Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Bei der Firma AFP GmbH in L\u00fcneburg werden chemisch-pharmazeutische Produkte (z.T. AOX-haltige Adsorbierbare Organische Halogenide = X ) f\u00fcr die Bereiche Desinfektion, Infektionsprophylaxe sowie Konservierung hergestellt. Durch das Reinigen von Herstellungskesseln, Rohrleitungen und Abf\u00fcllmaschinen fallen Sp\u00fclw\u00e4sser an, die hohe Konzentrationen an CSB (Phenole, Formaldehyd, Tenside, Alkohole, L\u00f6sungsmittel) und halogenorganische Substanzen enthalten, welche als AOX nachzuweisen sind. Es fallen insgesamt ca. 650 t\/a an. Der AOX-Gehalt der Sp\u00fclw\u00e4sser betr\u00e4gt bis zu 459 mg\/l.
\nDurch die in diesem Projekt zu entwickelnde Technik soll eine ressorcenschonende Behandlung vor Ort ohne Chemikalieneinsatz und Reststoffanfall durchgef\u00fchrt werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenUm das Behandlungsziel zu erreichen, wurden umfangreiche Laborversuche und eine \u00dcbertragung auf den Betrieb in der technischen Anlage der Fa. AFP durchgef\u00fchrt. Folgende Versuche zur Entwicklung und \u00dcberpr\u00fcfung der zu entwickelnden Proze\u00dftechnik wurden durchgef\u00fchrt:<\/p>\n
I. Einflu\u00df von verschiedenen Gasatmosph\u00e4ren auf die CSB- und AOX-Elimination. Durch diese Versuche k\u00f6nnen R\u00fcckschl\u00fcsse auf die Reaktionsmechanismen getroffen werden.<\/p>\n
II. Welches UV-Strahlungsspektrum ist f\u00fcr die Oxidation verantwortlich? Was bringen neuartige Suprasil-Strahler? Durch Messungen verschiedener Parameter (Quarzglasqualit\u00e4t, Strahlerschutzrohre, Temperatur, Katalysatoren, pH-Wert, Strahlerleistung, H2O2-Zugabe) sollen Einfl\u00fcsse auf das Behandlungsziel quantifiziert werden. Aus diesen Daten soll eine optimierte Verfahrensf\u00fchrung zur Steigerung der Eliminationsleistung entwickelt werden.<\/p>\n
III. Technische Versuche mit Abw\u00e4ssern anderer chemisch-pharmazeutischer Betriebe wurden durchgef\u00fchrt, um den Einflu\u00df anderer Abwasserzusammensetzungen zu ermitteln.<\/p>\n
IV. Toxikologische Messungen sollen den Einflu\u00df der UV-Behandlung \u00f6kologisch charakterisieren.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im Rahmen eines zweij\u00e4hrigen Forschungs- und Entwicklungsprojektes wurde ein innovativer UV-Fallfilmreaktor mit nicht ins Abwasser getauchten und freibrennenden UV-Strahlern verfahrenstechnisch soweit optimiert, da\u00df dieser Reaktor selbst bei sehr hohen AOX-Gehalten zuverl\u00e4ssig das Behandlungsziel von 1 mgAOX\/I einh\u00e4lt.
\nHierzu wurde bei der Fa. AFP GmbH in L\u00fcneburg ein UV-Fallfilmreaktor zwei Jahre lang betrieben (ca. 3 m3 Abwasser\/d) und begleitende Untersuchungen von der WACO Wassertechnik Consult GmbH und der Universit\u00e4t Stuttgart durchgef\u00fchrt.
\nDie in den Laborversuchen mit dem UV-Fallfilmreaktor gewonnenen Ergebnisse konnten mit Erfolg auf den technischen UV-Fallfilmreaktor der Fa. AFP GmbH \u00fcbertragen werden:
\n\u00b7 Durch die nicht in das Abwasser getauchten UV-Mitteldruckstrahler wird im UV-Fallfilmraktor eine Belagbildung auf den Strahlern unterbunden und eine zuverl\u00e4ssige AOX-Elimination erzielt.
\n\u00b7 Der pH-Wert des Abwasser sollte im stark alkalischen Bereich liegen (pH 11 bis 12).
\n\u00b7 Die Zugabe von geringen Wasserstoffperoxidmengen (0,2%ig) beschleunigt die AOX-Elimination, besonders, wenn es einmalig zu Beginn der Behandlung zugegeben wird.
\n\u00b7 Suprasil-Quarzglas erh\u00f6ht gegen\u00fcber Normal-Quarzglas die AOX-Elimination deutlich.
\n\u00b7 Proportional zur UV-C-Leistung l\u00e4\u00dft sich die AOX-Elimination erh\u00f6hen. Das Behandlungsziel wird auch ohne pH-Wert-Korrektur und ohne Wasserstoffperoxideinsatz und damit chemikalienfrei nur durch eine entsprechende UV-C-Strahlerleistung erreicht.
\n\u00b7 Die Reaktion der Dehalogenierung erfolgt vorrangig durch die UV-C-Strahlung.
\nDurch die verfahrenstechnische Optimierung des UV-Reaktors konnten die AOX-Eliminationsleistung von Phase 1 bis 4 wesentlich erh\u00f6ht werden, siehe Tabelle 1-1:
\nTabelle 1-1: Zusammenstellung aller vier Betriebsphasen
\nPhase von bis Ma\u00dfnahmen vor UV nach UV AOX-Abbau AOX
\n MgAOX\/I mgAOX\/I mgAOX\/I Abbau
\n1 13.08.97 11.11.97 analytische Probleme 80,32 15,37 64,94 80,90 %
\n2 13.11.97 13.05.98 AOX mit Sp\u00fcll\u00f6sung 46,07 7,88 38,18 82,90 %
\n3 03.09.98 24.09.98 H2O2-Zugabe, pH 12 127,26 4,61 122,65 96,40 %
\n4 01.10.98 01.03.99 Suprasil-Strahler 135,29 0,99 134,29 99,30 %
\nIn der Phase 4 wurde ein durchschnittlicher AOX-Abbau von 134 mg\/l erreicht. Der prozentuale Abbau lag bei \u00fcber 99 %. Die Ablaufwerte lagen im Mittel unterhalb von 1 mg\/l AOX.
\nVersuche mit dem UV-Fallfilmreaktor waren bei den Firmen Kao Chemicals GmbH f\u00fcr die Dioxan-Elimination, der Akcros Chemicals GmbH f\u00fcr die Organo-Zinn-Elimantion und der B\u00dcFA B\u00fcsing und Fasch GmbH & Co. f\u00fcr die AOX- und Kohlenwasserstoffelimination ebenfalls erfolgreich. Nur bei der THOR Chemie GmbH gab es aufgrund der schwierigen Matrix zwar eine deutliche AOX-Elimination, jedoch nicht bis zum Behandlungsziel von 1 bis 2 mg\/l.
\nGegen\u00fcber Verfahren mit Fentons Reagenz, Aktivkohle und Ozon mit Wasserstoffperoxid hat das UV-Fallfilmverfahren Betriebskosten- und gegen\u00fcber Fentons und Aktivkohle zus\u00e4tzlich Abfallentsorgungsvorteile.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Das chemikalienfreie Verfahren wurde auf dem ATV-Seminar zur AOX-Elimination am 17. M\u00e4rz 1998 in Essen vorgestellt. Eine Zusammenfassung des Seminars wurde in der Korrespondenz Abwasser 1998 (45) Nr. 8 ver\u00f6ffentlicht: Halogenorganische Verbindungen in gewerblichen und industriellen Abw\u00e4ssern – Expertengespr\u00e4ch in Essen – zusammengefa\u00dft von Rainer Schulze-Rettmer.
\nWeitere Ver\u00f6ffentlichungen:
\n[Debus, 1997] Wirtschaftliche Oxidation von chlororganischen Abwasserinhaltsstoffen ohne Oxidationschemikalien. WLB Wasser, Luft und Boden 6\/1997.
\n[Debus, 1998] Auf Chemie verzichtet. Chemie Produktion, 9\/1998.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die in Laborversuchen mit dem UV-Fallfilmraktor gewonnenen Ergebnisse konnten mit Erfolg auf die Betriebsbedingungen im technischen UV-Fallfilmreaktor \u00fcbertragen werden. Daraufhin konnte die Leistungsf\u00e4higkeit des technischen UV-Fallfilmreaktors bez\u00fcglich der AOX-Elimination 80,3 % auf 99,3 % erh\u00f6ht werden. Proportional zur UV-Strahlungsleistung l\u00e4\u00dft sich die AOX-Elimination erh\u00f6hen. Das hei\u00dft, selbst wenn der pH-Wert nicht optimal liegt, kein Wasserstoffperoxid zugegeben und kein Suprasilstrahler verwendet wird, kann das Behandlungsziel durch eine entsprechende UV-Strahlerleistung erreicht werden. Da sich insgesamt AOX, Aromaten, LHKW, Kohlenwasserstoffe, Cyanide, PAKs, Komplexbildner, Pflanzenschutzmittel und Dioxan mit diesem Verfahren abfallfrei und wirtschaftlich aus dem Abwasser eliminieren lassen, handelt es sich hier um ein breit einsetzbares neues Verfahren.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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