DE2313800C3

DE2313800C3 - Device for the treatment of contaminated water

Info

Publication number: DE2313800C3
Application number: DE19732313800
Authority: DE
Inventors: Adolf Friedrich Dipl.-Ing. 6940 Weinheim Wilck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-03-20
Filing date: 1973-03-20
Publication date: 1979-02-22
Also published as: DE2313800B2; DE2313800A1

Description

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Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum Aufbereiten von verunreinigtem Wasser bzw. zur Beseitigung von Abwasser unter Verwendung von Abwasserverdampfern und den Dampf niederschlagenden Kondensatoren.The invention is directed to a device for treating contaminated water or for Disposal of wastewater using wastewater evaporators and precipitating the steam Capacitors.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Gattung wird das aus einer mechanischen Vorklärung herangeführte Abwasser Verdampfern zugeführt, von denen dann der Dampf in einen Kondensator übertritt, in welchem dieser mit Hilfe von in einem Kühlturm rückgekühltem Kühlwasser kondensiert wird. Das erzeugte Destillat gelangt im Anschluß daran in einen Destillatsammelbehältcr. In a known device of this type, this is brought up from a mechanical primary treatment Waste water is supplied to evaporators, from which the steam then passes into a condenser, in which this is condensed with the help of cooling water recooled in a cooling tower. The produced distillate then arrives in a distillate collecting container.

Derartige Verdampfungsanlagen sind bislang infolge hoher Investitions- und Betriebskosten nur dort eingesetzt worden, wo die Möglichkeit bestand, im Abwasser enthaltene Wertstoffe und das Wasser selbst zurückzugewinnen. Auch erfolgte ein Einsatz in denjenigen Fällen, in denen andere Wasseraufbereitungsmethoden aus technisch-wirtschaftlichen Gründen ausschieden. So sind z. B. solche Rückgewinnungsanlagen fast nur im Zusammenwirken mit Molkereien, Brauereien, Fischmehl- und Stärkemehlfabriken mit organisch beladenen Abwässern eingesetzt worden.Evaporation systems of this kind have only been there so far due to high investment and operating costs been used where there was the possibility of recovering valuable substances contained in the wastewater and the water itself to win back. It was also used in those cases in which other water treatment methods were used retired for technical and economic reasons. So are z. B. such recovery systems almost only in cooperation with dairies, breweries, fishmeal and starchmeal factories organically loaded wastewater has been used.

Ferner ist ein Verfahren zur Herstellung von destilliertem Wasser bekannt, das die Abwärme von mindestens einer Brennkraftmaschine dazu benutzt, Rohwasser in einem unter Druck betriebenen Kreislauf so hoch zu erwärmen, daß es nach der Entspannung hinter einer Drossel teilweise verdampft und dieser Dampf dann in einem mit dem Rohwasser gekühlten Kondensator als Destillat niedergeschlagen wird. Das Rohwasser dient also zugleich auch als Kühlmedium, so daß zwangsläufig ein entsprechender Überschuß Rohwasser als erwärmtes Abwasser abgeleitet werden muß.Furthermore, a method for the production of distilled water is known, the waste heat from at least one internal combustion engine is used to feed raw water into a circuit operated under pressure to be heated so high that it partially evaporates after the expansion behind a throttle and this Steam is then precipitated as distillate in a condenser cooled with the raw water. That Raw water also serves as a cooling medium, so that inevitably a corresponding excess of raw water must be discharged as heated wastewater.

Dieses Verfahren ist folglich auf die Abwärmenutzung mindestens einer Brennkraftmaschine beschränkt, deren offener thermodynamischer Prozeß sich nicht durch einen Carnot-Prozeß beschreiben läßt. Die die thermodynamische Güte einer solchen Maschine bestimmenden Größen, wie die zulässigen Zylinderwandtemperaturen und der Abgaszustand hinter dem Arbeitszylinder, können durch die Abwärmenutzung nicht wesentlich beeinflußt werden. Eine Kühlung mit Luft, die statt der Kühlung mit Rohwasser denkbar wäre, hätte demzufolge keinen Einfluß auf die thermodynamische Güte einer Brennkraftmaschine, wohl aber in negativer Weise auf die Menge des aufzubereitenden Rohwassers.This method is consequently based on waste heat recovery at least one internal combustion engine whose open thermodynamic process is not limited can be described by a Carnot process. The thermodynamic quality of such a machine determining variables, such as the permissible cylinder wall temperatures and the exhaust gas status behind the Working cylinders cannot be significantly influenced by the use of waste heat. A cooling with Air, which would be conceivable instead of cooling with raw water, would therefore have no effect on the thermodynamic quality of an internal combustion engine, but probably in a negative way on the amount of raw water to be treated.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, die Aufbereitung von verunreinigtem Wasser bzw. die Beseitigung von Abwasser unter Verwendung von Abwasserverdampfern und Dampf niederschlagenden Kondensatoren gegenüber den bekannten Hinsatzfällen einem weitergespannten Anwendungsgebiet zu erschließen und hierfür insbesondere die in Form von Kraftwerken und anderen Produktionsprozessen vorhandenen Wärmequellen nutzbar zu machen.The invention is accordingly based on the object of treating contaminated water or water. the disposal of sewage using sewage evaporators and steam precipitating Capacitors to develop a wider field of application compared to the known separate cases and for this purpose in particular those available in the form of power plants and other production processes To make heat sources usable.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.The solution to this problem consists in the characterizing features of the invention Claim 1.

Es wird folglich die Möglichkeit geschaffen, bei der Wärmeabfuhr von geschlossenen thermodynamischen Prozessen, deren Güte durch den Carnot-Prozeß beurteilt werden kann und die sehr empfindlich auf die äquivalente untere Temperatur dieses Prozesses reagieren, wie z. B. Dampfkraftwerke, mit die Umwelt wenig belastenden Luftkühlern auszurüsten. Insbesondere schafft die Erfindung Freiheitsgrade für die Auslegung der reinen Luftkühlung in solchen Prozessen. Diese Freiheitsgrade sind davon abhängig, welcher Einfluß nach der Kostenentwicklung gerade stärker zu bewerten ist. So kann je nachdem der Verbrauch an Primärenergie, der höhere bzw. geringere Aufwand bei den Luflkühlern oder die Bewertung des beseitigtenIt is consequently created the possibility of heat dissipation from closed thermodynamic Processes whose quality can be assessed by the Carnot process and which are very sensitive to the equivalent lower temperature of this process react such. B. Steam power plants, with the environment little to equip polluting air coolers. In particular, the invention creates degrees of freedom for the design pure air cooling in such processes. These degrees of freedom depend on which influence is to be assessed more strongly according to the cost development. So depending on the consumption Primary energy, the higher or lower effort for the air cooler or the evaluation of the eliminated

Abwassers bzw. des gewonnenen Destillats in den Vordergrund gestellt werden. Dies wird gemäß der Erfindung durch den im Kraftschluß mit variabler Aufwärmung betreibbaren Schmutzwasserkreislauf erreicht, der die Abwärme auch von den größten Turbineneinheiten in der Weise unter die Luftkühler transportiert, daß deren Anordnung und Auslegung der jeweiligen Wirkung der drei Einflußgrößen entsprechend erfolgen kann.Waste water or the distillate obtained are placed in the foreground. This is done according to the Invention achieved by the waste water circuit that can be operated with variable heating in the frictional connection, the waste heat from even the largest turbine units in the way under the air cooler transported that their arrangement and interpretation of the respective effect of the three influencing variables can be done.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die iu den verschiedenen Quellen entstammende Wärme insbesondere bei Kraftwerken größerer Leistung häufig nicht nur ungenutzt, sondern auch in umweltfeindlicher Weise abgeführt wird. Beispielsweise führt eine Kühlung mit Flußwasser im einfachen Durchlauf durch einen der Wärmequelle zugeordneten Wärmetauscher zu erheblichen Störungen des gesamtökologischen Gleichgewichtes im Fluß. Auch ein nasser Kühlturm belastet die Umwelt mit wasserdampfgesätti<uer Abluft und deren Folgeerscheinungen, nämlich je nach Wetterlage mit Schwaden, Nebel, Nässe und Glättebildung und verbraucht zudem Wasser.The invention is based on the knowledge that the iu heat from the various sources is common, especially in larger power plants is not only unused, but also discharged in an environmentally unfriendly manner. For example, a Cooling with river water in a single pass through a heat exchanger assigned to the heat source to considerable disturbances of the overall ecological equilibrium in the river. Also a wet cooling tower pollutes the environment with exhaust air saturated with water vapor and their consequences, namely, depending on the weather, with swaths, fog, moisture and slippery conditions and also consumes water.

Die erfindungsgemäße Zugliederung von iuftgekühlten Kondensatorelementen zu einem Entspannungsverdampferprozeß schafft eine Synthese zwischen einer 2^r> bislang unbefriedigenden Wärmeabfuhr einerseits und der Reinigung von Abwasser andererseits und damit auch die Voraussetzungen für eine besonders umweltfreundliche Lösung. Bei der Kühlung mit Luft besteht die Belastung der Umwelt ausschließlich in einer t< > Erwärmung der Umgebungsluft. Dabei ergibt sich aber wiederum der Vorteil, daß eine großflächige Abgabe dieser Warmluft zu Auftrieben führt, die insbesondere die in Industrieballungsgebieten häufig bestehenden Inversionsschichten durchstoßen. i>The inventive division of air-cooled condenser elements into a flash evaporator process creates a synthesis between a 2 ^r > hitherto unsatisfactory heat dissipation on the one hand and the purification of wastewater on the other and thus also the prerequisites for a particularly environmentally friendly solution. When cooling with air, the pollution of the environment consists exclusively of t <> warming of the ambient air. In this case, however, there is again the advantage that a large-area release of this warm air leads to buoyancy, which in particular penetrates the inversion layers that often exist in industrial areas. i>

Die Erfindung überwindet ferner ein bislang bestehendes Vorurteil und nimmt bewußt einen Leistungsverlust am sogenannten kalten Ende einer Wärmequelle, beispielsweise einem Kraftwerk, hin, um den Raumbedarf und die Investition für eine trockene Rückkühlanlage so weit herabzusetzen, daß sich gegenüber den nassen und wenig i'.rnweltfreundlichen Rückkühlanlagen gleichwertige Abmessungen und Gestehungskosten ergeber. Dabei werden in vorteilhafter Weise die zwangsläufigen Mehrkosten und der i:> geringfügige Leistungsverlust im Kraftwerk bei Anwendung der trockenen Rückkühlung durch die Synthese mit der destillativen Wasseraufbereitung nicht nur egalisiert, sondern sogar in ein wirtschaftliches Plus verwandelt. Darüber hinaus ergeben sich dank dieser Gruppierung zwischen einer destillativen Wasseraufbereitung und der Nutzung von Wärmequellen in Verbindung mit luftgekühlten Kondensatorelementen in vorteilhafter Weise umweltfreundliche Bedingungen, die einen Eingriff in das gesamtökologische Gleichgewicht vermeiden. Die Erfindung schafft mithin eine sinnvolle Verteilung der im Zusammenhang mit der Wasseraufbereitung und der Abfuhr von großen Wärmemengen bestehenden Belastungen unter umweltfreundlichen Perspektiven. e>oThe invention also overcomes a previously existing prejudice and consciously eliminates a power loss at the so-called cold end of a heat source, for example a power plant, to the space requirements and the investment for a dry Reduce the recooling system to such an extent that compared to the wet and less environmentally friendly Recooling systems provide equivalent dimensions and production costs. It will be more advantageous Way the inevitable additional costs and the i:> slight loss of power in the power plant when used the dry recooling through the synthesis with the distillative water treatment not only equalized, but even transformed into an economic plus. In addition, thanks to this arise Grouping between distillative water treatment and the use of heat sources in Connection with air-cooled condenser elements in an advantageous manner environmentally friendly conditions, which avoid interfering with the overall ecological balance. The invention thus creates one sensible distribution of those related to water treatment and the discharge of large Amount of heat existing loads under environmentally friendly perspectives. e> o

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die Entspannungsverdampfer unterhalb der von dachförmig zusammengestellten Rippenrohren gebildeten Kondensatorelemente sowie zwischen den Fußpunkten dieser Rippenrohre b5 eingegliederten, drückend arbeitenden Ventilatoren angeordnet sind. Durch die Verwendung von Wasser als Übertragungselement von der Wärmequelle zum Kondensator ist zunächst einmal die Wahl der Anordnung der Kondensatorelemente relativ frei, so daß bewährte dachförmige Anordnungen benutzt werden können. Ferner ist der Platzbedarf gering, so daß nuch der maximale Weg der Luft bis zu den Ventilatoren begrenzt sein kann. Es wird hierdurch möglich, die Entspannungsverdampfer direkt unter die Kondensatorelemente anzuordnen, so d^ß sich kurze Dampfwege von den Entspannungsverdampfern bis zu den Kondensatorelementen ergeben. In Abhängigkeit von der konstruktiven Gruppenausbildung der dachförmigen Kondensatorelemente können dann auch wirtschaftlich arbeitende Entspannungsverdampfergruppen im direkten Verhältnis zu den Kondensatorgruppen geschaffen werden. Ein Vorteil ist hierbei darin zu sehen, daß beispielsweise zur Wartung und Reparatur einzelne Gruppen stillgelegt werden können, ohne daß die ganze Kühlformation und auch die gesamte Wasseraufbereitung stillgelegt werden müssen. Schließlich ermöglicht die Anordnung der Entspannungsverdampfer unter die dachförmigen Kondensatorelemente eine solche Anordnungsvariation, daß das im Kreislauf geführte und im Wärmetauscher erwärmte Kühlwasser in den Entspannungsverdampfern jeweils entsprechend dem durch die Kondensation in den Kondensatorelementen entstehenden Vakuum ausdampft. Zweckmäßig ist es hierbei, daß im fußseitigen Bereich der dachförmig zusammengestellten Rippenrohre mit dem Destillatsammler verbundene Kondensatauffangrinnen vorgesehen sind.A preferred embodiment of the invention is characterized in that the expansion evaporator below the condenser elements formed by finned tubes assembled in a roof shape and between the base points of these finned tubes b5 integrated, pushing fans are arranged. By using water as a transfer element from the heat source to the First of all, the choice of the arrangement of the capacitor elements is relatively free, see above that proven roof-shaped arrangements can be used. Furthermore, the space requirement is small, so that the maximum air path to the fans can also be limited. It becomes through this possible to arrange the expansion evaporator directly under the condenser elements, so that it is short Resulting vapor paths from the flash evaporators to the condenser elements. Dependent on from the constructive group formation of the roof-shaped capacitor elements can then also be economical working expansion evaporator groups in direct proportion to the condenser groups be created. One advantage here is that, for example, for maintenance and repair individual groups can be shut down without affecting the entire cooling formation and also the entire Water treatment must be shut down. Finally, the arrangement of the flash evaporator allows under the roof-shaped capacitor elements such an arrangement variation that in the circuit guided cooling water heated in the heat exchanger in the expansion evaporators in each case accordingly the vacuum created by the condensation in the condenser elements evaporates. Appropriate it is here that in the foot-side area of the roof-shaped assembled finned tubes with the distillate collector connected condensate collecting channels are provided.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung wird darin gesehen, daß die Entsnannungsverdampfer hinsichtlich ihrer geodätischen Lage an der höchsten Stelle des im Kraftschluß geförderten Kühlwasserkreislaufs vorgesehen sind. Hierdurch wird vermieden, daß im Falle des Zusammenbrechens des Vakuums an der höchsten Stelle des Kondensators das Wasser bis in die Kondensatorelemente ansteigen kann. Der Ausdampfraum bildet die höchste Stelle im Kühlwasserkreislauf. Die Verdampfung findet nur in den Entspannungsverdampfern im Bereich des größten Querschnitts statt. Im übrigen Kreislauf erfolgt keine örtliche Ausdampfung. Die Förderung im Kraftschluß vermeidet hohe Pumpendrücke, da nur innere Widerstände zu überwinden sind.A particularly advantageous embodiment of the invention is seen in the fact that the extraction evaporator with regard to their geodetic location at the highest point of the funded in the frictional connection Cooling water circuit are provided. This avoids that in the event of collapse of the Vacuum at the highest point of the condenser, the water can rise into the condenser elements. The evaporation space forms the highest point in the cooling water circuit. Evaporation takes place only in the flash evaporators take place in the area of the largest cross section. There is nothing in the rest of the cycle local evaporation. The promotion in the frictional connection avoids high pump pressures, since only internal resistance to be overcome.

Die Ausbildung der Entspannungsverdampfer kann an sich beliebig erfolgen. Vorteilhaft ist es jedoch gemäß der Erfindung, wenn die Entspannungsverdampfer rohrartig ausgebildet sind. Die Fertigung wird dadurch einfacher und die Kosten einschließlich der Atjffangrinnen werden gesenkt. Es kann dabei zweckmäßig sein, daß ein solches Entspannungsverdampferrohr mit Verstärkung versehen ist, um ein Einbeulen unter Vakuum zu verhindern.The expansion evaporator can be designed as desired. However, it is advantageous according to of the invention when the expansion evaporators are tubular. Manufacturing is thereby easier and the cost including the atjffangeln are lowered. It can be useful that such a flash evaporator tube with Reinforcement is provided to prevent buckling under vacuum.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß den Entspannungsverdampfern über eine Pumpe mit einem Filter in Verbindung stehende Fremdstoffsammler zugeordnet sind. In diesen im Tiefsten der Entspannungsverdampfer angeordneten Sammlern, auch Schlammsäcke genannt, setzen sich die Fremdstoffe aufgrund der verringerten Strömungsgeschwindigkeit in den Entspannungsverdampfern zum Zwecke der Ausdampfung ab. Von hier aus werden sie abgepumpt und einem Filter zugeführtAnother feature of the invention is characterized in that the expansion evaporator over A pump with a filter connected foreign matter collectors are assigned. In these im The collectors, also called mud bags, located at the bottom of the expansion evaporators, are set Foreign matter due to the reduced flow velocity in the flash evaporators to the Purposes of evaporation. From here they are pumped out and fed to a filter

Die solchermaßen mit Fremdstoffen in hoher Konzentration angereicherte Wassermenge, die deshalb modernen Aufbereitungsanlagen, wie Adsorptionsanlagen oder Hochleistungsfiltern, zugeführt werden The amount of water thus enriched with foreign substances in high concentration, which is why modern processing systems, such as adsorption systems or high-performance filters, are fed

kann, hängt in erster Linie von der zulässigen Konzentration an Fremdstoffen im Wasserkreislauf ab Das in den Filtern anfallende gefilterte Wasser wird teilweise wieder dem Kreislauf zugeführt. Der andere Teil wird entsprechend der zulässigen Konzentration an gelöster: Steffen im Kreislauf diesem entzogen und ciiitr weiteren Aufbereitung zugeleitet.depends primarily on the permissible concentration of foreign substances in the water cycle Some of the filtered water that accumulates in the filters is fed back into the circuit. The other Part is removed according to the permissible concentration of dissolved: Steffen in the cycle and ciiitr forwarded to further processing.

In diesem Zusammenhang besteht ein bevorzugtes Merkmal der Erfindung darin, daß dem Kühlwasser kreislauf ein sowohl den Zulauf von Abwasser in ' bhängigkeit von der Destillatentnahme beeinflussender als auch die durch den Fremdstoffiller dem Kühlwasserkreislauf wieder zugeführte Wassermenge berücksichtigender Mehrfachkomponentenregler zugeordnet ist. Dieser regelt die Zufuhr von aufzubereitendem Wasser je nach der Verdampfungsleistung in den Kondensatorelcmenten und der Wasserrückführung aus der Filteranlage so, daß die Wasserverteilung in den Entspannungsverdampfern stets im Bereich der größten Querschnittsfläche liegt, was die für diesen CaII optimale Verdampfungsleistung bedeutet.In this context, a preferred feature of the invention is that the cooling water cycle that influences both the inflow of wastewater, depending on the distillate withdrawal as well as the amount of water fed back into the cooling water circuit by the foreign matter filler multi-component controller taking into account is assigned. This regulates the supply of material to be processed Water depending on the evaporation capacity in the condenser elements and the water return from the filter system so that the water distribution in the flash evaporators is always in the area of the largest cross-sectional area is what the for this CaII means optimal evaporation performance.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das Abwasser aus einer mechanischen Vorklärung über ein Pufferbecken dem Kühlwasserkreislauf zugeführt. Das Pufferbecken gleicht in an sich bekannter Weise die nicht voneinander unmittelbar abhängige Zufuhr von Abwasser aus der mechanischen Vorklärung und den Abgang in den Kühlwasserkreislauf aus.According to a further feature of the invention, the wastewater is transferred from a mechanical primary treatment a buffer basin is fed into the cooling water circuit. The buffer basin resembles that in a manner known per se Supply of wastewater from the mechanical primary treatment and the Exit into the cooling water circuit.

Wenn die Eigenschaften des in den Entspannungsverdampfern aufzubereitenden Wassers es notwendig machen, den Kühlwasserkreislauf in einen sauberen geschlossenen Primärkreislauf und einen davon getrennten Sekundärkreislauf mit Abwasser für die Entspannungsverdampfung aufzuteilen, so kann es zweckmäßig sein, den Wärmetauscher als Zwischenwärmetauscher zu verwenden, der dann den geschlossenen Abwasserkreislauf von einem mit sauberem Wasser gefahrenen und einem unmittelbar der Wärmequelle zugeordneten Wärmetauscher durchströmenden Primärkreislauf trennt. In diesem Fall ist es nach der Erfindung dann von Vorteil, daß der Wärmetauscher mit kontinuierlich arbeitenden Reinigern versehen ist. Diese ermöglichen es, daß die aus den Entspannungsverdampfern abzuführenden Abschlämmwassermengen hinsichtlich der Konzentration an Fremdstoffen relativ eingestellt werden können.If the properties of the water to be treated in the flash evaporators make it necessary make the cooling water circuit a clean, closed primary circuit and a separate one Divide secondary circuit with wastewater for flash evaporation, so it can be appropriate to use the heat exchanger as an intermediate heat exchanger, which then the closed Wastewater cycle from one driven with clean water and one directly from the heat source associated heat exchanger separates the primary circuit flowing through. In this case it is after the The invention then has the advantage that the heat exchanger is provided with continuously operating cleaners. These enable the amounts of blow-down water to be removed from the flash evaporators can be relatively adjusted with regard to the concentration of foreign substances.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is described in more detail below with the aid of an exemplary embodiment shown in the drawing explained.

Mit 1 ist ein Wärmetauscher bezeichnet, der beispielsweise einer nicht dargestellten Wärmequelle eines Kraftwerkes zugeordnet ist. Das als Wärmeträger vorgesehene Kühlwasser tritt bei 2 in den Wärmetauscher ein und bei 3 wieder aus. Von hier gelangt es in ein in sich geschlossenes Rohrleitungssystem 4, innerhalb welchem das Kühlwasser von einer Pumpe 5 umgewälzt wird.1 with a heat exchanger is referred to, for example, a heat source, not shown is assigned to a power plant. The cooling water provided as a heat transfer medium enters the heat exchanger at 2 on and off again at 3. From here it gets into a closed pipeline system 4 within which the cooling water is circulated by a pump 5.

Das im Rohrleitungssystem 4 fließende Kühlwasser besteht aus verunreinigtem Oberflächenwasser oder Abwasser von Haushaltungen oder Industrieanlagen. Dieses im nachfolgenden allgemein mit Abwasser bezeichnete Kühlwaser durchläuft vor dem Eintritt in das Rohrleitungssystem 4 aus einer Speiseleitung 6 kommend zunächst eine mechanische Vorklärung 7, in der grobe Feststoffe ausgeschieden werden. Von der mechanischen Vorklärung aus gelangt dann das Abwasser über eine Leitung 8 zu einem Pufferbecken 9, welches die Aufgabe hat, Unregelmäßigkeiten in der Beschickung der mechanischen Vorklärung mit Abwas sei "rvie in der Abnahme des vorgeklärten Abweiser· auszugleichen. Dem Pufferlxcken ist zu diesem Zweck u. a. ein Meßfühler 10 zugeordnet, der über eine Steuerleitung 11 mit einer in der Speiseleitung f eingebauten Absperrarmatur 12 in Verbindung steht Dieser Meßfühler 10 bewirkt beispielsweise, daß be: gefülllem Pufferbecken 9 die Absperrarmatur 12 ein weiteres Zufließer von Abwasser in die mechanischeThe cooling water flowing in the pipeline system 4 consists of contaminated surface water or waste water from households or industrial plants. This cooling water, generally referred to below as wastewater, first passes through a mechanical primary treatment 7, in which coarse solids are separated out, before it enters the pipeline system 4 from a feed line 6. From the mechanical primary treatment, the wastewater then passes via a line 8 to a buffer basin 9, which has the task of compensating for irregularities in the loading of the mechanical primary treatment with wastewater, such as the removal of the pre-clarified deflector Among other things, a sensor 10 is assigned, which is connected via a control line 11 to a shut-off valve 12 built into the feed line f

ίο Vorklärung 7 und damit auch in das Pufferbecken 8 unterbindet.ίο Primary treatment 7 and thus also in the buffer basin 8 prevents.

Aus dem Pufferbecken 9 gelangt das Abwasser über eine '.eitung (3 in das Rohrleitungssystem 4. In die Leitung 13 ist eine Förderpumpe 14 sowie eine Absperrarmatur 15 eingebaut, wobei die letztere über eine Steuerleitung 16 mit einem Mehrfachkomponentenregler 17 in Verbindung steht, dessen Wirkungsweise nachstehend nocii näher erläutert ist.
Sofern es die Eigenschaften des aus der Speiseleitung b zulaufenden und aufzubereitenden Abwassers erforderlich machen, kann das Rohrleitungssystem 4 in zwei voneinander unabhängige Kreisläufe getrennt werden Zu diesem Zweck wird ein Zwischenwärmetauscher 18 in das Rohrleitungssystem 4 eingegliedert, und zwar derart, daß eine Auftrennung in einen sauberer Primärkreislauf zwischen dem Wärmetauscher 1 und dem Zwischenwärmetauscher 18 und einen Sekundärkreislauf mit Abwasser auf der anderen Seite des Zwischenwärmetauschers erfolgt. Das gestrichelt eingezeichnete Symbol des Zwischenwärmetauschers 18 soll in der Zeichnung lediglich die Möglichkeit einer solchen Maßnahme verdeutlichen.From the buffer basin 9, the wastewater reaches the pipeline system 4 via a line (3). A feed pump 14 and a shut-off valve 15 are installed in the line 13, the latter being connected via a control line 16 to a multi-component regulator 17 whose mode of operation is explained in more detail below.
If the properties of the sewage flowing in from the feed line b and to be treated make it necessary, the pipeline system 4 can be separated into two independent circuits Primary circuit between the heat exchanger 1 and the intermediate heat exchanger 18 and a secondary circuit with waste water takes place on the other side of the intermediate heat exchanger. The dashed line symbol of the intermediate heat exchanger 18 is only intended to illustrate the possibility of such a measure in the drawing.

Im Bereich der höchsten geodätischen Stelle des Rohrleitungssystems 4, beispielsweise auf einer Anschüttung 19, sind an das Rohrleitungssystem Entspannungsverdampferrohre 20 angeschlossen, und zwar derart, daß sich der Wasserspiegel 21 innerhalb der Entspannungsverdampferrohre stets oberhalb des Rohrleitungssystems 4 befindet. Mit 22 sind hierbei die Durchtrittsöffnungen zwischen dem Rohrleitungssystem 4 und den Entspannungsverdampferrohren bezeichnet. In the area of the highest geodetic point of the pipeline system 4, for example on an embankment 19, flash evaporator tubes 20 are connected to the pipeline system, namely such that the water level 21 within the flash evaporator tubes is always above the Pipeline system 4 is located. With 22 here are the passage openings between the pipeline system 4 and the flash evaporator tubes.

An die auf der Anschüttung 19 liegenden Abschnitte 4' des Rohrleitungssystems 4 können mehrere Entspannungsverdampferrohre angeschlossen werden. Die Anzahl der Rohre entspricht der Anzahl der gruppenweise dachförmig zusammengestellten Kondensatorelemente 23. Beim Ausführungsbeispiel ist lediglich eine Kondensatorgruppe mit einem Entspannungsverdampferrohr vollständig eingezeichnet. Die nächste Kondensatorgruppe ist lediglich durch einen unteren Abschnitt andeutungsweise eingezeichnet. Mit 20' sind die Dampfzuleitungsrohre zu den Kondensatorelementen bezeichnetSeveral expansion evaporator tubes can be attached to the sections 4 'of the pipeline system 4 lying on the embankment 19 be connected. The number of pipes corresponds to the number of groups Roof-shaped assembled capacitor elements 23. In the embodiment, there is only one Completely drawn in condenser group with a flash evaporator tube. The next group of capacitors is only indicated by a lower section. At 20 'they are Steam supply pipes to the condenser elements referred to

Die Fußpunkte 24 der dachförmig gestellten Kondensatorelemente 23 sind in horizontaler Ebene durch drückend arbeitende Ventilatoren 25 sowie deren Halterungen 26 verbunden. Die Höhe der Ventilatoren über der Anschüttung 19 wird dabei zweckmäßigerweise so gewählt, daß der maximale Weg der Luft bis zum jeweils innersten Ventilator nicht mehr als 15 m von der äußeren Begrenzung beträgt. Auf diese Weise wird die kleinstmögliche Aufstellungshöhe der Ventilatoren bzw. der Kondensatorelemente erreicht. Die Länge eines Entspannungsverdampferrohres kann beispielsweise 30 m pro Dachelementgruppe betragen. Der lichte Durchmesser des Verdampferrohres beträgt dann etwa 2000 mm. Zur Verstärkung gegen Einbeulen unterThe base points 24 of the roof-shaped capacitor elements 23 are through in the horizontal plane pressing fans 25 and their brackets 26 connected. The height of the fans over the fill 19 is expediently chosen so that the maximum path of air to the the innermost fan in each case is not more than 15 m from the outer boundary. In this way, the The smallest possible installation height of the fans or the capacitor elements is achieved. The length of a The expansion evaporator tube can be, for example, 30 m per roof element group. The light one The diameter of the evaporator tube is then about 2000 mm. To reinforce against denting under

Vakuum kann das Verdampferrohr zusätzliche Abstützungen aufweisen. Die Konder.satorelemente sind etwa unter einem Winkel von 60" angeordnet, so daß der Abstand von einem Entspannuiigsverdampferrohr zum nächsten etwa der Länge der Kondensatorelemente entspricht.Vacuum can give the evaporator tube additional supports exhibit. The Konder.satorelemente are arranged approximately at an angle of 60 "so that the Distance from one Entspannuiigsverdampferrohr to the next approximately the length of the condenser elements is equivalent to.

Der in den Enisparmungsverdampferrohren 20 aufgrund des Vakuums in den Kondensatorelementen 23 sich ausbildende Dampf wird innerhalb der Kondensatorelerrente niedergeschlagen und als Destil- !at von in den Fußpunkten 24 der Kondensatorelemente angeordneten Auffangrinnen 27 gesammelt und von hier über eine Leitung 28 einem Destillatsammelbehälter 29 zugeführt. Aus dem Destillatsammelbehälter 29 wird das Destillat mit Hilfe einer Pumpe 30 über eine AbspeiTärmäUir 31 in eine Verbraucherieitung 32 gepumpt.The one in the energy saving evaporator tubes 20 due to the vacuum in the capacitor elements 23 forming vapor is within the Condenser retirement down and as distillery ! at collected by collecting channels 27 arranged in the base points 24 of the capacitor elements and by here fed to a distillate collecting tank 29 via a line 28. From the distillate collecting tank 29 With the aid of a pump 30, the distillate is transferred to a consumption line 32 via an AbspeiTärmäUir 31 pumped.

Die Wassergeschwindigkeiten im Rohrleitungssystem 4 und in den Entspannungsverdampferrohren 20 sind so gewählt, daß das Wasser in diesen Entspan- ?n nungsverdampferrohren etwa mit der Hälfte der Geschwindigkeit im übrigen Rohrleitungssystem fließt. Die aufgrund der langsameren Geschwindigkeit in den Vcrdampferrohren und infolge des Verdampfungsvorganges sich absetzenden Fremdstoffe werden in Fremdstoffsammlern 33, sogenannten Schlammsäcken aufgefangen und über eine Leitung 34 mit Hilfe einer Pumpe 35, die beispielsweise als Wasserstrahlpumpe ausgebildet sein kann, einem als Trommelfilter ausgebildeten Hochleistungsfilter 36 zugeführt. Das im Trommelfilter anfallende gefilterte Wasser wird über eine Leitung 37 und eine Absperrarmatur 38 wieder dem Rohrleitungssystem 4 zugeführt, während die mit einer höheren Konzentration an gelösten Fremdstoffen versehene Wassermenge der weiteren Aufbereitung über eine Leitung 39 und eine Absperrarmatur 40 zugeführt wird. Die in dem Trommelfilter anfallenden Fremdstoffe werden über eine Leitung 41 abgeführt.The water velocities in the pipeline system 4 and in the flash evaporator tubes 20 are chosen so that the water in these relaxes tion evaporator tubes flows at about half the speed in the rest of the pipeline system. This is due to the slower speed in the evaporator tubes and due to the evaporation process Foreign matter that settles out is stored in foreign matter collectors 33, so-called mud bags and collected via a line 34 with the aid of a pump 35, for example as a water jet pump can be designed, fed to a high-performance filter 36 designed as a drum filter. That in the drum filter accruing filtered water is via a line 37 and a shut-off valve 38 again the Pipeline system 4 supplied, while those with a higher concentration of dissolved foreign matter provided amount of water for further treatment via a line 39 and a shut-off valve 40 is fed. The foreign matter accumulating in the drum filter is discharged via a line 41.

Die geodätische Lage der Entspannungsverdampferrohre 20 ist — wie bereits vorstehend erwähnt — so gewählt, daß die Kühlwassermenge innerhalb des Rohrleitungssystems 4 im Kraftschluß gefördert werden und im Falle des Zusammenbrechens des Vakuums an der höchsten Stelle der Kondensatorelemente das Wasser nicht bis in die Kondensatorelemente ansteigen kann. Im Betrieb werden die Zusatzwassermengen bzw. die aufzubereitende Wassermenge und das Abschlämmkondensat so geregelt zu- bzw. abgeführt, daß die Entspannungsverdampferrohre genau bis zur Hälfte gefüllt sind, um die größte nutzbare Ausdampffläche zu erhalten. Die Regelung der Zuführung von neuem Abwasser in Relation zu der Menge des entnommenen Destillats wird mit Hufe des Mehrfaehkomponentenreglers 17 durchgeführt.The geodetic position of the expansion evaporator tubes 20 is - as already mentioned above - so chosen that the amount of cooling water are promoted within the pipeline system 4 in a frictional connection and in the case of the breakdown of the vacuum at the highest point of the capacitor elements that Water cannot rise up to the capacitor elements. During operation, the additional water quantities or the amount of water to be treated and the blowdown condensate so regulated supplied or discharged that the The expansion evaporator tubes are exactly half full in order to provide the largest usable evaporation area obtain. The regulation of the supply of new wastewater in relation to the amount of the withdrawn Distillate is made with the aid of the multi-component regulator 17 carried out.

Zu diesem Zweck sind in der Destillatentnahmeleitung 28 eine Meßblende 42, in der Abwasserzuleitung 13 eine Meßbiende 43, in der von den Entspannungsverdampfcrrohrcn 20 zu dem Trommelfilter 36 führenden Leitung 34 eine Meßblende 44 und in der zwischen dem Trommelfilter und dem Rohrleitungssystem 4 liegenden Leitung 37 eine weitere Meßblende 45 eingeschaltet. Der Mehrfachkomponentenregler 17 steht über entsprechende Steuer- und Übertragungsleitungen 46, 47, 48 und 49 mit den Meßblenden in Verbindung. Die von den Meßblenden gelieferten Meßwerte, die die Menge des abgehenden Destillats, die Menge des aus den Entspannungsverdampferrohren 20 abgeführten Schlämmwassers und die Menge des aus dem Trommelfilter 36 dem Rohrleitungssystem 4 wieder zugeführten gefilterten Abwassers angeben, werden in dem Mehrfachkomponentenregler 17 verarbeitet, der dann die Absperrarmatur 15 in der Abwasserzuleitung entsprechend weit öffnet. Die dann in der Leitung 13 fließende Abwassermenge wird über die Blende 43 nochmals kontrolliert.For this purpose there is a measuring orifice 42 in the distillate withdrawal line 28 and a measuring orifice 42 in the waste water supply line 13 a measuring tube 43, in which of the expansion evaporator tubes 20 leading to the drum filter 36 line 34 a measuring orifice 44 and in the between the Drum filter and the pipeline system 4 lying line 37 a further measuring orifice 45 switched on. The multiple component controller 17 is available via corresponding control and transmission lines 46, 47, 48 and 49 in connection with the measuring orifices. The measured values supplied by the measuring orifices that indicate the quantity of the outgoing distillate, the amount of that discharged from the flash evaporator tubes 20 Muddy water and the amount of that fed back from the drum filter 36 to the pipeline system 4 Specify filtered wastewater are processed in the multiple component controller 17, which then the shut-off valve 15 opens correspondingly wide in the sewage supply line. Which is then in line 13 The flow of waste water is checked again via the orifice 43.

Zur weiteren Vervollkommnung des Regelvorganges ist der Mehrfachkomponentenregler 17 über eine Leitung 50 mit einem Meßfühler 51 verbunden, der den Wasserstand innerhalb der Entspannungsverdampferrohre mißt. Des weiteren ist der Regler 17 mit einem Meßfühler 52 im Destillatsammelbehälter 29 über eine Leitung 53 verbunden sowie über eine Zweigleitung 54 mit der die Abnahmemenge aus dem Destillatsammelbehälter bestimmenden Absperrarmatur 3i.To further perfect the control process, the multiple component controller 17 is via a Line 50 connected to a sensor 51 which measures the water level within the flash evaporator tubes. Furthermore, the controller 17 is with a Measuring sensor 52 in the distillate collecting tank 29 is connected via a line 53 and via a branch line 54 with the shut-off valve 3i which determines the quantity taken from the distillate collecting tank.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for the treatment of contaminated water or for the disposal of wastewater s using waste water evaporators and condensers that precipitate the steam, characterized in that the waste water evaporator of expansion evaporators (20) are formed which, on the water side, are part of a heat exchanger associated with a heat source (1) guided closed cooling water circuit (4) and on the steam side with air-cooled a distillate collector (29) connected condenser elements (23) are connected.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the expansion evaporator (20) below the condenser elements (23) formed by finned tubes arranged in a roof shape and between the base points (24) of these finned tubes integrated, pressure working fans (2S) are arranged.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that in the foot-side area (24) of the finned pipes (23) arranged in a roof shape with the distillate collector (29) connected to condensate collecting channels (27) are provided.

4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the expansion evaporator (20) with regard to their geodetic location at the highest point of the funded in the frictional connection Cooling water circuit (4) are provided.

5. Apparatus according to claim 1 or one of the following, characterized in that the expansion evaporator (20) are designed like a barrel J5.

6. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the expansion evaporators (20) associated with a pump (35) with a filter (36) connected Frcrndsioffsairiniler (33) are.

7. Apparatus according to claim 1, characterized in that the cooling water circuit (4) is a both influencing the inflow of wastewater depending on the distillate withdrawal as well as the amount of water returned to the cooling water circuit (4) through the foreign matter filter (36) multiple component controller (17) that takes into account is assigned.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the waste water from a mechanical primary clarification (7) via a buffer tank (9) the cooling water circuit (4) is feedable.

9. Apparatus according to claim i, characterized in that that the heat exchanger (1) is provided with continuously operating cleaners.