im Kreislauf geführt wird.
B e i s p i e l In einer der Zeichnung entsprechenden Versuchsanlage wird in der Leitung 1 Wasser mit einer Temperatur von 23 0C und einem Gehalt an Trichloräthylen von 10 4g/l herangeführt. Die Füllkörperkolonne 2 weist eine Höhe von 2;6 m auf, sie wird mit einem Luft-Wasser-Volumenverhältnis von 20 : 1 betrieben.
Die Abluft in der Leitung 4 enthält pro Nm3 5,43 mg Trichloräthylen. Die Abluft wird nach Temperaturerhöhung um etwa 35 0C in einem Aktivkohlebett 7 gereinigt und dann durch die Leitung 3 als Strippluft wiederverwendet.
Im Aktivkohlebett wird eine Gleichgewichtsbeladung an Trichloräthylen von etwa 10 mg pro g Kohle erreicht. Das in der Leitung 8 ablaufende Wasser enthält pro Liter 5.10 7 g Trichloräthylen. Durch die pH-Wert-Messung 9 wird nach einer Anlaufphase keine pH-Wert-Differenz im Wasser der Leitungen 1 und 8 festgestellt.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche 1) Verfahren zum Reinigen von Wasser, welches leichtflüchtige organische Verbindungen enthält, durch Ausblasen mit Luft in einer Füllkörperkolonne, dadurch gekennzeichnet, daß man die aus der Kolonne kommende Luft in einer Reinigungszone von den aufgenommenen organischen Verbindungen weitgehend befreit und die Luft mit einem Partialdruck an Kohlendioxid, der etwa gleich dem C02-Partialdruck des zu behandelnden Wassers ist, in die Kontaktzone zurückleitet.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Reinigungszone der Lösungsmittelgehalt der Luft an Aktivkohle gebunden wird, die nach Beladung regeneriert und wiederverwendet wird.
3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Reinigungszone der Lösungsmittelgehalt der Luft an regenerierbarem Adsorberharz gebunden wird.
4) Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Kontaktzone kommende Luft auf eine Temperatur erwärmt wird, die etwa 10 bis 600C über ihrem Taupunkt liegt, bevor die Luft durch die Reinigungszone geleitet wird.
5) Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Regeneration des Adsorptionsmittels der Reinigungszone anfallenden, organischer Verbindungen enthaltenden Fluide mit Adsorptionsmittel in Kontakt gebracht werden, die zuvor in der Reinigungszone verwendet wurden.