DE10008005A1 - Verfahren und Anlage zur Behandlung von Flüssigkeiten mit Aktivgas - Google Patents
Verfahren und Anlage zur Behandlung von Flüssigkeiten mit AktivgasInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung von Flüssigkeit, insbesondere Prozessflüssigkeit, mit Aktivgas. Bei diesem Verfahren wird ein von der zu behandelnden Flüssigkeit, insbesondere Prozessflüssigkeit, und dem ihr zugesetzten Aktivgas gebildetes Gemisch mit einem dynamischen Mischwerk (10) derart gemischt, dass das dynamische Mischwerk das zugesetzte Aktivgas als kleine Bläschen der zu behandelnden Flüssigkeit beimischt und/oder der zu behandelnden Flüssigkeit im dynamischen Mischwerk (10) Aktivgas beigemischt wird, welches dynamische Mischwerk das zuzusetzende Aktivgas der zu behandelnden Flüssigkeit als kleine Bläschen beimischt. Auch die Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens ist Gegenstand der Erfindung. Die erfindungsgemäße Anlage zur Behandlung von Flüssigkeiten mit Aktivgas umfasst zumindest ein dynamisches Mischwerk (10) zur Mischung von Aktivgas zur zu behandelnden Flüssigkeit und zumindest eine Gasabscheidevorrichtung (70) zur Abscheidung von Gas aus der mit Aktivgas behandelten Flüssigkeit, bevor sie zurück zum Prozess oder zu einer anderen Weiterbehandlung geleitet wird.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte
Anlage zur Behandlung von Flüssigkeit, z. B. Prozessflüssigkeiten. Bei solchen Prozess
flüssigkeiten handelt es sich z. B. um verschiedene Flüssigkeiten der Papier- und Holzverar
beitungsindustrie und Lebensmittelindustrie.
In die Flüssigkeiten der Prozessindustrie kondensieren oft nachteilige Elemente, wie Riech
stoffe, verschiedene Bakterien, Sporen usw., die u. a. Schleimbildung in der betreffenden
Prozessflüssigkeit verursachen.
Zum Beispiel in Papier- und Kartonfabriken ist man bestrebt, Prozess- und Kreislaufwässer
zur Verhinderung von mikrobiologischem Wachstum zu behandeln, um die Verwendung von
Bioziden reduzieren oder die Verwendung derselben sogar völlig vermeiden zu können.
Dies ist wichtig insbesondere dann, wenn Produkte hergestellt werden, bei denen es sich um
sog. Lebensmittelqualitäten handelt, das heißt, wenn man ein bestimmtes vorgegebenes Hy
gieneniveau aufrechterhalten will.
Zum Beispiel durch Ozonierung können Geruchs-, Geschmacks- und Farbnachteile vermin
dert werden, indem das Ozon die oben genannten Nachteile verursachenden Verbindungen
oxidiert. Im Folgenden wird die Behandlung von Prozessflüssigkeiten insbesondere in Hin
sicht auf das Ozonierungsverfahrens betrachtet, welches ein bekanntes und sich als effektiv
erwiesenes Verfahren ist und das Bakterien- und Sporenniveau von bestimmten Prozess
flüssigkeiten herabsetzt. Die Ozonierung setzt auch den CSB herab, indem sie organischen
Stoff abbaut, das heißt, der CSB steigt in den Kreislaufwässern nicht an. Der Einfluss von
Ozon ist bereits seit langem bekannt, und es wurde besonders bei der Behandlung von Ab
wässern vor oder nach einer biologischen Aufbereitung eingesetzt und erforscht. Ozon wird
also der zu behandelnden Flüssigkeit als Aktivgas zugegeben, mit welchem Aktivgas in die
sem Zusammenhang ein Gas oder Gasgemisch gemeint ist, das der zu behandelnden Flüs
sigkeit absichtlich zugegeben wird, um eine bestimmte Wirkung herbeizuführen. Das Aktiv
gas setzt sich in der Regel aus zwei Komponenten, d. h. dem wirksamen Gas und dem Trä
gergas, zusammen. Das Aktivgas enthält zumindest wirksames Gas. Bei einem Aktivgas,
das z. B. Ozon und Sauerstoff enthält, ist das hauptsächlich wirksame Gas Ozon und das
Trägergas Sauerstoff. Solch ein Gemisch wird typisch dann verwendet, wenn das Ozon aus
Sauerstoff hergestellt wird. Zum anderen, wenn das als wirksames Gas dienende Ozon aus
Luft hergestellt wird, funktioniert dabei das Luftgas als Trägergas. Aktivgas wird der zu be
handelnden Flüssigkeit also zugegeben, um ein bestimmtes gewünschtes Phänomen herbei
zurufen. Das Aktivgas kann demzufolge von der Zusammensetzung her solch sein, dass es
effektiv z. B. Bakterien und Sporen in der Prozessflüssigkeit vertilgt, je nach der von ihm er
warteten Wirkung kann seine Zusammensetzung aber auch eine andere sein.
Die Wirkung von Ozon ist bereits seit langem bekannt, und es wurde insbesondere bei der
Behandlung von Abwässern vor oder nach der biologischen Aufbereitung eingesetzt und er
forscht.
Es gibt bekannte Ozonierungsprozesse, wo als Ozonierungsreaktor ein Turm oder eine
Kammer benutzt wird, und dabei wird das Ozon z. B. als mittels eines Diffusors gebildete
Gasbläschen in den Reaktor, in das zu behandelnde Wasser geleitet. Weil verschiedene
Bakterien und Sporen eine unterschiedlich resistent gegenüber Ozon sind, muss man das zu
behandelnde Prozesswasser dazu bringen, ausreichend lange in der betreffenden Reaktor
kammer oder dem Turm zu verweilen. Hieraus ergibt sich die Schwierigkeit, dass die erfor
derlichen Reaktoren und Türme von der Größe her groß bemessen werden müssen, um die
gewünschte Verweilzeit zu zeitigen. Zum Anderen wirkt sich auf die Dimensionierung von
Reaktoren und Türmen auch z. B. die Größe der mit dem Diffusor gebildeten Gasbläschen.
Je größer die Gasbläschen sind, desto kleiner ist ihre Kontaktfläche in einem bestimmten
Flüssigkeitsvolumen, und desto mehr solcher Gasbläschen müssen in die zu behandelnde
Flüssigkeit eingebracht werden, um die gewünschte Leistung des wirksamen Gases zu errei
chen. Wenn man die durch Verweilzeit oder Größe der Gasbläschen festgelegte Anlagen
größe aus dem einen oder anderen Grund zumindest nicht in voller Größe ausführen will,
muss man akzeptieren, dass in der betreffenden Prozessflüssigkeit immer ein gewisses Bak
terien- und Sporenniveau zurückbleibt.
Bei den bekannten Lösungen wird das Ozon zum Beispiel über den oben genannten Diffusor
in die zu behandelnde Flüssigkeit zugemischt, wobei in die Flüssigkeit in der Reaktorkammer
Ozon enthaltendes Aktivgas eingeperlt wird. Die Größe der mit dem Diffusor zustande ge
brachten Gasbläschen ist typisch über 500 µm, generell in der Größenordnung 500-2000
µm. In der Flüssigkeit sind die Gasbläschen geneigt, sich ziemlich schnell zu größeren Gas
bläschen zu vereinigen, was angesichts der angestrebten Wirkung des Ozons natürlich ein
höchst unerwünschter Sachverhalt ist. Hierdurch werden ja die Kontaktfläche zwischen dem
Ozon und der zu behandelnden Flüssigkeit und gleichzeitig ihre Wirkung zur Herabsetzung
des Bakterien- und Sporenniveaus bedeutend geschwächt. Die mit dem Diffusor zustande
gebrachten Gasbläschen bewegen sich in der zu behandelnden Flüssigkeit nur durch die
Schwerkraft und steigen also im Reaktor durch die Schwerkraft auf die Oberfläche der zu
behandelnden Flüssigkeit zu. Ihre Verteilung in dem zu behandelnden Flüssigkeitsvolumen
beschränkt sich auch eben auf dasjenige Volumen, das sich direkt über den Diffusordüsen
befindet, weil die Schwerkraft der einzige, die Gasbläschen bewegende Faktor ist. Der Diffu
sor ist somit eine typische statische Herstellungsvorrichtung für Gasbläschen. Reaktoren, wo
Gasbläschen-Herstellungsvorrichtungen des Diffusortyps eingesetzt werden, müssen wegen
der auf Schwerkraft beruhenden vertikalen Bewegung der Gasbläschen in vertikaler Lage
angeordnet werden.
Durch die vorliegende Erfindung sollen ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte An
lage zur Behandlung von Prozessflüssigkeiten mit Aktivgas zustande gebracht werden. Bei
solchen Flüssigkeiten handelt es sich z. B. um unterschiedliche Flüssigkeiten der Papier- und
Holzverarbeitungsindustrie und Lebensmittelindustrie. Durch die Erfindung sollen auch Prob
leme gelöst werden sowie auch diejenigen Störfaktoren vermieden werden, die den zurzeit
bekannten Verfahren und Anlagen anhaften.
Diese Ziele werden durch eine Lösung erreicht, die hauptsächlich in den charakterisierenden
Teilen der beiliegenden Patentansprüche dargestellt ist.
Die Erfindung lässt sich vorteilhafterweise zur Verhinderung des mikrobiologischen Wachs
tums z. B. in den Prozess-/Kreislaufwässern von Papier- und Kartonfabriken anwenden, um
die Verwendung von Bioziden vermindern oder deren Verwendung sogar vollständig vermei
den zu können. Dies ist wichtig insbesondere bei der Herstellung von Lebensmittelqualitä
ten, wenn man ein bestimmtes Hygieneniveau aufrechterhalten will. Ein vorteilhaftes Aktiv
gas ist das Gemisch von Ozon und Sauerstoff, wo Ozon das wirksame Gas und Sauerstoff
das sog. Trägergas ist. Wie oben bereits festgestellt wurde, versteht man unter Aktivgas in
Zusammenhang mit unserer Erfindung ein Gas oder Gasgemisch, das der zu behandelnden
Flüssigkeit absichtlich zugegeben wird, um eine bestimmte Wirkung zu erzielen, und welches
Aktivgas sich in der Regel aus zwei Komponenten, dem wirksamen Gas und dem Trägergas,
zusammensetzt. Bei der Lösung gemäß unserer Erfindung enthält das Aktivgas zumindest
wirksames Gas. Das Aktivgas kann entweder allein aus dem wirksamen Gas oder einem je
weils geeigneten, aus dem wirksamen Gas und Trägergas gebildeten Gasgemisch bestehen.
Zum Beispiel können durch Ozonierung Geruchs-, Geschmacks- und Farbnachteile vermin
dert werden, wenn die oben genannte Nachteile verursachenden Verbindungen durch das
Ozon oxidiert werden. Durch die Ozonierung wird auch der CSB durch den Abbau von orga
nischem Material verringert, das heißt, der CSB kumuliert sich nicht in den Kreislaufwässern.
In Zusammenhang mit dieser Erfindung versteht man unter Mikrobläschen Gasbläschen, de
ren Durchmesser in der zu behandelnden Flüssigkeit, insbesondere an der Zumischstelle für
Aktivgas und unmittelbar danach wesentlich unter 500 µm und vorteilhafterweise zwischen
50 und 500 µm und besonders vorteilhafterweise zwischen 50 und 300 µm liegt.
Unsere Erfindung gründet auf einer Einsicht, der zufolge dass Aktivgas, wie etwa das Ozon
enthaltende Gas, der zu behandelnden Flüssigkeit als Mikrobläschen und möglichst gleich
mäßig und andererseits auf solche Weise beigemischt wird, dass z. B. der ozonierten Flüs
sigkeit solche Verweilverhältnisse geschaffen werden, dass das als wirksame Gas dienende
Gas, etwa Ozon, sich genau die gewünschte Zeit lang auf die in dieser zu behandelnden
Flüssigkeit vorliegenden Bakterien und Sporen einwirken kann. Die Länge dieser Verweilzeit
richtet sich natürlich nach den Bakterien-, Sporen- und Schleimbeständen, die in der jeweils
zu behandelnden Flüssigkeit vorliegen, und dem angestrebten Niveau. Das Zumischen des
Aktivgases zur zu behandelnden Flüssigkeit erfolgt bei der Lösung nach unserer Erfindung
mittels eines dynamischen Mischwerks. Die zu behandelnde Flüssigkeit wird ihrerseits vor
dem dynamischen Mischwerk und vor oder hinter der Pumpe in den Behandlungskreislauf
einbezogen, die für den Arbeitskreislauf dieses Behandlungsprozesses sorgt.
Unter dynamisches Mischwerk versteht man im Zusammenhang mit dieser Erfindung Misch
werke, die Aktivgas, wie etwa ein Gemisch aus Ozon und Sauerstoff, oder ein anderes ge
eignetes Aktivgasgemisch der zu behandelnden Flüssigkeit aktiv beimischen. Solche dyna
mische Mischwerke, d. h. aktive Gasmischwerke, sind z. B. das in der finnischen Patentan
meldung FI 945425 genannte Anlage oder z. B. das AHLMIXTM-Mischwerk. Auch andere, für
diesen Zweck geeignete dynamische Mischwerksanlagen können zur Beimischung von Ak
tivgas, wie z. B. eines Gemisches aus Ozon und Sauerstoff, zur zu behandelnden Flüssigkeit
eingesetzt werden.
Eine Lösung zur aktiven Beimischung von Aktivgas zur zu behandelnden Flüssigkeit besteht
darin, eine Anlage im Grundkonzept des Diffusortyps auf solche Weise zu konstruieren, dass
dabei eine aktive Beimischung von Gas zur zu behandelnden Flüssigkeit erfolgt, entweder
so, dass sich die Mundstücke der Diffusoranlage selbst aktiv verschieben lassen, wobei die
aus dem Diffusor austretenden Gasbläschen sich besser auf das zu behandelnde Flüssig
keitsvolumen verteilen, oder indem eine geeignete Mischanlage unmittelbar nach den stati
schen Mundstücken des Diffusors angeordnet wird, die die aus dem Diffusor austretenden
Gasbläschen in das zu behandelnde Flüssigkeitsvolumen mischt. Bei diesen oben genann
ten Lösungen erfolgt die Reaktion zwischen Gasbläschen und der zu behandelnden Flüssig
keit in einem speziellen Behandlungsturm oder -becken, in dem der normale Luftdruck
herrscht. Das Anwenden dieser Lösungen auf die Rohrleitungen ist jedoch schwierig, denn
die Beimischung von Aktivgas erfolgt bei diesen auf Schwerkraft beruhenden Lösungen in
vertikalen Behältern oder Türmen.
Im Folgenden wird hauptsächlich eine Lösung gemäß unserer Erfindung behandelt, wo die
Aktivgasbehandlung der zu behandelnden Flüssigkeit mit einem an die Prozessrohrleitungen
anzuschließenden dynamischen Mischwerk erfolgt. Dabei kann die gesamte Behandlung in
Verbindung mit den Prozessrohrleitungen als eigener Kreislauf konstruiert werden, der nicht
wesentlich vertikal zu sein braucht, wie etwa die bei den oben genannten Diffusorlösungen
eingesetzten Behälter oder Türme sein sollen.
Das Aktivgas wird der zu behandelnden Flüssigkeit vorteilhafterweise in der Prozessrohrlei
tung beigemischt, an der das dynamische Mischwerk angeordnet ist. Das Aktivgas wird der
zu behandelnden Flüssigkeit vorteilhafterweise in einem dynamischen Mischwerk beige
mischt, das im Wesentlichen parallel zur Fließrichtung der zu behandelnden Flüssigkeit an
geordnet ist und an der, in Hinsicht auf die Winkelstellung mit einem Winkel von 0° bis 90°
zur Horizontalen konstruierten Prozessrohrleitung angeordnet ist. Das Aktivgas kann der zu
behandelnden Flüssigkeit in einem dynamischen Mischwerk beigemischt werden, das im
Wesentlichen parallel zur Fließrichtung der zu behandelnden Flüssigkeit angeordnet ist und
an der, in Hinsicht auf die Winkelstellung waagerecht ±90°, vorteilhafterweise im Bereich
waagerecht ± 80° und besonders vorteilhafterweise waagerecht ±30° konstruierten Prozess
rohrleitungen angeordnet ist. In der Praxis wird das Aktivgas der zu behandelnden Flüssig
keit in einem dynamischen Mischwerk beigemischt, das meistens parallel zur Fließrichtung
der zu behandelnden Flüssigkeit, an der, in Hinsicht auf die Winkelstellung im Wesentlichen
waagerecht oder nahezu waagerecht konstruierten Prozessrohrleitung angeordnet ist.
Die Lösung gemäß unserer Erfindung lässt sich somit leicht in einer Lage konstruieren, die
im Bereich waagerecht ± 90° und vorteilhafterweise im Bereich waagerecht ±80° und
besonders vorteilhafterweise im Bereich waagerecht ± 30 liegt.
Meistens wird solch eine Prozessrohrleitung das daran angeordnete dynamische Mischwerk
jedoch zur Optimierung der Raumausnutzung waagerecht oder nahezu waagerecht kon
struiert, doch sind selbstverständlich auch die übrigen oben genannten Winkelpositionen
möglich.
Die in Verbindung mit der Prozessrohrleitung konstruierte Anwendung gemäß unserer Erfin
dung ist kompakt und beansprucht wenig Raum im Vergleich zu den bekannten Lösungen.
Somit lässt sie sich leicht in dem Raum und der Position anordnen, die angesichts des all
gemeinen Layouts jeweils am zweckmäßigsten sind.
Nachdem die zu behandelnde Flüssigkeit behandelt worden ist, wird sie zurück zum Pro
zesskreislauf oder zu einer anderen Behandlung geleitet. Dadurch, das die Tätigkeit mit dem
Ziel, die Bakterien- und Sporenbestände zu eliminieren, in der Rohrleitung ablaufen kann,
entstehen mehrere bedeutende Vorteile. Solch eine auf der Ausnutzung der Rohrleitung be
ruhende Anlage kann dabei derart konstruiert werden, dass, um das gewünschte Endergeb
nis zu erreichen, die zu behandelnde Flüssigkeit oder ein Teil derselben bei Bedarf rückge
führt werden können, wodurch die erforderlichen Verweilverhältnisse zur Eliminierung der in
der zu behandelnden Flüssigkeit vorliegenden Bakterien-, Sporen- und Schleimbestände ge
schaffen werden. Die Durchführung des gesamten Behandlungprozesses in einem druckbe
aufschlagten Raum lässt sich dabei bei Bedarf auch leicht verwirklichen. Das Aktivgas wird
dem zu behandelnden Flüssigkeitsvolumen in einem dynamischen Mischwerk derart beige
mischt, dass die entstehenden Gasbläschen zumindest an der Zumischstelle für Aktivgas
und unmittelbar danach wesentlich gleichmäßig auf die zu behandelnde Flüssigkeit in diesem
Raum verteilt sind, z. B. in dem, unmittelbar nach dem Mischwerk befindlichen Teil der Rohr
leitung oder dem Verweilbehälter nach dem dynamischen Mischwerk. Das verwendete Ak
tivgas enthält als wirksames Gas ein Gas, das die Vermehrung der in der zu behandelnden
Flüssigkeit, insbesondere in der Prozessflüssigkeit befindlichen Mikroorganismen verhindert
oder hemmt. Bei der Lösung gemäß unserer Erfindung ist das wirksame Gas im Aktivgas
z. B. Ozon. Bei der Lösung gemäß unserer Erfindung enthält das Aktivgas zumindest 1
Gew.-% Ozon, vorteilhafterweise ca. 1-35 Gew.-%, und besonders vorteilhafterweise enthält
das verwendete Aktivgas ca. 5-15 Gew.-% Ozon. Bei der Lösung gemäß unserer Erfindung
kann das Aktivgas außer dem als wirksames Gas dienenden Ozon als Trägergas zumindest
Sauerstoff oder Luft oder ein Gemisch derselben enthalten. Vorteilhafterweise enthält die
nach dem dynamischen Mischwerk zu behandelnde Flüssigkeit Aktivgas, das zumindest 10
Gew.-% Ozon enthält. Vorteilhafterweise enthält die zu behandelnde Flüssigkeit unmittelbar
nach dem dynamischen Mischwerk 10-50 Gew.-% Ozon enthaltendes Aktivgas. Besonders
bevorzugt enthält die zu behandelnde Flüssigkeit unmittelbar nach dem dynamischen
Mischwerk 25-45 Gew.-% Ozon enthaltendes Aktivgas.
Das Aktivgas kann auch ein kohlenhaltiges, das Wachstum von Mikroorganismen verhin
derndes oder hemmendes Gas, wie etwa Kohlenmonoxid, enthalten. Das Aktivgas kann
auch zumindest eines folgender Gase enthalten: Luft, Kohlendioxid, Stickstoff.
Ein wichtiges Merkmal unserer Erfindung liegt darin, dass die Einspeisung von Aktivgas in
die zu behandelnde Flüssigkeit kurz vor dem Mischwerk und/oder am Mischwerk erfolgt, wo
bei man eine möglichst wirksame Durchmischung erreicht, das heißt, es entstehen reichlich
Aktivgas enthaltende Mikrobläschen gleichmäßig auf das zu behandelnde Flüssigkeitsvolu
men verteilt. Die Kontaktfläche des vom Aktivgas enthaltenen wirksamen Gases zwischen
dem Gas und der zu behandelnden Flüssigkeit ist dabei groß, wobei die Reaktionswirksam
keit des Behandlungsprozesses durch die starke Zunahme der Kontaktfläche des wirksamen
Gases und die gute Volumenverteilung erheblich verbessert wird. Diese Reaktionswirksam
keit kann noch begünstigt werden, indem der Anteil des im Aktivgas vorliegenden wirksamen
Gases, z. B. des Ozons, im Trägergas gesteigert wird. Unmittelbar nach dem, mit dem dy
namischen Mischwerk erfolgten Zumischvorgang des Aktivgases ist der Anteil der Mikroblä
schen von den in die zu behandelnde Flüssigkeit eingemischten Gasbläschen zumindest 60
Vol.-% und vorteilhafterweise über 75 Vol.-%. Zum anderen kann die Reaktionswirksamkeit
auch dadurch begünstigt werden, dass Flüssigkeit auf einen Druck von z. B. ca. 3-15 bar
druckbeaufschlagt wird, wobei der Flüssigkeit auf diesem Druck das Aktivgas beigemischt
wird. Die Löslichkeit des Aktivgases in solch einer druckbeaufschlagten zu behandelnden
Flüssigkeit ist dabei größer als in einer Flüssigkeit mit normalem Druck. Zur Druckbeauf
schlagung der zu behandelnden Flüssigkeit sind in Verbindung mit der erfindungsgemäßen
Anlage bei Bedarf Druckbeaufschlagungsmittel, wie etwa eine geeignete Pumpe, angeord
net. Einige Sporen- und Bakterienbestände erfordern eine Wirkungsdauer, Verweilzeit, des
Aktivgases bestimmter Länge, bevor sie vertilgt werden. Daher sind bei der Lösung gemäß
der vorliegende Erfindung die erforderlichen Mittel vorgesehen, mit denen zumindest ein Teil
der Aktivgas enthaltenden Flüssigkeit zumindest einmal und vorteilhafterweise 2-4-mal zirku
liert werden kann, bevor sie einer Entgasungsanlage, wie etwa einer Gasabscheideanlage
des Deculator©-Typs oder des Zentrifugentyps und anschließend zurück zum Prozess oder
zu einer anderen Weiterbehandlung geleitet wird. Wenn bei der Lösung gemäß unserer Er
findung zur Behandlung von Flüssigkeit Ozon enthaltendes Gas verwendet wird, muss dar
aus auf eine geeignete bekannte Weise wesentlich und vorteilhafterweise all Ozon zu entfer
nen/zu entsorgen, bevor das aus der behandelten Flüssigkeit abgezogene Gas in die Atmo
sphäre geleitet wird. Zu diesem Zweck ist in Verbindung mit der Lösung gemäß unserer Er
findung bei Bedarf eine geeignete Ozon-Entsorgungsanlage angeordnet.
Aus der behandelten Flüssigkeit wird in der oben genannten Entgasungsvorrichtung im We
sentlichen das mit ihr vermischte Gas entfernt, bevor sie wieder dem Prozess zugeführt wird.
Kleine Ozonrückstände in der behandelten Flüssigkeit sind jedoch nicht von Nachteil, im Ge
genteil. Das Restozon setzt dabei noch seine Bakterien zerstörende Aufgabe in der betref
fenden Flüssigkeit fort. Die im dynamischen Mischwerk erzeugte aktivgashaltige Flüssigkeit
wird von einer Pumpe rückgeführt, die z. B. vor dem dynamischen Mischwerk angeordnet ist,
und welche Pumpe im Wesentlichen in der Lage ist, Flüssigkeit zu behandeln, die reichlich
Gas enthält. In der Folge wird solch eine Pumpe, die bei Bedarf gashaltige Flüssigkeit, sogar
30-50 Vol.-% Gas enthaltende Flüssigkeit zu pumpen vermag, als Flüssigkeits-Pumpe, abgekürzt F, bezeichnet. Darüber hinaus, dass diese F viel
Gas enthaltende Flüssigkeiten pumpen kann, lässt sich damit auch vorteilhafterweise die
Gashaltigkeit der zu pumpenden Flüssigkeit nach unten regulieren, das heißt, mit der FPumpe kann z. B. ein Teil des in der mittels Rezirkulation umgewälzten Flüssigkeit enthalte
nen Gases abgesaugt werden. Vorteilhafterweise kann mittels dieser Pumpe der zurückzu
führenden zu behandelnden Flüssigkeit Gas entzogen werden. Nachdem das im Aktivgas
enthaltene wirksame Gas seine Wirkung entfaltet hat, wird es Teil des Trägergases, das
heißt, beim betreffenden Gas handelt es sich nicht mehr um wesentlich wirksames Gas. Da
bei ist daraus sozusagen eine Belastung in Hinsicht auf den Erfolg der Rezirkulation und der
danach erfolgenden möglichst effektiven Einspeisung frischen wirksamen Gases geworden.
In den nichtwirksames Gas, in diesem Fall in erster Linie Trägergas enthaltenden zurückzu
führen Teil lässt sich frisches wirksames Gas nur noch schwerlich auflösen. Dieses im zu
rückzuführenden Anteil enthaltene Trägergas würde sich somit in dem aus frischer zu be
handelnden Flüssigkeit und der zurückzuführenden Flüssigkeit bestehenden Gemisch vertei
len und seine Gashaltigkeit vor der Zumischstelle für frisches Aktivgas erhöhen. Wenn sich
die Gashaltigkeit der zurückzuführenden Flüssigkeit mittels der F einstellen lässt,
kann daraus möglichst viel nichtaktives Gas abgezogen werden, wobei bei der Rezirkulation
die Gashaltigkeit der zu behandelnden Flüssigkeit beim Eintreffen an der Zumischstelle für
Aktivgas möglichst klein ist.
Die Rezirkulation erfolgt z. B. in einer Reihenfolge, wo
- - der zu behandelnden Flüssigkeit zunächst Aktivgas zugesetzt wird und dann
- - das der zu behandelnden Flüssigkeit vorab zugesetzte Aktivgas mit einem dynamischen Mischwerk als Mikrobläschen möglichst gleichmäßig in diese Flüssigkeit gemischt wird. Die Zugabe von Aktivgas kann vor dem dynamischen Mischwerk, am dynamischen Mischwerk oder durch Kombinieren dieser beiden oben genannten Alternativen erfolgen
- - nach dem dynamischen Mischwerk setzt die Arbeit des im Aktivgas vorhandenen wirk samen Gases zur Vertilgung der gewünschten nachteiligen Bakterien und Sporen ein. Das wirksame Gas hat eine bestimmte, einige Sekunden bis einige Minuten lange Wir kungsdauer, in welcher Zeit gewünschte Faktoren aus der zu behandelnden Flüssigkeit effektiv eliminiert werden können. Die im wirksamen Gas enthaltenen Gasmolekülel atome verwandeln sich zu einem Teil des Trägergases, nachdem sie mit den in der zu behandelnden Flüssigkeit befindlichen zu eliminierenden Objekten reagiert haben oder sonst zu sonstigen Zusammensetzungen zerfallen/vereinigt sind. Die Wirkungsdauer des wirksamen Gases wird auch durch die Empfindlichkeit beeinflusst, mit der die zur zu behandelnden Flüssigkeit beigemischten Aktivgasbläschen geneigt sind, sich zu größe ren Bläschen zu vereinen. Große Bläschen haben in einem bestimmten Flüssigkeitsvo lumen lediglich eine kleine wirksame Fläche, die dieses Volumen der zu behandelnden Flüssigkeit berührt. In die zu behandelnde Flüssigkeit wird durch Nutzung der erfin dungsgemäßen Lösung eine große Menge von Mikrobläschen eingebracht, die sich sehr gleichmäßig auf dieses Volumen zu behandelnder Flüssigkeit verteilen. Die Lebensdau er der gleichmäßig verteilten Gasbläschen der Mikrobläschengröße ist "lang", denn dank ihrer großen aktiven Fläche können sie zumindest zum größten Teil mit zu behandelnder Flüssigkeit reagieren, bevor sie sich möglicherweise miteinander vereinigen oder durch den Reaktionsprozess sonst ihre Wirkung einbüßen. Zum anderen erfolgt die Vereini gung von Mikrobläschen zu nachteilig großen Bläschen sehr langsam im Vergleich zur Vereinigungsanfälligkeit von konventionellen, z. B. mit einem Diffusor erzeugten Blä schen.
Durch Nutzung eines druckbeaufschlagten Systems kann der Anteil des Aktivgases in ei
nem bestimmten Volumen zu behandelnder Flüssigkeit noch gesteigert werden. Um ver
tilgt zu werden, erfordern einige Bakterien und Sporen eine beachtlich lange Wirkungs
dauer. Dabei ist es notwendig, zumindest einen Teil der zu behandelnden Flüssigkeit zu
rückzuführen, um eine neue Schockbehandlung zu bekommen. Dies erfolgt, indem zu
mindest ein Teil der nach dem dynamischen Mischwerk Aktivgas enthaltenden zu behan
delnden Flüssigkeit über eine Rezirkulationsanlage zurückgeführt wird. Zumindest der zu
rückzuführende Flüssigkeitsanteil wird durch die F gepumpt, wo vorteilhafter
weise zumindest ein Teil des darin enthaltenen Aktivgases entfernt wird, das seine Wirk
samkeit im Wesentlichen eingebüßt hat. Im zurückzuführenden Teil der Flüssigkeit kann
die Gashaltigkeit der Flüssigkeit gar ca. 50 Vol.-% vom Volumen der zurückzuführenden
Flüssigkeit betragen.
Diesem zurückzuführenden Anteil wird frische zu behandelnde Flüssigkeit z. B. vor der
F oder danach zugesetzt. Anschließend wird dem Flüssigkeitsgemisch Aktiv
gas zugesetzt, wonach es in ein dynamisches Mischwerk geleitet wird, wo das Aktivgas zu
kleinen, in der zu behandelnden Flüssigkeit gleichmäßig verteilten Bläschen gemischt
wird. Durch diese Anordnung werden für das in der zurückzuführenden zu behandelnden
Flüssigkeit vorliegenden wirksame Gas solche genügenden Verweilverhältnisse geschaf
fen, dass auch Sporen oder Bakterien, die eine längere Wirkungsdauer erfordern, vertilgt
werden.
Die Zumischung von Aktivgas erfolgt vorzugsweise zu druckbeaufschlagter Flüssigkeit zur
Steigerung der Löslichkeit des oben genannten Aktivgases in der zu behandelnden Flüs
sigkeit und um dadurch die Wirkung des Aktivgases und dabei also insbesondere des dar
in befindlichen wirksamen Gases zu effektivieren.
Bevor die behandelte Flüssigkeit zurück zum Prozess geleitet wird, wird ihr jedoch we
sentlich ihr zugesetzes Gas entzogen. Dies erfolgt über eine geeignete Gasabscheidea
nordnung.
Andere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Zusammenhang mit den
nachstehend dargestellten Anwendungsbeispielen erläutert.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Anlage werden detaillierter
mit Verweis auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, die einige erfindungsgemäße Lö
sungen beschreiben, auf die die Erfindung nicht allein beschränkt werden soll. Die hier
beschriebenen Lösungen lassen sich vorteilhafterweise z. B. auf die Behandlung von di
versen Prozessflüssigkeiten der Papier- und Holzveredelungsindustrie und Lebensmittel
industrie anwenden.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Anwendung dargestellt,
in Fig. 2 ist eine zweite erfindungsgemäße Anwendung dargestellt,
in Fig. 3 ist noch eine dritte erfindungsgemäße Anwendung dargestellt, und
in Fig. 4 ist eine einfache erfindungsgemäße Anwendung dargestellt.
In Fig. 1 eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens als Anlagen
plan dargestellt.
Die Flüssigkeitsbehandlungsanlage von Fig. 1, die z. B. für die Behandlung der so genann
ten Siebwässer oder verschiedenen Filtrate z. B. in der Zellstoff- und Papierindustrie be
sonders eignet ist, umfasst ein dynamisches Mischwerk 10, eine F 20, eine
Rezirkulationsanlage 30, einen Einspeisestutzen 40 und/oder 45 für Aktivgas, einen Ein
speisestutzen 50 für zu behandelnde Flüssigkeit, einen Stutzen 60 für die zur Entgasung
zu leitenden behandelten Flüssigkeit, eine Gasabscheidevorrichtung 70, die bei dieser
Anwendung eine nach dem Unterdruckprinzip arbeitende Entgasungsvorrichtung des so
genannten Deculator©-Typs ist, eine Vakuumpumpe 80 der Entgasungsvorrichtung sowie
einen Stutzen 100 zur Rückführung der behandelten Flüssigkeit zum Prozess.
Bei der in Fig. 1 Flüssigkeitsbehandlungsanlage wird als Aktivgas ein Gemisch aus Ozon
und Sauerstoff verwendet, wobei als wirksames Gas Ozon und als Trägergas Sauerstoff
ist. Hierbei ist das Ozon aus Sauerstoff hergestellt. Ozon lässt sich auch aus Luft herstel
len, wobei als Trägergas entsprechend Luft ist. Das Ozon wird dem Flüssigkeitsbehand
lungsprozess unmittelbar vor dem dynamischen Mischwerk 10 dem Stutzen 40 und/oder
direkt dem dynamischen Mischwerk 10 über einen Stutzen 45 zugeführt.
Diese Anwendung umfasst des Weiteren Zirkulationsmittel für die zu behandelnde Flüs
sigkeit, womit in der aktivgashaltigen zu behandelnden Flüssigkeit Verhältnisse für eine
geeignete Verweilzeit des wirksamen Gases, z. B. des Ozons, zur Vertilgung von Bakteri
en oder Sporen geschaffen werden. Diese Zirkulatiosmittel für die zu behandelnde Flüs
sigkeit bilden eine Rezirkulationsanlage 30. Die Rezirkulationsanlage 30 ist bei dieser
Anwendung dem dynamischen Mischwerk nach- und der Gasabscheideanlage 70 vorge
schaltet. Zumindest ein Teil der zu behandelnden Flüssigkeit wird zumindest einmal über
die Rezirkulationsanlage 30 derart rückgeführt, dass dieser Teil der zu behandelnden
Flüssigkeit über die F 20 zur Zumischstelle 40 für Aktivgas und ferner über das
dynamische Mischwerk 10 weiterfließt. An der Abzweigstelle 35 wird ein Teil der aktiv
gashaltigen Flüssigkeit, die das dynamische Mischwerk 10 passiert hat, also in die Rezir
kulationsanlage 30 und ein Teil von der Abzweigstelle 35 in der Rohrleitung 60 weiter zur
Gasabscheidevorrichtung 70 geleitet. Nach der Vakuumpumpe 80 wird bei Bedarf das
von der Gasabscheidevorrichtung 70 zurückgewonnene Ozongas entsorgt, bevor man es
in die Atmosphäre entweichen lässt.
In dieser Phase hat das Ozon bereits mit der zu behandelnden Flüssigkeit reagiert, und
vom Aktivgas ist im Wesentlichen nur als Trägergas dienendes Sauerstoff oder Luft übrig,
wenn Luft als Trägergas verwendet wurde. Von der Gasabscheidevorrichtung 70 wird die
behandelte Flüssigkeit, die kein Gas enthält, in der Rohrleitung 100 zurück zum Prozess
oder zur Weiterbehandlung vorwärts geleitet.
Über die Flüssigkeitszirkulationsmittel 30 lässt sich zumindest ein Teil der zu behandeln
den Flüssigkeit zumindest einmal über das dynamische Mischwerk 10 zirkulieren, bevor
die zu behandelnde Flüssigkeit der Gasabscheideanlage 70 zugeleitet wird. Die Flüssig
keitszirkulationsmittel umfassen geeignete Mittel, z. B. eine Rohrleitung 30, wo die zu zir
kulierende Flüssigkeit eine gewünschte Zeit lang verweilt, sowie bei Bedarf zumindest ei
ne gashaltige Flüssigkeit pumpende Pumpe 20, die vor dem dynamischen Mischwerk 10
angeordnet ist. Mit dieser Pumpe 20 kann vorteilhafterweise die in der zu behandelnden
Flüssigkeit enthaltene Gasmenge während des betreffenden Pumpens nach unten regu
liert werden.
In Fig. 2 ist eine zweite erfindungsgemäße Anwendung dargestellt, die u. a. ein dynami
sches Mischwerk 10, eine Rezirkulationsanlage 30, eine Gasabscheideanlage 70, eine
F 20, eine Rohrleitung 60, Eintrittsstutzen 40 und 45 für Aktivgas sowie einen
Eintrittsstutzen 50 für zu behandelnde Flüssigkeit umfasst.
Bei dieser Anwendung wird die zu behandelnde Flüssigkeit, z. B. Siebwasser, über den
Stutzen 50 dem Behandlungskreislauf unmittelbar vor dem Stutzen 40 zugeführt, über den
dem Behandlungskreislauf Aktivgas, in diesem Fall z. B. ein Gemisch aus Ozon und Sau
erstoff, zugeführt wird. Anschließend werden die zu behandelnde Flüssigkeit und das ihr
beigemischte Aktivgas zum dynamischen Mischwerk 10 geleitet, wo ihm über den Stutzen
45 weiter Aktivgas zugesetzt wird. Im dynamischen Mischwerk 10 wird das Aktivgas als
kleine gleichmäßig verteilte Bläschen in die zu behandelnde Flüssigkeit gemischt. Die da
nach das dynamische Mischwerk verlassende zu behandelnde Flüssigkeit wird in der
Rohrleitung 60 vorwärts geleitet. Am Abzweigmittel 35 kann bei Bedarf ein Teil dieser
Flüssigkeit zur Rückführung über die Rezirkulationsanlage 30 abgezweigt werden. Dabei
wird dieser zurückzuführende Anteil, z. B. 20-50 Vol.-%. der zu behandelnden Flüssigkeit,
zurückgeleitet, um eine neue Dose Aktivgas zu bekommen. Dieser zurückzuführende An
teil wird vorteilhafterweise zunächst zur Behandlung z. B. in die F geleitet, wo
aus ihm ein gewünschter Anteil an Aktivgas, das seine Aktivität eingebüßt hat, entfernt
werden kann. Diese F ist imstande, die die verbleibende Gasmenge enthal
tende Flüssigkeit (sogar Flüssigkeit, die 20-40 Vol.-% Gas enthält) weiter zum Arbeits
kreislauf zu pumpen. Nach dieser Pumpbehandlung wird der zurückzuführende Flüssig
keitsanteil mit dem über den Stutzen 50 eintretenden neuen frischen Anteil zu behandeln
der Flüssigkeit vermischt, in welches Gemisch dann Aktivgas über den Stutzen 40 einge
speist wird. Über die Rezirkulation lässt sich somit ein bestimmter Anteil der zu behan
delnden Flüssigkeit zirkulieren, wodurch für die Vertilgung bestimmter, schwerlich zu eli
minierender z. B. Bakterien- und Sporenbestände die erforderliche Verweilzeit geschaffen
wird. Hierbei wird also diejenige bestimmte Menge der zu behandelnden Flüssigkeit, die
zur Rezirkulation abgezweigt wird, durch die Rezirkulation einer Aktivgasbehandlung län
gerer Dauer unterzogen. In mehr als einen Rezirkulationskreislauf gelangt somit in der
Folge eine bestimmte rechnerische Anzahl von Wassermolekülen. Dies deshalb, weil der
zurückzuführende Anteil der zu behandelnden Flüssigkeit vor dem zweiten, im dynami
schen Mischwerk erfolgenden Mischen einer neuen Charge frischer, d. h. unbehandelter
Flüssigkeit beigemischt wird. Es ist somit eine rechnerische Angelegenheit, wie viel von
dieser einmal rückgeführten Flüssigkeit zur zweiten und womöglich mehreren Rezirkulati
onen zurückfließt.
Derjenige Anteil der gerade behandelten Flüssigkeit, der vom Rückführstutzen 35 in der
Rohrleitung 60 vorwärts fließt, wird nach einer, in dieser Rohrleitung ablaufenden passen
den Wirkungsdauer, d. h. nach einer passenden in der Rohrleitung zurückzulegenden
Strecke, in die Gasabscheideanlage 70, wie etwa eine nach dem Unterdruckprinzip arbei
tende Gasabscheideanlage des Deculator®-Typs oder Zentrifugentyps geleitet. In der
Gasabscheideanlage wird der zu behandelnden Flüssigkeit im Wesentlichen das darin ge
löste Gas entzogen, bevor die auf solche Weise behandelte Flüssigkeit zum Prozesskreis
lauf oder einer anderen Weiterbehandlung zurückgeführt wird.
In Fig. 3 ist noch eine andersartige Lösung gemäß unserer Erfindung dargestellt. Bei die
ser Anwendung wird all die zu behandelnde Flüssigkeit nach dem dynamischen Misch
werk 10 in einer Rohrleitung zu einer Gasabscheideanlage 70 des Deculator®-Typs gelei
tet. Die Rohrleitung 60 zwischen der Gasabscheideanlage 70 und dem dynamischem
Mischwerk 10 ist dabei durch ihre Länge als auch ihre sonstigen Eigenschaften, etwa die
Formgebung der Innenflächen der Rohrleitung, derart bemessen, dass das im dynami
schen Mischwerk der zu behandelnden Flüssigkeit beigemischte Aktivgas eine ihm vorge
gebene gewünschte Zeit lang wirken kann. Nach dieser passenden Wirkungsdauer wird
die behandelte Flüssigkeit der Gasabscheideanlage 70 zugeführt, wo das darin gelöste
Gas abgeschieden wird. Hiernach wird ein Teil der behandelten Flüssigkeit zurück zum
Prozess oder zu sonstiger Weiterbehandlung geleitet, und ein Teil wird über den Stutzen
95 zur Rezirkulationsanlage 30 geleitet. Bei dieser Anwendung ist aus dem zurückzufüh
renden Flüssigkeitsanteil das von ihm enthaltene Gas durch die Gasabscheideanlage des
Deculator®-Typs wesentlich entfernt. Solche gasfreie Flüssigkeit kann dann zu frischer
unbehandelter Flüssigkeit gemischt werden, und dieses entstandene Gemisch und/oder
die zurückzuführende Flüssigkeitsfraktion kann dann bei Bedarf mittels einer normalen
Pumpe 25 im Arbeitskreislauf vorwärts gepumpt werden. Die Pumpe 25 kann z. B. der
Fig. 3 entsprechend in der Rezirkulationsanlage vor dem Stutzen 50 angeordnet werden,
von wo die frische unbehandelte Flüssigkeit in den Arbeitskreislauf geleitet wird. In dieses
entstandene Flüssigkeitsgemisch wird als folgendes Aktivgas über den Stutzen 40 einge
speist, wonach das Aktivgas enthaltende Flüssigkeits- + Gasgemisch in das dynamische
Mischwerk 10 geleitet wird, wo das Aktivgas gleichmäßig als kleine Bläschen der zu be
handelnden Flüssigkeit beigemischt wird. Wie bei den bisherigen Anwendungen, kann
Aktivgas auch bei dieser Anwendung der zu behandelnden Flüssigkeit entweder über den
Stutzen 40, also vor dem dynamischen Mischwerk 10, und/oder im dynamischen Misch
werk selbst, über den Stutzen 45 zugegeben werden.
Am einfachsten umfasst die erfindungsgemäße Flüssigkeitsbehandlungsanlage, z. B. der
Fig. 4 entsprechend, als nach dem Eintrittsstutzen 50 für frische zu behandelnde Flüssig
keit wirkende Organe nur das dynamische Mischwerk 10 und die Gasabscheideanlage 70
und bei Bedarf außerdem eine Rohrleitung 60 zwischen diesen Organen, in der die Flüs
sigkeit, die im dynamischen Mischwerk 10 und/oder davor (Stutzen 40, 45) zugesetztes
Aktivgas enthält, vom dynamischen Mischwerk zur Gasabscheideanlage 70 und anschlie
ßend zurück zum Prozess oder zu einer sonstigen Weiterbehandlung über eine Rohrlei
tung 100 geleitet wird. Durch angemessene Bemessung der Länge von Rohrleitung 60
und ihrer sonstigen Eigenschaften, wie etwa des Innenprofils, lässt sich mittels der Rohr
leitung 60 solch eine geeignete Verweilzeit schaffen, die das im Aktivgas enthaltende
wirksame Gas braucht, um z. B. in der zu behandelnden Flüssigkeit die darin befindlichen
Bakterien- und Sporenbestände in gewünschtem Maße vertilgen zu können. Die in Fig. 4
dargestellte Gasabscheideanlage 70 ist eine Gasabscheideanlage des sog. Zentrifugen
typs.
Claims (37)
1. Verfahren zur Behandlung von Flüssigkeit, insbesondere von Prozessflüssigkeit, mit Ak
tivgas, dadurch gekennzeichnet, dass
- - ein Gemisch, das aus zu behandelnder Flüssigkeit, insbesondere Prozessflüssigkeit, und ihr zugesetztem Aktivgas besteht, mit einem dynamischem Mischwerk (10) ge mischt wird, wobei das dynamische Mischwerk das zugesetzte Aktivgas der zu be handelnden Flüssigkeit als Mikrobläschen beimischt und/oder
- - der zu behandelnden Flüssigkeit im dynamischen Mischwerk (10) Aktivgas zugesetzt wird, welches dynamische Mischwerk das zuzusetzende Aktivgas der zu behandeln den Flüssigkeit als Mikrobläschen beimischt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Behandlung von Prozessflüssigkeit mit Aktivgas, da
durch gekennzeichnet, dass sich das Aktivgas zumindest aus dem wirksamen Gas und
einem vorteilhaft wirkenden Gas und Trägergas zusammensetzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zu behandeln
den Flüssigkeit Gas im Wesentlichen als Mikrobläschen beigemischt wird, deren Durch
messer wesentlich unter 500 µm und vorteilhafterweise zwischen 50 und 500 µm und
besonders vorteilhafterweise zwischen 50 und 300 µm liegt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3 zur Behandlung von Prozessflüssigkeit mit Aktiv
gas dadurch gekennzeichnet, dass die zu behandelnde Flüssigkeit, z. B. Siebwasser,
vor dem dynamischen Mischwerk (10) in den Behandlungskreislauf entnommen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4 zur Behandlung von Prozessflüssig
keit mit einem Aktivgas, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der zu be
handelnden Flüssigkeit zumindest einmal in der Rezirkulationsanlage (30) zirkuliert wird,
wo
- - dem zu behandelnden zurückzuführenden Anteil frische unbehandelte Prozessflüssig keit (50) zugesetzt wird und diesem Gemisch Aktivgas (40) vor dem dynamischen Mischwerk und/oder im dynamischen Mischwerk (45) zugesetzt wird, und welches
- - Flüssigkeitsgemisch dann im dynamischen Mischwerk (10) gemischt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Behandlung von Prozessflüs
sigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass der zurückzuführenden Flüssigkeit in Verbin
dung mit jeder Zirkulationsrunde Aktivgas beigemischt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Behandlung von Prozessflüs
sigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass die frische unbehandelte Prozessflüssigkeit, z. B.
Siebwasser, vor dem dynamischen Mischwerk (10) mit dem zur Rückführung bestimm
ten Flüssigkeitsanteil vereinigt wird, welcher zurückzuführende Flüssigkeitsanteil zu
nächst in der Gasabscheideanlage (70) behandelt, und der erst danach in die Rezirkula
tionsanlage (30) geleitet worden ist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Bläschen des Aktivgases in das Volumen der zu behandelnden Flüssigkeit in einem
dynamischen Mischwerk auf solche Weise gemischt werden, dass die entstehenden
Gasbläschen zumindest an der Zumischstelle für Aktivgas und unmittelbar danach im
Wesentlichen gleichmäßig in der zu behandelnden Flüssigkeit in diesem Zustand verteilt
sind, z. B. in dem unmittelbar nach dem dynamischen Mischwerk (10) befindlichen Teil
der Rohrleitung oder im Verweilbehälter nach dem dynamischen Mischwerk (10).
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das verwendete Aktivgas als wirksames Gas ein Gas enthält, das das Wachstum des in
der zu behandelnden Flüssigkeit, insbesondere in der Prozessflüssigkeit, vorliegenden
Mikroorganismen verhindert oder hemmt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das wirksame Gas im Ak
tivgas Ozon ist.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivgas zu
mindest 1 Gew.-% Ozon enthält.
12. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete
Aktivgas ca. 1-35 Gew.-% Ozon enthält.
13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Aktivgas
ca. 5-15 Gew.-% Ozon enthält.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10-13, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktiv
gas neben dem als wirksames Gas dienenden Ozon als Trägergas zumindest Sauerstoff
oder Luft oder ein Gemisch derselben enthält.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass die zu be
handelnde Flüssigkeit unmittelbar nach dem dynamischen Mischwerk Aktivgas enthält,
das zumindest 10 Gew.-% Ozon enthält.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass die zu be
handelnde Flüssigkeit unmittelbar nach dem dynamischen Mischwerk 10-50 Gew.-%
Ozon enthaltendes Aktivgas enthält.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass die zu be
handelnde Flüssigkeit unmittelbar nach dem dynamischen Mischwerk 25-45 Gew.-%
Ozon enthaltendes Aktivgas enthält.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivgas
ein Kohlenstoff enthaltendes Gas enthält, das das Wachstum von Mikroorganismen ver
hindert oder hemmt, wie etwa Kohlenmonoxid.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivgas
zumindest eines folgender Gase enthält: Luft, Kohlenmonoxid, Stickstoff.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Zumischung von Aktivgas zur zu behandelnden Flüssigkeit bei erhöhtem Druck er
folgt, wobei der Druck der Flüssigkeit vorteilhafterweise ca. 3-15 bar ist.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Behandlung von Prozessflüs
sigkeiten, dadurch gekennzeichnet, dass aus der mit Aktivgas behandelten Flüssigkeit
im Wesentlichen das von ihr enthaltene Gas mit einer geeigneten Gasabscheideanlage
(70), wie etwa einer nach dem Unterdruckprinzip arbeitenden Gasabscheideanlage des
Deculator®-Typs oder des Zentrifugentyps abgeschieden wird, bevor die behandelte
Flüssigkeit zurück zum Prozess oder zu einer sonstigen Weiterbehandlung geleitet wird.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Behandlung von Prozessflüs
sigkeiten, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivgas der zu behandelnden Flüssigkeit
in der Prozessrohrleitung beigemischt wird, an der das dynamische Mischwerk (10) an
geordnet ist.
23. Verfahren nach Anspruch 22 zur Behandlung von Prozessflüssigkeiten, dadurch ge
kennzeichnet, dass das Aktivgas der zu behandelnden Flüssigkeit im dynamischen
Mischwerk (10) beigemischt wird, das parallel zur Fließrichtung der zu behandelnden
Flüssigkeit angeordnet ist und an der, im Wesentlichen in Hinsicht auf die Winkelstellung
waagerecht ± 90°, vorteilhafterweise im Bereich waagerecht ± 80° und besonders vor
teilhafterweise im Bereich waagerecht ± 30 konstruierten Prozessrohrleitung angeordnet
ist.
24. Verfahren nach Anspruch 22 zur Behandlung von Prozessflüssigkeiten, dadurch ge
kennzeichnet, dass das Aktivgas der zu behandelnden Flüssigkeit im dynamischem
Mischwerk beigemischt wird, das parallel zur Fließrichtung der zu behandelnden Flüs
sigkeit angeordnet ist und an der, in Hinsicht auf die Winkelstellung wesentlich waage
recht oder nahezu waagerecht konstruierten Prozessrohrleitung angeordnet ist.
25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Behandlung von Prozessflüs
sigkeiten, dadurch gekennzeichnet, dass der zurückzuführende Anteil über einen Stut
zen (95) in die Rezirkulationsanlage (30) aus demjenigen Flüssigkeitsstrom abgezweigt
wird, der in der Gasabscheideanlage (70) behandelt worden ist, wonach diese zurückzu
führende Flüssigkeitsfraktion, aus der das darin gelöste Gas im Wesentlichen abge
schieden worden ist, bei Bedarf mittels einer normalen Umwälzpumpe (25) umgewälzt
wird, wonach solche, im Wesentlichen gasfreie Flüssigkeit dann mit frischer unbehandel
ter, über den Stutzen (50) dem Arbeitskreislauf zuzuführender Flüssigkeit zusammen
gemischt wird und diesem entstanden Flüssigkeitsgemisch als nächstes über den Stut
zen (40) Aktivgas zugemischt wird, wonach das Aktivgas enthaltende Flüssigkeits- +
Gasgemisch dem dynamischen Mischwerk (10) zugeführt wird, wo das Aktivgas gleich
mäßig als kleiner Bläschen dieser zu behandelnden Flüssigkeit runtergemischt wird.
26. Anlage zur Behandlung von Flüssigkeiten mit Aktivgas, dadurch gekennzeichnet, dass
sie umfasst
zumindest ein dynamisches Mischwerk (10) zur Zumischung von Aktivgas zur zu be
handelnden Flüssigkeit,
- zumindest eine Gasabscheideanlage (70) zur Abscheidung von Gas aus der mit Ak
tivgas behandelten Flüssigkeit, bevor sie zurück zum Prozess oder zu einer anderen
Weiterbehandlung geleitet wird.
27. Anlage nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine nach dem Unter
druckprinzip arbeitende Gasabscheideanlage (70), wie etwa eine Gasabscheideanlage
des Deculator®-Typs umfasst.
28. Anlage nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Gasab
scheideanlage des Zentrifugentyps umfasst.
29. Anlage nach einem der Ansprüche 26-28, dadurch gekennzeichnet, dass sie des Wei
teren Zirkulationsmittel (30) für die zu behandelnde Flüssigkeit umfasst, die vor der Ga
sabscheideanlage (70) angeordnet sind, über welche Zirkulationsmittel (30) für Flüssig
keit die zu behandelnde Flüssigkeit sich zumindest einmal über das dynamische Misch
werk (10) zirkulieren lässt, bevor die zu behandelnde Flüssigkeit der Gasabscheideanla
ge (70) zugeführt wird, und dass die Flüssigkeitszirkulationsmittel geeignete Mittel, z. B.
eine Rohrleitung, umfassen, wo die zu zirkulierende Flüssigkeit eine gewünschte Zeit
lang verweilt, sowie bei Bedarf zumindest eine gashaltige Flüssigkeit pumpende Pumpe
(20), die vor dem dynamischen Mischwerk (10) angeordnet ist.
30. Anlage nach einem der Ansprüche 26-28, dadurch gekennzeichnet, dass sie des Wei
teren Zirkulationsmittel (30) für die zu behandelnde Flüssigkeit umfasst, die nach der
Gasabscheideanlage (70) angeordnet sind, über welche Zirkulationsmittel (30) für Flüs
sigkeit die zu behandelnde Flüssigkeit sich zumindest einmal über das dynamische
Mischwerk (10) zirkulieren lässt, bevor die zu behandelnde Flüssigkeit der Gasabschei
deanlage (70) zugeführt wird, und dass die Zirkulationsmittel für Flüssigkeit geeignete
Mittel, z. B. eine Rohrleitung, umfassen, wo die zu zirkulierende Flüssigkeit eine ge
wünschte Zeit lang verweilt, sowie bei Bedarf zumindest eine Pumpe (25), die vor dem
dynamischen Mischwerk (10) angeordnet ist.
31. Anlage nach einem der Ansprüche 26-30, dadurch gekennzeichnet, dass das zu ihr
gehörende dynamische Mischwerk (10) im Wesentlichen parallel oder nahezu parallel zu
der Prozessrohrleitung ist, die mit Gas zu behandelnde Flüssigkeit enthält.
32. Anlage nach einem der Ansprüche 26-30, dadurch gekennzeichnet, dass das dynami
sche Mischwerk (10) so angeordnet ist, dass es
- - parallel oder nahezu parallel zur Fließrichtung der zu behandelnden Flüssigkeit ist, und
- - parallel oder nahezu parallel ist zu der, in Hinsicht auf ihre Winkelstellung im Bereich waagerecht ± 90° konstruierten Prozessrohrleitung, die mit Gas zu behandelnde Flüs sigkeit enthält.
33. Anlage nach einem der Ansprüche 26-30, dadurch gekennzeichnet, dass das dynami
sche Mischwerk (10) so angeordnet ist, dass es
- - parallel oder nahezu parallel zur Fließrichtung der zu behandelnden Flüssigkeit ist, und
- - parallel oder nahezu parallel ist zu der, in Hinsicht auf ihre Winkelstellung waagerecht ± 80° zur Waagerechten konstruierten Prozessrohrleitung, die mit Gas zu behandeln de Flüssigkeit enthält.
34. Anlage nach einem der Ansprüche 26-30, dadurch gekennzeichnet, dass das dynami
sche Mischwerk (10) so angeordnet ist, dass es
- - parallel oder nahezu parallel zur Fließrichtung der zu behandelnden Flüssigkeit ist, und
- - parallel oder nahezu parallel ist zu der, in Hinsicht auf ihre Winkelstellung waagerecht ± 30° zur Waagerechten konstruierten Prozessrohrleitung, die mit Gas zu behandeln de Flüssigkeit enthält.
35. Anlage nach einem der Ansprüche 26-30, dadurch gekennzeichnet, dass das dynami
sche Mischwerk (10) so angeordnet ist, dass es
- - parallel oder nahezu parallel zur Fließrichtung der zu behandelnden Flüssigkeit ist, und
- - parallel oder nahezu parallel ist zu der, in Hinsicht auf ihre Winkelstellung wesentlich waagerecht oder nahezu waagerecht konstruierten Prozessrohrleitung, die mit Gas zu behandelnde Flüssigkeit enthält.
36. Anwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-25 zur Behandlung von
Prozessflüssigkeiten, vorteilhafterweise von diversen Prozessflüssigkeiten in der Papier-
und Holzverarbeitungsindustrie oder Lebensmittelindustrie.
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