DD234851A1

DD234851A1 - Verfahren zur reinigung russhaltiger abwaesser

Info

Publication number: DD234851A1
Application number: DD27336685A
Authority: DD
Inventors: Harald Seiffert; Otto Mucke; Hella Thom; Peter Kuhnert; Detlef Heddrich
Original assignee: Piesteritz Agrochemie
Priority date: 1985-02-19
Filing date: 1985-02-19
Publication date: 1986-04-16
Also published as: DD234851B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von russhaltigem Abwasser, das bei der Acetylenrussherstellung anfaellt. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, unter Verwendung kostenguenstiger Abprodukte eine schnelle und moeglichst vollstaendige Sedimentation der im Abwasser enthaltenen Russpartikel zu erreichen. Erfindungsgemaess wird das russhaltige Abwasser mit stark feststoffhaltigem Abwasser aus der Dicyandiamidproduktion vermischt, wodurch sich ein russhaltiges Schlammgemisch ablagert sowie russ- und feststofffreies Klarwasser erhalten wird.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von rußhaltigem Abwasser, das bei der Wasserstoffwäsche in Acetylenrußanlagen anfällt, dessen Rußgehalt und -kondition und dessen Gehalt an störenden Nebenprodukten eine Aufarbeitung des Rußes als Wertstoff erheblich einschränkt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Entfernung von Ruß aus wäßrigen Suspensionen sind verschiedene Verfahren bekannt, wobei eine mechanische Abtrennung und Aufarbeitung des Rußes aus wäßrigen Suspensionen nach Zugabe von organischen, nicht mit Wasser mischbaren Agglomerierungsmitteln oder unter Verwendung von Filterhilfsmitteln erfolgt.

Nach DE-OS 2 949 286 wird aus einer rußhaltigen Suspension mit einem Rußgehalt von 0,5 bis 4 Gew.-%, welche durch Auswaschen eines rußhaltigen Gases mit Wasser erhalten wurde, der Ruß mittels Kohlenwasserstoffen bei entsprechender Durchmischung hydrophobiert und agglomeriert und dann als schaumige Paste durch Filtration abgetrennt. Nachteilig wirken sich bei diesem Verfahren die relativ hohen Kosten für die als Hydrophobierungs- und Agglomerierungsmittel eingesetzten Kohlenwasserstoffe aus, die sich durch die zum Lagern, Abtrennen und Recycling dieser Kohlenwasserstoffe erforderlichen Apparatesysteme weiter erhöhen. In der DD-PS 209 745 wird ein Filtrationsverfahren zur diskontinuierlichen Abtrennung von Ruß aus einer 0,2 bis 2%igen wäßrigen Suspension beschrieben, wo unter Verwendung einer Röhrenfilterpresse bei 30 bis 100 bar ein Filterkuchen mit hohem Feststoffgehalt anfällt. Die Nachteile dieses Verfahrens liegen in der Diskontinuität sowie im arbeitsintensiven und damit relativ kostspieligen Betreiben von Fiiterprozessen. Nach DE-OS 2 442 304 wird eine wäßrige Rußaufschlämmung mit etwa 1 % Ruß in einem Zweistufenverfahren filtriert. Vor der zweiten Filtrationsstufe wird als Filterhilfsmittel Lignosulfonat, ein Nebenprodukt der Papierindustrie, zugesetzt. Nachteilig ist auch hier das relativ kostspielige Betreiben von Filtern. Außerdem wirft die Handhabung der in der ersten Filtrationsstufe anfallenden Rußpaste durch ihre Konsistenz technische Probleme auf.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein ökonomisch günstiges Verfahren vorzuschlagen, daß die Reinigung des bei der Wasserstoffwäsche in Acetylenrußanlagen anfallenden rußhaltigen Abwassers mit minimalem Verfahrens- und gerätetechnischem Aufwand ermöglicht.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung kostengünstiger Abprodukte die im Abwasser enthaltenen zum Schweben und Aufschwimmen neigenden Rußpartikel derart zu konditionieren, daß eine schnelle und möglichst vollständige Sedimentation erfolgt. Überraschend wurde gefunden, daß die im Abwasser der Wasserstoffwäsche einer Acetvienrußanlage enthaltenen Rußpartikel durch Vermischung mit feststoffhaltigem Abwasser, das bei der Dicyandiamidprodukticn nach dem Kaikstickstoffverfahren anfällt, schnell und nachhaltig sedimentieren. Der Feststoffgehalt des Abwassers der Dicyandiamiöproduktion beträgt 12 bis 100 g/l, vorzugsweise 25 bis 60 g/l, wobei die enthaltenen Feststoffe im wesentlichen aus Calciumcarbonat und feinteiligem hydrophilem Kohlenstoff im Molverhältnis 1:1 mit Beimengungen an anderen aus technischem Kaikstickstoff und dessen Aufschluß zu Cyanamid herrührenden Nebenkomponenten bestehen. Außerdem enthält das Abwasser organische N-Verbindungen, wie Cyanamid und Dicyandiamid, in Mengen von 0,02 bis 1,5 g N/l.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das bei der Acetylenrußherstellung anfallende Abwasser, weiches üblicherweise Ruß in einer Menge von 100 bis 5000 mg/l enthält, der teilweise zum Schweben und Aufschwimmen neigt, mit dem feststoffhaltigen Abwasser aus der Dicyandiamidproduktion je nach Feststoffgehalt im Volumenverhältnis von 1 :> 1, vorzugsweise 1:2,5-4, intensiv durchmischt. Hierdurch wird der gesamte im Abwasser enthaltene Ruß derart konditioniert, daß er sich schnell und praktisch vollständig mit den anderen im Abwassergemisch enthaltenen Feststoffen absetzt und nicht in irgendeiner Form separiert. Damit ist eine gemeinsame Sedimentation und Deponie des Feststoffgemisches auf einer Spülhalde möglich, während das ruß- und feststofffreie Abwasser umweltschutzgerecht abgeleitet werden kann.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Beispiel 1 150 ml Abwasser vom Wasserstoffwäscher einer Acetylenrußanlage mit vorgeschalteter Trockengasreinigung, das einen Rußgehalt von 1330 mg/l aufwies sowie 500 ml Abwasser aus der Dicyandiamidproduktion nach dem Kaikstickstoffverfahren mit einem Feststoffgehalt von 15,7 g/l und einem Gehalt an organisch gebundenem Stickstoff von 0,1 g/l wurden durch 5minütiges intensives Rühren in einem 1 I Becherglas durchmischt. Nach 15 min war die Sedimentation beendet und 98,8% des ursprünglich' im Abwasser der Acetylenrußanlage enthaltenen Rußes befanden sich im Bodensatz.

Beispiel 2 25—30 m3/h Abwasser vom Wasserstoffwäscher einer Acetylenrußanlage mit einem Rußgehalt von 120-2800 mg/l wurden in eine Abwasserdruckrohrleitung gepumpt, die 90-120 m3/h Abwasser aus der Dicyandiamidproduktion nach dem Kaikstickstoffverfahren mit einem Feststoffgehalt von 19,5-62,3 g/l und einem Gehalt an organisch gebundenem Stickstoff von 0,2-1,1 g/l zu einer Schlammspülhalde förderte. Bei der gemeinsamen Förderung erfolgte auf der Fließstrecke bis zur Schlammspülhalde (Länge 1,4 km, Fließgeschwindigkeit 0,7-0,75 m/s) eine Durchmischung in der Rohrleitung. Nach Verspülen des Schlammgemisches in den Becken der Schlammspülhalde sedimentierten die Feststoffe vollständig.

Bei dem über einen Zeitraum von einer Woche durchgeführten Versuch blieb das Haldenablaufwasser völlig rußfrei. Das abgeschiedene Feststoffgemisch unterschied sich nach der Entwässerung in seiner Kornstruktur und in seinen bodenmechanischen Eigenschaften nur unwesentlich von dem rußfreien Sediment und ist daher wie dieses zum Dammbau geeignet.

Claims

- 1 - /OO OO

Erfindungsanspruch:

Verfahren zur Reinigung von rußhaltigem Abwasser der Wasserstoffwäsche einer Acetyienrußanlage durch Sedimentation der Rußpartikel, dadurch gekennzeichnet, daß das rußhaltige Abwasser mit dem bei der Dicyandiamidproduktion nach dem Kalkstickstoffverfahren anfallenden Abwasser, welches neben Calciumcarbonat und hydrophilem Kohlenstoff organische N-Verbindungen, wie Cyanamid und Dicyandiamid, in Mengen von 0,02 bis 1,5 g N/l enthält und dessen Gehalt an Feststoffen 12 bis 100 g/l beträgt, im Volumenverhältnis 1 :> 1, vorzugsweise 1:2,5-4, vermischt wird.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von rußhaltigem Abwasser, das bei der Wasserstoffwäsche in Acetylenrußanlagen anfällt, dessen Rußgehalt und -kondition und dessen Gehalt an störenden Nebenprodukten sine Aufarbeitung des Rußes als Wertstoff erheblich einschränkt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Entfernung von Ruß aus wäßrigen Suspensionen sind verschiedene Verfahren bekannt, wobei eine mechanische Abtrennung und Aufarbeitung des Rußes aus wäßrigen Suspensionen nach Zugabe von organischen, nicht mit Wasser mischbaren Agglomerierungsmitteln oder unter Verwendung von Filterhilfsmitteln erfolgt.

Nach DE-OS 2 949 286 wird aus einer rußhaltigen Suspension mit einem Rußgehalt von 0,5 bis 4 Gew.-%, welche durch Auswaschen eines rußhaltigen Gases mit Wasser erhalten wurde, der Ruß mittels Kohlenwasserstoffen bei entsprechender Durchmischung hydrophobiert und agglomeriert und dann als schaumige Paste durch Filtration abgetrennt. Nachteilig wirken sich bei diesem Verfahren die relativ hohen Kosten für die als Hydrophobierungs- und Agglomerierungsmittel eingesetzten Kohlenwasserstoffe aus, die sich durch die zum Lagern, Abtrennen und Recycling dieser Kohlenwasserstoffe erforderlichen Apparatesysteme weiter erhöhen. In der DD-PS 209 745 wird ein Filtrationsverfahren zur diskontinuierlichen Abtrennung von Ruß aus einer 0,2 bis 2%igen wäßrigen Suspension beschrieben, wo unter Verwendung einer Röhrenfilterpresse bei 30 bis 100 bar ein Filterkuchen mit hohem Feststoffgehalt anfällt. Die Nachteile dieses Verfahrens liegen in der Diskontinuität sowie im arbeitsintensiven und damit relativ kostspieligen Betreiben von Filterprozessen. Nach DE-OS 2 442 304 wird eine wäßrige Rußaufschlämmung mit etwa 1 % Ruß in einem Zweistufenverfahren filtriert. Vor der zweiten Filtrationsstufe wird als Filterhilfsmittel Lignosulfonat, ein Nebenprodukt der Papierindustrie, zugesetzt. Nachteilig ist auch hier das relativ kostspielige Betreiben von Filtern. Außerdem wirft die Handhabung der in der ersten Filtrationsstufe anfallenden Rußpaste durch ihre Konsistenz technische Probleme auf.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein ökonomisch günstiges Verfahren vorzuschlagen, daß die Reinigung des bei der Wasserstoffwäsche in Acetylenrußanlagen anfallenden rußhaltigen Abwassers mit minimalem Verfahrens- und gerätetechnischem Aufwand ermöglicht.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung kostengünstiger Abprodukte die im Abwasser enthaltenen zum Schweben und Aufschwimmen neigenden Rußpartikel derart zu konditionieren, daß eine schnelle und möglichst vollständige Sedimentation erfolgt.

Überraschend wurde gefunden, daß die im Abwasser der Wasserstoffwäsche einer Acetyienrußanlage enthaltenen Rußpartikel durch Vermischung mit feststoffhaltigem Abwasser, das bei der Dicyandiamidproduktion nach dem Kalkstickstoffverfahren anfällt, schnell und nachhaltig sedimentieren. Der Feststoffgehalt des Abwassers der Dicyandiamiöproduktion beträgt 12 bis 100 g/l, vorzugsweise 25 bis 60 g/l, wobei die enthaltenen Feststoffe im wesentlichen aus Calciumcarbonat und feinteiligem hydrophilem Kohlenstoff im Molverhältnis 1:1 mit Beimengungen an anderen aus technischem Kalkstickstoff und dessen Aufschluß zu Cyanamid herrührenden Nebenkomponenten bestehen. Außerdem enthält das Abwasser organische N-Verbindungen, wie Cyanamid und Dicyandiamid, in Mengen von 0,02 bis 1,5 g N/i.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das bei der Acetylenrußherstellung anfallende Abwasser, welches üblicherweise Ruß in einer Menge von 100 bis 5000 mg/l enthält, der teilweise zum Schweben und Aufschwimmen neigt, mit dem feststoffhaltigen Abwasser aus der Dicyandiamidproduktion je nach Feststoffgehalt im Volumenverhältnis von 1 :> 1, vorzugsweise 1:2,5—4, intensiv durchmischt. Hierdurch wird der gesamte im Abwasser enthaltene Ruß derart konditioniert, daß er sich schnell und praktisch vollständig mit den anderen im Abwassergemisch enthaltenen Feststoffen absetzt und nicht in irgendeiner Form separiert. Damit ist eine gemeinsame Sedimentation und Deponie des Feststoffgemisches auf einer Spülhalde möglich, während das ruß- und feststofffreie Abwasser umweltschutzgerecht abgeleitet werden kann.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Beispiel 1

150 ml Abwasser vom Wasserstoffwäscher einer Acetyienrußanlage mit vorgeschalteter Trockengasreinigung, das einen Rußgehalt von 1 330 mg/l aufwies sowie 500 ml Abwasser aus der Dicyandiamidproduktion nach dem Kalkstickstoffverfahren mit einem Feststoffgehalt von 15,7 g/l und einem Gehalt an organisch gebundenem Stickstoff von 0,1 g/l wurden durch 5minütiges intensives Rühren in einem 1 I Becherglas durchmischt. Nach 15 min war die Sedimentation beendet und 98,8% des ursprünglich im Abwasser der Acetyienrußanlage enthaltenen Rußes befanden sich im Bodensatz.

Beispiel 2

25—30 m³/h Abwasser vom Wasserstoffwäscher einer Acetyienrußanlage mit einem Rußgehalt von 120—2800 mg/l wurden in eine Abwasserdruckrohrleitung gepumpt, die 90-120 m³/h Abwasser aus der Dicyandiamidproduktion nach dem Kalkstickstoffverfahren mit einem Feststoffgehalt von 19,5—62,3 g/l und einem Gehalt an organisch gebundenem Stickstoff von 0,2—1,1 g/l zu einer Schlammspülhalde förderte. Bei der gemeinsamen Förderung erfolgte auf der Fließstrecke bis zur Schlammspülhalde (Länge 1,4 km, Fließgeschwindigkeit 0,7-0,75 m/s) eine Durchmischung in der Rohrleitung. Nach Verspülen des Schlammgemisches in den Becken der Schlammspülhalde sedimentierten die Feststoffe vollständig.

Bei dem über einen Zeitraum von einer Woche durchgeführten Versuch blieb das Haldenablaufwasser völlig rußfrei. Das abgeschiedene Feststoffgemisch unterschied sich nach der Entwässerung in seiner Kornstruktur und in seinen bodenmechanischen Eigenschaften nur unwesentlich von dem rußfreien Sediment und ist daher wie dieses zum Dammbau geeignet.