DE102010043662B4 - Brewery wastewater treatment process as well as brewery wastewater treatment device - Google Patents
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Abstract
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, Das Brauereiabwasser wird vor dem Umkehrosmoseschritt über ein Adsorbens und/oder einen Ionenaustauscher geführt und/oder mit einem Fällungsmittel, versetzt. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brauereiabwasseraufbereitungsvorrichtung (10) zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The invention relates to a brewery wastewater treatment process, comprising the following process steps: - biological cleaning of the brewery wastewater in a biological purification stage, - filtering out suspended particles from the brewery wastewater, and - separation of process water from the brewery wastewater by means of reverse osmosis / or an ion exchanger and / or mixed with a precipitant. The invention also relates to a brewery wastewater treatment device (10) for carrying out the method according to the invention.
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.
- - 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 Membranflitration (Mikro- und/oder Ultrafiltrationssystem) herausgefiltert und nachfolgend aus dem so vorbehandelten Brauereiabwasser im Wege einer Umkehrosmose Betriebswasser rückgewonnen.In the brewery 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, suspended in the brewery wastewater filtered through a device for membrane filtration (micro and / or ultrafiltration) 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. a high proportion of process water recovered from the brewery waste water; enable. 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. of 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 Calclumhydroxidlosung 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 can also iron (III) - be used chloride, wherein the precipitation of phosphates, for example, by means of aluminum sulfate can be done. The calclum hydroxide solution may in principle 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 Mikrofltration 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 micro-filtration 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:
Ein erster Leitungsstrang
Die Calciumhydroxidlösung kann als untersättigtes oder auch gesättigtes Kalkwasser oder aber als übersättigte Lösung, bei der Calciumhydroxid zusätzlich auch in ungelöster Form suspendiert ist, d. h. als eine sogenannte Kalkmilch, vorliegen.The calcium hydroxide solution may be in the form of undersaturated or saturated lime water or else as a supersaturated solution in which calcium 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.As the precipitating agent, other precipitating agents for precipitating reverse osmosis impurities contained in the brewery waste water such as iron (III) chloride solution for precipitating phosphate and arsenic contained in the brewery waste water may basically be used.
Eine Steuereinrichtung
Die Fällungseinrichtung
Zwecks eines möglichst hohen Durchmischungsgrads des Brauereiabwasserstroms mit dem Fällungsmittel und damit einer möglichst wirksamen und schnellen Fällungsreaktion ist im Rohrleitungssystem ein statischer Mischer
Im Rohrleistungssystem
Nach in der Zeichnung nicht näher wiedergegebenen Ausführungsbeispielen kann das Rohrleitungssystem
Dem mäanderförmigen Rohrleitungssystem ist zwecks Entfernung von gefällten Störstoffen und anderen im Brauereiwasser enthaltenen Schwebstoffen bzw. Partikeln eine Vorrichtung zur Membranfiltration
Ein zweiter Leitungsstrang
Ein dritter Leitungsstrang
Ein vierter Leitungsstrang
Ein Betriebswasserstrang
In
In
In
Das aus der Umkehrosmoseeinheit
Das Brauereiabwasser wird zwecks einer weitergehenden Rückgewinnung von Betriebswasser aus dem Brauereiabwasser über den dritten Leitungsstrang
Das in den beiden Umkehrosmoseeinheiten rückgewonnene Betriebswasser wird über den Bereitstellungsstrang
Die vorstehend erläuterte seriell hinter der Umkehrosmoseeinheit
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
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Brauereiabwasseraufbereitungsverfahren kurz anhand der in
Das zweckmäßiger Weise zuvor über beispielsweise ein Sedimentations- und Ausgleichsbecken von ungelösten sedimentationsfähigen Stoffen gereinigte bzw. grobgefilterte Brauereiabwasser wird der Brauereiabwasservorrichtung
Das biologisch und mechanisch vorgereinigte Brauereiabwasser wird nachfolgend über die Zuführeinrichtung
Der solchermaßen mit dem Fällungsmittel versetzte Brauereiabwasserstrom wird unmittelbar nach der Zuführeinrichtung
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: 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:
Das während des Durchströmens des Rohrleitungssystem
Das in der Vorrichtung zur Membranfiltration
Das Brauereiabwasser wird nachfolgend über den dritten Leitungsstrang
Über den vierten Leitungsstrang
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.
- 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
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