DE102011006615A1 - Plant for treating fluid with activated carbon comprises a device for introducing activated carbon in fluid, an activated carbon application area exhibiting cleaning effect and a cleaning device for separating activated carbon from fluid - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Anlage für das Behandeln von Fluid mit Aktivkohle, mit einer Einrichtung für das Einbringen von Aktivkohle in Flüssigkeit, mit einem Aktivkohle-Applikationsbereich, in dem die in die Flüssigkeit eingebrachte Aktivkohle in der zu Behandelnden Fluid eine Reinigungswirkung durch Adsorption und/oder Absorption von Schadstoffen aus dem Fluid entfalten kann, und mit einer Reinigungseinrichtung für das Abtrennen von Aktivkohle aus der Flüssigkeit einschließlich der dem Fluid entzogenen Schadstoffe.The invention relates to a plant for the treatment of fluid with activated carbon, with a device for the introduction of activated carbon in liquid, with an activated carbon application area in which the introduced into the liquid activated carbon in the fluid to be treated a cleaning effect by adsorption and / or Absorption of pollutants from the fluid can develop, and with a cleaning device for separating activated carbon from the liquid including the pollutants extracted from the fluid.
Anlagen für das Behandeln von Fluid mit Aktivkohle werden insbesondere in Klärwerken eingesetzt. In solchen Anlagen können dem Abwasser organische Geruchs- und Geschmacksstoffe, Arzneimittelrückstände, Pflanzenschutzmittel und Chlorkohlenwasserstoffe oder auch pathogene Komponenten wie Bakterien, Viren und Protozoen entzogen werden. Dort wird dem Abwasser Aktivkohle in Form von Pulveraktivkohle beigemischt. Das mit Aktivkohle versetzte Abwasser wird dann in ein Kontaktbecken geleitet. In dem Kontaktbecken entzieht die Pulveraktivkohle dem Abwasser Schmutzstoffe durch Adsorption. Anschließend wird die mit Schmutzstoffen angereicherte Aktivkohle aus dem gereinigten Abwasser abgetrennt. Hierzu ist es bekannt, durch Zugabe von Flockungsmittel wie z. B. Aluminiumsulfat, Eisen-II-Chlorid oder Polyelektrolyt die Aktivkohle in dem gereinigten Abwasser aufzuflocken. In einer Filterstufe wird diese aufgeflockte Aktivkohle dann separiert.Systems for the treatment of fluid with activated carbon are used in particular in sewage treatment plants. In such plants the effluent organic odors and flavorings, pharmaceutical residues, pesticides and chlorinated hydrocarbons or pathogenic components such as bacteria, viruses and protozoa can be withdrawn. There, activated carbon in the form of powdered activated carbon is added to the wastewater. The activated carbon offset wastewater is then passed into a contact basin. In the contact basin, the powdered activated carbon extracts pollutants from the wastewater by adsorption. Subsequently, the activated carbon enriched with contaminants is separated from the purified wastewater. For this purpose, it is known by the addition of flocculants such as. As aluminum sulfate, ferrous chloride or polyelectrolyte flare the activated carbon in the purified wastewater. In a filter stage, this flocculated activated carbon is then separated.
Weil das Flockungsmittel die noch freien Poren der Aktivkohle verstopft, hat die über die Filterstufe abgetrennte Aktivkohle keine Reinigungseigenschaft, auch wenn die Aufnahmekapazität der Aktivkohle für Schadstoffe aus dem Abwasser in dem Kontaktbecken lediglich teilweise ausgeschöpft wurde. In den bekannten herkömmlichen Anlagen wird deshalb im Bezug auf die Schadstoffmengen, die dem Abwasser entzogen werden, relativ viel Aktivkohle verbraucht. Aktivkohle für das Reinigen von Abwasser ist teuer in der Anschaffung. Darüber hinaus muss verunreinigte Aktivkohle wegen der daren adsorbierten Schadstoffe u. U. auch kostspielig entsorgt werden.Because the flocculant clogs the still free pores of the activated carbon, the activated carbon separated via the filter stage has no cleaning property, even if the absorption capacity of the activated carbon for pollutants from the wastewater in the contact basin was only partially exhausted. In the known conventional systems therefore relatively much activated carbon is consumed in terms of the amounts of pollutants that are withdrawn from the wastewater. Activated carbon for cleaning wastewater is expensive to buy. In addition, contaminated activated carbon due to the daren adsorbed pollutants u. U. also be disposed of costly.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anlage für das Behandeln eines Fluids mit Aktivkohle bereitzustellen, in der dem Fluid mit wenig Aktivkohle große Schadstoffmengen entzogen werden können.The object of the invention is to provide a system for treating a fluid with activated carbon, in which the fluid can be withdrawn with low levels of activated carbon large amounts of pollutants.
Diese Aufgabe wird durch eine Anlage der eingangs genannte Art gelöst, bei der die Reinigungseinrichtung eine Trennvorrichtung für die in der Flüssigkeit mitgeführte Aktivkohle enthält, die über eine Zulauföffnung mit der Flüssigkeit beaufschlagt wird, wobei durch eine Unterlauföffnung Flüssigkeit abführbar ist, mit einer gegenüber dem Zustand an der Zulauföffnung erhöhten Konzentration an Aktivkohle-Partikeln, und wobei an einer Überlauföffnung Flüssigkeit mit einer gegenüber dem Zustand an der Zulauföffnung reduzierten Konzentration an Aktivkohle-Partikeln abführbar ist.This object is achieved by a plant of the type mentioned, in which the cleaning device includes a separator for the entrained in the liquid activated carbon, which is acted upon via an inlet opening with the liquid, which is discharged through an underflow opening liquid, with respect to the state at the inlet opening increased concentration of activated carbon particles, and wherein at an overflow liquid with a reduced compared to the state at the inlet opening concentration of activated carbon particles can be discharged.
Unter der Konzentration der Aktivkohle-Partikel in der Flüssigkeit wird dabei die Masse der Aktivkohl-Partikel pro Volumeneinheit der Flüssigkeit verstanden.The concentration of the activated carbon particles in the liquid is understood to be the mass of the activated carbon particles per unit volume of the liquid.
Indem die Aktivkohlepartikel in der durch die Unterlauföffnung abgeführten Flüssigkeit, die der durch die Überlauföffnung geführten Flüssigkeit entzogen sind, dem Aktivkohle-Applikationsbereich wieder zugeführt werden, um darin Fluid zu reinigen, ist es möglich, das Adsorptionsvermögen von Aktivkohle für Schadstoffe sehr weitgehend auszunützen.By reintroducing the activated carbon particles in the liquid discharged through the underflow opening, which are withdrawn from the liquid guided through the overflow opening, to the activated carbon application area to purify fluid therein, it is possible to make most use of the adsorbability of activated carbon for pollutants.
Für das Trennen der Flüssigkeit mit der darin mitgeführten Aktivkohle enthält die Trennvorrichtung bevorzugt wenigstens einen Zyklon mit einem Zyklongehäuse, das einen sich mit Verjüngung in einer Längsrichtung erstreckenden Hohlraum umgibt und das einen Zulauf für tangentiales Einströmen von Flüssigkeit aus dem Leitungssystem hat, die in dem Hohlraum einen Außenwirbel bildet, der aufgrund der Verjüngung des Hohlraums in einen Innenwirbel übergeht, welcher durch einen an dem Gehäuse ausgebildeten Überlauf aus dem Hohlraum austritt.For separating the liquid with the activated carbon entrained therein, the separator preferably includes at least one cyclone having a cyclone body surrounding a longitudinally tapered cavity and having a tangential inflow of liquid from the conduit system in the cavity forms an outer vortex, which merges due to the taper of the cavity in an inner vortex, which exits through an opening formed on the housing overflow from the cavity.
Der Erfindung liegt dabei der Gedanke zugrunde, dass mit einem Zyklon ein großer Anteil der Aktivkohlepartikel in der Flüssigkeit mit einer geringen Flüssigkeitsmenge abgetrennt werden kann. Eine Idee der Erfindung ist es deshalb, die abgetrennten Aktivkohlepartikel mit einer geringen Flüssigkeitsmenge dem Reinigungsprozess für das Fluid wieder zuzuführen, damit die noch nicht vollständig ausgeschöpfte Reinigungskapazität bei diesen Aktivkohlepartikeln noch ausgeschöpft werden kann.The invention is based on the idea that with a cyclone, a large proportion of the activated carbon particles can be separated in the liquid with a small amount of liquid. One idea of the invention is therefore to reintroduce the separated activated carbon particles with a small amount of liquid into the cleaning process for the fluid, so that the not yet completely exhausted cleaning capacity of these activated carbon particles can still be utilized.
Von Vorteil ist es, wenn der Zulauf in einen zylindrischen Abschnitt des Zyklongehäuses mündet und der Überlauf ein in den zylindrischen Abschnitt des Zyklongehäuses ragendes Tauchrohr umfasst, wobei sich an den zylindrischen Abschnitt des Zyklongehäuses ein Gehäuseabschnitt mit einem sich konisch verjüngendem Innenquerschnitt anschließt, der sich zu einer Unterlauföffnung erstreckt.It is advantageous if the inlet opens into a cylindrical portion of the cyclone housing and the overflow comprises a projecting into the cylindrical portion of the cyclone housing immersion tube, wherein the cylindrical portion of the cyclone housing, a housing portion connects with a conically tapered inner cross-section which adjoins an underflow opening extends.
Die Erfinder haben in Versuchen herausgefunden, dass in einem Vergleich mit Filtern, die ein charakteristisches Spaltmaß aufweisen, bei gleichem Durchsatz von fluidem Medium pro Zeiteinheit und gleichem Differenzdruck (d. h. Druckverlust) mit einer erfindungsgemäßen Trennvorrichtung Aktivkohlepartikel und auch Schmutzpartikel abgetrennt werden können, deren Korngröße kleiner ist als das charakteristische Spaltmaß der Filter.The inventors have found in experiments that in a comparison with filters having a characteristic gap size, separated at the same throughput of fluid medium per unit time and the same differential pressure (ie pressure loss) with a separator according to the invention activated carbon particles and also dirt particles can be whose grain size is smaller than the characteristic gap of the filter.
Es hat sich gezeigt, dass der Druckverlust für das durch die Trennvorrichtung geführte Fluid minimiert werden kann, indem der Zulauf einen mit einer Innenwandung eines Deckelteils des zylindrischen Abschnitts des Zyklongehäuses fluchtenden Wandabschnitt hat. Günstig ist dabei insbesondere, wenn der Zulauf mit einem eine Zulaufhöhe a und eine Zulaufbreite b aufweisenden rechteckigen Öffnungsquerschnitt ausgebildet ist. Hier sind folgende Werte für das Verhältnis a/b der Zulaufhöhe a und der Zulaufbreite b von Vorteil: 1 ≤ a/b ≤ 1.3. Von Vorteil ist es auch, wenn die Eintauchtiefe ht des Tauchrohrs in das Zyklongehäuse die Zulaufhöhe a übersteigt. Günstigerweise gilt für das Verhältnis der Höhe hz des zylindrischen Abschnitts des Zyklongehäuses und der Höhe hk des Gehäuseabschnitts mit einem sich konisch verjüngenden Innenquerschnitt: 1.5 ≤ hz/hk ≤ 2.5. Der Öffnungswinkel ε des Gehäuseabschnitts mit dem sich konisch verjüngendem Innenquerschnitt im Bereich 2° ≤ ε ≤ 6° hat sich als besonders vorteilhaft für das Strömungsverhalten von Wasser erwiesen.It has been found that the pressure loss for the fluid passed through the separator can be minimized by the inlet having a wall portion aligned with an inner wall of a lid portion of the cylindrical portion of the cyclone body. It is advantageous in particular if the inlet is formed with a inlet opening a and an inlet width b having rectangular opening cross-section. Here, the following values for the ratio a / b of the inlet height a and the inlet width b are advantageous: 1 ≦ a / b ≦ 1.3. It is also advantageous if the immersion depth h t of the dip tube into the cyclone housing exceeds the inlet height a. The ratio of the height h z of the cylindrical section of the cyclone housing and the height h k of the housing section with a conically tapering internal cross section is favorably valid for the ratio h z of the cylindrical section: 1.5 ≦ h z / h k ≦ 2.5. The opening angle ε of the housing section with the conically tapering internal cross section in the
Um die Aktivkohle auszufiltern, welche die durch die Trennvorrichtung strömende Flüssigkeit enthält, ist es günstig, in der Reinigungseinrichtung eine Filterstufe vorzusehen. Diese Filterstufe kann z. B. ein Sandfilter enthalten und/oder ein Bandfilter aufweisen.In order to filter out the activated carbon which contains the liquid flowing through the separating device, it is favorable to provide a filter stage in the cleaning device. This filter level can z. B. include a sand filter and / or have a band filter.
Dem Aktivkohle-Applikationsbereich kann die Flüssigkeit z. B. aus einem Mischbecken und/oder einem Belebungsbecken zugeführt werden. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Trennvorrichtung für das Rückführen von Flüssigkeit mit Aktivkohlepartikeln mit dem Mischbecken und/oder dem Belebungsbecken verbunden ist. Günstigerweise ist in dem Leitungssystem eine Umwälzpumpe mit einem Ablaufanschluss angeordnet, der mit der Zulauföffnungen der Trennvorrichtung verbunden ist. Der Aktivkohle-Applikationsbereich kann z. B. ein Ausgleichs- und Kontaktbecken umfassen. Insbesondere kann der Aktivkohle-Applikationsbereich eine Einrichtung für das Zuführen von Oxidationsluft aufweisen.The activated carbon application area, the liquid z. B. from a mixing basin and / or an aeration tank. It is advantageous if the separation device for the return of liquid with activated carbon particles is connected to the mixing tank and / or the aeration tank. Conveniently, a circulation pump is arranged with a discharge port in the line system, which is connected to the inlet openings of the separation device. The activated carbon application area can, for. B. include a balancing and contact basin. In particular, the activated carbon application region may have a device for supplying oxidizing air.
Der Aktivkohle-Applikationsbereich kann z. B. auch eine Rieselreinrichtung für das Beaufschlagen von Rauchgas mit Flüssigkeit enthalten, in die Aktivkohle eingebracht ist.The activated carbon application area can, for. B. also contain a trickle device for applying flue gas with liquid is introduced into the activated carbon.
Indem die Trennvorrichtung mehrere Zyklone mit einem Zyklongehäuse enthält, das einen sich mit Verjüngung in einer Längsrichtung erstreckenden Hohlraum umgibt und das einen Zulauf für tangentiales Einströmen von Flüssigkeit aus dem Leitungssystem hat, die in dem Hohlraum einen Primärwirbel bildet, der aufgrund der Verjüngung des Hohlraums in einen Sekundärwirbel übergeht, welcher durch einen an dem Gehäuse ausgebildeten Überlauf aus dem Hohlraum austritt, ist es möglich, die Trennvorrichtung mit sehr großen Flüssigkeitsströmen zu durchsetzten. Die erfindungsgemäße Anlage kann z. B. in einem Klärwerk, in einer Reinigungsvorrichtung für Rauchgas oder auch in einer Reinigungsvorrichtung für die Abluft aus einer Lackieranlage eingesetzt werden.In that the separator includes a plurality of cyclones with a cyclone body surrounding a longitudinally tapered cavity and having a tangential inflow of fluid from the conduit system forming a primary vortex in the cavity due to the tapering of the cavity in a secondary vortex passes, which exits through an opening formed on the housing overflow from the cavity, it is possible to enforce the separator with very large liquid flows. The inventive system can, for. B. in a sewage treatment plant, in a cleaning device for flue gas or in a cleaning device for the exhaust air from a paint shop.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.In the following the invention will be explained in more detail with reference to the embodiments schematically illustrated in the drawing.
Es zeigenShow it
Die
In dem Klärwerk
Von dem Belebungsbecken
Aus dem Belebungsbecken
Der größte Teil des mit dem Zuwachs von Biomasse in dem Belebungsbecken
Ein Ziel ist, dass der Belebtschlamm gute Absetzeigenschaften aufweist. Wenn das nicht der Fall ist, etwa weil sich aufgrund von massenweisen Wachstums fadenförmiger Mikroorganismen sogenannter Blähschlamm bildet, kann nämlich der Belebtschlamm aus dem Abwasser nicht mehr gut abgetrennt werden. Das Bilden von Blähschlamm lässt sich durch Vorschalten von kleinen, nicht oder nur gering belüfteten zusätzlichen Becken vor dem Belebungsbecken
In dem Klärwerk
Darauf wird in dem Klärwerk
Für das Abtrennen der mit Schadstoffen beaufschlagten Aktivkohle aus dem Abwasser enthält das Klärwerk
Die Trennvorrichtung
Die Trennvorrichtung
Die Überlauföffnung
Die
Die Trennvorrichtung
Mit der Pumpe
Das Deckenabteil
In einem jeden Zyklon
Die
Die
Aktivkohlepartikel, deren Korngröße G den Betrag aMax übersteigt, gelangen nicht zu der Sandfilteranlage
Die
Der Zulauf
Die
Die
Die
Die
In der Anlage
Die Vorrichtung
In dem Aktivkohle-Applikationsbereich
Um dem wässrigen Medium
Mittels der Zyklone in der Trennvorrichtung
Aktivkohlepartikel, deren Korngröße G den Betrag aMax übersteigt, werden durch die Überlauföffnung
Zusammenfassend sind insbesondere folgende bevorzugte Merkmale festzuhalten: Eine Anlage
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R083 | Amendment of/additions to inventor(s) | ||
R163 | Identified publications notified | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: DUERR SYSTEMS AG, DE Free format text: FORMER OWNER: DUERR SYSTEMS GMBH, 74321 BIETIGHEIM-BISSINGEN, DE |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: WOLF, PFIZ & GAUSS PATENTANWAELTE PARTNERSCHAF, DE Representative=s name: PFIZ/GAUSS PATENTANWAELTE PARTMBB, DE |
|
R120 | Application withdrawn or ip right abandoned |