Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regenerieren eines Adsorbens, das bei der Wasserbehandlung mit organischen und/oder anorganischen Substanzen beladen wurde; sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Es sind Verfahren bekannt, um organische und/oder anorganische Substanzen aus Wasser, die grösstenteils in kolloida ler und gelöster Form vorliegen, zu entfernen. Dabei werden in einer ersten Phase, während einer Kontaktzeit, biologisch leicht abbaubare organische Stoffe durch Mikro-Organismen aufgenommen und biologisch schwer bzw. nicht abbaubare organische Substanzen durch teilchenförmige Adsorbens adsorbiert.
In einer zweiten Phase erfolgt der komplexe bio-chemische Abbau der aufgenommenen und adsorbierten organischen und anorganischen Substanzen mittels Mikro-Organismen, beispielsweise Belebtschlamm. Die Substanzen werden damit in Stoffe umgewandelt, die entweder gasförmig abgehen oder in Lösung gehen oder sich in Gegenwart von Mikro Organismen absetzen lassen oder auf einem Adsorbens adsorbiert sind.
Durch bio-chemische Behandlung wird das Adsorbens in seinem Adsorptionsvermögen grösstenteils reaktiviert, indem die Substanzen vom Adsorbens abgetrennt und daraufhin letzteres erneut in den Behandlungsprozess zurückgeführt wird.
Bei dem erwähnten Verfahren reichern sich die organischen und/oder anorganischen Substanzen grösstenteils als abgesetzte Feststoffe, ferner als Schwebestoffe und als auf Adsorbens niedergeschlagene Stoffe im Wasser, d. h. als wässeriger Schlamm an.
Ferner ist ein Verfahren bekannt, wobei Wasser mit gelösten oder suspendierten organischen und anorganischen Substanzen ein Adsorbens zugeführt wird, um die Substanzen daran niederzuschlagen und der Kontakt des Adsorbens zeitbegrenzt in einem Behälter so lange durchgeführt wird, bis die Substanzen die Oberflächen des Adsorbens mit Niederschlag mehr und mehr überzogen haben und der Adsorbtionsvorgang infolge des Überziehens der Oberflächen des Adsorbens sich mehr und mehr verringert hat, nachher das Adsorbens mit einem spezifischen Gewicht von etwas über 1 als Schlamm abgesetzt wird, dann dem Wasser durch Abpumpen desselben vom Bereich der Behältersohle der grösste Teil des Schlammes entzogen wird, während immerzu der zeitbegrenzte Kontakt des Wassers mit Adsorbens vorgenommen wird.
Die Möglichkeit, ein bei der Wasserbehandlung verbrauchtes Adsorbens in einem Ausmass zu regenerieren, derart, dass dieses neuerdings weitgehend adsorptionsfähige Oberflächen besitzt, bestand bei den bisherigen Arbeitsweisen nicht.
Beispielsweise weisen die herkömmlichen Verfahren folgende bedeutende Nachteile auf:
Die meisten Adsorbens sind, aus wirtschaftlichen Gründen. trockene feste Stoffe, die sich schwierig handhaben lassen; ein kontinuierlicher Kreislauf des Adsorbens ist daher nur bedingt möglich.
Die Regenerierung bedingt, das Adsorbens zu rösten oder mindestens zu trocknen; dabei ergeben sich grosse Verluste an Adsorbens. Damit war es bisher oft billiger, verbrauchtes Adsorbens durch neues zu ersetzen, wobei zwar die endgültige Beseitigung neuerdings Probleme bringt.
Das erfindungsgemässe Verfahren zum Regenerieren eines Adsorbens, das bei der Wasserbehandlung mit organischen und/oder anorganischen Substanzen beladen wurde, soll die bestehenden Nachteile beseitigen und ist dadurch gekennzeichnet, dass man das Adsorbens in wässeriger Dispersion bei mindestens 105 C unter Druck mit einem solchen Mittel mischt, das die adsorbierten Substanzen umwandelt und das regenerierte Adsorbens abtrennbar wird.
Durch das erwähnte Verfahren ist es möglich, die organischen und/oder anorganischen Substanzen vom Adsorbens abzutrennen, während dieses in Wasser dispergiert ist.
Ein Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens ergibt sich dann, wenn Druckluft zusätzlich zugeführt wird, so dass die organischen und anorganischen Substanzen in Abwasser, mindestens teilweise, zu niedrig molekularen Produkten, insbesondere Kohlendioxyd und Wasser, abgebaut und zu, im wesentlichen unschädlichen, gasförmigen, flüssigen oder festen Stoffen umgewandelt werden.
Als Adsorbens kann mit Vorteil ein kohlenstoffhaltiges Adsorbens, beispielsweise Koks oder Holzkohle verwendet werden, da bei solchen kohlenstoffhaltigen Adsorbens die Behandlungsvorgänge am raschesten ablaufen.
Wenn ein Adsorbens regeneriert wird, ist es vorteilhaft, den nicht ganz zu vermeidenden Verlust an Adsorbens soweit wie möglich dadurch zu verringern, dass die zugeführten Mittel in einer Menge verwendet werden, die ein leichtes Trennen der auf Adsorbens niedergeschlagenen organischen und/oder anorganischen Substanzen vom Adsorbens ermöglichen.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird beispielsweise wie folgt durchgeführt:
Auf Adsorbens niedergeschlagene organische und anorganische Substanzen und Wasser fallen als eine wässerige Dispersion an. Diese Dispersion wird sodann einer Behandlungszone, zusammen mit mindestens einem Mittel, hauptsächlich als Wärmeträger und aus wirtschaftlichen Gründen meistens Wasserdampf und evtl. Luft zugeführt. Die Menge und die Art der in die Behandlungszone einzuführenden Mittel richtet sich vorwiegend nach den am Adsorbens adsorbierten organischen und anorganischen Substanzen. Die Behandlungszone wird auf einer Temperatur von 105 bis 200 C, vorzugsweise 155 bis 190 C gehalten, und der Druck in der Behandlungszone ist mindestens gleich dem Dampfdruck der Behandlungsmischung.
Der Druck muss ausreichen, um das Wasser in der Behandlungszone mindestens zum Teil in flüssiger Phase zu halten. Die organischen und anorganischen Substanzen, die in Wasser entweder gelöst oder suspendiert oder auf einem Adsorbens niedergeschlagen sind, werden in der Behandlungszone mit den zugeführten Mitteln bewegt, somit gemischt und in gasförmige, flüssige und feste Stoffe umgewandelt. Das Gemisch wird dabei sterilisiert und grösstenteils in eine biologisch stabile Form übergeführt.
Das Wasserverbindungsvermögen der unlöslichen Stoffe wird mindestens teilweise gebrochen, so dass sich die Feststoffe als Schlamm absetzen lassen, und die adsorbierten Substanzen lösen sich vom Adsorbens, um sich ebenfalls als Schlamm abzusetzen.
Das wieder eine adsorptionsfähige Oberfläche besitzende Adsorbens kann von den übrigen Stoffen leicht getrennt werden, indem das regenerierte Adsorbens aus der Behandlungszone in Form einer wässerigen Dispersion abgezogen wird.
Dies ist vor allem dann einfach durchzuführen, wenn ein Adsorbens mit einem spezifischen Gewicht kleiner als 1 und Korngrössen mit geringem Durchmesser, z. B. weniger als 1 mm, verwendet wird.
Anwendungsbeispiele für das erfindungsgemässe Verfahren sind: - Regenerierung eines Adsorbens, das für die Entfernung von Verunreinigungen aus Abwassser verwendet wurde.
- Die Verunreinigungen können in gelöster Form, in suspen dierter Form und an Adsorbens adsorbierter Form anfallen.
- Die Regenerierung von Adsorbens in Wasser, wobei das
Wasser zur Reinigung von z. B. Lösungsmitteln, Prozess
Flüssigkeiten, Abgasen oder Feststoffen verwendet wurde, lässt sich durch das erwähnte Verfahren weitgehend, bis zur Wiederherstellung der ursprünglichen Adsorptionsfähigkeit durchführen.
Das Verfahren dient vor allem zur Entfernung von an Adsorbens adsorbierten Substanzen, die mit Wasser vermischt sind und die sich in gasförmige, flüssige oder wasserlösliche
Stoffe überführen lassen.
PATENTANSPRUCH 1
Verfahren zum Regenerieren eines Adsorbens, das bei der Wasserbehandlung mit organischen und/oder anorganischen Substanzen beladen wurde, dadurch gekennzeichnet, dass man das Adsorbens in wässeriger Dispersion bei mindestens 105 C unter Druck mit einem solchen Mittel mischt, das die adsorbierten Substanzen umwandelt und das regenerierte Ad sorbens abtrennbar wird.
UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in der Behandlungszone austeicht, um mindestens einen Teil des Wassers in flüssiger Phase zu halten.
2. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel ein freien Sauerstoff enthaltendes Gas verwendet wird.
3. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Adsorbens kohlen stoffhaltig ist, beispielsw'eise Koks oder Holzkohle.
4. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1A, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Temperatur bis 200 C, insbesondere bei 155 bis 1900 C, gearbeitet wird.
PATENTANSPRUCH II
Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch eine Pumpe, um die Dispersion des beladenen Adsorbens in einen Behandlungsbehälter zu fördern, durch einen Behandlungsbehälter, um die Dispersion unter Druck mit dem Mittel zu mischen, durch eine Vorrichtung, um den flüssig/festen Schlamm von dem Wasser und dem regenerierten Adsorbens zu trennen und durch eine Klassifizierungsanlage, um das regenerierte Adsorbens auszuscheiden und eine Fördereinrichtung, um das regenerierte Adsorbens an den Ort seiner Wiedervenvendung zu führen.
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The invention relates to a method for regenerating an adsorbent which has been loaded with organic and / or inorganic substances during the water treatment; as well as a device for carrying out the procedure.
Processes are known for removing organic and / or inorganic substances from water, most of which are in colloidal and dissolved form. In a first phase, during a contact time, easily biodegradable organic substances are absorbed by micro-organisms and organic substances that are difficult to biodegrade or non-biodegradable are adsorbed by particulate adsorbents.
In a second phase, the complex bio-chemical degradation of the absorbed and adsorbed organic and inorganic substances takes place by means of micro-organisms, for example activated sludge. The substances are thus converted into substances that either go off in gaseous form or go into solution or can settle in the presence of microorganisms or are adsorbed on an adsorbent.
The adsorbent is largely reactivated in its adsorptive capacity by bio-chemical treatment, in that the substances are separated from the adsorbent and the latter is then returned to the treatment process.
In the process mentioned, the organic and / or inorganic substances accumulate for the most part as settled solids, furthermore as suspended solids and as substances deposited on adsorbents in the water, i. H. as watery mud.
Furthermore, a method is known in which water with dissolved or suspended organic and inorganic substances is supplied to an adsorbent in order to precipitate the substances thereon and the contact of the adsorbent is carried out for a limited time in a container until the substances more precipitate on the surfaces of the adsorbent and more coated and the adsorption process has decreased more and more as a result of the coating of the surface of the adsorbent, after which the adsorbent with a specific gravity of slightly more than 1 is deposited as sludge, then most of the water by pumping it out from the area of the container bottom the sludge is withdrawn while the time-limited contact of the water with adsorbent is made.
The possibility of regenerating an adsorbent used up in the water treatment to such an extent that it recently has largely adsorptive surfaces did not exist in previous working methods.
For example, the conventional methods have the following significant disadvantages:
Most adsorbents are, for economic reasons. dry solids that are difficult to handle; a continuous cycle of the adsorbent is therefore only possible to a limited extent.
The regeneration requires the adsorbent to be roasted or at least dried; this results in great losses of adsorbent. This means that it has hitherto often been cheaper to replace used adsorbent with new one, although the final disposal has recently brought problems.
The method according to the invention for regenerating an adsorbent which was loaded with organic and / or inorganic substances during the water treatment is intended to eliminate the existing disadvantages and is characterized in that the adsorbent is mixed in an aqueous dispersion at at least 105 C under pressure with such an agent which converts the adsorbed substances and the regenerated adsorbent becomes separable.
By means of the aforementioned method, it is possible to separate the organic and / or inorganic substances from the adsorbent while it is dispersed in water.
An advantage of the method according to the invention arises when compressed air is additionally supplied so that the organic and inorganic substances in wastewater, at least in part, are degraded to low molecular weight products, in particular carbon dioxide and water, and to essentially harmless, gaseous, liquid or solid substances are converted.
A carbon-containing adsorbent, for example coke or charcoal, can advantageously be used as the adsorbent, since the treatment processes proceed most rapidly with such carbon-containing adsorbents.
When an adsorbent is regenerated, it is advantageous to reduce the not entirely avoidable loss of adsorbent as much as possible by using the supplied agent in an amount that easily separates the organic and / or inorganic substances deposited on the adsorbent from Enable adsorbent.
The method according to the invention is carried out, for example, as follows:
Organic and inorganic substances and water deposited on the adsorbent occur as an aqueous dispersion. This dispersion is then fed to a treatment zone, together with at least one agent, mainly as a heat transfer medium and, for economic reasons, mostly steam and possibly air. The amount and type of agent to be introduced into the treatment zone depends primarily on the organic and inorganic substances adsorbed on the adsorbent. The treatment zone is maintained at a temperature of 105 to 200 ° C., preferably 155 to 190 ° C., and the pressure in the treatment zone is at least equal to the vapor pressure of the treatment mixture.
The pressure must be sufficient to keep the water in the treatment zone at least partially in the liquid phase. The organic and inorganic substances, which are either dissolved or suspended in water or deposited on an adsorbent, are moved in the treatment zone with the added agents, thus mixed and converted into gaseous, liquid and solid substances. The mixture is sterilized and largely converted into a biologically stable form.
The water-binding capacity of the insoluble substances is at least partially broken, so that the solids can settle as sludge, and the adsorbed substances detach from the adsorbent to also settle as sludge.
The adsorbent, which again has an adsorptive surface, can easily be separated from the other substances in that the regenerated adsorbent is withdrawn from the treatment zone in the form of an aqueous dispersion.
This is especially easy to carry out when an adsorbent with a specific gravity of less than 1 and grain sizes with a small diameter, e.g. B. less than 1 mm is used.
Application examples for the method according to the invention are: regeneration of an adsorbent which was used for the removal of impurities from waste water.
- The impurities can occur in dissolved form, in suspended form and form adsorbed on adsorbent.
- The regeneration of adsorbent in water, the
Water for cleaning z. B. solvents, process
Liquids, exhaust gases or solids was used, can largely be carried out by the above-mentioned method until the original adsorption capacity is restored.
The main purpose of the process is to remove substances adsorbed on adsorbents, which are mixed with water and turn into gaseous, liquid or water-soluble substances
Have substances transferred.
PATENT CLAIM 1
Process for regenerating an adsorbent which has been loaded with organic and / or inorganic substances during water treatment, characterized in that the adsorbent is mixed in aqueous dispersion at at least 105 C under pressure with an agent that converts the adsorbed substances and regenerates them Ad sorbent is separable.
SUBCLAIMS
1. The method according to claim I, characterized in that the pressure in the treatment zone is austeicht in order to keep at least part of the water in the liquid phase.
2. The method according to claim I and dependent claim 1, characterized in that a gas containing free oxygen is used as the agent.
3. The method according to patent claim I and dependent claims 1-3, characterized in that the adsorbent contains carbon, for example coke or charcoal.
4. The method according to claim I and dependent claims 1A, characterized in that at a temperature of up to 200 C, in particular 155 to 1900 C, is carried out.
PATENT CLAIM II
Device for carrying out the method according to claim 1, characterized by a pump to convey the dispersion of the loaded adsorbent into a treatment container, through a treatment container to mix the dispersion under pressure with the agent, by a device to disperse the liquid / solid To separate sludge from the water and the regenerated adsorbent and through a classification system to separate the regenerated adsorbent and a conveyor to guide the regenerated adsorbent to the place of its reuse.
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