DE69723402T2

DE69723402T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Waschen von Textilien und dgl.

Info

Publication number: DE69723402T2
Application number: DE69723402T
Authority: DE
Inventors: Gerardus Theodorus A Wientjens
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-11-27
Filing date: 1997-11-27
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2017-11-28
Also published as: NL1004629C2; EP0845555B1; EP0845555A1; ATE244786T1; DE69723402D1; US6393643B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Waschen von Textilien und dergleichen, insbesondere zum Waschen in großem Maßstab in industriellen Anwendungen, und weiter bezieht sich die Erfindung auf ein System zur Durchführung dieses Verfahrens.
Wasser ist eines der wichtigsten Elemente bei einem Waschverfahren, bei dem das Ziel darin besteht, Gegenstände, beispielsweise Textilien, zu reinigen, die diesem Verfahren unterworfen werden. Außer von dem Wasser ist das Waschergebnis abhängig von anderen Faktoren, beispielsweise der Waschtemperatur, dem Reinigungsmittel und der mechanischen Einwirkung auf die Wäsche.
Es besteht ein wachsender Bedarf nach verbesserten Waschverfahren, insbesondere im Hinblick auf eine Verminderung der benutzten Wassermenge, weil dies Wasser in verschiedenen Gegenden und während der heißen Jahreszeiten kaum zur Verfügung steht. Es wird gegenwärtig auch nach Verfahren gesucht, mit denen die Reinigungsmittelmengen vermindert werden können, um Umweltprobleme auszuschalten, die sich ergeben, wenn das Reinigungsmittel nach der Benutzung in die Umgebung abgelassen wird.
In gewissen Gegenden von England wird beispielsweise das Wasser in einem heißen Sommer rationiert, was zu Problemen bei Waschsalons und industriellen Wäschereien führt.
Ferner muss in einigen entfernt liegenden Gegenden, die schwer zugänglich sind, beispielsweise auf den griechischen Inseln, Wasser durch Lastwagen herangeführt werden. Dies bedeutet, dass dann, wenn das Wasser aufgebraucht ist, Wasserknappheit besteht, bis die nächste Lieferung erfolgt. Dies ist insbesondere ein Problem für Hotelwäschereien auf derartigen Inseln.
Außerdem steigt der Preis von Wasser immer weiter an, so dass Wege zur Verminderung des Wasserverbrauchs zunehmend benötigt werden.
Infolge dieser Probleme hat man große Anstrengungen unternommen, um Wasser beim Waschverfahren zu recyceln.
Ein bekanntes Verfahren zur Behandlung von Wasser in einer Waschmaschine ist in der europäischen Patentanmeldung 0 467 028 (Zanussi) beschrieben.
Diese Anmeldung beschreibt ein Verfahren zur Filterung von Wasser mittels einer umgekehrten Osmose für Haushalt-Waschmaschinen und Geschirrspüler, wobei das Ziel darin besteht, das Wasser weicher zu machen, so dass die Menge des Reinigungsmittels, das notwendig ist, um einen wirksamen Waschvorgang durchzuführen, vermindert werden kann. Gereinigtes Wasser, welches durch das umgekehrte Osmose-Verfahren gewonnen wurde, wird in einem Tank gespeichert, bis es in der Waschmaschine benötigt wird.
Das Konzentrat von dem umgekehrten Osmose-Filter (das Reinigungsmittel enthält) wird abgeleitet und in einem getrennten Tank derart gehalten, dass dieses Konzentrat benutzt werden kann, um den nächsten Spülvorgang bei einem folgenden Waschprogramm durchzuführen.
Das Wasser von dem letzten Spülvorgang des vorherigen Waschprogramms wird nach dem ersten Tank zurückgeführt, von wo das Wasser nach der umgekehrten Osmose-Einheit geleitet wird, wodurch etwa 20% des Wassers bei jedem gegebenen Waschprogramm recycelt wird.
Ferner wird in der EP-A-0 578 006 des gleichen Anmelders ein Verfahren zur Reinigung von Wasser in einer Haushalt-Waschmaschine beschrieben, wobei eine Nano-Filtrations-Einheit vorgesehen ist, die möglicherweise eine umgekehrte Osmose-Einheit aufweist, so dass die Menge des Reinigungsmittels für den Waschvorgang während eines Waschverfahrens vermindert werden kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Waschverfahren anzugeben, bei welchem Wasser zur Wiederbenutzung sowohl bei der Hauptwäsche als auch beim Spülvorgang recycelt wird und die Wärme im Wasser erhalten bleibt und wieder benutzt wird.
Gemäß einem ersten Merkmal der vorliegenden Erfindung betrifft diese ein industrielles Waschverfahren gemäß dem Patentanspruch 1.
Gemäß einem zweiten Merkmal der vorliegenden Erfindung betrifft diese ein System gemäß dem Patentanspruch 4.
Durch dieses Verfahren ergibt sich eine beträchtliche Einsparung an Wasser und Energie in Verbindung mit einer umgekehrten Osmose-Einheit, und es können Verunreinigungen mit einem Molekulargewicht von < 100 getrennt werden.
Das recycelte Wasser wird vorzugsweise in wenigstens zwei getrennten Spülvorgängen benutzt und vorzugsweise in einem folgenden Waschprogramm.
Der Spülvorgang erfordert einen großen Teil des Wassers, das für das Waschverfahren erforderlich ist, insbesondere in Verbindung mit weißer Wäsche, beispielsweise für Hotel- und Krankenhausleinen. Bis jetzt hat man das Abwasser von Waschmaschinen nicht für das Spülen derartiger Textilien wiederbenutzt, die in der Maschine gewaschen wurden, weil die Gefahr einer Beschädigung der Textilien besteht. Im Allgemeinen wird eine Frischwasserzufuhr für diesen Zweck benutzt.
Die Erfordernisse für die Wasserqualität zum Spülen unterscheiden sich von jenen, bei denen das Wasser für andere Waschprogrammphasen benutzt wird. Einer der Hauptunterschiede in den Qualitätsanforderungen für das Spülwasser ist der Salzgehalt darin. Wenn der Salzgehalt in der Abschlussphase zu hoch ist, ist es schwierig, das Textilmaterial zu behandeln, und es ergeben sich braune Streifen, auf dem Textilmaterial, was zu einer Hautreizung führen kann. Das Abwasser vom Waschverfahren hat einen hohen Salzgehalt, hauptsächlich infolge des Salzes, das in den Reinigungsmitteln vorhanden ist. Bei Benutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann jedoch gereinigtes Wasser zur Wiederbenutzung in den Spülphasen recycelt werden, wo der Hauptanteil von Wasser für ein individuelles Programm erforderlich ist.
Es ist zweckmäßig, das Wasser, das in den Waschzyklus erstmalig eintritt, einer Vorbehandlungsstufe zu unterziehen (beispielsweise einer Vorfiltration), bevor das Wasser in die Waschmaschine eintritt.
Weitere Einzelheiten, Charakteristiken und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind in den Ansprüchen niedergelegt und ergeben sich aus der folgenden speziellen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, welches sich auf die Zeichnungen bezieht. In der Zeichnung zeigen:
1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Systems einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
2 veranschaulicht schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
3 zeigt schematisch den Wirkungsablauf eines Systems der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
4 ist eine graphische Darstellung, die die Kapazität einer schematisch in 3 angegebenen Anlage pro Stunde zeigt.
Es wird Frischwasser über eine Leitung 2 in eine Waschmaschine 4 (1) eingeleitet. Eine Vorbehandlungseinheit (nicht dargestellt) ist in dieser Leitung 2 angeordnet. Gebrauchtes Waschwasser wird von der Waschmaschine 4 über einen Abwasserauslass 6 in eine zweite Leitung 8 abgelassen, aus der es in einen ersten Vorratsbehälter 12 über eine Pumpe 10 eingeleitet wird. Das Wasser wird über eine Leitung 14 aus dem Vorratsbehälter 12 mittels der Pumpe 16 in eine umgekehrte Osmose-Einheit 18 gepumpt, wo das Waschwasser gereinigt und das Salz aus diesem Wasser entfernt wird. Dieses gereinigte Wasser wird von der umgekehrten Osmose-Einheit 18 in einen zweiten Vorratsbehälter 22 über eine dritte Leitung 20 geleitet. Aus diesem Vorratsbehälter 22 wird dieses Wasser in die Waschmaschine 4 über die Pumpe 26 und über eine Leitung 24 zur Wiederverwendung zurückgepumpt. Da das Wasser direkt wiederbenutzt wird, bauen sich keine unerwünschten Gerüche auf, die sich auf die gewaschenen Textilien übertragen könnten.
Während eines Waschprogramms kann zusätzlich benötigtes Wasser der Maschine über die Leitung 2 zugeführt werden. Die erforderliche Menge von Frischwasser hängt von der Wassermenge ab, die nach der Entfernung aus der Waschmaschine nach dem Waschvorgang und dem Schleudern in dem Textilmaterial verbleibt und in Abhängigkeit von der Wassermenge, die im Konzentrat verbleibt, das von der umgekehrten Osmose-Trenneinheit 18 über die Leitung 28 abgeführt wird. Da das verunreinigte Konzentrat aus dem recycelten Wasser entfernt wird, erfolgt fast kein Salzaufbau.
Dieses Konzentrat wird vorzugsweise einer biologischen Aufbereitungseinheit zugeführt, wo es biologisch durch Mikro-Organismen aufbereitet werden kann. Infolge des relativ kleinen Volumens des Konzentrats wird die erforderliche Wassermenge für den Puffervorgang gegenüber bekannten Systemen beträchtlich vermindert; es können hierfür Pufferbehälter mit einer Kapazität von etwa 2–3 m³ benutzt werden anstelle von Behältern mit einer Kapazität von 600–800 m³.
Das System 30 gemäß 2 ist eine Verdopplung der Vorrichtung des Systems nach 1, d. h. es sind zwei Vorratsbehälter und eine umgekehrte Osmose-Einheit zur Behandlung von Abwasser, getrennt für den Vorwaschvorgang und Abwasser von der Hauptwäsche, vorgesehen (2–28, 2–28'), um das System im Hinblick auf die Qualitätserfordernisse zu optimieren. Eine Filtereinheit zur Entfernung eines groben Materials, beispielsweise eine Mikro-Filtriereinheit oder eine Ultra-Filtriereinheit, können in der Abwassereinheit vorgesehen werden, um weiter das Verfahren zu verbessern.
In Bezug auf 1 haben Berechnungen die folgenden Wasser- und Energieeinsparungen demonstriert: Berechnungen der Einsparung bei 1:
Tabelle 1 Waschverfahren für Standard-Weißwäsche bei einer Wasch-Schleudermaschine
Wassereinsparung
Eine Wiedergewinnung von 70% bedeutet eine Einsparung von grob gesagt 68 des Gesamt-Wasserverbrauchs, d. h. 14,98 l.
Energieeinsparung
Bei bestehenden Systemen wird ein vorbestimmter Wärmegehalt in die Abwasserleitungen abgegeben. Wenn man eine Bezugstemperatur von 10°C für das einlaufende Frischwasser annimmt, werden pro kg Textil 2752,68 kJ Wärme abgegeben.
Wenn das Wasser nach dem erfindungsgemäßen System recycelt wird, werden 6,42 l bei 40°C abgegeben. Dies besitzt einen Wärmegehalt von 808,92 kJ/kg Textil. Dies repräsentiert eine Einsparung von 71% gegenüber der bestehenden Situation.
Einsparungsberechnung für 2:
Wenn man die gleichen Berechnungen für 2 durchführt, wo das Abwasser für die Vorwäsche getrennt behandelt wird, ergibt sich eine Wasserersparnis von 72 in Bezug auf den Gesamt-Wasserverbrauch.
In diesem Fall beträgt die Energieersparnis 75%.
Außerdem ist die Abwasserreinigung wirtschaftlicher, da die Filtration von Wasser aus der Vorwäsche leichter und billiger durchgeführt werden kann. Dies ist auf die geringeren Anforderungen in Bezug auf die Wiederbenutzung von Wasser für die Vorwäsche zurückzuführen.
Experimente
Tabelle 2 zeigt experimentelle Ergebnisse bei einem Waschprogramm, das in Verbindung mit einem System gemäß 1 durchgeführt wurde.
Tabelle 2
Die Durchschnittstemperatur des Wassers aus der Filtereinheit betrug 36°C.
Bei dem zum Filtern vorgesehenen Wasser wurde etwa 75% gefiltert und im Waschvorgang wiederbenutzt. Bei dem Rest von 25% (Konzentrat) war eine Verunreinigung vorhanden, die ausgefiltert wurde.
Bei dem Einweich/Vorwasch-Vorgang wurden nur 3 Liter Wasser pro kg Textil benutzt, das aus der Filtereinheit zugeleitet wurde, so dass infolge des Zusatzes von Frischwasser die Temperatur im Bad etwas vermindert wurde.
In der Vorwaschphase betrug die Dosis des benutzten Reinigungsmittels etwa 20 g vom Reinigungsmittel pro kg Textil, und weitere 12,5 g Reinigungsmittel pro kg Textil wurden bei der Hauptwäsche zugeführt.
Eine Wäsche-Beschickungsinstallation 50 (3) besteht aus einer Einweichkammer 52, einer Hauptwaschkammer 54, einer Spülkammer 56 und einer Neutralisierungskammer 58, wo der pH-Wert eingestellt wird.
Im Betrieb werden im typischen Fall 4 m³/Stunde aus der Einweichkammer 52 abgezogen, und dies ist der Strom 59, und es werden 6 m³/Stunde aus der Hauptwaschkammer 54 abgezogen, und dies ist der Strom 60. Diese beiden Ströme 59, 60 werden miteinander kombiniert, um einen Strom 61 zu bilden, der in einen Vorratsbehälter 62 überführt wird.
Aus dem Vorratsbehälter 62 wird der Strom 64 über die Pumpe 66 mit einer Rate von 10 m³/Stunde abgezogen, um als Strom 68 auszutreten, der über eine Grobfiltereinheit 70 geleitet wird. Der vom Filter 70 ausgegebene Strom 72 wird in einen zweiten Vorratsbehälter 74 eingeleitet.
Der Strom 75 wird von diesem zweiten Vorratsbehälter 74 abgezogen und durch eine zweite Pumpe 76 mit einer Rate von 10 m³/Stunde (Strom 77) abgepumpt.
Dieser Strom 77 wird in eine umgekehrte Osmose-Einheit 78 eingeführt. Ein Konzentratstrom 80, bestehend aus unerwünschten Verunreinigungen und Salzen, wird aus der umgekehrten Osmose-Einheit 78 mit einer Rate von 2 m³/Stunde abgezogen.
Ein gereinigter Strom 82 wird von der Osmose-Einheit 78 mit einer Rate von 8 m³/Stunde in einen dritten Vorratsbehälter 84 abgezogen, in dem außerdem Frischwasser 86 mit einer Rate von 2 m³/Stunde eingeleitet wird.
Ein Strom 88 wird aus dem Vorratsbehälter 84 über eine Pumpe 90 abgezogen, und der Strom 92 wird durch die Pumpe 90 mit einer Rate von 10 m³/Stunde in die Wäsche-Beschickungsanlage 50 nach einer ausgewählten Kammer zurückgeführt.
4 zeigt die Strömungsrate und die Strömungstemperatur der Ströme, gemessen bei dem System gemäß 3 während einer Dauer von 20 Stunden.
Die Erfindung ist nicht auf die obige Beschreibung beschränkt und die sich ergebenden Rechte werden durch die folgenden Ansprüche bestimmt.

Claims

Industrielles Verfahren zum Waschen von Gegenständen, wie Textilien und dergleichen, mit den folgenden Schritten: a) es wird Frischwasser aus der Zuführungsleitung zusammen mit einem Reinigungsmittel in die Waschmaschine (4) eingeführt; b) es wird eine oder es werden mehrere Wasch- und/oder Spülphasen in der Maschine (4) durchgeführt; c) es wird das Wasser aus dem Schritt b) in eine umgekehrte Osmose-Einheit (18) eingeführt, wo das Wasser einer umgekehrten Osmose unterworfen wird, um es zu reinigen und ein Konzentratstrom, bestehend aus unerwünschten Verunreinigungen und Salzen, wird dadurch aus dem Waschverfahren aus der umgekehrten Osmose-Einheit (18) ausgeschieden; d) es wird das im Schritt c) gereinigte Wasser in die Waschmaschine (4) recycelt, und im Wesentlichen das gesamte recycelte Wasser wird dem umgekehrten Osmose-Schritt c) unterworfen, und das recycelte Wasser wird direkt in einer oder mehreren Wasch- und/oder Spülphasen wieder benutzt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Frischwasser einer Vorbehandlungsstufe unterworfen wird, bevor es in die Waschmaschine (4) eingeleitet wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, bei welchem das Konzentrat, welches die Verunreinigungen enthält, aus der umgekehrten Osmose-Filtereinheit abgezogen und anschließend einer biologischen Aufbereitung unterzogen wird.
System mit einer industriellen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 zum Waschen von Gegenständen, wie Textilien und dergleichen, welches System die folgenden Teile aufweist: – eine Waschmaschine (4); – erste Führungsmittel (2), um Frischwasser aus der Wasserleitung in die Waschmaschine einzuführen; – zweite Führungsmittel (8, 14) zum Überführen von Wasser aus der Waschmaschine, wobei eine oder mehrere Wasch- und/oder Spülphasen durchgeführt werden, in eine umgekehrte Osmose-Einheit (18), wobei das Wasser in der umgekehrten Osmose-Einheit einer umgekehrten Osmose unterworfen wird, um gereinigt zu werden; – dritte Führungsmittel (20, 24), um das gereinigte Wasser von der umgekehrten Osmose-Einheit in die Waschmaschine als recyceltes Wasser zurückzuführen, wobei das gesamte recycelte Wasser der Osmose in der umgekehrten Osmose-Einheit unterworfen wird und das recycelte Wasser direkt für einen oder mehrere Wasch- und/oder Spülphasen wiederbenutzt wird, und wobei das System weiter eine Leitung (28) aufweist, die an die umgekehrte Osmose-Einheit angeschlossen ist, um einen Konzentratstrom mit unerwünschten Verunreinigungen und Salzen aus dem Waschverfahren abzuziehen.
System nach Anspruch 4, bei welchem die zweiten Führungsmittel (8, 14) einen ersten Vorratsbehälter (22) aufweisen.
System nach den Ansprüchen 4 oder 5, bei welchem die dritten Führungsmittel (20, 24) einen zweiten Vorratsbehälter (22) aufweisen.
System nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei welchem die zweiten Führungsmittel (14) wenigstens eine Pumpe (10, 16) aufweisen.