DE8704276U1 - Vorrichtung zur Entfernung von halogenierten Kohlenwasserstoffen aus damit verunreinigten natürlichen Wasservorkommen, dem Boden und/oder der Atmosphäre - Google Patents

Description

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Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur Entfernung von halogenierten C,- bis CU-Kohlenwasserstoffen aus damit verunreinigten natürlichen Wassrvorkommen, dem Erdboden und/oder der Atmosphäre. .

Es ist bekannt, daß nahezu die gesamte hergestellte Menge von halogenierten, insbesondere chlorierten C,- bis C--Kohlenwasserstoffen im folgenden CKW genannt, unter diesen insbesondere Trichlorethylen, Tetrachlorethylen, 1,1,1-Trichlorethan und Dichlormethan, die in Industrie und Gewerbe sowie im Haushalt Anwendung als Fettloser insbesondere bei der Metallreinigung und -trocknung, bei der. Herstellung von Lacken und Farben, Abbeizmittel &eegr;, Klebstoffen, zur Reinigung, zur Herstellung von Leitplatten für Computer, in der Druckindustrie, zum Herstellen von Aromen und Extrakten, zur Textil- und Lederreinigung, zum Extrahieren von Fetten bei der Tierköroerverwertung usw. Verwendung finden, in die Atmosphäre oder &aacgr;-en Boden abgegeben werden, wobei sie in nicht unerheblichem Maßp auch in das Grundwasser gelangen. Bei mehr als 200 000 t CKW Jahresproduktion in der Bundesrepublik sind bereits jetzt Grundwasserkontaminationen von 1 bis 1 Mio. /jg/&iacgr; und Luft kontaminationen von 10 bis 4 Mio. ^jg/rn je nach Lage und Art des CKW gefunden worden, wobei Trichlorethylen und Tetrachlorethylen wegen des günstigen Preises und der universellen Einsetzbarkeit überwiegen. Hierbei werden die größten Mengen (ca. 2/3) in die Atmosphäre, ca. 1/3 über die Abfälle und 1-3 % über Abwässer an die Umwelt abgegeben. Auch die Menge von z.B. chlorfluorierten C«·· bis C,-Kohlenwasserstoffen, die z.B. als Treibmittel oder Kühlmittel Verwendung finden, ist erheblich in der Umwelt zu finden.

Wegen der relativen Stabilität, die Von ca.- 6 Jähren· Halbwertszeit beim 1J,ii-Trichlörmethart bis zu etwa 3 Tagen Halbwertszeit bei Trichlorethylen reichtj .und der Joxizitat insbesondere auf das Nervensystem, Leber und Niere (LC₅₀-Werte von 5 bis 200 mg/1 bei Fischen) kommt der Beseitigung der CKW und anderer Halogenkohlenwasserstoffe aus der Umwelt eine hohe Bedeutung zu.

Hierbei wurde bisher das festgestellte Vorkommen von z.B. CKW befreit und die mehr oder weniger vollständig isolierten CKW verbrannt, was auf Schiffen auf hoher See erfolgt, da das gebildete Chlorwasserstoffgas schlecht j an Land absorbiert werden kann.

Eine andere, noch häufiger angewendete Methode ist das J Abblasen der aus dem Boden, dem Wasser oder aus Produktionsanlagen isolierten Halogenkohlenwasserstoffe in die Atmosphäre oder die Absorption an Aktivkohle* Wird jedoch Halogenkohlenwasserstoff enthaltendes Wasser direkt mit Aktivkohle behandelt, so gelingt das nachfolgende Desorbieren der Halogenkohlenwasserstoffe nur schwer, z.B. mit Heißdampf. Auch die Adsorption der Gemische mit Wasser gelingt nur in geringem Maße. Beim Abblasen oder Abstreifen der Halogenkohlenwasserstoffe in die Atmosphäre wird zwar im Einzelfall die Rieht- oder f. Grenzwertkonzentration eingehalten, aber die Umweltbelastung ist offensichtlich und unerwünscht.

Im übrigen bilden manche CKW mit Alkalimetallen oder Jj

deren Hydroxiden sowie mit Luft expliostonsfähige Genii- f

sehe, was die Isolierung erschwert.

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Zwar sind einzelne GKWy Wie das Dichlormethan mikrobieil »bbäUbar, andere jedoch nicht u'ild wandern in den Böden Und dann in das Grundwasser ein* Wegen des relativ geringen Dampfdrucks sind sie zwar zusammen mit Luft aus dem Boden äbpumpbär, aber das CKW-LUf t^a<aemisch ist schwierig Weiter zu verarbeiten ufid wird daher meist in die Atmosphäre abgeblasen und belastet diese*

Ein weiteres bekanntes Verfahren zur Entfernung von halogenierten Kohlenwasserstoffen besteht darin* daß man die halogenierten Kohlenwasserstoffe zusammen mit Wasserstoff, vor·^ zugsweise in alkalischer Lösung, ainer UV-Strahlung mit zur vollständigen Zersetzung ausreichenden Energie unterwirft und die gebildeten Gase, nämlich CO₂, CO, Kohlenwasserstoffe und Halogenwasserstoff in an sich bekannter Weis-e eliminiert, Der UV-Wellenlängenbereich beträgt insbesondere 230 bis &diams;00 nm.

Dieses Verfahren hat aber wegen der explosiven wasserstoffhaltigen Gasgemische erhebliche Risiken.

Die Neuerung betrifft nun eine Vorrichtung zur Durchführung tines solchen Verfahrens, insbesondere zur Entfernung von halogenieren Kohlenwasserstoffen aus damit verunreinigter Wasservorkommen, dem Erdboden und|oder der Atmosphäre, bestehend aus einer in einem geschlossenen Gehäuse, das mit Durchströmungseinrichtungen für ein Luft und die halogenierten Kohlenwasserstoffe enthaltendes Gasgemisch versehen 1st, angeordneten UV-Lichtquelle, die dadurch gekennzeichnet 1st, daß ein Bündel von mindestens zwei UV-Strahlernin Röhrenfonr. in dem Gehäuse an dessen Innenwand angeordnet ist, die den Gasstrom durch das Gehäuse umgeben.

Vorzugsweise werden zur Entfernung von z.B. Trichlorethylen, Tetrachlorethylen, 1,1,1-Trichlorethan und Dichlormetfran Strahler mit einer UV-Strahlung im Wellen!ängenbereich

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&iacgr;&iacgr; 230 bis 400 nm mit einen UV-Licht>Le1stüng von 15 W eingesetzt *

Insbesondere werden Strahler mit einer kurzwelligen UV-Strahlung von 210 bis 270 nm verwendet.

Vorzugsweise werden die röhrenförmigen Strahler längs der Innenwände des Gehäuses, das rund oder eckig, z.B. viereckig sein kann, in einer Anzahl angeordnet, daß ein ausreichender Abstand zwischen den Röhren und vom Gasstrom eingehalten wird, der eine überflüssige Mehrleistung einerseits und eine Störung des Gasstroms andererseits verhindert. Beispielsweise reichen 4 bis 16 Strahler in einem Gehäuse aus, um 10 bis 200 m³1h eines Gemisches aus Luft und C,-C--Chlorkohlenwasserstoffen zu dechlorieren. Das entstandene Spaltgemisch, das insbesondere Halogenwasserstoff, Kohlenwasserstoffe, CO und CO₂ enthält, kann dann z.B. durch eine Kalklauge bzw. einen Turm mit festem Stückkalk geleitet und noch einmal mit UV-Strahlung behandelt und ggf. ein weiteres mal absorbiert werden, bis lediglich CO₂ und gegebenenfalls kleine Mengen Methan, Ethan und|oder Ethen übrig geblieben sind, die an die Luft abgegeben oder weiter verbrannt werden können.

Hierbei sind keine Rückstände zu befürchten. Dasgebildete Calciumchlorid kann entwässert und als Trockenmittel verwendet oder direkt zur Herstellung von anderen Chemikalien verwendet werden, die z.B. im Umweltschutz Anwendung finden .

Das Abpumpen &ngr;&ogr;&eegr; Luft-CKW-Gemisehen aus dem Boden ist relativ einfach und kann schon mit 20 bis 25 mbar Unterdruck erfolgen. Mit einer kleineren Pumpe können in der Größenordnung von 500 bis 1000 m /h Luft herausgepumpt und dann erfindungsgemäß auf einen Halogenkohlenwasserstoffgehalt ynter lOOugJm gebracht werden.

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Durch Verdüsen von Wasser kann eine 98SSige Reinigung von Halogen-KW erfolgen» Der Richtwert Von unter 25 ug/1 H₂O kann leicht eingehalten werden, Wenn die dabei beiästete Luft neueriings.gemäß gefeinigt wird.

Die Neuerung wird durch die beigefügte Zeichnung näher erläutert, die eine teilweise im Schnitt dargestellte Auf·' sieht auf eine Vorrichtung gemäß der Neuerung darstellt.

Hierbei ist ein viereckiges Gehäuse aus sinem Rahmen mit einem Außenmatitel 2 und einem Innenmantel 8 gebildet und mit einem Deckel 3 mit Verschlußschnallen 6 für die Wartung des im Inneren des Gehäuses vorgesehenen UV-strahier 10 versehen. Die Strahlerfassungen 9 befinden sich innerhalb der Doppelwandung des Gehäuses aus Korrosionsschutzgründen. Der Deckel 2 ist mit einem Dichtungsring 7 versahen. Der Gas strom aus Luft und dem Gemisch aus halogaiierten, insbesondere chlorierten Kohlenwasserstoffen tritt in die Eintritts-^ öffnung 4 ein, durchströmt den Raum zwischen den UV-Strahlern 10 und strömt aus der Austrittsöffnung 5 aus.

Zur Speisung der Strahler dient ein in einem Schaltkasten außerhalb der Gehäuses angebrachter Stromanschluß 13 mit Elementschalter 12 und den erforderlichen Drosseln und Kondensatoren für die UV-Strahler.

Die folgenden Beispiele erläutern die Leistungsfähigkeit der neuerungsgemäßen Vorrichtung,

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Bei spiel 1

Es wurde aus einem Boden abgepumpter Luftstrom, enthaltend

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60 mg|m Tetrachlorethen , 200 mg|m Trichiorethen und 1 mgjm eis-Dichiorethen aus ca. 10 m Tiefe mittels einer in den Boden gebrachten Sonde mit einem Unterdruck von 25

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mbar Luft mit einer Förderleistung von 60 m |h abgepumpt. Das Gemisch aus Luft und den chlorierten Kohlenwasserstoffen wurde durch die neuerungsgemäße Vorrichtung geleitet, in der sich 16 UV-Röhren mit je ca. 15W UV-Strahlung befanden. Das austretende Gas von 65⁰C wurde analysiert. Es enthielt neben HCl und CO₂ nur noch 10 % des Tetrachlorethylens, 8 % des Trichlorethens und 20 % des eis-Diehlorethens .

Beispiel 2

Gemäß Beispiel 1 wurde ein aus verunreinigtem Grundwasser abgestreiftes Gemisch aus Luft und haiogenierten Kohlenwasserstoffen von 3O⁰C noch 190 m |h einer UV-Strahlung unterworfen. Die Anfangs- und Endgehalte an einigen markanten haiogenierten Kohlenwasserstoffen gehen aus folgender Tabelle hervor:

Halogenkohlenwasserstoff Anfangsgehalt pg|m Abbaurate % Trichlorethen 70 000 56 % Perchlorethen 500 000 6C %

1,1,1-Trichlorethan 600 000 56 %

Claims (6)

Schutzansprüche

1. Vorrichtung zur Entfernung von halogenieren Kohlenwasserstoffen aus damit verunreinigten natürlichen WasservoKiommen, dem Erdboden und|oder der Atmosphäre, bestehend aus einer in einem geschlossenen Gehäuse, das mit Durchströmungseinrichtungen für ein Luft und die halogenieren Kohlenwasserstoffe enthaltendes Gasgemisch versehen ist, angeordneten UV-Lichtquelle, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bündel von mindestens zwei röhrenförmigen UV-Strahlern in dein Gehäuse an dessen Innenwand angeordnet ist, die den Gasstrom durch das Gehäuse umgeben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der strahler in dem Gehäuse vier bis sechszehn beträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse viereckig ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Strahler mit einer UV-Strahlung im Well en! änvjenberei ch von 230 bis 400 nm und einer Leitung von ca. 15 W (im UV-Bereich) in dem Gehäuse angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Strahler mit einer UV-Strahlung von 253,7 nm und einer Leistung von 170 &mgr;\\ · cm (gemessen in 1 m Abstand vom Mittelpunkt des Strahlers) im Gehäuse angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie für einen Gasgemischdurchgang von 10 bis 200m³|h ausgelegt ist.