Durch Extraktion werden Kokereiabwässer nahezu phenolfrei
Bei der Verkokung von Steinkohle bei 1000 - 1200 °C entstehen je Tonne etwa 750 kg Koks, 370 m³ Koksofengas, 35 kg Rohteer, 11 kg Rohbenzol, 2,4 kg Ammoniak und 150 kg Wasser. In diesem sind bis zu 300 mg/l Phenol und Phenolderivate (z. B. Kresole) enthalten.
Da diese Substanzen einerseits wertvolle organische Synthesebausteine z. B. für die Kunststoffherstellung sind und andererseits eine hohe Toxizität haben, ist ihre Entfernung aus dem Abwasser notwendig. 3-5 mg/l Phenol sind für Fische tödlich, noch 0,2 mg/l bewirken eine Beeinträchtigung des Geschmacks von Fischfleisch.
Eine 98 - 99prozentige Entfernung der Phenole gelingt durch ihre Extraktion mit organischen Lösemitteln, z. B. beim Phenosolvan-Verfahren mit Diisopropylether.

Phenolabtrennung aus Kokereiabwässern mit Diisopropylether
(Quelle: Blume/Bader)

Die erhaltene phenolhaltige organische Phase kann einfach durch Destillation getrennt werden, da Isopropylether mit 67,5 °C einen wesentlich niedrigeren Siedepunkt hat als Phenol (Sdp. = 181,8 °C) und dessen Homologe. Der Ether wird erneut in den Extraktionsprozess eingesetzt.
Bei einem täglichen Durchsatz einer Kokerei von 7000 t Steinkohle können durch dieses Verfahren etwa 0,3 t Rohphenole gewonnen werden.

Die restlose Entfernung von Phenolen aus den Abwässern ist erforderlich
Da in den Kokereiabwässern auch bei einer 99prozentigen Abtrennung des Phenols rechnerisch noch Restkonzentrationen von 3 mg/l vorhanden sind, stellt sich die Frage, wie auch diese noch entfernt werden können. Hier ist es möglich, Ionenaustauscher einzusetzen (-> Versuch). Diese eignen sich besonders für die Reinigung stark verdünnter Lösungen, wobei eine quantitative Abtrennung erreicht werden kann.
Ein schwach basischer Anionenaustauscher (aktive Gruppe -NR₂) bindet Phenol als Phenolat.

Allerdings spielen hierbei zusätzlich Adsorptionsvorgänge (van-der-Waals-Kräfte) eine Rolle. So gelingt es auch, Phenol mittels unpolarer Adsorberharze aus den Abwässern zu trennen.
Ist der Austauscher erschöpft, wird durch Zugabe einer starken Base das schwach basische stationäre Amin wieder freigesetzt und das Harz auf diese Weise regeneriert.

Quelle: [1]

Weitere Texte zum Thema „Ionenaustauscher“

Literatur