DE4138848A1

DE4138848A1 - Sepn. process for removing emulsified components, e.g. hydrocarbon from water - by flotation, with recirculation of water from clean water tanks to mixer with aeration device

Info

Publication number: DE4138848A1
Application number: DE4138848A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Wuerdig; Juergen E Riepe
Original assignee: BEIMEX BERGEDORFER IM und EXPO
Current assignee: BEIMEX BERGEDORFER IM und EXPO
Priority date: 1991-11-26
Filing date: 1991-11-26
Publication date: 1993-05-27
Anticipated expiration: 2011-11-27
Also published as: DE4138848C2

Abstract

A procedure for separating emulsified components from water by partial floatation makes use of a mixing device, an aeration device and a floatation vessel. After the separation by floatation the water passes through at least two clean-water tanks. The pH in the second clean-water tank is adjusted. A combined pH-controlled water flow from the two clean-water tanks is produced and passes to the mixing device via the aeration device, and from there back to the reaction vessel. Also claimed is an apparatus for carrying out the procedure. USE/ADVANTAGE - Used for example in separating emulsified hydrocarbons from water. Has application in cleaning machine-shop cooling water and water used in car-washing etc. The use of chemicals is reduced, particularly in the case of waste water with low pH, and the volume of sludge produced is smaller

Description

Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zur Abtren nung emulgierter Inhaltsstoffe aus Wasser durch Teilstrom flotation, mittels einer Mischeinrichtung, einer mit der Mischeinrichtung in Strömungsverbindung stehenden Luftsät tigungseinrichtung und mittels eines der Mischeinrichtung nachgeordneten Reaktionsbehälters.The invention initially relates to a method for separation emulsified ingredients from water by partial flow flotation, by means of a mixing device, one with the Mixing device in fluid communication air sows cleaning device and by means of a mixing device downstream reaction container.

Derart verunreinigte Wässer, beispielsweise kohlenwasser stoffhaltige Emulsionen, sind ein in der Industrie häufig vorkommendes Problem. Sie treten beispielsweise in Kühlwas serkreisläufen, in der metallverarbeitenden Industrie als Schneid- und Kühlemulsionen, in der Entkonservierung, bei der Autowäsche und insbesondere bei Verwendung von Hoch druckreinigern zur Säuberung ölverschmutzte Flächen auf. Die Behandlung solcher Wässer mit Leichtflüssigkeitsab scheidern ist nur für die Vorabscheidung geeignet.Water contaminated in this way, for example hydrocarbon Emulsions containing substances are common in industry occurring problem. For example, they occur in cooling water circuits, in the metalworking industry as Cutting and cooling emulsions, in de-preservation, at the car wash and especially when using high pressure cleaners for cleaning oil-soiled surfaces. Treatment of such water with light liquid ab separating is only suitable for pre-separation.

Um die behördlich vorgegebenen Einleitwerte für die Abwas serkanalisation einzuhalten, ist eine Emulsionsspaltung notwendig. Ein dabei häufig angewendetes Verfahren ist die Entspannungsflotation. Bei der Emulsionsspaltung durch Ent spannungsflotation unterscheidet man im wesentlichen Voll stromflotation und Teilstromflotation. Bei der Vollstrom flotation wird das zu behandelnde Rohabwasser von eventuell vorhandenen Feststoffen befreit, luftgesättigt, auf einen für ein Flockungsmittel erforderlichen pH-Wert eingestellt, mit dem Flockungsmittel versetzt und in einem Reaktionsbe hälter entspannt. Bei der Entspannung wird die im Wasser gelöste Luft in Form von Mikrobläschen, die die Flocken an die Oberfläche transportieren, frei. Die auf diese Weise entstandene Flockenschicht wird abgezogen und das gereinig te Wasser auf den für die Einleitung in die Abwasserkanali sation notwendigen pH-Wert eingestellt. Nachteilig ist da bei der relativ hohe Flockungsmittelbedarf und die Aufsal zung durch mehrmalige pH-Wertkorrektur.To the official discharge values for waste water Maintaining sewerage is an emulsion splitting necessary. A method that is frequently used is that Relaxation flotation. When splitting emulsions by Ent A distinction is essentially made between flotation and full current flotation and partial current flotation. At full flow The raw wastewater to be treated is possibly flotated existing solids freed, air-saturated, on one pH required for a flocculant, mixed with the flocculant and in a reaction more relaxed. When relaxing, it is in the water dissolved air in the form of microbubbles that attach to the flakes transport the surface, freely. That way The resulting flake layer is peeled off and cleaned te water for the discharge into the sewer necessary pH set. The disadvantage is there at the relatively high flocculant requirement and the Aufsal by repeatedly correcting the pH.

Bei der Teilstromflotation, wie sie beispielsweise aus der DE 37 29 995 A1, der EP 03 06 556 A2 oder der DE 37 13 439 A1 bekannt ist, wird das bereits gereinigte Wasser mit Luft gesättigt, mit dem Rohabwasser vermischt, der pH-Wert für das Flockungsmittel eingestellt und das Flockungsmittel zu gegeben. Die weitere Verfahrensweise ist die gleiche wie bei der Vollstromflotation. Der Vorteil liegt in der besse ren Ausnutzung der zuzugebenden Chemikalien. Allerdings ist die zu flotierende Wassermenge größer. In den meisten Fäl len muß das Reinwasser vor der Ableitung auf einen behörd lich vorgegebenen pH-Wert eingestellt werden. Je nach pH- Wert des Rohabwassers und des für das Flockungsmittel er forderlichen pH-Wertes erfolgt eine mehr oder weniger star ke Aufsalzung. Diese Aufsalzung stellt häufig eine starke Einschränkung der Wiederverwendungsfähigkeit des gereinig ten Wassers dar.In the partial flow flotation, as for example from the DE 37 29 995 A1, EP 03 06 556 A2 or DE 37 13 439 A1 is known, the already cleaned water with air saturated, mixed with the raw sewage, the pH value for the flocculant is set and the flocculant is too given. The rest of the procedure is the same as with full flow flotation. The advantage is in the better use of the chemicals to be added. However the amount of water to float is larger. In most cases The pure water must be pumped to an authority before it is discharged The specified pH value can be set. Depending on the pH Value of the raw sewage and that for the flocculant required pH is more or less star ke salting. This salting is often a strong one Limitation of the reusability of the cleaned th water.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Einsatz von Chemikalien bei der Teilstromflotation, insbe sondere für Rohabwässer mit stark schwankenden pH-Werten, zu minimieren und eine verringerte Aufsalzung bei geringe rem Schlammanfall zu erreichen.The present invention is based on the object Use of chemicals in partial flow flotation, esp especially for raw waste water with strongly fluctuating pH values, to minimize and reduced salting at low to achieve a large amount of mud.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Wasser nach der Flotation und der Abtrennung des Flotats durch mindestens zwei in Reihe geschaltete Reinwasserbehäl ter geleitet wird, aus dem ersten Reinwasserbehälter und aus dem zweiten Reinwasserbehälter variierbare Reinwasser- Teilströme über die Luftsättigungseinrichtung in die dem Reaktionsbehälter vorgeschaltete Mischeinrichtung geleitet werden, wobei in dem zweiten Reinwasserbehälter eine pH- Endwerteinstellung erfolgt und aus den Teilströmen des er sten und des zweiten Reinwasserbehälters ein gemeinsamer, pH-wertgesteuerter Teilstrom gebildet wird, der der Misch einrichtung zugeleitet wird. Durch diese Maßnahmen wird mit einer getrennten Reinwasserrückführung eine gezielte Ver ringerung der in der Mischeinrichtung erforderlichen pH- Wertregulierugsmittel ermöglicht. Die eingesetzten pH-Wert regulierungsmittel können dadurch optimal ausgenutzt und auf ein Minimum reduziert werden.According to the invention the object is achieved in that the Water after flotation and separation of the flotate by at least two pure water tanks connected in series ter is directed from the first pure water tank and variable pure water from the second pure water tank Partial flows via the air saturation device in the Reaction container upstream mixing device passed with a pH in the second pure water tank The final value is set and from the partial flows of the most and the second pure water tank a common pH-controlled partial flow is formed, which is the mixing facility is forwarded. Through these measures, with a separate pure water return a targeted Ver reduction of the pH required in the mixing device Value adjustment means enabled. The pH used regulators can be optimally used and be reduced to a minimum.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der das oben beschriebene Verfahren opti mal durchgeführt werden kann.Another object of the invention is a device to create with which the method described above opti times can be done.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß dem Reaktionsbehäl ter mindestens zwei in Reihe geschaltete Reinwasserbehälter nachgeordnet sind, einer der Reinwasserbehälter mit einer pH-Wertregelung versehen ist und die Reinwasserbehälter über eine Luftsättigungseinrichtung mit der Mischeinrich tung in Teilstromverbindung stehen. Durch diese Maßnahmen wird eine getrennte Reinwasserückführung in die Luftsätti gungseinrichtung ermöglicht. In der Luftsättigungseinrich tung kann der pH-Wert des Rücklaufwassers schon in die Richtung eingestellt werden, wie er in der Mischeinrichtung in Abhängigkeit von dem dort eingesetzten Flockungsmittel gebraucht wird.This problem is solved in that the reaction vessel ter at least two pure water tanks connected in series are subordinate to one of the pure water tanks with a pH value control is provided and the pure water tank via an air saturation device with the mixing device device are in partial flow connection. Through these measures a separate pure water return to the air saturation supply facility allows. In the air saturation facility the pH value of the return water can Direction can be set as it is in the mixing device depending on the flocculant used there is needed.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Die Erfindung ist in der beiliegenden Zeich nung schematisch dargestellt und wird in ihrer Wirkungs weise nachfolgend näher beschrieben.Further advantageous measures are in the subclaims described. The invention is in the accompanying drawing tion is shown schematically and is effective described in more detail below.

Wie die einzige Figur schematisch zeigt, ist dem Vorlagebe hälter 2 ein Leichtflüssigkeitsabscheider 1 vorgeschaltet, falls im Rohabwasser noch mechanisch abscheidbare Kohlen wasserstoffe enthalten sind. Anschließend gelangt das Roh abwasser in den Vorlagebehälter 2, der mit einer pH-Wert meßstelle 12 versehen ist. Vom Vorlagebehälter 2 wird das Rohabwasser mit einer Förderpumpe 23 einer Mischeinrichtung 3 zugefördert.As the only figure shows schematically, the Vorlagebe container 2 is a light liquid separator 1 upstream, if mechanically separable carbons are still contained in the raw sewage. Then the raw waste water reaches the storage tank 2 , which is provided with a pH measuring point 12 . The raw waste water is conveyed from the storage tank 2 to a mixing device 3 by means of a feed pump 23 .

In der Mischeinrichtung 3 wird das Rohabwasser mit luftan gereichertem, reinem Rücklaufwasser und mit aus einer Flok kungsmitteldosiereinrichtung 22 zugegebenem Flockungsmittel vermischt. Gleichzeitig wird über eine pH-Wertregelung 25 der für das Flockungsmittel individuell erforderliche pH- Wert eingestellt. Danach gelangt das Gemisch aus Rohabwas ser und Rücklaufwasser über eine Mischstrecke 20 und ein Entspannungsventil 16 in einen Reaktionsbehälter 4.In the mixing device 3 , the raw waste water is mixed with air-enriched, pure return water and with a flocculant metering device 22 added from a flocculation agent. At the same time, the pH value individually required for the flocculant is set via a pH value control 25 . The mixture of raw waste water and return water then passes through a mixing section 20 and a relief valve 16 into a reaction container 4 .

In dem Reaktionsbehälter 4 wird die in dem Wassergemisch gelöste Luft in Form von Mikrobläschen frei und transpor tiert die in der Mischeinrichtung 3 und in der Mischstrecke 20 gebildeten Flocken an die Spitze 24 des Reaktionsbehäl ters 4. Die sich dort bildende Flockenschicht wird in einen beispielsweise mit einer Kammerfilterpresse, einem Filter oder ähnlichem versehenen Flotatbehälter 5 transportiert. In dem Flotatbehälter 5 werden die die abzuscheidenden Ver unreinigungen bindenden Flocken von dem Wasser getrennt. Das Wasser wird zurück in den Vorlagebehälter 2 geführt, und die abgetrockneten, verunreinigten Flocken können bei spielsweise einer Endlagerung zugeführt werden.In the reaction vessel 4 , the air dissolved in the water mixture is released in the form of microbubbles and transports the flakes formed in the mixing device 3 and in the mixing section 20 to the tip 24 of the reaction vessel 4th The flake layer formed there is transported into a flotate container 5 , which is provided, for example, with a chamber filter press, a filter or the like. In the flotate tank 5 , the flakes binding the contaminants to be separated are separated from the water. The water is fed back into the storage container 2 , and the dried, contaminated flakes can be fed to final storage, for example.

Das Reinwasser gelangt bei dem gezeigten Ausführungsbei spiel nacheinander in einen ersten Reinwasserbehälter 6 und in einen zweiten Reinwasserbehälter 7. Der zweite - oder beim Einsatz meherer Reinwasserbehälter der letzte - Rein wasserbehälter 7 enthält eine pH-Wertregelung 21, mit der das Reinwasser auf seinen endgültigen, zulässigen Ablauf wert gebracht werden kann.In the embodiment shown, the pure water passes successively into a first pure water tank 6 and into a second pure water tank 7 . The second - or when using several clean water tanks the last - pure water tank 7 contains a pH value control 21 , with which the pure water can be brought to its final, permissible drain.

Den Reinwasserbehältern 6 und 7 sind Durchflußmengenein stellvorrichtungen 9 und 10 nachgeordnet, die über Ventile 26 und Förderpumpen 27 mit einer Luftsättigungseinrichtung 11 in Teilstromverbindung stehen, eine bestimmte, einstell bare Reinwassermischung zugeführt werden kann. In Abhängig keit von dem in dem Vorlagebehälter 2 gemessenen pH-Wert des Rohabwassers, dem pH-Wert des verwendeten Flockungsmit tels und dem zulässigen pH-Wert des in die Kanalisation abzuleitenden Wassers 8 ergibt sich bei einem bestimmten Reinwassermischungsverhältnis eine Minimierung des Chemika lienverbrauchs für die pH-Werteinstellungen. Damit wird eine Minimierung des Schlammanfalls und der Aufsalzung er reicht.The pure water tanks 6 and 7 are flow devices 9 and 10 downstream, which are connected via valves 26 and feed pumps 27 with an air saturation device 11 in partial flow connection, a certain, adjustable bare pure water mixture can be supplied. In Depending of the raw wastewater, the pH of speed of the measured in the feed tank 2 pH of the flocculant used means of and the allowable pH-value of the be discharged into the sewage water 8 is obtained at a certain pure water mixing ratio of a minimization of the Chemika estate consumption for the pH settings. This will minimize the amount of sludge and salting.

Bei häufig schwankenden pH-Werten des Rohabwassers ist es zweckmäßig, den auftretenden Schwankungsbereich in Schrit ten von vorzugsweise 0,2 pH-Einheiten zu unterteilen. Um für jeden Punkt das günstige Mischungsverhältnis zu ermit teln, werden die zugehörigen pH-Werte in dem Vorlagenbehäl ter 2 und in den Reinwasserbehältern 6 und 7 registriert und die Daten in einer programmierbaren Steuerung 15 gegen einander abgeglichen und gemeinsam verarbeitet.In the case of frequently fluctuating pH values of the raw sewage, it is expedient to subdivide the fluctuation range that occurs into steps of preferably 0.2 pH units. In order to determine the favorable mixing ratio for each point, the associated pH values are registered in the master tank 2 and in the pure water tanks 6 and 7 and the data are compared with one another in a programmable controller 15 and processed together.

Der programmierbaren Steuerung 15 werden die aktuellen pH- Werte von der pH-Wertmeßstelle 12 des Vorlagebehälters 2, einer pH-Wertmeßstelle 13 des ersten Reinwasserbehälters 6 und einer pH-Wertmeßstelle 14 des zweiten Reinwasserbehäl ters 7 über entsprechende Steuerleitungen 28 zugeführt. Aufgrund eines vorbestimmbaren Programms werden von der Steuerung 15 die Einstellung des günstigen Mischverhält nisses 17 und 18 und des Sollwertes 19 in dem letzte Rein wasserbehälter 7 realisiert.The programmable controller 15 , the current pH values from the pH value measuring point 12 of the storage container 2 , a pH value measuring point 13 of the first pure water tank 6 and a pH value measuring point 14 of the second pure water tank 7 are supplied via corresponding control lines 28 . On the basis of a predeterminable program, the control 15 sets the favorable mixing ratios 17 and 18 and the setpoint 19 in the last pure water tank 7 .

Bei nur geringen pH-Wertschwankungen des Rohabwassers kann auch auf eine solche automatische Steuerung verzichtet und die Einstellung des Mischungsverhältnisses sowie die Soll wertvorgabe für den pH-Wert des abzuleitenden Abwassers ma nuell vorgenommen werden. Je nach Größe und Auslegung können auch mehr als zwei Reinwasserbehälter vorgesehen und beispielsweise paarweise parallel und in Reihe angeordnet sein.With only slight fluctuations in the pH value of the raw sewage also dispenses with such an automatic control and the setting of the mixing ratio and the target value specification for the pH value of the wastewater to be discharged ma be made nuel. Depending on the size and design can also be provided and more than two pure water tanks for example arranged in pairs in parallel and in series be.

BezugszeichenReference numerals

1 Leichtflüssigkeitsabscheider
2 Vorlagebehälter
3 Mischeinrichtung
4 Reaktionsbehälter
5 Flotatbehälter
6 erster Reinwasserbehälter
7 zweiter Reinwasserbehälter
8 abgeleitetes Wasser
9 Durchflußmengeneinstellvorrichtung
10 Durchflußmengeneinstellvorrichtung
11 Luftsättigungseinrichtung
12 pH-Wertmeßstelle
13 pH-Wertmeßstelle
14 pH-Wertmeßstelle
15 Steuerung
16 Entspannungsventil
17 Mischverhältnis
18 Mischverhältnis
19 Sollwert
20 Mischstrecke
21 pH-Wertregelung
22 Flockungsmitteldosiereinrichtung
23 Förderpumpe
24 Spitze
25 pH-Wertregelung
26 Ventil
27 Förderpumpe
28 Steuerleitung 1 light liquid separator
2 storage containers
3 mixing device
4 reaction vessels
5 flotate containers
6 first pure water tank
7 second pure water tank
8 drained water
9 flow adjustment device
10 flow adjustment device
11 Air saturation device
12 pH value measuring point
13 pH value measuring point
14 pH value measuring point
15 control
16 expansion valve
17 mixing ratio
18 mixing ratio
19 setpoint
20 mixing section
21 pH control
22 Flocculant metering device
23 feed pump
24 tip
25 pH control
26 valve
27 Feed pump
28 control line

Claims

1. A method for the separation of emulsified ingredients from water by partial flow flotation, by means of a mixing device, a connection with the mixing device in flow connection and air saturation device and by means of a mixing device downstream of the reaction vessel, characterized in that the water after the floatation and the separation of the flotate is passed through at least two pure water containers connected in series, from the first pure water container and from the second pure water container variable partial water streams are passed via the air saturation device into the mixing device connected upstream of the reaction container, a final pH value setting being followed and off in the second pure water container the partial streams of the first and the second pure water tank a common, pH-controlled partial stream is formed, which is sent to the mixing device.

2. The method according to claim 1, characterized in that the partial flows from the pure water tanks of the air saturation supply device via flow rate setting devices program-controlled pH-dependent.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized records that upstream of the mixing device Storage container and in the nachge the reaction container switched pure water tanks pH value measurements and the supply of the partial streams from the storage tank and the pure water tanks in the mixing device in Ab depending on the pH values.

4. The method according to claims 1 to 3, characterized records that the supply of the partial streams from the pure water dependent in the air saturation device of the pH values measured in the storage container through the flow rate adjustment devices.

5. The method according to claims 1 to 4, characterized records that the raw sewage in the reservoir in Ab dependence on the in the storage container and in the clean water flocculants measured flocculants added will give.

6. Apparatus for separating emulsified constituents from water by partial flow flotation, with a mixing device, an air saturation device in flow communication with the mixing device and with a reaction vessel arranged downstream of the mixing device, in particular for carrying out a method according to claims 1 to 5, characterized in that that the reaction container ( 4 ) at least two series-connected pure water containers ( 6 , 7 ) are arranged downstream, one of the pure water containers ( 7 ) is provided with a pH value control ( 25 ) and the pure water container ( 6 , 7 ) via air saturation direction ( 11 ) with the mixing device ( 3 ) in partial flow connection.

7. The device according to claim 6, characterized in that the pure water tank ( 6 , 7 ) via flow adjustment devices ( 9 , 10 ) with the air saturation device ( 11 ) are in partial flow connection.

8. Device according to claims 6 and 7, characterized in that each of the pure water tank ( 6 , 7 ) has a se separate flow rate setting device ( 9 , 10 ) is assigned.

9. Device according to claims 6 to 8, characterized in that the air saturation device ( 11 ) is assigned a high-pressure side channel pump.

10. Device according to claims 6 to 8, characterized in that the air saturation device ( 11 ) is associated with an injector system.

11. Device according to claims 6 to 10, characterized in that the flow rate adjustment devices ( 9 , 10 ) are provided with electrically controllable valves ( 26 ).

12. Device according to claims 6 to 11, characterized in that the flow rate adjustment devices ( 9 , 10 ) are provided with feed pumps ( 27 ).

13. Device according to claims 6 to 12, characterized in that the flow adjustment devices ( 9 , 10 ) are assigned to butterfly valves.

14. Device according to claims 6 to 13, characterized in that the flow rate adjusting devices ( 9 , 10 ) in dependence on in one of the mixing device ( 3 ) upstream storage container ( 2 ) and in the Reinwas water containers ( 6 , 7 ) measured pH Values can be controlled with a programmable controller ( 15 ).