DE19738049A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung der flüssigen Abfälle von Druckereien - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen der flüssigen Abfälle aus Druckereien, nämlich zum Reinigen von verunreinigtem Abwasser und verunreinigtem Lösungsmittel aus Druckereien. Ein einschlägiger Stand der Technik ist derzeit nicht bekannt, da bisher diese flüssigen Abfälle als Sondermüll entsorgt und insbesondere in Müllverbrennungs­ anlagen verbrannt werden. Nachteilig ist bei diesem Stand der Technik der mit dem Transport zu Verbrennungsanlagen verbundene Aufwand, zumal diese flüssigen Abfälle als Sondermüll behandelt werden müssen. Da derartiger Sondermüll nicht in jeder Müllverbrennungsanlage sicher entsorgt werden kann, sind oftmals weite Wege zu geeigneten Müllverbrennungsanlagen in Kauf zu nehmen. Außerdem müssen die Druckereien entsprechende Lagerkapazitäten für das Zwischenlagern der aufgefangenen flüssigen Abfälle bereithalten. Ebenso muß ein kostenintensi­ ver Frischmittel-Vorrat ständig bereitgestellt werden. Fällt dieser Vorrat durch äußere Umstände aus, so kann die Druckerei ihren Betrieb nicht aufrechterhalten.

Darüberhinaus ist dieser Transport von Lösungsmitteln als "Gefahrengut-Transport" deklariert und verursacht relativ hohe Kosten.

Hinsichtlich der Kosten schlägt auch die Tatsache zu Buche, daß das verbrannte Lösungsmittel durch neues Lösungsmittel ersetzt werden muß und nicht wiederverwendet wird, was sich darüberhinaus auch in einer negativen Umweltbilanz niederschlägt.

Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln der flüssigen Abfälle von Druckereien zu schaffen, welche in der Lage sind, diese Abfälle an Ort und Stelle in der Druckerei hinreichend auf­ zubereiten, so daß sie nicht mehr als Sondermüll entsorgt werden müssen. Insbesondere soll das verwendete Abwasser so aufbereitet werden, daß es unmittelbar in die Kanalisation abfließen kann und das flüssige Lösungsmittel soll nach Möglichkeit wiedergewonnen werden.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens dadurch gelöst, daß das verunreinigte Wasser, das verunreinigte Lösungsmittel und die darin enthaltenen Feststoffe, wie zum Beispiel Druckfarben und Papierstaub, gemeinsam in einen Sedimentierbehälter geleitet werden, daß nach einer mindestens teilweisen Sedimentierung die obere Fraktion der in dem Sedimentierbehälter enthaltenen Flüssigkeit durch eine Filteranlage geleitet wird, wodurch wiederverwendbares Lösungsmittel wiedergewonnen wird, daß die untere Fraktion aus dem Sedimentierbehälter in einen Ausflockungsbehälter gegeben und mit einem Reaktionstrennmittel versetzt wird, und die aus der unteren Fraktion ausgeflockten Reststoffe durch Filterung zurückgehalten und die gefilterte untere Fraktion als Abwasser in ein Abwasserkanalsystem eingeleitet wird.

Hinsichtlich der entsprechenden Vorrichtung wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst durch die folgenden Einrichtungen:

• - einen Sedimentierbehälter,
• - Einrichtungen zum getrennten Abzug einer oberen und einer unteren Fraktion aus dem Sedimentierbehälter,
• - eine Filteranlage für die obere Fraktion,
• - einen Auffangbehälter für das durch Filterung der oberen Fraktion erhaltene Lösungsmittel,
• - einen Ausflockungsbehälter für die untere Fraktion,
• - eine Filtereinrichtung für das mit einem Reaktionstrennmittel behandelte Schmutzwasser in dem Auffangbehälter und
• - eine Auslaßeinrichtung für das gefilterte Schmutzwasser.

Vorzugsweise weist die Vorrichtung eine automatische elektronische Steuerung auf, welche die einzelnen Schritte des Sammelns und des Verteilens der Flüssigkeiten sowie die (gegebenenfalls nur teilweise) Entleerung der Behälter und Filter zeitgesteuert oder in Abhängigkeit verschiedener Meßparameter (Füllstand) vornimmt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der entsprechenden Vorrichtung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 6 und 8 bis 11. Insbesondere ist eine Ausgestaltung der Erfindung bevorzugt, bei welcher die im wesentlichen aus verunreinigtem Lösungsmittel bestehende obere Fraktion aus dem Sedimentierbehälter durch einen Mikroporenfil­ ter bzw. eine Mikrofilteranlage geleitet wird. Eine solche Filteranlage kann auch noch sehr kleine Feststoffteilchen zurückhalten, wie sie zum Beispiel in Form von Farbpigmenten und dergleichen vorliegen. Durch diesen Mikroporenfilter treten deshalb praktisch nur Flüssigkeiten hindurch, im vorliegenden Fall nahezu reines Lösungsmittel, welches jedoch eventuell noch einen gewissen Wasseranteil enthalten kann.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist deshalb außerdem vorgesehen, daß das Lösungsmittel bzw. die obere Fraktion nach dem Durchtritt durch den Mikroporenfilter zunächst noch in einen Restwasserabscheider geleitet wird, wo sich allein durch Sedimentation aufgrund der Schwerkraft das vorhandene Wasser im unteren Teil des Behälters absetzt und über ein entsprechendes Ventil in einen Restwasserbehälter abgeleitet werden kann. Der übrige Teil des in dem Restwasserabscheider verbliebenen Lösungsmittels wird dann in einen Auffangbehälter für Lösungsmittel geleitet und steht für die Wiederverwendung zur Verfügung.

Die untere Fraktion wird erfindungsgemäß in einen anderen Behälter, nämlich einen sogenannten Ausflockungsbehälter, geleitet bzw. umgefüllt und mit einem Reaktionsmittel versetzt. Das Reaktionsmittel bindet Reste des etwa noch vorhandenen Lösungsmittels und auch die in der unteren Fraktion, die überwiegend aus Wasser besteht, enthaltene Feststoffe, wie zum Beispiel Papierstaub und Druckfarbe. Dadurch, daß diese Stoffe an die Ausflockungen gebunden werden, kann man einen vergleichsweise einfachen Filter, wie zum Beispiel ein Filtertuch oder einen Filtersack verwenden, um die ausgeflockten Reststoffe an dem Filtertuch bzw. Filtersack zurückzuhalten, während das Wasser durch ein solches Filtertuch oder einen Filtersack hindurchfließt und anschließend eine ausreichende Qualität hat, um als Abwasser in einen normalen Abwasserkanal geleitet zu werden.

Die Lage der Grenzschicht zwischen der oberen und der unteren Fraktion wird durch geeignete Einrichtungen erfaßt, wie zum Beispiel durch einen Schwimmer dessen Gewicht zwischen seinem Auftrieb in der unteren Fraktion (Wasser) und dem in der oberen Fraktion (Lösungsmittel) liegt, oder durch eine Leitfähigkeitssonde, durch welche die Position der Leitfähigkeitsänderung beim Übergang von der unteren zur oberen Fraktion erfaßt wird.

In vorteilhafter Weise sind Druckereien mit einer solchen Anlage weitgehend autark, d. h. sie können die anfallenden flüssigen Abfälle selbst aufbereiten und - soweit das Abwasser betroffen ist - selbst entsorgen, ohne größere Lagerkapazitäten für flüssige Abfälle bereithalten zu müssen und ohne auf einen pünktlichen und regelmäßigen Abtransport dieser flüssigen Abfälle angewiesen zu sein. Selbstverständlich entfallen dadurch die hohen Kosten für den Transport und die noch höheren Kosten für die Verbrennung als Sondermüll. Außerdem werden noch erhebliche Kosten dadurch eingespart, daß das verwendete Lösungsmittel zurückgewonnen wird und wiederverwendet werden kann. Lediglich die Filterrückstände müssen angesammelt und von Zeit zu Zeit entsorgt werden. Das aus dem Restwasserabscheider anfallende Restwasser, in welchem noch Lösungsmittel enthalten sein kann, wird zweckmäßigerweise auch in den Ausflockungs­ behälter gegeben, so daß die darin möglicherweise noch enthaltenen organischen Substanzen durch das Reaktionsmittel gebunden und zurückgehalten werden. Die bei diesem Verfahren und der entsprechenden Vorrichtung noch anfallenden Filterrückstände betragen ihrem Volumen und ihrem Gewicht nach nur noch einen geringen Bruchteil in der Größenordnung von 5% oder weniger des ursprünglich anfallenden flüssigen Abfalls, der zuvor als Sondermüll entsorgt wurde. Diese Filterrückstände können mit vergleichsweise geringer Lagerkapazität angesammelt werden und brauchen nur noch in sehr großen Zeitabständen abtransportiert zu werden. Die Entsorgungs­ kosten sind dann nur noch das Restvolumen von 5% und damit äußerst gering.

Die mit diesem Verfahren und der entsprechenden Vorrichtung zu erreichenden Kostenvorteile sind so groß, daß eine entsprechende Anlage sich schon innerhalb weniger Monate amortisiert, ganz zu schweigen von den daraus resultierenden Vorteilen für die Umwelt.

In dem Sedimentierbehälter kann sich zwischen der unteren Fraktion und der oberen Fraktion unter Umständen eine Dickschicht aus Feststoffen ansammeln. Es ist deshalb zweckmäßig, wenn die Entleerung des Sedimentierbehälter durch Entnahme der unteren Fraktion derart kontrolliert erfolgt, daß diese Entnahme der unteren Fraktion abgebrochen wird, sobald Material aus der Dickschicht mit aus dem Sedimentierbehälter austritt und daß dann das in dieser Dickschicht enthaltene Material getrennt aufgefangen und zum Beispiel nach einer Filterung durch ein Filtertuch den übrigen Filterrückständen zugeschlagen wird, ohne zuvor in den Ausflockungs­ behälter zu gelangen.

Eine einzige Wiederaufbereitungsanlage kann dabei ohne weiteres die flüssigen Abfälle von mehreren Druckmaschinen aufbereiten.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und den dazugehörigen Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Übersicht der gesamten Entsorgungsanlage,

Fig. 2 eine Detailansicht des Ausflockungsbehälters und

Fig. 3 einen Grundriß des Ausflockungsbehälters.

Man erkennt in Fig. 1 eine im wesentlichen nur schematisch dargestellte Aufbereitungsanlage für flüssige Abfälle aus Druckereien. Mit 20 sind nur als Blöcke dargestellte Druckmaschinen bezeichnet, die kontinuierlich oder regelmäßig gereinigt werden müssen, wobei sowohl Wasser als auch organisches Lösungsmittel als Reinigungsmittel Verwendung finden. In dem Lösungs­ mittel und in dem Abwasser finden sich als Verunreinigungen vor allem Druckfarben, Papierstaub, Öle und Fette von den Druckmaschinen, sowie etwaiger Abrieb von Gummiwalzen.

Alle flüssigen Abfälle werden zusammengefaßt und über eine Leitung 21 in einen Sedimentierbe­ hälter 3 überführt. Da die üblicherweise verwendeten organischen Lösungsmittel nicht oder nur in geringem Maße wasserlöslich sind und im allgemeinen auch eine geringere Dichte haben als Wasser, trennt sich im Laufe der Zeit die Wasser-Lösungsmittel-Mischung in dem Sedimentierbe­ hälter 3 in eine leichte obere Fraktion 1 und eine schwerere untere Fraktion 2 auf, wobei die leichtere Fraktion 1 im wesentlichen aus verunreinigtem Lösungsmittel besteht und die schwerere Fraktion 2 im allgemeinen aus verunreinigtem Wasser besteht, wobei beide Fraktionen jedoch immer noch gewisse Anteile der jeweils anderen Flüssigkeit enthalten können, da das Lösungsmittel mit Emulgatoren versetzt ist.

Häufig setzt sich an der Grenzfläche zwischen der oberen Fraktion 1 und der unteren Fraktion 2 noch eine sogenannte "Dickschicht" 14 aus Verunreinigungen ab, in der sich zum Beispiel Papierstaub und Druckfarbe konzentrieren.

Eine Hebeeinrichtung 4, deren Eintauchtiefe in den Sedimentierbehälter 3 und damit in die obere Fraktion 1 vorzugsweise einstellbar ist, ragt mit ihrer Ansaugöffnung in die obere Fraktion 1 hinein, so daß über die Leitung 18 die obere Fraktion 1 in eine Filteranlage 6 überführt werden kann. Um zu verhindern, daß die Ansaugleitung 4 Wasser ansaugt, ist der Sedimentierbehälter mit einer Einrichtung ausgestattet, die das Lösemittelniveau und das Wasserniveau erkennt. Diese Erkennung kann über die Leitfähigkeit beider Medien oder über zwei Schwimmer mit ver­ schiedenen Volumen erfolgen. Auch die Filteranlage 6 ist in Fig. 1 nur grob schematisch dargestellt, sie weist jedoch nach Möglichkeit einen Mikroporenfilter auf, der praktisch sämtliche Partikelverunreinigungen in der oberen Fraktion 1 zurückhält, so daß das aus der Filteranlage 6 austretende Lösungsmittel praktisch frei von festen Verunreinigungen ist. Allerdings kann das gefilterte Lösungsmittel bzw. die gefilterte obere Fraktion 1 noch immer einen gewissen Anteil an Wasser enthalten, so daß im Anschluß an die Filteranlage 6 noch ein Restwasserabscheider 12 vorgesehen ist, in welchem sich ähnlich wie im Sedimentierbehälter 3 das Lösungsmittel 8 von dem Restwasser trennt, das sich am unteren Ende des Restwasserabscheiders 12 ansammelt und über ein Ventil 17 in einen Restwasserbehälter abgelassen wird und dort als Restwasser 2' angesammelt wird. Dieses angesammelte Restwasser 2' kann dann von Zeit zu Zeit in den Ausflockungsbehälter 9 gegeben werden, der später noch genauer beschrieben wird.

Das Ventil 17 ist ein Zweiwegeventil, so daß nach dem Ablassen des sich im unteren Bereich des Restwasserabscheiders 12 ansammelnden Wassers das Ventil 17 umgeschaltet werden kann, so daß das gereinigte Lösungsmittel 8 in den Auffangbehälter 7 geleitet werden kann. Von dort steht es für den erneuten Gebrauch für das Reinigen von Druckwalzen und dergleichen zur Verfügung.

Im unteren Bereich des Sedimentierbehälters 3 ist ein Ablaßventil 5 vorgesehen, durch welches die untere Fraktion 2 aus dem Sedimentierbehälter abfließen bzw. abgepumpt werden kann. In dem dargestellten Beispiel ist ein Kanister 15 oder dergleichen gezeigt, in den die untere Fraktion 2 aus dem Sedimentierbehälter 3 chargenweise abgelassen und in den Ausflockungsbehälter 9 hinein geschüttet werden kann. Die untere Frakktion kann auch über eine zweite Ansaugleitung in den Reaktionsbehälter automatisch umgefüllt werden. Der Reaktionsbehälter 9 ist in den Fig. 2 und 3 noch etwas genauer dargestellt und wird daher auch unter Bezug auf diese Figuren beschrieben. Zusätzlich zu dem verunreinigten Wasser, welches die untere Fraktion 2 in dem Sedimentierbehälter 3 bildet, wird in den Ausflockungsbehälter 9 noch ein Reaktions- bzw. Ausflockungsmittel gegeben, welches mit dem restlichen Lösungsmittel in der unteren Fraktion 2 und auch mit den Verunreinigungen, wie der Druckfarbe und dem Papierstaub, eine nicht­ lösliche chemische Verbindung eingeht und dadurch ausflockt. Auch das Restwasser 2' aus dem Restwasserabscheider 12 wird deshalb in den Ausflockungsbehälter 9 gegeben, damit auch das darin enthaltene restliche Lösungsmittel durch Reaktion mit dem erwähnten Reaktions- bzw. Reaktionstrennmittel von dem Wasser getrennt werden kann. Wenn die in der unteren Fraktion 2 enthaltenen Stoffe mit dem Reaktionsmittel reagiert haben und ausgeflockt sind, kann die Flüssigkeit durch einen Filtersack 10 abgefiltert werden und das gereinigte Wasser wird dann in einem Klarwasserbehälter 16 aufgefangen und kann über den Ablauf 11 in die Kanalisation eingeleitet werden.

Der sich in dem Filtersack 10 ansammelnde Filterkuchen und ebenso etwaige Filterrückstände aus der Filteranlage 6 plus die Dickschlammenge sind die einzigen Reststoffe, die noch entsorgt werden müssen, jedoch liegt deren Menge, bezogen auf die Gesamtmenge an flüssigem Abfall, der zuvor als Sondermüll entsorgt wurde, bei weniger als 5%.

Im einzelnen besteht der in Fig. 2 in einer Seitenansicht und in Fig. 3 in einer Ansicht von oben erkennbare Ausflockungsbehälter 9 aus einem oberen Tank mit einem daran ansetzenden Trichter 19 und einem Deckel 23, einem Gehäuse oder Rahmen 26, welcher den oberen Tank mit dem Trichter 19 und dem daran hängenden Filtersack 10 trägt, einem Frontdeckel 25, um Zugang zu dem Filtersack 10 zu haben und diesen wechseln und leeren zu können, sowie dem darunter angeordneten Klarwasserbehälter 16. Außerdem ist noch im hinteren Bereich oben auf dem Ausflockungsbehälter 19 eine Energieversorgungseinheit für die Anlage vorgesehen, von der aus alle elektrisch betriebenen Teile, wie zum Beispiel Pumpen und die Filteranlage 6, mit Energie versorgt und gesteuert werden.

Eine weitere Ausführungsvariante wäre, einen vollständigen Kreislauf zu schaffen, in dem das von der Druckmaschine abfließende verschmutzte Lösemittel automatisch in den Sedimentierbehälter eingeleitet wird, danach automatisch zur Filteranlage, dann zur Restwasserabscheideranlagen, dann zum Filtratbehälter und wieder zurück zur Druckmaschine.

Claims (13)

1. Verfahren zum Reinigen von verschmutztem Abwasser und verbrauchten Reinigungs­ mitteln von Druckereien, dadurch gekennzeichnet, daß Wasser, Lösungsmittel und darin enthaltene Feststoffe, wie zum Beispiel Druckfarben und Papierstaub, gemeinsam in einen Sedimentlerbehälter (3) gegeben werden, daß nach einer mindestens teilweisen Sedimentation die obere Fraktion (1) der in dem Sedimentierbehälter (3) enthaltenen Flüssigkeit durch eine Filteranlage (6) geleitet wird, wodurch wiederverwertbares Lösungsmittel (8) zurückgewonnen wird,
daß die untere Fraktion (2) aus dem Sedimentierbehälter (3) abgezogen und in einen Ausflockungsbehälter (9) gegeben und mit einem Reaktionsmittel versetzt wird, und daß nach dem Ausflocken durch Filterung die aus der unteren Fraktion (2) ausgeflockten Reststoffe zurückgehalten und die gefilterte Fraktion als Abwasser in ein Abwasser­ kanalsystem eingeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen aus verunreinigtem Lösungsmittel bestehende obere Fraktion (1) aus dem Sedimentierbehäl­ ter (3) durch einen Mikroporenfilter geleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Filterung der oberen Fraktion (1) eine Restwasserabscheidung erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Überführung der unteren Fraktion (2) vorzugsweise automatisch kontrolliert erfolgt, um eine sich zwischen der oberen und der unteren Fraktion bildende Dickschicht (14) getrennt aufzufangen und getrennt zu entsorgen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es autoamtisch abläuft.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel ein Lösungsmittel auf der Basis von Kohlewasserstoffen ist.

7. Vorrichtung zum Reinigen von flüssigen Abfällen aus Druckereien, insbesondere von verunreinigtem Abwasser und verunreinigtem Lösungsmittel, gekennzeichnet durch:

• - einen Sedimentierbehälter (3),
• - Einrichtungen (4, 5) zum getrennten Abzug einer oberen (1) und einer unteren (2) Fraktion aus dem Sedimentierbehälter (3),
• - eine Filteranlage (6) für die obere Fraktion (1),
• - einen Auffangbehälter (7) für das durch Filterung der oberen Fraktion (1) erhaltene Lösungsmittel (9),
• - einen Ausflockungsbehälter (9) für die untere Fraktion (2),
• - eine Filtereinrichtung (10) für das mit einem Reaktionstrennmittel behandelte Schmutzwasser in dem Auffangbehälter (9) und
• - eine Auslaßeinrichtung (11) für das gefilterte Schmutzwasser.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Filteranlage (6) für die obere Fraktion (2) ein Mikroporenfilter ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Filteranlage (6) und dem Auffangbehälter (7) für gefiltertes Lösungsmittel (8) ein Restwasserabscheider (12) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinrichtung (10) für das mit einem Reaktionstrennmittel behandelte Schmutzwasser ein Filtertuch bzw. Filtersack ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auffangwanne (13) vorgesehen ist, deren Grundfläche für die Aufnahme der gesamten Vorrichtung ausreicht und deren Fassungsvermögen mindestens der Summe des Fassungsvermögens des Sedimentierbehälters (3), des Auffangbehälters (7) und des Ausflockungsbehälters (9) ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum automatischen Erfassen der Grenzschicht zwischen dem oberen und der unteren Fraktion in dem Sedimentierbehälter (3) vorgesehen ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine automatische elektronische Steuerung vorgesehen ist.