DE3005649C2

DE3005649C2 - Process for the environmentally-related treatment of the condensate from the hardening kettles in sand-lime brick factories

Info

Publication number: DE3005649C2
Application number: DE3005649A
Authority: DE
Inventors: Arnold 5000 Köln Boroske
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-02-15
Filing date: 1980-02-15
Publication date: 1982-11-25
Also published as: DE3005649A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur umweltbezogenen Aufbereitung des aus den Härtekesseln von Kalksandsteinwerken anfallenden Kondensats.The invention relates to a method for the environmentally-related processing of the from the hardening kettles of Sand-lime brickworks accumulating condensate.

In den beispielsweise allein in der Bundesrepublik Deutschland im Betrieb befindlichen Kalksandsteinwerken wird der als Produkt anfallende Kalksandstein in großen Härtekesseln aus Stahl gehärtet, und zwar mit einem unter Druck im Bereich zwischen 15 und 20 bar stehenden Dampf, Dieser Dampf kondensiert zu einem mit starken Verunreinigungen aus dem Produktions· ablauf durchsetzten Kondensat.In the sand-lime brick works that are in operation in the Federal Republic of Germany alone, the sand-lime brick produced as a product is used in large hardening kettles made of steel hardened, with a pressure in the range between 15 and 20 bar standing steam, this steam condenses to a with strong impurities from the production · drain permeated condensate.

Die Analyse des aus den Härtekesseln der Kalksandsteinwerke austretenden Wassers zeigt beispielsweise folgende Werte:The analysis of the water exiting the hardening tanks of the sand-lime brick works shows, for example the following values:

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Aussehen des WassersAppearance of the water milchig-trübmilky-cloudy Temperaturtemperature 95°-10O⁰C95 ° -10o C ⁰ pH-WertPH value 12,712.7

Leitfähigkeit bei 20° CConductivity at 20 ° C

(uS/cm) 1620(uS / cm) 1620

Säurekapazität bis pH 8,2Acid capacity up to pH 8.2

(mmol/1) 5,8(mmol / 1) 5.8

Säurekapazität bis pH 4,3Acid capacity up to pH 4.3

(mmol/1) 7,9(mmol / 1) 7.9

Summe Erdalkalien (mmol/1) 0,6Total alkaline earths (mmol / 1) 0.6 Chlorid (Cl) (mg/1) 32Chloride (Cl) (mg / 1) 32 Sulfat (SO₄) (mg/1) 82Sulphate (SO ₄ ) (mg / 1) 82 Kieselsäure (SiO₂) (mg/1) 27Silicic acid (SiO ₂ ) (mg / 1) 27 Hydrazin (N₂H₄) (mg/1) 0,2Hydrazine (N ₂ H ₄ ) (mg / 1) 0.2

Eisen (Fe) (mg/1) 0,11Iron (Fe) (mg / 1) 0.11

absetzbare Stoffe (mg/1) 0,7Deposable substances (mg / 1) 0.7

In den meisten Werken der Kalksandsteinindustrie ist es auch heute noch üblich, die Wässer dieser oder ähnlicher Zusammensetzung in einem Sickcrgelände verrieseln zu lassen, wobei die zur Zeit gültigen Bestimmungen des Umweltschutzes zunächst eine Klärung im Absetzbecken fordern, um feste Verunreinigungen, wie Sand, Kieselsteine und Kalkschwebstoffe zu beseitigen. Außerdem wird gefordert, vor dem Verrieseln den pH-Wert des Abwassers von ca. 13 auf ca. 7 und gleichzeitig die Temperatur von 95° bis 100⁰C auf ca. Umgebungstemperatur zu senken.In most works in the sand-lime brick industry, it is still customary today to let the water of this or a similar composition trickle into a drainage area, whereby the currently valid environmental protection regulations first require clarification in the settling tank in order to remove solid impurities such as sand, pebbles and Eliminate limestone particles. In addition, it is required to lower the pH value of the waste water of approximately 13 to approximately 7 while maintaining the temperature of 95 ° to 100 ⁰ C to about ambient temperature before the Verrieseln.

In Anbetracht der Tatsache, daß in einem Kalksandsteinwerk mittlerer Kapazität täglich ca. 45 m³ zu klärendes Abwasser anfallen und die Investitionskosten in einem solchen Werk ca. DM 200000,— bis DM 400000,— betragen, denen tatsächlich anfallende Kosten zur Abwasserklärung hinzuzurechnen sind, kann die Fortführung dieser seit langem andauernden, jedoch nur wenig erfolgreichen Versuche dem einschlägigen Industriezweig praktisch nicht mehr zugemutet werden.In view of the fact that in a sand-lime brick plant of medium capacity there are approx. 45 m ³ of wastewater to be treated every day and the investment costs in such a plant are approx. DM 200,000 to DM 400,000, to which the actual costs for wastewater treatment must be added the continuation of these long-lasting, but not very successful attempts can practically no longer be expected of the relevant branch of industry.

Obwohl sich die Kalksandstein-Industrie seit langem der Lösung dieses Problems zugewendet hat, war ihr bisher noch kein eindeutiger Erfolg zur Lösung dieses Problems beschieden. Ja selbst von Jem Bundesverband Kalksandsteinindustrie EV wurde noch im Juli 1978 auf die Schwierigkeiten der Aufbereitung des Kondensats aus den Härtekesseln der Kalksandsteinwerke unter gleichzeitiger Hervorhebung der Anforderungen an die Reinheit des Abwassers im Hinblick auf die Bedingungen des Wasserhaushaltsgesetzes (16.10.1976) hingewiesen, ohne daß auf geeignete Maßnahmen aufmerksam gemacht werden konnte, sowohl die Menge der absetzbaren Stoffe als auch den pH-Wert der Abwässer auf Werte zu bringen und festzulegen, die für das sogenannte Indirekteinleiten in eine öffentliche Abwasseranlage gefordert werden. In diesem Zusammenhang wurde auch gezeigt, daß es bis 1978 noch nicht gelungen war, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das sowohl hinsichtlich der absetzbaren Stoffe, des pH-Wertes und der Temperatur, der Schwimmstoffe und der Salze als auch schließlich des Sauerstoffbedarfs tatsächlich befriedigt.Although the sand-lime brick industry has long turned to solving this problem, it was so far no clear success in solving this problem has been reported. Yes even from Jem Bundesverband Sand-lime brick industry EV was still in July 1978 on the difficulties of processing the condensate from the hardening kettles of the sand-lime brick factories, while at the same time emphasizing the requirements for the Purity of the wastewater with regard to the conditions of the Water Management Act (16.10.1976) pointed out without being able to draw attention to suitable measures, both the amount of To bring settable substances and the pH value of the wastewater to values that are appropriate for the so-called indirect discharge into a public sewage system are required. In this context it was also shown that until 1978 it had not yet been possible to provide a method which did both with regard to the settable substances, the pH value and the temperature, the floating substances and the salts as also finally the oxygen demand actually satisfied.

Auch das im Aufsatz von B. Lieberherr in Chemische Rundschau Nr. 33, S. 1/2 (32. Jahrgang, 15.8.1979) beschriebene »Kohlensäure-Neutralisations-Verfahren für alkalische Abwässer« speziell der Kalksandsteinwerke brachte noch keine Lösung des erläuterten speziellen Problems.Also in the article by B. Lieberherr in Chemische Rundschau No. 33, p. 1/2 (32nd volume, August 15, 1979) described »carbonic acid neutralization process for alkaline wastewater «, especially the sand-lime brick works, did not yet provide a solution to the above special problem.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, das oben geschilderte Problem zu lösen und ein Verfahren zur umweltbezogenen Aufbereitung des aus den Härtekesseln von Kalksandsteinwerken anfallenden Kondensats zur Verfügung zu steilen, das dem Fachmann die Möglichkeit eröffnet, die als KondensatThe present invention was based on the object of solving the problem described above and a Process for the environment-related treatment of the condensate from the hardening kettles of sand-lime brickworks available to the A specialist opens up the possibility of the condensate

anfallenden Abwässer in geeigneter Weise zurückzuführen und die bisher zum Einsatz kommenden Sickergruben auf ein Mindestmaß zu reduzieren bzw. möglichst überflüssig zu machen, so daß sowohl eine eventuelle Schädigung der Umwelt durch die bisher üblichen Sickergraben ausgeschaltet als auch eine zusätzliche Einsparung von Energiekosten durch Rückführung erwärmter Flüssigkeiten unter gleichzeitiger Brennstoffeinsparung, insbesondere ölersparnis, ermöglicht würde. 'recirculating waste water in a suitable manner and to reduce the septic tanks previously used to a minimum or as far as possible to make superfluous, so that both a possible damage to the environment by the hitherto usual Soak trench eliminated as well as an additional saving of energy costs through recirculation heated liquids while saving fuel, in particular oil, allows would. '

Die Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren zur umweltbezogenen Aufbereitung des aus den Härtekesseln von Kalksandsteinwerken anfallenden Kondensats, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das mit Temperaturen im Bereich zwischen 100° und 120⁰C aus den is Härtekesseln austretende Kondensat in einem in an sich bekannter Weise zum Wärmeaustausch ausgestalteten Behälter gesammelt und entspannt und gegebenenfalls gespeichert wird, anschließend über eine oder mehrere Pumpen über ein geeignetes Filter, in dem dem Wasser der überwiegende Teifder Festverunreinigungen bis zu einer Teilchengröße von <0,01 mm entzogen werden, geleitet wird, worauf der pH-Wert des filtrierten und von Feststoffen weitestgehend befreiten Wassers in einem nachgeschalteten schwach-sauren Kationenaustauscher bis zum gewünschten Wert der Wasseranalyse auf Werte im Bereich zwischen 6 und 7 reduziert und über den Dampferzeuger den Härtekesseln wieder zugeführt wird.The solution to this object, a method for environmental treatment of the resulting from the hardness boilers of sand-lime brick works condensate, which is characterized in that the temperatures in the range between 100 ° and 120 ⁰ C of the IS hardness boilers exiting condensate in a in a conventional manner designed for heat exchange container is collected and relaxed and optionally stored, then passed through one or more pumps through a suitable filter in which the majority of the solid impurities up to a particle size of <0.01 mm are removed from the water, whereupon the pH - The value of the filtered water, largely freed from solids, is reduced in a downstream weakly acidic cation exchanger to the desired value of the water analysis to values in the range between 6 and 7 and fed back to the hardening kettles via the steam generator.

Der besondere Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß es kontinuierlich durchgeführt werden kann und daß eine Zurückführung des aus dem schwach-sauren Kationenaustauscher austretenden Kondensats entgast zum Speisewasserbehälter für den Dampferzeuger der Kalksandstein-Härtekessel ermöglicht wird.The particular advantage of this process is that it can be carried out continuously and that a return of the condensate emerging from the weakly acidic cation exchanger degassed to the feed water tank for the steam generator of the sand-lime brick hardening boiler is enabled.

Der tatsächlich bei Durchführung dieses Verfahrens gemäß der Erfindung erzielte Ölverbrauch liegt bei ca. 6,3 kg/1000 Kalksandsteinen und entspricht ca. 22% des gesamten ÖIb"darfs brw. einer jährlichen Kostenersparnis von ca. DM 40 000,— bis DM 50 000,—. Dies resultiert aus der Tatsache, daß dem Dampferzeuger nach den bisher bekannten Verfahren im allgemeinen aufbereitetes Brauchwasser mit einer Vortemperatur im Bereich zwischen 12° und 15° C bei einem durchschnittlichen Ölverbrauch von etwa 29 kg Ö.71000 Kalksandsteinen zugeführt werden mußte. Erfindungsgemäß wird dagegen das aus den Härtekesseln austretende Kondensat mit einer durchschnittlichen Temperatur von ca. 85°C zugeleitet, was zu deii oben erläuterten Einsparungen führt.The oil consumption actually achieved when carrying out this method according to the invention is approx. 6.3 kg / 1000 sand-lime bricks and corresponds to approx. 22% of the total ÖIb "may or an annual cost saving from approx. DM 40,000 to DM 50,000. This results from the fact that the steam generator according to the previously known methods in general treated water with a pre-temperature im Range between 12 ° and 15 ° C for an average Oil consumption of about 29 kg Ö.71000 sand-lime bricks had to be added. According to the invention on the other hand, the condensate emerging from the hardening kettles with an average temperature of approx. 85 ° C supplied, which leads to the savings explained above.

Das Verfahren gemäß der Erfindung wird nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten und nachstehend beschriebenen Schemas näher erläutert.The method according to the invention is illustrated below with reference to the and in the drawing Scheme described below explained in more detail.

Das aus den Härtekesseln 1 (hier beispielsweise la bis id) austretende Kondensat wird im Sammelbehälter 2 entspannt und gespeichert Gleichzeitig wird in diesen behälter Frischwasser eingeführt, und zwar über eine Frischwasserleitung und einen oder mehrere Frischwasser-Ionenaustauscher, hier beispielsweise die Basenaustauscher Λ und B, mit anschließendem Erhitzen über ein Schlangensystem C von ca. 15°C auf 90⁰C. Dieses vorgenannte Frischwasser wird dann dem Dampferzeuger 6 über den Speisewasserbehälter 4 und eine PumpsThe (in this example la to id) exiting condensate is relaxed in the collection container 2 and stored the same time, is introduced into said container of fresh water, via a fresh water line and one or more fresh water, ion exchangers, here for example, the Base exchanger Λ and B from the hardness boilers 1, is then followed by heating on a coil system C of about 15 ° C to 90 ⁰ C. This aforementioned fresh water to the steam generator 6 via the feed water tank 4 and a Pumps

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40 5 zugeführt and gelangt von dor* a\ 'i<*n !-urtek'-iSL'ln i.ä bis id. Das hier austretende Kondensat wird vom fa·· .'^Rs anwähnten Sammelbehälter 2 erfindungsgemäß über eine beliebige, vom Fachmann den Gegebenheiten uftupfächend gewählten Pumpe, beispielsweise· »ine Kondensatspeisepumpe 7, mit einem Druck im Bereich von 3,5 bis 4,5 bar, vorzugsweise 3,8 bar, einem Druckfilter 8, vorzugsweise einem automatisch arbeitenden Druckfilter, zugeleitet, wo dem Wasser alle festen Verunreinigungen, wie beispielsweise Sand, Kies und auch Kalkschwebstoffe bis zu einer Korngröße von 0,01 mm entzogen werden. Dieses gefilterte Wasser wird dem schwach-sauren Kationenaustauscher 9 zugeleitet, wo der pH-Wert so weit abgesenkt wird, daß das Wasser die gewünschte Qualität des Speisewassers im Kreislaufverfahren gemäß der Erfindung erreicht. 40 5 and arrives from dor * a \ 'i <* n! -Urtek'-iSL'ln i.ä to id. The condensate exiting here is from the collecting container 2 mentioned according to the invention via any pump chosen by a person skilled in the art, for example a condensate feed pump 7, with a pressure in the range from 3.5 to 4.5 bar , preferably 3.8 bar, fed to a pressure filter 8, preferably an automatically operating pressure filter, where all solid impurities such as sand, gravel and also suspended lime particles up to a grain size of 0.01 mm are removed from the water. This filtered water is fed to the weakly acidic cation exchanger 9, where the pH value is lowered so far that the water reaches the desired quality of the feed water in the circulation process according to the invention.

Selbstverständlich ist es möglich, diesen Kationenaustauscher unter Einsatz eines dem Fachmann geläufigen schwach-sauren Kationenaustauscher« auch automatisch zu betreiben.It is of course possible to use this cation exchanger also automatically using a weakly acidic cation exchanger familiar to the person skilled in the art to operate.

Bei Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung können sowohl im Rahmen des Frischwassereinsatzes die dem Fachmann bekannten Ionenaustauscher als auch im Rahmen des Kondensat-Kationenaustauschers üblicherweise verwendete schwach-saure Kationenaustauscher Verwendung finden, die im Rahmen dieser Erfindung keiner zusätzlichen Erläuterung bedürfen, auch nicht in bezug auf ihre dem Fachmann bekannte Regenerierung.When carrying out the method according to the invention, both when using fresh water the ion exchangers known to the person skilled in the art as well as in the context of the condensate cation exchanger Commonly used weakly acidic cation exchangers are used in the framework this invention does not require any additional explanation, not even with regard to its to the person skilled in the art known regeneration.

Die Vorteile des Verfahrens gemäß der Erfindung sind für den Fachmann am eindeutigsten zu erkennen anhand der nachstehenden Werte einer Wasseranalyse einer Kondensatprobe, durchgeführt unter den gleichen Bedingungen wie die oben angegebene Analyse an einer nunmehr erfindungsgemäß behandelten Kondensatprobe, d. h. eines nach dem Verfahren gemäß der Erfindung aufbereiten, aus den Härtekesseln eines Kalksandsteinwerkes abgezogenen Kondensats.The advantages of the method according to the invention can be most clearly recognized by the person skilled in the art based on the following values of a water analysis of a condensate sample carried out under the same Conditions such as the analysis given above on a condensate sample now treated according to the invention, d. H. prepare one according to the method according to the invention, from the hardening kettles of a sand-lime brick plant drained condensate.

Aussehen des WassersAppearance of the water klarclear Temperaturtemperature 80° -90° C80 ° -90 ° C pH-WertPH value 6,46.4 Leitfähigkeit bei 20° CConductivity at 20 ° C ^S/cm)^ S / cm) C5C5 Säurekapazität bis pH 8,2Acid capacity up to pH 8.2 (mmol/l)(mmol / l) 0,000.00 Säurekapazität bis pH 43Acid capacity up to pH 43 (mmol/l)(mmol / l) 0,20.2 Summe Erdalkalien (mmol/l)Total alkaline earths (mmol / l) 0,000.00 Chlorid (Cl) (mg/i)Chloride (Cl) (mg / i) 88th Sulfat (SO₄) (mg/1)Sulphate (SO ₄ ) (mg / 1) 1414th Kieselsäure (SiO₂) (mg/!)Silicic acid (SiO ₂ ) (mg /!) 2222nd Hydrazin (N₂H₄) (mg/1)Hydrazine (N ₂ H ₄ ) (mg / 1) 0,000.00 Eisen (Fe) (mg/1)Iron (Fe) (mg / 1) 0,060.06 absetzbare Stoffe (mg/1)substances that can be deposited (mg / 1) 0,000.00

Infolge der Zusammensetzung des Rohwassers kann es erforderlich sein, die Kieselsäure im Kondensat zu entfernen, und zwar durch Ausflocken im Heißentkieseiungsverfahreii durch Magnesiumverbindungen, wie beispielsweise Magnesiumsulfat, Magnesiumchlorid oder Magnesiumoxid.Due to the composition of the raw water, it may be necessary to add the silica in the condensate remove, namely by flocculation in a hot desiccant process by magnesium compounds such as magnesium sulfate, magnesium chloride or magnesium oxide.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

IO i5 20 claims:

1. Verfahren zur umweltbezogenen Aufbereitung des aus den Härtekesse'.n von Ka'ksandsteinwerken anfallenden Kondensats unter Rückführung dieses Kondensats zu den Härtekesseln über eine Filtereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Temperaturen im Bereich zwischen 100⁰C und 120⁰C aus den Härtekesseln austretende Kondensat in einem in an sich bekannter Weise zum Wärmeaustausch ausgestalteten Behälter gesammelt und entspannt und gegebenenfalls gespeichert wird, anschließend über eine oder mehrere Pumpen über ein geeignetes Filter, das dem Wasser den überwiegenden Tei! der Festverunreinigungen bis zu einer Teilchengröße von <0,0i nun entzieht, geleitet wird, worauf der pH-Wert des filtrierten und von Feststoffen weitestgehend befreiten Wassers in einem nachgesehaiteten schwachsauren Kationen· austauscher bis zum gewünschten Wert der Wasseranalyse auf Werte im Bereich zwischen 6 und 7 reduziert und dieses Wasser dann über den Dampferzeuger in die Härtekessel rückgeführt wird.1. A process for the environmentally-related treatment of the condensate obtained from the hardness kesse.n from Ka'ksandsteinwerke with return of this condensate to the hardening kettle via a filter device, characterized in that the temperature in the range between 100 ⁰ C and 120 ⁰ C from the hardening kettles escaping condensate is collected in a container designed in a manner known per se for heat exchange and relaxed and, if necessary, stored, then via one or more pumps via a suitable filter, which gives the water most of the! which removes solid impurities up to a particle size of <0.0i, whereupon the pH value of the filtered water, which has largely been freed from solids, is in a downstream weakly acidic cation exchanger up to the desired value of the water analysis to values in the range between 6 and 7 and this water is then returned to the hardening boiler via the steam generator.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Kondensat vorhandene Kieselsäure durch Ausflocken mittels Magnesiumverbindungen entfernt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the existing in the condensate Silicic acid is removed by flocculation using magnesium compounds.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es kontinuierlich durchgeführt und das aus dem scbwachs*»ren Kationenaustauscher austretende Kondensat entgast und in den Speisewasserbehälter für den Dampferzeuger der Kalksandstein-Härtekessel rückgeführt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that it is carried out continuously and the condensate emerging from the scbwachs * »ren cation exchanger is degassed and returned to the feed water tank for the steam generator of the sand-lime hardening boiler.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Sammelbehälter des Härtekessels zugeführte Frischwasser vergleichsweise niedriger Temperatur von vorzugsweise 7° C bis 18° C über einen üblichen Ionenaustauscher in den Sammelbehälter des Kondensats des Härtekessels rückgeführt wird.4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the collecting container of the Fresh water supplied to the hardening kettle at a comparatively low temperature of preferably 7 ° C up to 18 ° C via a conventional ion exchanger in the condensate collecting tank of the hardening kettle is returned.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das benötigte Frischwasser in einem Wärmeaustauscher erhitzt und über eine Pumpe unter Zwischenschaltung des Dampferzeugersdem Härtekessel als Dampf zugeleitet wird.5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the required fresh water in heated in a heat exchanger and fed to the hardening boiler as steam via a pump with the interposition of the steam generator.

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