DE4419468A1 - Process splits used emulsion into water and emulsion concentrate - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung und Aufbereitung einer Arbeitsemulsion aus einem Emulsionskon zentrat und Frischwasser sowie Prozeßwasser, insbesondere zur Anwendung in der Metallverarbeitung.The invention relates to a method for producing and Preparation of a working emulsion from an emulsion con concentrate and fresh water as well as process water, especially for Application in metal processing.
Im Bereich der Metallverarbeitung werden verschiedene flüssige Emulsionen eingesetzt. Eine ihrer Aufgaben besteht darin, das Metallbearbeitungswerkzeug kontinuierlich zu kühlen und die entstehenden Späne fortzuspülen.In the field of metal processing, various liquid Emulsions used. One of their jobs is to do that Metalworking tool to cool continuously and the to wash away the resulting chips.
Eine Emulsion stellt ein disperses Mittel dar, welches aus zwei nicht mischbaren Flüssigkeiten besteht, bei dem die eine Flüssigkeit, die disperse Phase, in Form kleiner Tröpfchen von etwa 1-50 µm Durchmesser in der anderen Flüssigkeit, der geschlossenen Phase, suspendiert ist. Durch Zusatzstoffe können die Eigenschaften einer Emulsion den gewünschten Zwecken angepaßt werden, beispielsweise zur Erhöhung der Stabilität durch geringe Mengen von Emulgatoren oder Sta bilisatoren, welche die Oberflächenspannung der Tröpfchen verändern. Durch Zusatz besonderer Stoffe ist es auch möglich die Emulsion zu brechen, d. h. die disperse Phase auszufällen.An emulsion is a disperse agent which consists of two immiscible liquids, one of which Liquid, the disperse phase, in the form of small droplets of about 1-50 µm in diameter in the other liquid, the closed phase, is suspended. Through additives the properties of an emulsion can be the desired Be adjusted for purposes, for example to increase the Stability due to small amounts of emulsifiers or Sta bilisators, which measure the surface tension of the droplets change. It is also possible by adding special substances breaking the emulsion, d. H. to precipitate the disperse phase.
Die für die Metallverarbeitung verwendeten Emulsionen werden zur Zeit in der Weise hergestellt, daß aus einem Emulsions konzentrat durch Zugabe von ca. 90-95% Wasser eine Arbeits emulsion entsteht. Insbesondere Mineralölemulsionen, welche in Abhängigkeit ihres Einsatzes eine bestimmte Zeit im Ge brauch sind, müssen nach Ablauf dieser überwachten und vor gegebenen Zeit ausgewechselt werden, da ihr Gebrauchswert durch Alterungsprozesse besonders der Additive, durch mikro bielle Zersetzung und Fremdstoffaufnahme, wie Metallspäne und -Abrieb sowie Stäube, ständig abnimmt. The emulsions used for metal processing are currently manufactured in such a way that from an emulsion concentrate by adding about 90-95% water a work emulsion arises. In particular mineral oil emulsions, which depending on their use, a certain time in the ge need, must be monitored after this and before be replaced in due course because of their use value through aging processes, especially additives, through micro biological decomposition and foreign matter absorption, such as metal chips and - Abrasion as well as dust, constantly decreasing.
Die in großen Mengen bei der metallverarbeitenden Industrie anfallenden Emulsionen müssen daher entsorgt werden. Hierbei werden die Behandlungs- und Entsorgungskosten der verbrauchten Emulsionen auch aufgrund der verschärften Gesetzgebung zu einem immer größeren Kostenfaktor.The in large quantities in the metalworking industry resulting emulsions must therefore be disposed of. Here the treatment and disposal costs of the used Emulsions also due to tightened legislation an ever increasing cost factor.
Die Entsorgung verbrauchter Emulsionen stellt auch aufwendige und erhebliche technische und wirtschaftliche Probleme dar.The disposal of used emulsions is also complex and pose significant technical and economic problems.
Zur Entsorgung wird die verbrauchte Emulsion einer Spaltung unterworfen. Hierbei werden hauptsächlich die folgenden Ver fahren angewendet, nämlichThe used emulsion becomes a cleavage for disposal subject. The following Ver driving applied, namely
- 1. die Säurespaltung,1. the acid cleavage,
- 2. die Flockung, und2. the flocculation, and
- 3. die Membranfiltration.3. membrane filtration.
Die Verfahren zur Emulsionsspaltung werden in der Praxis bei einem entsprechenden Emulsionsanfall direkt in den Metallver arbeitungsbetrieben durchgeführt oder die Emulsionen werden durch spezielle Dienstleistungsunternehmen, nämlich ent sprechende Abfallentsorger in zentralen Spaltanlagen durch geführt.The processes for emulsion splitting are used in practice a corresponding emulsion attack directly in the metal work carried out or the emulsions are through special service companies, namely ent speaking waste disposal companies in central splitting plants guided.
Bei allen Entsorgungsverfahren fallen neben dem Altöl in Form eines Konzentrats Schlämme sowie erheblich belastete Abwässer an. Diese Abwässer müssen entsprechend den gültigen Normen gereinigt werden, um den vorgegebenen gesetzlichen Bestimmun gen zu entsprechen. In vielen Fällen werden die vorgeschriebe nen Bedingungen zur Einleitung der Abwässer in den Abwasser kanal nicht erreicht, so daß der Abwasserverursacher erheb liche Beträge zum Ausgleich der Frachtbelastungen gegenüber Klärwerksbetreibern entrichten muß.In all disposal processes, the waste oil falls into shape of a concentrate sludge and heavily contaminated waste water at. This waste water must comply with the applicable standards be cleaned in order to comply with the statutory provisions to comply. In many cases, the prescriptions conditions for the discharge of the waste water into the waste water sewer not reached, so that the wastewater polluter raises amounts to offset the freight charges WWTP operators must pay.
Im Rahmen des Umweltschutzes und einer speziell weitergehender Abwassergesetzgebung ist sowohl mit Gebührenerhöhung wie auch Kostensteigerungen bei werkseigenen Abwasserreinigungsprozes sen zu rechnen. Der Bau und die Inbetriebnahme entsprechender Abwasserreinigungsanlagen unterliegt zusätzlich aufwendigen und verschäften Genehmigungsverfahren.As part of environmental protection and a more specific one Wastewater legislation is both with fee increases as well Cost increases in the company's own wastewater treatment process to calculate. The construction and commissioning of appropriate Wastewater treatment plants are also subject to extensive and negotiate approval procedures.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Emulsionsbehandlung anzugeben, mit dem die aufgezeigten Probleme erheblich verringert werden, indem der Wasserver brauch und damit die Kosten reduziert werden. Durch eine drastische Verringerung des Wasserverbrauchs werden ferner Transportkosten verringert, so daß der metallverarbeitende Betrieb wirtschaftlicher arbeiten kann.The invention is therefore based on the object of a method for the emulsion treatment with which the indicated Problems can be significantly reduced by the water ver need and thus the costs are reduced. By a drastic reduction in water consumption will also be Transport costs reduced, so that the metalworking Operation can work more economically.
Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde auch die Komponenten der Emulsion aufzuarbeiten und zu verwerten.The invention is also based on the object Processing and recycling components of the emulsion.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß bei dem Verfahren zur Herstellung und Aufbereitung einer Arbeitsemulsion aus einem Emulsionskonzentrat und Frischwasser sowie Prozeßwasser, insbesondere zur Anwendung in der Metallverarbeitung, nach der Erfindung in der Einleitungsphase Frischwasser einer vor gegebenen Qualität mit einem dem Arbeitsprozeß angepaßten Emulsionskonzentrat emulgiert und dem Einsatzprozeß zugeführt wird und daß danach in einem geschlossenen Kreislauf die ver brauchte Emulsion einer Emulsionsspaltung und Wasserabschei dung unterworfen wird, wobei das Wasser nach seiner Aufbe reitung zur kontinuierlichen Herstellung der Arbeitsemulsion als Prozeßwasser mit einem Emulsionskonzentrat emulgiert wird.The solution to this problem is that in the process for the production and preparation of a working emulsion an emulsion concentrate and fresh water as well as process water, especially for use in metal processing, according to Invention in the introductory phase fresh water one before given quality with an adapted to the work process Emulsified emulsion concentrate and fed to the application process is and that after that in a closed cycle the ver needed emulsion splitting and water separation tion is subjected, the water after its treatment preparation for the continuous production of the working emulsion is emulsified as process water with an emulsion concentrate.
Damit ergibt sich mindestens für das verwendete Prozeßwasser ein geschlossener Kreislauf, da praktisch das gesamte Wasser der Emulsion aufbereitet und zur Herstellung einer frischen Emulsion verwendet wird. Lediglich zu Beginn des Prozesses ist einmalig Frischwasser zuzuführen, welches sodann als Prozeß wasser im Kreislauf verbleibt.This results at least for the process water used a closed cycle, since practically all of the water prepared the emulsion and to produce a fresh one Emulsion is used. It is only at the beginning of the process supply fresh water once, which then as a process water remains in the circuit.
In vorteilhafter Weise wird die verbrauchte oder gealterte Emulsion vor der Emulsionsspaltung zur Entfernung aufgenommener Metallteile elektromagnetisch und/oder mechanisch filtriert.The used or aged is advantageously Emulsion before demulsification to remove absorbed Metal parts are electromagnetically and / or mechanically filtered.
Die verbrauchte Emulsion wird nach der Erfindung einem Spalt reaktor zugeführt, in dem durch Zugabe eines organischen Spaltmittels die Emulsion in eine Ölphase (Öl-Flotat) und eine Wasserphase gespalten wird.According to the invention, the used emulsion becomes a gap reactor fed in by adding an organic Splits the emulsion into one oil phase (oil flotate) and one Water phase is split.
Das Öl-Flotat wird in Weiterbildung der Erfindung mindestens teilweise zu einem Emulsionskonzentrat aufbereitet und der Emulsion wieder zugeführt. Dieser Verfahrensschritt ist jedoch alternativ und hängt von der gewonnenen Qualität des Emul sionskonzentrats ab.The oil flotate is at least in a further development of the invention partially processed into an emulsion concentrate and the Emulsion fed again. However, this step is alternatively and depends on the quality of the emul obtained ion concentrate.
Das aus der Emulsionsspaltung und/oder dem Öl-Flotat gewonnene Prozeßwasser wird zur Entfernung von Restölbeständen vorteil haft einer Filterstufe zugeführt. Diese kann eine keramische Membranstufe oder eine Mikro-, Nano- oder Ultrafiltrations stufe aufweisen.The one obtained from the emulsion splitting and / or the oil flotate Process water is advantageous for removing residual oil stocks admittedly fed to a filter stage. This can be a ceramic Membrane stage or a micro, nano or ultrafiltration have level.
Das aus dem Spaltreaktor und/oder dem Öl-Flotat gewonnene Prozeßwasser wird aus der Filterstufe als Permeat nunmehr einer chemischen Naßoxidation zugeführt, wobei mittels UV- Strahlung und unter Zuführung von Wasserstoffperoxid und/oder Ozon Restadditive oxidativ zerstört werden und bakteriolo gische Verunreinigungen entfernt sowie gebildete Schwefelver bindungen der Oxidationsstufe S2- eliminiert werden.The process water obtained from the cleavage reactor and / or the oil flotate is now fed from the filter stage as a permeate to a chemical wet oxidation, residual additives being oxidatively destroyed by means of UV radiation and with the addition of hydrogen peroxide and / or ozone and bacteriological impurities being removed and formed Sulfur compounds of oxidation level S 2- are eliminated.
Nach der Erfindung werden die Prozeßwasser-Reinigungsrezep turen derartig bemessen, daß restliche Mineralölkohlenwasser stoffe im Prozeßwasser zur Ergänzung der Emulsion in definier ter Menge verbleiben.According to the invention, the process water purification recipe Doors dimensioned such that residual mineral oil hydrocarbon substances in the process water to supplement the emulsion in defin the amount remaining.
Damit werden auch die zu entsorgenden Mengen an Emulsionsrück ständen erheblich verringert, wobei der Grad der Wasseraufbe reitung hierdurch geringer ist, als wenn das Wasser dem Ab wasserkanal zur Beseitigung zugeführt wird. This also means that the quantities of emulsion to be disposed of are returned would be significantly reduced, the degree of water retention This is less than when the water is removed water channel is supplied for disposal.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das Retentat aus der Filterstufe mindestens teilweise dem Öl- Flotat und/oder der Emulsionsspaltung zugeführt. Damit wird die Filterleistung der Filterstufe erheblich verbessert, da das Retentat kontinuierlich dem Filter entnommen wird. Je nach Steuerung des Gesamtprozesses wird eine Bestimmte Menge davon dem Öl-Flotat zugeführt, welches wie oben beschrieben, nach Aufarbeitung zum Emulsionskonzentrat aufgearbeitet und zur Bildung der Emulsion verwendet wird. Die Prozeßsteuerung kann auch so erfolgen, daß ein bestimmter Anteil des Retentats wieder der Emulsionsspaltung zugeleitet wird. Durch diese internen Kreisläufe ist es nicht nur möglich, die Gleichge wichte jeder Prozeßstufe zu beeinflussen, sondern den Wir kungsgrad des gesamten Kreislaufprozesses zu verbessern. Dies läßt sich maximal dadurch erreichen, daß die einzelnen Prozeß stufen Sensoren aufweisen, welche die relevanten Meßwerte einer zentralen Rechenanlage zuführen, welche aufgrund dieser Werte eine automatische Prozeßsteuerung durchführt.In an advantageous development of the invention Retentate from the filter stage at least partially in the oil Flotate and / or the emulsion cleavage supplied. So that will the filter performance of the filter stage significantly improved because the retentate is continuously removed from the filter. Depending on Controlling the overall process becomes a certain amount of it to the oil flotate, which, as described above, after Worked up to the emulsion concentrate and worked up Formation of the emulsion is used. The process control can also be done so that a certain proportion of the retentate is fed back to the emulsion cleavage. Through this internal cycles it is not only possible to equalize important to influence each process stage, but the we to improve the efficiency of the entire circulatory process. This can be maximally achieved by the individual process stage sensors which have the relevant measured values a central computer system, which due to this Automatic process control.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird optimal erreicht, da der Wasserhaushalt in einem Emulsionssystem geschlossen und das benötigte Wasser als Prozeßwasser im Kreislauf geführt wird.The object on which the invention is based becomes optimal achieved because the water balance in an emulsion system closed and the required water as process water in Cycle is performed.
Während bisher lediglich die Einsatz zeit von Emulsionen durch z. B. "Emulsionspflege" verlängert wurde, wird mit der Erfin dung ein Emulsionskreislaufprozeß vorgeschlagen, durch den die Emulsionsbehandlung als ein geschlossener Betriebsprozeß ermöglicht wird, welcher keine abwasserproduzierende Funkti onen mehr aufweist, wobei in weiteren internen Kreisläufen die Bildung des Öl-Flotats gesteuert und Emulsionskonzentrat für die Bildung einer Emulsion intern gebildet wird. Damit werden sämtliche Kreislaufkomponenten wieder ihrer erneuten Ver wertung zugeführt.While so far only the use of emulsions e.g. B. "Emulsion care" was extended with the Erfin an emulsion cycle process through which the Emulsion treatment as a closed operating process is enabled, which has no wastewater-producing functions Onen has more, with the. in further internal cycles Controlled formation of the oil flotate and emulsion concentrate for the formation of an emulsion is formed internally. With that all circulatory components are re-ver scoring fed.
Der Emulsionskreislaufprozeß nach der Erfindung wird durch ein Beispiel anhand eines Prozeßdiagramms näher erläutert.The emulsion cycle process according to the invention is characterized by a Example explained in more detail using a process diagram.
- 1. Durch Zugabe von Wasser einer vorgegebenen Qualität z. B. teilenthärtet, im Verhältnis von 9-9,5 : 1 zu einem Emulsionskonzentrat wird eine Arbeitsemulsion herge stellt, welche einem Einsatz- oder Arbeitsprozeß unter worfen wird.1. By adding water of a predetermined quality z. B. partially softened, in a ratio of 9-9.5: 1 to one Emulsion concentrate is a working emulsion represents which under a deployment or work process will throw.
- 2. Nach Erreichen bestimmter Alterungseigenschaften wird die verbrauchte Emulsion einer mechanischen und/oder elektro magnetischen Filterung unterworfen, wobei durch den Ein satzprozeß aufgenommene Metallspäne und Metallstäube hierdurch entfernt werden.2. After certain aging properties have been reached used emulsion of a mechanical and / or electro subjected to magnetic filtering, whereby by the Ein metal chips and metal dusts thereby removed.
- 3. Die gealterte Emulsion wird in einer Emulsionsspaltung durch Zugabe organischer Spaltmittel in eine Ölphase, d. h. in ein Öl-Flotat und in eine Wasserphase (Spalt wasser) gespalten.3. The aged emulsion is split in an emulsion by adding organic splitting agents to an oil phase, d. H. into an oil flotate and into a water phase (gap water) split.
- 4. Das Öl-Flotat wird weiter aufbereitet und mindestens teilweise als Emulsionskonzentrat verwendet oder wird in konzentrierter und weitgehend entwässerter Form als Schlamm entsorgt.4. The oil flotate is further processed and at least partly used as an emulsion concentrate or in more concentrated and largely dewatered form than Disposed of mud.
- 5. Zur Entfernung von Restölbestandteilen wird das Permeat- Spaltwasser einer Filtration und einer sich anschlie ßenden Naßoxidation unterworfen. Die Filterstufen können je nach den Stoffverhältnissen als Mikro-, Nano- oder Ultrafiltration ausgebildet sein.5. To remove residual oil components, the permeate Splitting water of a filtration and then one subjected to wet oxidation. The filter levels can depending on the material ratios as micro, nano or Be ultrafiltration trained.
- 6. Das Permeat-Spaltwasser wird anschließend naßoxidativ durch Beaufschlagung mit oxidationsmitteln/UV-Strahlung, vornehmlich H₂O₂ und oder Ozon behandelt. Hierbei werden Restadditive oxidativ zerstört, bakteriologische Ver unreinigungen entfernt sowie gebildete Schwefelverbindun gen der Oxidationsstufe S2- eliminiert. Der Ablauf aus der oxidativen Behandlung enthält noch bewußt restliche Mineralölkohlenwasserstoffe einer definierte Menge. Bei erneuter Zugabe von Emulsionskonzentrat zu dem so behan delten Spaltwasser ist es somit nicht erforderlich, Mine ralölkohlenwasserstoffe in die Wasserphase einer Emulsion einzugeben.6. The permeate water is then treated wet oxidatively by exposure to oxidizing agents / UV radiation, mainly H₂O₂ and or ozone. Here, residual additives are oxidatively destroyed, bacteriological impurities are removed and sulfur compounds formed in oxidation state S 2- are eliminated. The process from the oxidative treatment still contains a deliberate amount of remaining mineral oil hydrocarbons. When renewed addition of emulsion concentrate to the thus treated cracked water, it is therefore not necessary to add mineral oil hydrocarbons to the water phase of an emulsion.
- 7. In einer Erweiterung können je nach Zustand des behandel ten Prozeßwassers noch zusätzlich weitere Wasserbehand lungsschritte durchgeführt werden.7. In an extension, depending on the condition of the treated process water still additional water treatment steps are carried out.
- 8. Je nach Anforderung an die Emulsionseigenschaften wird das Flotat destillativ für einen Wiedereinsatz vorberei tet, wodurch auch der Öl/Fettstoffkreislauf geschlossen werden kann (s.a. Punkt 4).8. Depending on the requirements of the emulsion properties, the flotate is prepared for re-use by distillation, which also enables the oil / fat cycle to be closed (see also point 4 ).
- 9. In einem internen Prozeßkreislauf wird das Retentat der Filterstufe, nämlich Öl-Flotat zum Teil der Öl-Flotat stufe zugegeben oder erneut der Emulsionsspaltung zuge führt. Hierdurch lassen sich nicht nur die Gleichgewichte an den einzelnen Prozeßstufen verändern, sondern die Ausbeute und damit der Wirkungsgrad des Gesamten Prozes ses verbessern.9. In an internal process cycle, the retentate is the Filter stage, namely oil flotate in part of the oil flotate stage added or again the emulsion cleavage leads. This not only allows the equilibria change at the individual process stages, but the Yield and thus the efficiency of the entire process improve it.
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4419468A DE4419468A1 (en) | 1994-06-04 | 1994-06-04 | Process splits used emulsion into water and emulsion concentrate |
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DE4419468A DE4419468A1 (en) | 1994-06-04 | 1994-06-04 | Process splits used emulsion into water and emulsion concentrate |
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DE4419468A1 true DE4419468A1 (en) | 1995-12-07 |
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ID=6519739
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DE4419468A Withdrawn DE4419468A1 (en) | 1994-06-04 | 1994-06-04 | Process splits used emulsion into water and emulsion concentrate |
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DE (1) | DE4419468A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19641018A1 (en) * | 1996-10-07 | 1998-04-16 | Fiedler Maschinenbau Gmbh | Treating waste water, e.g. from gas pipe washing |
EP2358850B1 (en) * | 2008-11-27 | 2014-12-24 | Hydro Aluminium Deutschland GmbH | Recovering lubricants from used cooling lubricants |
CN109704524A (en) * | 2019-03-05 | 2019-05-03 | 苏州方舟环保科技有限公司 | A kind of micro-nano bubble emulsification liquid processing device |
-
1994
- 1994-06-04 DE DE4419468A patent/DE4419468A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8141 | Disposal/no request for examination |