DE69607535T2

DE69607535T2 - Reinigung, Regenerierung und Rezyklierung von industriellem Abwasser

Info

Publication number: DE69607535T2
Application number: DE69607535T
Authority: DE
Inventors: Bruno Pietrella
Original assignee: BIPIEMME Srl
Current assignee: BIPIEMME Srl
Priority date: 1995-08-04
Filing date: 1996-05-24
Publication date: 2001-01-11
Anticipated expiration: 2016-05-25
Also published as: ES2146859T3; SI0757016T1; EP0757016A3; EP0757016B1; DK0757016T3; PT757016E; DE69607535D1; ITMC950093A1; ITMC950093A0; GR3033800T3; IT1281915B1; EP0757016A2; ATE191436T1

Description

Das Patent betrifft ein Industrieverfahren zur Klärung, Rückgewinnung und Wiederverwendung von Industrieabwässern durch Verdampfung.
Der Patentschutz erstreckt sich auch auf die Anlage zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung.
Das Verfahren der Destillation von Abwässern, und zwar von Haushalts- und bzw. oder Industrieabwasser bei hohem oder niedrigem Druck mit oder ohne Vorerhitzen der Beschickung, ist seit langem weit verbreitet und üblich, da es auf den Wasserkreislauf zurückgeht, der in der Natur stattfindet.
Aus dem Patent US 3,725,205 A ist ein Verfahren zur Klärung von Haushaltsabwässern und zur Beseitigung der festen Rückstände bekannt. Die Beseitigung der Feststoffe erfolgt durch Veraschung mit nachfolgender Anwendung eines Systems der Nachverbrennung der Gase. Dies ist möglich, weil die Rückstände der Verdampfung hauptsächlich organischer Natur sind, da sie aus Haushaltsabwasser stammen.
Bei dem aus dem Patent US 3,725,205 A bekannten Verfahren gibt es eine Phase des Vorerhitzens des Einlaßstromes, das durch Wärmeaustausch mit den Abgasen durchgeführt wird, die aus der Phase der Veraschung des Schlammes und der Nachverbrennung der Gase stammen; dieses Verfahren bedient sich nicht eines wärmedurchlässigen Öls, und der Brennstoff für die beiden Brenner ist nicht spezifiziert; bei diesem Verfahren wird das Abwasser bei Raumtemperatur und unter vermindertem Druck verdampft; es erzeugt keinen Schlammrückstand.
Aus dem Patent WO 93/16004 A ist ein Verfahren zur Behandlung von außerordentlichen schmutzigen Wässern (nicht genauer definiert) nach Destillation über mehrere Verdampfer in einer Kaskade bekannt, wobei ein geklärter Abfluß und ein fester Rückstand erhalten werden, der beseitigt werden muß; bei diesem Verfahren gibt es keine Vorerhitzung des Einlaßstromes, der mit einer Leitung in die Verdampfer eindosiert wird. Bei diesem Verfahren erfolgt die Verdampfung bei konstanter Temperatur. Dieses Verfahren bedient sich eines äußeren Wäremeerzeugers (nicht näher definiert) zur Erhitzung des ersten Verdampfers sowie des Systems der Nacherhitzung der Dämpfe; das Erhitzen des Verdampfers wird in der stationären Phase durch den Dampf sichergestellt, der von der vorgeschalteten Destillationseinrichtung erzeugt worden ist, während eine äußere Quelle dazu verwendet wird, die Wärmeverluste in den Verdampfern auszugleichen; dieses Verfahren erzeugt geklärtes Wasser und einen festen Rückstand, der beseitigt werden muß.
Das in Rede stehende Verfahren ist zur Reinigung von Abwasser und zur Herstellung von Wasser bestimmt, das danach für die industrielle Verwendung zurückgeführt und bzw. oder als Trinkwasser verwendet wird.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist von außerordentlichem ökologischen und energiehaushälterischen Wert, da es eine beträchtliche Einsparung des Wasserverbrauchs, der Reinigungskosten sowie der Kosten für die Wasserversorgung ermöglicht.
Die Vorteile für die Umwelt sind außerdem beträchtlich, weil die heute einzigen verfügbaren Systeme zur Behandlung von Industrieabwasser offene chemisch/biologische Reinigungssyteme sind.
Hinsichtlich der chemischen Systeme besitzt das Verfahren gemäß der Erfindung den zusätzlichen Vorteil, daß es die Verwendung von Chemikalien völlig überflüssig macht und auch ohne Aufbewahrung des Abwassers vor seiner Reinigung sowie ohne Aufbewahrung des Schlammes auskommt.
Die Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung erzeugt auch einen Schlamm, der lediglich sedimentierte und getrocknete Produkte in sehr geringen Mengen (gerade 10% des ursprünglichen Abwassers) enthält, wobei außerdem die konkrete Möglichkeit sichergestellt wird, daß diese Mengen als Sonderprodukte beseitigt werden können.
Das Klärverfahren gemäß der Erfindung besteht aus den in Anspruch 1 angegebenen Verfahrensstufen.
Lediglich zur Erläuterung dienen die folgenden Daten, die bei einem Verfahren gemäß der Erfindung in einer Pilotanlage von 30.000 kcal/h, wobei die Anlage eine Kapazität zur Behandlung von 50 kg/h Abwasser bei einem Arbeitsdruck von 0,5 kg/m² aufwies und mit Methan betrieben wurde.
Die folgenden Angaben wurden aus der Anlage erhalten und beziehen sich auf das Produkt vor und nach der Behandlung:
Abwasser-Zulauf (vor der Behandlung): Wässrige Flüssigkeit mit einem pH-Wert von 3,67; vorhandene sedimentierende Materialien: 0 ml/l; gesamtes suspendiertes Material 10 mg/l; COD 305 mg/l; Aluminium (Al) nicht nachweisbar; Kupfer (Cu) 39,8 mg/l; Sulfate (SO&sub4;II-) 1518 mg/l; Chloride (Cl&supmin;) 418 mg/l; Phosphor (P) nicht nachweisbar; Ammonium (NH&sub4;&spplus;) 10, 6 mg/l; Nitritstickstoff (N) nicht nachweisbar; Nitratstickstoff (N) 2,9 mg/l; oberflächenaktive Substanzen 0,8 mg/l;
Abflüssigkeit (nach der Behandlung): Wasser vom pH-Wert 8,71; sedimentierende Materialien 0 ml/l; vorhandenes suspendiertes Material 0 mg/l; COD 70 mg/l; spezifische elektrische Leitfähigkeit bei 20ºC 48 S/cm; Sauerstoff (O&sub2;) (Kubel) 0,9 mg/l; Aluminium (Al) nicht nachweisbar; Kupfer (Cu) nicht nachweisbar; Sulfate (SO&sub4;II-) 0,40 mg/l; Chloride (Cl&supmin;) 2,30 mg/l; Phosphor (P) nicht nachweisbar; Ammonium (NH&sub4;&spplus;) 12,00 mg/l; Nitritstickstoff (N) nicht nachweisbar; Nitratstickstoff (N) 0,90 mg/l; oberflächenaktive Substanzen nicht nachweisbar.
Diese Ergebnisse bestätigen die Möglichkeit, das abströmende Wasser als Brauchwasser (Industriewasser) zu verwenden, wobei man eine bedeutende Einsparung des Wasserverbrauchs ganz allgemein erzielt, da das Wasser, von dem 90% wiedergewonnen werden, unmittelbar in dem Produktionszyklus wiederverwendet werden kann. Fig. 1 ist ein Diagramm einer bevorzugten Ausführungsform einer Anlage für die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung.
Das System besteht aus folgenden Bestandteilen:
einem Methanbrenner (1) zur Erhitzung des für den Verdampfer (4) benötigten Öls;
zwei oder mehrere Heizkessel (2, 3, N) zum Verdampfen des Abwassers;
Abwasservorheizgruppen (6);
Kondensatoren (5);
Kondenswasserauffangbecken (7);
Schlammtrockner und -Kompaktierer (8).
Gemäß dem System, welches in Fig. 1 dargestellt ist, wird das Abwasser zunächst mit Hilfe der Abgase des Brenners (1) und daraufhin mit Hilfe des Abdampfes der Heizkessel (2, 3, N), in die das Abwasser eingebracht wird, vorerhitzt; Das Abwasser in dem ersten Heizkessel (2) wird mit Hilfe eines Verdampfers (4), der mit dem heißen Öl aus Brenner (1) beschickt wird, verdampft.
Die Verdampfer (4A) der Heizkessel (3 N) anschließend an den ersten Verdampfer werden mit dem Wasserdampf beschickt, der im unmittelbar vorangehenden Heizkessel erzeugt worden ist.
Der Wasserdampf, der durch Verdampfen des Abwassers in jedem Heizkessel erhalten worden ist, wird kondensiert und in ein Auffangbecken (7) abgezogen.

Claims

1. Industrieverfahren zur Klärung, Rückgewinnung und Wiederverwendung von Industrieabwässern, dadurch gekennzeichnet, daß es folgende Arbeitsphasen umfaßt:

- Vorwärmen der Abwässer auf 80ºC;

- Verdampfen der Abwässer bei einer Temperatur von ca. 200ºC und niedrigem Druck (0,5-15 atm) mittels einer Kaskade von zwei oder mehreren Verdampfern, wobei im ersten Verdampfer Öl verwendet wird, welches mittels eines Methanbrenners erhitzt wird, während die nachfolgenden Verdampfer den im vorhergehenden Verdampfer erzeugten Dampf verwenden;

- Kondensieren des während der Verdampfungsphase der Abwässer erzeugten Dampfes auf Umgebungstemperatur und -druck;

- Abstechen des während des Verdampfens der Abwässer erzeugten Schlammes;

- Entsorgung des Schlammes nach erfolgter Trocknung und Kompaktierung, wobei das Vorwärmen zuerst mittels Wärmeaustausch zwischen den Abwässern und den Rauchgasen des Methanbrenners und anschließend zwischen den Abwässern und den Rauchgasen der Verdampfungskessel erfolgt;

2. Anlage zur Realisierung des Klärverfahrens gemäß Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, daß sie folgendes umfaßt:

- einen Methanbrenner (1) zum Erhitzen des zum Verdampfen der Abwässer benötigten Öls;

- zwei oder mehrere Heizkessel (2, 3 N) zum Verdampfen der Abwässer,

- mindestens zwei Abwasserverdampfergruppen (4 und 4A), die so angeordnet sind, daß im ersten Verdampfer das vom Brenner erhitzte Öl benutzt wird, während in den nachfolgenden Verdampfern jeweils der vom vorhergehenden Verdampfer erzeugte Dampf benutzt wird;

- Abwasservorheizgruppen (6), die so angeordnet sind, daß das Vorwärmen mittels Wärmeaustausch zuerst zwischen den Abwässern und den Rauchgasen des Methanbrenners (1) und anschließend zwischen den Abwässern und den von den Verdampfern (2, 3 N) erzeugten Rauchgasen erfolgt;

- Kondensatoren (5) für den beim Verdampfen der Abwässer erzeugten Dampf;

- Auffangbecken für das Kondenswasser (7);

- Schlammtrockner und -kompaktierer (8).