DE69412201T2

DE69412201T2 - Vorrichtung zur Behandlung und Rückführung von Waschwasser aus einer Waschmaschine

Info

Publication number: DE69412201T2
Application number: DE1994612201
Authority: DE
Inventors: Jacques F-31770 Colomiers Espiau
Original assignee: Airbus Group SAS
Current assignee: Airbus Group SAS
Priority date: 1993-10-12
Filing date: 1994-10-11
Publication date: 1999-03-11
Anticipated expiration: 2014-10-12
Also published as: EP0647597B1; FR2711129A1; ES2122188T3; DE69412201D1; FR2711129B1; EP0647597A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Behandlungs bzw. Aufbereitung und Rückführung des Waschwassers einer Waschmaschine.
Die Erfindung betrifft generell das Waschen von z. B. Instrumenten der wissenschaftlichen und medizinischen Gebiete und insbesondere auf dem Gebiet der Herstellung gedruckter oder eventuell integrierter elektronischer Schaltungen.
Die Herstellung der gedruckten Schaltungen erfordert eine Reinigungsphase der Platten oder der Substrate, auf denen Leiterbahnen und/oder elektrischen Komponenten gebildet wurden.
Die Reinigung der gedruckten Schaltungen umfaßt einerseits eine mechanische Endbearbeitung durch Bespritzen der Schaltungen oder durch Ultraschallbearbeitung, und andererseits eine chemische Bearbeitung, bei der diverse Lösungsmittel oder Detergentien bzw. Reinigungsmittel benutzt werden.
Gewisse flüssige Träger können zur Reinigung der Schaltungen beitragen. Beispielsweise kann man die Chlorfluorkohlenstoffe (CFC) oder ihre Substitute (HCFC), das Trichlorethan, das Propanol oder auch mit diesen Waschmitteln verbundene wässerige Produkte nennen.
Die meisten dieser Produkte, obwohl effizient, weisen bestimmte Nachteile auf, verbunden mit ihrer schädlichen Wirkung bezüglich der Umgebung bzw. Umwelt, ihrer Giftigkeit und/oder ihrer leichten Entflammbarkeit.
Auch greift man mehr und mehr zurück auf eine Reinigung auf der Basis von wässerigen Lösungen mit einem Reinigungsmittelzusatz.
Es bleibt jedoch das Problem der Entsorgung des gebrauchten Wassers, das Reinigungsmittel und Waschrückstände enthält. Außerdem muß das Wasser, das an der Zusammensetzung der zum Wäschen benutzten wässerigen Lösungen beteiligt ist, eine bestimmte Anzahl Charakteristika aufweisen, insbesondere Resistivität, Härte und Neutralität. Das Wasser muß folglich vor der Benutzung zur Reinigung der Schaltungen behandelt werden.
Beispielsweise geht es darum, ein Wasser zu erhalten, dessen Konduktivität unter 10 uS (Mikrosiemens) liegt, dessen pH die Größenordnung 7,5 ± 0,5 hat und das keine Teilchen größer als 5 um enthält.
Bei einer der üblichen industriellen Anlagen, wo der Wasserverbrauch hoch ist, erweist sich die Wasserbehandlung bzw. Wasseraufbereitung als besonders teuer.
Außerdem enthalten bestimmte Vorschriften Einschränkungen bezüglich des Wasserverbrauchs pro zu reinigender Oberflächeneinheit, der Art der Abwässer und der Härte des ausgeschiedenen Wassers.
Es erscheint also wünschenswert, über Recyclingeinrichtungen des Waschwassers der elektronischen Schaltungen verfügen zu können. Ein Beispiel für Wasserrecyclingeinrichtungen liefert das Dokument "Patent abstracts of Japan", Bd. 15, Nr. 461 und JP-A- 31 096890.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Aufbereitungs- und Recyclingsanlage von Wasser zu liefern, das in einer Waschmaschine für z. B. elektronische Schaltungen oder sonstiges benutzt wird, die ermöglicht, den Umweltschutzforderungen und den eventuellen gesetzlichen Vorschriften zu entsprechen und die Reinigungskosten zu reduzieren.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Aufbereitungsanlage zu liefern, deren Preis konkurrenzfähig ist und die den Bedürfnisse angepaßt werden kann, z. B. an jede Fabrikationseinheit von gedruckten Schaltungen, unabhängig von ihrer Größe.
Zu diesem Zweck hat die Erfindung eine Aufbereitungsanlage wie in Anspruch 1 definiert zum Gegenstand.
Die Wörter "vor" und "hinter" (bezogen auf die jeweilige Einrichtung) bedeuten: in der Aufbereitungsleitung davor bzw. dahinter angeordnet, bezogen auf die Strömungsrichtung des Wassers.
Der Speichertank wird einmal mit Frischwasser aus dem öffentlichen Leitungsnetz gefüllt und, da das Waschwasser intern recycelt wird, kann die Anlage dann praktisch im geschlossenen Zyklus arbeiten. Eine sehr geringe Frischwasser-Nachspeisung ermöglicht, die Verluste zu kompensieren und einen ausreichenden Pegelstand in dem Speichertank aufrechtzuerhalten.
Außerdem weist das Waschwasser im allgemeinen eine niedrigere Mineralisierung als das Frischwasser des öffentlichen Netzes auf. So können wesentliche Ersparnisse nicht nur beim Wasser sondern auch bei den Entmineralisierungseinrichtungen erzielt werden.
Die erfindungsgemäße Verarbeitungseinrichtung kann mit jedem Waschmaschinentyp verbunden werden. Diese Waschmaschine kann universal einsetzbar sein oder sich für einen speziellen Typ von zu reinigenden Gegenständen eignen, z. B. für gedruckte Schaltungen.
Nach einem Aspekt der Erfindung umfassen die ersten mechanischen Filtriereinrichtungen eine erste und eine zweite Filterpatrone. Diese Patronen nehmen die Partikel und die mechanischen Rückstände insbesondere der gedruckten Schaltungen auf. Die erste und die zweite Patrone haben unterschiedliche Trennfähigkeiten, so daß sie nacheinander die Partikel entsprechend ihrer Größe zurückhalten. Die ersten Filtriereinrichtungen befinden sich vorzugsweise entweder direkt vor oder hinter den Pumpeinrichtungen und vor den anderen Aufbereitungseinrichtungen, um zu verhindern, daß diese durch die Partikel verstopft werden.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung sind die chemischen Filtriereinrichtungen, die im wesentlichen dazu bestimmt sind, die in den Waschwassern enthaltenen Waschmittel zurückzuhalten, mit Aktivkohlefiltern ausgerüstet.
Kühleinrichtungen, versehen mit einem Wärmetauscher, sind vor Aktivkohlefiltern angeordnet, um das Wasser auf eine an diese Aktivkohlefilter angepaßte Aufbereitungstemperatur zu bringen, typisch in der Größenordnung von 25ºC.
Vorteilhafterweise können zweite mechanische Filtriereinrichtungen in der Aufbereitungs- und Recyclingleitung hinter den chemischen Filtriereinrichtungen angebracht werden. Diese zweiten mechanischen Filtriereinrichtungen halten eventuelle sogenannte "Feinkohle"-Teilchen zurück, die von der Aktivkohle stammen können.
Die Entmineralisierungseinrichtungen, nach den mechanischen und chemischen Filtriereinrichtungen angeordnet, umfassen erfindungsgemäß zwei in der Aufbereitungs- und Recyclingsleitung parallelgeschaltete Entmineralisiergeräte.
Ventile ermöglichen, das Wasser abwechselnd das eine oder das andere Entmineralisierungsgerät durchfließen zu lassen. Man kann sie also individuell abtrennen, ohne den Betrieb der Anlage zu stoppen, um sie zu regenerieren oder auszutauschen. Es sind auch Einrichtungen vorgesehen, um die Sättigung der Entmineralisierungsgeräte festzustellen.
Außerdem kann in der Leitung ein Sieb angeordnet werden, hinter den Entmineralisierungseinrichtungen, um eventuelle Partikel des Entmineralisierungsharzes aufzufangen, das aus den Entmineralisierungseinrichtungen entweicht.
Nach einem anderen wichtigen Aspekt der Erfindung befinden sich diverse Kontrolleinrichtungen, insbesondere Druckmeß- und Steuereinrichtungen, an verschiedenen Stellen der Anlage. Zum Beispiel kann hinter den Entmineralisierungseinrichtungen eine pH-Meßsonde in der Leitung angeordnet sein. Ein Durchflußmengenmesser kann hinter den Filtriereinrichtungen angeordnet sein, um die Menge des benutzten Wassers zu messen. Schließlich können diverse Manometer den Druck und/oder den Druckverlust längs der Aufbereitungsleitung kontrollieren, um die Sättigung der mechanischen Filtriereinrichtungen oder ein eventuelles Leck in einer der Aufbereitungseinrichtungen festzustellen.
Eine Leitung verbindet die Waschmaschine mit dem Speichertank und versorgt diesen letzteren mit gebrauchtem Waschwasser. Eine zweite Leitung, versehen mit einem Elektroventil, ermöglicht, Frischwasser aus dem öffentlichen Netz in den Tank einzuspeisen.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfaßt der Tank einen Tiefpegel-Detektor, der die Öffnung des Elektroventils auslöst, und einen Hochpegel-Detektor, der ermöglicht, das Elektroventil zu schließen, wenn der Pegelstand im Tank angestiegen ist. Das Füllen des Tanks erfolgt also ganz automatisch.
Ein Schaltschrank kann vorgesehen werden, um die verschiedenen Aufbereitungseinrichtungen zu steuern, im wesentlichen die Pumpeinrichtungen und die Kühleinrichtungen; dieser Schaltschrank umfaßt entsprechende Kontrolleuchten.
Der Schaltschrank ermöglicht, die von den Kontrolleinrichtungen stammenden Informationen zu zentralisieren und umfaßt Not-Aus-Schalter, insbesondere der Pumpeinrichtungen.
Weitere Merkmale und Vorzüge der Erfindung gehen besser aus der nachfolgenden, erläuternden und nicht einschränkenden Beschreibung hervor, bezogen auf die beigefügte einzige Zeichnung, die eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Aufbereitungs- und Recyclinganlage ist.
Die in der einzigen Zeichnung dargestellte Anlage umfaßt ein Gestell 1 (teilweise dargestellt), das einen Speichertank 10 trägt.
Diese Tank erhält das gebrauchte Waschwasser einer Waschmaschine 12 über eine Leitung 16 und Frischwasser aus dem öffentlichen Netz über eine Leitung 14.
Diverse andere Produkte, z. B. antibakteriologische Produkte, können ebenfalls mittels eines nicht dargestellten Dosierventils in den Tank eingespeist werden.
Der Tank 10 mit einem Fassungsvermögen von z. B. 70 Litern bildet eine Wasserreserve und versorgt die Maschine 12 durch eine Aufbereitungs- und Recyclingleitung 2, die eine bestimmte Anzahl in der Folge beschriebener Einrichtungen umfaßt.
Der Tank spielt ebenfalls die Rolle des Absetzbeckens, insbesondere für die schweren Produkte, die folglich separat beseitigt werden.
Eine Frischwasserzufuhr erfolgt durch Öffnen eines Elektroventils 18, das sich in der Leitung 14 befindet. Diese Zufuhr beträgt generell weniger als 10% des in einem Waschzyklus benutzten Wassers.
Die Wasserzufuhr kann dank der beiden Sonden 20 und 22 automatisiert werden, die einen minimalen und einen maximalen Flüssigkeitspegelstand in dem Tank 10 feststellen und die jeweils das Öffnen und das Schließen des Ventils 18 auslösen.
Die Sonden 20, 22 können z. B. einfache Schwimmer sein, die elektrische Kontakte betätigen.
Die Leitung 2 mündet in dem Unterteil des Tanks 10. Sie umfaßt nacheinander, ausgehend von dem Tank, ein Rückschlagventil 28 und Pumpeinrichtungen 26.
Die Pumpeinrichtungen 26 umfassen eine Pumpe, z. B. mit einer Leistung von ungefähr 0,75 kW und 201/min. Die Pumpeinrichtungen enthalten ebenso ein Manometer 30 und einen Manometerschalter, der ermöglicht, es elektrisch mit einem Schaltschrank 32 zu verbinden. Der Wasserdruck an ihrem Ausgang ist auf ungefähr 3 bar eingestellt. Ein hydraulischer Puffer- Druckspeicher 27 mit ungefähr 25 Litern ist ebenfalls am Ausgang der Pumpe vorgesehen.
Hinter den Pumpeinrichtungen 26 befinden sich erste Einrichtungen zur mechanischen Filtrierung 34, versehen mit zwei austauschbaren Filterpatronen 36, 38, z. B. aus rostfreiem Stahl, die jeweils eine Trennfähigkeit von 50 um und 10 um haben.
Hinter den Filtriereinrichtungen 34 umfaßt die Leitung 2 Kühleinrichtungen mit einem Wärmetauscher 40, ausgestattet mit einem Ventil und einem Thermostat 42, die ermöglichen, das gefilterte Wasser auf ungefähr 25ºC abzukühlen. Der Wärmetauscher 40 muß ziemlich groß dimensioniert sein, denn das Waschwasser verläßt die Waschmaschine mit einer Temperatur um 70ºC.
Das Wasser wird, sobald es abgekühlt ist, chemischen Filtriereinrichtungen zugeleitet, die in dem beschriebenen Beispiel durch einen Aktivkohlefilter 44 gebildet werden, der die Detergentien bzw. Waschmittel zurückhält. Der Filter 44 ermöglicht, dem aufbereiteten Wasser insbesondere Rückstände von Verseifungsmittel und zersetztem Verzinnungsflußmittel zu entziehen, auf der Basis von Harz und Propanol. Ein Manometer 46 ermöglicht, den Druck in dem Filter 44 zu überprüfen.
Zweite mechanische Filtriereinrichtungen 48, direkt am Ausgang des Filters 44 angeordnet, nehmen die "Feinkohle"-Abfälle auf, die von der Aktivkohle stammen können. Die zweiten mechanischen Filtriereinrichtungen 48 enthalten eine Filtrierpatrone mit z. B. einer Trennfähigkeit von ungefähr 5 um.
Ein Durchflußmengenzähler 50 ist in der Leitung 2 vorgesehen, nach dem Filter 48, um die von der Anlage aufbereitete Wassermenge zu messen.
Nach der mechanischen und chemischen Filtrierung erfolgt ein Entmineralisierungsschritt. Entmineralisierungseinrichtungen 52 werden in der Leitung 2 angeordnet, nach den Filtern 34, 40, 44 und 48 und hinter dem Durchflußmengenmesser 50.
Diese Einrichtungen 52 umfassen zwei Entmineralisierungsgeräte 54, 56, z. B. manuelle, mit Mischbett und parallelgeschaltet. Jedes Entmineralisierungsgerät kann durch eine Säule gebildet werden, die ungefähr 12 Liter Harz enthält.
Dreiwegeventile 58, 60, vor und hinter den Entmineralisierungseinrichtungen ermöglichen, die eine oder die andere der Säulen außer Betrieb zu setzen, um z. B. das Entmineralisierungsharz zu erneuern, ohne die Aufbereitung zu unterbrechen.
Ein Sieb 62, hinter den Entmineralisierungseinrichtungen 52 angebracht, hält die Harzrückstande zurück, die entweichen könnten.
Sonden von pH-Messern 64 und Konduktivitätsmessern 68 analysieren die Wasserqualität nach der Einheit 52. Zum Beispiel, im Sonderfall einer Anwendung zur Reinigung von gedruckten Schaltungen, darf die Konduktivität des Wassers höchstens gleich 10 uS betragen und der pH muß ca. 7,5 sein.
Das derart aufbereitete Wasser wird in der Waschmaschine 12 wiederverwendet, die an die Leitung 2 hinter dem Sieb 62 angeschlossen ist.
Um den Betrieb der Anlage zu steuern und zu kontrollieren, zentralisiert der Schaltschrank 32 die Informationen, die von den Sonden 64, 68, den Manometern 30, 46 sowie nicht dargestellten Manometern kommen, die z. B. vor und hinter den Filtriereinrichtungen angeordnet sind.
Der Schaltschrank 32 umfaßt Kontrollampen 70, die Störungen signalisieren und insbesondere Betriebsstörungen der Pumpeinrichtungen 26 oder einen Druckverlust in der Leitung 2, der aus der Verstopfung eines Filters oder aus einem Leck resultiert. Verschiedene Steuereinrichtungen, z. B. der Pumpeinrichtungen 26, der Kühleinrichtungen und des Elektroventils, können im Schaltschrank 32 ebenfalls vorgesehen werden.
Das Elektroventil 18 und die Sonden 20 und 22 sind ebenfalls mit dem Schaltschrank 32 verbunden.
Ein Hauptschalter 72, ein Schalter (nicht dargestellt) der Pumpeinrichtungen und eine Not-Aus-Einrichtung 74 des "Faustschlag"-Typs gewährleisten die Betriebssicherheit.
Anzeigen 76 des Schaltschranks zeigen die Härte- und Säurewerte des aufbereiteten Wassers an.
Das derart aufbereitete Wasser kann also während einer sehr langen Periode in der Waschmaschine wiederverwendet werden.
Anzumerken ist, daß die Anlage eventuell das Waschwasser von mehreren Waschmaschinen aufbereiten kann.
Die Wasseraufbereitungsanlage kann an die Bedürfnisse von verschiedenen Waschmaschinen angepaßt werden, indem je nach Fall die Trennfähigkeit der Filter, die Art der chemischen Filter und Menge des Entmineralisierungsharzes verändert wird.
Die Organe der Anlage, die der Korrosion besonders ausgesetzt sind, sind vorteilhafterweise aus rostfreiem Stahl oder aus Polypropylen.
Schließlich ist es dank der Erfindung möglich, nicht nur die Menge des verbrauchten Entmineralisierungsharzes zu reduzieren, sondern auch viel Wasser zu sparen. Das verbrauchte Frischwasser aus dem öffentlichen Netz beträgt weniger als 10% der Gesamtwassermenge, die den Zähler 50 bei Dauerbetrieb durchfließt.

Claims

1. Vorrichtung zur Behandlung und Rückführung von Waschwasser für eine Waschmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:

- eine Speicherwanne (10), in die eine Zuführungsleitung (16) von Waschwasser, das von wenigstens einer Waschmaschine (12) stammt, und eine Zuführungsleitung (14) für Frisch- bzw. Leitungswasser mündet;

- eine Behandlungs- und Rückführungsleitung (2), die den Boden der Speicherwanne (10) mit der Waschmaschine (12) verbindet und in der angeordnet sind:

- Pumpeinrichtungen (26), um aus der Speicherwanne (10) kommendes Wasser anzusaugen und unter Druck zu setzen;

- erste mechanische Filtriereinrichtungen (34) und chemische Filtriereinrichtungen (44);

- Wasserkühleinrichtungen (40), stromaufwärts von den chemischen Filtriereinrichtungen angeordnet; und

- Entmineralisierungs- bzw. Entsalzungseinrichtungen (52) des Wassers, stromabwärts von den mechanischen und chemischen Filtriereinrichtungen angeordnet, wobei diese Einrichtungen (52) wenigstens zwei Entmineralisierungs- bzw. Entsalzungseinheiten (54, 56), parallelgeschaltet in der Behandlungs- und Rückführungsleitung (2), und Detektionseinrichtungen einer Sättigung der Entmineralisierungs- bzw. Entsalzungseinheiten und Ventile (58, 60) umfassen, um jede von ihnen zu isolieren, so daß ihre Regenerierung möglich ist, ohne den Betrieb der Vorrichtung zu unterbrechen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sieb (62) in der Behandlungs- und Rückführungsleitung (2) angeordnet ist, am Ausgang der Entmineralisierungs- bzw. Entsalzungseinrichtungen (52).

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten mechanischen Filtriereinrichtungen (34) einen ersten und einen zweiten Filtereinsatz (36, 38) umfassen, wobei der erste Einsatz (36) ein weniger feines Sperrvermögen aufweist als der zweite Einsatz (38).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Einsatz (36) ein Sperrvermögen von im wesentlichen gleich 50 um aufweist, während der zweite Einsatz (38) ein Sperrvermögen von im wesentlichen gleich 10 um aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die chemischen Filtriereinrichtungen einen Aktivkohlefilter (44) umfassen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zweite mechanische Filtriereinrichtungen (48) sich in der Behandlungs- und Rückführungsleitung (2) befinden, stromabwärts von den chemischen Filtriereinrichtungen.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie Druckmeß- und -steuerungseinrichtungen umfaßt, angeordnet in der Leitung (2).

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine pH-Meßsonde (64) sich in der Behandlungs- und Rückführungsleitung (2) befindet, stromabwärts von den Demineralisations- bzw. Entsalzungseinrichtungen.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Behandlungs- und Rückführungsleitung (2) ein Durchflußmengenmesser (50) befindet.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frischwasser-Zuführungsleitung (14) ein normalerweise geschlossenes Elektroventil (18) umfaßt, dessen Öffnung durch einen Niederpegel-Detektor (22) gesteuert wird, der in der Speicherwanne angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch - gekennzeichnet, daß sie außerdem einen Schaltschrank (32) enthält, der einen Hauptschalter (72), einen Schalter für die Pumpeinrichtungen, eine Not-Aus-Einrichtung (74) und Steuereinrichtungen für die Pumpeinrichtungen, die Kühleinrichtungen und die Elektroventile umfaßt, sowie Störungskontrollampen (70) und Wasserqualitätsanzeigen (76).

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Gestell 1 umfaßt, das die Speicherwanne (10), den Schaltschrank (32), die Behandlungs- und Rückführungsleitung (2) und die verschiedenen in dieser Leitung angeordneten Einrichtungen trägt.