Biologische Behandlung von Kokereiabwasser und seine Wiederverwendung als Brauchwasser im Kokereibetrieb

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Klaudia Berger
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FORSCHUNGSBERICHTE DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN Nr. 2068 Herausgegeben im Auftrage des Ministerpräsidenten Heinz Kühn von Staatssekretär Professor Dr. h. c. Dr. E. h. Leo Brandt Dr.-lng.

1 FORSCHUNGSBERICHTE DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN Nr Herausgegeben im Auftrage des Ministerpräsidenten Heinz Kühn von Staatssekretär Professor Dr. h. c. Dr. E. h. Leo Brandt Dr.-lng. Wolfgang Bischofsherger Wuppertal-Barmen Biologische Behandlung von Kokereiabwasser und seine Wiederverwendung als Brauchwasser im Kokereibetrieb Aus dem Arbeitsgebiet der Emschergenossenschaft, Essen Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH o

2 ISBN ISBN (ebook) DOI / Verlags-Nr by Springer Fachmedien Wiesbaden Ursprünglich erschienen bei West deutscher Verlag GmbH, Köln und Opladen 1970.

3 Vorwort Seit man feststellen mußte, daß die Abwässer der Kohlenwertstoff-Industrie den Vorflutern erhebliche Schäden zufügen können, fehlte es nicht an Bemühungen, die giftigen und schädigenden Bestandteile aus dem Abwasser der Kokereien, Gaswerke und Schwelereien zu beseitigen. Soweit technisch möglich, bediente man sich der verschiedensten V erfahren zur Stoffrückgewinnung, um die verwertbaren Inhaltstoffe einer weiteren Verwendung zuzuführen und damit die Kosten der Abwasserreinigung zu senken. Mit fortschreitender Entwicklung der Synthese wurden die V erfahren zur Gewinnung von Phenolen, Ammoniak und anderen Stoffen aus den Abwässern zunehmend unrentabel, so daß die V erfahren zur Vernichtung der Schadstoffe trotz hoher Aufwendungen steigende Beachtung fanden. Dabei suchte man nach Wegen, bei möglichst einfacher Betriebsweise mit geringstem Aufwand den größtmöglichen Effekt zu erzielen. Da die Zusammensetzung der Abwässer aus der Kohlenwertstoffgewinnung günstige Voraussetzungen für die biologischen Stoffwechselprozesse bietet, war es naheliegend, die biologische Abwasserreinigung auf ihre Anwendbarkeit zu überprüfen. Aufbauend auf den Ergebnissen von früheren Untersuchungen deutscher und englischer Wissenschaftler hat die Emschergenossenschaft in jahrelangen V ersuchen die Leistungsfähigkeit eines mehrstufigen biologischen Reinigungsverfahrens untersucht. Dabei waren nicht nur die Bedingungen für einen optimalen Wirkungsgrad, sondern auch die voraussichtlichen Aufwendungen für Investitionen und Betrieb festzustellen und die Möglichkeiten einer Weiterverwendung des biologisch gereinigten Abwassers zu untersuchen. Die Ergebnisse der mehrjährigen Untersuchungen weisen Wege für eine sichere Bemessung derartiger Anlagen, zeigen aber auch, daß hohe Aufwendungen gemacht werden müssen, um die im Vorfluter nicht erwünschten Inhaltstoffe eines Kokereiabwassers auf Minimalwerte zu reduzieren. Andererseits läßt sich das gereinigte Abwasser nur in beschränktem Umfang im Kokereibetrieb wiederverwenden. Es ist daher beim Einsatz biologischer Verfahren zur Reinigung der Abwässer aus Kohlenwertstoffanlagen sehr sorgfältig abzuwägen, wie weit der Reinigungsgrad getrieben werden muß und was der Vorfluter noch vertragen kann. In manchen Fällen ist auch zu überlegen, ob eine Reinigung gemeinsam mit anderen Abwässern in einer Zentralkläranlage zweckmäßiger ist, wie dies zum Beispiel in Brebach an der Saar oder im Emschergebiet bei der Mündungskläranlage geschieht. Die vorliegenden Untersuchungsergebnisse und Kostenansätze bilden eine gute Grundlage für derartige Gegenüberstellungen. Baudirektor Dr.-Ing. E. KNOP 3

4 Inhalt 1. Veranlassung der V ersuche Beschaffenheit von Kokereiabwasser Schädliche Wirkung von Kokereiabwasser-Bestandteilen Reinigungsverfahren für phenolhaltiges Abwasser Ziel der Untersuchungen Aufbau der Versuchsanlagen Versuchsanlagen nach dem Belebungsverfahren Mehrstufige Anlage nach dem Belebungs- und Tropfkörperverfahren Meßeinrichtungen der Versuchsanlage Versuchseinrichtungen im Labormaßstab Versuchsprogramm Grundlagen der biologischen Reinigungsverfahren Beschaffenheit des untersuchten Abwassers Versuchsdurchführung Einarbeitung der Versuchsanlage Probenahme und Analysen Auswertung der Versuchsergebnisse Betriebsbedingungen Einfluß der Temperatur Einhaltung des ph-bereiches Nährstoffversorgung der Mikroorganismen Erforderlicher Sauerstoffbedarf Abbau der Phenole Belastung und Wirkungsgrad Einstufige und mehrstufige Behandlung Abbau der Rhodanide und Cyanide Grenzkonzentrationen und Belastungen Einstufige und mehrstufige Behandlung Stickstoffverbindungen Umwandlung und Abbau des Ammoniakstickstoffes Belastungen und Betriebsbedingungen Sauerstoffbedarf und Sauerstoffeintrag Sauerstoffbilanz Wahl des Belüftungssystems Energiebedarf

5 100 Bemessung von Betriebsanlagen Grenzkonzentrationen 1002 Belastungsgrößen o o o o 0 o o 0 o 0 o o 0 o o 0 o o o o o o o 0 o o 0 o o o Auslegung der Anlageteile o 0 0 o 0 0 o Kostenermittlungen 0 0 o 0 o 0 o o o o o 0 o 0 o 0 o o o o o o o 0 o o 0 o 0 o o Investitionskosten 11.2 Betriebskosten o 0 o Wiederverwendung des gereinigten Wassers Verwendung als Kokslöschwasser Verwendung als Kühl- oder Brauchwasser Zusammenfassung 0 Literaturverzeichnis o 0 o 0 0 o 0 o o o 0 o 0 0 o 0 0 o o o 0 o o Anhang a) Tafeln o o o o 0 o 0 o 0 0 o 0 o o o o 0 o o 0 o 0 0 o 0 o o o o o 0 o 0 o 0 o o 0 0 o 0 o o 0 o o 0 o o o o 0 o o o o 50 b) Abbildungen

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