DE10249450A1

DE10249450A1 - Verfahren sowie Vorrichtung zur Rückgewinnung von industriellem Wasser, insbesondere in Faservliesgewebe produzierenden Anlagen

Info

Publication number: DE10249450A1
Application number: DE10249450A
Authority: DE
Inventors: Saverio Libero Trevisan
Original assignee: IDROSISTEM ENERGY Srl
Current assignee: IDROSISTEM ENERGY Srl
Priority date: 2001-10-24
Filing date: 2002-10-24
Publication date: 2003-07-31
Also published as: FR2831157A1; ITVI20010221A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung von industriellem Wasser, insbesondere in Faservliesgewebe produzierenden Anlagen, umfassend zumindest eine Flotations- und eine Filtrierungsbehandlung für den Erhalt einer regenerierten Flüssigkeit, die in den Produktionsablauf zurückgeführt werden kann. Um ein Verfahren zu schaffen, das es erlaubt, mindestens einen Flotationsvorgang auch für Abwasser mit mittel-geringem Schwebstoff durchzuführen, der dem Filtrierungsvorgang vorausgeht, wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß die Flotationsbehandlung und die Filtrierungsbehandlung innerhalb derselben unter Überdruck stehenden Prozeßanlage durchgeführt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Rückgewinnung von industriellem Wasser, insbesondere in Faservliesgewebe produzierenden Anlagen. Außerdem wird die Erfindung in der Färbe-, Gerb- und Papier-Branche verwendet.

Der Produktionsablauf für die Herstellung von Faservliesgeweben beinhaltet einen Verfahrensschritt, bei welchem das Faservliesgewebe mit regenerierter Flüssigkeit, z. B. Wasser, per Hochdruckstrahl bearbeitet wird. Dieser Verfahrensschritt erzeugt Abwasser, das diverse Schadstoffe, wie z. B. Öle, Tenside oder dergleichen sowie Faserschwebstoffe enthält. Um eine gereinigte und regenerierte Flüssigkeit in den Produktionsablauf wieder zurückführen zu können, wird das Abwasser entsprechend behandelt. Eine erste vorbekannte Behandlungsart umfaßt mindestens einen Filtrierungsvorgang. Eine zweite vorbekannte Behandlungsart umfaßt mindestens einen Flotationsvorgang und mindestens einen nachfolgenden Filtrierungsvorgang. Eine Vorrichtung, die die erste Behandlungsart durchführt, beinhaltet dabei Filtrierungsvorrichtungen der Band-Art, die großformatige Fremdstoffe aussondern, sowie Filtrierungsvorrichtungen der Sand-Art, die die verbleibenden Fremdstoffe aussondern. Eine Vorrichtung, die die zweite vorbekannte Behandlungsart durchführt, umfaßt sowohl ein Flotationselement, welches durch Flotation großformatige Fremdstoffe aussondert, als auch Filtrierungsvorrichtungen der Sand-Art.

Die erste vorbekannte Behandlungsart hat mindestens zwei Nachteile: Eine drastische Reduzierung der Filtrierungseffizienz aufgrund vorhandener Öle und Tenside; und eine rasche Verschmutzung der Filter, wenn der Fasergehalt Werte von ungefähr 100 ppm (100 mg/l) überschreitet.

Diese vorbeschriebenen Nachteile führen zur Wahl der zweiten vorbekannten Behandlungsart.

Ein Nachteil der zweiten vorbekannten Behandlungsart ist im wesentlichen, daß Vorrichtungen, die mit einem Flotationselement versehen sind, wirtschaftlich unvorteilhaft sind, sobald der Fasergehalt im Abwasser nicht mindestens ungefähr 500 ppm (500 mg/l) entspricht. Dieser Umstand ist dadurch begründet, daß der Einsatz eines Flotationselements eine Erhöhung der Einrichtungskosten, der Betriebs- und Wartungskosten sowie der Kosten, die durch den beträchtlichen Verbrauch chemischer Reagenzen entstehen, mit sich bringt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des zuvor beschriebenen Standes der Technik zu überwinden. Eine besonderes Ziel ist es dabei, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Rückgewinnung von industriellem Abwasser, insbesondere in Faservliesgewebe produzierenden Anlagen anzugeben, die es erleichtern, mindestens einen Flotationsvorgang auch für Abwasser mit mittelgeringem Schwebstoffgehalt durchzuführen, der dem Filtrierungsvorgang vorausgeht. Auch soll mit der Erfindung ein Verfahren angegeben werden, das automatisierbar ist, um so die Kosten eingrenzen zu können. Auch soll ein Verfahren angegeben werden, welches nur eine geringe Anzahl von Verfahrensschritten umfaßt und das zeitoptimiert durchgeführt werden kann. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine effiziente Vorrichtung anzugeben, um die Anlagen-, Wartungs- und Betriebskosten zu begrenzen. Die Vorrichtung soll dabei einen vollautomatischen Betrieb aufweisen.

Diese Aufgaben und Ziele werden durch ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Rückgewinnung von industriellem Wasser, insbesondere in Faservliesgewebe produzierenden Anlagen, gelöst, wie sie in den Ansprüchen angegeben sind.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines bevorzugten aber nicht beschränkenden Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der nicht begrenzenden vier Zeichnungen, worin:

Abb. 1 eine Generalansicht der Vorrichtung zeigt;

Abb. 2 eine detaillierte Ansicht eines Teils der Vorrichtung zeigt;

Abb. 3, 4, 5 und 6 detaillierte Ansichten weiterer Bereiche der Vorrichtung während unterschiedlicher Verfahrensschritte zeigen.

Das Verfahren zur Rückgewinnung von industriellem Abwasser in Faservliesgewebe produzierenden Anlagen beinhaltet eine Flotationsbehandlung sowie eine Abwasserfiltrierungsbehandlung, um eine regenerierte Flüssigkeit zu erhalten, die in den Produktionsablauf zurückgeführt werden kann. Im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, bei welchen jede Behandlung aufeinanderfolgend in einer getrennten Prozeßanlage durchgeführt wird, erfolgen gemäß der Erfindung diese Behandlungen innerhalb nur einer unter Überdruck stehenden Prozeßanlage.
Der Flotationsbehandlung geht eine Aufbereitung des Abwassers voraus. Ein Anteil der regenerierten Flüssigkeit, der während der zuvor stattfindenden Druckbehandlung Druckluft zugeführt wurde, was das Erscheinen des Schwebstoffanteils während der Flotationsbehandlung fördert, wird mit dem Abwasser kombiniert und zusammen mit dem Abwasser in die Prozeßanlage eingeführt.
Nach der Druckluftzufuhr sammelt sich die Luft im oberen Bereich der Prozeßanlage, wobei eine Blase entsteht, welche die Funktionalität der Anlage behindert. Dementsprechend wird die Luft gemäß der sich ergebenden Erfordernisse aus der Prozeßanlage entfernt.
Die Schicht des Schwebstoffbereiches in der Anlage wird durch einen Ablaß mittels einer Gegenstromwäsche ausgestoßen.
Die Filtrierungsbehandlung wird durchgeführt, indem das zuvor flotierte Abwasser durch eine dichte Sandschicht geleitet wird.
Die Vorrichtung 5 umfaßt eine Prozeßanlage 6, die Abwasser dahingehend behandelt, um eine regenerierte Flüssigkeit zu erlangen, in diesem Fall Wasser, die in den Behandlungsablauf zurückgeführt werden kann.
Erfindungsgemäß umfaßt die Prozeßanlage 6 einen Druckbehälter, der einen Flotationsbereich 8 sowie einen Filtrierungsbereich 9 umfaßt, was insbesondere den Fig. 3 bis 5 entnommen werden kann.
Mit besonderem Bezug auf die Abb. 3 bis 5 wird darauf hingewiesen, daß der Flotationsbereich 8 oberhalb des Filtrierungsbereiches 9 angeordnet ist. Auf diese Weise erfolgen Flotations- und Filtrierungsbehandlungen aufeinanderfolgend innerhalb der gemeinsamen Aufbereitungsanlage 6.
Das Abwasser wird dem Flotationsbereich 8 mittels einer Verteilereinheit vom Kreuztyp zugeführt. Die Aufbereitung des Abwassers findet sodann in einer abwärts nach unten gerichteten Fließbewegung innerhalb der Prozeßanlage 6 statt.
Wie insbesondere in den Abb. 1 und 2 ersichtlich, führt ein Rohr 12 von einem Tank 10, der die regenerierte Flüssigkeit 11 sammelt, ab und verzweigt sich in die Rohre 13 und 14.
Entlang des Rohres 13, welches einen Anteil der regenerierten Flüssigkeit abzieht, die durch das Rohr 12 fließt, befindet sich ein Druckelement 15 sowie ein Zuführungselement 16, um Druckluft in das Rohr 13 einzuführen.
Das Rohr 13 endet in einem Rohr 17, das stromabwärts vom Druckelement 15 und Zuführungselement 16 angeordnet ist.
Das Rohr 17 führt den Anteil der regenerierten Flüssigkeit sowie das zuvor unbehandelte Wasser in die Prozeßanlage 6, insbesondere in den Druckbehälter 7.
Im Detail besteht das Druckelement 15 aus einem Teil des Rohres 14, welches am Auslaßende eine Pumpe 18, die den Druck auf den Anteil der regenerierten Flüssigkeit erhöht, und eine durch einen Flansch 19 geformte Drossel aufweist, so daß in diesem Bereich des Rohres der Druck ungefähr 6 bar entspricht.
Das Zuführungselement 16 weist einen Dreiwege-Mischer 20 auf, wobei zwei der Wege mit einem Teil des Rohres 13 verbunden sind und der dritte Weg durch eine entsprechende Verbindung Druckluft von ungefähr 7 bar aufnimmt. Versehen mit einer Vielzahl winziger Blasen, welche die Flotation des Abwassers im Druckbehälter hervorrufen, verläßt der Anteil der regenerierten Flüssigkeit auf diese Weise die Drossel.
Während der Flotation formiert sich im Druckbehälter 7 eine Schwebstoff-Schicht 21 an einer freien Oberfläche des Abwassers und verdichtet sich fortschreitend während sich die Menge des behandelten Abwassers erhöht.
Infolge der Druckluftzufuhr bildet sich mit der Zeit im oberen Bereich des Druckbehälters 7 eine Luftblase aus, die sich ebenfalls mit der Menge des behandelten Abwassers vergrößert. Die Blase drückt die freie Oberfläche des Abwassers und damit auch die Schwebstoff-Schicht 21 zunehmend nach unten, wodurch die Höhe des Flotationsbereiches begrenzt wird, was insbesondere den Abb. 3 und 4 entnommen werden kann. Um dies verhindern zu können ist der Druckbehälter 7 mit Sensoren versehen, die verhindern, daß sich die Schwebstoff-Schicht 21 derart weit nach unten verlagert, daß sie sich auf dem darunter liegenden Sand ablagert und verklebt.
Angeordnet sind an der Wand des Behälters 7 im Flotationsbereich ein oberer Sensor 22 und ein unterer Sensor 23. Der obere Sensor 22 und der untere Sensor 23 bestimmen die obere und die untere vertikale Grenze, in welchen sich die Schwebstoff-Schicht 21 während des Produktionsablaufes befinden kann.
Wenn die Schwebstoff-Schicht 21 unter die Grenze des unteren Sensors 23 fällt, wird es notwendig einen Teil der Luft, die die Blase bildet, abzulassen, wie dies die Abb. 4 und 5 zeigen. Um dies erreichen zu können, ist ein Ventil 24 vorgesehen, welches am oberen Ende des Druckbehälters 7 angeordnet ist und welches automatisch öffnet. Bei geöffnetem Ventil 24 steigen das Abwasser und die Schwebstoff-Schicht 21 innerhalb des Druckbehälters 7 zur Grenze des oberen Sensors 22, wie dies insbesondere Abb. 5 zeigt. Wird die obere Grenze erreicht, schließt sich das Ventil 24 wieder automatisch.
Die Ausscheidung der Schwebstoff-Schicht 21 gemäß Abb. 6 erfolgt periodisch mittels einer Gegenstromwäsche durch den Auslaß 25. Durchgeführt wird diese Gegenstromwäsche mittels eines Luft-Flüssigkeitsgemisches, wobei die Luft durch das Gebläse 27 erzeugt wird und als Flüssigkeit die regenerierte Flüssigkeit verwendet wird, die aus dem Tank 10 abgezogen und durch die Pumpen 28 in den Behälter 7 gepumpt wird.
In der Praxis wurde vermerkt, daß das beschriebene Verfahren und die Vorrichtung zur Rückgewinnung von industriellem Abwasser, insbesondere in Faservliesgewebe produzierenden Anlagen, die beabsichtigten Ziele und wunschgemäß zu lösenden Aufgaben erreicht. Vermerkt wurde zudem, daß es zweckmäßig ist, einen Abwasserflotationsablauf vor dem Filtrierungsablauf durchzuführen, selbst für Wasser mit mittel-geringem Schwebstoffgehalt, da eine eigens zu diesem Zweck bereitzustellende Flotationsanlage nicht notwendig ist.
Sowohl das Verfahren als auch die Vorrichtung sind vollautomatisch und bieten damit eine erhebliche Kostenersparnis.
Die Vorrichtung besteht aus einer geringen Anzahl von Komponenten, so daß die Anlagen-, Wartungs- und Betriebskosten gering gehalten werden können.
Die verwendete Materialien, Formen sowie Dimensionen und konstruktive Details können, natürlich ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, gemäß den Anforderungen aus dem Stand der Technik entsprechend abgeändert werden.

Claims

1. Verfahren zur Rückgewinnung von industriellem Wasser, insbesondere in Faservließgewebe produzierenden Anlagen, umfassend zumindest eine Flotations- und eine Filtrierungsbehandlung für den Erhalt einer regenerierten Flüssigkeit, die in den Produktionsablauf zurückgeführt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Flotationsbehandlung und die Filtrierungsbehandlung innerhalb derselben unter Überdruck stehenden Prozeßanlage durchgeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der regenerierten Flüssigkeit einer der Flotationsbehandlung vorgeschalteten Druckbehandlung unterzogen wird, wobei dieser Anteil zusammen mit unbehandeltem Wasser der unter Überdruck stehenden Prozeßanlage zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der regenerierten Flüssigkeit einer Behandlung unterzogen wird, bei welcher während der Druckbehandlung Druckluft zugeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß während der Flotations- und Filtrierungsbehandlung des Abwassers eine Entleerung der sich mit dem Abwasser vermischenden und sich in der Prozeßanlage ansammelnden Luft durchgeführt wird, sofern dieses erforderlich ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verfahrensschritt zum Ausstoß der Schwebstoffe periodisch mittels einer Gegenstromwäsche durchgeführt wird.

6. Vorrichtung zur Rückgewinnung von industriellem Abwasser, insbesondere in Faservliesgewebe produzierenden Anlagen, umfassend eine Aufbereitungseinheit, um das Abwasser mit der Absicht zu behandeln, eine regenerierte Flüssigkeit zu erhalten, die in den Produktionsablauf zurückgeführt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbereitungseinheit mindestens einen Druckbehälter aufweist, der mindestens einen Flotationsbereich und mindestens einen Bereich zur Filtrierung des Abwassers voneinander abgrenzt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Flotationsbereich oberhalb des Filtrierungsbereiches angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser in den Flotationsbereich des Druckbehälters mittels einer Verteilereinheit vom Kreuztype eingeführt wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß diese ein Druckelement aufweist, das mindestens einen Anteil der regenerierten Flüssigkeit unter Druck setzen kann und daß diese ein Zuführungselement aufweist, das dem Anteil der regenerierten Flüssigkeit Druckluft zuführt, bevor dieser Anteil zusammen mit dem unbehandelten Abwasser dem Druckbehälter zugeführt wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement zur Förderung des Anteils der regenerierten Flüssigkeit ein Rohrteil aufweist, welches mit einer Hochdruckpumpe am Einlaßende und einer Drossel am Auslaßende versehen ist, um so über Hochdruck entlang des Rohrteils zu verfügen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführungselement entlang des Förderungsrohres zwischen Pumpe und Drossel positioniert ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführungselement einen Drei-Wege-Mischer aufweist, wobei zwei der Wege mit dem Förderungsrohr verbunden sind und der dritte Weg die Druckluft aufnimmt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß diese einen oberen und einen unteren Sensor aufweist, die im wesentlichen im Flotationsbereich angeordnet sind, um den Füllstand der Schwebstoff-Schicht zu messen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren dazu bestimmt sind, anzuzeigen, daß die Schwebstoff-Schicht eine entsprechende Ober- und Untergrenze des Füllstandes passiert hat.

15. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß diese ein Ventil aufweist, welches auf Anweisung betätigt werden kann und welches am oberen Ende des Behälters angebracht ist.