DE10113278A1 - Pressure die-casting wash water purification involves reverse osmosis and membrane filtration to separate acrylates and methacrylates before ecologically acceptable directing to public drainage system - Google Patents
Pressure die-casting wash water purification involves reverse osmosis and membrane filtration to separate acrylates and methacrylates before ecologically acceptable directing to public drainage systemInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfah ren zur Aufbereitung von Waschwässern aus der Druckgussim prägnierung gemäß dem Oberbegrifffdes Patentanspruchs 1 sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The present invention relates to a method for the treatment of wash water from die-cast Impregnation according to the preamble of claim 1 and on a device for performing the method.
Nach dem Stand der Technik werden mittels Druckguss verfahren für Al- und Mg-Legierungen Gussstücke herge stellt, die beispielsweise bei Getriebegehäusen eingesetzt werden. Derartige Gussstücke weisen oft ein teilweise pori ges Gefüge, was bedeutet, dass sie deshalb gegenüber Flüs sigkeiten undicht sind, bei Getriebegehäusen insbesondere gegenüber Öl. Diese Undichtigkeiten werden teilweise erst dann erkennbar, wenn die Oberfläche der Gussstücke bei der mechanischen Verarbeitung angeschnitten sind.According to the state of the art, die casting is used process for aluminum and magnesium alloys provides, for example, used in gearboxes become. Such castings often have a partially pori structure, which means that it therefore faces rivers liquids are leaking, especially with gearbox housings towards oil. These leaks are only partially then recognizable when the surface of the castings at the mechanical processing are cut.
In der Mehrzahl der Fälle können undichte Gussteile nachträglich abgedichtet werden. In diesem Zusammenhang erfolgt vor dem eigentlichen Abdichtprozess eine Vorreini gung, wobei anschließend die Teile in eine Unterdruckkammer gebracht werden, die dann nach dem Unterdruckaufbau mit flüssigem Harz geflutet wird. Somit saugen sich die Poren und Kapillare des zu bearbeitenden Werkstücks mit dem Harz voll. Nach Ablassen des Harzes von der Gussteiloberfläche, erfolgt ein Schleuderarbeitsgang, der der groben Entfernung des Harzes von der Gussteiloberfläche dient. Zum gründli chen Reinigen des Gussteils werden im Rahmen des eigentli chen Waschprozesses Waschwässer eingesetzt. In the majority of cases, leaky castings can occur be subsequently sealed. In this context there is a preparatory step before the actual sealing process supply, then the parts in a vacuum chamber brought, which then with the vacuum build-up liquid resin is flooded. So the pores suck and capillary of the workpiece to be machined with the resin full. After draining the resin from the casting surface, there is a spin cycle of rough removal of the resin from the casting surface. For thorough Chen cleaning the casting are part of the actual Chen washing process wash water used.
Anschliessend wird das Gussteil wird auf ca. 90°C er wärmt, wodurch ein exothermer Aushärteprozess des Harzes bei ca. 150°C bis 170°C eingeleitet wird, so dass das Gussteil für die vorgesehene Beanspruchung ausreichend dicht ist. Die Aushärtung ist irreversibel.The casting is then heated to approx. 90 ° C warms, causing an exothermic curing process of the resin is initiated at about 150 ° C to 170 ° C, so that Cast part sufficient for the intended stress is tight. The curing is irreversible.
Hierbei werden als Abdichtmedien handelsübliche Acry late, Methacrylate und Methacrylatester mit den üblichen Konzentrationen von ca. 1% Gewichtsanteil verwendet, die im Waschwasser teilweise löslich sind und teilweise emul gieren. Die Waschwässer werden heute nach mehr oder weniger erfolgreicher Abwasseraufbereitung in die Kanalisation ab gelassen, was aus Sicht einer Umweltbelastung jedoch unbe friedigend ist. Letzteres äußert sich insbesondere im Mess wert für den sogenannten Chemischen Sauerstoffbedarf CSB, dessen Grenzwert für eine Einleitung in das öffentliche Kanalisationsnetz von Behörden und Kommunen unterschiedlich gehandhabt wird.Commercial Acry are used as sealing media latex, methacrylates and methacrylate esters with the usual Concentrations of approximately 1% by weight are used are partly soluble in the washing water and partly emul yaw. The washing water is more or less today successful sewage treatment in the sewage system left, which from the point of view of environmental pollution is peaceful. The latter is particularly evident in the measurement worth for the so-called chemical oxygen demand COD, its limit for an introduction to the public Sewerage network of authorities and municipalities different is handled.
Nach dem Stand der Technik werden heutzutage unter schiedliche Verfahren zur Abwasseraufbereitung eingesetzt.According to the state of the art nowadays different processes used for wastewater treatment.
Eine Möglichkeit ist die der Koaleszens-Filtration für nicht im Wasser gelöste Bestandteile; hierbei werden im wesentlichen aus kleinsten Tropfen größere erzeugt und die se anschließend ausfiltriert.One possibility is that of coalescence filtration components not dissolved in water; here are in generated essentially from the smallest drops larger and the then filtered out.
Eine weitere bekannte Lösung besteht darin, das Wasch wassers "auszukochen, mit Ausflockung des Harzes, wobei die gelösten monomerischen Bestandteile nur unvollständig ausfallen, so dass keine ausreichende Absenkung des CSB- Wertes erfolgt. Another known solution is washing boil water, with flocculation of the resin, whereby the dissolved monomeric components are incomplete fail so that the COD Value.
In diesem Zusammenhang ist auch eine Fällung und Flo ckung mit chemischen Zusatzstoffen vorgeschlagen worden; angesichts der zu hohen organischen Anteilen kann jedoch der Erfolg dieser Methode als Mäßig eingestuft werden.In this context is also a precipitation and flo chemical additives have been proposed; in view of the high organic content, however the success of this method can be classified as moderate.
Das gleiche gilt auch für Destillationsverfahren zur Abwasseraufbereitung, da diese den Nachteil aufweisen, bei großem Aufwand lediglich dampfphasenlösliche Bestandteile zu entfernen.The same also applies to distillation processes Wastewater treatment because they have the disadvantage of great effort only vapor phase soluble components to remove.
Demnach wird deutlich, dass keines der erwähnten Ver fahren vollständig geeignet ist, ausreichend aufbereitete Waschwässer zur Zuführung in die öffentliche Kanalisation oder geeignete Stoffströme für eine geschlossene Kreislauf wirtschaft (Waschwasser und davon getrennte Harz-Rückge winnung) zu gewährleisten, wobei hierfür die Indirekt- Einleiterverordnung, Vorschriften von Kommunen sowie übli che Kriterien zur Kanaleinleitung berücksichtigt werden.Accordingly, it becomes clear that none of the ver driving is fully suitable, adequately prepared Wash water to be fed into the public sewage system or suitable material flows for a closed cycle economy (wash water and separate resin return winnung), whereby the indirect Introductory ordinance, regulations of municipalities and other criteria for channel discharge are taken into account.
Mikro- oder Ultrafiltrationsverfahren sind nicht ge eignet, das Problem zu lösen; Nanofiltrationsverfahren ha ben sich als erfolgreicher erwiesen, können jedoch die sehr kleinen Moleküle der wasserlöslichen Harzbestandteile nur teilweise zurückhalten.Micro or ultrafiltration processes are not ge apt to solve the problem; Nanofiltration process ha have proven to be more successful, but they can do a lot small molecules of the water-soluble resin components only partially withhold.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Aufbereitung von Waschwässern aus der Druckgussimprägnierung anzugeben, welches eine ausreichende Aufbereitung der verwendeten Waschwässer gewährleistet. The present invention is based on the object a process for the treatment of washing water from the Die-cast impregnation to indicate which is sufficient Treatment of the washing water used is guaranteed.
Insbesondere soll das erfindungsgemäße Verfahren die bisherige erhebliche CSB-Belastung so weit abzusenken, dass eine Einleitung des Abwassers (Permeats) in die öffentliche Kanalisation oder aber eine Wiederverwendung sowohl des Wassers für weitere Waschprozesse, als auch des Konzentra tes für den Abdichtprozess ermöglicht wird.In particular, the inventive method should to reduce the previous significant COD burden so far that an introduction of the wastewater (permeate) into the public Sewerage or reuse of both Water for further washing processes, as well as the concentra is made possible for the sealing process.
Des weiteren soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.Furthermore, a device for carrying out of the procedure.
Zudem soll das Verfahren kostengünstig und platzspa rend durchführbar sein.In addition, the process should be inexpensive and space-saving be feasible.
Diese Aufgabe wird für ein Verfahren durch die Merkma le des Patentanspruchs 1 und für eine Vorrichtung durch die Merkmale des Patentanspruchs 10 gelöst. Weitere Ausgestal tungen und Varianten gehen aus den Unteransprüchen hervor.This task is for a procedure through the Merkma le of claim 1 and for a device by the Features of claim 10 solved. Further design cations and variants emerge from the subclaims.
Demnach wird vorgeschlagen, ein Umkehrosmoseverfahren mit einer hoch rückhaltenden Diffusionsmembran und spezifi schen Eigenschaften anzuwenden, die eine Verblockung der Membranoberfläche beim eigentlichen Osmoseprozess verhin dert, wobei vorzugsweise von einer einstufigen Umkehrosmose Gebrauch gemacht wird.Accordingly, a reverse osmosis process is proposed with a highly restrained diffusion membrane and spec properties that block the Prevent membrane surface during the actual osmosis process dert, preferably from a single-stage reverse osmosis Use is made.
Hierbei gewährleistet die Membrantechnik eine zufrie denstellende Abtrennung der Imprägniermittelkomponenten "Acrylate" oder "Methacrylate" und "Methacrylatester".The membrane technology guarantees satisfaction separating the impregnating agent components "Acrylates" or "methacrylates" and "methacrylate esters".
Das erfindungsgemäße Verfahren ist einfach, speziell für eine Anwendung außerhalb der chemischen Industrie ohne spezielles Fachpersonal geeignet sowie kostengünstig und platzsparend. Außerdem werden keine ökologisch kritische Abfallstoffe erzeugt und keine zusätzlichen Chemikalien in der Messmethode zur Überwachung der Anlage eingesetzt.The method according to the invention is simple, special for an application outside the chemical industry without Specialist staff suitable as well as inexpensive and space-saving. It also doesn't become environmentally critical Waste generated and no additional chemicals in the measuring method used to monitor the system.
Im folgenden wird das Verfahren gemäß der Erfindung anhand der beigefügten Figur, die eine schematische Dar stellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeigt, näher erläutert.The following is the method according to the invention with reference to the accompanying figure, which is a schematic Dar position of an embodiment of a device for Implementation of the method shows, explained in more detail.
Durch den Zulauf 1 fließt das verunreinigte Waschwas ser in einen Behälter 2 zur batchweisen (stapelweisen) Auf bereitung. Der Behälter 2 weist eine Niveauregelung auf und ist vorzugsweise aus Edelstahl hergestellt.Through the inlet 1 , the contaminated washing water flows into a container 2 for batchwise (batchwise) preparation. The container 2 has a level control and is preferably made of stainless steel.
Zur Niveauregelung können, wie in der Figur gezeigt, Niveauschalter 3 vorgesehen sein.As shown in the figure, level switches 3 can be provided for level control.
Anschließend wird das Waschwasser vom Behälter 2 über Pumpen 4, 4' und Grobfilter 5 zur Membranfiltereinheit 6 weitergeleitet. Bei den Pumpen handelt es sich um eine Zirkulationspumpe 4 und eine Vordruckpumpe 4'; als Grobfil ter zum Schutz der Umkehrosmosestation in der Membranfil tereinheit 6 ist ein Kerzenfilter 5 vorgesehen. Das Permeat des Membranfilters geht über einen Ablauf in den Wasch kreislauf 7 oder gegebenenfalls in die Kanalisation 8 zu rück, das wiedergewonnene Konzentrat (Harze) über einen weiteren Ablauf zur Weiterverwendung 9 (Abdichtungsvorrich tung) oder falls erforderlich zum nochmaligen Durchlauf durch die Reinigungsstrecke.The wash water is then passed on from the tank 2 via pumps 4 , 4 'and coarse filter 5 to the membrane filter unit 6 . The pumps are a circulation pump 4 and a form pump 4 '; As a Grobfil ter to protect the reverse osmosis station in the membrane filter ter unit 6 , a candle filter 5 is provided. The permeate of the membrane filter goes back through an outlet in the washing circuit 7 or, if necessary, into the sewer system 8 , the recovered concentrate (resins) via a further outlet for further use 9 (sealing device) or, if necessary, for a repeated run through the cleaning section.
Der eingesetzte Membranblock zur Umkehrosmose der Membranfiltereinheit 6 besteht aus druckfesten Wickelmodu len, wobei der Druckaufbau und die erforderliche Überströ mung mittels einer bereits erwähnten Pumpe 4' erfolgt. The membrane block used for reverse osmosis of the membrane filter unit 6 consists of pressure-resistant Wickelmodu len, the pressure build-up and the required overflow takes place by means of a pump 4 'already mentioned.
Bei der Membran handelt es sich um eine hoch rückhal tende Diffusionsmembran mit spezifischen Eigenschaften, so dass eine Verblockung der Membranoberfläche beim eigentli chen Osmoseprozess verhindert wird.The membrane is a high retention diffusion membrane with specific properties, so that a blockage of the membrane surface at the actual Chen osmosis process is prevented.
Bevorzugterweise beträgt die effektiv wirksame Memb ranfläche ca. 11 m2, wobei je nach Bedarf beliebig dimensi oniert werden kann; die Membran ist vorzugsweise aus syn thetischem Polymer hergestellt.Preferably, the effective effective membrane area is approximately 11 m 2 , which can be dimensioned as required; the membrane is preferably made of synthetic polymer.
Des weiteren sind Mess-, Steuer- und Regeleinrichtun gen vorgesehen, welche den Druck, den Volumenstrom und die Temperatur erfassen. So sind beispielsweise im Rahmen der in der Figur gezeigten Ausführungsform eine Temperaturmess einrichtung 10, ein Manometer 11 sowie ein Schwebedurch flußmesser 12 und ein Induktionsdurchflussmesser 13 vorge sehen.Furthermore, measuring, control and regulating devices are provided which detect the pressure, the volume flow and the temperature. For example, within the scope of the embodiment shown in the figure, a temperature measuring device 10 , a pressure gauge 11 and a floating flow meter 12 and an induction flow meter 13 are provided.
Im Niederdruckbereich sind die Rohrleitungen aus PVC, wohingegen im Hochdruckbereich bevorzugterweise Edelstahl verwendet wird.In the low pressure area, the pipes are made of PVC, whereas in the high pressure area, preferably stainless steel is used.
Im Rahmen einer Variante der vorliegenden Erfindung ist eine Kühlung des zirkulierenden belasteten Waschwassers vorgesehen. Zu diesem Zweck wird ein Wärmetauscher 14 ver wendet. In a variant of the present invention, cooling of the circulating contaminated washing water is provided. For this purpose, a heat exchanger 14 is used ver.
11
Zulauf
Intake
22
Behälter
container
33
Niveauschalter
level switch
44
Zirkulationspumpe, Circulation pump,
44
' Vordruckpumpe
'' Pre-pressure pump
55
Kerzenfilter
Candle filter
66
Membranfiltereinheit
Membrane filter unit
77
Waschkreislauf
Wash cycle
88th
Kanalisation
sewerage
99
Weiterverwendungszweig
Re-use branch
1010
Temperaturmesseinrichtung
Temperature measuring device
1111
Manometer
manometer
1212
Schwebedurchflußmesser
Schwebedurchflußmesser
1313
Induktionsdurchflussmesser
Electromagnetic flowmeters
1414
Wärmetauscher
heat exchangers
Claims (16)
- - Einströmen des verunreinigten Waschwassers durch einen Zulauf (1) in einen Behälter (2) zur stapelweisen Auf bereitung;
- - Weiterleiten des Waschwassers vom Behälter (2) über Pumpen (4, 4') und Grobfilter (5) zu einer Membranfil tereinheit (6);
- - Aufbereiten des Waschwassers in der Membranfilterein heit (6);
- - Zurückführen des Permeats der Membranfiltereinheit (6) in den Waschkreislauf (7) oder Weiterleiten an die Ka nalisation (8) und
- - Weiterleiten des gewonnenen Konzentrats zur Weiterver wendung an eine Abdichtungsvorrichtung (9) oder an die Reinigungsstrecke zum nochmaligen Durchlauf.
- - Inflow of the contaminated washing water through an inlet ( 1 ) in a container ( 2 ) for batches of preparation;
- - Forwarding the washing water from the container ( 2 ) via pumps ( 4 , 4 ') and coarse filter ( 5 ) to a membrane filter tereinheit ( 6 );
- - Treatment of the washing water in the membrane filter unit ( 6 );
- - Return the permeate of the membrane filter unit ( 6 ) in the washing circuit ( 7 ) or forward to the Ka nalisation ( 8 ) and
- - Forwarding the concentrate obtained for further use to a sealing device ( 9 ) or to the cleaning section for a repeated run.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2001113278 DE10113278A1 (en) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | Pressure die-casting wash water purification involves reverse osmosis and membrane filtration to separate acrylates and methacrylates before ecologically acceptable directing to public drainage system |
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