CH684090A5 - Method and apparatus for the removal of ammonium compounds from waste waters. - Google Patents

Description

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CH 684 090 A5 CH 684 090 A5

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Beschreibung description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entfernung von Ammonium-Verbindungen aus Abwässern, insbesondere Filtratabwässern aus biologischen Schlämmen. The invention relates to a method and a device for removing ammonium compounds from waste water, in particular filtrate waste water from biological sludge.

Es ist bekannt, den Sedimentationsschlamm aus Faulungsprozessen von Kläranlagen in Filterpressen oder Zentrifugen nachzubehandeln. Während der dabei gewonnene Feststoff anschliessend verbrannt oder deponiert wird bereitet die Entsorgung des ammoniumhaltigen Filtrâtes erhebliche Schwierigkeiten. Die Konzentration von Ammoniumverbindungen in derartigen Fiitraten liegt üblicherweise zwischen 0,7 und 1,6 g NH4-N/I. It is known to post-treat the sedimentation sludge from digestion processes in sewage treatment plants in filter presses or centrifuges. While the solid obtained is then burned or deposited, the disposal of the ammonium-containing filtrate presents considerable difficulties. The concentration of ammonium compounds in such filter rates is usually between 0.7 and 1.6 g NH4-N / I.

Aus der Kokereitechnik ist ein Verfahren zur Entfernung von Ammoniumverbindungen aus ammoniumhaltigen Abwässern mit einer Konzentration von ca. 8-20 g/l durch sogenannte Strippung mittels Dampf bekannt. Die Kokereiabwässer beinhalten neben Ammoniak auch CO2, H2S und geringe Mengen an HCN. A method for removing ammonium compounds from ammonium-containing wastewater with a concentration of approx. 8-20 g / l by so-called steam stripping is known from coking technology. In addition to ammonia, the coke oven wastewater also contains CO2, H2S and small amounts of HCN.

Dieses Verfahren lässt sich auf die Behandlung der genannten Filtratwässer nicht anwenden, da diese überstöchiometrische Mengen Kohlendioxid enthalten, welches das ganze Ammonium in Form von flüchtigem Ammoniumhydrogencarbonat (NH4HCO3) bindet. This process cannot be applied to the treatment of the filtrate waters mentioned, since these contain excess amounts of carbon dioxide, which binds all the ammonium in the form of volatile ammonium hydrogen carbonate (NH4HCO3).

Eine Einleitung der Abwässer in die Kläranlage kommt nicht in Frage, weil dies zu einem Ammoniumkreislauf führen würde. A discharge of the waste water into the sewage treatment plant is out of the question because this would lead to an ammonium cycle.

Andererseits fordert der Gesetzgeber eine Beschränkung der Ammonium-Konzentrationen auf Werte kleiner 50 mg NH4-N/I. On the other hand, the legislator demands that the ammonium concentrations be limited to values less than 50 mg NH4-N / I.

Um diese gesetzlichen Anforderungen zu erfüllen ist es bekannt, dem Abwasser eine überstöchiometrische Menge an Natronlauge zuzugeben und das Abwasser anschliessend einer Luft- oder Dampf-strippung zu untenwerfen. Durch die Zugabe von Natronlauge wird der pH-Wert der Lösung bis auf Werte um 10,5-11 angehoben. Dabei wird das Gleichgewicht der Reaktion aufgrund der Verschiebung des pH-Wertes in Richtung des freien Ammoniak verschoben. Durch die Zugabe von Natronlauge wird CO2 gebunden. In order to meet these legal requirements, it is known to add an excess of the stoichiometric amount of sodium hydroxide solution to the wastewater and then to throw it down by air or steam stripping. By adding sodium hydroxide solution, the pH of the solution is increased to values of 10.5-11. The balance of the reaction is shifted due to the shift in the pH in the direction of the free ammonia. CO2 is bound by adding sodium hydroxide solution.

Zur Erzielung des entsprechend hohen pH-Wer-tes sind erhebliche Mengen an Natronlauge erforderlich. Zum Beispiel bei der Verwendung von 30prozentiger Natronlauge werden 20 Liter NaOH je m3 Abwasser benötigt. Die Folge ist eine starke Versalzung des Abwassers. Durch die erheblichen Chemikalienmengen sind ausserdem die Betriebskosten unerwünscht hoch. Considerable amounts of sodium hydroxide solution are required to achieve the correspondingly high pH value. For example, when using 30 percent sodium hydroxide solution, 20 liters of NaOH are required per m3 of wastewater. The result is severe salinization of the wastewater. Due to the considerable amounts of chemicals, the operating costs are also undesirably high.

Auch andere chemische Verfahren, wie das sogenannte MAP-Verfahren (Magnesium-Ammonium-Phosphat-Verfahren) zeichnen sich durch einen sehr hohen Chemikalienverbrauch aus. Other chemical processes, such as the so-called MAP process (magnesium-ammonium-phosphate process) are also characterized by a very high consumption of chemicals.

Der Erfindung liegt insoweit die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit der Aufbereitung von ammoniumhaltigen Abwässern anzubieten, mit der eine Entfernung der Ammoniumverbindungen auch ohne grössere Zugaben an Chemikalien ermöglicht wird. In this respect, the invention is based on the object of offering a possibility for the treatment of ammonium-containing waste water, with which the removal of the ammonium compounds is made possible even without large additions of chemicals.

Die Erfindung bietet dazu ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 und eine zugehörige Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 11 To this end, the invention provides a method with the features of claim 1 and an associated device with the features of claim 11

an. Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens und der Vorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. at. Advantageous embodiments of the method and the device are described in the dependent claims.

In seiner aligemeinsten Ausführungsform wird das Verfahren durch folgende Schritte bestimmt: In its most general embodiment, the method is determined by the following steps:

- Das ammoniumhaltige Abwasser wird zu einer Füllkörperkolonne geführt. Vor der Einleitung in die Füllkörperkolonne wird es (bei Umgebungsatmosphäre) auf eine Temperatur von mindestens 95° Celsius erwärmt. Vorzugsweise sollte das Abwasser bis auf Siedetemperatur erwärmt werden. Hierzu dienen beispielsweise Wärmetauscher oder andere indirekte Heizeinrichtungen. Aufgrund der Erwärmung des Abwassers kommt es zu einer starken Entgasung. Dabei soll die Trennung der Gasphase von der flüssigen Phase in einer getrennten Einrichtung erfolgen. Die Gasphase besteht dabei überwiegend aus Ammoniak (NH3) und Kohlendioxid (CO2). In der flüssigen Phase verbleiben noch gebundene Ammoniumverbindungen (insbesondere mit organischen Bestandteilen). Als Ergebnis dieser Entgasung werden ca. 70-90% der gesamten CO2-Menge abgebaut. - The ammonium-containing wastewater is led to a packed column. Before it is introduced into the packed column, it is heated (in an ambient atmosphere) to a temperature of at least 95 ° Celsius. The wastewater should preferably be heated to boiling temperature. Heat exchangers or other indirect heating devices are used for this purpose. Due to the heating of the wastewater, there is a strong degassing. The separation of the gas phase from the liquid phase should take place in a separate facility. The gas phase consists mainly of ammonia (NH3) and carbon dioxide (CO2). Bound ammonium compounds (especially with organic constituents) remain in the liquid phase. As a result of this degassing, approx. 70-90% of the total amount of CO2 is broken down.

- Nach dieser ersten Trennstufe wird die flüssige Phase dem Kopf der Füllkörperkolonne zugeführt. Die Füllkörperkolonne selbst wird von unten mit Heissdampf (inertgas) beaufschlagt. Der Heiss-dampf dient dabei als Trägergas, um die zuvor eingestellte Temperatur (ca. 100° Celsius) auch in der Strippkolonne aufrechtzuerhalten. - After this first separation stage, the liquid phase is fed to the top of the packed column. The packed column itself is subjected to hot steam (inert gas) from below. The hot steam serves as a carrier gas in order to maintain the previously set temperature (approx. 100 ° Celsius) in the stripping column.

Die Füllkörperkolonne hat ausserdem den Zweck, eine möglichst grosse Stoffaustauschfläche zur Verfügung zu stellen. The packed column also has the purpose of providing the largest possible mass transfer area.

Am unteren Ende der Füllkörperkolonne wird der Ablauf, der praktisch frei von ammoniumhaltigen 'Verbindungen ist, abgezogen und beispielsweise einer Kläranlage zugeführt. At the lower end of the packed column, the discharge, which is practically free of ammonium-containing compounds, is drawn off and fed, for example, to a sewage treatment plant.

- Der im Kopf der Füllkörperkolonne anfallende Dampf wird anschliessend einem Kondensator zugeleitet. Um eine möglichst homogene Gas(Dampf)-phase zu erreichen kann zu diesem Zweck das aus dem Entgasungsbehälter abgezogene Gas an dieser Stelle in den Kopf der Füllkörperkolonne zugeführt werden, so bass die Gasphase insgesamt der nachgeschalteten Kondensator-Einheit zugeleitet wird. - The steam produced in the top of the packed column is then fed to a condenser. In order to achieve a gas (vapor) phase that is as homogeneous as possible, the gas drawn off from the degassing container can be fed into the top of the packed column at this point, so that the gas phase as a whole is fed to the downstream condenser unit.

- Der Hauptteil des zur Strippung eingesetzten Heissdampfes sowie der aus dem Entgasungsbehälter zugeführte Dampf kondensieren im Kondensator, dem ein Wärmetauscher nachgeschaltet sein kann. Dabei werden sowohl der Kondensator als auch der Wärmetauscher vorzugsweise mit Kühlwasser oder Luft gekühlt. - The main part of the hot steam used for stripping and the steam supplied from the degassing condensate in the condenser, which can be followed by a heat exchanger. Both the condenser and the heat exchanger are preferably cooled with cooling water or air.

- Das im Kondensator bzw. dem nachgeschalteten Wärmetauscher anfallende, im wesentlichen Ammoniumhydrogencarbonat enthaltende Kondensat wird anschliessend in die Füllkörperkolonne (in deren Kopf) zurückgeführt. Dabei wird dem Kondensat zuvor eine Base, vorzugsweise Natronlauge, zudosiert. Die Menge der Natronlauge, die notwendig ist, um eine weitere Abtrennung von Ammoniak zu erreichen entspricht hier also maximal der stöchiometrischen Menge, die zur entsprechenden Umsetzung des Rest-Ammoniumhydrogencarbona-tes notwendig ist. Sie ist damit deutlich geringer als - The condensate obtained in the condenser or the downstream heat exchanger and essentially contains ammonium hydrogen carbonate is then returned to the packed column (in the top). A base, preferably sodium hydroxide solution, is metered into the condensate beforehand. The amount of sodium hydroxide solution which is necessary to achieve a further separation of ammonia corresponds here at most to the stoichiometric amount which is necessary for the corresponding conversion of the residual ammonium hydrogen carbonate. It is therefore significantly less than

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die im Stand der Technik notwendige Zugabemenge an Natronlauge. the amount of sodium hydroxide solution required in the prior art.

Das rückgeführte Kondensat wird auf die zuvor beschriebene Art und Weise erneut in der Füllkörperkolonne behandelt. The returned condensate is treated again in the packed column in the manner described above.

- Im nachgeschalteten Wärmetauscher fällt weiterhin noch nicht gelöstes kristallines Ammoniumhydrogencarbonat in Form eines Nebels an (nachstehend Aerosol genannt). Dieses wird aus dem Kondensator abgezogen und in einem nachgeschalteten Absorber mit Hilfe der Kreislaufflüssigkeit ausgewaschen. Das aus dem Absorber entnommene Ammoniumhydrogencarbonat wird danach entsorgt. - Crystalline ammonium hydrogen carbonate, which has not yet been dissolved, continues to form in the form of a mist (hereinafter called aerosol) in the downstream heat exchanger. This is withdrawn from the condenser and washed out in a downstream absorber using the circulating liquid. The ammonium hydrogen carbonate removed from the absorber is then disposed of.

Soweit dies zum weiteren Aufschluss gewünscht wird, kann der flüssigen Phase vor Einleitung in die Füllkörperkolonne ebenfalls eine Teilmenge einer Base, vorzugsweise einer Natronlauge, zugegeben werden. Auf diese Weise wird der pH-Wert der flüssigen Phase angehoben und das noch vorhandene Ammoniak wird ausgetrieben. Dabei entstehen Na-triumcarbonat und Ammoniak. If this is desired for further digestion, a portion of a base, preferably a sodium hydroxide solution, can also be added to the liquid phase before introduction into the packed column. In this way the pH of the liquid phase is raised and the ammonia still present is driven off. This creates sodium carbonate and ammonia.

Um ein Anhaften des im Kondensator bzw. Wärmetauscher gebildeten Carbonats an den Wänden zu verhindern ist es vorteilhaft, diese mit einer Flüssigkeit zu spülen. Zu diesem Zweck schlägt eine vorteilhafte Ausführungsform vor, vom ursprünglichen Abwasser einen Teilstrom (ca. 3-10%) abzuziehen und diesen Teilstrom zur Bespülung der Oberflächen des Kondensators bzw. Wärmetauschers zu nutzen. Über den beschriebenen Rücklauf aus dem Kondensator in die Füllkörperkolonne ist sichergestellt, dass auch die hierin noch vorhandenen Ammoniumverbindungen aufgeschlossen werden. In order to prevent the carbonate formed in the condenser or heat exchanger from adhering to the walls, it is advantageous to rinse them with a liquid. For this purpose, an advantageous embodiment suggests subtracting a partial flow (approx. 3-10%) from the original wastewater and using this partial flow for flushing the surfaces of the condenser or heat exchanger. The return flow from the condenser to the packed column described ensures that the ammonium compounds still present here are also digested.

Der Absorber wird vorzugsweise von unten mit dem Aerosol beschickt. Aufgrund des in der Füllkörperkolonne eingestellten Uberdrucks durchströmt das Aerosol den Absorber von unten nach oben. Desorbiertes Kohlendioxid kann am oberen Ende des Absorbers abgezogen und in die Atmosphäre geleitet werden. Da das desorbierte CO2 häufig noch mit Geruchsstoffen belastet ist schlägt eine vorteilhafte Ausführungsform vor, das Kohlendioxid vor Einleitung in die Atmosphäre durch einen Filter, vorzugsweise einen Biofilter, zu schicken. Dieser Filter kann zum Beispiel mit Kompost gefüllt sein. The absorber is preferably charged with the aerosol from below. Due to the overpressure set in the packed column, the aerosol flows through the absorber from bottom to top. Desorbed carbon dioxide can be drawn off at the top of the absorber and released into the atmosphere. Since the desorbed CO2 is often still contaminated with odorous substances, an advantageous embodiment suggests sending the carbon dioxide through a filter, preferably a biofilter, before being introduced into the atmosphere. This filter can be filled with compost, for example.

Im übrigen wird der Absorber vorzugsweise im Kreislauf betrieben, das heisst, die Flüssigkeit wird am unteren Ende des Absorbers entnommen und am Kopf des Absorbers wieder verteilt, so dass es zu einer Aufkonzentrierung der Ammoniumhydro-gencarbonat-Lösung kommt, die schliesslich abgezogen wird. Um die Menge des Kreislaufwassers konstant zu halten wird Frischwasser entlang der Rückführleitung zudosiert. Otherwise, the absorber is preferably operated in a circuit, that is to say the liquid is removed from the lower end of the absorber and redistributed at the top of the absorber, so that the ammonium hydrogen carbonate solution is concentrated, which is finally drawn off. In order to keep the amount of circulating water constant, fresh water is metered in along the return line.

Nach einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, der Füllkörperkolonne eine zweigeteilte Kolonne vorzuschalten. Dabei soll die flüssige Phase in den unteren Teil der Kolonne zugeführt und mit Heissdampf - wie beschrieben - im Gegenstrom beaufschlagt werden, während die gasförmige Phase in den oberen Teil geführt und dort mit einer Kühlflüssigkeit kontaktiert wird. Freigesetztes Kohlendioxid wird dabei am oberen Teil der Kolonne abgezogen und - gegebenenfalls über einen Biofilter - der Atmosphäre zugeführt. According to an alternative embodiment, a packed column is arranged upstream of the packed column. The liquid phase is to be fed into the lower part of the column and hot steam - as described - is applied in countercurrent, while the gaseous phase is conducted into the upper part and is contacted there with a cooling liquid. Released carbon dioxide is drawn off at the top of the column and - if necessary via a biofilter - is fed into the atmosphere.

Durch die vorzeitige Abtrennung des Kohlendioxids wird es ermöglicht, als Endprodukt nach dem Kondensator sogenanntes Starkwasser (15-20 pro-zentige NH4-OH-Lösung) bzw. Ammoniak zu erhalten. The premature removal of the carbon dioxide makes it possible to obtain so-called strong water (15-20 percent NH4-OH solution) or ammonia as the end product after the condenser.

Gleichzeitig erfolgt im unteren Teil der beschriebenen vorgeschalteten Kolonne durch die Dampfzufuhr eine weitere thermische Zersetzung von Ammoniumhydrogencarbonat. At the same time, a further thermal decomposition of ammonium hydrogen carbonate takes place in the lower part of the upstream column described by the steam supply.

Der vorzugsweise wiederum bis auf Siedetemperatur vorgewärmte Zulauf für die Füllkörperkolonne wird dabei mit dem Rücklauf aus dem Kondensator bzw. dem nachgeschalteten Wärmetauscher vermischt. Auch hier dient die Zugabe von Natronlauge wieder zur pH-Wert-Anhebung und zur Bindung von CO2 in der Lösung als Natriumcarbonat. The feed for the packed column, which in turn is preferably preheated to boiling temperature, is mixed with the return from the condenser or the downstream heat exchanger. Here, too, the addition of sodium hydroxide solution serves to raise the pH and bind CO2 in the solution as sodium carbonate.

Die vorstehende Beschreibung des Aufbereitungsverfahrens lässt bereits die wesentlichen Komponenten der zugehörigen Vorrichtung erkennen. Im übrigen wird diesbezüglich auf die nachstehende Figurenbeschreibung verwiesen, die insoweit auch allgemeingültige Merkmale enthält. The above description of the processing method already shows the essential components of the associated device. For the rest, reference is made to the following description of the figures, which in this respect also contains general features.

Dabei zeigen, jeweils stark schematisiert: Show, each highly schematic:

Fig. 1: Eine erfindungsgemässe Anlage in einer ersten Ausführungsform. Fig. 1: A system according to the invention in a first embodiment.

Fig. 2: Eine alternative Ausführungsform der Anlage nach Fig. 1. 2: An alternative embodiment of the system according to FIG. 1.

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 die Zuführleitung für ein Filtratabwasser der eingangs genannten Art dargestellt. Das Abwasser wird über eine Pumpe 12 in eine Rohrleitung 14 gefördert, -entlang der ein Wärmetauscher 16 angeordnet ist, um das Abwasser auf eine Temperatur von mindestens 80° Celsius, vorzugsweise 100° Celsius zu erwärmen. In Fig. 1, the reference line 10 for a filtrate waste water of the type mentioned is shown. The waste water is conveyed via a pump 12 into a pipeline 14, along which a heat exchanger 16 is arranged, in order to heat the waste water to a temperature of at least 80 ° Celsius, preferably 100 ° Celsius.

Das erwärmte Abwasser gelangt danach in eine Entgasungsstation 18. Das Dampf-Flüssigkeitsgemisch wird hier getrennt, wobei die Gase, die überwiegend aus CO2 und NH3 bestehen am oberen Ende über die Leitung 20 und die Flüssigkeit (ca. 30% der Ursprungsmenge) am unteren Ende über die Leitung 22 abgezogen werden. Beide Leitungen münden in den Kopf 24 einer Füllkörperkolonne 26. Entlang der Leitung 22 befindet sich noch eine Dosiereinrichtung 28, über die Natronlauge zugemischt wird, sowie ein weiterer Wärmetauscher 30 zur Aufrechterhaltung der gewünschten erhöhten Temperatur (ca. 100° Celsius). The heated wastewater then reaches a degassing station 18. The vapor-liquid mixture is separated here, the gases, which mainly consist of CO2 and NH3 at the upper end via line 20 and the liquid (approx. 30% of the original amount) at the lower end withdrawn via line 22. Both lines open into the top 24 of a packed column 26. Along the line 22 there is also a metering device 28 via which sodium hydroxide solution is mixed in, as well as a further heat exchanger 30 for maintaining the desired elevated temperature (approx. 100 ° Celsius).

Die Füllkörperkolonne 26 wird von unten mit Heissdampf über eine Leitung 32 beschickt. Der Heissdampf durchströmt die mit üblichen Füllkörpern gefüllte Kolonne 26 von unten nach oben. The packed column 26 is charged with hot steam from below via a line 32. The hot steam flows through the column 26, which is filled with conventional packing, from bottom to top.

Durch die Vorwärmung des Hauptstromes des Abwassers, die Entgasungsstation 18 und die weitere Erwärmung bei 30 hat bereits eine weitestgehende Zerlegung von Ammoniumhydrogencarbonat stattgefunden, wenn die flüssige Phase in die Füllkörperkolonne 26 eintritt. Due to the preheating of the main flow of the waste water, the degassing station 18 and the further heating at 30, ammonium hydrogen carbonate has already been largely decomposed when the liquid phase enters the packed column 26.

In der Kolonne findet ein weiterer intensiver Stoffaustausch statt, so dass der Ablauf 34 der Füllkörperkolonne 26 praktisch ammonium- und am5 A further intensive mass exchange takes place in the column, so that the outlet 34 of the packed column 26 is practically ammonium and am5

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moniakfrei ist und zum Beispiel einer Kläranlage zugeführt werden kann. is free of monia and can be fed to a sewage treatment plant, for example.

Der Heissdampf sowie die aus der Entgasungsstation 18 zugeführte Gasmenge werden anschliessend über eine Leitung 36 in einen Kondensator 38 geleitet, dem ein Wärmetauscher 40 nachgeschaltet ist. The hot steam and the amount of gas supplied from the degassing station 18 are then passed via a line 36 into a condenser 38 which is followed by a heat exchanger 40.

In den Wärmetauscher 40 mündet ferner eine Leitung 42, über die ein Teilstrom des bei 44 abgetrennten Abwassers in den Wärmetauscher eingeleitet wird, um das an den kalten Wänden des Kühlers 40 gebildete Ammoniumhydrogencarbonat abzuspülen. A line 42 also opens into the heat exchanger 40, via which a partial flow of the wastewater separated at 44 is introduced into the heat exchanger in order to rinse off the ammonium hydrogen carbonate formed on the cold walls of the cooler 40.

Dieses wird über eine Leitung 46 aus dem Wärmetauscher 40 abgezogen und in den Kopf 24 der Füllkörperkolonne 26 zurückgeführt. Auf diesem Wege wird wieder Natronlauge (über die Leitung 48) der rückgeführten Flüssigkeit zugemischt, um eine noch bessere NH3-Trennung zu erreichen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass dieser Teilstrom auch einen Teil des Rohwassers enthält. This is withdrawn from the heat exchanger 40 via a line 46 and returned to the top 24 of the packed column 26. In this way, sodium hydroxide solution (via line 48) is added to the recirculated liquid in order to achieve an even better NH3 separation. It should be noted that this partial flow also contains part of the raw water.

Über eine Anschlussleitung 50 verlässt das im Wärmetauscher 40 und in der Kolonne 26 desor-bierte Kohlendioxid den Kondensator 38. Dabei wird ein Nebel abgezogen, das vor allem auch noch nicht gelöstes Ammoniumhydrogencarbonat enthält. Dieses wird anschliessend in einen Absorber 52 geleitet. Das Aerosol durchströmt den Absorber 52 von unten nach oben, wo eine Ammoniumhydrogencarbonat Absorption in der im Kreis geführten Flüssigkeit stattfindet. Ein Wärmetauscher 54 dient zur Kühlung der Flüssigkeit. Durch die Kreislaufführung wird eine Aufkonzentrierung von Ammoniumhydrogencarbonat erreicht. Dabei wird die Lösung bis in die Nähe des Sättigungsgrades aufkonzentriert. Das Konzentrat wird über eine Leitung 56 aus dem Absorber 52 weggeführt und der entsprechende Flüssigkeitsausgleich über eine Frischwasserzufuhr (Leitung 58) entlang der Rezirkulationsleitung 60 ausgeglichen. Eine Pumpe 62 sorgt dafür, die Flüssigkeit umzuwälzen. The carbon dioxide, which is desorbed in the heat exchanger 40 and in the column 26, leaves the condenser 38 via a connecting line 50. A mist is drawn off, which above all also contains undissolved ammonium hydrogen carbonate. This is then passed into an absorber 52. The aerosol flows through the absorber 52 from bottom to top, where ammonium bicarbonate absorption takes place in the circulated liquid. A heat exchanger 54 is used to cool the liquid. A concentration of ammonium hydrogen carbonate is achieved by the circulation. The solution is concentrated close to the degree of saturation. The concentrate is led away from the absorber 52 via a line 56 and the corresponding liquid compensation is compensated for via a fresh water supply (line 58) along the recirculation line 60. A pump 62 ensures that the liquid is circulated.

In einer weiteren Stufe (zum Beispiel in einem Reaktor oder einer weiteren Füllkörperkolonnne) kann man den Ablauf (über die Leitung 56) bei erhöhten Temperaturen weiterbehandeln. Durch Zugaben von wässrigen Lösungen starker Basen (zum Beispiel Natronlauge) können dann als Produkte zum Beispiel Calcium- oder Natriumcarbonat und ein Starkwasser mit einer beispielsweise 15-20 pro-zentigen NH4-OH-Lösung gewonnen werden. In a further stage (for example in a reactor or another packed column), the outflow (via line 56) can be further treated at elevated temperatures. By adding aqueous solutions of strong bases (for example sodium hydroxide solution), calcium or sodium carbonate and a strong water with, for example, 15-20 percent NH4-OH solution can then be obtained as products.

Wird als Endprodukt das hochwertige Starkwasser bzw. Ammoniak benötigt, so lässt sich aufgrund einer geringen Änderung der Prozessführung gegenüber der in Fig. 1 dargezeigten Ausführungsform gasförmiges Kohlendioxid in einer vorgeschalteten Kolonne 70 abtrennen (Fig. 2). Die Kolonne ist zweigeteilt. Im oberen Teil 72 wird das aus der Entgasungsstation 18 abgezogene Gas zugeführt. Eine Kühlung wird erreicht, indem ein Teilstrom des Abwassers über die Leitung 42 in diesem Bereich zugeführt wird. If the high-quality high-pressure water or ammonia is required as the end product, a slight change in the process control compared to the embodiment shown in FIG. 1 allows gaseous carbon dioxide to be separated off in an upstream column 70 (FIG. 2). The column is divided into two. The gas drawn off from the degassing station 18 is supplied in the upper part 72. Cooling is achieved by supplying a partial flow of the waste water in this area via line 42.

Das aus der Entgasungsstation 18 nach Entspannung zugeführte und unter anderem überschüssiges Kohlendioxid enthaltende Gas wird hier wegen seiner geringen Löslichkeit jedoch nicht absorbiert, The gas which is supplied from the degassing station 18 after expansion and contains, inter alia, excess carbon dioxide is not absorbed here because of its low solubility,

sondern gasförmig ausgetragen (Leitung 74) und über einen biologischen Filter 76 nachgereinigt, bevor es in die Atmosphäre geleitet wird (Fig. 1). but discharged in gaseous form (line 74) and cleaned via a biological filter 76 before it is passed into the atmosphere (FIG. 1).

Ein ähnlicher biologischer Filter 76 kann auch entlang einer Leitung 68 angeordnet werden, über die aus dem Absorber 52 abgezogenes Kohlendioxid weggeführt wird. A similar biological filter 76 can also be arranged along a line 68, via which carbon dioxide drawn off from the absorber 52 is led away.

Im unteren Teil der Kolonne 70 (Fig. 2) erfolgt wiederum die Zufuhr von Heissdampf (Leitung 78), was zu einer weiteren thermischen Zersetzung von Ammoniumhydrogencarbonat führt. In the lower part of column 70 (FIG. 2), hot steam (line 78) is again supplied, which leads to a further thermal decomposition of ammonium hydrogen carbonate.

Der bis auf Siedetemperatur vorgewärmte Zulauf in die Füllkörperkolonne 26 wird dort mit dem Rücklauf der Kondensator 38 vermischt (analog dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1). The inlet preheated to the boiling temperature in the packed column 26 is mixed there with the return line of the condenser 38 (analogously to the exemplary embodiment according to FIG. 1).

Auch hier findet in der Füllkörperkolonne 26 der Haupt-Strippvorgang statt, bei welchem im Gegenstrom zu der von oben nach unten herabfliessen-den Flüssigkeit der Dampf aufströmt, welcher dann im Kondensator 38 bzw. dem Wärmetauscher 40 niedergeschlagen wird. Here, too, the main stripping process takes place in the packed column 26, in which the steam flows in countercurrent to the liquid flowing downward from above and is then precipitated in the condenser 38 or the heat exchanger 40.

Fig. 2 beschreibt eine weitere Abweichung gegenüber Fig. 1 im Bereich des Ablaufs 34 aus der Füllkörperkolonne 26. Der weitestgehend ammoniumfreie Ablauf wird über eine Pumpe 80 nämlich dem Wärmetauscher 16 zugeführt, um auf diese Weise den Wärmeinhalt des Ablaufes zur Vorwärmung des Abwassers zu nutzen. FIG. 2 describes a further deviation from FIG. 1 in the area of the outlet 34 from the packed column 26. The largely ammonium-free outlet is supplied to the heat exchanger 16 via a pump 80 in order to use the heat content of the outlet to preheat the waste water .

Im übrigen entspricht die Vorrichtung nach Bild 2 sowie das damit ausgeübte Aufbereitungsverfahren im wesentlichen denen nach Fig. 1. For the rest, the device according to Figure 2 and the treatment process carried out with it essentially correspond to those according to Figure 1.

Claims (14)

Patentansprüche 1. Verfahren zur Entfernung von Ammonium-Ver--bindungen aus Abwässern, insbesondere Filtratab-wässern aus biologischen Schlämmen, mit folgenden Schritten: 1.a) Das Abwasser wird auf seinem Weg zu einer Füllkörperkolonne auf mindestens 95° Celsius erwärmt und durchläuft anschliessend eine Einrichtung zur Trennung einer überwiegend aus CO2 und NH3 bestehenden Gasphase von der weiterhin Ammoniumverbindungen enthaltenden flüssigen Phase, 1.bi) während die flüssige Phase dem Kopf der Füllkörperkolonne zugeführt und von unten mit Heissdampf beaufschlagt wird, werden 1.b2) der im Kopf der Füllkörperkolonne anfallende Dampf, ggf. zusammen mit der zuvor aus dem Abwasser abgetrennten Gasphase einem Kondensator zugeleitet, 1.c) das im Kondensator (38) anfallende, im wesentlichen Ammoniumhydrogencarbonat enthaltende Kondensat wird nach Zugabe einer Base in den Kopf (24) der Füllkörperkolonne (26) zurückgeleitet, 1.d) das aus dem Kondensator als Nebel abgezogene Ammoniumhydrogencarbonat wird anschliessend in einem Absorber in einem Flüssigkeitskreislauf ausgewaschen,1. Process for removing ammonium compounds from waste water, in particular filtrate waste water from biological sludges, with the following steps: 1.a) The waste water is heated to at least 95 ° C. on its way to a packed column and then passes through a device for separating a gas phase consisting predominantly of CO2 and NH3 from the liquid phase which further contains ammonium compounds, 1.bi) while the liquid phase is fed to the top of the packed column and hot steam is applied from below, 1.b2) are in the top of the Packing column of steam, possibly fed to a condenser together with the gas phase previously separated from the wastewater, 1.c) the condensate obtained in the condenser (38), which essentially contains ammonium bicarbonate, is added to the top (24) of the packed column ( 26) returned, 1.d) that drawn off from the condenser as a mist Ammonium bicarbonate is then washed out in an absorber in a liquid circuit, 1.e) das aus dem Absorber entnommene Ammoniumhydrogencarbonat wird danach entsorgt und 1.f) der aus der Füllkörperkolonne entnommene, im wesentlichen von Ammoniumverbindun51.e) the ammonium bicarbonate taken from the absorber is then disposed of and 1.f) the one taken from the packed column, essentially of ammonium compounds 1010th 1515 2020th 2525th 3030th 3535 4040 4545 5050 5555 6060 6565 44th 77 CH 684 090 A5CH 684 090 A5 88th gen freie Ablauf wird einer Kläranlage zugeführt.A sewage treatment plant is supplied to ensure that it runs freely. 2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der flüssigen Phase vor Einleitung in die Füllkörperkolonne eine Base zugegeben wird.2. The method of claim 1, wherein a base is added to the liquid phase before introduction into the packed column. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 mit der Massgabe, dass als Base Natronlauge eingesetzt wird.3. The method according to claim 1 or 2 with the proviso that sodium hydroxide is used as the base. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Base in einer Menge zugegeben wird, die zur stöchiometrischen Umsetzung der Ammoniumverbindungen in Natriumcarbonat und Ammoniak führt.4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the base is added in an amount which leads to the stoichiometric conversion of the ammonium compounds into sodium carbonate and ammonia. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem ein Teilstrom des Abwassers vor der Erwärmung abgetrennt und direkt in den Kondensator geleitet wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, in which a partial stream of the waste water is separated before heating and passed directly into the condenser. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Abwasser und/oder die flüssige Phase vor Einleitung in die Füllkörperkolonne auf Siedetemperatur erwärmt werden.6. The method according to any one of claims 1 to 5, in which the waste water and / or the liquid phase are heated to boiling temperature before being introduced into the packed column. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem im Absorber desorbiertes Kohlendioxid in einem Filter vor Einleitung in die Atmosphäre nachgereinigt wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, in which carbon dioxide desorbed in the absorber is cleaned in a filter before being introduced into the atmosphere. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Ammoniumhydrogencarbonat-Lösung im Absorber durch einen Kreislauf bis in die Nähe des Sättigungsgrades aufkonzentriert und der Flüssigkeitsverlust durch Entnahme des Konzentrats mit einer entsprechenden Frischwasserzufuhr ausgeglichen wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the ammonium bicarbonate solution in the absorber is concentrated by a circuit up to the vicinity of the degree of saturation and the loss of liquid is compensated for by removing the concentrate with a corresponding fresh water supply. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem der Füllkörperkolonne eine zweigeteilte Kolonne vorgeschaltet ist, wobei die flüssige Phase in einem Teil der Kolonne zugeführt und mit Heissdampf im Gegenstrom beaufschlagt wird, während die gasförmige Phase in den anderen Teil geführt und dort mit einer Kühlflüssigkeit kontaktiert wird, wobei freigesetztes Kohlendioxid abgezogen und die flüssige Phase anschliessend der Füllkörperkolonne zugeführt wird.9. The method according to any one of claims 1 to 8, in which the packed column is preceded by a two-part column, the liquid phase being supplied in one part of the column and hot steam being applied in countercurrent, while the gaseous phase is conducted in the other part and there is contacted with a cooling liquid, wherein released carbon dioxide is drawn off and the liquid phase is subsequently fed to the packed column. 10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem als Kühlflüssigkeit ein Teilstrom des Roh-Abwassers eingesetzt wird.10. The method according to claim 9, in which a partial stream of the raw waste water is used as the cooling liquid. 11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit11. Device for performing the method according to one of claims 1 to 10, with 11.a) mindestens einer Füllkörperkolonne (26, 70), der11.a) at least one packed column (26, 70), the 11.b) mindestens ein Wärmetauscher (16, 30) und11.b) at least one heat exchanger (16, 30) and 11.c) eine Einrichtung (18) zur Trennung der Gas- von der Flüssigkeitsphase vorgeschaltet ist, sowie11.c) a device (18) for separating the gas phase from the liquid phase is connected upstream, and 11.d) einem, der Füllkörperkolonne (26, 70)11.d) one, the packed column (26, 70) nachgeschalteten Kondensator (38, 40),downstream capacitor (38, 40), 11.e) von dem aus eine Rückführleitung (46) zur11.e) from which a return line (46) to Füllkörperkolonne (26) verläuft, undPacked column (26), and 11.f) an den sich ein Absorber (52) anschliesst,11.f) to which an absorber (52) is connected, wobeiin which 11.g) die Bauteile untereinander durch Rohrleitungen (14, 20, 22, 36, 42, 50) verbunden sind.11.g) the components are interconnected by pipes (14, 20, 22, 36, 42, 50). 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der dem Kondensator (28) ein Wärmetauscher (40) nachgeschaltet ist.12. The apparatus of claim 11, wherein the condenser (28) is followed by a heat exchanger (40). 13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, bei der der Absorber mit einer Rückführleitung (60) zur zumindest teilweisen Rezirkulation der durch den Absorber (52) geführten Flüssigkeit ausgebildet ist.13. The apparatus of claim 11 or 12, wherein the absorber is formed with a return line (60) for at least partial recirculation of the liquid passed through the absorber (52). 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der eine Frischwasser-Zuführleitung (58) in die Rückführleitung (60) einmündet.14. The apparatus of claim 13, wherein a fresh water supply line (58) opens into the return line (60). 55 1010th 1515 2020th 2525th 3030th 3535 4040 4545 5050 5555 6060 6565 55