DE3816041C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen von or­ ganischen Verbindungen, insbesondere halogenierten Kohlen­ wasserstoffen, aus Wasser durch Flüssig-Flüssig-Extraktion, wobei das Wasser ein Extraktionsgefäß durchströmt, welches eine Festkörperfüllung mit großer innerer Oberfläche und eine mindestens einen Teil der Festkörperfüllung ausfül­ lende Schicht eines flüssigen, mit Wasser nicht mischbaren Extraktionsmittels enthält.

Ein Verfahren dieser Art ist aus DE 36 18 698 A1 bekannt. Bei ihm wird das Wasser durch die Stützstruktur auf viele feine Strömungskanäle aufgeteilt und dadurch in innigen Kontakt mit dem in den Zwischenräumen der Stützstruktur vorhandenen flüssigen Extraktionsmittel gebracht. Man er­ hält einen wirksamen Stoffübergang der organischen Verbin­ dungen in das Extraktionsmittel, und die Extraktionsmittel­ tröpfchen werden in hohem Maße von der Stützstruktur zu­ rückgehalten, so daß das behandelte Wasser keine oder nur geringe Anteile an dispergiertem Extraktionsmittel mit sich führt.

Auch aus DE 27 04 569 A1 ist ein Extraktionsverfahren be­ kannt, bei dem das Wasser eine das Extraktionsmittel ent­ haltende Festkörperfüllung, nämlich eine Bimssteinschüt­ tung, durchströmt, wobei das Extraktionsmittel aber keine die Zwischenräume der Schüttung ausfüllende Schicht bildet, sondern nur in den Poren des Bimssteins enthalten ist. Aus DE 34 15 464 A1 ist ein Extraktionsverfahren bekannt, bei dem das Extraktionsmittel dem Wasser als temporär stabile Dispersion zugefügt und durch Durchströmen eines Absorp­ tions-Filterbettes wieder aus dem Wasser entfernt wird.

Während durch Extraktion vorwiegend nicht flüchtige Verbin­ dungen aus Wasser abgetrennt werden, wird zum Entfernen leichtflüchtiger organischer Verbindungen aus Wasser vor­ zugsweise das Verfahren des Strippens mit einem Strippgas oder mit Dampf angewendet, wie in dem Buch von F. Meinck "Industrie-Abwässer" Stuttgart, 1968, Seiten 145 bis 150 und in cav April 1987, Seiten 85, 86 näher beschrieben wird. Enthält das Abwasser sowohl nicht flüchtige als auch leichtflüchtige Verunreinigungen, bietet sich eine Kombina­ tion von Extrahieren und Strippen an. Aus DE 31 20 109 A1 und US-27 73 003 A sind Verfahren bekannt, bei denen aus Industrieabwasser zuerst leichtflüchtige organische Verun­ reinigungen durch Strippen mit Dampf bzw. mit einem Stripp­ gas entfernt und das Abwasser dann zur Extraktion der noch vorhandenen nichtflüchtigen Verunreinigungen in einer Ge­ gegenstrom-Extraktionskolonne oder in einem Extraktionsgefäß mit einem flüssigen Extraktionsmittel in Kontakt gebracht wird. Umgekehrt wird bei einem aus US-45 18 502 A bekannten Verfahren vorgegangen, bei dem das Wasser zuerst durch eine Gegenstrom-Extraktionskolonne zum Extrahieren der nicht flüchtigen Verunreinigungen und dann durch einen Stripper zum Abtrennen der leichtflüchtigen Verunreinigungen mit Stickstoff als Strippgas geleitet wird. Alle diese bekann­ ten Verfahren sind zwei- oder mehrstufige Verfahren.

Aus der eingangs genannten DE 36 18 698 A1 ist es ferner bekannt, das Verfahren zusätzlich auch zur Abtrennung von gasförmigen organischen Verunreinigungen aus einem Gasstrom einzusetzen. Hierzu wird der Gasstrom gleichzeitig mit dem Abwasser durch das Extraktionsgefäß geleitet; die gasförmi­ gen Verbindungen werden dabei teils durch unmittelbaren Kontakt mit dem Extraktionsmittel eliminiert, teilweise lö­ sen sie sich zuerst in dem Wasser und werden dann zusammen mit dem in diesen bereits vorhandenen Verbindungen in dem Extraktionsmittel extrahiert. Eine Verbesserung der Reini­ gung des Wassers von darin enthaltenen organischen Verbin­ dungen wird damit jedoch nicht angestrebt oder erreicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wirksamkeit des eingangs genannten Verfahrens zum Abtrennen von organi­ schen Verbindungen aus Wasser noch weiter zu verbessern und seinen Anwendungsbereich zu erweitern.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Durch die gleichzeitige Durchführung sowohl der Flüssig-Flüssig-Extraktion als auch eines Strippens oder Austreibens von leichtflüchtigen organischen Verbindungen aus dem Wasser mittels Luft als Strippgas werden in wirksa­ mer Weise und ohne großen zusätzlichen Aufwand auch solche Abwässer gereinigt, die mit einer Kombination von schwer- und leichtflüchtigen Kohlenwasserstoffen, insbesondere als Lösungsmittel dienenden Chlorkohlenwasserstoffen, verunrei­ nigt sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeich­ nung näher erläutert. Diese zeigt das Fließschema einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Abtrennver­ fahrens.

In Fig. 1 bezeichnet die dick gezeichnete Leitung 1 den Weg des zu behandelnden Wassers durch die Verfahrensstufen. Das Wasser wird zunächst in einem Schwerflüssigkeitsabscheider 3 und einem Leichtflüssigkeitsabscheider 5 durch Schwerkraft von absinkenden Schwerflüssigkeiten bzw. von aufschwimmen­ den Leichtflüssigkeiten wie Benzin und Fett, vorgereinigt und dann zwei in Kaskade hintereinander geschalteten Extrak­ tionsgefäßen 7, 9 zugeführt. Jedes der Extraktionsgefäße 7, 9 enthält eine zwischen porösen Stützböden gehaltene Festkör­ perfüllung 11 von guter Durchlässigkeit und hoher innerer Oberfläche. Es kann sich z.B. um eine Schüttung aus losen Füllkörpern oder um eine Füllung aus Metallgestrick oder um eine Füllung aus einem Kunststoff-Skelettschaum handeln. Die Festkörperfüllung bietet dem zulaufenden Abwasser eine Vielzahl von Strömungskanälen. In jedem Extraktionsgefäß 7, 9 befindet sich ferner eine schwimmende Schicht 13 aus einem flüssigen Extraktionsmittel, die sich von ober her in die Fest­ körperfüllung 11 hineinerstreckt, so daß zumindest der obere Bereich der Festkörperfüllung 11 ständig von dem flüssigen Extraktionsmittel 13 durchflutet ist. Das dem jeweiligen Ex­ traktionsgefäß 7 bzw. 9 zugeführte Wasser muß die Extraktions­ mittelschicht 13 durchströmen und wird beim Einströmen in die Festkörperfüllung 11 in viele feine Strömungs­ fäden aufgeteilt, wobei jeder der Strömungsfäden im oberen Bereich vom Extraktionsmittel 13 ausgefüllt ist. Hierdurch wird eine besonders wirksame und intensive Wechselwirkung des Wassers mit dem Extraktionsmittel erzielt. Je nach Dicke der Extraktionsmittelschicht 13 bleibt ein unterer Bereich der Festkörperfüllung 11 von Extraktionsmitteln frei und wirkt als Filter zum Auffangen und Zurückhalten von Extraktionsmitteltröpfchen, die vom Wasser aus der Schicht 13 mitgerissen werden.

Über eine Leitung 15 wird Luft als Strippgas in die Extraktionsgefäße 7 und 9 unterhalb der jeweiligen Festkörperfüllung 11 eingeleitet und durch einen Verteiler 17 feinblasig eingeblasen, so daß sie das Extrak­ tionsgefäß 7 bzw. 9 im Gegenstrom zu dem Wasser durch­ strömt. Dabei werden leichtflüchtige Anteile der im Was­ ser bzw. auch im Extraktionsmittel 13 enthaltenen orga­ nischen Verbindungen von der als Strippgas dienenden Luft aufgenommen. Die je­ weils oben aus den geschlossenen Extraktionsgefäßen 7, 9 abgezogene Luft wird einer Behandlungsstufe 19 zum Zurückhalten der von der Luft aufgenommenen organischen Verbindungen zugeführt. Insbesondere kann es sich bei der Behandlungsstufe 19 um ein Aktivkohlefilter handeln.

Das aus dem zweiten Extraktionsgefäß 9 abgezogene, nunmehr von organischen Verbindungen gereinigte Wasser wird noch durch ein Adsorptions-Koaleszenzfilter 21 geleitet, welches eine Festkörperfüllung 23 aus einem für das Extraktionsmittel 13 absorbierend und koaleszierend wir­ kenden Material mit hoher innerer Oberfläche enthält. Auch hierbei kann es sich insbesondere um einen Kunst­ stoff-Skelettschaum handeln. Etwaige vom Abwasser aus dem Extraktionsgefäß 9 mitgerissene Tröpfchen des Ex­ traktionsmittels werden an der Festkörperfüllung 23 des Adsorptions-Koaleszenzfilters anhaften, sich dort zu größeren Tröpfchen vereinigen und schließlich an die Oberfläche aufschwimmen. Das gereinigte Wasser wird über die Abzugsleitung 25 mit Absperrorgan 27 abgezogen. Das Adsorptions-Koaleszenzfilter 21 ist über die Leitung 20 mit dem Aktivkohlefilter 19 verbunden, so daß auch dieses Gefäß drucklos betrieben werden kann.

Als Extraktionsmittel in den Extraktionsgefäßen können insbesondere solche Sorptionsflüssigkeiten verwendet werden, die oleophil und im Wasser unlöslich sind. Auch sollte das Extraktionsmittel wenig flüchtig sein, so daß es von der als Strippgas dienenden Luft nicht aufgenommen wird. Vorzugsweise sollte das Extraktionsmittel auch durch ein niedriges spezifisches Gewicht leicht vom Wasser trennbar sein. Als besonders geeignet haben sich modifizierte Paraf­ fin- oder Silikonöle erwiesen.

Claims (8)

1. Verfahren zum Abtrennen von organischen Verbindungen, ins­ besondere halogenierten Kohlenwasserstoffen, aus Wasser durch Flüssig-Flüssig-Extraktion, wobei das Wasser ein Extraktions­ gefäß durchströmt, welches eine Festkörperfüllung mit großer innerer Oberfläche und eine mindestens einen Teil der Fest­ körperfüllung ausfüllende Schicht eines flüssigen, mit Was­ ser nicht mischbaren Extraktionsmittels enthält, dadurch gekennzeichnet, daß zum gleichzeitigen Ab­ trennen von leichtflüchtigen organischen Verbindungen aus dem Wasser Luft als Strippgas feinblasig durch das Extraktionsgefäß geleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die als Strippgas verwendete Luft nach Abzug aus dem Extraktionsgefäß einer Behandlungsstufe zum Abtrennen der aufgenommenen organischen Verbindungen zu­ geführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Behandlungsstufe ein Aktivkohle­ filter enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Luft im Gegenstrom zu dem Wasser durch das Extraktionsgefäß geleitet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Wasser durch zwei oder mehr hin­ tereinander geschaltete Extraktionsgefäße, die das gleiche oder unterschiedliche Extraktionsmittel enthalten, geleitet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Wasser nach Abzug aus dem Ex­ traktionsgefäß durch eine Abtrennstufe zum Abtrennen mitgeris­ sener oder dispergierter Anteile des Extraktionsmittels geleitet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abtrennstufe aus einem Ad­ sorptions-Koaleszenzfilter besteht.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Extraktionsmittel in dem Ex­ traktionsgefäß ständig oder intermittierend umgewälzt wird.