DE3006070A1 - Verfahren und vorrichtung zur behandlung von abwasser - Google Patents

Description

DR. ING. HANS LICHTI ■ Di PL.-TNG. H EI N ER LICHTI

DIPL.-PHYS. DR. JOST LEMPERT 3006070

PATENTANWÄLTE

D-7500 KARLSRUHE 41 (GROTZIN G EN) · DURLACHER STR. 31 (HOCH HAUS)

TELEFON (0721) 48SI1

18. Februar 1980 5520/80 Le

REPUBLIC STEELCORPORATION
Republic Building

Cleveland, Ohio 44101 / USA

THE HANNA FURNACE CORPORATION
1229 Union Road

Buffalo, New York 14224 /USA

Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Abwasser

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen von Ammoniak aus freies oder gebundes Ammoniak enthaltendem Abwasser, ein Verfahren zum Abtrennen von Ammoniak aus einer Rohammoniak-Flüssigkeit, die aus einem Kohleverkokungsvorgang herrührt und freies und gebundenes Ammoniak enthält und eine Vorrichtung zum Abtrennen von Ammoniak aus einem freies und gebundenes Ammoniak enthaltenden Abwasser sowie ein Verfahren zur Abtrennung biologisch abbaubarer Verbindungen aus den folgenden Gruppen: Phenole, freie und gebundene Ammoniumverbindungen, Thiosulfate, Thiocyanate, Cyanide, Sulfide und ähnlichen aus einer Abwasserzufuhr und eine Vorrichtung zur Behandlung von Abwasser mit biologisch abbaubaren Verbindungen einschließlich freiem und gebundenem Ammoniak.

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Die Erfindung bezieht sich also allgemein auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abtrennung von Ammoniak aus Abwässern, wie Kokereioder Kohle- Umwandlungsabwässern und insbesondere zur Behandlung von Rohammoniakflüssigkeiten. Die Erfindung bezieht sich weiterhin also auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur biologischen Behandlung von Abwässern, die vorher in der Weise behandelt wurden, daß aus ihnen Ammoniak entfernt wurde.

Industrielle Abwässer, wie solche aus Kokereien, enthalten oft einen hohen Anteil an Ammoniak sowie Anteile an Phenolen, Cyaniden Sulfiden, Thiocyanaten, Thiosulfaten und anderen Verbindungen. Im Hinblick auf die Tatsache, daß staatliche Regelungen den Anteil von Ammoniak und den anderen Verbindungen, die in natürliche Gewässer geleitet werden können, begrenzen, wurde eine Vielzahl von Versuchen unternommen, um umweltverschmutzende Anteile in Abwässern zu reduzieren.

Bei Kokereiabwässern wird die Ammoniakabtrennung normalerweise mittels eines Dampfdestillations-Verfahrens erreicht, das in Verbindung mit entweder einer Zufuhr von gebranntem, umgelöschtem Kalk oder von Ätzmitteln betrieben wird . Beispielsweise ist ein solches Behandlungsverfahren in der US-PS 31 78 423 beschrieben, in der die Behandlung wässriger Rohabwasserflüssigkeiten aus Kohle-Carbonisierungswerken erläutert ist. Dieses Verfahren umfaßt die Destillation roher Industrieabwässer, um zunächst freies Ammoniak abzutrennen. Das teilweise behandelte Abwasser wird sodann einer biochemischen Oxidationsstufe unterworfen und schließlich durch Zusatz von gebranntem Kalk behandelt, um feste Ammoniumsalze in freies Ammoniak umzuwandeln, das sodann aus der Abwasserflüssigkeit mittels Destillation entfernt werden können.

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Während die Zufuhr von gebranntem Kalk sich für die Umwandlung von gebundenem Ammoniak in freies Ammoniak, das sodann durch Destillation abgetrennt werden kann, als möglich erwiesen hat, bedingt dies andererseits Verschmutzungsprobleme, die sich als sehr ärgerlich erwiesen haben, wenn dieses Verfahren im industriellen Maßstab durchgeführt werden soll. Daher wurden verschiedene Versuche unternommen, um die Verschmutzungsprobleme mittels Zusatz von Ablagerungen verhindernden Verbindungen zu überwinden.

Die US-PS 41 04 131 beschreibt ein Verfahren zur Wasserreinigung zur Entfernung von Ammoniak aus Abwässern, wie solchen aus Kokereien oder bei der Kohleumwandlung entstehenden. Dieses Verfahren weist ebenfalls den Zusatz von gebranntem Kalk in einem Maße auf, das ausreicht, um mit ungelösten Ammoniumsalzen, die im Abwasser vorhanden sind,zu reagieren. Die US-PS 41 04 131 beschreibt den Zusatz einer Ablagerungen verhindernden Verbindung, die aus der Klasse gewisser organischer Phosphonate bzw. Phosphoniumsalzen ausgewählt sind. Das Verfahren wird im wesentlichen in zwei Stufen durchgeführt. In der ersten Stufe wird freies Ammoniak aus dem Abwasser destilliert. Der Anteil gebundenen Ammoniaks wird im wesentlichen reduziert in einem zweiten Destillationsschritt, der auf das Abwasser einwirkt, nachdem dieses mit gebranntem Kalk und Ablagerungsverhinderer-Verbindungen behandelt wurde.

Die US-PS 41 08 735 zeigt die Verwendung von Dampf-Destillationsvorrichtungen auf, um Ammoniak aus schwachammoniakalisehen Flüssigkeiten abzutrenne, die bei der Verkokung anfallen. In dem herkömmlichen Prozeß wird die Flüssigkeit zuerst in einer Stufe, die als "freier Abschnitt" bezeichnet

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wird, destilliert, um freies Ammoniak und entsprechende Ammoniakverbindungen abzutrennen. Die so destillierte weiche Ammoniakflüssigkeit wird dann mit einer wässrigen Aufschlämmung von gebranntem Kalk vermischt und schließlich in einer Stufe destilliert, die als "fester Abschnitt" des Verfahrens bezeichnet wird, wobei ein direkter Gegenstrom von Dampf das wasserhaltige Ammoniak aus der Kalk-Flüssigkeit-Auf schlämmung ausdestilliert. Sowohl der freie als auch der feste Abschnitt der Ammoniak-Destillationseinrichtung weisen eine senkrechte Säule auf, die im Innern angeordnete horizontale Platten oder Schalen hat. Jede Platte ist mit Einrichtungen für Gas-Flüssigkeits-Kontaktierung versehen, durch welche der aufsteigende Dampf hindurchtritt· Die Gas-Flüssigkeits-Kontakteinrichtungen sind entweder Schalen, die Sieblöcher oder aber Fraktionierboden-Glockeneinheiten aufweisen. Wie in der genannten US-PS 41 08 735 ausgeführt wird, liegt ein wesentlicher Nachteil bei der Verwendung herkömmlicher Ammoniak-Destilliereinrichtungen in der Neigung der Destilliersäule, sich zu verstopfen oder verschmutzt zu werden. Dies ist dadurch bedingt, daß feste Kalziumverbindungen, die sich nicht lösen, sondern lediglich eine Dispersion bilden dazu tendieren, sich in und um die genannten Kontakteinrichtungen anzusammeln, wodurch sie den Dampffluß begrenzen und möglicherweise unterbrechen oder beeinträchtigen. Das Verschmutzen ist insbesondere ein Problem im freien Abschnitt der Destilliereinrichtung. Wenn ein Verschmutzen auftritt, muß die Destilliereinrichtung demontiert und gereinigt werden, so daß sich wesentliche Ruhezeiten und damit erhöhte Kosten ergeben. Selbst vor einem vollständigen Verschmutzen des Systems arbeitet die Destilliereinrichtung wegen der Anhäufung innerhalb der Einrichtung notwendigerweise mit einer reduzierten Effizienz. Daher wurden Ammoniak-Destilliereinrichtungen für die Destillation von weichen Ammoniak-Flüssigkeiten, die von der Kohleverkokung

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stammen^ traditionellerweise mit einer übermäßigen Kapazität ausgestaltet, so daß sie im Stande waren einen gewissen Grad an Verschmutzung aufzunehmen.

Gemäß der US-PS 41 08 735 soll das Problem des Verklumpens überwunden werden, dem normalerweise dadurch begegnet wird, daß die zufließende schwache Ammoniakflüssigkeit einer vorherigen Trennung mit Calciumhydroxid ausgesetzt wird, bevor sie in die Ammoniak-Destilliereinrichtung eintritt. Derart wird die Flüssigkeit, bevor sie in den freien Abschnitt des Systems eintritt, in einem "Kalk-Abschnitt" behandelt, wodurch sich eine Ausfällung unlöslicher Caiciumsalze vor der Destillation ergibt. Eine solche Vorfällung reduziert im wesentlichen die Fluorid- und Karborvionenkonzentration in der schwachen Ammoniak-Flüssigkeit bis zu einem Punkt, bei dem ihre Caiciumsalze nicht mehr während der Destillation ausgefällt werden und so auch kein Verklumpen mehr bewirken können. In der genannten US-PS 41 08 735 ist demgegenüber eine alternative Möglichkeit zur Beherrschung des Verklumpungsproblems beschrieben, indem dort auf den Zusatz von kanstischer Soda, also Natriumhydroxid, vor der Destillation hingewiesen wird. Durch diesen Zusatz werden Calciumionen, die normalerweise das Verklumpungsproblem mitbedingen, aus der Destilliereinrichtung eliminiert. Obwohl eine solche Substitution im Hinblick auf die Verschmutzung sich als zufriedenstellend herausgestellt hat, können die Kosten des Natriumhydroxid/hoch sehr variieren und sich als sehr beträchtlich in Abhängigkeit von den Marktbedingungen herausstellen.

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Weiterhin ist eine automatische pH-Wert-Steuerung in solchen Systemen noch sehr schwierig, da der Zusatz von Alkali einen Sprung im pH-Wert und der Freisetzung des freien Ammoniaks bedingt.

Ein weiteres der herkömmlichen Behandlung mit gebranntem Kalk inhärentes Problem ist, daß der gebrannte Kalk, wenn er den Abwässern zugeführt wird, eine kolloidale Lösung bedingt. Die Feststoffe, die gebildet werden, wenn der gebrannte Kalk in Kontakt mit der Abwasserflüssigkeit tritt, machen es tatsächlich unmöglich^das Verfahren mittels Sensoren oder Sonden, Ausrüstung mit automatischen Meßgeräten, selbstkontrollierender Steuerung und ähnlichen zu steuern, da die Feststoffe eine genaue Messung der Variablen in der Flüssigkeit praktisch unmöglidi machen.

Obwohl gebrannter Kalk in der US-P S 21 99 767 als bevorzugter Zusatz aufgeführt wurde, nennt diese Druckschrift weiterhin den Zusatz von kalzinierter Soda, also Soda zu Rohammoniak-Flüssigkeit, die

vorher durch Dampfdestillation behandelt wurde. Nach dieser Druckschrift wird der pH-Wert des aus der Dampfdestillation austretenden Abwasserstroms durch den Zusatz von basischem Material, wie gebranntem Kalk, Sodaasche usw. nach einer Elektrolysebehandlungsstufe eingestellt. In der genannten PS wird aber kein voller Nutzen aus der Zugabe mit Soda gezogen, da die Soda dem System nur nach dem Elektrolysebehandlungsschritt hinzugefügt wird und die Destilliereinrichtung offensichtlich ohne Verwendung irgendwelcher Additive betrieben wird.

Der Aspekt der biologischen Behandlung von destilliertem Abwasser wird in der Literatur ausführlich behandelt.

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So stellt die US-PS 21 99 767 eingehend eine bakteriologische Behandlung von Abwässern von Kohlewerken beschrieben, wobei diese Abwässer zuerst elektrolytisch behandelt werden, um ihren Phenolanteil zu reduzieren. Nach der genannten Druckschrift wird ein pH-Wert-Steuerungsmittel der Abwasserflüssigkeit erst hinzugefügt, wenn die Flüssigkeit die Ammoniak-Destilliereinrichtung verlassen hat, wodurch eine Zwischenbehandlung der Flüssigkeit innerhalb der Destilliereinrichtung ausgeschlossen ist.

In der Druckschrift "Design and Operation of Biological Treatment for Coke Plant Wastewaters (Ausgestaltung und Durchführung der biologischen Behandlung von Kokereiabwässem)", von G. M. Wong-Chong, herausgegeben vom Carnegie-Mel lon Institute of Research, Pittsburg, PA. 15213, September 1978, behandelt der Autor die verschiedenen Aspekte der biologischen Behandlung von Kokerei abwassern. D iese Druckschrift beschreibt eine einstufige Aktivschlammbehandlung von Kokereiabwässern und zeigt die Vorbehandlung des Kokereiabwassers entweder durch Dampfdestillation oder phys i kai i sch-chemische Phenol extrakt ion, um das Abwasser für eine nachfolgende Aktivschlammbehandlung vorzubereiten. In der Druckschrift ist auf Seite 85 ausgeführt, daß das Verfahren mittels Zusatz von Aktivkohle zum Schlamm in einem Anteil von etwa 5,0 g/Liter verbessert werden kann. In der Druckschrift wird betont, daß die Kohle ohne Rücklauf verwendet wird und nur nach vollständiger Regeneration wieder verwendet wird.

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Obwohl in der genannten Druckschrift erkannt wird, daß ein nichtwachsender Aktivschlamm wünschenswert ist, um eine konstante mikrobielle Population innerhalb des Aktivschlammes zu haben, ergibt sich aus dieser Druckschrift keinerlei Kenntnis darüber, wie entsprechende Bedingungen erreicht werden können, um so die Kosten für das Entfernen des Aktivschlammes als auch der Regeneration der Aktivkohle zu vermindern.

Die US-PS 41 32 636 stellt einen frühen Versuch der biologischen Behandlung von Kokerei abwassern nach einer Vorbehandlung zum Zwecke des Entfernens von Ammoniak dar. Gemäß dieser Druckschrift wird nach der Vorbehandlung bis zu einem Ammoniakgehalt von 1000 ppm oder weniger die Flüssigkeit in einem ersten Becken biologisch behandelt und sodann in ein zweites Becken gebracht, wo sie mittels eines aeroben Verfahrens biologisch behandelt wird· Pulverförmige Aktivkohle wird mit der Flüssigkeit bei der zweiten biologischen Behandlung vermischt. Schließlich wird ein Eisensalz zu der zweifach behandelten Flüssigkeit hinzugefügt, um eine Koagulation und Sedimentation zu bewirken. Das Verfahren nach der genannten US-PS 41 32 636 bedingt ein Wachstum des Schlammes aufgrund der mikrobiellen Aktivität, obwohl Aktivkohle in einem der Reaktoren verwendet wird. In einer Anzahl von Patentschriften werden die Probleme beim Versuch der biologischen Behandlung von Kokereiabwässern behandelt, wobei die folgenden Patentschriften beispielhaft sind: US-PS 14 37 394, US-PS 14 37 401, US-PS 32 78 423 und US-PS 40 09 098.

Die Versuche zur Verbesserung der Effizienz der biologischen Behandlung zur Abwasserreinigung haben, wie oben ausgeführt wurde, den Zusatz von kohlenstoffhaltigem Material zur biologischen Masse vorgesehen. Der Zusatz

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von kohlenstoffhaltigem Material liefert ein Substrat, auf dem die Bakterien wachsen und sich vermehren können. Der Kohlenstoff selbst wird als Absorber für einige der Unreinheiten des Abwassers benutzt. Die folgenden Patentschriften sind für Kohlenstoffzusatz beispielhaft: US-PS 37 67 570, US-PS 38 71 999, US-PS 39 57 632, US-PS 39 80 556, und US-PS 41 32 636.

Obwohl die Behandlungsverfahren nach dem Stand der Technik auf die Verwendung biologischer Behandlungsstufen hingewiesen haben, sind solche Behandlungen tatsächlich schwierig durchzuführen. Die Umsetzung in die Praxis bedingt notwendigerweise eine extrem sorgfältige Überwachung der biologischen Masse, die recht kostenintensiv sein kann. Weiterhin verhindert die Verwendung von Kalciumionen im behandelten Abwasser den Zusatz von Phosphaten zum Abwasser außerordentlich. Solche Phosphate sind aber für eine effektive biologische Behandlung notwendig. Vorhandene Kalciumionen fallen aber als Kalciumphosphate aus.

Weiterhin ist mit den Verfahren nach dem Stand der Technik eine stabile biologische Population im Reaktor nicht zu erreichen. Es sind daher teuere Schlammentfernungs- und Nachbehandlungsverfahren notwendig. Obwohl die Kritikalität beim Erreichen einer biologischen Population mit Nullwachstum möglicherweise durchaus erkannt wurde, haben die bekannten Systeme durchweg bei der Lösung einer solchen Aufgabe versagt. Es ergibt sich vielmehr bei den bekannten Verfahren, daß zusätzliche Schlammbehandlungs- und Entfernungssysteme üblicherweise notwendig sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtrennen sowohl freien als auch gebundenen Ammoniaks und von Ammoniakkomoonenten der eingangs genannten Art zu schaffen, das

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sowohl wirtschaftlich als auch industriell durchführbar ist, wobei insbesondere ein Verschmutzen und Verklumpen verhindert werden soll, so daß Stillegungszeiten und Kosten vermindert werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß das Abwasser destilliert wird, um freies Ammoniak abzutrennen; daß das destillierte Abwasser danach mit Natrium-Karbonat oder Soda behandelt wird; daß das behandelte Abwasser destilliert wird, um das abgeschiedene Ammoniak abzutrennen. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art ist gekennzeichnet durch eine Ammoniak-Destilliereinrichtung zum Entfernen von freiem und gebundenen Ammoniak; eine Natrium-Karbonat-Lösungsquelle ; und eine Einrichtung zur Zufuhr der Natrium-Karbonat-Lösung von der Natrium-Karbonatquelle zur Ammoniak-Destilliereinrichtung um das gebundene Ammoniak abzuscheiden, wobei die Einrichtung mit der Natrium-Karbonatquelle verbunden ist.

Die Erfindung zeigt als wesentlichen Vorteil, daß der Behandlungsprozeß einfach und genau überwacht und gesteuert werden kann, wobei er an Minimum an Beaufsichtigung erfordert, dennoch aber strenge Bestimmungen in Bezug auf Wasserverschmutzungsnormen erfüllt. Wetterhin liegt ein erfindungsgemäß erreichter Vorteil darin, daß das Abwasserbehandlungsverfahren mit einer anschließenden biologischen Behandlung des dampfdestillierten Abwassers vollauf kompatibel ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfi ndung ergibt sich aus der Behandlung von Kokereiabwässern mittels einer Ammoniak-Destilliereinrichtung und einer anschließenden Aktivschlammbehandlung daraus, daß die mikrobielle Wachstrumsrate des Aktivschlammes im wesentlichen Null sein soll.

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während dennoch Abwasserunreinheiten effektiv auf tragbare Spiegel gesenkt werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das zugeführte Abwasser durch Zugabe von kalzinierter Soda zum Abwasser behandelt wird und daß das Abwasser anschließend mittels einer Aktivschlammbehandlung in einem Schlammreaktor behandelt wird, um den Anteil biologisch abbaubarer Verbindungen im Abwasser zu reduzieren.

Hieraus ergibt sich der Vorteil eines zusätzlichen Schritts einer Aktivschlammbehandlung von Ammoniak enthaltenden Abwässern, wobei die Vorbehandlung des Abwassers den Zusatz von anorganischem Kohlenstoff beinhaltet, der für die Zellsynthese nützlich ist und wodurch zusätzlich die Ammoniakentfernung während des Vorbehandlungsschritts ohne ein Auftreten von Verklumpungen unterstützt wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Abwasser eine Roh-Ammoniak enthaltende Flüssigkeit ist, die aus einem Kohlenverkokungsprozeß herrührt, wobei sich insbesondere ergibt daß die Roh-Ammoniakflüssigkeit weiterhin Kohlendioxid, freie Cyanidverbindungen, Öle und leicht siedende aromatische Verbindungen aufweist, und daß jede der zusätzlichen Verbindungen durch den ersten Destillationsschritt abgetrennt wird. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die Destillationsschritte in einer Destrllations-Füllkörpersäule durchgeführt werden, wobei vorzugsweise die beiden Destillationsschritte als Niederdruck-Dampfdestillation durchgeführt werden.

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Die Soda bzw. die kalzinierte Soda wird vorzugsweise der Destilliersäule in Form einer wässrigen Lösung von Na CO zugeführt, die so nah als möglich ihrer Sättigungskonzentration gehalten wird. Hierzu ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß zur Behandlung mit kalzinierter Soda eine 18 bis 22%-ige wässrige Lösung von Na CO dem destillierten Abwasser des ersten Destillationsschritts zugefügt wird. Gesättigte Lösungen sind vorzuziehen, da der Dampfverbrauch destegeringer ist, je höher die Sodakonzentration ist.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann in vorteilhafter Ausgestaltung eine genaue Überwachung dadurch stattfinden, daß nach dem zweiten Destillationsschritt der pH-Wert des gereinigten Abwassers gemessen wird und daß der Anteil der wässrigen Sodalösung bzw. der Lösung der kalzinierten Soda so eingestellt wird, daß der pH-Wert unter 9,0 bleibt. In äußerst bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der pH-Wert auf 8,5 bis 9,0 gehalten wird, wobei insbesondere vorgesehen ist, daß der pH-Wert bei etwa 8,6 bis 8,7 gehalten wird.

Aufgrund der Tatsache, daß Soda als Behandlungsmittel verwendet wird ist in bevorzugter Ausgestaltung erfindungsgemäß vorgesehen, daß der pH-Wert automatisch auf dem vorgeschriebenen Wert gehalten wird, ohne daß ein Eingreifen von Hand notwendig ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß jeder der Destillationsschritte als Wasserdampf-Destillation betrieben wird, und daß der Einlaßdampfdruck zu jeder Destillation im wesentlichen konstant gehalten wird. Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren dadurch

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gesteuert werden kann, daß der Dampfdruck in jeder der Destillationsstufen variiert wird, um den pH-Wert des gereirigten und behandelten Abwassers auf dem gewünschten Niveau zu halten, liegt ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, daß der Dampfdruck konstant gehalten werden kann und der pH-Wert einzig durch die Sodazufuhr variiert wird.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß das Abwasser des zweiten Destillationsschrittes einer biologischen Behandlung unterzogen wird, um das Abwasser weiter zu reinigen. Diese bevorzugte Ausgestaltung ergibt sich daraus, daß durch den Zusatz von Soda anstelle der herkömmlichen Behandlung mit Additiven wie gebrannter Kalk das erfindungsgemäße Verfahren außerordentlich gut mit einem anschließenden biologischen Behandlungsschritt kompatibel ist, der dazu dient, das Abwasser weiter zu reinigen.

Mit einer äußerst vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die Flüssigkeit in einer Füllkörpersäule dampfdestilliert wird, um das freie Ammoniak abzutrennen; daß die destillierte Flüssigkeit mit einer 18 bis 22%-ige Södalösung behandelt wird, um das gebundene Ammoniak abzuscheiden; daß das so behandelte Abwasser in einer Füllkörpersäule dampfdestilliert wird, um das abgeschiedene, gebundene Ammoniak abzutrennen:, daß der pH-Wert des behandelten Abwassers gemessen wird; daß der pH-Wert des Abwassers unterhalb 9,0 gehalten wird; daß das Abwasser anschließend biologisch behandelt wird, um es weiter zu reinigen.

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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß der Schlammreaktor unter Bedingungen gefahren werden kann, die eine Feststoffverweilzeit ermöglichen, die außerordentlich und unerwartet hoch ist, nämlich in der Größenordnung von 100 bis 1000 Tagen liegt, wobei der Ablauf aus dem Reaktor lediglich eine extrem geringe Unreinheit und Feststoffkonzentration aufweist.

In konkreter vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann Aktivschlamm ■ verwendet werden, der pulverförmige Aktivkohle enthält, um ein Absetzen des Schlammes zu induzieren, wenn dieser nachfolgend vom Reaktor zu einem Klärbecken gebracht wird, in dem die gereinigten Abwasser vom Schlamm getrennt werden. Gemäß bevorzugter Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, daß der Aktivschlamm etwa 1000 bis 3000 mg/Liter nichtbiologische, partikelförmige Feststoffe enthält, wobei das nichtbiologische, partikelförmige Material pulverförmige Aktivkohle sein kann. Vorteilhafterweise ist vorgesehen, daß die gesamte Feststoffkonzentration innerhalb des Reaktors auf einem Spielgel von etwa 4 bis 11 g/Liter gehalten wird, wobei insbesondere die gesamte Feststoffkonzentration bei 4 g/Liter liegt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur biologischen Behandlung ist besonders effizient, wenn es in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der Ammoniak-Destillation verwendet wird, vor allem wenn es in Verbindung mit einer Ammoniak- Destillationsbehandlung eingesetzt wird, bei der der Zusatz von Soda zur Destillation zwischen dem festen und dem freien Abschnitt des Destillationsvorganges vorgesehen ist.

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Ein sehr wertvoller Vorteil der Erfindung liegt in der Tatsache, daß, nachdem die biologische Behandlung durchgeführt wurde, der Ablauf für eine Behandlung mit Ionenaustauschern geeignet ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausgest^a'tung der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß der Aktivschlamm dadurch gebildet wird, daß Abwasser einer biologischen Masse zugefügt wird, um eine autotrophe, biospezifische Biomasse zu erhalten und daß die Biomasse durch Zugabe von Teilchen stabilisiert wird; wobei der Schlamm eine durchschnittliche Absetzge-

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schwindigkeit von 9,763 bis 24,402 kg/m am Tag aufweist, wobei insbesondere die nichtbiologischen Partikel feststoffe eine derartige durchschnittliche Partikelgröße aufweisen, daß etwa 98% der Teilchen durch 100 Tyler-Maschensieb mit Lochdurchmessern von 0,14732 mm hindurchgehen. Die bevorzugte Teilchenkonzentration liegt bei etwa 1000 bis 3000 mg/Liter. Erfindungsgemäß ist also wesentlich, daß Soda als anorganische Kohlenstoff quelle verwendet wird, die zusätzlich zur Unterstützung der Dampfdestillationsvorbehandlung weiterhin als Grundlage,der Zellsynthese für autotrophe Bakterien dient, die vorzugsweise einen wesentlichen Anteil der Aktivschlammbakterien ausmachen.

Der Zusatz von kalzinierter Soda ist noch aus einem anderen Grunde wichtig. Die autoirophen Bakterien wirken im Reaktor derart, daß sie das Ammoniak und Thiocyanate zu NO^-lonen oxidieren, die schließlich zu NO -Ionen oxidiert werden. Während dieses Oxidationsvorganges werden Wasserstoffionen erzeugt, die neutralisiert werden müssen, um geeignete Bedingungen für das bakterielle Wachstum im Reaktor aufrechtzuerhalten. Erfindungsgemäß dient der Sodazusatz zum System auch hierzu.

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Wie schon zuvor angesprochen wurde, wird die erfindungsgemäße Aufgabe in konstruktiver Hinsicht durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung gelöst, die Ammoniak aus dem Abwasser entfernt, das freies und gebundenes Ammoniak enthält. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen Ammoniak-Destillierapparat zum Entfernen des freien und gebundenen Ammoniaks und eine Quelle für die Sodalösung auf. Darüber hinaus sind, wie ausgeführt, erfindungsgemäß Einrichtungen zur Leitung der Sodalösung zum Ammoniak-Destillierapparat vorgesehen, damit dort das gebundene Ammoniak abgetrennt wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die Ammoniak-Destilliereinrichtung eine zweistufige Destillations-Füllkörpersäule ist.

Weiterhin ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß eine Meßeinrichtung zur Messung des pH-Wertes des Abwassers nach Entfernung des gebundenen Ammoniaks aus demselben vorgeshen ist. Die sich hier ergebenden Meßergebnisse werden dazu verwendet, die Systemvariablen genau zu steuern.

Demgemäß zeichnet sich eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch aus, daß Steuereinrichtungen zur Variation der Zufuhr an Soda zur Ammoniak-Destilliereinrichtung vorgesehen sind, daß die Steuereinrichtungen mit den Zufuhreinrichtungen zur Zufuhr von Soda verbunden und dazu vorgesehen sind, den Anteil der zur Ammoniak-Destilliereinrichtung zugeführten Soda so zu variieren, daß der pH-Wert unter etwa 9,0 gehalten wird.

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Es ist weiterhin vorgesehen, daß die Quelle für die Sodalösung einen Sodalösungstank aufweist, der eine 18 bis 22%-ige Sodalösung enthält, wobei vorteilhafterweise eine 22%-ige Lösung verwendet wird, da es wichtig ist, daß die Lösung so nahe wie möglich an ihre Sättigungskonzentration kommt. Die Vorrichtung ist bevorzugterweise dadurch ausgestaltet, daß der Sodalösungstank eine Förderschnecke zur Zufuhr von Soda in den Tank einen Wassereinlaß und einen Dampfeinlaß aufweist.

Eine äußerst bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, daß eine mit der Steuereinrichtung verbundene automatische Eirichtung vorgesehen ist, die die Zufuhr von Soda zur Destilliereinrichtung automatisch variiert. Diese automatischen Einrichtungen können zusätzlich dazu eingerichtet sein, daß sieautomatisch den Anteil des zur Ammoniak-Destilliereinrichtung zugeführten Dampfes variieren, um so den pH-Wert des gereinigten Wassers unterhalb 9,0 zu halten. Jedoch wird bevorzugt, daß der Dampfdruck innerhalb der Destilliereinrichtung konstant auf 0,0276 bis 0,0483 MPa gehalten wird und lediglich die Sodazufuhr variiert wird.

Wie schon weiter oben ausgeführt wurde, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung aufgrund der Tatsache, daß sie eine Quelle für Sodalösung aufweist, die mit der Ammoniak-Destilliereinrichtung verbunden ist, sehr effektiv in Verbindung mit nachfolgend angeordneten biologischen Behandlungseinrichtungen zur weiteren Reinigung des Abwassers verwendet worden.

Daher ist, wie schon oben ausgeführt wurde, weiterhin eine Vorrichtung zur Behandlung des Abwassers, das biologisch abbaubare Verbindungen einschließlich freiem und gebundenem Ammoniak enthält, vorgesehen. Die Vorrichtung weist also eine Ammoniak-Destilliereinrichtung zur Abtrennung

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freien und festen Ammoniaks auf. Sie hat weiter eine Quelle für die Sodalösung sowie Einrichtungen zur Zuleitung der Soda-

Lösung von der Sodaquelle zur Ammoniak-Destilliereinrichtung,

um dort eine Zersetzung des festen Ammoniaks im Abwasser zu erreichen. Dabei sind die Einrichtungen zur Zufuhr der Sods mit der Quelle für die Sodalösung verbunden. Diesen Einrichtungen schließt sich ein einstufiger Aktivschlammreaktor an, in dem das Abwasser behandelt wird, um den Anteil biologisch abbaubarer Verbindungen im Abwasser zu reduzieren. Schließlich weist der Aktivschlamm vorzugsweise Aktivkohlenstoff auf, der vorzugsweise in pulverförmigem Zustand vorliegt.

Weiterhin kann die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Klärbehälter aufweisen, der dazu vorgesehen ist, Aktivschlamm aus dem Aktivschlammreaktor aufzunehmen, so daß dort die Feststoffe von Aktivschlamm getrennt werden. Rückführeinrichtungen sind weiterhin vorgesehen, um die Feststoffe aus dem Klärtank zum Reaktor zurückzuführen.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Vorrichtung weiterhin Ionenaustauscher enthält, um die abfließende Flüssigkeit, die das Klärbecken verläßt und deren Feststoffe abgetrennt wurden, weiter zu reinigen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt:

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Figur 1 schematisch das Ammoniakdestillations- und -steuersystem nach der Erfindung und

Figur 2 schematisch die biologische Bearbeitungsschritte nach der Erfindung.

Wie in der Figur 1 dargestellt ist, betrifft die Erfindung zuerst eine zweistufige Ammoniakdestillation zur Behandlung von Abwässern von Koksanlagen, wodurch freies und gebundenes Ammoniak sowie Ammoniakverbindungen entfernt werden. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist die Verwendung von Lösung von Natriumkarbonat bzw. kalzinierter Soda in Verbindung mit einem Dampfdestillations-Verfahren als Mittel zur Aufspaltung stabiler oder gebundener Ammoniumsalze, um das Ammoniak aus den Abfällen zu entfernen. Es wurde überrachenderweise gefunden, daß die Verwendung von kalzinierter Soda ein vollständig störungsfreies Verfahren ermöglicht, bei dem keinerlei Probleme und Verklumpungen oder ähnlichen auftreten, so daß ein ununterbrochener Betrieb mit einem vollautomatischen Steuersystem möglich ist. Es wurde weiterhin festgestellt, daß kalzinierte Soda eine äußerst vorteilhafte anorganische Kohlenstoffquelle für Zwecke der ZeIIsynthese bei autotrophen Bakterien ist. Wie der Figur 1 zu entnehmen ist, wird eine Rohammoniak enthaltende Abwasserflüssigkeit, wie Koksabwässer durch eine Leitung in einen Wärmetauscher 77 geführt, wo das Abwasser durch gereinigtes Abwasser vorerhitzt wird, wenn es im Gegenstrom durch den Wärmetauscher fließt. Die Zusammensetzung des durch die Leitung 81 geführten Abwassers kann variieren. Dieses Abwasser enthält üblicherweise etwa 4000 bis 5000 mg/Liter Ammoniak, wovon etwa 3500 bis 4500 mg/Liter in der Form

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gebundenen Ammoniaks vorliegen. Die Zufuhr zum System kann verändert werden und zusätzlich andere Abfälle enthalten, die verschiedene Ammoniak-Konzentrationen aufweisen, die sowohl aus der Kokserzeugung herrühren, wie auch aus anderen Abwässern, wie z. B. solchen der BenzoIabsorption und -abscheidung, Koksofengas-Endkühlung, Entschwefelung und ähnlichen, die durch die Leitung 83 zugeführt werden. Die Mischung oder das Verhältnis der zugeführten Abwässer wird mittels einer Steuerung 79 für den Abwasserfluß und eine Steuerung 80 für die anderen genannten Flüssigkeiten bestimmt. Es sollte festgestellt werden, daß obwohl die Zufuhr aus der Kokerei vor allem interessiert, jedes der vorgereinigten Abwässer alleine oder in Verbindung mit den anderen behandelt werden kann und das Verhältnis je nach Wunsch eingestellt wird. Das vorgeheizte, zu behandelnde Abwasser wird sodann durch einen Wärmetauscher 73 zum oberen Ende der zweistufigen Ammoniak-Destillierkolonne geführt, der einen freien Abschnitt 63 aufweist, in dem "freies"Ammoniak enthaltende Verbindungen aus dem Abwasser zusammen mit Öl, leicht siedenden Aromaten, Cyaniden und Kohlenstoffdioxid ausdestilliert werden. Die Destillier vorrichtung weist weiter einen Abschnitt 49 auf, in dem stabile Ammoniumverbindungen ausgeschieden werden. Ein Teil der zu behandelnden Abwasserflüssigkeit kann mittels eines Ventils 74, das mit einer Temperatursteuerung 72 verbunden ist, durch den Wärmetauscher 73 umgeleitet werden, wo er im Gegenstrom indirekt mit heißen Dämpfen in Kontakt kommt, die den festen und den freien Abschnitt verlassen. Derart wird die Zufuhr zum· Destillierapparat auf eine feste vorausgesetzte Temperatur in der Nähe von etwa 100°C (212°F) geregelt.

Wie dargestellt ist, weist die Destilliervorrichtung eine Füll körper sau Ie auf, die aus zwei Stufen besteht. Dämpfe werden bei jeder Stufe separat abgetrennt,

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so daß sich eine Quelle hoch qualitativen Ammoniaks ergibt, welches die zweite Stufe verläßt. Das zugeführte Abwasser kommt beim Abwärtsfallen innerhalb der Füllkörpersäule im Gegenstrom in Kontakt mit Niederdruckdämpfen, die aus einer Leitung 59 durch ein Druckregel ventil dem freien Abschnitt 63 zugeführt werden. Der Dampf ist ein Niederdruckdampf mit einem Druck von etwa 0,0689 bis 0,0827 MPa Überdruck (10 bis 12 psig), obwohl andere Drücke offensichtlicherweise ebenfalls verwendet werden können. Die aus dem festen Abschnitt 49 austretenden Dämpfe verlassen das System durch eine Leitung 70, ein Prüfventil 69 und den Wärmetauscher bevor sie der Kokereigasleitung 91 zugeführt werden. Kohlenstoffdioxid, freie Cyanide und Ammoniumverbindungen werden aus dem freien Abschnitt 63 über diese Leitung 70 entfernt. Der Druck wird vorzugsweise bei etwa 0,0276 bis 0,0483 MPa Überdruck (4 bis 7 psig) innerhalb der Füllkörpersäule mittels einer Drucksteuerung 71 gehalten.

Nachdem die abgeschiedene Flüssigkeit teilweise gereinigt wurde, fließt sie vom freien Abschnitt 63 zum festen Abschnitt 49 durch einen Flüssigkeitsverteil erboden und wieder über Kaskaden abwärts und im Gegenstrom zum aufsteigenden Dampf, der über die Leitung 45 durch ein Rückschlagventil zugeführt wird. In diesem Stadium wird Lösung von Soda oder Natriumkarbonat vorzugsweise mit einer Konzentration von 18 bis 22% durch ein Rückschi agventi 51 hinzugeführt. Der Anteil der hinzugefügten Soda wird mittels einer Schalttafel 39 gesteuert und ist eine Funktion des pH-Wertes des gereinigten Abwassers, wie er durch eine pH-Wert-Prüfsonde 87 gemessen wird. Ein Teil der gereinigten Flüssigkeit kann zu einer Sammeleinheit 89 geschickt werden. Es wurde als vorteilhaft herausgefunden, den pH-Wert auf weniger als 9,0 in den gereinigten Abwässern

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zu halten. Vorteilhafterweise liegt der pH-Wert zwischen 8,5 und 9,0 und insbesondere zwischen 8,6 und 8,7. Aufgrund der Tatsache, daß das System in Bezug auf den pH-Wert relativ stabil ist,kann bei Hinzufügen von Na CO die Messung des pH-Wertes durch die Sonde 87 exakt dazu benutzt werden, die Zufuhr von Sode zum System zu steuern.

Auch wenn die dem System zugesetzte Soda dazu beiträgt Ammoniakverbindungen innerhalb des Kaskadenflüssigkeitsstroms freizusetzen, entfernt aufsteigender Dampf die zersetzten, vorher stabilen Ammoniumverbindungen, die der Kokerei gasleitung 91 zugeführt werden können. Der Druck innerhalb des festen Abschnitts 49 des Systems wird durch die Drucksteuerung 43 aufrecht gehalten. Durch Ventilsteuerung kann ein Teil des den festen Abschnitt 49 verlassenden Dampfes geteilt und in anderen Ammoniak verwendenden Verfahren eingesetzt werden. Im Hinblick auf einen wirtschaftlichen Betrieb sind sowohl jeder der Wärmetauscher wie die Säule selbst isoliert, um Wärmeverluste zu minimieren. Ein Schlüsselmerkmal des erfindungsgemäßen Systems ist der Tank 25 zur Auflösung von Soda , in dem Wasser, das von einer Leitung 11 eintritt mit

Soda gemischt wird, die aus einem Zufuhrbehälter 31 kommt, um eine Lösung der gewünschten Konzentration zu ergeben, wobei die Konzentration vor der Zufuhr zum festen Abschnitt 49 des Systems konstant gehalten wird. Die vom Zufuhrbehälter 31 zugeführte Soda wird mittels einer Förderschnecke 29 zum Tank 25 verbracht. Die Förderschnecke 29 ist durch einen Motor 33 angetrieben. Die Soda. wird zunächst einem Mischabschnitt

des Tanks 25 zugeführt, der auf einem konstanten Flüssigkeitsniveau gehalten wird. Hier wird die Sodaa mit Wasser vermischt, erhitzt und durch Niederdruckdampf bewegt, der durch eine Leitung 15 zugeführt wird. Die Menge des verwendeten Dampfes wird mittels eines Steuerventils 17 als Funktion der Temperatur innerhalb des Tanks, wie sie mittels einer Sonde 19 gemessen wird, variiert. Die Temperatur der Soda'ösung

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wird vorzugsweise auf etwa 60 C (140 F) gehalten. D ie Mischung wird mittels eines Propellers 21 in einem Mischabschnitt 23 des Tanks 25 gefüllt, wofür allerdings auch andere Einrichtungen verwendet werden können. Die gemischte Flüssigkeit wandert über ein Wehr in einen Zuführabschnitt 27 des Tanks 25, bevor sie in den festen Abschnitt 49 mittels einer Pumpe 37 gepumpt wird, die als Funktion des durch die Prüfsonde 87 gemessenen pH-Wertes geregelt wird. Das Niveau der Flüssigkeit innerhalb des Tanks 25 ist veränderbar und wird mittels einer Steuerung 35 gesteuert, die das Flüssigkeitsniveau mißt und mit der Schalttafel 39 verbunden ist. Die Konzentration der SodaJösung kann dadurch variiert werden, daß

der Anteil des durch die Leitung 11 zugeführten Wassers oder aber der Anteil der dem System durch die Förderschnecke 29 zugeführten Sodaasche reguliert wird. Die Lösung wird bei einer Konzentration von etwa 18 bis 22% und vorzugsweise bei einer Konzentration gehalten, die der Sattigugskonzentration bei der Temperatur der Lösung so nah wie möglich kommt.

Aus der obigen Beschreibung ist zu ersehen, daß die Erfindung einer vollständigen Automation aufgrund der Steuertafel 39 zugänglich ist, was nicht der Fall ist, bei Systemen mit Eßmitteln und gebranntem, ungelöschtem Kalk. Die Automatisierung ist auch möglich aufgrund der präzisen pH-Wert-Steuerung, die durch die Verwendung von Soda. im festen Abschnitt der Destilliervorrichtung ermöglicht wird. In entsprechender Weise ist wegen der geringen Verklumpungsprobleme bei Soda es möglich eine Füllkörpersäule anstatt eines Destillationsturms für stufenweises Arbeiten oder einer Destillierkolonne mit einer Bodenglocke als Füllkörper zu verwenden, die bisher notwendig waren, wenn mit ungelöschtem Kalk gearbeitet wurde. Das erfindungsgemäße System ermöglicht es bei extrem

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hohen Kontaktwirkungsgraden zu arbeiten und hieraus ergibt sich ein minimaler Dampf verbrau eh. Daher wurde aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung festgestellt, daß der Dampfverbrauch unter 143,8 g/Liter (1,2 amerikanische Pfund/amerikanische Galonen) zugeführten Abwasser und noch geringer gehalten werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren minimiert daher erfolgreich die zur Erzeugung des erforderlichen Dampfes notwendigen Energieanteil.

Aufgrund der Verwendung von Sodaasche im festen Abschnitt 49 ist das gereinigte Abwasser in höchsten Maßen kompatibel mit einer nachfolgenden bakteriologischen Behandlung. Die Soda wirkt als Kohlenstoff quelle

für autotrophe Bakterien zur Zersetzung von Thiosulfaten, Thiocyanaten und übriggebliebenem Ammoniak.

Mit einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Destillation ohne Verwendung jeglichen Dampfes durchgeführt werden. Dies kann erfolgen, in-dem die Destilliervorrichtung unter hohen Vakuum in der Größenordnung von etwa O,O138 bis 0/3207MFa absoluter Druck (2 bis 3 psia) durchgeführt werden, so daß die Flüssigkeit beim Eintritt in die Säule aufgrund der Temperatur, zu welcher sie durch verfügbare Hitze mit oder ohne Verwendung von Dampf vorbehandelt wurde, schnell verdampft. Daher wird aufgrund des Erhitzens der Flüssigkeit auf etwa 65-bis 70 C die Flüssigkeit schnell verdampft, wenn sie in die Destilliervorrichtung eintritt und erzeugt den notwendigen Dampf zum Spülen des Ammoniakdampfes. In solche einem System ist der Wärmetauscher 77 wegen der niedrigen Temperatur der Destillierabwässer nicht notwendig.

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Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung können Phenol verb indungen, freies und gebundenes Ammoniak, Thiosulfate, Thiocyanate, Cyanide, Sulfide und andere biologisch abbaubare Verbindungen aus Kokereiabwässern ebenso wie andere Abwässer abgeschieden werden. Vorzugsweise wird ein suspendiertes, bakteriologisches Wachstums-Behandlungssystem verwendet, das insbesondere dazu ausgelegt ist, Niedrifikation zu erreichen. Diese Schwebewachstums- oder Aktivschlammbehandlung wird im folgenden im einzelnen beschrieben.

Ein sehr wichtiger und überraschender Aspekt ist die Fähigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung, nur sehr geringe Schlammanfälle anfallen zu lassen, so daß die Schlammbehandlungskosten und andere Unzuträglichkeiten wesentlich reduziert sind.

Wie oben ausgeführt wurde, liegt ein wesentlicher Vorteil der Erfindung in der Verwendung einer biologischen Behandlung in Verbindung mit der Behandlung des Abwassers durch Ammoniakdestillation. Hierin ist ein wesentlicher Teil der Erfindung zu sehen.

Vorteilhafterweise kann der Zufluß zur Ammoniak-Destilliervorrichtung zusätzlich zuerst durch eine chemische Absorption behandelt werden, um den Phenolgehalt vor der Destillation auf einen gewünschten Wert zu reduzieren. Solch ein Abscheidungsschritt umfaßt im wesentlichen eine Lösungsmittel- Phenol-Extraktion aus dem Zufluß durch Gegenstromdurchtritt des Zuflusses in Kontakt mit einem Phenol lösungsm ittel, wie Toluol, dem sodann selbst das Phenol durch Gegenstromextraktion mittels Atzmitteln abgestreift wird, bevor es wieder zurückgeführt wird. Obwohl solch eine

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phenol ische Umwandlung durchgeführt werden kann, ist sie im Gesamtzusammenhang des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht notwendi g und daher lediglich wählweise einsetzbar· Daher bietet das erfindungsgemäße Verfahren den wesentlichen Vorteil, den Schritt chemischer Absorption durch phenol ische, Entfernung fortzulassen, wodurch das Verfahren weiter vereinfacht wird'upd Kosten reduziert werden.

Äfh Wesentliches erfindungsgemäßes Merkmal ist die Verwendung eines einstufigen, biologischen Aktivschlammreaktors, der dazu dient, weiter biologisch abbaubare Verbindungen zu entfernen, einschlie3lichdes Ammoniaks, 'rjnVofHer döstiliierten Abwasser zurückbleibt.

CUe Zufuhr zum einstufigen biologischen Reaktor umfaßt wenigstens einen *' Ifeil', w§nn nicht den vollständigen Auslaß der Ammoniak-Destilliereinrichtung. Soda in diesem Zufluß wirkt als anorganische Kohlenstoffquelle zur

se durch autotrophe Bakterien, die für die Zersetzung von Ammoniak, f\, Thiocyanate^, Thiosulfaten, Sulfiden und ähnlichen verantwortlich· sind. Autotrophe Bakterien wie solche die zur Aktinomytelen, also Strahlenpilzfamilie gehören, wie beispielsweise der Thiobazillus Thiocyanoxidans und ähnliche, sind für autotrophe Bakterien repräsentiv, die im Aktivschlamm vorhanden sein können.

.^ΪΙδΡ^ορψ? ssjsgeführt wurde, ist ein wesentliches erfindungsgemäßes Merkmal die Verwendung von pulverförmiger Aktivkohle im Reaktor. Aktivkohle hat eine groß,©. Oberfläche und erlaubt der rtnikrobiellen Population um die Teilchen selbst herumzuwachsen, wodurch ihre Reaktivität erhöht wird. Zur Funktion als Substrat für mikrobielles Wachstum verbessert die Aktivkohle auch die

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Bodensatzeigenschaften der autotrophen mikrobiellen Masse, indem sie die Reinheit der abfließenden Flüssigkeit außerordentlich erhöht, die das Klärbecken mit einem ungewöhnlich geringen Anteil suspendierter Feststoffe verläßt. Aufgrund der Verwendung von Aktivkohle kann der Reaktor mit sehr langen Feästoffstehzeiten, d. h. zwischen 100 und 1000 Tagen gefahren werden, woraus eine hochqualitative Behandlung in einem einstufigen Reaktor herrührt. Da der Abfluß des Reaktors im wesentlichen frei von Aktivkohle ist, bleibt die gewünschte Kohieladung im Reaktor zurück und das Klärbecken zeigt fortdauernd eine schnelle Absetzrate über Zeiten von drei bis sechs Monaten, ohne eine Notwendigkeit zur Kohlenstoffergänzung. Daher erfordert das System keine regelmäßige Kohlenstoffergänzung, wie es bei herkömmlichen Systemen oft der Fall ist. Das System minimiert die Notwendigkeit zur Kohlenstofferneuerung, die sehr kostspielig und oft arbeitsintensiv ist.

Das nichtbiologische Partikel material sollte vorzugsweise derart sein, daß sich relativ hohe Absetzraten im Klärtank ergeben. Wenn unter optimalen Bedingungen gearbeitet wird, sollte das System keine Feststoffe im den Klärtank verlassenden Abfluß aufgrund der Aktivität des Teilcheninaterials aufweisen. Autotropher Schlamm zeigt allgemein schlechte Absetzraten, insbesondere wenn mit Kokereiabwässern gearbeitet wird. Es hat sich daher als ein Vorteil der Erfindung herausgestellt, daß überraschenderweise der Zusatz von besonderer Aktivkohle bewirkt, daß das Aktivschlammsystem normale Absetzraten aufweist. In anderen Systemen geschieht das Absetzen im Klärtank in Form eines "Zonen-Absetzens".

Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf partikelförmige Aktivkohle beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf Aktivkohle beschränkt und andere Teilchenfeststoffe, die die gewünschte Absetzrate, Substratoberflächen usw. zeigen können die Kohle der Erfindung ersetzen.

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Partikelmaterialien wie Ton, Flugasche und ähnlichen)können so

unter sorgfältig gesteuerten Bedingungen eingesetzt werden- Eine bevorzugte pulverförmige Aktivkohle für die Zwecke der Erfindung ist Premium Darko eine pulverförm ige Trockenreinigungskohle bzw. Kohle für chemische Reinigung^zwecke. Die durchschnittliche Teilchengröße der Kohle ist derart,

i ein

daß 98%der Teilchen durch/100 Tyler-Maschensieb, also mit Gitterabständen

von etwö0,14732 mm hindurchgehen.und der Schlamm eine Absetzrate von etwa Q,907 bis 2,268 kg/9,2902 dm² bzw. 9, Klärbehälters pro Tag im Klär behälter aufweist.

von etwa 0,907 bis 2,268 kg/9,2902 dm² bzw. 9,763 bis 24,402 kg/m² des

Wie oben erwähnt wurde, kann das System bei sehr langen Feststoffverweilzeiten im Reaktor betrieben werden, wobei die Feststoffe fast vollständig wieder gewonnen werden. Diese Bedingungen lassen eine sehr stabile biologische Population mit einer ständigen Feststoff ladung entwickeln. Der Feststoffanteil des Aktivschlammes wird im allgemeinen auf einem Niveau von 4 bis 11 g/Liter gehalten und er wird vorzugsweise bei etwa 4 g/Liter gehalten, obwohl andere Feststoffbeladungsraten verwendbar sind. Es wurde überraschenderweise befunden, daß, wenn unter den erfindungsgemäßen Bedingungen der Betrieb durchgeführt wird, der Aktivschlamm einen Punkt erreicht, an dem er ein Nettowachstum von Null zeigt. Daher ergibt sich eine sehr stabile Masse, die nur eine geringe Wartung verlangt. Außerdem müssen nur sehr wenig Abfäl Ie jeweils entfernt werden. Obwohl dieses erfindungsgemäße, überraschende Ergebnis nicht an einer einzelnen Theorie festgehalten werden soll, kann es möglicherweise doch auch die Anwesenheit von relativ hoch entwickelten Organismen, wie Protozoen und ähnlichen

zurückgeführt werden, die in der biologischen Population enthalten sind und derart wirken, daß sie die mikrobielle Population steuern, sowie ein konstantes Feststoffniveau im Reaktor aufrechterhalten.

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Wie oben ausgeführt wurde, liegt der optimale pH-Wert des den festen Abschnitt 49 verlassenden Abwassers noch bei etwa 8,6 bis 8,7. Jedoch muß für die Aktivschlammbehandlung der pH-Wert weiter reduziert werden, vorzugsweise auf einen Wert von 7,4.

Erfindungsgemäß soll der Ammoniak-Anteil der den Reaktor verlassenden Abflüsse so gering wie möglich sein. Während die Ammoniakabscheidung sowohl in der Destilliereinrichtung als auch im Reaktor durchgeführt werden kann, ist diese Abscheidung in der Destilliereinrichtung dennoch weit geringer kostspielig. Denn während nur 3,79 mg Sodazusatz pro mg NH erforderlich sind, wenn das Ammoniak in der Destiiliereinrichtung abgeschieden wird, ist doppelt soviel Soda, nämlich 7,57 mg pro mg NH notwendig,

wenn das Ammoniak im Reaktor ausgeschieden wird. Daher ergibt eine bessere Ammoniakausscheidung in der Destilliereinrichtung einen reduzierten Sodaverbrauch, wodurch das System kostengünstiger wird.

Die Konzentration der Unreinheiten im Zufluß zum Reaktor wird sorgfältig gesteuert. Bevorzugte Bereiche von Unreinheiten sind die folgenden:

Phenol 0 bis 500 ppm

Ammoniak 50 bis 200 mg/Liter

ESB,

chemischer Sauerstoff bedarf 300 bis 600 ppm

Thiocyanad 80 bis 200 ppm

Th i osu I fat 50 bis 200 ppm

Sulfide 0 bis 10 ppm

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Obwohl der Spiegel an gelöstem Sauerstoff im Reaktor bei etwa 4 mg/Liter gehalten wird, bleibt wegen der extrem geringen Nettorate der Schlammproduktion im Reaktor sowie wegen der geringen Phenol- und Ammoniakkonzentration, die vorzugsweise im Zufluß zum Reaktor der Sauerstoffbedarf für die chemische Zersetzung und die Respiration

ι
der bakteriellen Masse relativ gering. Wie es bei der Ammoniak-Destillation der Fall ist gewährleistet auch das erfindungsgemäße Reaktorsystem eine vollständig automatische Steuerung mit Selbstschutz-Abschalteinrichtungen.

Im Fall eines Umkippens in irgendeinen Teil des Systems löst die

einen aus
Steuerung/Al arm/und automatisch wird die Zufuhr unterbrochen, so daß das Bedienungspersonal das Problem lösen kann, bevor das System wieder in

ο
Gang gesetzt wird. Bei vollständiger Autma^f ion des Systems, bei dem das System gegen Umkippen geschützt wird, werden Stillegungszeiten, die bei herkömmlichen Systemen oft auftreten und ausgedehnte Zeiten der Nichtbenutzung verursachen, und ein neues Ingangsetzen weitgehend vermieden.

Unter erneuter Bezugnahme auf die Zeichnung ist dort in der Figur 2 zusehen, daß Abflüsse 100, die die Ammoniak-Destilliereinrichtung verlassen in einem Tank 102 gespeichert werden. Die Temperatur der in dem Speichertank 102 gespeicherten Flüssigkeit wird durch eine Temperatursteuerung 104 und 105 gesteuert, indem die Abwassertemperatur der Destilliereinrichtung durch Variation des Anteils der Abflüsse gesteuert wird, die durch den Wärmetauscher 77 fließen. Diese Temperatur variiert bei jahreszeitlich wechselnden Bedingungen, so daß die Steuerung notwendig ist, um den gewünschten Temperaturbereich von 20 bis 30 C im Reaktor aufrechtzuerhalten. Der Tank ist auch mit einer Förderpumpe 106 zur Niveausteuerung und mit einer Flußsteuerung 108 ausgestattet. Die Flußsteuerung wird auf eine gewünschte

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Flußphase eingestellt und kann von Hand bedient werden. Die Niveausteuerung dient dazu, das Niveau im Tank aufrechtzuerhalten, indem die Zufuhr 83 zur Ammoniak-Destilliereinrichtung (Figur 1) eingestellt wird. Die Niveau steuerung ist mit einer Proportional-Flußsteuerung verbunden, so daß das Volumen des Verdünnungswassers 110, das dem Tank zugeführt wird, im Verhältnis zur Zufuhr der Ammoniak-Destilliereinrichtung angepaßt wird. Das Verdünnungswasser 110 kann entweder Seewasser sein, oder aber abgesetztes, abgeschrecktes Wasser des Turms und kann mit den Abflüssen der Destilliereinrichtung in einem Verhältnis zwischen etwa 1 :0 bis 1:3 gemischt werden. Der Tank 102 ist isoliert, um Wärmeverluste zu minimieren. Die Pumpe pumpt Zuflüsse 109 in den Reaktor 120. Der Reaktor 120 ist ein isolierter Tank, der mit einem Zerstäuber 121 und mit motorgetriebenen Belüftern versehen ist. Diese Kombination verbessert die Luftverteilung im System und hält ein einheitlich verteiltes Sauerstoffniveau im Reaktor von etwa 4 mg/Liter aufrecht. Der Reaktor ist vorzugsweise im Querschnitt rechteckig und mit einem vertikalen Teiler(nicht gezeigt) versehen, um dem Benutzer zu erlauben, nur die Hälfte des Tanks bei geringer Zufuhr zu verwenden, wobei er dennoch den Vorteil der einen Niveau steuerung und der entsprechenden Geräte benutzen kann, die beim Betrieb mit voller Reaktorladung verwendet werden, wodurch das System eine weit größere Flexibilität erhält. Jeder der Reaktoren ist mit einer vergleichbaren Steuerung und weiteren Einrichtungen versehen.

Eine pH-Wert-Steuerung 122 steuert den pH-Wert innerhalb des Reaktors im Bereich zwischen etwa 6,5 bis 7,5. Bei tatsächlichem Betrieb wird der pH-Wert vorzugsweise bei etwa 7,4 durch Zufuhr von Soda-Lösung 125 aus dem Tank 126, wobei die Soda-Lösung eine

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Konzentration von etwa 5 bis 22% hat. Die AI kali tat des Systems wird vorzugsweise bei etwa 100 bis 150 mg/Liter, ausgedrückt in Werten an Calcium-Karbonat, im Reaktor gehalten. Das pH-Wert-Steuerungssystem ist weitermit Einrichtungen versehen, die einen Säurestrom 127 zuführen, der Schwefel- oder Phosphorsäure enthält. Diese Möglichkeit ist wichtig für den Fall, daß eine schnelle Korrektion bei einer Umkippsituation notwendig wird. Bei normalem Betrieb ist es nicht notwendig, Säure hinzuzufügen .

Für den Fall, daß die pH-Wert-Steuerung ausfällt, wird die Zufuhr zum System unterbrochen und ein Alarm ausgelöst. Das Alarmsystem schließt weiterhin die Zufuhr zur Ammoniak-Destilliereinrichtung und Wasser wird in einem Ausgleichstank (der in Figur 1 nicht gezeigt ist) während der Unterbrechnung gesammelt. Der Ausgleichstank ist so ausgestaltet, daß er Wasser für wenigstens vier Tage aufnehmen kann. Eine Temperatursteuerung , die nicht gezeigt ist, ist ebenfalls im Reaktortank vorgesehen, so daß ein plötzlicher Abfall der Reaktortemperatur automatisch durch direkte Dampfheizung wieder ausgeglichen wird.

Der Aktivschlamm bei der Erfindung ist biospezifisch und weist Bakterien auf, die im wesentlichen autotroph sind. Der Schlamm kan anfänglich durch das folgende Verfahren erzeugt werden.

Der Reaktor wird zuerst beim Beginn des Inbetriebsetzens mit Wasser gefüllt und mit biologischen Feststoffen geimpft, die aus irgendeinem Behänd Iungswerk, wie beispielsweise einem städtischen Behandlungswerk stammen. Die Feststoff konzentrat ion im Reaktor wird anfänglich bei 1, 5 g/Liter gehalten. Der pH-Wert und die Temperatur des Reaktors werden

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in die Bereiche der automatischen Steuerung gebracht und die Zufuhr dann begonnen. Während des Inbetriebsetzens des Systems wird die Zufuhrrate anfänglich auf einem sehr geringen Wert gehalten und ein hoher Prozentsatz von Verdünnungswasser verwendet. Die Zufuhrrate und die Zusammensetzung wird langsam über eine Dauer von etwa drei bis sechs Wochen auf einen Normalwert gebracht, während die Effizienz der biologischen Behandlung täglich geprüft wird. Etwa 500 bis 1500 mg/Liter Aktivkohlepulver werden dem System zugeführt, wenn es die Hälfte seiner Anlaufphase hinter sich hat. Die gleiche Menge wird nochmal beim Beginn des Betriebs bei voller Kapazitätsauslastung hinzugefügt. Die gleiche Zugabe wird etwa alle zwei Monate während des anfänglichen vollen Laufens wiederholt. Wenn das Systerr vollständig und regulär arbeitet ist eine Kohlenstoff zufuhr nicht mehr als alle sechs Wochen vorgesehen und der Kohlenstoffanteil bleibt bei etwa 1000 bis 3000 mg/Liter. Obwohl durch den Kohlenstoff als das Mittel, das zum Absetzen der Feststoffe innerhalb des Systems verwendet wird, erwähnt wurde, soll daran erinnert werden, daß das System nicht auf Kohlenstoffzufuhr beschränkt ist, sondern andere geeignete Materialien stattdessen verwendet werden können. In der einzigartigen Konstruktions- und Betriebseigenschaften des Systems ist der Reaktor, wenn er einmal in Betrieb gesetzt wurde, mit einer Flüssigkeitenverweilzeit von etwa 0,5 bis 2 Tagen und einer Feststoffverweil zeit von etwa 100 bis 1000 Tagen zu arbeiten. Wenn er richtig arbeitet, weisen die Reaktorabflüsse eine unerwartet geringe Unreinheitenkonzentration auf. Der Ausgang weist etwa 0 bis 0, 5 ppm Phenol, etwa 0 bis 0,5 ppm Ammoniak, 200 bis 500 ppm chemischer Sauerstoffbedarf, etwa 1 bis 2 ppm Thiocyanate, etwa 4 bis 6 ppm Thiosulfate und etwa 0, 5 bis 1 ppm Sulfide auf.

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Die den Reaktor verlassende abfließende Flüssigkeit 140 wird einem Klärbecken 150 zugeführt. Dort wird den Feststoffen Gelegenheit gegeben, sich abzusetzen, bevor sie gesammelt werden und dann zum Reaktor durch dife Leitung 160 zurückgepumpt werden. Die das Klärbecken durch die Leitung verlassenden Feststoffe haben eine Konzentration von etwa 10 bis 15 g/Liter. Ein Schreiber 162 zeichnet den Volumenfluß der Feststoffe auf, die zum Reaktor zurückgeführt werden, und der zwischen etwa 0,25 und 0,75 auf der Grundlage des Zufuhrvolumens zum Klärbecken schwankt. Das System ist derart ausgelegt, daß es an eine vollständige Rückführung angepaßt werden kann, so daß ein virtueller Fest stoff schwund von Null erreichbar ist, wenn dies wünschenswert ist. Dennoch ist das System im Stande überschüssige Feststoffabfälle zu behandeln, die während Perioden unnormaler Benutzung und Überladung auftreten. Solche Feststoffe werden durch die Leitung 171 entfernt, an deren Ende sie in jeder herkömmlichen Weise behandelt werden können, beispielsweise können sie entwässert werden etc.

Der Ablaß 170 des Klärbeckens 150 führt zu einem Abfluß speichertank 180, der mit einer Niveau steuerung versehen ist. Von hier können die Abwässer zu einem Filter 190 gepumpt werden. Das Filter 190 kann ein Sandfilter sein oder ein Tiefsetzfilter, das mit einer Rückspül leitung 193 versehen ist. Gewaschene Feststoffe werden im Klärtank 150 über die Leitung 195 zurückgeführt. Die den Filter 190 verlassenden Abflüsse 200 haben eine sehr geringe Unreinheitenkonzentration. Sie können daher noch einer weiteren Behandlung in einem lonenaustauschersystem ausgesetzt werden, das selbst mit einem regenerativen Rückspül system (nicht gezeigt) ausgestattet ist.

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Die Erfindung wurde anhand bestimmter bevorzugter Ausführungsbeispiele dargestellt. Die in der vollständigen Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

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	. is-
	Bezugszeichen liste
11	Leitung
13	Mischabschnitt
15	Leitung
17	Steuerventil
19	Sonde
21	Propeller
23	M i schabschn i tt
25	Tank
27	Zuführabschnitt
29	Förderschnecke
31	Zufuhrbehälter
33	Motor
35	Steuerung
37	Pumpe
39	Schalttafel
43	D rucksteuerung
45	Leitung
47	Rückschlagventil
49	Abschnitt
51	R ücksch I agvent i I
59	Leitung
61	Druckregelventil
63	Abschnitt
69	Prüfventil
70	Leitung
71	Drucksteuerung

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	"f; r-'	5520/80-Le
	■ lib·	3ÖÖ6Ö70
72	Temperatursteuerung
73	Wärmetauscher
74	Ventil
77	Wärmetauscher
79	Abfluß steuerung
80	Steuerung (vorgereinigte Abwässer)
81	Leitung
83	Leitung
87	pH-Wert-Prüf sonde
89	Sammel einheit
91	Kokereigasleitung
10©	Abflüsse
102	Tank
104 + 105	Temperatursteuerung
106	Förderpumpe
108	Fluß steuerung
109	Zuflüsse
110	Verdünnungwasser
120	Reaktor
121	Zerstäuber
122	pH-Wert- Steuerung
127	S au rest rom
140	Flüssigkeit
150	Klärbecken
160	Leitung
162	Schreiber
169	Leitung
170.	Ablaß

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55"20/8O-t:e

171	Leitung
180	Abf I uß spe i chertank
190	Filter
193	Rückspül leitung
195	Leitung

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Claims (43)

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Abtrennen von Ammoniak aus freies oder gebundenes Ammoniak enthaltendem Abwasser, dadurch gekennzeich net , daß das Abwasser destilliert wird, um freies Ammoniak auszuscheiden; daß das destillierte Abwasser danach mit Natriumkarbonat oder Soda behandelt wird; und daß das behandelte Abwasser destilliert wird, um das abgeschiedene Ammoniak abzutrennen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser eine Rohammoniak enthaltende Flüssigkeit ist, die aus einem Kohlenverkokungsprozeß herrührt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser der Ablauf eines Benzolerzeugungs- und -abscheidungsvorgangs, einer Kokereigas-Entkühlung, Entschwefelung oder ähnlichem ist.

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"²"

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4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeicTirfeT, oaf? cjfe Rohammoniakflüssigkeit weiterhin Kohlendioxid, freie Cyanidverbindungen, Öle und leicht siedende aromatische Verbindungen aufweist und daß jede der zusätzlichen Verbindungen durch den ersten Destillationsschritt abgetrennt wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Destillationsschritte in einer Destillations-Füllkörpersäule durchgeführt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Destillationsschritte als N iederdruckdampf destillation durchgeführt werden.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Behandlung mit Natriumkarbonat eine 18 bis 22 %-ige wässrige Lösung von Na CO dem destillierten Abwasser des ersten Destillationsschritts zugefügt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem zweiten Destillationsschritt der pH-Wert des gereinigten Abwassers gemessen wird und daß der Anteil der wässrigen Natriumkarbonat-Lösung, die im Verfahrensschritt der Behandlung mit Natriumkarbonat hinzugefügt wird, variiert wird, um den ph-Wert unter 9,0 zu halten.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert auf 8,5 bis 9,0 gehalten wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert bei etwa 8,6 bis 8,7 gehalten wird.

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11. Verfahren nach einem der Anspreche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert automatisch auf dem vorgeschriebenen Wert gehalten wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Destillationsschritte als Wasserdampfdestillation betrieben wird und daß der Einlaßdampfdruck zu jeder Destillation im wesentlichen konstant gehalten wird.

13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser des zweiten Destillationsschrittes einer biologischen Behandlung unterzogen wird, um das Abwasser weiter zu reinigen.

14. Verfahren zum Abtrennen von Ammoniak aus einer Rohammoniak-Flüssigkeit, die aus einem Kohleverkokungsvorgang herrührt und freies und gebundenes Ammoniak enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit in einer Füllkörpersäule dampfdestilliert wird, um das freie Ammoniak abzutrennen; daß die destillierte Flüssigkeit mit einer 18 bis 22 %-igen Soda-Lösung behandelt wird, um das gebundene Ammoniak abzuscheiden; daß das so behandelte Abwasser in einer Füllkörpersäule dampfdestiliiert wird, um das abgeschiedene, gebundene Ammoniak abzutrennen; daß der pH-Wert des behandelten Abwassers gemessen wird; daß der pH-Wert des Abwassers unterhalb 9,0 gehalten wird; und daß das Abwasser anschließend biologisch behandelt wird, um es weiter zu reinigen.

15. Vorrichtung zum Abtrennen von Ammoniak aus einem freies und gebundenes Ammoniak enthaltenden Abwasser, gekennzeichnet durch eine Ammoniak-Destill iereinrichtung (49, 63) zum Entfernen von freiem und gebundenen Ammoniak; eine Natriumkarbonat-Lösungs-Quelle (25); und Einrichtung (27, 37, 51) zur Zufuhr der Natrium-

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karbonat-Lösung von Natriumkarbonatquelle (25) zur Ammoniak-Destilliereinrichtung (49, 63), um das gebundene Ammoniak abzuscheiden, wobei die Einrichtung (27, 37, 51) mit der Natriumkarbonat-Quelle (25) verbunden sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ammoniak-Destilliereinrichtung eine zweistufige Destillations-Füllkörpersäule (49, 63) ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßeinrichtung (83) zur Messung des pH-Wertes des Abwassers nach Entfernung des gebundenen Ammoniaks aus demselben vorgesehen ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß.Steuereinrichtungen (35, 39) zur Variation der Zufuhr an Soda zur Ammoniak-Destilliereinrichtung (49, 63) vorgesehen sind, daß die Steuereinrichtungen (39, 35) mit den Zufuhreinrichtungen (27, 37) zur Zufuhr von Soda verbunden und dazu vorgesehen sind, den Anteil der zur Ammoniak-Destilliereinrichtung (49, 63) zugeführten Soda so zu variieren, daß der pH-Wert unter etwa 9,0 gehalten wird.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (25) für die Soda-Lösung einen Soda-Lösungstank (25) aufweist, der eine 18 bis 22 %-ige Soda-Lösung enthält.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Soda-Lösungstank (25) eine Förderschnecke (29) zur Zufuhr von kalziniertem Soda in den Tank (25), einen Wassereinlaß (11) und einen Dampfeini aß (17) aufweist.

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21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Steuereinrichtung (35, 39) verbundene automatische Einrichtung (37) vorgesehen ist, die die Zufuhr an Soda zur Destilliereinrichtung (49, 63) automatisch variiert.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15, bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (45) zur Zufuhr von Dampf zur Destilliereinrichtung (49, 63) vorgesehen ist, und daß automatische Einrichtungen (47) vorgesehen sind, um den Druck der Dampfzufuhr konstant zu halten.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (100 ff) zur biologischen Behandlung des gereinigten Abwassers vorgesehen ist.

24. Verfahren zur Abtrennung biologisch abbaubarer Verbindungen aus den folgenden Gruppen: Phenole, freie und gebundene Ammoniumverbindungen, Thiosulfate, Thiocyanate, Cyanide, Sulfide und ähnlichen aus einer Abwasserzufuhr, dadurch gekennzeichnet, daß das zugeführte Abwasser durch Zugabe von kalzinierter Soda zum Abwasser behandelt wird und daß das Abwasser anschließend mittels einer Aktivschlammbehandlung in einem Schlammreaktor behandelt wird; um den Anteil biologisch abbaubarer Verbindungen im Abwasser zu reduzieren.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivschlammbehandlung des mit kalzinierter Soda versehenen Abwassers in einem einstufigen Aktivschlammreaktor erfolgt.

26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktivschlamm nichtbiologische, partikelförmige Feststoffe aufweist.

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27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktivschlamm etwa 1.000 bis 3.000 mg/Liter nichtbiologische, partikelförmige Feststoffe enthält.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlammreaktor unter Bedingungen betrieben wird, die eine Verweildauer von etwa 100 bis 1 .000 Tagen mit im wesentlichen keinem Feststoffverlust ermöglichen, so daß sich ein Abwasser mit einer Unreinheitenkonzentration 0 bis 0,5 ppm Phenol, 0 bis 0,5 ppm Ammoniak, 200 bis 250 ppm chemischem Sauerstoffdefizit, 1 bis 2 ppm Thyocyanat, 4 bis 6 ppm Thiosulfat und 0,5 bis 1 ppm Sulfid ergibt.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Feststoff konzentrat ion innerhalb des Reaktors auf einem Spiegel von etwa 4 bis 11 g/Liter gehalten wird.

30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die totale Fest stoffkonzent rat ion bei etwa 4 g/Liter gehalten wird.

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß biologische und nicht biologische Feststoffe vom biologisch behandelten Abwässer in einem Klärbecken getrennt werden und die separierten Feststoffe aus dem Klärbecken zum Reaktor zurückgeführt werden.

32. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktivschlamm dadurch gebildet wird, daß Abwasser einer biologischen Masse zugefügt wird, um eine autotrophe, biospezifische Biomasse zu erhalten, und daß die Biomasse durch Zugabe von Teilchen stabilisiert wird, wobei der Schlamm eine durchschnittliche Absetzge-

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schwindigkeit von 9,763 bis 24,402 kg/m am Tag aufweist.

33. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß das zugeführte Abwasser vorher durch eine zweistufige Niederdruckdampfdestillation vorbehandelt wird, die einen freien und einen festen

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Abschnitt aufweist, um freie und gebundene Ammoniumverbindungen aus dem Abwasser zu entfernen und die kalzinierte Soda dem Abwasser zwischen dem freien und dem festen Abschnitt der Niederdruckdampfdestillation zugeführt wird.

34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß das zugeführte Abwasser vorbehandelt wird, indem es durch den freien Abschnitt einer Destillationssäule geführt wird, wobei das Abwasser im Gegenstrom mit dem Niederdruckdampf in Kontakt kommt, so daß ein Teil der freien Ammoniumverbindungen entfernt wird; daß die kalzinierte Soda in der Form einer 18 bis 22 %-igen Soda-Lösung dem den freien Abschnitt der Destillationssäule verlassenden Abwasser zugefügt wird, um das Abwasser durch Abbau gebundener Ammoniakverbindungen zu behandeln; und daß das behandelte Abwasser im festen Abschnitt der Destillationssäule im Gegenstrom mit Niederdruckdampf in Kontakt kommt, wodurch die zersetzten Ammoniakverbindungen abgetrennt werden.

35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert des Abwassers vor der Behandlung des Abwassers im Aktivschlamm gemessen wird und die kalzinierte Soda dem Abwasser in dem Maße zugeführt wird, daß der pH-Wert bei etwa 7,4 gehalten wird.

36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtbiologischen Partikel feststoffe eine derartige durchschnittliche Partikelgröße aufweisen, daß etwa 98 % der Teilchen durch ein 100 Tyler-Maschensieb mit Lochdurchmessern von 0,14732 mm hindurchgehen.

37. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 b is 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchenkonzentration bei etwa 1.000 bis 3.000mg/Liter liegt.

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38. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß das zugeführte Abwasser ein Kokereiabwasser ist.

39. Verfahren zum Entfernen biologisch abbaubarer Verbindungen aus der Gruppe der Phenole, freien und gebundenen Ammoniumverbindungen, Thiosulfaten, Cyaniden, Thiocyaniden, Sulfiden und Mischungen dieser Verbindungen aus einem zugeführten Abwasser, dadurch gekennzeichnet, daß das zugeführte Abwasser mit einer anorganischen Kohlenstoff quelle behandelt wird, und daß das Abwasser mittels einer einstufigen Akt ^schlammbehandlung in einem Reaktor behandelt wird, um den Anteil der biologisch abbaubaren Verbindungen im Abwasser zu reduzieren.

40. Vorrichtung zur Behandlung von Abwasser mit biologisch abbaubaren Verbindungen, einschließlich freiem und gebundenem Ammoniak, gekennzeichnet durch eine Ammoniak-Destilliereinrichtung (49, 63) zum Abtrennen freien und gebundenen Ammoniaks; eine Quelle für Soda-Lösung (25); Einrichtung (27, 37, 51) zur Zufuhr von Soda-Lösung aus der Sodaquelle (25) zur Ammoniak-Destilliereinrichtung (49, 63), um gebundenes Ammoniak im Abwasser abzuspalten, wobei die Einrichtung (27, 37, 51) mit der Quelle der Soda-Lösung (25) in Verbindung steht; und durch einen einstufigen Aktivschlammreaktor (120) zur Behandlung des Abwasser im Hinblick auf die Reduzierung des Anteils biologisch abbaubarer Verbindungen im Abwasser.

41. Vorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktivschlammreaktor (120) Aktivschlamm enthält und daß der Aktivschlamm nichtbidlogischeSjteilchenförmiges Material aufweist.

42. Vorrichtung nach Anspruch 41", dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Feststoff konzentrat ion im Reaktor (120) bei etwa 4 bis 11 g/Liter liegt.

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43. Vorrichtung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor (120) etwa 1.000 bis 3.000 mg/Liter nicht biologisches, teilchenförmiges Material enthält.

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