DE19753386A1

DE19753386A1 - Anlage zur Qualitätswasser-Rückgewinnung

Info

Publication number: DE19753386A1
Application number: DE1997153386
Authority: DE
Inventors: Jianming Dr Ing Shang
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-12-02
Filing date: 1997-12-02
Publication date: 1999-06-10

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage zur Qualitäts wasser-Rückgewinnung gemäß Anspruch 1.

In der Getränkeindustrie fallen bei der Flaschenreinigung große Mengen relativ gering belasteten Abwassers aus der Vor weiche an. Das Abwasser weist einige grobe Verunreinigungen auf, wie beispielsweise Etikettenreste, Scherben, Zigaretten kippen o. dgl., und ist in der Regel durch verschleppte Lauge stark alkalisch. Daher wird das Abwasser vor der Ableitung des Abwassers in das öffentliche Netz, d. h., in eine dem öf fentlichen Netz angeschlossene Kläranlage, neutralisiert.

Obwohl die Belastung des Abwassers gering ist, fallen vor al lem aufgrund der großen Abwassermengen erhebliche Abwasserge bühren an. Da die Abwassergebühren ständig steigen, besteht das Bedürfnis die Abwassermengen zu reduzieren.

Dieses Bedürfnis besteht in allen Industriezweigen, in denen große Mengen relativ gering belasteten Abwassers anfallen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Anlage zu schaffen, mit der aus relativ gering belastetem Abwasser Qualitätswasser jeder gewünschten Qualität zurückgewonnen werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des An spruchs 1 gelöst.

Die Anlage gemäß Anspruch 1 hat den Vorteil, daß durch die Gewinnung von Qualitätswasser aus dem relativ gering belaste ten Abwasser die an das öffentliche Netz abgegebene Gesamtab wassermenge erheblich reduziert wird, so daß die Abwasserge bühren deutlich gesenkt werden.

Gemäß Anspruch 2 ist es von Vorteil, daß der Feinfiltrations einheit eine erste UV-Durchlaufeinrichtung nachgeordnet ist.

Dadurch wird das nach der Feinfiltrationseinheit bereits keimfreie vor einer Wiederverkeimung geschützt.

Ein weiterer Vorteil gemäß Anspruch 3 ist, daß die Neutrali sationseinrichtung ein Reaktor zur mikro- und makroskopischen Vermischung des Wassers mit einem neutralisierenden Fluid ist. Dadurch wird eine wirksame, regelbare und kostengünstige Neutralisierung erzielt.

Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 4 bis 11.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im fol genden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Zeichnung der erfindungsgemäßen An lage;

Fig. 2 eine Tabelle zur CBS-Reduktion durch Ozon.

Das in einer Waschanlage 3 (Kaltwasser KW, Warmwasser WW1, WW2) anfallende Abwasser gelangt in eine Vorweiche-Einheit 5. Die Vorweiche-Einheit 5 ist mit einem Ausgang 7 an einen Ein gang 9 der Anlage 1 angeschlossen.

Eine Leitungseinrichtung 11 umfaßt sämtliche in der Anlage 1 eingesetzte, nicht im einzelnen bezeichnete Leitungsabschnit te. Der Eingang 9 ist über die Leitungseinrichtung 11 mit ei ner Vorfiltrationseinheit 13 verbunden. Die Vorfiltrations einheit 13 ist vorzugsweise ein Bogensieb zur Abtrennung gro ber Verunreinigungen, wie z. B. Scherben, Etikettenreste o. dgl.

Der Vorfiltrationseinheit 13 ist ein Auffangbehälter 15 mit Überlaufschutz 17 nachgeordnet. Aus dem Auffangbehälter 15 wird das Abwasser mittels einer Pumpe P1 in eine als Reaktor zur mikro- und makroskopischen Vermischung ausgebildeten Neu tralisationseinheit 19 gepumpt. Vor dem Eintritt in den Reak tor wird der pH-Wert des Abwassers festgestellt. Aufgrund der Feststellung wird eine Neutralisationsfluid-Quelle 21 akti viert, die eine entsprechende Menge an neutralisierendem Fluid in den Reaktor läßt. Im vorliegenden Fall wird als Neu tralisationsfluid Kohlendioxid (CO₂) verwendet. Der Einsatz alternativer neutralisierender Fluide ist aber auch denkbar. Vor der Neutralisationseinheit 19 ist eine erste Dosierein richtung D1 zur Konditionierung des Wassers vorgesehen.

Hinter der Neutralisationseinheit 19 ist ein Auffangbehälter 23 angeordnet, in welchem das neutralisierte Abwasser aufge fangen und auf seinen pH-Wert hin gemessen wird. Aus dem Auf fangbehälter 23 wird das Abwasser mittels einer Pumpe P2 durch einen Ozongenerator 24 hindurch in einen ersten Sta peltank 25 gepumpt. Der Ozongenerator 24 hat in der vorlie genden Ausführungsform eine Leistung von 7-10 g/m³ und redu ziert einen CSB-Wert und oxidiert die organischen Verunreini gungen zu filtrationsfähigen Makrokolloiden bzw. wasserlösli chen Partikeln. CSB ist eine Abkürzung für "Chemischer Sauer stoffbedarf" und der CSB-Wert ist eine nach einem genormten Verfahren ermittelte Kenngröße für den Verschmutzungsgrad von Abwässern insbesondere mit organischen Verunreinigungen.

In Fig. 2 ist dargestellt, wie die CBS-Reduktion abhängig ist von der Ozon-Konzentration.

Bei einer Ozonkonzentration von 4,2 g/m³ ist ein CSB-Abbau nach der vollständigen Reaktionsstrecke im Ozongenerator 24 von 1200 mg/l bis auf 856 mg/l bzw. 827 mg/l möglich. Eine erhöhte Ozonkonzentration von 6,7 g/m³ ermöglicht eine CSB-Reduktion von 1200 mg/l auf 712 bzw. 615 mg/l. Durch Ozonzu gabe werden Keime abgetötet, indem die Proteine der Bakteri enzellwände oxidiert werden.

Eine Pumpe P3 pumpt das Wasser aus dem Stapeltank 25 in eine Nachfiltrationseinheit 27. Die Nachfiltrationseinheit 27 ist in der vorliegenden Ausführungsform als Mischbettfilter MBF ausgebildet.

Aus einem Beispiel der Tabelle 1 ist zu entnehmen, daß es ne ben der Reduktion des CBS-Wertes auch erforderlich sein kann, einen typischerweise hohen Eisenanteil (Fe) zu reduzieren, um eine Trinkwasserqualität nach Trinkwasserverordnung (TVO) zu erzielen. Eisen tritt in Lösung als Ion in zwei Oxidstufen auf, wobei Fe⁺² nur schwer in Form eines Salzes abfiltriert werden kann. Eine sinnvoll Lösung ist, den Eisenanteil mög lichst weiter auf Fe⁺³ zu oxidieren und anschließend zu fil trieren, so daß das Eisen als schwerlösliches Eisenhydroxid abfiltriert werden kann.

Tabelle 1

In der erfindungsgemäßen Anlage 1 erfolgt die Oxidation durch Ozon aus dem Ozongenerator 24. Es hat sich herausgestellt, daß der Eisenanteil mit einer Ozonkonzentration von 4,2 g/m³ vollständig durch den Mischbettfilter der Nachfiltrationsein heit 27 abgeschieden werden kann.

Druckseitig ist der Nachfiltrationseinheit 27 eine zweite Do siereinrichtung D2 zur Konditionierung des Wassers vorge schaltet. Der Mischbettfilter kann periodisch mit Wasser bzw. Desinfektionsmittel gespült und sterilisiert werden.

Das filtrierte Wasser wird über die Leitungseinrichtung 11 einer Feinfiltrationseinheit 29 zugeführt. Die Feinfiltrati onseinheit 29 umfaßt eine Feinfiltereinrichtung 31, in der Teilchen bis zu einer Größe von 5 µm, vorzugsweise bis zu 1 µm, entfernt werden, und eine Umkehrosmose-Einrichtung 33 zur Feinstfiltrierung, bei der selbst Bakterienleichen zurückge halten werden. Das Wasser wird durch eine Pumpe P4 aus der Feinfiltereinrichtung 31 in die Umkehrosmose-Einrichtung 33 gepumpt. In der Umkehrosmose-Einrichtung 33 werden aufgrund der Cross-Flow-Technik zwei Produkte erzeugt: Permeat und Konzentrat. Das Konzentrat kann direkt in die Kanalisation bzw. Kläranlage geleitet werden, das Permeat stellt das zu rückgewonnene Qualitätswasser dar.

In Tabelle 2 ist ein Ergebnis einer Wasseranalyse ausgehend von den Abwasserwerten in Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 2

Die Werte liegen alle unterhalb der in der Trinkwasserverord nung angegebenen Werte. Das Konzentrat weist einen CSB-Wert in Höhe von 555 mg/l auf. Dieser Wert ist trotz Aufkonzen trierung niedriger als die Ausgangsbelastung.

Hinter der Umkehrosmose-Einrichtung 33 ist ein zweiter Sta peltank 35 angeordnet, dem eine UV-Durchgangseinrichtung 37 nachgeordnet ist. Ausgangsseitig ist die UV-Durch gangseinrichtung 37 wieder mit dem Stapeltank 35 verbun den, so daß eine Entkeimung bzw. Wiederentkeimung im Kreis laufverfahren, mittels einer Pumpe P5, erfolgen kann. Ein Frischwasseranschluß 39 ist am Stapeltank 35 vorgesehen, um die Funktionalität der Waschmaschinen während der Wartungsar beit bzw. Reinigungsphase zu gewährleisten.

Sicherheitshalber ist in der Leitungseinrichtung 11 auf dem Weg zwischen einem Druckbehälter 41 zum Ausgang 47 eine zwei te UV-Durchgangseinrichtung 43 vorgesehen. Aus dem zweiten Stapeltank 35 wird das Wasser mittels einer Pumpe P6 gepumpt.

Der Betriebsablauf wird über eine SPS-Steuerung 45 gesteuert. Z. B. wird die Permeatqualität über ein digitales Leitfähig keitsmeßgerät überwacht. Das Meßgerät ist mit einer Grenzwer teinstellung und einem potentialfreien Kontakt ausgestattet. Das Leitfähigkeitsmeßgerät kann somit auch an einen Schreiber angeschlossen und die Anlage 1 kontinuierlich überwacht wer den. Bei Überschreitung des Grenzwertes wird Signalalarm aus gelöst.

In der Leitungseinrichtung 11 sind zahlreiche Ventile 49 vor gesehen, die über die Steuerung 45 gesteuert werden und den sicheren Betrieb der Anlage 1 gewährleisten.

Claims

1. Anlage zur Qualitätswasser-Rückgewinnung

- mit einer Vorfiltrationseinheit (13) zur Abtrennung gro ber Verunreinigungen aus dem in die Anlage (1) eingetrete nen Wasser;
- mit einer Neutralisationseinheit (19) zur ph-Wert-Ein stellung des Wassers aus der ersten Filtrationseinheit (13);
- mit einem Ozongenerator (24) zur geregelten Ozonzuführung in das neutralisierte Wasser;
- mit einer Nachfiltrationseinheit (27) zur Abtrennung ab setzbarer Stoffe aus dem ozonbehandelten Wasser;
- mit einer Feinfiltrationseinheit (29, 31, 33) zur Fein filtrierung des von absetzbaren Stoffen befreiten Wassers;
- mit einer Leitungseinrichtung (11) zur Leitung des Was sers durch die Anlage (1); und
- mit einer Steuereinrichtung (45) zur Steuerung des Be triebsablaufs der Anlage (1).

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feinfiltrationseinheit (29) eine erste UV-Durchlaufeinrichtung (37) nachgeordnet ist.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Neutralisationseinheit (19) ein Reaktor zur mikro skopischen und makroskopischen Vermischung des Wassers mit einem neutralisierenden Fluids ist.

4. Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ozongenerator (24) und der Nachfiltrati onseinheit (27) ein erster Stapeltank (25) angeordnet ist.

5. Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Nachfiltrationseinheit (27) und der UV-Durchlaufeinrichtung (37) ein zweiter Stapeltank (35) ange ordnet ist.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Durchlaufeinrichtung (37) eingangs- und aus gangsseitig an den zweiten Stapeltank (33) angeschlossen ist, um eine UV-Mehrfachbestrahlung des im zweiten Sta peltank (33) befindlichen Wassers durchführen zu können.

7. Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachfiltrationseinheit (27) ein Mischbettfilter ist.

8. Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinfiltrationseinheit (29, 31, 33) eine Feinfil tereinrichtung (31) und eine Umkehrosmose-Einrichtung (33) umfaßt.

9. Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Neutralisierungseinheit (19), der Nachfiltrati onseinheit (27) und der Feinfiltrationseinheit (29) jeweils eine Dosiereinrichtung (D1, D2, D3) angeordnet ist.

10. Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Feinfiltrationseinheit (29) eine zweite UV-Durchlaufeinrichtung (43) nachgeordnet ist.

11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite UV-Durchlaufeinrichtung (43) eingangsseitig mit dem zweiten Stapeltank (35) und ausgangsseitig mit einem Ausgang (47) der Anlage wirkverbunden ist.