DE10252544A1

DE10252544A1 - Verfahren und Anlage zum Reinigen von Abwässern od.dgl. Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE10252544A1
Application number: DE2002152544
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl.-Ing. Kahler
Original assignee: Kahler Papst & Schmidt Patentv; Kahler Papst & Schmidt Patentverwertungs Gesbr
Current assignee: Kahler Papst & Schmidt Patentv; Kahler Papst & Schmidt Patentverwertungs Gesbr
Priority date: 2002-11-08
Filing date: 2002-11-08
Publication date: 2004-05-27

Abstract

Bei einem Verfahren zum Reinigen von Abwässern o. dgl. Flüssigkeiten durch das Entfernen von Wertstoffen bzw. von Schlechtstoffen sind eine Desinfektion/Reduktion von Bakterienwachstum der Flüssigkeit durch Ultraschall, eine anschließende Membranfiltration sowie Desinfektion/Reinigung der von der Flüssigkeit durchwanderten Membranoberfläche mittels Ultraschall vorgesehen. Zudem soll der Desinfektion/Reduktion von Bakterienwachstum eine Vorreinigung der Flüssigkeit vorausgehen. Dazu werden vor dem Beginn der Desinfektion/Reduktion der vorgereinigten Flüssigkeit bei dieser pH-Wert-Messungen und Dichtmessungen durchgeführt, und die Flüssigkeit wird vor der Desinfektion/Reduktion gepuffert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anlage zum Reinigen von Abwässern od. dgl. Flüssigkeiten durch das Entfernen von Wertstoffen bzw. von Schlechtstoffen.
Verfahren und Anlagen vorstehender Art sind seit langem Stand der Technik. Zum Reinigen von Anlagenteilen werden üblicherweise Chemikalien wie Biozide und Pestizide eingesetzt, was zu einer erheblichen Belastung des Wassers bzw. der Flüssigkeiten führt.
In Kenntnis dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, eine derartige Belastung zu vermeiden und das Verfahren insgesamt umweltverträglicher zu gestalten. Zudem soll eine dafür geeignete Anlage vorgestellt werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen Anspruches; die Unteransprüche geben günstige Weiterbildungen an. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale.
Erfindungsgemäß erfolgt eine Desinfektion/Reduktion von Bakterienwachstum der Flüssigkeit -- bevorzugt nach deren Vorreinigung -- durch Ultraschall sowie eine anschließende Membranfiltration und Desinfektion/Reinigung der von der Flüssigkeit durchwanderten Membranoberfläche ebenfalls mittels Ultraschall. Dank dieser Konzeption werden die oben beschriebenen Verunreinigungen gänzlich vermieden.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden vor dem Beginn der Desinfektion/Reduktion von Bakterienwachstum der gegebenenfalls vorgereinigten Flüssigkeit bei dieser eine pH-Wert-Messung und eine Dichtemessung durchgeführt; zudem soll die Flüssigkeit vor der Desinfektion/Reduktion gepuffert werden.
Als günstig hat es sich erwiesen, dass nach der Desinfektion/Reduktion von Bakterienwachstum ebenfalls eine Dichtemessung durchgeführt wird, zudem eine FIQ-Messung. Außerdem soll die Flüssigkeit vor der Einleitung der Membranfiltration einem Konzentrationsschritt unterzogen werden, wobei vorteilhafterweise die Flüssigkeit bei der Konzentration zumindest teilweise in einem Kreislauf geführt wird.
Durch die Membranfiltration werden die Flüssigkeiten von den filtrierbaren Stoffen getrennt und diese als Wertstoffe einer Produktion zugeführt. Oder die Flüssigkeit wird nach der Membranfiltration teilweise aus dem Verfahren herausgenommen.
Im Rahmen der Erfindung liegt eine Anlage der eingangs erwähnten Art, bei der eine Einrichtung zur Desinfektion/Reduktion von Bakterienwachstum mit einer Filtrierstation verbunden ist, welche eine Filtermembrane enthält; sowohl diese als auch die vorgängige Einrichtung zur Desinfektion/Reduktion von Bakterienwachstum sind mit einer Ultraschallquelle verbunden. Letztere soll bevorzugt eine Ultraschallsonde sein, welche für den Reinigungsvorgang eingesetzt wird.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist der Einrichtung zur Desinfektion/Reduktion von Bakterienwachstum wenigstens ein Pufferbehälter vorgeschaltet und diesem bevorzugt zumindest ein Grobfilter oder -sieb, das eine Vorreinigung ermöglicht. Außerdem soll in einer in den Pufferbehälter mündenden Förderleitung eine Messstation für pH-Werte und für Dichte/n angeordnet sein; die Messstation ist bevorzugt mit einem Ventil in der Förderleitung verbunden, welches einer Zweigleitung der Förderleitung nachgeordnet ist.
Der Effizienz wegen hat es sich als günstig erwiesen, der Filtrierstation wenigstens einen Konzentrationsbehälter vorzuschalten. Zwischen diesem und dem Pufferbehälter soll wenigstens ein Feinfilter oder -sieb angeordnet werden.
Im Rahmen der Erfindung liegt es, dass die Filtrierstation mit dem Konzentrationsbehälter in einem Kreislauf angeordnet ist. Zudem soll die Anschlussleitung zwischen der Filtrierstation sowie dem Konzentrationsbehälter mit einer Entsorgungsleitung verbunden werden; der Entsorgungsleitung ist dann zumindest eine Messstation für Dichtemessungen vorgeordnet.
Nach weiteren Merkmalen der Erfindung ist auch ein Anschluss einer Austragsleitung für verwertbare Stoffe vorgesehen, welche von der Filtrierstation ausgeht.
Bei diesem Konzept geht es erkennbar darum, Wertstoffe bzw. Schlechtstoffe aus Abwasser oder anderen Flüssigkeiten mittels einer Filterkaskade herauszufiltern und die Wertstoffe bzw. die gereinigte Flüssigkeit dem Produktionsprozess wieder zuzuführen. Kern der Anlage ist die Kombination aus einem Membranfiltrationsprozess und der Desinfektion/Reduktion des Bakterienwachstums in dem aufzubereitenden Flüssigkeit/Feststoff-Gemisch.
Die Wertstoffe können einerseits filtrierbare Stoffe wie Feststoffe, kolloidal gelöste Moleküle od. dgl. sein, so dass die Flüssigkeit durch die Membranfiltration abgetrennt und über den Kanal entsorgt wird. Die filtrierten Feststoffe können anschließend als Wertstoffe der Produktion wieder zugeführt werden.
Anderseits kann das Wasser bzw. die Flüssigkeit, welche durch die Membrane gelangt, als Wertstoff zurückgewonnen werden und die filtrierbaren Feststoffe als Schlechtstoffe an der Membranoberfläche abgetrennt und anschließend entsorgt werden.
Insgesamt ergibt sich ein System, welches die gesehene Aufgabe in bestechender Weise zu lösen vermag.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in ihrer einzigen Figur einen Verfahrensstammbaum zu dem erfindungsgemäßen Verfahren, mit dem Abwässer bzw. verunreinigte Flüssigkeiten gereinigt werden; diese Flüssigkeiten fallen in jedem Industriezweig -- etwa in der Papierindustrie, Chemie, Biochemie, Lebensmittelindustrie, metallverarbeitenden Industrie, Automobilindustrie -- an.
Eine zu reinigende Flüssigkeit wird durch einen Zuführkanal 10 einem Grobfilter oder -sieb 12 aufgegeben und dort von gröberen Verunreinigungen befreit. Die so vorgereinigte Flüssigkeit wird dann mittels einer Pumpe 14 in einer Förderleitung 16 weitergeführt und dort an einer Messstation 18 einer pH-Wert-Messung (pHIC) sowie einer Dichtemessung (DIC) unterzogen, bevor sie in einen Pufferbehälter 20 gelangt. Vor letzterem ist in der Förderleitung 16 in Förderrichtung x nach einer von der Förderleitung 16 ausgehenden Zweigleitung 22 ein Ventil 24 angeordnet, ein weiteres Ventil 24_a ist Teil jener Zweigleitung 22; entsprechen die in der Messstation 18 festgestellten Werte nicht den Qualitätsvorgaben der zu reinigenden Flüssigkeit, wird letztere nach dem Schließen des Ventils 24 durch die Zweigleitung 22 -- vor dem Erreichen jenes Pufferbehälters 20 -- abgezogen. Andernfalls schließt das Ventil 24_a die Zweigleitung 22, und das benachbarte Ventil 24 öffnet sich.
Am Austragsboden des Pufferbehälters 20 ist eine Einrichtung 26 zur Desinfektion/Bakterienwachstumsreduktion angeordnet, aus welcher eine die in ihr behandelte Flüssigkeit in Förderrichtung x durch -- ihrerseits mit einer Pumpe 14_a ausgestattete -- Förderleitung 16_a zu einem Feinfilter 28 bzw. -sieb geleitet wird, dem ein Konzentrationsbehälter 30 nachgeschaltet ist; die Flüssigkeit wird vor Eintritt in letzteren nochmals mittels des Feinfilters 28 feingesiebt/feingefiltert. Nicht dargestellt ist, dass die Ein richtung 26 eine Ultraschallsonde zur Beschallung der Flüssigkeit enthält.
Ist der Konzentrationsbehälter 30 gefüllt, wird die Flüssigkeit durch eine von seinem Austragsboden 31 ausgehende - - ihrerseits eine Zirkulationspumpe 14b enthaltende -- Anschlussleitung 32 in einer dieser Zirkulationspumpe 14b nachgeordneten Filterstation 34 gereinigt bzw. desinfiziert. Sie enthält ein Membranfilter 36 sowie eine Einrichtung 38 zur Desinfektion/Reinigung der Membranoberfläche. Auch diese Einrichtung 38 ist mit einer nicht dargestellten Ultraschallquelle ausgerüstet.
Die Flüssigkeit wird durch die Zirkulationspumpe 14b solange über die Desinfektion/Reinigung der Membranoberfläche des Membranfilters 36 und durch eine Kreislaufleitung 32_a sowie ein in dieser vorgesehenes Ventil 24_b im Kreislauf durch den Konzentrationsbehälter 30 geleitet, bis entweder eine bestimmte Menge an Flüssigkeit durch den Membranfilter 36 über eine Austragsleitung 40 mit FIQ-Messstation 42 zur Produktion abgeleitet oder eine bestimmte Dichte der Flüssigkeit erreicht wird. Ist letzteres geschehen oder eine bestimmte abgetrennte Flüssigkeitsmenge von den Stationen 18_a , 34 erzielt worden, schließt sich das Ventil 24b und mit diesem der Kreislauf zum Konzentrationsbehälter 30; es öffnet sich ein Ventil 24_a in einer von dem beschriebenen Kreislauf wegführenden Entsorgungsleitung 44.
Bei diesem Verfahren können zum einen die Wertstoffe einerseits filtrierbare Stoffe -- Feststoffe, kolloidal gelöste Moleküle od. dgl. -- sein; das Wasser bzw. die Flüssigkeit wird durch die Membranfiltration abgetrennt und entsorgt. Die filtrierten Feststoffe können anschließend als Wertstoffe der Produktion wieder zugeführt werden. Zum anderen mag die Flüssigkeit, welche durch die Membran gelangt, als Wertstoff zurückgewonnen sowie die filtrierbaren Feststoffe als Schlechtstoffe an der Membranoberfläche abgetrennt und anschließend entsorgt werden.

Claims

Verfahren zum Reinigen von Abwässern od. dgl. Flüssigkeiten durch das Entfernen von Wertstoffen bzw. von Schlechtstoffen, gekennzeichnet durch die Schritte: Desinfektion/Reduktion von Bakterienwachstum der Flüssigkeit durch Ultraschall, anschließende Membranfiltration sowie Desinfektion/Reinigung der von der Flüssigkeit durchwanderten Membranoberfläche mittels Ultraschall.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine der Desinfektion/Reduktion von Bakterienwachstum vorausgehenden Vorreinigung der Flüssigkeit.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Beginn der Desinfektion/Reduktion der vorgereinigten Flüssigkeit bei dieser pH-Wert-Messungen und Dichtemessungen durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit vor der Desinfektion/Reduktion gepuffert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Desinfektion/Reduktion von Bakterienwachstum zumindest eine Dichtemessung und/oder eine FIQ-Messung durchgeführt werden/wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit vor Einleitung der Membranfiltration einem Konzentrationsschritt unterzogen wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit bei der Konzentration zumindest teilweise in einem Kreislauf geführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeiten durch die Membranfiltration von den filtrierbaren Stoffen getrennt und diese als Wertstoffe einer Produktion zugeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit nach der Membranfiltration teilweise aus dem Verfahren herausgenommen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit nach der Membranfiltration zumindest teilweise einer Produktionslinie zugeführt wird.
Anlage zum Reinigen von Abwässern od. dgl. Flüssigkeiten durch das Entfernen von Wertstoffen bzw. von Schlechtstoffen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der voraufgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (26) zur Desinfektion/Reduktion von Bakterienwachstum mit einer Filtrierstation (34) verbunden ist, welche eine Filtermembrane (36) enthält, wobei sowohl diese als auch die Einrichtung (26) zur Desinfektion/Reduktion von Bakterienwachstum mit einer Ultraschallquelle verbunden ist.
Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallquelle eine Ultraschallsonde ist.
Anlage nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Einrichtung (26) zur Desinfektion/Reduktion von Bakterienwachstum wenigstens ein Pufferbehälter (20) vorgeschaltet ist.
Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass dem Pufferbehälter (20) zumindest ein Grobfilter oder -sieb (12) vorgeschaltet ist.
Anlage nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass in einer in dem Pufferbehälter (20) mündenden Förderleitung (16) eine Messstation (18) für pH-Werte und für Dichte/n angeordnet ist.
Anlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Messstation (18) mit einem Ventil (24) in der Förderleitung (16) verbunden ist, welches einer Zweigleitung (22) der Förderleitung nachgeordnet ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Filtrierstation (34) wenigstens ein Konzentrationsbehälter (30) vorgeschaltet ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Pufferbehälter (20) und dem Konzentrationsbehälter (30) wenigstens ein Feinfilter oder -sieb (28) angeordnet ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtrierstation (34) mit dem Konzentrationsbehälter (30) in einem Kreislauf (32, 32_a ) angeordnet ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussleitung (32_a ) zwischen der Filtrierstation (34) sowie dem Konzentrationsbehälter (30) mit einer Entsorgungsleitung (44) verbunden ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Entsorgungsleitung (44) zumindest eine Messstation (18_a ) für Dichtemessung vorgeordnet ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 21, gekennzeichnet durch den Anschluss einer Austragsleitung (40) für verwertbare Stoffe, welche von der Filtrierstation (34) ausgeht.
Anlage nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Entsorgungsleitung (44) mittels eines Ventils (24_c ) von der Anschlussleitung (32_a ) trennbar angeordnet ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass in den Zuleitungen (16 bzw. 16_a bzw. 32) für den Pufferbehälter (20) bzw. den Konzentrationsbehälter (30) bzw. die Filtrierstation (34) zumindest jeweils eine Förderpumpe (14 bzw. 14_a bzw. 14_b ) angeordnet ist.