DE102006002714A1

DE102006002714A1 - Ultrafiltration device for demineralization of ultrafiltrate, has non-stick unit, which is temporarily subjected with electrical current for voltage-dependent precipitation of paint particles on unit by separating ultra-filtrate

Info

Publication number: DE102006002714A1
Application number: DE200610002714
Authority: DE
Inventors: Mehmet Günes
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-01-19
Filing date: 2006-01-19
Publication date: 2006-09-07

Abstract

The device has a non-stick unit (16), which is temporarily subjected with an electrical current for voltage-dependent precipitation of mineral particles e.g. paint particles, on the non-stick unit by separating the ultra-filtrate. The device is designed as an electrofiltration device. The non-stick unit is integrated or arranged in a filter chamber (18) and includes a number of iodines and filter plates. An independent claim is also included for a method of treating of liquid loaded with minerals and circulating in a closed circuit, where the liquid is a liquid waste from the automobile production.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ultrafiltrationseinrichtung und ein Ultrafiltrationsverfahren zur Entmineralisierung einer mit Mineralien beladenen Flüssigkeit gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 5.The The invention relates to an ultrafiltration device and an ultrafiltration method for demineralizing a mineral laden liquid according to the preambles of the claims 1 and 5.

Lackierungsvorrichtungen sind allgemein bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 36 25 171 C1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Tauchbeschichtung von Objekten mit flüssigen Beschichtungsmaterialien mit anschließender Spülung unter Verwendung von Ultrafiltrat. Bei der Beschichtung von Objekten mit flüssigem Beschichtungsmaterial im Tauchbecken, insbesondere bei der Elektrotauchlackierung verschiedenster Objekte, wie beispielsweise von Autokarosserien, wird das im Tauchbad beschichtete Objekt anschließend durch eine oder mehrere Spülzonen geführt, in denen die anhaftende nicht koagulierte Lackschicht entfernt wird. Die Spülung erfolgt im Allgemeinen mit einem Ultrafiltrat, das aus der wässrigen Elektrotauchlackzusammensetzung in mehreren Ultrafiltrationsmodulen gewonnen wird, die im Kreislauf mit dem Tauchbecken stehen. Das Filtrat, das vollentsalztes Wasser (VE-Wasser) und Lösungsmittelanteile enthält, gelangt von den Ultrafiltrationsmodulen als so genanntes Reinfiltrat in einen Sammelbehälter. Von dort wird es in die letzte Spülzone eingeführt. Das dabei anfallende Rezirkulat gelangt in einen Rezirkulatbehälter und wird für eine weitere Spülung mit Rezirkulat verwendet. Das dabei anfallende Rezirkulat, das größere Anteile an Lackbestandteilen enthält, kann entweder direkt in das Tauchbecken zurückgeführt werden oder es kann einer weiteren Spülung zugeführt und erneut als Rezirkulat aufgefangen werden, wobei sich dieser Vorgang mehrmals wiederholen kann. Über eine Ultrafiltrationsmembran wird das Spülmittel (VE-Wasser mit Lösungsmittelanteilen) als Reinfiltrat erhalten.Painting devices are well known. For example, the DE 36 25 171 C1 a method and apparatus for dip coating objects with liquid coating materials followed by rinsing using ultrafiltrate. When coating objects with liquid coating material in the dip tank, in particular in the electrocoating of various objects, such as car bodies, the object coated in the dip is then passed through one or more rinsing zones, in which the adherent non-coagulated lacquer layer is removed. The rinse is generally carried out with an ultrafiltrate recovered from the aqueous electrodeposition coating composition in several ultrafiltration modules that are in circulation with the dip tank. The filtrate, containing demineralized water (deionized water) and solvent, passes from the ultrafiltration modules as so-called pure filtrate in a collection container. From there it is introduced into the final rinse zone. The resulting recirculate enters a Rezirkulatbehälter and is used for a further rinse with recirculate. The resulting recirculate containing larger amounts of paint constituents can either be returned directly into the plunge pool or it can be fed to a further flushing and collected again as recirculate, this process can be repeated several times. About an ultrafiltration membrane, the detergent (deionized water with solvent contents) is obtained as a pure filtrate.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine alternative und ein alternatives Verfahren zur Aufbereitung Ultrafiltrationseinrichtung einer in einem geschlossenen Kreislauf in zirkulierenden mit Mineralien beladenen Flüssigkeit anzugeben.It object of the invention, an alternative and an alternative Process for the preparation of an ultrafiltration device of an in a closed circuit in circulating minerals loaded liquid specify.

Die Aufgabe wird durch eine Ultrafiltrationseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Ultrafiltrationseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie als eine Elektrofiltrationseinrichtung ausgebildet ist und eine Antihafteinheit enthält, welche zeitweise mit einem elektrischen Strom beaufschlagbar ist zur Begünstigung einer spannungsbedingten Ablagerung von Lackpartikeln an der Antihafteinheit unter Absonderung des Ultrafiltrats.The Task is by an ultrafiltration device with the features of claim 1. The ultrafiltration device is characterized in that it is designed as an electro-filtration device and a Contains non-stick unit, Which is temporarily acted upon by an electric current for the benefit a stress-related deposition of paint particles on the non-stick unit under segregation of ultrafiltrate.

Eine derartige Ultrafiltrationseinrichtung zeichnet sich durch eine hohe Effektivität und eine merkliche Reduzierung von auftretenden Wartungsarbeiten aus, welche bei konventionellen Ultrafiltrationseinrichtungen mit einem Membransystem notwendig sind auf Grund der sich im Betrieb mit der Zeit zusetzenden Membran. Somit reduzieren sich bei dieser neuen Elektrofiltrationseinrichtung auch die Betriebskosten. Neben den erzielbaren Kosteneinsparungen gegenüber traditionellen Ultrafiltrationseinrichtungen kann nun ferner ein umweltfreundlicherer Betrieb derartiger Vorrichtungen gewährleistet werden, da für die Aufbereitung von mit Mineralien beladenen Flüssigkeiten keine zusätzlichen chemischen Materialien eingesetzt und später entsorgt werden müssen. Bei der Ultrafiltrationseinrichtung kann es sich jeweils um ein kathodisches oder um ein anodisches System oder auch eine Kombination aus beiden handeln. Bevorzugt ist eine Ultrafiltrationseinrichtung, welche nach dem kombinierten System arbeitet, also sowohl an den Anoden als auch an den Kathoden mineralische Partikeln anlagert.A Such ultrafiltration device is characterized by a high effectiveness and a significant reduction in maintenance which in conventional ultrafiltration with a membrane system are necessary due to the in operation with the time adding membrane. Thus reduce with this new electro-filtration device also the operating costs. Next the achievable cost savings over traditional ultrafiltration equipment can now also a greener operation of such devices guaranteed be there for the treatment of minerals loaded liquids no additional used in chemical materials and later disposed of. at The ultrafiltration device can be cathodic in each case or an anodic system or a combination of both act. Preferred is an ultrafiltration device, which works according to the combined system, so both at the anodes as well as attached to the cathodes mineral particles.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Antihafteinheit eine Mehrzahl an Ioden (Anoden und Kathoden) und an Filterplatten, welche vorzugsweise jeweils mit einer Antihaftbeschichtung versehen sind. Im Betrieb werden bei angelegtem elektrischen Strom und bei dementsprechend auftretender elektrischer Spannung an den Ioden und an den Filterplatten die Mineralischen Partikel durch die Filterplatten angezogen und bleiben an ihnen haften, solange eine elektrische Spannung anliegt. Auf Grund der Antihafteinheit beziehungsweise der Antihaftbeschichtung kommt es jedoch nicht zu einer im Rahmen der Ultrafiltration unerwünschten dauerhaften Beschichtung der Filterplatten, sondern lediglich zu einer durch Anziehungskräfte hervorgerufenen zeitweiligen Beschichtung derselben.Corresponding a preferred embodiment contains the non-stick unit has a plurality of iodine (anodes and cathodes) and to filter plates, which preferably each with a non-stick coating are provided. In operation, when the electric current is applied and with correspondingly occurring electrical voltage to the Ioden and on the filter plates the mineral particles through the filter plates are attracted and stick to them, as long as an electrical voltage is applied. Due to the non-stick unit or the non-stick coating but it does not come to a in the context of ultrafiltration unwanted permanent coating the filter plates, but only to a caused by forces of attraction temporary coating of the same.

Die Antihafteinheit ist vorzugsweise in einer Filterkammer integriert angeordnet. Eine derartige Ultrafiltrationseinrichtung zeichnet sich durch eine verhältnismäßig kompakte Ausgestaltung und durch die Möglichkeit eines automatisierten Betreibens z.B. im Rahmen eines Serienbetriebs aus.The Non-stick unit is preferably integrated in a filter chamber arranged. Such an ultrafiltration device records through a relatively compact Design and by the possibility an automated operation e.g. as part of a series operation out.

Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5. Das Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit in eine mit einer Antihafteinheit ausgestatteten Filterkammer geleitet wird, wobei die Antihafteinheit zeitweise mit einem elektrischen Strom beaufschlagt wird zur Begünstigung einer anziehungskraftbedingten Ablagerung von mineralischen Partikeln der Flüssigkeit an der Antihafteinheit unter Absonderung eines Ultrafiltrats, das aus der Filterkammer zu einer Filtrateinrichtung abgeführt, und dass nach Abschaltung des elektrischen Stroms die abgelagerten und freigegebenen mineralischen Partikeln ebenfalls abgeführt werden.Furthermore, the object is achieved by a method having the features of claim 5. The method according to the invention is characterized in that the liquid is passed into a filter chamber equipped with an anti-stick unit, wherein the non-stick unit is temporarily subjected to an electric current to promote an attraction-induced deposition of mineral particles of the liquid at the non-stick unit with the discharge of an ultrafiltrate, which is discharged from the filter chamber to a filtrate device, and that after switching off the electrical current, the deposited and released mineral particles are also removed.

Mittels des Verfahrens können die in Bezug auf die Ultrafiltrationseinrichtung vorerwähnten Vorteile erzielt werden.through of the method the advantages mentioned in relation to the ultrafiltration device be achieved.

Mit Vorteil wird das Verfahren im Rahmen einer Serienproduktion automatisiert mittels eines Steuersystems durchgeführt. Das Verfahren kann beispielsweise besonders effektiv zum Aufbereiten mineralischer Abwässer, die bei der Automobilproduktion anfallen, eingesetzt werden.With Advantage, the process is automated in a series production performed by means of a control system. The method can, for example particularly effective for treating mineral wastewater, the used in automobile production.

Die Erfindung wird anhand mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf schematische Zeichnungen näher erläutert.The Invention will be with reference to several preferred embodiments with reference closer to schematic drawings explained.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Ultrafiltrationseinrichtung 1 a schematic representation of the ultrafiltration device according to the invention

2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Ultrafiltrationseinrichtung mit einer Mehrzahl an Filterkammern. 2 a schematic representation of the ultrafiltration device according to the invention with a plurality of filter chambers.

1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Ultrafiltrationseinrichtung 14. Die Ultrafiltrationseinrichtung 14 enthält eine Filterkammer 18, welche eintrittsseitig (Pfeil 34) mittels einer Verbindungsleitung 24 mit einem nicht in der 1 dargestellten Mediumzulauf verbunden ist. Austrittsseitig (Pfeil 42) steht die Filterkammer 18 mittels einer Austrittsleitung 32 mit Verbindungsleitungen 26, 28 in Verbindung, wobei die Verbindungsleitung 26 gemäß Pfeil 36 zu einer nicht in der 1 dargestellten Filtrateinrichtung führt und die Verbindungsleitung 28 gemäß Pfeil 38 zu einem nicht in der 1 dargestellten Mediumbedarf führt, der wiederum in den oben erwähnten Mediumzulauf mündet. Die Verbindungsleitungen 24, 26, 28 sind jeweils mit Schließventilen 40 versehen, welche individuell und vorzugsweise automatisiert mittels eines geeigneten Steuersystems (nicht in der Figur dargestellt) betätigbar sind. 1 shows a schematic side view of an ultrafiltration device 14 , The ultrafiltration device 14 contains a filter chamber 18 , which on the entrance side (arrow 34 ) by means of a connecting line 24 with a not in the 1 connected medium inlet is connected. Exit side (arrow 42 ) is the filter chamber 18 by means of an outlet line 32 with connecting cables 26 . 28 in connection with the connecting line 26 according to arrow 36 not one in the 1 shown filtrate leads and the connecting line 28 according to arrow 38 not one in the 1 shown medium requirement leads, which in turn opens into the above-mentioned medium feed. The connection lines 24 . 26 . 28 are each with closing valves 40 provided which are individually and preferably automatically actuated by means of a suitable control system (not shown in the figure).

Die Filterkammer 18 ist mit einer Antihafteinheit 16 versehen, welche eine Mehrzahl an Ioden 12 und Filterplatten 12 aufweist. Dabei sind die Ioden 12 und die Filterplatten 12 mit einer Antihaftbeschichtung versehen. Die Filterkammer 18 enthält ferner eine elektrische Stromzuführeinheit 44, mittels welcher die Antihafteinheit 16 zeitweise mit einem elektrischen Strom beaufschlagt werden kann.The filter chamber 18 is with a non-stick unit 16 which have a plurality of iodines 12 and filter plates 12 having. Here are the Ioden 12 and the filter plates 12 provided with a non-stick coating. The filter chamber 18 also includes an electrical power supply unit 44 , by means of which the non-stick unit 16 can be acted upon at times with an electric current.

Die Ultrafiltrationseinrichtung 14 ist geeignet, ein entmineralisiertes Ultrafiltrat bereitzustellen. Hierzu ist die Ultrafiltrationseinrichtung 14 als eine Elektrofiltrationseinrichtung ausgebildet und mit der Antihafteinheit 16 versehen, welche zeitweise mittels der elektrischen Stromzuführeinheit 44 mit einem elektrischen Strom beaufschlagbar ist zur Begünstigung einer anziehungskraftbedingten Ablagerung von mineralischen Partikeln an der Antihafteinheit 16 unter Absonderung des erwünschten Ultrafiltrats.The ultrafiltration device 14 is suitable to provide a demineralized ultrafiltrate. For this purpose, the ultrafiltration device 14 formed as an electro-filtration device and with the non-stick unit 16 provided, which at times by means of the electric power supply unit 44 can be acted upon by an electric current to promote an attraction-induced deposition of mineral particles on the non-stick unit 16 under the secretion of the desired ultrafiltrate.

Zur Erzeugung des Ultrafiltrats wird mit Mineralien, z.B. Salzen beladene Flüssigkeit aus dem Mediumzulauf gemäß Pfeil 34 bei geöffnetem Schließventil 40 durch die Verbindungsleitung 24 in die Filterkammer 18 geleitet. Gleichzeitig sind die Schließventile 40 der Verbindungsleitungen 26, 28 geschlossen, so dass die beladene Flüssigkeit in der Filterkammer 18 angesammelt wird, in welcher die Antihafteinheit 16 nun zeitweise mit einem elektrischen Strom beaufschlagt wird. Auf Grund der sich einstellenden elektrischen Spannung an den Ioden 12 und den Filterplatten 12 der Antihafteinheit 16 werden die mineralischen Partikel der in der Filterkammer 18 befindlichen beladenen Flüssigkeit von der Antihafteinheit 16 (Ioden 12 und Filterplatten 12) angezogen. Dabei werden die abgesonderten Partikel in der Filterkammer 18 lediglich zeitweise an der Antihafteinheit 16 abgelagert, da die Ioden 12 und die Filterplatten 12 mit einer Antihaftbeschichtung versehen sind. Auf Grund der Ablagerung der mineralischen Partikel wird ein entmineralisiertes Ultrafiltrat in der Filterkammer 18 gebildet, welches aus der Filterkammer 18 durch die Austrittsleitung 32 gemäß Pfeil 42 durch die Verbindungsleitung 26 gemäß Pfeil 36 zu einer nicht in 1 dargestellten Filtrateinrichtung abgeführt werden kann. Bei der Abführung des Ultrafiltrats aus der Filterkammer 18 in die Filtrateinrichtung ist das Schließventil 40 der Verbindungsleitung 26 geöffnet und das Schließventil 40 der Verbindungsleitung 28 geschlossen. Das Ultrafiltrat in der Filtrateinrichtung wird zum Spülen eines tauchlackierten Gegenstands, beispielsweise einer Fahrzeugkarosserie, genutzt.To produce the ultrafiltrate, liquid laden with minerals, eg salts, is withdrawn from the medium feed as indicated by arrow 34 with the closing valve open 40 through the connection line 24 in the filter chamber 18 directed. At the same time are the closing valves 40 the connecting lines 26 . 28 closed, allowing the loaded liquid in the filter chamber 18 is accumulated in which the non-stick unit 16 is now temporarily subjected to an electric current. Due to the adjusting electrical voltage at the Ioden 12 and the filter plates 12 the non-stick unit 16 become the mineral particles in the filter chamber 18 loaded liquid from the non-stick unit 16 (iodines 12 and filter plates 12 ) dressed. At the same time separate particles in a filter chamber become 18 only temporarily on the non-stick unit 16 deposited, as the Ioden 12 and the filter plates 12 provided with a non-stick coating. Due to the deposition of the mineral particles, a demineralized ultrafiltrate in the filter chamber 18 formed, which from the filter chamber 18 through the outlet pipe 32 according to arrow 42 through the connection line 26 according to arrow 36 to a not in 1 shown filtrate device can be removed. When removing the ultrafiltrate from the filter chamber 18 in the filtrate is the closing valve 40 the connection line 26 opened and the closing valve 40 the connection line 28 closed. The ultrafiltrate in the filtrate device is used for rinsing a dip-coated article, for example a vehicle body.

Nach dem Abführen des Ultrafiltrats aus der Filterkammer 18 wird der elektrische Strom, welcher über die elektrische Stromzuführeinheit 44 an der Hafteinheit 16 anliegt, abgeschaltet und das Schließventil 40 der Verbindungsleitung 24 geöffnet. Nun werden die abgelagerten und freigegebenen mineralischen Partikel in der Filterkammer 18 mittels der aus der Mediumzufuhr stammenden und durch die Verbindungsleitung 24 gemäß Pfeil 34 zugeführten beladenen Flüssigkeit von den antihaftbeschichteten Ioden 12 und Filterplatten 12 weggespült. Die somit von den Ioden 12 und Filterplatten 12 getrennten Partikel vermischen sich mit der beladenen Flüssigkeit und werden durch die Austrittsleitung 32 gemäß Pfeil 42 und durch die Verbindungsleitung 28 gemäß Pfeil 38 zum Medienbedarf zurückgeführt. Während dieser Phase ist das Schließventil 40 der Verbindungsleitung 26 geschlossen und das Schließventil 40 der Verbindungsleitung 28 geöffnet.After discharging the ultrafiltrate from the filter chamber 18 is the electric current, which through the electric power supply unit 44 at the detention unit 16 is applied, shut off and the closing valve 40 the connection line 24 open. Now the deposited and released mineral particles in the filter chamber 18 by means of the originating from the medium supply and through the connecting line 24 according to arrow 34 supplied laden liquid from the non-stick coated iodine 12 and filter plates 12 washed away. The thus of the Ioden 12 and filter plates 12 separated particles mix with the loaded liquid and pass through the outlet line 32 according to arrow 42 and through the connection line 28 according to arrow 38 attributed to media demand. During this phase is the closing valve 40 the connection line 26 closed and the closing valve 40 of the connecting line 28 open.

2 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Ultrafiltrationseinrichtung 14, die mit einer Mehrzahl an Filterkammern 18 (im vorliegenden Ausführungsbeispiel drei) ausgestattet ist. Die Funktionsweise der Ultrafiltrationseinrichtung 14 der 2 entspricht prinzipiell derjenigen der 1, jedoch ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 zusätzlich eine Verbindungsleitung 30 mit einem Schließventil 40 vorgesehen, welche die Verbindungsleitung 24 (Zuführleitung für die Filterkammern 18) direkt unter Umgehung der Filterkammern 18 mit der Verbindungsleitung 28 (Rückführleitung von den Filterkammern 18 zu dem nicht dargestellten Medienbedarf) verbindet. Die Verbindungsleitung 30 dient zur gesonderten, von den Filterkammern 18 unabhängigen Rückführung von beladener Flüssigkeit zu dem Medienbedarf. Die Filterkammern 18 sind zueinander parallel geschaltet, wobei jede Filterkammer 18 für sich gemäß der Funktionsweise der Filterkammer 18 der 1 in Betrieb genommen werden kann. 2 shows an alternative embodiment of an ultrafiltration device 14 equipped with a plurality of filter chambers 18 (Three in the present embodiment) is equipped. The functioning of the ultrafiltration device 14 of the 2 corresponds in principle to that of 1 However, in the embodiment according to 2 in addition a connection line 30 with a closing valve 40 provided, which the connecting line 24 (Feed line for the filter chambers 18 ) directly bypassing the filter chambers 18 with the connection line 28 (Return line from the filter chambers 18 to the media need, not shown) connects. The connection line 30 serves for separate, from the filter chambers 18 independent return of loaded liquid to the media need. The filter chambers 18 are connected in parallel with each other, each filter chamber 18 in itself according to the functioning of the filter chamber 18 of the 1 can be put into operation.

Die Ultrafiltrationseinrichtung 14 zeichnet sich durch einen geschlossenen Kreislauf der beteiligten Wirkmedien (Beladene Flüssigkeit, Mineralische Partikel, Ultrafiltrat) aus. Dabei kann die Ultrafiltrationseinrichtung 14 insbesondere mittels eines Steuersystems automatisiert im Rahmen einer Serienproduktion beispielsweise zur Aufbereitung von mineralischen Abwassern bei der Automobilproduktion vorteilhaft betrieben werden.The ultrafiltration device 14 is characterized by a closed cycle of the participating active media (loaded liquid, mineral particles, ultrafiltrate). In this case, the ultrafiltration device 14 in particular automatically operated by means of a control system in the context of a series production, for example, for the treatment of mineral waste water in automobile production.

Claims

Ultrafiltration device ( 14 ) for the demineralization of an ultrafiltrate, characterized in that the ultrafiltration device ( 14 ) is formed as an electro-filtration device and an anti-adhesion unit ( 16 ), which at times can be acted upon by an electric current to promote a voltage-related deposition of mineral particles on the non-stick unit ( 16 ) with separation of ultrafiltrate.

Ultrafiltration device according to claim 1, characterized in that the non-stick unit ( 16 ) a plurality of iodes ( 12 ) and to filter plates ( 12 ) contains.

Ultrafiltration device according to claim 1 or 2, characterized in that the iodines ( 12 ) and the filter plates ( 12 ) are provided with a non-stick coating.

Ultrafiltration device according to one of the preceding claims, characterized in that the non-stick unit ( 16 ) in a filter chamber ( 18 ) is arranged integrated.

Process for treating a mineral-laden liquid circulating in a closed circuit, characterized in that the liquid is mixed with a non-stick unit ( 16 ) equipped filter chamber ( 18 ), the non-stick unit ( 16 ) is temporarily subjected to an electric current to promote an attraction-induced deposition of mineral particles of the liquid on the non-stick unit ( 16 ) with separation of an ultrafiltrate from the filter chamber ( 18 ) are discharged to a filtrate, and that after switching off the electric current, the deposited and released mineral particles are also removed.

Method according to claim 5, characterized in that that wastewater from automobile production than those with minerals loaded liquid is used.