DD251679A3 - Automatische regenerierungsanlage fuer verunreinigte waesser - Google Patents

Abstract

Die Erfindung ist einsetzbar fuer Durchlaufverfahren von verunreinigten Abwaessern, vorzugsweise bei der Herstellung von Waermeaustauschern in Chemieanlagen. Ziel der Erfindung ist es, ohne Verwendung von Chemikalien verunreinigte Waesser von Fetten und Feststoffen bei einem minimalem Energieaufwand zu befreien, wobei eine Wiederverwendung des Wassers ueber einen relativ langen Zeitraum gewaehrleistet ist. Aufgabe der Erfindung ist es, die Restgehalte von Verunreinigungen in den Waessern kleiner 5 mg/Liter und die Schwebestoffe kleiner 5 mm zu halten. Erfindungsgemaess wird das dadurch erreicht, dass der Filtertank der Regenerierungsanlage in vier, in Durchflussrichtung getrennte Abteilungen aufgegliedert ist, von denen die erste Abteilung die in Spezialfilter eingebettete Aufspalter, die nachfolgenden zwei weiteren Abteilungen Spezialfilter aus dichtgespannten dehnungsarmen Fasermaterialien enthaelt, waehrend die vierte Abteilung fuer die Waermezu- und abfuhr einschliesslich die Regelung eingerichtet ist. Figur

Description

Gebiet, auf das sich die Erfindung bezieht

Die Regenerierungsanlage ist einsetzbar zum Behandeln von Wässern, die aus dem Bearbeitungsprozeß von Rohren oder anderen Materialien mit zylindrischem beziehungsweise von dieser Form abweichendem Querschnitt Fette, Rost, Zunder und andere Verunreinigungen enthalten. Sie sichert gleichzeitig im Durchlaufverfahren die biologische Reinhaltung des Mediums, verzichtet auf chemische Zusätze und läßt sich vorzugsweise bei der Herstellung von Wärmeaustauschern in Chemieanlagen aber auch überall dort, wo verunreingte Medien wieder ihrer Ausgangsbestimmung zu- oder in kommunale Abwasseranlagen abgeführt werden sollen, verwenden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Das Entfetten, Entzundern und Entgraten von Rohren oder anderen metallischen Werkstücken mit von der zylindrischen Form abweichendem Querschnitt hat eine entsprechende Verschmutzung des Reinigungsmittels zur Folge. Es kommt hierbei zu Emulsionen mit Fettstoffen, die sich physikalisch in Ölabscheidern oder Zentrifugen abtrennen lassen.

Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß Kläranlagen solcher Art kein ölfreies Wasser garantieren und darüber hinaus eine große Werkstattfläche benötigen.

Bekannt ist außerdem eine französische Patentschrift 1 933 635 für eine Filtrier- und Trennvorrichtung für nicht mischbare Flüssigkeiten und solche verschiedener Dichte. Hierbei wird in einem Abteil eines Behälters ein aus Scheiben bestehender Filter vorgeschlagen mit der Aufgabe, die in den zu trennenden Flüssigkeiten befindlichen Verunreinigungen zurückzuhalten und eine erste Trennung der Moleküle der Flüssigkeiten selbst zu erzielen sowie die Entmischung zu bewirken. Oberhalb dieser Filter ist eine Trennwand vorgesehen, welche als Stütze für Diffusoren sowie für eine Trennmatte aus metallischen und/oder Künststoffasern, die von einem Gitterwerk oder von einem perforierten Blech umgeben sind, dient.

Durch die Trennmatte wird sichergestellt, daß die leichten Moleküle zurückgehalten werden, die möglicherweise durch das seitliche Ableiten des Wassers mitgenommen werden könnten. Auch hier ist unverkennbar, daß die Aufspaltung der Emulsion

für bestimmte Zwecke ungeeignet bleibt, da Partikelchen kleiner 20μηι nicht abgeschieden werden. Sie verbleiben im Umlaufmedium, benetzen die zu bearbeitenden metallischen Flächen und bedingen eine nicht erwünschte Qualität, welche die nachfolgenden Arbeitsprozesse negativ beeinflußt.

Weiterhin ist die aufgezeichnete Filterung von Medien mit festen Bestandteilen unbefriedigend, weil keine Feinstfilterung und völlige Abklärung des Einsatzmediums garantiert wird und die in der Emulsion verbleibenden kleinen Partikelchen, beispielsweise feine Düsenbohrungen für die Behandlung metallischer Flächen durch unter Druck stehende Medien, verstopfen, sowie Betriebsstörungen hierdurch hervorrufen.

Schließlich wird die biologische Qualität des Wassers mit solchen Anlagen nicht erhalten und darüber hinaus bleibt die Abführung der Feststoffe einschließlich die Reinigung der Filter umständlich, wobei die Entfernung der Fettstoffe lediglich durch die Anwesenheit von viel Wasser zugesagt werden kann, was eine separate Behandlung dieser Emulsion erforderlich macht. Eine andere Patentanmeldung Gm 6603024 schlägt eine Vorrichtung zum Reinigen von Flüssigkeiten, insbesondere Kühlflüssigkeiten, vor, wo die durch den Schleifprozeß getrübte Kühlflüssigkeit in einem Behälter gesammelt, von dort mittels einer angetriebenen Tauchpumpe angesaugt und einem Zyklon zugeführt wird. In diesem wird die Kühlflüssigkeit von einem Teil der Feststoffe befreit. Am unteren Teil des Zyklons ist eine Schlammleitung angeschlossen, durch die der noch mit Kühlflüssigkeit durchsetzte Schlamm aus der Zyklonanlage herausbefördert und in einem, dem Behälter gesondert zugeordneten Schlammbehälter, aufgefangen wird.

Auch hier ist eine Feinstreinigung des Einsatzmediums in derfür den Nachfolgeprozeß notwendigen Qualität nicht gegeben, so daß auch in diesem Fall die zur Bearbeitung metallischer Oberflächen mittels unter Druck stehender Medien herangezogenen feinen Düsenbohrungen sich versetzen und den kontinuierlichen Arbeitsablauf in dem Bereich in Frage stellen.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Regenerierungsanlage zu schaffen, mit der Wasser ohne jegliche Verwendung von Chemikalien von seinen Verunreinigungen, wie Feststoffe oder Fette, bei minimalem Energieaufwand befreit, eine Wiederverwendung des Ausgangsmediums mit hoher Qualität garantiert und ein Verstopfen feinster Einsatzdüsen oder ein Befetten der metallischen beziehungsweise anderen Bearbeitungsflächen vermieden wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, durch eine zweckmäßige Anordnung und die Geometrie der Elemente der Anlage auf kleinstem Raum vollautomatisch verschmutzte Wässer so zu reinigen, daß sie über einen relativ langen Zeitraum von mindestens 14d wiederverwendet werden können, die Restgehalte der Verunreinigungen in einem Bereich kleiner 5mg pro Liter liegen, die Schwebestoffe kleiner δμιτι sind und so aufgrund ihrer garantierten Parameter den gesetzlichen Bestimmungen für eine Einleitung in kommunale Abwässer entsprechen.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die Reinigungsanlage sich aus einem Filtertank mit Abteilungen für die stufenweise Reinigung zusammensetzt sowie mit bekannten oder neuen Elementen ausgerüstet ist. Zweckmäßigerweise ist der Filtertank in vier, in Durchflußrichtung getrennte Abteilungen aufgegliedert, deren geometrische Gestalt in Verbindung mit den Einbauten eine Feinbehandlung des Wassers gewährleistet. Wesentlich hierbei ist der Aufbau der ersten Abteilung, die einen in Spezialfilter eingebetteten Aufspalter enthält. Die nachfolgenden 2 weiteren Abteilungen sind mit Spezialfiltern besonderer Konstruktion und Wirkungsweise ausgerüstet, speziell mit in Flußrichtung dichtgespannten dehnungsarmen Fasersträngen pro Filter, vorzugsweise Glasfasern, die selbst HöhIräume bilden und durch Luft oder andere Gase periodisch beatmet werden. Jene, diesen zwei Abteilungen nachgeordnete Abteilung weist eine Form auf, die infolge ihres sich nach oben verjüngenden Querschnittes eine Regelung und Steuerung der Anlage begünstigt, wobei der sich nach unten erweiternde Querschnittsbereich derWärmezu- und Wärmeabfuhr mittels Wärmeaustauscher dient. Unmittelbar neben dem Filtertank ist ein transportabler Abfallsammler als notwendiger Bestandteil für einen kontinuierlichen Ablauf der Anlage postiert.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nun an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert:

Der Filtertank 1,ein rechteckiges kastenförmiges Gebilde, ist durch Schotte unterteilt, so daß hierdurch die Trume 3; 4; 5; 6 gebildet werden. Hierbei obliegt Trum 3 die Aufgabe, die Aufspaltung der Emulsion zu realisieren. Zu diesem Zweck ist Trum 3 mit einem sich nach oben erweiternden Querschnitt ausgeführt und im unteren, sich verjüngenden Bereich durch einen wasserdurchlässigen Boden 7 begrenzt. Unmittelbar über dem porös ausgeführten Boden 7 befinden sich Blasrohre 8, über denen wiederum ein besonderer Aufspalter 9 vorgesehen ist. Der Trum 3, weist etwa bis zu % seines Volumens, von unten nach oben sich erstreckend, Kosleszenzfilter 10 auf, die sich aus mehreren Schichten verschiedener, wechselweise angeordneter Werkstoffe zusammensetzen. Als Werkstoffe werden vorzugsweise unterbrochen metallisierte Plastwerkstoffe mit hohen Dielektrizitätseigenschaften und mit besonderer Struktur hinsichtlich der Faserwerkstoffe eingesetzt, die in den nächsten Schichten mit denen reinmetallischer nichtkorrodierender Werkstoffe alternieren.

Die Packungshöhe der einzelnen Schichten soll 30 mm und der Gesamtwiderstand 150-170 mm WS nicht überschreiten. Hierdurch wird gleichzeitig eine Entspannung der Trenngase ohne nennenswerte Schaumbildung bewirkt. Jene Schichtung in Verbindung mit den eingesetzten Werkstoffen vervollständigen die statische Ionisierung der vorangegangenen Spaltung der Emulsion durch den Aufspalter 9 und lassen in bekannter Weise die Fetteilchen agglomerieren, so daß sie schließlich im oberen Bereich des Trums 3 abgeführt werden. In dem oberen freien Raum 11 ist eine lösbare profilierte Leit- und Sammelplatte 12, zum Trum 4 aufsteigend geneigt, angebracht, an deren Mündung sich eine geteilte Sammelwanne 14 anschließt. Eine Schwenk- und Filtereinheit 13, bestehend aus einem bekannten Skimmer 15, welcher in die Sammelwanne 14 eintaucht und dem ebenfalls

bekannten Magnetbandfilter 16, schließt ihrerseits den Trum 3 nach oben hin ab. Auf dem Magnetbandfilter 16 befinden sich, gleichermaßen als Bestandteil der Schwenk- und Filtereinheit 13, zusätzlich eine notwendige Anzahl Hydrozyklone 17 mit Reguliereinheit 18 und Automatikdüse 19. Separaten der Schwenk-und Filtereinheit 13 sind je Hydrozyklon 17 gesondert zugeordnete Mikrofilter 20 mit einer spezifischen Ableitung zum Aufspalter 9 gekoppelt. All diese mechanischen Elemente sind auf der Schwenk-und Filtereinheit 13 montiert, wobei diese für periodische Wartungszwecke aus ihrer Position hochgeschwenkt werden kann, so daß der Trum 3 von oben begehbar wird. Der Auslauf vom Magnetbandfilter 16 ist als nach oben schwenkbare Schurre 22 ausgeführt und dient gleichzeitig der Arretierung des Abfallsammlers 2, der hierdurch eine indirekte Verbindung zum Filtertank 1 besitzt.

Die Trume 4; 5 sind durch die Anordnung mit einer Neigung im Bereich von 10 bis 45 Grad, analog den bekannten Schrägklärern, ausgeführt. Jene in den Trumen 4; 5 somit geschaffenen Freiräume werden mit einer Vielzahl Atmungsfiltern 23 ausgeführt. Dieselben setzen sich aus korrosionsfesten dehnungsarmen Fasersträngen zusammen, welche ihrerseits im Inneren : Blaseinrichtung aufweisen und durch seitliche Einrichtungen abgedichtet sowie auf Distanz gehalten werden. Die Atmungsfilter

23 sind untereinander von oben über ein Verteilerrohr 24 luft- oder gasführend verbunden, das seinerseits an einer ; Zuführungsautomatik 25 angeschlossen ist. Eine separate Trennwand 26 zwischen Trum 4; 5 befindet sich in der Schlammsammelrinne27,somitan dertiefsten Stelle des nach unten beiderseits schräg ausgeführten Filtertanks 1, wodurch die Räume in dieser Region vollständig abgetrennt werden. Trum 6 verfügt im unteren erweitert ausgeführten Bereich mindestens über zwei Wärmeaustauscher 34, im Bereich des engsten Querschnittes hingegen über bekannte Regeleinrichtungen 28. Die Stirnseite des Filtertanks 1, welche Trum 6 abschließt, trägt die Einspeisungs- und Kreislaufversorgungseinrichtung 29. Jene Einspeisungs- und Kreislaufversorgungseinrichtung 29 weist unter anderem eine Pumpe 35 sowie ein Frischwasserrohr 30 auf, das in einen gesondert, durch ein Schlammschott getrennten Raum 31 hineinragt. Andererseits ist an der Einspeisungs- und Kreislaufversorgungseinrichtung 29 ein Schlammsaugrohr 32 angeschlossen, welches von der Trennwand 26 gehalten beziehungsweise gestützt wird und über nach unten gerichtete Saugöffnungen 33 verfügt. Zusätzlich ist die Einspeisungs- und Kreislaufversorgungseinrichtung 29 über eine außerhalb des Filtertanks 1 verlaufende flexible Leitung 36 mit dem Hydrozyklon 17 verbunden. Ein Schwimmerventil 37 in der obersten Region des Trums 6 dient der ständigen Kontrolle des Flüssigkeitsspiegels im Filtertank 1.

Die Erfindung wird nun an Hand eines praktischen Ausführungsbeispieles näher erläutert:

Nach Herstellung der Betriebsbereitschaft, das heißt, die Einspeisungs- und Kreislaufversorgungseinrichtung 29 fördert verschmutztes Wasser mit Rückständen, wie Rost, Zunder und anderen Schwebestoffen über Pumpe 35, flexible Leitung 36, Regulierungseinheit 18 in den Hydrozyklon 17, wo auf Grund der spezifischen Wirkung desselben der größte Teil der Feststoffe über die Automatikdüse 19 auf den Magnetbandfilter 16 gelangt. Von hier kommen die Feststoffe im stichtrockenen Zustand auf den Auslauf des Magnetfilterbandes und von dort in den Abfallsammler 2. Die mit Schwebestoffen versehene Emulsion hingegen strömt vom Hydrozyklon 17 durch den Mikrofilter 20 zu dem Aufspalter 9, wo sie mit hoher Geschwindigkeit unter Mitwirkung von Druckluft ein kammerartiges Gebilde in der, jedem Hydrozyklon 17 zugeordneten Kammer des Aufspalters 9, durchwandert. Hier erfolgt die elektrochemische und physikalische Aufspaltung. Im Katalysator, der ebenfalls ein Bestandteil des Aufspalters 9 ist, mischt sich Unterwasser dazu und bremst die Strömung stark ab. Dies geschieht inmitten der geschichteten Fasern des Koaleszenzfilters 10, wo sich die Fettpartikel oder Öltröpfchen an den Fasern ansammeln und wegen der antiadhäsiven und elektrostatischen Eigenschaft der Faserstoffe abgleiten sowie unterstützt durch die feinverteilten Luftbläschen aus den Blasrohren 8 nach oben steigen, einen Film bilden, in die Sammelwanne 14 abwandern und dort mittels Skimmer 15 abgeskimmt werden. Jene Fettrückstände gelangen anschließend vom Filterband 21 in den Abfallsammler 2. Vom Aufspalter 9 strömt das abgespaltene Wasser durch den Luftschleier hindurch nach unten und wiederum stark abgebremst durch die Atmungsfilter 23 im Trum 4 nach oben, weiter im Zwangslauf durch die Atmungsfilter 23 gleicher Konstruktion im Trum 5 erneut nach unten. In den Trumen 4; 5 kommt es durch die Geschwindigkeit des Mediums sowie die über Verteilerrohre

24 eingegebene Frischluft in den Atmungsfiltern 23 zu Schwingungen der Faserstränge. Sie bedingen, daß auf Grund der stark vergrößerten Oberfläche im Filterbereich die im Fluid enthaltenen festen Partikelchen an den Glasseidenfäden nach unten abwandern, während die Fettbestandteile nach oben steigen, dort in die Sammelwanne 14 eintreten, um aus dieser mittels Skimmer 15 abgeführt zu werden. Der so geschaffene Funktionsablauf in den Trumen 4; 5 garantiert eine kontinuierliche Reinigung der Atmungsfilter 23 und erhöht entscheidend deren Lebensdauer als auch Leistung. Die Schlammrückstände sammeln sich am schrägen Boden des Filtertanks 1 beiderseits der Trennwand 26 in der Schlammsammelrinde 27 an und werden hier mit Hilfe des Schlammsaugrohres 32 in Verbindung mit Pumpe 35 nach jedem Arbeitszyklus entfernt sowie dem Abfallsammler 2 ausgefiltert zugeleitet, damit relativ sauberes Wasser in die Drainage kommt. Das Trum 4; 5 verlassende Medium berührt im Trum 6 die Wärmeaustauscher 34, um völlig gereinigt über das Frisch wassersaugrohr 30 mit Hilfe der Pumpe 35 erneut in den Arbeitszyklus zu gelangen. Die Wärmeaustauscher 34 übernehmen im vorliegenden Falle eine Doppelfunktion, indem sie für die Wärmezuführung bis zur erforderlichen Betriebstemperatur verantwortlich sind, im anderen Fall dienen sie der Wärmerückgewinnung bei Überschreiten der Betriebstemperatur durch Wärmeabführung nach außen beziehungsweise der Energieumwandlung beim Arbeitsprozeß. Ein Umschalten und Abpumpen erfolgt mittels der Regeleinrichtung 28, so daf: automatisch bei nicht gewährleisteter Funktion der Anlage, wierriedriger Füllstand, die Pumpe 35 oder deren Nachfolgeeinrichtung stillgesetzt werden, andererseits wird das Abpumpen mittels Pumpe 35 selbsttätig eingeleitet, wenn der maximale Füllstand überschritten wird. Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß das als Reinigungsmittel eingesetzte Wasser relativ lange, ca. 14 Tage, immer wieder dem Arbeitsprozeß zugeführt werden kann und weiterhin die Abwasser für die kommunalen Gewässer keine Öle oder andere schädliche Verunreinigungen mehr enthalten. Die Reinigungsmittelaufbereitungsanlage läßt sich auf minimaler Werkstattfläche einsetzen und garantiert einen stündlichen Durchlauf bis zu 25m³ des zu reinigenden Mediums ohne Wartungs- sowie bei geringem Energieaufwand.

Claims (4)

1.1 .Automatische Regenerierungsanlage für Industriewässer, vorzugsweise von in Abwässern enthaltenen Verunreinigungen, insbesondere für große Durchsatzleistungen bei sehr hohem Trenneffekt, bestehend aus einem Filtertank mit darin angeordneten und aufgesetzten Filtereinrichtungen sowie einem nebengeordneten Abfallsammler, gekennzeichnet dadurch, daß der Filtertank (1) selbst in seinem Innenraum in Trume (3; 4; 5; 6) aufgeteilt ist, von denen Trum (3) in seinem nach unten verjüngend auslaufenden Teil durch einen porösen Boden (7) begrenzt wird, über dem sich unmittelbar Blasrohre (8) befinden, diesen wiederum in bestimmter Distanz darüberliegende Aufspalter (9) zugeordnet sind, welche mit Trennelementen versehene Koaleszenzfilter (10) umschließen, an deren sich nach oben erweiterndem Querschnitt ein freier Raum (11) anschließt, in dem sich eine lösbare, profilierte, geneigte Leit- und Sammelplatte (12) befindet, über welcher eine Schwenk- und Filtereinheit (13) den Trum (3) nach oben begrenzt und dem Trum (3) der schräg ausgebildete Trum (4) mit der darüber vorgesehenen Sammelwanne (14) einschließlich Skimmer (15) sowie Trum (5) nachgeordnet sind, deren Freiräume die aus endlos umlaufenden Fäden bestehenden Atmungsfilter (23) aufnehmen und der dem Trum (5) . nachfolgende Trum (6) im unteren Bereich mit seinen Seitenwänden divergiert sowie in dieser Region bekannte Wärmeaustauscher (34) als auch das Schlammsaugrohr (32) enthält und im oberen sich verjüngenden Bereich bekannte Regeleinrichtungen (28) aufweist.

22. Regenerierungsanlage nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Koaleszenzfilter (10) aus geschichteten Platten mit unterbrochen beschichteten Faserwerkstoffen besonderer Struktur besteht.

33.Regenerierungsanlage nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch,daß die Schwenk- und Filtereinheit (13) über Trum (4; 5) aus einem bekannten Magnetbandfilter (16) mit zugeordnetem Hydrozyklon (17), Skimmer (15) und Mikrofilter (20) besteht sowie mechanisch schwenkbar ausgeführt ist.

41 Regenerierungsanlage nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Atmungsfilter (23) im Trum (4; 5) im oberen Bereich des Filtertanks (1) untereinander durch ein Verteilerrohr (24) verbunden sind.

55. Regenerierungsanlage nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Trume (4; 5) im unteren Bereich als stumpfwinklige Schlammsammeirinne (27) ausgebildet und durch eine Trennwand (26) getrennt sind, durch welche das Schlammsaugrohr (32) hindurch ragt, wobei dessen Saugöffnungen (33) beidseitig der Trennwand (26) und auf der Unterseite des Schlammsaug rohres (32) liegen.

63 Regenerierungsanlage nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß sich die Einspeisungs- und Kreislaufversorgungseinrichtung (29) auf der Stirnseite des Filtertanks (1) befindet.