DE102010043662A1 - Brewery wastewater treatment method, comprises biologically treating wastewater in a biological treatment stage, filtering suspended particles from the wastewater, and guiding the wastewater over an adsorbent and/or an ion exchanger - Google Patents

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Abstract

The brewery wastewater treatment method comprises biologically treating brewery wastewater in a biological treatment stage, filtering suspended particles from the brewery wastewater, guiding the wastewater over an adsorbent and/or an ion exchanger and/or mixing the wastewater with a precipitating agent, and removing process water from the brewery wastewater by reverse osmosis. The brewery wastewater is mixed with the precipitating agent with a mean residence time of = 6 minutes at a defined atmospheric pressure inside a piping system during a precipitation reaction. The brewery wastewater treatment method comprises biologically treating brewery wastewater in a biological treatment stage, filtering suspended particles from the brewery wastewater, guiding the wastewater over an adsorbent and/or an ion exchanger and/or mixing the wastewater with a precipitating agent, and removing process water from the brewery wastewater by reverse osmosis. The brewery wastewater is: mixed with the precipitating agent with a mean residence time of = 6 minutes at a defined atmospheric pressure inside a piping system during a precipitation reaction; and fed to a wastewater treatment apparatus (10) for membrane filtration after the precipitation reaction. A membrane bioreactor (14) is used for biologically treating the brewery wastewater and filtering the suspended particles from the brewery wastewater. A retentate accumulating in the reverse osmosis is partially recycled, and the brewery wastewater is fed back to the apparatus. The apparatus is used with the biological treatment stage for membrane filtration to remove suspended particles from the biologically treated wastewater and with a reverse osmosis unit for separating process water from the wastewater through reverse osmosis, where the reverse osmosis unit is upstream of an adsorber unit and/or an ion exchange unit and/or a precipitation device (18). The precipitation device comprises a feeding device (20) for bringing together of the precipitating agent with the brewery wastewater stream in a predetermined mixing ratio, and the piping system. The biological treatment stage and the apparatus for membrane filtration are formed through the membrane bioreactor.

Description

Die Erfindung betrifft ein Brauereiabwasseraufbereitungsverfahren sowie eine Brauereiabwasseraufbereitungsvorrichtung.The invention relates to a brewery wastewater treatment process and a brewery wastewater treatment device.

Das Brauereiabwasseraufbereitungsverfahren weist die folgenden Verfahrensschritte auf:

  • – biologische Reinigung von Brauereiabwasser in einer biologischen Reinigungsstufe,
  • – Herausfiltern suspendierter Partikel aus dem Brauereiabwasser, und
  • – Abtrennen von Betriebswasser aus dem Brauereiabwasser mittels Umkehrosmose.
The brewery wastewater treatment process comprises the following process steps:
  • - biological purification of brewery waste water in a biological treatment stage,
  • - Filter out suspended particles from the brewery wastewater, and
  • - Separation of process water from the brewery wastewater by reverse osmosis.

Beim Betrieb von Brauereien, d. h. bei der Herstellung von Bier, stellt das eingesetzte Wasser einen erheblichen Kostenfaktor dar. Von dem eingesetzten Wasser gelangt üblicherweise nur etwa ein Viertel in das spätere Endprodukt, das Bier, während der Hauptanteil für andere Aufgaben, wie beispielsweise der Reinigung von Braukesseln und anderen Anlagenteilen, aber auch von zur Abfüllung des Bieres vorgesehenen Mehrwegflaschen, eingesetzt wird.In the operation of breweries, d. H. In the production of beer, the water used is a significant cost factor. Of the water used usually only about a quarter in the subsequent end product, the beer, while the main share for other tasks, such as the cleaning of brewing vessels and other parts of the plant, but also of refilling bottles provided for the beer, is used.

In den vergangenen Jahren wurde daher verstärkt nach Lösungen gesucht, das in Brauereien anfallende Brauereiabwasser betriebsintern aufzubereiten und daraus Betriebswasser rückzugewinnen, um so die Kosten für frisches Betriebswasser sowie auch für die Entsorgung des Brauereiabwassers (Abwasserabgabe) zu reduzieren.Over the past few years, efforts have therefore been made to find ways to reprocess brewery wastewater produced in breweries in-house and reclaim process water in order to reduce the costs of fresh process water as well as the disposal of brewery wastewater.

Bei den am Markt erhältlichen Brauereiabwasseraufbereitungsverfahren wird das Brauereiabwasser in der Regel zunächst in einer biologischen Reinigungsstufe (Vorklärung) in seinem Gehalt an organischen Verbindungen reduziert, in dem Brauereiabwasser suspendierte Partikel über eine Vorrichtung zur Membranfiltration (Mikro- und/oder Ultrafiltrationssystem) herausgefiltert und nachfolgend aus dem so vorbehandelten Brauereiabwasser im Wege einer Umkehrosmose Betriebswasser rückgewonnen.In the brewing wastewater treatment process available on the market, the brewery waste water is usually first in a biological purification stage (primary treatment) reduced in its content of organic compounds, in the brewery waste water suspended particles through a device for membrane filtration (micro and / or ultrafiltration) filtered out and subsequently out the treated brewery wastewater is recovered by means of reverse osmosis process water.

Die bei der Umkehrosmose eingesetzten semipermeablen Membranen werden aufgrund der hohen Belastung des Brauereiabwassers mit Störstoffen für die Umkehrosmose frühzeitig zugesetzt (verstopft). Dies resultiert in einem erhöhten Druckverlust über die Membran und verringert insgesamt deren Permeatleistung, d. h. führt zu einer verringerten Rückgewinnungsrate an Betriebswasser. Andererseits werden dadurch häufige chemische Reinigungszyklen erforderlich, die in hohen Betriebs- und Wartungskosten resultieren. Zusätzlich müssen bei der Reinigung der Membran aggressive chemische Reinigungsmittel eingesetzt werden, die dazu führen, dass die Membranen frühzeitig porös werden und aufgrund ihrer damit einhergehenden funktionellen Beeinträchtigung eine insgesamt nur kurze Nutzungsdauer bieten.The semipermeable membranes used in reverse osmosis are added early (clogged) due to the high load of the brewery wastewater with impurities for reverse osmosis. This results in an increased pressure loss across the membrane and reduces overall permeate performance, d. H. leads to a reduced recovery rate of process water. On the other hand, frequent chemical cleaning cycles are required, resulting in high operating and maintenance costs. In addition, when cleaning the membrane aggressive chemical cleaning agents must be used, which cause the membranes become porous early and due to their associated functional impairment provide a total of only short service life.

Die sich daraus insgesamt ergebenden Kosten haben bis jetzt einen breiten Einsatz von Umkehrosmosesystemen bei der Aufbereitung von Brauereiabwasser, d. h. bei der Rückgewinnung von Betriebswasser aus Brauereiabwasser, verhindert.The resulting total costs to date have a wide use of reverse osmosis systems in the treatment of brewery waste water, d. H. in the recovery of process water from brewery wastewater prevented.

Aufgabe der Erfindung ist, ein Brauereiabwasseraufbereitungsverfahren sowie eine Brauereiabwasseraufbereitungsvorrichtung anzugeben, die insgesamt weniger kostenintensiv sind und zugleich eine besonders hohe Rückgewinnungsrate, d. h. einen hohen Anteil von aus dem Brauereiabwasser rückgewonnenem Betriebswasser, ermöglichen. Diese sollen nach Möglichkeit auch in bestehenden Brauereiabwasseraufbereitungsanlagen eingesetzt bzw. nachträglich implementiert (nachgerüstet) werden können.The object of the invention is to provide a brewery wastewater treatment process and a brewery wastewater treatment device, which are less costly overall and at the same time a particularly high recovery rate, d. H. allow a high proportion of recovered from the brewery waste water process water. If possible, these should also be used in existing brewery wastewater treatment plants or subsequently implemented (retrofitted).

Die das Brauereiabwasseraufbereitungsverfahren betreffende Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Brauereiabwasseraufbereitungsverfahren mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. Die die Brauereiabwasseraufbereitungsvorrichtung betreffende Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Brauereiabwasseraufbereitungsvorrichtung mit den in Patentanspruch 8 angegebenen Merkmalen.The object concerning the brewery wastewater treatment process is achieved according to the invention by a brewery wastewater treatment process having the features specified in patent claim 1. The object concerning the brewery wastewater treatment device is achieved according to the invention by a brewery wastewater treatment device having the features specified in patent claim 8.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Preferred embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Erfindungsgemäß wird das Brauereiabwasser vor dem Umkehrosmoseschritt über ein Adsorbens und/oder einen Ionenaustauscher geführt und/oder mit einem Fällungsmittel versetzt.According to the invention, the brewery waste water is passed over an adsorbent and / or an ion exchanger before the reverse osmosis step and / or mixed with a precipitant.

Der mit der Erfindung verbundene Vorteil besteht im Wesentlichen darin, dass das Brauereiabwasser in seinem Gehalt an Störstoffen für die Umkehrosmose vorab reduziert werden kann. Unter Störstoffen werden vorliegend alle Stoffe bzw. Verbindungen verstanden, die die bei der Umkehrosmose eingesetzte semipermeable Membran verblocken (zusetzen) können und so die Ausbeute (Rückgewinnungsrate) an Betriebswasser aus dem Brauereiabwasser begrenzen.The advantage associated with the invention is essentially that the brewery wastewater can be reduced in advance in its content of impurities for the reverse osmosis. In the present case, impurities are understood as meaning all substances or compounds which are used in reverse osmosis semipermeable membrane can lock (zusetzen) and thus limit the yield (recovery rate) of process water from the brewery wastewater.

Dies sind insbesondere organische Verbindungen (Fouling), Silikate, Phosphate, Calciumhydrogencarbonat, Sulfate sowie deren Verbindungen. Insgesamt kann dadurch der Permeatanteil, d. h. der Anteil des im Wege der Umkehrosmose über die semipermeable Membran aus dem Brauereiabwasser gewonnenen Betriebswassers, erhöht werden (= verbesserte Ausbeute), ohne dass im Brauereiabwasser verbliebene Störstoffe kristallisieren (Ausfallen) und die Membran(en) verblocken/beschädigen. Eine vorgegebene Permeatqualität kann vereinfacht eingehalten werden. Weiterhin kann dadurch die Standzeit der Membran(en) deutlich erhöht und deren Reinigungs- sowie Wartungsintervalle verlängert werden. Dadurch ergeben sich insgesamt erhebliche Kostenvorteile gegenüber bisherigen am Markt verfügbaren Brauereiabwasseraufbereitungsverfahren.These are in particular organic compounds (fouling), silicates, phosphates, calcium bicarbonate, sulfates and their compounds. Overall, this allows the permeate, d. H. the proportion of recovered by the reverse osmosis through the semi-permeable membrane from the brewery effluent process water to be increased (= improved yield), without remaining in the brewery sewage impurities crystallize (precipitate) and the membrane (s) interlock / damage. A given permeate quality can be kept simplified. Furthermore, this can significantly increase the service life of the membrane (s) and their cleaning and maintenance intervals are extended. This results in a considerable overall cost advantage over previous brewery wastewater treatment processes available on the market.

In Brauereien werden Anlagenteile häufig unter einem erheblichen Einsatz von phosphathaltigen Reinigungsmitteln gereinigt. Das Brauereiabwasser ist nicht zuletzt aus diesem Grunde in der Regel erheblich mit Phosphaten belastet. Polyphosphate und andere hydrolysierbare Phosphorverbindungen werden in dem biologischen (Vor-)Reinigungsschritt normalerweise zügig von Mikroorganismen aufgenommen, so dass im Wege dieser biologischen Phosphorentfernung ein erheblicher Prozentsatz des im Brauereiabwasser enthaltenen Gesamtphosphors aus dem Brauereiabwasser eliminiert werden kann, gleichwohl dies mit einer unerwünschten Überschussschlammproduktion einhergeht.In breweries, plant components are often cleaned using a considerable amount of phosphate-containing cleaning agents. Not least for this reason, brewery wastewater is generally heavily contaminated with phosphates. Polyphosphates and other hydrolyzable phosphorus compounds are normally rapidly absorbed by microorganisms in the biological (pre-) purification step, so that by removing these biological phosphorus a significant percentage of the total phosphorus contained in the brewery waste water can be eliminated from the brewery wastewater, albeit with undesirable excess sludge production.

Im Falle des Einsatzes eines Adsorbens bzw. mehrerer Adsorbenzien kann der im Brauwasser verbliebene Gehalt an Phosphaten, aber auch andere Störstoffe im Brauereiabwasser, wie etwa organische Verbindungen bzw. Barium- oder Strontium effektiv reduziert bzw. eliminiert werden. Die Adsorbenzien sind nach Ihrer Erschöpfung, d. h. nach einem Anlagern der Störstoffe an deren aktive Oberfläche, in der Regel auf einfache und wenig kostenintensive Weise, oftmals mehrere hundert Mal, regenerierbar, was unter Kostengesichtspunkten vorteilhaft ist.In the case of the use of an adsorbent or more adsorbents remaining in the brewing water content of phosphates, but also other impurities in brewery wastewater, such as organic compounds or barium or strontium can be effectively reduced or eliminated. The adsorbents are exhausted, d. H. after attaching the impurities to their active surface, usually in a simple and inexpensive manner, often several hundred times, regenerable, which is advantageous from a cost point of view.

Auch im Falle des Einsatzes eines Ionenaustauschers kann im Brauereiabwasser enthaltenes Phosphat oder Sulfat, insbesondere durch einen stark basischen Anionenaustauscher, weiter reduziert werden. Weiterhin können weitere im Brauereiabwasser enthaltene Störstoffe, beispielsweise darin gelöste Kieselsäuren bzw. Silikate reduziert bzw. eliminiert werden, bevor das Brauereiabwasser der Umkehrosmose unterworfen wird. Auch kann der Gehalt an gelöstem Barium und/oder Strontium im Brauereiabwasser mittels eines Ionenaustauschers reduziert werden, so dass ein Überschreiten des Löslichkeitsprodukts dieser Stoffe bei Aufkonzentrieren des Brauereiabwassers während der Umkehrosmose zuverlässig entgegengewirkt werden kann. Der Ionenaustauscher kann auch als Kationenaustauscher bzw. als bifunktioneller (kombinierter) Anionen- und Kationenaustauscher ausgelegt sein.Even in the case of the use of an ion exchanger, phosphate or sulfate contained in the brewery wastewater, in particular by a strongly basic anion exchanger, can be further reduced. Furthermore, other impurities contained in the brewery wastewater, for example dissolved therein silicas or silicates can be reduced or eliminated before the brewery wastewater is subjected to reverse osmosis. Also, the content of dissolved barium and / or strontium in the brewery wastewater can be reduced by means of an ion exchanger, so that exceeding the solubility of these substances can be reliably counteracted when concentrating the brewery wastewater during reverse osmosis. The ion exchanger can also be designed as a cation exchanger or as a bifunctional (combined) anion and cation exchanger.

Der Ionenaustauscher ist vorzugsweise derart geschaltet, dass sich dieser bei Erschöpfung ohne dessen Ausbau regenerieren und (rück-)spülen lassen. Ionenaustauscher sind am Markt relativ kostengünstig und zudem vorkonfektioniert erhältlich.The ion exchanger is preferably connected in such a way that it can be regenerated and (back) flushed during exhaustion without its removal. Ion exchangers are relatively inexpensive on the market and also available prefabricated.

Durch Zugabe geeigneter Fällungsmittel zu dem Brauereiabwasser können im Wege der Störstofffällung insbesondere darin enthaltenes Calciumhydrogencarbonat (Carbonathärte), Phosphat bzw. Barium, Strontium, SiO2 (Siliciumdioxid), Sulfate bzw. auch Arsen auf kostengünstige und effektive Weise reduziert werden, bevor das Brauereiabwasser der Umkehrosmose unterzogen wird.By adding suitable precipitants to the brewery wastewater can be reduced by means of Störstofffällung particular contained therein calcium bicarbonate (carbonate hardness), phosphate or barium, strontium, SiO 2 (silicon dioxide), sulfates or arsenic in a cost effective and effective manner before the brewery waste water Reverse osmosis is subjected.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aus dem Brauereiabwasser rückgewonnene Betriebswasser eignet sich, ggf. in Abhängigkeit von jeweiligen weiteren nachgeschalteten Aufbereitungsschritten, insbesondere zum Reinigen von Anlagenteilen einer Brauerei oder auch der Reinigung von Mehrwegflaschen vor deren Befüllen mit Bier, wie auch zur Verwendung als Brauwasser, d. h. zum Brauen von Bier.The recovered from the brewery wastewater according to the method of the invention process water is suitable, depending on the respective further downstream treatment steps, in particular for cleaning parts of a brewery or the cleaning of returnable bottles prior to filling with beer, as well as for use as brewing water, d , H. for brewing beer.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das eingesetzte Adsorbens Aktivkohle.According to a development of the invention, the adsorbent used is activated carbon.

Dadurch können in erster Linie im Brauereiabwasser (noch) enthaltene organische Verbindungen auf relativ kostengünstige Weise adsorbiert werden. Die Aktivkohle wird dabei vorzugsweise in Granulatform eingesetzt.As a result, organic compounds contained in the brewery waste water (still) can be adsorbed in a relatively inexpensive manner. The activated carbon is preferably used in granular form.

Als Fällungsmittel wird vorzugsweise eine Calciumhydroxidlösung eingesetzt, durch die das Brauereiabwasser unter Ablauf einer Calciumcarbonat ausfällenden Fällungsreaktion teilweise oder vollständig entcarbonisiert wird. Zur Arsen- bzw. Phosphatfällung kann zudem Eisen(III)-Chlorid eingesetzt werden, wobei die Fällung von Phosphaten beispielsweise auch mittels Aluminiumsulfat erfolgen kann. Die Calciumhydroxidlösung kann grundsätzlich eine untersättigte, gesättigte oder übersättigte Lösung sein.The precipitant used is preferably a calcium hydroxide solution, by means of which the brewery waste water is partially or completely decarbonated with the expiry of a calcium carbonate-precipitating precipitation reaction. For arsenic or phosphate precipitation also iron (III) chloride can be used, the Precipitation of phosphates, for example, by means of aluminum sulfate can be done. The calcium hydroxide solution may basically be an undersaturated, saturated or supersaturated solution.

Nach einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird das mit dem Fällungsmittel versetzte Brauereiabwasser vorzugsweise innerhalb einer mittleren Verweilzeit von T ≤ 6 Minuten bei einem definierten Druck > Atmosphärendruck, insbesondere bei einem Druck von 3–10 bar, innerhalb eines Rohrleitungssystems unter Ablauf einer Fällungsreaktion strömend geführt. Die erfindungsgemäße Fällung von Störstoffen ermöglicht, dass beliebige Brauereiabwassermengen auf effiziente und zügige Weise in ihrem Gehalt an fällbaren Störstoffen für den nachfolgenden Umkehrosmoseschritt kontinuierlich unter Druck strömend reduziert werden können. Der Ablauf der Fällungsreaktion ist unter dem gegenüber einem Umgebungsdruck erhöhten Druck bzw. Druckgefälle, insbesondere von mindestens 1,5 bar, im Inneren des Leitungssystems insgesamt beschleunigt. Das Rohrleitungssystem ist vorteilhafter Weise in seiner aktiven Länge sowie seinem Strömungsquerschnitt insgesamt auf einen jeweiligen Mengenfluss des mit einem Fällungsmittel versetzten und in seinen Störstoffen zu reduzierenden Brauereiabwassers pro Zeiteinheit ausgerichtet und kann im Hinblick auf einen möglichst geringen Platzbedarf im Wesentlichen wendelförmig ausgebildet sein. Die im Stand der Technik bei Fällungsreaktionen üblicherweise eingesetzten großen Reaktionsbehälter entfallen ersatzlos, wodurch ein für die Durchführung des Verfahrens erforderlicher Platzbedarf insgesamt erheblich reduziert ist. Beim Durchströmen des Rohrleitungssystems aus dem Brauereiabwasser ausgefällte Störstoff(e), wie auch andere Schwebepartikel, können mittels einer dem Rohrleitungssystem nachgeschalteten Vorrichtung zur Membranfiltration, vorzugsweise einer Mikro- und/oder Ultrafiltration aus dem Brauereiabwasser herausgefiltert werden.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the brewing wastewater added with the precipitating agent is preferably conducted within a mean residence time of T ≤ 6 minutes at a defined pressure> atmospheric pressure, in particular at a pressure of 3-10 bar, flowing within a piping system at the end of a precipitation reaction , The precipitation of impurities according to the invention makes it possible for any brewery effluent quantities to be continuously and under pressure reduced in an efficient and rapid manner in their content of precipitable impurities for the subsequent reverse osmosis step. The course of the precipitation reaction is accelerated overall under the pressure or pressure gradient, in particular of at least 1.5 bar, which is increased in relation to an ambient pressure, in the interior of the conduit system. The piping system is advantageously aligned in its active length and its flow cross-section in total to a respective flow rate of the offset with a precipitating agent and to be reduced in its impurities brewery wastewater per unit time and may be designed substantially helical with respect to the smallest possible space requirement. The large reaction vessels usually used in precipitation reactions in the prior art are omitted without replacement, so that an overall space required for carrying out the process is considerably reduced overall. When flowing through the pipeline system from the brewery waste water precipitated contaminant (s), as well as other floating particles, can be filtered out of the brewery wastewater by means of a pipe system downstream device for membrane filtration, preferably a micro- and / or ultrafiltration.

Die Fällung der im Brauereiabwasser enthaltenen Störstoffe kann dadurch weiter verbessert werden, dass das Brauereiabwasser mit dem Fällungsmittel innerhalb des Rohrleitungssystems vorzugsweise mittels Einbauten und/oder eines Strömungsmischers, insbesondere mittels eines Strahlmischers, eines statischen Mischers, eines dynamischen Mischers und/oder eines Mikromischers, vermischt wird.The precipitation of the impurities contained in the brewery wastewater can be further improved by mixing the brewery effluent with the precipitant within the piping system preferably by means of internals and / or a flow mixer, in particular by means of a jet mixer, a static mixer, a dynamic mixer and / or a micromixer becomes.

Das Brauereiabwasser wird nach der Fällung von Störstoffen vorzugsweise einer Vorrichtung zur Membranfiltration, insbesondere einer Mikrofiltration und/oder einer Ultrafiltration zugeführt. Dadurch können ausgefällte Störstoffe aus dem Brauereiabwasser, wie auch andere im Brauereiabwasser enthaltene Schwebepartikel, weitgehend bzw. vollständig herausgefiltert werden. Man unterscheidet eine Mikrofiltration und eine Ultrafiltration über den Grad der Abtrennung. Werden Partikel mit der Größe 0,5–0,1 μm abgetrennt, spricht man von Mikrofiltration, sind die ausgefilterten Partikel 0,1–0,01 μm groß, dann bezeichnet man den Filtrationsvorgang als Ultrafiltration. Die Vorrichtung zur Membranfiltration kann dabei insbesondere auch im sogenannten Überströmverfahren (Crossflow) betrieben werden und selbstverständlich mehrere parallel und/oder hintereinander geschaltete Membranfilter umfassen.After the precipitation of impurities, the brewery wastewater is preferably fed to a device for membrane filtration, in particular microfiltration and / or ultrafiltration. This allows precipitated contaminants from the brewery wastewater, as well as other floating particles contained in the brewery wastewater, to be largely or completely filtered out. A distinction is made between microfiltration and ultrafiltration over the degree of separation. If particles with the size 0.5-0.1 microns are separated, it is called microfiltration, the filtered-out particles are 0.1-0.01 microns in size, then called the filtration process as ultrafiltration. The device for membrane filtration can be operated in particular also in the so-called overflow method (crossflow) and, of course, comprise a plurality of parallel and / or consecutively connected membrane filter.

Das Brauereiabwasser wird der Vorrichtung zur Membranfiltration vorzugsweise mit einem mittleren Druck von maximal 1,5 bar, insbesondere 1 bar zugeführt. Dadurch kann einer Beschädigung der Vorrichtung zur Membranfiltration durch zu hohe Drücke effektiv entgegengewirkt werden.The brewery waste water is fed to the device for membrane filtration, preferably with a mean pressure of at most 1.5 bar, in particular 1 bar. As a result, damage to the device for membrane filtration can be effectively counteracted by excessively high pressures.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird zur biologischen Reinigung des Brauereiabwassers und dem Herausfiltern suspendierter Partikel ein Membranbioreaktor eingesetzt. Dadurch kann ein besonders kompakter und wartungsarmer Anlagenaufbau realisiert werden.According to a preferred development of the invention, a membrane bioreactor is used for the biological purification of the brewery waste water and the filtering out of suspended particles. As a result, a particularly compact and low-maintenance system construction can be realized.

Die Ausbeute an Betriebswasser kann nochmals weiter gesteigert werden, indem das durch die Umkehrosmose aufkonzentrierte Brauereiabwasser erneut mit einem Fällungsmittel versetzt, die ausgefällten Störstoffe herausgefiltert und aus dem Brauereiabwasser im Wege einer weiteren Umkehrosmose weiteres Betriebswasser rückgewonnen wird.The yield of process water can be increased even further by the brewery wastewater concentrated by the reverse osmosis added again with a precipitant, the precipitated contaminants filtered out and recovered from the brewery wastewater by way of another reverse osmosis further process water.

Das bei der Umkehrosmose jeweilig anfallende bzw. generierte Retentat, d. h. der nicht rückgewonnene Anteil des durch die Umkehrosmose aufkonzentrierten Brauereiabwassers, kann zwecks Wiederverwendung bei der Fällungsreaktion rückgeführt und dem Brauereiabwasser erneut beigemischt werden. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden.The retentate accumulating or generated in the reverse osmosis, d. H. the unrecovered portion of the brewery effluent concentrated by the reverse osmosis may be recycled for reuse in the precipitation reaction and reintroduced into the brewery waste water. Further advantages and advantageous embodiments of the subject invention will become apparent from the description, the claims and the drawings. Likewise, the features mentioned above and the features listed further can be used individually or in combination in any combination.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die gezeigte und beschriebene Ausführungsform ist nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern hat vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung. Die Figuren der Zeichnung zeigen den erfindungsgemäßen Gegenstand stark schematisiert und sind nicht maßstäblich zu verstehen. Die einzelnen Bestandteile des erfindungsgemäßen Gegenstands sind so dargestellt, dass ihr Aufbau gut gezeigt werden kann.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing. The embodiment shown and described is not to be understood as an exhaustive list, but rather has exemplary character for the description of the invention. The figures of the drawing show the subject matter according to the invention in a highly schematic manner and are not to scale to understand. The individual components of the article according to the invention are shown so that their structure can be well shown.

In der Zeichnung zeigen:In the drawing show:

1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Brauereiabwasseraufbereitungsvorrichtung, bei der einer Umkehrosmoseeinrichtung eine Fällungseinrichtung, eine Adsorbereinheit und eine Ionenaustauschereinheit vorgeschaltet sind; 1 a block diagram of a brewery wastewater treatment apparatus according to the invention, in which a reverse osmosis device upstream of a precipitator, an adsorber unit and an ion exchanger unit;

2 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform einer Brauereiabwasseraufbereitungsvorrichtung, bei der der Umkehrosmoseeinrichtung eine Adsorbereinheit und eine Ionenaustauschereinheit vorgeschaltet sind; 2 a block diagram of another embodiment of a brewery wastewater treatment apparatus in which the reverse osmosis device upstream of an adsorber unit and an ion exchanger unit;

3 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform einer Brauereiabwasseraufbereitungsvorrichtung, bei der der Umkehrosmoseeinrichtung eine Adsorbereinheit vorgeschaltet ist; und 3 a block diagram of another embodiment of a brewery wastewater treatment apparatus in which the reverse osmosis device is preceded by an adsorber unit; and

4 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform einer Brauereiabwasseraufbereitungsvorrichtung, die zwei hintereinander geschaltete Umkehrosmoseeinheiten mit jeweils einer vorgeschalteten Fällungseinrichtung sowie einer Vorrichtung zur Membranfiltration aufweist. 4 a block diagram of another embodiment of a brewery wastewater treatment apparatus having two successive reverse osmosis units, each with an upstream precipitation device and a device for membrane filtration.

1 zeigt ein Blockschaltbild einer Brauereiabwasseraufbereitungsvorrichtung 10, mittels derer klares Betriebswasser aus Brauereiabwasser zurückgewonnen wird. Die Brauereiabwasseraufbereitungsvorrichtung 10 weist einen Zuführstrang 12 auf, über den ein Brauereiabwasserstrom einer als Membranbioreaktor 14 ausgebildeten kombinierten biologischen und mechanischen Reinigungsstufe zuführbar ist. 1 shows a block diagram of a brewery wastewater treatment device 10 by means of which clear process water is recovered from brewery waste water. The brewery wastewater treatment device 10 has a Zuführstrang 12 above, a brewery wastewater stream as a membrane bioreactor 14 trained combined biological and mechanical cleaning stage can be fed.

Ein erster Leitungsstrang 16 verbindet den Membranbioreaktor 14 mit einer Fällungseinrichtung 18 zum Fällen von in dem Brauereiabwasser enthaltenen Störstoffen, wobei das Brauereiabwasser nachfolgend einer Umkehrosmose zugeführt wird. Die Fällungseinrichtung 18 umfasst eine Zuführeinrichtung 20, über die dem Brauereiabwasser über einen Fällungsmittelzuführstrang 22 ein Fällungsmittel, hier eine Calciumhydroxidlösung zum Fällen von in dem Brauereiabwasser enthaltenem Calciumhydrogencarbonat sowie Sio2 und Phosphat, zugemischt werden kann.A first wiring harness 16 connects the membrane bioreactor 14 with a precipitation device 18 for fumigants contained in the brewery wastewater, the brewery wastewater being subsequently fed to a reverse osmosis. The precipitator 18 includes a feeder 20 over which the brewery wastewater via a Fällungsmittelzuführstrang 22 a precipitating agent, here a calcium hydroxide solution for precipitating contained in the brewery wastewater calcium bicarbonate and Sio2 and phosphate, can be mixed.

Die Calciumhydroxidlösung kann als untersättigtes oder auch gesättigtes Kalkwasser oder aber als übersättigte Lösung, bei der Calclumhydroxid zusätzlich auch in ungelöster Form suspendiert ist, d. h. als eine sogenannte Kalkmilch, vorliegen.The calcium hydroxide solution can be suspended as undersaturated or even saturated lime water or else as a supersaturated solution in which calium hydroxide is additionally suspended in undissolved form, i. H. as a so-called lime milk.

Als Fällungsmittel können grundsätzlich auch andere Fällungsmittel zum Fällen von in dem Brauereiabwasser enthaltenen Störstoffen für die Umkehrosmose, wie beispielsweise eine Eisen(III)-chloridlösung, zum Fällen von in dem Brauereiabwasser enthaltenem Phosphat und Arsen, eingesetzt werden.In principle, other precipitants for precipitating reverse osmosis impurities contained in the brewery waste water, such as ferric chloride solution, for precipitating phosphate and arsenic contained in the brewery waste water, may be used as the precipitating agent.

Eine Steuereinrichtung 24 regelt die Dosierung der in der Zuführeinrichtung 20 dem Brauereiabwasserstrom zuzusetzenden Stoffmenge an Fällungsmittel, d. h. einen pro Zeiteinheit jeweilig zuzumischenden Volumenstrom des Fällungsmittels. Die Steuereinrichtung 24 ist diesbezüglich mit einem Sensor 26 verbunden, der zur Bestimmung eines Volumenstroms des Brauereiabwassers vorgesehen ist, wobei die Steuereinheit 24 das Fällungsmittel dem Brauereiabwasser auf Grundlage von Messwerten des Sensors 26 mengenproportional zudosiert.A control device 24 regulates the dosage of the feeder 20 the amount of precipitant to be added to the brewery effluent stream, ie a volume flow of the precipitant to be admixed per unit time. The control device 24 is in this regard with a sensor 26 connected to the determination of a volume flow of the brewery waste water, wherein the control unit 24 the precipitant to the brewery wastewater based on readings from the sensor 26 metered proportionally.

Die Fällungseinrichtung 18 weist weiterhin ein der Zuführeinrichtung 20 nachgeschaltetes mäanderförmiges Rohrleitungssystem 26 auf, das in nicht näher wiedergegebener Weise aus einer Vielzahl seriell miteinander verbundener Leitungsrohre gebildet ist. Das Rohrleitungssystem 26 ist in seinem von dem mit dem Fällungsmittel versetzten Brauereiabwasserstrom durchströmbaren Querschnittsverlauf sowie seiner Länge derart ausgelegt, dass der Brauereiabwasserstrom das Leitungssystem innerhalb einer mittleren Verweilzeit von T ≤ 6 Minuten, bevorzugt T ≤ 4 Minuten, durchströmt und während dieser Zeitdauer innerhalb des Rohrleitungssystems im Wege der Fällungsreaktion in seinem Carbonatgehalt auf einen für die spätere Umkehrosmose gewünschten Carbonatgehalt reduziert wird.The precipitator 18 also has one of the feeder 20 downstream meandering piping system 26 on, which is formed in unspecified reproduced manner from a plurality of serially connected pipes. The piping system 26 is designed in its cross-sectional profile, which can be traversed by the brewery effluent stream mixed with the precipitating agent, and its length such that the brewery effluent stream flows through the conduit system within an average residence time of T≤6 minutes, preferably T≤4 minutes, and during this period within the pipeline system by means of Fällungsreaktion is reduced in its carbonate content to a desired for subsequent reverse osmosis carbonate content.

Zwecks eines möglichst hohen Durchmischungsgrads des Brauereiabwasserstroms mit dem Fällungsmittel und damit einer möglichst wirksamen und schnellen Fällungsreaktion ist im Rohrleitungssystem ein statischer Mischer 28 vorgesehen, der in bekannter Weise mit in Strömungsrichtung des Brauereiabwasserstroms einander teilweise überdeckenden Anströmplatten 30 versehen ist.In order to achieve the highest possible degree of mixing of the brewery effluent stream with the precipitant and thus the most effective and rapid precipitation reaction in the pipeline system is a static mixer 28 provided in a known manner with in the flow direction of the brewery waste water flow partially overlapping Anströmplatten 30 is provided.

Im Rohrleistungssystem 26 können weiterhin in nicht näher wiedergegebener Weise ein oder mehrere Behältnisse mit beweglichen und/oder ortsfesten Einbauten (Rührer, Mischer, Prallplatten) vorgesehen sein, über die die Geschwindigkeit der Fällungsreaktion, der Wirkungsgrad der Reaktion und die vorgegebene mittlere Verweilzeit des Brauereiabwassers im Leitungssystem beeinflusst werden können. In the pipe power system 26 can also be provided in unspecified manner one or more containers with movable and / or stationary installations (stirrers, mixers, baffles) are influenced by the speed of the precipitation reaction, the efficiency of the reaction and the predetermined average residence time of the brewery wastewater in the pipe system can.

Nach in der Zeichnung nicht näher wiedergegebenen Ausführungsbeispielen kann das Rohrleitungssystem 26 auch weitere bzw. andere Strömungsmischer, wie zum Beispiel einen dynamischen Mischer (z. B. eine Mischpumpe) oder auch einen Strahlmischer aufweisen. Im Falle eines Strahlmischers wird das mit der Calciumhydroxidlösung versetzte und zu entcarbonisierende Brauereiabwasser in einer Düse soweit beschleunigt, dass das mit dem Fällungsmittel versetzte Brauereiabwasser in einem nachfolgenden Mischraum turbulent strömt und sich dabei intensiv vermischt.After not shown in detail in the drawing embodiments, the piping system 26 Also other or other flow mixers, such as a dynamic mixer (eg., A mixing pump) or a jet mixer have. In the case of a jet mixer, the brewery waste water mixed with the calcium hydroxide solution and to be decarbonated is accelerated in a nozzle to such an extent that the brewery waste water mixed with the precipitant flows turbulently in a subsequent mixing space and mixes intensively.

Dem mäanderförmigen Rohrleitungssystem ist zwecks Entfernung von gefällten Störstoffen und anderen im Brauereiwasser enthaltenen Schwebstoffen bzw. Partikeln eine Vorrichtung zur Membranfiltration 32 nachgeschaltet. Die Vorrichtung zur Membranfiltration 32 ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Mikrofiltration ausgebildet, kann aber auch als Ultrafiltration ausgebildet sein und weist ein oder mehrere, nicht näher wiedergegebene Membranfilter auf, die seriell und/oder parallel geschaltet sein können.The meandering piping system is a device for membrane filtration in order to remove precipitated impurities and other suspended matter or particles contained in the brewery water 32 downstream. The device for membrane filtration 32 is formed in the present embodiment as a microfiltration, but may also be formed as ultrafiltration and has one or more, unspecified reproduced membrane filter, which may be connected in series and / or in parallel.

Ein zweiter Leitungsstrang 34 verbindet die Vorrichtung zur Membranfiltration 32 mit einer Adsorbereinheit 36. Die Adsorbereinheit 36 ist in nicht näher wiedergegebener Weise mit Aktivkohle als Adsorbens für in dem Brauereiabwasser enthaltene organische Verbindungen befüllt.A second wiring harness 34 connects the device for membrane filtration 32 with an adsorber unit 36 , The adsorber unit 36 is filled in unspecified manner with activated carbon as an adsorbent for contained in the brewery waste organic compounds.

Ein dritter Leitungsstrang 38 verbindet die Adsorbereinheit 36 mit einer der Adsorbereinheit 36 nachgeschalteten Ionenaustauschereinheit 40. Die Ionenaustauschereinheit 40 weist in nicht näher wiedergegebener Weise ein bivalentes Kationen-Anionen-Austauscherharz auf, das zum Reduzieren von im Brauereiabwasser enthaltenem Phosphat, darin gelöster Kieselsäure sowie Barium und Strontium vorgesehen ist.A third wiring harness 38 connects the adsorber unit 36 with one of the adsorber unit 36 downstream ion exchanger unit 40 , The ion exchanger unit 40 US-A-5,416,786 discloses, in a manner not further described, a divalent cation-anion exchange resin intended for reducing phosphate contained in brewery wastewater, silica dissolved therein, and barium and strontium.

Ein vierter Leitungsstrang 42 verbindet die Ionenaustauschereinheit 40 mit einer Umkehrosmoseeinheit 44, die in bekannter Weise eine semipermeable Membran 46 aufweist.A fourth wiring harness 42 connects the ion exchanger unit 40 with a reverse osmosis unit 44 , which in a known manner a semipermeable membrane 46 having.

Ein Betriebswasserstrang 48 dient der Bereitstellung von über die semipermeable Membran 46 der Umkehrosmoseeinheit 44 rückgewonnenem Solut, d. h. klarem Betriebswasser, zwecks dessen Wiederverwendung in einer Brauerei. Ein Abführstrang 50 dient dem Abführen von in der Umkehrosmoseeinheit aufkonzentriertem Brauereiabwasser. Ein über eine regelbare Abzweigung 52 mit dem Abführstrang 50 verbundener Rückführstrang 54 für das aufkonzentrierte Brauereiabwasser ist über eine regelbare Zusammenführung 56 mit dem Fällungsmittelzuführstrang 22 verbunden.An operating water pipe 48 serves to provide over the semipermeable membrane 46 the reverse osmosis unit 44 Recovered Solut, ie clear service water, for its re-use in a brewery. A discharge line 50 serves to remove brewing wastewater concentrated in the reverse osmosis unit. A via an adjustable turnoff 52 with the discharge line 50 connected feedback strand 54 for the concentrated brewery wastewater is via a controllable merger 56 with the precipitant feed stream 22 connected.

In 2 ist ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Brauereiabwasseraufbereitungsvorrichtung 10' wiedergegeben. Diese unterscheidet sich von dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen darin, dass der Umkehrosmoseeinheit 44 keine vorstehend erläuterte Fällungseinrichtung (18; 1) vorgeschaltet ist. Das aus dem Membranbioreaktor herausgeführte Brauereiabwasser wird über den ersten Leitungsstrang unmittelbar der Adsorbereinheit 36 zugeführt.In 2 Figure 11 is a block diagram of another embodiment of a brewery wastewater treatment apparatus 10 ' played. This differs from the embodiment explained above substantially in that the reverse osmosis unit 44 no precipitation device explained above ( 18 ; 1 ) is connected upstream. The brewery effluent discharged from the membrane bioreactor is sent directly to the adsorber unit via the first line of tubing 36 fed.

In 3 ist das Blockschaubild einer besonders einfach aufgebauten Brauereiabwasseraufbereitungsvorrichtung 10'' wiedergegeben, die neben dem Membranbioreaktor 14 lediglich eine der Umkehrosmoseeinheit 44 vorgeschaltete Adsorbereinheit 36 aufweist. Das Brauereiabwasser wird über den ersten Leitungsstrang 16 der Adsorbereinheit 36 und über den zweiten Leitungsstrang 34 der Umkehrosmoseeinheit 44 zugeführt.In 3 is the block diagram of a brewery wastewater treatment apparatus of a particularly simple design 10 '' reproduced next to the membrane bioreactor 14 only one of the reverse osmosis unit 44 upstream adsorber unit 36 having. The brewery waste water is over the first wiring harness 16 the adsorber unit 36 and over the second wiring harness 34 the reverse osmosis unit 44 fed.

In 4 ist das Blockschaltbild einer Abwasseraufbereitungsvorrichtung 10''' wiedergegeben, bei der der Umkehrosmoseeinheit 44 eine im Zusammenhang mit der 1 erläuterte Fällungseinrichtung 18 zum Fällen von in dem Brauereiabwasser enthaltenen Störstoffen sowie eine Vorrichtung zur Membranfiltration 32 vorgeschaltet sind. Das Brauereiabwasser wird der ersten Umkehrosmoseeinheit 44 über den zweiten Leitungsstrang 34 zugeführt.In 4 is the block diagram of a wastewater treatment device 10 ''' reproduced at the reverse osmosis unit 44 one related to the 1 explained precipitation device 18 for precipitation of impurities contained in the brewery wastewater and a device for membrane filtration 32 upstream. The brewery wastewater becomes the first reverse osmosis unit 44 over the second wiring harness 34 fed.

Das aus der Umkehrosmoseeinheit 44 herausgeführte aufkonzentrierte und nicht rückgewonnene Brauereiabwasser (Retentat), wird einer zweiten Fällungseinrichtung 18 zugeführt und in einer dieser nachgeschalteten zweiten Vorrichtung zur Membranfiltration 32 von gefällten Störstoffen und anderen im Brauereiwasser enthaltenen Schwebstoffen bzw. Partikeln befreit.That from the reverse osmosis unit 44 led out concentrated and not recovered brewery wastewater (retentate), a second precipitation device 18 fed and in one of these downstream second device for membrane filtration 32 of precipitated impurities and other suspended solids or particles contained in the brewery water.

Das Brauereiabwasser wird zwecks einer weitergehenden Rückgewinnung von Betriebswasser aus dem Brauereiabwasser über den dritten Leitungsstrang 38 einer zweiten Umkehrosmoseeinheit 44 zugeführt. In der zweiten Umkehrosmoseeinheit 44 nicht rückgewonnenes Brauereiabwasser kann über den Abführstrang 50 entsorgt bzw. über die regelbare Abzweigung 52 zwecks einer Wiederverwendung bei der Fällung von im Brauereiabwasser enthaltenen Störstoffen dem Rückführstrang 54 zugeleitet werden. Der Rückführstrang 54 ist über die regelbare Zusammenführung 56 mit dem Fällungsmittelzuführstrang 22 verbunden. The brewery waste water is for the purpose of a further recovery of process water from the brewery waste water via the third wiring harness 38 a second reverse osmosis unit 44 fed. In the second reverse osmosis unit 44 Unrecovered brewery wastewater can be removed via the discharge line 50 disposed of or via the controllable diversion 52 for reuse in the precipitation of impurities contained in brewery waste water to the return strand 54 be forwarded. The feedback strand 54 is about the controllable merge 56 with the precipitant feed stream 22 connected.

Das in den beiden Umkehrosmoseeinheiten rückgewonnene Betriebswasser wird über den Bereitstellungsstrang 48 zwecks eines erneuten Einsatzes in einer Brauerei bereitgestellt.The process water recovered in the two reverse osmosis units is transmitted via the supply line 48 provided for re-use in a brewery.

Die vorstehend erläuterte seriell hinter der Umkehrosmoseeinheit 44 geschaltete zweite Fällungseinrichtung 18, die Vorrichtung zur Membranfiltration 32 sowie die zweite Umkehrosmoseeinheit wie auch die beschriebene Rückführung des aufkonzentrierten Brauereiabwassers (Retentat) zwecks Wiederverwendung bei der jeweiligen Fällungsreaktion kann auch bei dem im Zusammenhang mit der 1 erläuterten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein.The above explained serially behind the reverse osmosis unit 44 switched second precipitation device 18 , the device for membrane filtration 32 and the second reverse osmosis unit as well as the described recycling of the concentrated brewery waste water (retentate) for reuse in the respective precipitation reaction can also in the in connection with the 1 be provided explained embodiment.

Nach in der Zeichnung nicht näher wiedergegebenen Ausführungsbeispielen kann die erfindungsgemäße Abwasseraufbereitungsvorrichtung in Abhängigkeit von im Brauereiabwasser enthaltenen Störstoffen für die Umkehrosmose auch beliebige andere Kombinationen bzw. Abfolgen einer Adsorbereinheit 36, eines Ionenaustauschereinheit 40 und/oder einer vorstehend erläuterten Fällungseinrichtung 18 aufweisen. Insbesondere können jeweils mehrere Adsorbereinheiten 36, Umkehrosmoseeinheiten 44 und/oder Fällungseinrichtungen 18 parallel zueinander oder auch seriell hintereinander geschaltet sein.According to embodiments not shown in detail in the drawing, the wastewater treatment device according to the invention can also be any other combinations or sequences of an adsorber unit, depending on impurities contained in the brewery wastewater for the reverse osmosis 36 , an ion exchanger unit 40 and / or a precipitation device explained above 18 exhibit. In particular, in each case several adsorbent units 36 , Reverse osmosis units 44 and / or precipitation devices 18 be parallel to each other or serially connected in series.

Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Brauereiabwasseraufbereitungsverfahren kurz anhand der in 1 erläuterten Brauereiabwasseraufbereitungsvorrichtung beschrieben.Hereinafter, the brewery wastewater treatment method of the present invention will be briefly described with reference to FIGS 1 described brewery wastewater treatment device described.

Das zweckmäßiger Weise zuvor über beispielsweise ein Sedimentations- und Ausgleichsbecken von ungelösten sedimentationsfähigen Stoffen gereinigte bzw. grobgefilterte Brauereiabwasser wird der Brauereiabwasservorrichtung 10 zunächst über den Zuführstrang 12 als Brauereiabwasserstrom zugeführt und in den Membranbioreaktor 14 eingeleitet. In dem Membranbioreaktor 14 eliminieren aerobe Bakterienkulturen in dem Brauereiabwasser enthaltene Störstoffe für die Umkehrosmoseeinheit 44 aus dem Brauereiabwasser. Hierzu zählen insbesondere in dem Brauereiabwasser enthaltene organische Verbindungen, aber auch Phosphate. Zusätzlich werden im Brauereiabwasser suspendierte Partikel aus dem Brauereiabwasser herausgefiltert.The brewery effluent device expediently has previously been purified or coarsely filtered via, for example, a sedimentation and equalization tank of undissolved sedimentable substances 10 first over the Zuführstrang 12 supplied as Brauereiabwasserstrom and in the membrane bioreactor 14 initiated. In the membrane bioreactor 14 Aerobic bacteria cultures eliminate contaminants for the reverse osmosis unit contained in the brewery wastewater 44 from the brewery wastewater. These include in particular in the brewery waste water contained organic compounds, but also phosphates. In addition, suspended in the brewery wastewater particles are filtered out of the brewery wastewater.

Das biologisch und mechanisch vorgereinigte Brauereiabwasser wird nachfolgend über die Zuführeinrichtung 20 mit dem Fällungsmittel, hier einer Calciumhydroxidlösung, versetzt. In der Zuführeinrichtung 20 wird dazu in den Brauereiabwasserstrom die über den Fällungsmittelzuführstrang 22 zugeführte Calciumhydroxidlösung bekannter Stoffmengenkonzentration zwecks Fällung der in dem Brauereiabwasser enthaltenen Carbonathärte mittels der Steuereinrichtung 24 in einem vorgegebenen Mischungsverhältnis zudosiert.The biologically and mechanically pre-cleaned brewery waste water is subsequently via the feeder 20 with the precipitant, here a calcium hydroxide solution, added. In the feeder 20 is added to the brewery waste water stream via the precipitant feed stream 22 supplied calcium hydroxide solution of known molar concentration for the purpose of precipitation of the carbonate hardness contained in the brewery waste water by means of the control device 24 added in a predetermined mixing ratio.

Der solchermaßen mit dem Fällungsmittel versetzte Brauereiabwasserstrom wird unmittelbar nach der Zuführeinrichtung 20 mit einem Druck von 3 bis 10 bar dem Rohrleitungssystem 26 zugeführt, in dem das in der Calciumhydroxidlösung enthaltene Calciumhydroxid das im Brauereiabwasser enthaltene Calciumhydrogencarbonat aus dem Brauereiabwasser ausfällt.The thus added with the precipitant brewery waste stream is immediately after the feeder 20 with a pressure of 3 to 10 bar the piping system 26 in which the calcium hydroxide contained in the calcium hydroxide solution precipitates the calcium hydrogencarbonate contained in the brewery waste water from the brewery wastewater.

Bei der Fällungsreaktion wird das dem Brauereiabwasser zugesetzte Calciumhydroxid mit in dem Brauereiabwasser enthaltenen Calciumionen und Hydrogencarbonat zu unlöslichem Calciumcarbonat und Wasser gemäß der nachstehenden Reaktionsgleichung umgesetzt:

Figure 00150001
In the precipitation reaction, the calcium hydroxide added to the brewery waste water is reacted with calcium ions and bicarbonate contained in the brewery waste water to form insoluble calcium carbonate and water according to the following reaction equation:
Figure 00150001

Das während des Durchströmens des Rohrleitungssystem 18 in seiner Carbonathärte reduzierte Brauereiabwasser enthält den ausgefällten Kalk (CaCO3) in Form von kleinen Schwebepartikel oder auch größeren Kalkagglomeraten und wird (unmittelbar) nach seiner Passage durch das Rohrleitungssystem 18 der Vorrichtung zur Membranfiltration 32 (Membranfilter) mit einem mittleren Druck von bis zu maximal 1,5 bar, insbesondere ungefähr 1 bar, zugeführt.This while flowing through the piping system 18 brewery waste water reduced in its carbonate hardness contains the precipitated lime (CaCO 3 ) in the form of small suspended particles or larger lime agglomerates and becomes (immediately) after its passage through the piping system 18 the device for membrane filtration 32 (Membrane filter) with a mean pressure of up to a maximum of 1.5 bar, in particular about 1 bar, fed.

Das in der Vorrichtung zur Membranfiltration 32 von Trübstoffen befreite Brauereiabwasser wird nachfolgend über den zweiten Leitungsstrang 34 der Adsorbereinheit 36 zugeführt. Innerhalb der Adsorbereinheit 36 wird das Brauereiabwasser über die darin bevorratete Aktivkohle geführt und in dem Brauereiabwasser enthaltene adsorbierfähige Störstoffe für die Umkehrosmoseeinheit, d. h. hier in dem Membranbioreaktor nicht (vollständig) eliminierte organische Verbindungen an die Aktivkohle adsorbiert.The in the device for membrane filtration 32 Brewing wastewater freed from turbid matter is subsequently transferred via the second wiring harness 34 the adsorber unit 36 fed. Within the adsorber unit 36 the brewery waste water is passed over the activated charcoal stored therein and adsorbable impurities contained in the brewery wastewater for the reverse osmosis unit, ie, organic compounds not (completely) eliminated here in the membrane bioreactor, are adsorbed onto the activated carbon.

Das Brauereiabwasser wird nachfolgend über den dritten Leitungsstrang 38 der Ionenaustauschereinheit 40 zugeführt. Innerhalb der Ionenaustauschereinheit 40 werden in den vorangegangenen Verfahrensschritten noch nicht bzw. noch nicht vollständig eliminierte Störstoffe des Brauereiabwassers für die Umkehrosmose weitergehend bzw. vollständig aus dem Brauereiabwasser eliminiert. Dies sind insbesondere Phosphat, Kieselsäure, Barium und Strontium.The brewery wastewater is subsequently via the third wiring harness 38 the ion exchanger unit 40 fed. Within the ion exchanger unit 40 be in the previous process steps not or not yet completely eliminated contaminants of the brewery wastewater for reverse osmosis further or completely eliminated from the brewery wastewater. These are in particular phosphate, silica, barium and strontium.

Über den vierten Leitungsstrang 42 wird das Brauereiabwasser schließlich der Umkehrosmoseeinheit 44 mit einem für die Umkehrosmose erforderlichen definierten Druck (> Atmosphärendruck) zugeführt. In der Umkehrosmoseeinheit 44 wird über die Umkehrosmosemembran 46 aus dem Brauereiabwasser klares Betriebswasser rückgewonnen und über den Betriebswasserstrang 48 für eine erneute Verwendung in der Brauerei bereitgestellt. Das in der Umkehrosmoseeinheit nicht rückgewonnene und nunmehr in seinem Stoffgehalt aufkonzentrierte Brauereiabwasser wird über den Abführstrang 50 entsorgt, beispielsweise in ein Abwasserentsorgungsnetz eingespeist, oder aber zwecks Wiederverwendung bei der vorstehend erläuterten Fällungsreaktion über den Rückführstrang 54 in den Brauereiabwasserstrom rückgeführt.About the fourth wiring harness 42 finally, the brewery wastewater becomes the reverse osmosis unit 44 supplied with a defined pressure required for the reverse osmosis (> atmospheric pressure). In the reverse osmosis unit 44 is via the reverse osmosis membrane 46 recovered from the brewery waste water clear process water and the operating water line 48 provided for reuse in the brewery. The brewery wastewater not recovered in the reverse osmosis unit and now concentrated in its substance content passes through the discharge line 50 disposed of, for example fed into a sewage disposal network, or for reuse in the above-described precipitation reaction via the return strand 54 returned to the brewery wastewater stream.

Die Erfindung betrifft ein Brauereiabwasseraufbereitungsverfahren, aufweisend die folgenden Verfahrensschritte;

  • – biologische Reinigung des Brauereiabwasser in einer biologischen Reinigungsstufe,
  • – Herausfiltern suspendierter Partikel aus dem Brauereiabwasser, und
  • – Abtrennen von Betriebswasser aus dem Brauereiabwasser mittels Umkehrosmose.
The invention relates to a brewery wastewater treatment process, comprising the following process steps;
  • Biological purification of the brewery wastewater in a biological treatment stage,
  • - Filter out suspended particles from the brewery wastewater, and
  • - Separation of process water from the brewery wastewater by reverse osmosis.

Das Brauereiabwasser wird vor dem Umkehrosmoseschritt über ein Adsorbens. und/oder einen Ionenaustauscher geführt und/oder mit einem Fällungsmittel versetzt, um im Brauwasser enthaltene Störstoffe für die Umkehrosmose vorab zu reduzieren bzw. zu eliminieren. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brauereiabwasseraufbereitungsvorrichtung 10, 10', 10'', 10''' zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The brewery waste water is passed through an adsorbent before the reverse osmosis step. and / or passed an ion exchanger and / or added with a precipitant to pre-reduce or eliminate impurities contained in the brewing water for the reverse osmosis. The invention further relates to a brewery wastewater treatment device 10 . 10 ' . 10 '' . 10 ''' for carrying out the method according to the invention.

Claims (10)

Brauereiabwasseraufbereitungsverfahren, aufweisend die folgenden Verfahrensschritte: – biologische Reinigung von Brauereiabwasser in einer biologischen Reinigungsstufe, – Herausfiltern suspendierter Partikel aus dem Brauereiabwasser, und – Abtrennen von Betriebswasser aus dem Brauereiabwasser mittels Umkehrosmose, dadurch gekennzeichnet, dass das Brauereiabwasser vor dem Umkehrosmoseschritt über ein Adsorbens und/oder einen Ionenaustauscher geführt und/oder mit einem Fällungsmittel versetzt wird.Brewery wastewater treatment process, comprising the following process steps: - biological purification of brewery wastewater in a biological purification stage, - filtering out suspended particles from the brewery waste water, and - separating process water from the brewery wastewater by means of reverse osmosis, characterized in that the brewery wastewater before the reverse osmosis step via an adsorbent and / / or guided an ion exchanger and / or mixed with a precipitant. Brauereiabwasseraufbereitungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Adsorbens Aktivkohle eingesetzt wird.Brewery wastewater treatment process according to claim 1, characterized in that activated carbon is used as the adsorbent. Brauereiabwasseraufbereitungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Fällungsmittel eine Calciumhydroxidlösung und/oder eine Eisen(III)-chloridlösung eingesetzt wird.Brewery wastewater treatment process according to claim 1 or 2, characterized in that a calcium hydroxide solution and / or an iron (III) chloride solution is used as precipitant. Brauereiabwasseraufbereitungsverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem Fällungsmittel versetzte Brauereiabwasser innerhalb einer mittleren Verweilzeit von T ≤ 6 Minuten bei einem definierten Druck > Atmosphärendruck innerhalb eines Rohrleitungssystems (26) unter Ablauf einer Fällungsreaktion strömend geführt wird.Brewery wastewater treatment process according to one of the preceding claims, characterized in that the brewery wastewater added with the precipitating agent within a mean residence time of T ≤ 6 minutes at a defined pressure> atmospheric pressure within a pipeline system ( 26 ) is passed under the expiration of a precipitation reaction. Brauereiabwasseraufbereitungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Brauereiabwasser nach der Fällungsreaktion einer Vorrichtung zur Membranfiltration (32) zugeführt wird.Brewery wastewater treatment process according to one of the preceding claims, characterized in that the brewery effluent after the precipitation reaction of a device for membrane filtration ( 32 ) is supplied. Brauereiabwasseraufbereitungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass zu der biologischen Reinigung des Brauereiabwassers und zum Herausfiltern suspendierter Partikel aus dem Brauereiabwasser ein Membranbioreaktor (14) eingesetzt wird. Brewery wastewater treatment process according to one of the preceding claims, characterized in that for the biological purification of the brewery waste water and for filtering out suspended particles from the brewery waste water, a membrane bioreactor ( 14 ) is used. Brauereiabwasseraufbereitungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein bei der Umkehrosmose anfallendes Retentat zumindest teilweise rückgeführt und dem Brauereiabwasser erneut zugeführt wird.Brewery wastewater treatment process according to one of the preceding claims, characterized in that a retentate accumulating in the reverse osmosis is at least partially recycled and fed again to the brewery waste water. Brauereiabwasseraufbereitungsvorrichtung (10; 10'; 10''; 10'''), mit einer biologischen Reinigungsstufe, einer Vorrichtung zur Membranfiltration, um suspendierte Partikel aus dem biologisch gereinigten Brauereiabwasser herauszufiltern, und mit einer Umkehrosmoseeinheit (44) zum Abtrennen von Betriebswasser aus dem Brauereiabwasser im Wege einer Umkehrosmose, dadurch gekennzeichnet, dass der Umkehrosmoseeinheit eine Adsorbereinheit (36) und/oder eine Ionenaustauschereinheit (40) und/oder eine Fällungseinrichtung (18) vorgeschaltet ist.Brewery wastewater treatment device ( 10 ; 10 '; 10 ''; 10 ''' ), with a biological purification stage, a membrane filtration device to filter out suspended particles from the biologically purified brewery waste water, and a reverse osmosis unit ( 44 ) for separating process water from the brewery wastewater by way of reverse osmosis, characterized in that the reverse osmosis unit has an adsorber unit ( 36 ) and / or an ion exchanger unit ( 40 ) and / or a precipitation device ( 18 ) is connected upstream. Brauereiabwasseraufbereitungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fällungseinrichtung (18) eine Zuführeinrichtung (20) zum Zusammenführen eines Fällungsmittels mit einem Brauereiabwasserstrom in einem vorgebbaren Mischungsverhältnis und ein Rohrleitungssystem (26) aufweist, durch das das mit dem Fällungsmittel versetzte Brauereiabwasser innerhalb einer Verweilzeit von T ≤ 6 Minuten unter einem definierten Druck > Atmosphärendruck während des Ablaufs der Fällungsreaktion strömt.Brewery wastewater treatment device according to claim 8, characterized in that the precipitation device ( 18 ) a feeder ( 20 ) for combining a precipitating agent with a brewery waste water stream in a predeterminable mixing ratio and a piping system ( 26 ), through which the brewery waste water added with the precipitant flows within a residence time of T ≦ 6 minutes under a defined pressure> atmospheric pressure during the course of the precipitation reaction. Brauereiabwasseraufbereitungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die biologische Reinigungsstufe und die Vorrichtung zur Membranfiltration durch einen Membranbioreaktor (14) gebildet sind.Brewing wastewater treatment device according to claim 8 or 9, characterized in that the biological purification stage and the device for membrane filtration through a membrane bioreactor ( 14 ) are formed.
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