DE2203008B1 - METHOD AND DEVICE FOR PROCESSING WASTE WATER - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR PROCESSING WASTE WATERInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten von Abwässern mittels einer umgekehrten Osmose sowie eine Vorrichtung hierfür.The invention relates to a method for treating waste water by means of reverse osmosis and a device therefor.
Zur Aufbereitung von Abwässern, die in großem Umfang in Industrien, z.B. in Textilindustrien, in chemischen oder metallverarbeitenden Betrieben oder in kommunalen Kläranlagen anfallen, sind eine Reihe von Verfahren bekannt. Die Anwendung der verschiedenen Methoden richtet sich im wesentlichen nach der Beschaffenheit und dem Anfall des Abwassers. Große Schwierigkeiten bei der Reinigung bereiten vor allem solche Abwässer, die organische Substanzen in gelöster oder kolloidaler Form, komplex gebundene Metalle, anionenaktive oder nichtionogene Tenside, Inhibitoren, Glanzbildner usw. enthalten. Der Anfall der Tenside wächst in zunehmendem Maße.For the treatment of wastewater that is widely used in industries, e.g. in textile industries, in chemical or metal processing companies or in municipal sewage treatment plants are one A number of processes are known. The application of the various methods is essentially oriented according to the nature and the amount of wastewater. Great difficulty in cleaning especially such wastewater, the organic substances in dissolved or colloidal form, complex contain bound metals, anionic or nonionic surfactants, inhibitors, brighteners, etc. The amount of surfactants is increasing.
Weiterhin ist der große Anteil an Sulfaten, Chloriden, Phosphaten, Nitraten, die allgemein als Neutralsalze bezeichnet werden, beachtlich. Diese verhindem oft eine weitergehende Reinigung des Abwassers nach bekannten Verfahren. So lassen sich die in metallverarbeitenden Industrien anfallenden Abwässer in Gegenwart dieser neutralen Salze nur unvollständig von den Schwermetallen befreien. Hierzu gibt es bekannte Verfahren, z. B. Fällung mit verschiedenen Neutralisationsmitteln wie Natronlauge, Natriumkarbonat, Kalkmilch. Das gleiche gilt für Kornplexbildner, die speziell in der Metallreinigung und sonstigen Reinigungsverfahren eingesetzt werden.Furthermore, the large proportion of sulfates, chlorides, phosphates, nitrates, which are generally called neutral salts are called, considerable. These often prevent further purification of the wastewater according to known methods. This is how the wastewater generated in the metalworking industries can be removed in the presence of these neutral salts only incompletely freed from heavy metals. To do this there there are known methods, e.g. B. Precipitation with various neutralizing agents such as caustic soda, sodium carbonate, Milk of lime. The same applies to complex formers, which are specifically used in metal cleaning and other cleaning methods are used.
In der textilverarbeitenden Industrie fallen Abwässer an, die große Mengen an organischen Farbstoffen, Tensiden, Natriumchlorid, Natriumsulfat und organische Substanzen in gelöster und kolloidaler Form enthalten. Trotz großen technischen und finanziellen Aufwandes entspricht das nach bekannten Verfahren gereinigte Textilabwasser nicht den Anforderungen, um es gefahrlos in den Vorfluter einleiten zu können. Der Gehalt an organischen Substanzen (Farbstoffreste, Tenside, Komplexbildner) sowie an Phosphaten, Neutralsalzen usw. kann zu uner-In the textile processing industry there is waste water that contains large amounts of organic dyes, Surfactants, sodium chloride, sodium sulfate and organic substances in dissolved and colloidal Form included. Despite the great technical and financial outlay, this corresponds to known Process of treated textile wastewater does not meet the requirements in order to discharge it safely into the receiving waters to be able to. The content of organic substances (dye residues, surfactants, complexing agents) as well of phosphates, neutral salts etc. can lead to un-
ίο wünschten Reaktionen im Vorfluter führen.ίο desired reactions in the receiving waters lead.
Die Abläufe kommunaler Kläranlagen, die nach mechanischen, biologischen oder chemischen Klärverfahren arbeiten, enthalten zwar keine oder zumindest nur geringe Mengen an Substanzen, die den Sauerstoffhaushalt eines Gewässers belasten; trotzdem sind noch resistente organische Stoffe, Närstoffe und Salze (Nitrate, Phosphate und Tenside) vorhanden, die im Vorfluter zu unerwünschten Reaktionen führen, so daß das Gewässer von Anliegern nur noch in beschränktem Maße genutzt werden kann.The processes of municipal sewage treatment plants, which are based on mechanical, biological or chemical treatment processes work, contain no or at least only small amounts of substances that cause the Pollute the oxygen balance of a body of water; nevertheless there are still resistant organic substances, nutrients and salts (nitrates, phosphates and surfactants) are present that cause undesirable reactions in the receiving water lead, so that the water can only be used to a limited extent by residents.
Durch die bekannten Neutralisations-, Fällungs-, Oxydations- und Reduktionsverfahren für die Abwasser der chemischen Industrie, der Metall-, Textil- und sonstiger Betriebe werden zwar die schädlichen Verbindungen entgiftet bzw. ausgefällt oder auf andere Weise aus dem Abwasser größtenteils entfernt. Bei all diesen Verfahren werden aber durch die Entgiftungs-, Neutralisations-, Fällungs- und sonstige Verfahren mehr oder weniger große Mengen an Neutralsalzen in das Abwasser eingebracht, so daß deren Anteil nach dem Reinigungsprozeß größer ist als vorher. Dieser hohe Neutralsalzgehalt einschließlich anderer toxischer Verbindungen trägt weitgehend zur Versalzung und Vergiftung unserer Gewässer bei.Through the well-known neutralization, precipitation, oxidation and reduction processes for the wastewater the chemical industry, metal, textile and other businesses are indeed the harmful ones Compounds detoxified, precipitated or otherwise largely removed from the wastewater. In all of these processes, however, are through the detoxification, neutralization, precipitation and other Process more or less large amounts of neutral salts introduced into the wastewater, so that their Proportion after the cleaning process is greater than before. This high neutral salt content including other toxic compounds contribute largely to the salinization and poisoning of our waters.
Bei den konventionellen Reinigungsverfahren, speziell in der metallverarbeitenden Industrie, wird das gereinigte Abwasser nicht mehr der Wiederverwendung zugeführt. Diese konventionellen Abwasserreinigungsverfahren arbeiten nach den bekannten Oxydations-, Reduktions-, Neutralisations- und Fällungsverfahren. Das zu reinigende Industriewasser setzt sich in der Regel aus stark verdünnten, d.h. kaum oder nur gering belasteten Spülwässern zusammen. Hinzu kommen noch Konzentrate, die den im Durchlauf zu entgiftenden Abwässern zudosiert werden. Durch Verdünnen der so entgifteten Abwasser, die noch schwer entfernbare Substanzen, z. B. Metallkomplexe, Phosphate, Tenside, organische Kolloide usw., enthalten, mit den schwach belasteten Spülwässern, ist es möglich, daß die gesetzlichen Grenzwerte eingehalten werden. Diese Art der Abwasserreinigung ist zwar gesetzlich unzulässig, aber schwerlich kontrollierbar.With conventional cleaning methods, especially in the metalworking industry, this is the case treated wastewater is no longer recycled. These conventional wastewater treatment methods work according to the known oxidation, reduction, neutralization and precipitation processes. The industrial water to be cleaned is usually made up of heavily diluted, i.e. hardly any or only slightly contaminated rinsing waters together. In addition, there are concentrates that make the flow to be added to the waste water to be detoxified. By diluting the wastewater thus detoxified that substances that are still difficult to remove, e.g. B. metal complexes, phosphates, surfactants, organic colloids etc., contained, with the slightly polluted rinsing water, it is possible that the legal limit values be respected. This type of wastewater treatment is legally inadmissible, but difficult controllable.
Um die hohen Frischwasserkosten einzusparen, ist man speziell in der metallverarbeitenden, z. B. galvanischen Industrie, auch dazu übergegangen, die schwach mit Salzen belasteten Spülwässer im Kreislauf wiederzugewinnen. Das Spülwasser wird vor dem Rückführen in die Produktion mittels Ionenau-In order to save the high fresh water costs, one is especially in the metalworking, z. B. galvanic Industry, also switched to the rinsing water, which is weakly contaminated with salts, in the circuit to regain. Before it is returned to production, the rinsing water is
5u stauschern entsalzt. Hierbei werden alle Kationen und Anionen sowie der größte Teil der Metallkomplexe und organischen Substanzen entfernt. Die bei der Regeneration der Ionenaustauscher anfallenden Konzentrate werden mit den in den Fertigungsbetrie-5u exchangers desalinated. Here are all cations and anions as well as most of the metal complexes and organic substances are removed. The at The concentrates obtained during the regeneration of the ion exchangers are mixed with the
Sj ben anfallenden Abfall-Konzentraten in einer kleinen Durchlauf- oder Standentgiftungsanlage behandelt. Die Aufkonzentration der Giftstoffe durch Ionenaustauscher bringt den Vorteil, daß die Giftstoffe nurSj ben accumulating waste concentrates in a small Continuous or stand decontamination system treated. The concentration of toxins through ion exchangers brings the advantage that the toxins only
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noch zu etwa 2 °/o und weniger der umlaufenden und zu filtrieren und erst dann die so vorgereinigtenabout 2 ° / o and less of the circulating and to be filtered and only then the so pre-cleaned
Wassermenge konzentriert sind. Auch wird die Ent- Abwasser einer umgekehrten Osmoseeinrichtung zuAmount of water are concentrated. The Ent- wastewater is also a reverse osmosis device
giftung in konzentrierten Lösungen mit einem höhe- zuführen. Es konnte dabei festgestellt werden, daßpoisoning in concentrated solutions with a high dose. It was found that
ren Wirkungsgrad betrieben. Trotz dieser Vorteile ist hierdurch die Qualität des jeweiligen Abwassers zuren efficiency operated. Despite these advantages, this increases the quality of the respective wastewater
jedoch mit einem höheren Gehalt, z. B. an Rest- 5 einer Trinkwasserqualität gemacht werden kann,but with a higher content, e.g. B. can be made of residual 5 of a drinking water quality,
schwermetallen, zu rechnen, als gesetzlich zulässig So ist das erfindungsgemäße Verfahren mit beson-heavy metals, to be expected as legally permissible.
ist, wobei dieser Gehalt zurückzuführen ist auf den derem Vorteil anwendbar, um aus dem vorgereinig-is, this content is due to the advantage of which can be used to get out of the pre-cleaned
hohen Neutralsalzgehalt, auf den Anteil der Korn- ten Abwasser Fluoride, Arsenate, Sulfate, Chloride,high neutral salt content, on the proportion of grain wastewater fluorides, arsenates, sulfates, chlorides,
plexbildner und auf den hohen nicht absetzbaren Nitrate, Phosphate, biologisch schwer abbaubareplexing agents and on the high non-settable nitrates, phosphates, hardly biodegradable
Schwebestoffgehalt, speziell der Metallhydroxyde, io Metallkomplexe, Schwermetallsalze oder organischeSuspended matter content, especially the metal hydroxides, io metal complexes, heavy metal salts or organic
der durch größere Mengen an Tensiden und Phos- Substanzen abzutrennen. Es ermöglicht ferner erfin-separated by large amounts of surfactants and phosphorous substances. It also enables inventively
phaten hervorgerufen wird, die eine vollständige dungsgemäß, aus dem vorgereinigten Abwasser Ten-phaten is caused, which is a complete duly, from the pre-treated wastewater Ten-
Schlammabscheidung durch Absetzen oder Filtration side, Glanzbildner oder Inhibitoren als organischeSludge separation by sedimentation or filtration side, brighteners or inhibitors as organic
verhindern. Substanzen abzutrennen, was insbesondere bei Ab-impede. To separate substances, which is particularly important when
Diesen Schwierigkeiten ist man durch Einbau von 15 wässern aus Textilbetrieben vorteilhaft ist.
Selektiv-Kationen- und -Anionenaustauschern begeg- Das aus den Osmosezellen austretende, von den
net. Die Selektiv-Kationenaustauscher sind jedoch aufgeführten Substanzen weitgehend gereinigte Wascalcium-
und magnesiumempfindlich, so daß deren ser kann ohne Gefahr der Schädigung in den Vorfluter
Anwendung begrenzt ist. Auch tritt eine weitere Auf- oder Kanal eingeleitet werden. Auch kann bei Bedarf
salzung der abzuführenden Abwassermenge ein. Die 20 das Wasser der Wiederverwendung zugeführt werden,
Selektiv-Anionenaustauscher, die speziell Metall- da der Gehalt an gelösten und kolloidal gelösten Stofkomplexe
zu binden vermögen, werden durch diverse fen um 80 bis 99 °/o reduziert worden ist. Das aus den
andere nach der Entgiftung im Abwasser befindliche Osmosezellen ablaufende Konzentrat kann in einSubstanzen
geschädigt. Das erhaltene metallkom- fächer Weise, z. B. durch Eindampfen, Einschmelzen,
plexhaltige Regenerat ist aber selbst heute nach dem 25 Einzementieren, Verbrennen, Verschlacken, Sintern
hohen Stand der Technik nur schwer oder überhaupt u. dgl., völlig unschädlich gemacht werden,
nicht vollständig zu entgiften. Das Problem der wei- Das aus den Osmosezellen austretende Wasser
teren Aufsalzung ist praktisch nicht zu lösen. weist nur noch geringe Mengen an Nitrat und Phos-These difficulties can be addressed by installing 15 water from textile factories.
Selective cation and anion exchangers encounter the emerging from the osmosis cells, from the net. The selective cation exchangers, however, listed substances are largely sensitive to purified wascalcium and magnesium, so that their water can be used in the receiving waters without risk of damage. Also occurs another on- or channel to be initiated. If necessary, the amount of wastewater to be discharged can also be salted. The 20 water to be recycled, selective anion exchangers, which are specifically metal because the content of dissolved and colloidally dissolved substance complexes are able to bind, are reduced by 80 to 99% by various furnaces. The concentrate that runs off the other osmosis cells in the wastewater after the detoxification can cause damage to one of the substances. The obtained metallkom- fan manner, z. B. by evaporation, melting, plex-containing regenerated material can be made completely harmless even today after cementing, burning, slagging, sintering, high state of the art, with great difficulty or at all and the like.
not to completely detoxify. The problem of the excessive salting out of the osmosis cells is practically impossible to solve. shows only small amounts of nitrate and phosphate
Das entgiftete und von Schwebestoffen bzw. Me- phat auf. Die toxisch wirkenden Metalle, Metallkom-The detoxified and suspended solids or mophate on. The toxic metals, metal components
tallhydroxydschlamm befreite Abwasser wird in der 30 plexe, Fluoride, einschließlich der Neutralsalze sindTallhydroxydschlamm freed sewage is in the 30 plexes, fluorides, including the neutral salts
Regel zum Kanal oder in den Vorfluter geleitet. Die bis auf geringe Mengen, die kleiner sind als die imUsually directed to the sewer or into the receiving water. Except for small amounts that are smaller than those in
schon zuvor erwähnten Restschwermetallmengen in üblichen Trinkwasser befindlichen, aus dem Abwas-the previously mentioned residual heavy metal amounts in normal drinking water, from the sewage
freier oder komplexer Form sowie die hohen Mengen ser entfernt. Da das Permeat keine düngenden oderfree or complex form as well as the high amounts of water removed. Since the permeate is no fertilizing or
an Tensiden und sonstigen organischen Substanzen schädigenden Stoffe mehr enthält, kann es ohne Ge-contains more substances harmful to surfactants and other organic substances, it can
sowie der Phosphat-, Natriumchlorid- und Natrium- 35 fahr in Vorfluter (Seen, Talsperren usw.) eingeleitetas well as the phosphate, sodium chloride and sodium drift into receiving waters (lakes, dams, etc.)
sulfatgehalt im entgifteten Abwasser haben bei stoß- werden, ohne daß die Trinkwassergewinnung ausSulphate content in the detoxified wastewater have to be bumped, without the drinking water production from
weiser oder auch kontinuierlicher Einleitung in den diesen Vorflutern gefährdet wird. Eine Vorrichtungwise or continuous discharge in these receiving waters is endangered. One device
Kanal oder den Vorfluter nicht übersehbare Auswir- zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah-Channel or the receiving water can not be overlooked effect for carrying out the method according to the invention
kungen auf das biologische Gleichgewicht der korn- rens ist derart beschaffen, daß eine Abwasservorbe-effects on the biological balance of the grain is such that wastewater
munalen Kläranlage oder den Vorfluter zur Folge. 4° handlungsstufe einer Osmosezelleneinheit nachgeord-municipal sewage treatment plant or the receiving waters. 4th stage of action after an osmosis cell unit
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die net ist. Zur Verbesserung der Abscheide- bzw. Ab-The invention is based on the object that is net. To improve the separation or separation
nach bekannten Verfahren behandelten Abwasser trennwirkung kann gegebenenfalls gemäß der Erfin-Wastewater separating effect treated by known methods can optionally according to the invention
einer weitergehenden Reinigung zu unterziehen. dung vorgesehen sein, daß zwischen dem Konzen-to be subjected to further cleaning. provision should be made that between the concentration
Nachfolgend sind einige Substanzen aufgeführt, die tratbecken und der AbwasservorbehandlungsstufeBelow are some substances, the stepping basin and the wastewater pretreatment stage
aus den vorgereinigten Abwassern zu entfernen sind: 45 eine Rückführleitung angeordnet ist.to be removed from the pre-treated wastewater: 45 a return line is arranged.
1. Metalle, Besondere Vorteile weist das erfindungsgemäße1. Metals, the invention has particular advantages
2. komplexgebundene Metalle, aufbereitungsverfahren für Abwässer aus metallver-2. complex-bound metals, treatment process for waste water from metal-coated
3. organische Substanzen wie Tenside, Glanzbild- arbeitenden Betrieben auf, bei denen das Abwasser in ner, Inhibitoren, einer Entgiftungsstufe entgiftet, anschließend neutra-3. Organic substances such as surfactants, gloss-picture-working companies where the wastewater in ner, inhibitors, detoxified in a detoxification stage, then neutral
4. organische Komplexbildner (biologisch schwer 5° lisiert und sedimentiert wurde und das Abwasser abbaubare organische Substanzen), dann über Druckpumpen in die Osmosezelle geför-4. organic complexing agents (biologically difficult 5 ° lized and sedimented and the wastewater degradable organic substances), then pumped into the osmosis cell
5. Neutralsalze (Chloride, Sulfate, Nitrate, Phos- dert wird, von wo es als Permeat in den Sammelbephate usw.). hälter zurückgeführt wird, während das Konzentrat,5. Neutral salts (chlorides, sulphates, nitrates, phosphate is from where it as permeate in the collecting bephate etc.). container is returned while the concentrate,
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- gegebenenfalls nach einer mehrfachen Rückführung,According to the invention, this object is achieved, if appropriate after repeated recirculation,
löst, daß man nach einer an sich bekannten Abwas- 55 von den Osmosezellen abgesondert wird. Im Gegen-solves that one is separated from the osmosis cells after a known waste 55. In the opposite
seraufbereitung das erhaltene Produkt einer weiteren satz zu dem bisherigen Verfahren kann das Abwasserwater treatment the product obtained can be a further addition to the previous process, the wastewater
Reinigung mittels einer umgekehrten Osmose unter- wieder dem Betrieb zugeführt werden. Dieses giltCleaning by means of reverse osmosis can be returned to the company. This is true
wirft. auch für die Aufbereitung von Abwässern aus EIo-throws. also for the treatment of wastewater from egg
Die Aufbereitung von Abwasser, z.B. aus Farbge- xalanlagen, bei denen eine Neutralisation und Filtrabungs-
oder Lackieranlagen, mittels einer umgekehr- 60 tion stattgefunden hat. Hier kann das so vorbehanten
Osmose ist an sich bekannt. Bei den bekannten delte Wasser nach dem Austritt aus den Osmosezel-Verfahren
hat man das Abwasser ohne irgendeine len, gegebenenfalls nach Durchlaufen von Ionenaus-Vorbehandlung
den umgekehrten Osmoseeinrichtun- tauschern, in den Betrieb zurückgeführt werden,
gen zugeführt und dabei eine rasche Verminderung während die in den Osmosezellen ausgeschiedenen
der Filterkapazität festgestellt. Dagegen sieht die Er- 65 Konzentrate einem dem Absetzbecken vorgeschaltefindung
vor, die Abwasser zunächst in bekannter ten Behandlungsbecken des Betriebs wieder zuge-Weise
vorzubehandeln, d. h. gegebenenfalls zu entgif- führt werden,
ten, zu neutralisieren, zu flocken, zu sedimentieren Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung er-The treatment of wastewater, for example from colored gag plants, in which neutralization and filtration or painting plants have taken place by means of an inversion. Here osmosis is known per se. In the case of the known delte water after leaving the osmosis cell process, the wastewater has been returned to the plant without any oil, if necessary after having passed through ion pretreatment in the reverse osmosis device, and thereby a rapid reduction during the in the osmosis cells excreted the filter capacity. In contrast, the invention provides for concentrates upstream of the sedimentation basin to pretreat the wastewater first in known treatment basins of the company, ie to detoxify it if necessary,
th, to neutralize, to flocculate, to sediment. Further advantages and features of the invention
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geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im dann gelangt das neutralisierte Wasser in ein Absetz-Zusammenhang mit der Zeichnung, in der Ausfüh- becken 29 zur Sedimentation der ausgefällten rungsbeispiele der Erfindung schematisch wiederge- Schwermetallhydroxide bzw. Filltration. Die abgegeben sind. Hierin zeigt setzten Schlammstoffe werden mittels einer Förder-result from the following description in the then the neutralized water comes into a settling context with the drawing, in the Ausfüh- basin 29 for sedimentation of the precipitated Approximation examples of the invention schematically re-heavy metal hydroxides or filtration. The submitted are. Herein shows settled sludge substances are by means of a conveyor
F i g. 1 das Schema eines Funktionsablaufs einer 5 pumpe 31 in einer Schlammfilterpresse 30 abgepreßtF i g. 1 shows the diagram of a functional sequence of a pump 31 pressed in a sludge filter press 30
Abwasseraufbereitung von galvanischen Betrieben, und sukzessive abgeführt. Mittels einer DosieranlageWastewater treatment from electroplating companies, and gradually discharged. By means of a dosing system
F i g. 2 eine Abwasseraufbereitungsanlage im 32 können Flockungshilfsmittel zugeführt werden.F i g. 2 a wastewater treatment plant in 32 flocculants can be fed.
Blockschaltbild für eine Eloxal-Anlage, Die so vorgereinigten Abwasser gelangen in eineBlock diagram for an anodizing plant
F i g. 3 das Funktionsschema einer Aufbereitungs- Pumpenvorlage 33 und werden von dort über dieF i g. 3 the functional diagram of a processing pump template 33 and are from there via the
anlage für Abwasser aus Textilbetrieben (z. B. Fär- io Pumpe 34 einem Filter 35 zugeführt, das als offenessystem for wastewater from textile companies (z. B. Fär- io pump 34 fed to a filter 35, which is an open
berei), Filter oder als Druckfilter ausgebildet sein kann.berei), filter or as a pressure filter can be designed.
F i g. 4 das Funktionsschema einer Reinigung von Das vorgefilterte und neutrale Wasser wird als-F i g. 4 the functional diagram of a cleaning of The pre-filtered and neutral water is used as-
Abläufen aus kommunalen Kläranlagen. dann erfindungsgemäß Osmosezellen 36 unter hohemProcesses from municipal sewage treatment plants. then according to the invention osmosis cells 36 under high
Bei der in F i g. 1 dargestellten Aufbereitungsan- Druck zugeführt. Die Osmosezellen enthalten halb-In the case of the in FIG. 1 shown processing pressure supplied. The osmosis cells contain half
lage handelt es sich um eine Kreislaufanlage für cya- 15 durchlässige Membranen vorzugsweise aus Zellulose-position is a circulation system for cya- 15 permeable membranes, preferably made of cellulose
nid-, chrom- und schwermetallhaltiges Abwasser, acetat, die beispielsweise zylindrisch oder spiralig ge-Wastewater containing non-ferrous, chromium and heavy metals, acetate, which is for example cylindrical or spiral
z. B. aus einem galvanischen Betrieb. Da sowohl die wickelt sind. Nach dem Prinzip der umgekehrten Os-z. B. from a galvanic operation. Because both the wraps are. According to the principle of the reverse os-
Cyanide als auch die Chromsäure starke Gifte dar- mose tritt das Wasser, das Permeat, unter hohemCyanide and chromic acid, which are strong poisons, enter the water, the permeate, at high levels
stellen, ist eine sorgfältige Aufbereitung des Abwas- Druck durch die Membranen hindurch, während dieis a careful preparation of the waste water pressure through the membranes while the
sers erforderlich. Bei der dargestellten Aufberei- 20 im Wasser enthaltenen gelösten Stoffe als Konzen-sers required. In the treatment shown, dissolved substances contained in the water as a concentration
tungsanlage handelt es sich um eine Kreislaufanlage träte abgesondert werden. Das hindurchtretendemanagement system is a recirculation system that is separated. The passing through
zur Wiedergewinnung der Spülwasser, wobei die Wasser wird auf einen Druck von etwa 15 bisto recover the rinse water, whereby the water is brought to a pressure of about 15 to
Ionenaustauscheranlage mit einer Entgiftungsanlage 120 atü durch die Hochdruckpumpe 37 gebracht undIon exchange system with a detoxification system 120 atü brought by the high pressure pump 37 and
und einer Schlammaufbereitung kombiniert ist. sollte möglichst einen pH-Wert im Bereich von 4,5and a sludge treatment is combined. should preferably have a pH value in the range of 4.5
Die aus der Galvanik 10 austretenden Spülwässer 25 bis 8 und keine höhere Temperatur als etwa 35C CThe emerging from the electroplating rinse waters 10 25-8 and no higher temperature than about 35 C C
werden gemeinsam einem Spülwassersammelbehälter zur Schonung der austauschbaren Membranen auf-are placed together in a rinsing water collecting tank to protect the exchangeable membranes.
11 zugeführt. Dort werden die Spülwässer über weisen.11 supplied. The rinsing water is transferred there.
Druckerhöhungspumpen 12 einem Kationenaustau- Um eine höchstmögliche Konzentration der Abscher 13 und einem Anionenaustauscher 14 züge- Schneidekomponenten sowie einen höchstmöglichen führt. Das entsalzte Spülwasser wird über die Lei- 30 Reinheitsgrad des Permeats zu erreichen, kann das tung 15 zur Wiederverwendung in die Galvanik 10 abgeschiedene Konzentrat vom Sammelbehälter 38 zurückgeführt. Die alkalischen cyanid- und schwer- über eine gestrichelt angedeutete Konzentratrückmetallkomplexhaltigen Konzentrate werden in einem füllleitung 39 nochmals in die Pumpenvorlage 33 Behälter 16 gesammelt und von dort einem Reak- rückgeführt werden, um dann einem erneuten Reinitionsbehälter 20 über die Leitung 17 kontinuierlich 35 gungsprozeß in den Osmosezellen 36 zugeführt zu oder taktweise zugeführt, in welchem mittels der Do- werden. Das Permeat verläßt über eine Leitung 42 sierbehälter 18 und 19 Natriumhypochlorid und Na- das Hochdruckgerät 36 und wird dem Sammelbehältronlauge zugegeben wird. In dem Behälter 20 wer- ter 11 zur Weiterverwendung zugeführt. Da das Perden die mittels des Rührwerks 21 mit den zugeführ- meat nur noch einen Reststoffgehalt von etwa 5 ten Chemikalien vermischten Regenerate alkalisiert 40 bis 104 der Ausgangsmenge enthält, kann es, ohne und das Cyanid mittels Natriumhypochlorid zum schädigend zu wirken, in den Kanal 43 oder Vorflu-Cyanat oxydiert. Die Zuführung der Natronlauge ter eingeleitet werden. Das durch die Osmosezellen mittels der Dosieranlage 18 erfolgt so lange, bis der 36 ausgeschiedene Konzentrat befindet sich in einer erforderliche PH-Wert von 11 eingestellt ist. Wäh- hochkonzentrierten Form, das auf ein kleinstmöglirend der Chemikalienzugabe wird der PH-Wert mit- 45 ches Volumen beschränkt ist. Um dieses unschädlich tels der nur schematisch angedeuteten Meßgeräte 23 zu machen, kann das Konzentrat z. B. unter Zufükontrolliert und gegebenenfalls durch Regelanlagen gung von Zuschlagsstoffen einzementiert, in Glas gesteuert. eingeschmolzen oder in anderer Weise verschlacktBooster pumps 12 a cation exchange in order to achieve the highest possible concentration of the shear 13 and an anion exchanger 14 pull-cutting components as well as a highest possible leads. The desalinated rinsing water is about the level of purity of the permeate can achieve that device 15 for reuse in the electroplating 10 concentrate separated from the collecting container 38 returned. The alkaline cyanide-containing and heavy-containing concentrate back metal complexes indicated by a dashed line Concentrates are again fed into the pump reservoir 33 in a filling line 39 Container 16 collected and returned from there to a reac, to then a renewed purification container 20 via line 17 continuously 35 supply process in the osmosis cells 36 supplied to or in cycles, in which by means of the Do- are. The permeate leaves via a line 42 Storage tank 18 and 19 sodium hypochlorite and Na- the high pressure device 36 and is the collecting tank liquor is admitted. In the container 20 ter 11 are fed for further use. Since the Perden which by means of the agitator 21 with the meat fed in only has a residual material content of about 5 ten chemicals mixed regenerates alkalized contains 40 to 104 of the initial amount, it can without and the cyanide by means of sodium hypochlorite to have a damaging effect, in the channel 43 or pre-flow cyanate oxidized. The supply of the caustic soda can be initiated. That through the osmosis cells by means of the metering system 18 takes place until the 36 excreted concentrate is in a required pH value of 11 is set. A highly concentrated form that is reduced to the smallest possible extent the addition of chemicals means that the pH value is limited to 45% by volume. To this harmless to make means of the only schematically indicated measuring devices 23, the concentrate z. B. under feed controlled and, if necessary, cemented into the glass by means of control systems controlled. melted down or otherwise slagged
Im nachgeschalteten Behälter 24 erfolgt eine werden, so daß keine schädlichen Rückstände in ir-In the downstream container 24 there will be a, so that no harmful residues in ir-
Chromatentgiftung. Diese kann wie folgt vor sich ge- 50 gendeiner Form in den Vorfluter oder Kanal gelan-Chromate detox. This can enter the receiving water or sewer in front of it in some form as follows:
hen: Durch Reduktion von Natriumbisulfit im stark- gen können.hen: By reducing sodium bisulphite in the strong.
sauren Medium, durch Reduktion von Eisen-(II)-sul- Bei hohem Salzgehalt und Schadstoffgehalt aus der fat im alkalischen Bereich oder durch Zuführung von Produktion wird statt der beschriebenen Kreis-Natriumdithionit. Die Chemikalien werden aus einem lauf-Ionenaustauscheranlage das gesamte anfallende Dosierbehälter 25 zugeführt. Auch hier dient ein 55 Abwasser in einer konventionellen Stand- oder Schnellmischer 21 der homogenen Durchmischung Durchlauf-Entgiftungsanlage behandelt. Das entgifinnerhalb kürzester Zeit. Zum Behälter 24 können tete Abwasser kann in diesem Fall ebenfalls über Osüber die gestrichelt angedeutete Leitung 41 noch die mosezellen entsalzt werden und wird dann in den Beim Sammelbehälter 40 gespeicherten chromsäure- trieb, gegebenenfalls nach einer weiteren Behandlung und schwermetallsalzhaltigen Konzentrate und 60 über Ionenaustauscher, zur Wiederverwendung zu-Eluate zur Entgiftung zugeführt werden. rückgeführt. Das Permeat kann in diesem Fall auch Diesen Behandlungen in den Becken 20 und 24 folgt ohne Gefährdung in den Kanal oder in den Vorfluter eine Neutralisation in dem Neutralisationsbecken 26. eingelassen werden, da auch die Restschwermetalle Hier erfolgt eine Zumischung von Natronlauge, Na- freier oder komplexer Natur einschließlich organitriumkarbonat oder Kalkmilch aus dem Vorratsgefäß 65 scher Stoffe aus dem Abwasser entfernt sind. Bei 27 und von Säure aus dem Dosierbehälter 28 mittels einer solchen Anlage, bei der das gesamte anfallende Magnetventilen 22, bis sich der erforderliche Abwasser eines metallverarbeitenden Betriebes zu-PH-Wert im zulässigen Bereich eingestellt hat. Als- sammengeführt und über eine konventionelle Stand-acidic medium, by reducing iron (II) sul- When high salt content and pollutant content from the Fat in the alkaline range or through the addition of production is used instead of the circular sodium dithionite described. The chemicals are run from an ion exchange system to the entire accumulating Dosing container 25 supplied. Here, too, a 55 wastewater is used in a conventional standing or High-speed mixer 21 treated in the homogeneous mixing continuous detoxification system. The detox within shortest time. In this case, wastewater can also be sent to the container 24 via Osüber the dashed line 41 is still desalinated the mose cells and is then in the Bei Collecting container 40 stored chromic acid drive, if necessary after a further treatment and concentrates containing heavy metal salts and 60 via ion exchangers, for reuse to eluates to be fed for detoxification. returned. The permeate can in this case too These treatments in the basins 20 and 24 are carried out without endangering the sewer or the receiving water a neutralization in the neutralization tank 26. are admitted, since the residual heavy metals Here, sodium hydroxide, sodium-free or complex in nature, including organitrium carbonate, is added or milk of lime from the storage vessel 65 shear substances are removed from the wastewater. at 27 and of acid from the dosing container 28 by means of such a system, in which the entire accumulating Solenoid valves 22 until the required waste water of a metalworking company has reached the pH value has set within the permissible range. As- merged and via a conventional stand-
oder Durchlaufentgiftung behandelt wird, hat der Einbau der Osmosezellen den Vorteil, daß nunmehr eine wirtschaftliche Entsalzung des gesamten Abwasserstroms und damit eine Rückführung in den Betrieb möglich ist, wogegen bisher wegen des hohen Salz- und Schadstoffgehalts ein Einbau von Ionenaustauschern nicht in Betracht kam. Sofern die Abwasser noch Chemikalien enthalten, die die Membranen der Osmosezellen schädigen oder blockieren könnten, empfiehlt es sich, vor dem Gerät 36 noch Selektivionenaustauscher einzusetzen, durch die eine selektive Entfernung dieser schädigenden Chemikalien erfolgt. Sollte der Salzgehalt in der Rückführleitung 42 noch zu hoch sein, so kann bei einer solchen Anlage im Hauptstrom oder in einem hierzu vorgesehenen Nebenschluß noch eine Ionenaustauscheranlage eingeschaltet sein, durch die eine vollständige Entsalzung des Wassers erzielt wird. Die anfallenden Regenerate aus diesen Ionenaustauschern werden in den vorhandenen Speicherbecken 16 und 40 gesammelt ao und der vorhandenen Stand- oder Durchlaufentgiftung zugeführt und dort mitbehandelt. Dadurch wird der Zusatzwasserbedarf äußerst niedrig gehalten.or continuous detoxification is treated, the incorporation of the osmosis cells has the advantage that now an economical desalination of the entire wastewater flow and thus a return to the company is possible, whereas so far, due to the high salt and pollutant content, the installation of ion exchangers was out of the question. Provided that the wastewater still contains chemicals that affect the membranes the osmosis cells could damage or block, it is advisable to use selective ion exchanger in front of the device 36 employing selective removal of these harmful chemicals he follows. If the salt content in the return line 42 is still too high, in such a system in the main stream or in a shunt provided for this purpose, there is also an ion exchanger system be switched on, through which a complete desalination of the water is achieved. The resulting regenerates from these ion exchangers 16 and 40 are collected ao in the existing storage tanks and supplied to the existing stand or pass-through detoxification and treated there as well. This will the additional water requirement is kept extremely low.
Besondere Vorteile weist der Einbau der Osmosezellen auch in einer Abwasseraufbereitung aus EIo- »5 xalenlagen auf, da es hier bisher wegen des hohen Salzgehalts der Abwässer nicht möglich war, diese einer Wiederverwendung zuzuführen. Vielmehr wurde es bisher neutralisiert und in den Kanal bzw. den Vorfluter abgeleitet. Eine Kreislaufführung der Abwasser war somit nicht möglich.The installation of the osmosis cells also has particular advantages in wastewater treatment from EIo- »5 xalenlage because it was previously not possible here because of the high salinity of the wastewater to be recycled. Rather, it has so far been neutralized and released into the sewer or derived from the receiving water. It was therefore not possible to recycle the wastewater.
Bei dem in F i g. 2 dargestellten Funktionsschema ist eine Abwasseraufbereitung einer Eloxalanlage schematisch dargestellt. Das aus dem Eloxalbetrieb 50 kommende Spülwasser, das wegen seines hohen Salzgehalts und hohen Aluminiumhydroxidgehaltes nicht über Ionenaustauscher geführt wird, gelangt zunächst über die Leitung 51 zu einem Neutralisationsbehälter 52. In diesem wird das schwefelsaure Spülwasser durch Zusatz von gebranntem Kalk oder sonstigen Chemikalien neutralisiert. In dem nachfolgenden Absatzbecken 53 werden die ausgefällten Sulfate und die Aluminiumverbindungen sedimentiert oder durch Direktfiltration entfernt. Über die nachfolgende Pumpenvorlage 54 und die offene oder geschlossene Filtrationsanlage 55 wird das Wasser über Hochdruckpumpen 57 den Osmosezellen 36' zugeführt, in denen eine Abtrennung der im Wasser vorhandenen Chemikalien, insbesondere der Sulfate und anderer Schadstoffe, vom Wasser vorgenommen wird.In the case of the FIG. The functional diagram shown in FIG. 2 is a wastewater treatment of an anodizing plant shown schematically. The rinsing water coming from the anodizing plant 50, because of its high Salt content and high aluminum hydroxide content is not passed through ion exchangers first via line 51 to a neutralization tank 52. In this, the sulfuric acid Rinsing water neutralized by adding quick lime or other chemicals. In the following Sedimentation basin 53, the precipitated sulfates and the aluminum compounds are sedimented or removed by direct filtration. About the following pump template 54 and the open or closed filtration system 55 is the water via high pressure pumps 57 the osmosis cells 36 ' supplied, in which a separation of the chemicals present in the water, in particular the sulfates and other pollutants, made by water.
Die aus den Osmosezellen 36' austretende sulfathaltige Sole kann über die Rückführleitung 39' nochmals in die Pumpenvorlage 54 rückgeführt und nach Filtration durch das Filter 55 abermals den Osmosezellen 36' zugeführt werden, so daß eine höhere Anreicherung der Sulfate erfolgt. Hat der Gehalt des Sulfats in dem Becken 38' eine bestimmte Konzentration erreicht, wird es mittels der Pumpe 60 über die Leitung 62 in das Behandlungsbecken 69 geführt, wo es mittels Kalk oder entsprechender Chemikalien behandelt und dem Absetzbecken oder der Direktfiltration 53 zugeführt wird. Das entsalzte Wasser (Restsalzgehalt 5 bis 101) wird der Wiederverwendung in den Betrieb 50 zugeführt, wobei in der Zuführleitung 63 direkt oder in einem hierzu geführten Nebenschluß 64 Kationenaustauscher 65 und Anionenaustauscher 66 geschaltet sein können, um den Reinheitsgrad des Permeats noch zu erhöhen. Der Sulfatgehalt des aus den Osmosezellen 36' austretenden Wassers ist so gering, daß er ohne Gefährdung auch in den Kanal oder Vorfluter geleitet werden kann, was durch die Leitung 67 angedeutet ist. Bei den bisherigen Anlagen war es nicht möglich, den Sulfatgehalt der in Eloxalanlagen anfallenden Abwasser ohne eine gesetzlich unzulässige Verdünnung unterhalb des vorgeschriebenen Werts von 400 mg/1 zu halten.The sulphate-containing brine emerging from the osmosis cells 36 'can again via the return line 39' returned to the pump reservoir 54 and, after filtration through the filter 55, again to the osmosis cells 36 'are supplied, so that a higher concentration of the sulfates takes place. Does the content of the Sulphate in the basin 38 'reaches a certain concentration, it is by means of the pump 60 over the line 62 led into the treatment basin 69, where it is by means of lime or similar chemicals treated and fed to the settling tank or direct filtration 53. The desalinated water (Residual salt content 5 to 101) is fed to the reuse in the plant 50, wherein in the feed line 63 directly or in a shunt made for this purpose 64 cation exchanger 65 and anion exchanger 66 can be switched to increase the purity of the permeate. Of the The sulfate content of the water emerging from the osmosis cells 36 'is so low that it is not endangered can also be passed into the sewer or receiving water, which is indicated by the line 67. at In the previous systems, it was not possible to measure the sulphate content of the wastewater produced in anodising systems without a legally inadmissible dilution below the prescribed level of 400 mg / l.
Eine weitere vorteilhafte erfindungsgemäße Anwendung der Osmosezellen ist in der F i g. 3 dargestellt, in welcher die Aufbereitung von Abwässern aus Textilbetrieben schematisch wiedergegeben ist. Auch bei diesen Betrieben war es wegen der im Abwasser vorhandenen hohen Anteile von organischen Stoffen und Kolloiden, Sulfaten, Phosphaten, Nitraten, Chloriden usw. bisher nicht möglich, das Abwasser einer Wiederverwendung zuzuführen. Vielmehr wurde dieses bisher in den Kanal oder Vorfluter abgeleitet, da die bisher bekannten Abwasserreinigungsverfahren es nicht ermöglichten, auf ökonomische Weise die vorstehend aufgeführten Stoffe aus dem Abwasser zu entfernen.Another advantageous application of the osmosis cells according to the invention is shown in FIG. 3 shown, in which the treatment of wastewater from textile companies is shown schematically. In these companies, too, it was because of the high proportions of organic substances in the wastewater Substances and colloids, sulfates, phosphates, nitrates, chlorides etc. so far not possible to the wastewater to be recycled. Rather, this was previously diverted into the sewer or receiving water, since the previously known wastewater treatment methods did not allow it to be economical Identify the substances listed above to remove the sewage.
Das gesamte in der Färberei 70 anfallende Abwasser wird einem Vorhaltebecken 72 über die Leitung 71 zugeführt. Dieses ist so bemessen, daß es das Abwasser für mindestens eine Arbeitsschicht (8 Stunden) aufnehmen kann. Von dort wird das Wasser einem Kontakt-Schlamm-Reaktor 73 zugeführt, in welchem es einem Flockungsprozeß unterworfen wird. In diesen Behälter werden die organischen und andere unlösliche Substanzen durch Zusatz von Flockungsmitteln und -hilfsmitteln mit einem relativ geringen Wirkungsgrad ausgeflockt. Von der nachfolgenden Pumpenvorlage 74 wird das Wasser mittels der Druckpumpen 77 durch die Osmosezellen 36" filtriert. Die anfallenden Konzentrate (Chloride und/oder Sulfate organischer Substanz) werden aus dem Behälter 38" entnommen und unschädlich gemacht oder nochmal über die Rückführleitung 39" den Osmosezellen 36" zur weiteren Eindickung zugeführt. All of the wastewater occurring in the dye works 70 is fed into a reservoir 72 via the line 71 supplied. This is dimensioned in such a way that it drains the wastewater for at least one work shift (8 hours) can accommodate. From there the water is fed to a contact sludge reactor 73, in to which it is subjected to a flocculation process. The organic and other insoluble substances by adding flocculants and auxiliaries with a relative low efficiency flocculated. From the following pump template 74, the water is by means of of the pressure pumps 77 filtered through the osmosis cells 36 ". The concentrates (chlorides and / or sulfates of organic matter) are removed from the container 38 ″ and rendered harmless or again via the return line 39 ″ to the osmosis cells 36 ″ for further thickening.
Das gereinigte Wasser kann nunmehr ohne Gefahr über die Leitung 87 zum Kanal abgelassen oder über die Leitung 82 dem Reinwasserbecken 80 zur Wiederverwendung zugeführt werden. Dabei kann vorgesehen sein, daß das Wasser zunächst die vorzugsweise in einer Nebenschlußleitung 84 vorgesehenen Kationenaustauscher 85 und Anionenaustauscher 86 passiert.The purified water can now be drained off to the sewer via line 87 or via without danger the line 82 can be fed to the pure water basin 80 for reuse. Here can it can be provided that the water is initially provided in a bypass line 84 Cation exchanger 85 and anion exchanger 86 happened.
Die Osmosezellen ermöglichen in diesem Fall einen besonders wirtschaftlichen Betrieb, da der größte Teil der Abwasser im Gegensatz zu den bisherigen Verfahren im Fabrikationsprozeß wieder verwendet werden kann. Um den Wasserrückgewinnungsprozeß besonders wirtschaftlich zu gestalten, kann in der Färberet eine Trennung der Abwasser in konzentrierte Wasch-, Färbe- und Nachbehandlungsbäder erfolgen, so daß dann nur die anfallenden Spülwässer in der beschriebenen Weise im Kreis behandelt werden, während die Konzentrate einer besonderen Behandlung —· Flockung, Verdampfung· usw. — unterworfen und dann abgeführt werden.In this case, the osmosis cells enable particularly economical operation, since the Most of the wastewater is reused in the manufacturing process, in contrast to previous methods can be. To make the water recovery process particularly economical, the wastewater can be separated into concentrated washing, dyeing and aftertreatment baths in the dyeing set, so that only the resulting Rinse water are treated in the manner described in a circle, while the concentrates a special Treatment - flocculation, evaporation, etc. - are subjected and then discharged.
Bei dem in F i g. 4 dargestellten Funktionsschema ist eine kommunale Abwasserreinigung dargestellt mit nachgeschaltctcn Osmosezellen zur weitergehenden Reinigung des Kläranlagen-Ablaufs. In der kom-In the case of the FIG. 4, a municipal wastewater treatment system is shown with downstream osmosis cells for further cleaning of the sewage treatment plant drain. In the com-
309 520/438309 520/438
munalen Kläranlage wird das aus gewerblichen Betrieben und Haushalten ankommende Abwasser einer mechanischen, biologischen oder chemischen Reinigung unterzogen. Der Ablauf der Kläranlage 90 wird einer Pumpenvorlage 91 und von dort gegebenenfalls über eine offene oder geschlossene Filteranlage 92 über Hochdruckpumpen 97 den Osmosezellen 36'" zugeführt. Dort erfolgt eine Abtrennung der schwer biologisch abbaubaren, echt oder kolloidal gelösten Substanzen, der Nitrate, Chloride, Sulfate, Phosphate, einschließlich der Verbindung Ammonium-N in dem Behälter 38'". Das die Osmosezellen verlassende Permeat 94 entspricht einem guten Trinkwasser und kann ohne Schädigung in den Vorfluter eingeleitet werden.Municipal sewage treatment plant is used to process the wastewater coming from commercial operations and households mechanical, biological or chemical cleaning. The process of the sewage treatment plant 90 becomes a pump reservoir 91 and from there optionally via an open or closed filter system 92 is fed to the osmosis cells 36 '"via high-pressure pumps 97. There, the Difficult biodegradable, real or colloidally dissolved substances, the nitrates, chlorides, sulfates, Phosphates, including the compound ammonium-N, in the container 38 '". That the osmotic cells Leaving permeate 94 corresponds to good drinking water and can enter the receiving water without damage be initiated.
In der nachfolgenden Tabelle sind die analytischen Werte des Rohwassers, des nach dem erfindungsgemäßen Prinzip gereinigten Reinwassers und eines üblichen Leitungswassers zum Vergleich nebeneinandergestellt. Hierin bedeutet COD den chemischen Sauerstoffbedarf.The table below shows the analytical values of the raw water after the water according to the invention The principle of purified pure water and normal tap water placed side by side for comparison. Here, COD means chemical oxygen demand.
1010
KMnO4 Verbrauch,KMnO 4 consumption,
mg/1 mg / 1
COD, mg/1 COD, mg / 1
Kohlenstoff, mg/1 ..
Anion. Tenside, mg, ICarbon, mg / 1 ..
Anion. Surfactants, mg, I
Leitungswasser tap water
0,3 30.3 3
0,5 00.5 0
Das aus den Osmosezellen austretende Konzentrat kann über die Rückführleitung 39"' nochmals in die Pumpenvorlage 91 geführt und nach der Filtration abermals den Osmosezellen 36'" zugeführt werden, so daß eine höhere Anreicherung der ausgeschiedenen Stoffe erfolgt. Die schadlose Befestigung des ao Konzentrats erfolgt z.B. durch Verbrennen, Eindampfen, Einschmelzen, Einzementieren usw.The concentrate emerging from the osmosis cells can be returned to the Pump reservoir 91 out and fed again to the osmosis cells 36 '"after the filtration, so that there is a higher accumulation of the excreted substances. The undamaged attachment of the ao concentrate takes place e.g. by incineration, evaporation, Melting down, cementing in, etc.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
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