DE9402860U1 - Water recycling plant - Google Patents

Water recycling plant

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    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/18Transportable devices to obtain potable water

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Description

WasserrecyclinganlageWater recycling plant

Transportable Wasseraufbereitungsanlagen werden notwendig, wenn mit Abprodukten belastete Abwasser anfallen, deren Menge eine stationäre Anlage zu bauen nicht lohnt und deren Inhaltsstoffe eine Abgabe in die im allgemeinen kommunale Kanalisation oder natürliche Umgebung nicht erlauben. Diese Bedingungen sind vor allem in Klein- und Mittelbetrieben gegeben, bei denen eine periodische oder zeitlich begrenzte Wasseraufbereitung zweckmäßig ist.Portable water treatment plants are necessary when wastewater contaminated with waste products is generated, the amount of which is too large to build a stationary plant and the contents of which do not allow discharge into the municipal sewer system or natural environment. These conditions are particularly present in small and medium-sized companies where periodic or temporary water treatment is appropriate.

Ein anderer Vorzug transportabler Wasserrecyclinganlagen tritt auf, wenn an das Wasser besondere Anforderungen bezüglich geringer Salz- und Schwebestoffkonzentrationen gestellt werden. Ein weiterer Grund zum Einsatz von Wasserrecyclinganlagen kann eine Wasserknappheit sein.Another advantage of portable water recycling systems occurs when the water has special requirements regarding low salt and suspended matter concentrations. Another reason for using water recycling systems can be a water shortage.

Wasserrecycling ist ein Kreislaufprozeß, bei dem nach Nutzung des Wassers und der damit verbundenen Verunreinigung ein Reinigungsprozeß stattfindet, der zu einer Abtrennung der Verunreinigungsstoffe und Wiederverwendungsmöglichkeit des Wassers führt.Water recycling is a circular process in which, after the water has been used and the associated contamination has been removed, a cleaning process takes place which leads to the separation of the contaminants and the possibility of reusing the water.

Für die Wasserreinigung werden verschiedene Verfahren eingesetzt.Various methods are used for water purification.

Mechanische Verfahren für die Wasserreinigung (Sedimentation, Flotation, Filtration) laufen auf eine Phasentrennung hinaus, bei der die wäßrige Phase von festen Partikeln bzw. Schwebestoffen oder mit Wasser nicht mischbaren flüssigen Phasen abgetrennt wird. Gelöste Substanzen werden durch mechanische Verfahren nicht beseitigt.Mechanical processes for water purification (sedimentation, flotation, filtration) result in phase separation, in which the aqueous phase is separated from solid particles or suspended matter or liquid phases that are immiscible with water. Dissolved substances are not removed by mechanical processes.

Biologische Wasserreinigungsverfahren beseitigen alle die Verunreinigungen, welche von biologischen Kulturen als Nährstoffe aufgenommen oder von biologischen Wirkstoffen zersetzt werden können. Das sind in erster Linie organische Substanzen aber auch bestimmte anorganische Salze. Eine Totalreinigung des Wassers ist auf diesem Wege jedoch nicht möglich. Zudem sind die biologischen Kulturen nur in bestimmten Bereichen der Wasserqualität (pH-Wert, Inhaltsstoffe) lebensfähig.Biological water purification processes remove all contaminants that can be absorbed by biological cultures as nutrients or broken down by biological agents. These are primarily organic substances but also certain inorganic salts. However, a complete purification of the water is not possible in this way. In addition, the biological cultures are only viable in certain ranges of water quality (pH value, ingredients).

Die chemischen Verfahren der Wasserreinigung (Zusatz von Chemikalien, Zusatz von Oxidantien, Mitfällung, Ionenaustausch, strahlenchemische Reinigung) überstreichen eine breite Spanne der Selektivität. Es gibt sowohl sehr selektiv wirkende Verfahren wie die Beseitigung von Ammonium mit Hypochlorit als auch universelle Reinigungsverfahren wieThe chemical processes of water purification (addition of chemicals, addition of oxidants, co-precipitation, ion exchange, radiation-chemical purification) cover a wide range of selectivity. There are both very selective processes such as the removal of ammonium with hypochlorite and universal purification processes such as

die Abtrennung gelöster Salze durch Ionenaustauschverfahren. In allen Fällen (mit Ausnahme der selektiv wirkenden strahlenchemischen Reinigung) wird aber die Menge der Abprodukte durch den Zusatz von Chemikalien, Ionenaustauschern oder anderen Stoffen vergrößert.the separation of dissolved salts by ion exchange processes. In all cases (with the exception of selective radiation-chemical cleaning) the amount of waste products is increased by the addition of chemicals, ion exchangers or other substances.

Physikalische Verfahren (Osmose, Elektrolyse, Verdampfung/Destillation) ermöglichen eine weitgehende Trennung der Verunreinigungen - Schwebestoffe wie gelöste Stoffe - vom Wasser. Die Destillation hat hierbei die größte Verbreitung gefunden. Bei der Destillation wird das Wasser im allgemeinen unter Atmosphärendruck bis zum Siedepunkt erhitzt. Nach Kondensation des Dampfes fällt reines Wasser an. Die Verunreinigungen verbleiben im Destillationsrückstand.Physical processes (osmosis, electrolysis, evaporation/distillation) enable the impurities - suspended matter and dissolved substances - to be largely separated from the water. Distillation is the most widely used method. During distillation, the water is generally heated to the boiling point under atmospheric pressure. After the steam has condensed, pure water is obtained. The impurities remain in the distillation residue.

In den letzten Jahren ist die Destillation durch Einsatz eines offenen Wärmepumpenprozesses energieökonomisch wesentlich verbessert worden. Dabei wird das Wasser unter Vakuum oder im Normaldruck- bzw. Überdruckbereich verdampft. Die Brüden werden verdichtet und mit der Kompressionsenergie auf ein höheres Druck- und Siedetemperaturniveau gebracht. Über einen Wärmeaustauscher wird der erhitzte Dampf kondensiert bei gleichzeitiger Wärmezufuhr an die zu verdampfende Flüssigkeit. Die Wärmepumpe erreicht abhängig vom Druckverhältnis des Verdichters Leistungszahlen zwischen 15 und 30. In einer speziellen Ausführung (DE 32 14 647 Al) genügt im Normalbetrieb allein die bei der Dampfverdichtung zugeführte Energie zur Aufrechterhaltung des Verdampfungsprozesses. Diese Anlage für die Wasserreinigung ist aber nicht transportabel.In recent years, distillation has been significantly improved in terms of energy efficiency by using an open heat pump process. The water is evaporated under vacuum or in the normal pressure or overpressure range. The vapors are compressed and brought to a higher pressure and boiling temperature level using the compression energy. The heated vapor is condensed via a heat exchanger while simultaneously supplying heat to the liquid to be evaporated. The heat pump achieves performance figures of between 15 and 30, depending on the pressure ratio of the compressor. In a special version (DE 32 14 647 Al), the energy supplied during vapor compression alone is sufficient to maintain the evaporation process in normal operation. However, this system for water purification is not transportable.

Für ein Wasserrecycling kommen die Methoden in Frage, welche die im Nutzungsprozeß des Wassers hinzukommenden Verunreinigungen wieder entfernen. Für industrielle Anwendungen sind diese Verunreinigungen im allgemeinen sämtliche suspendierten und gelösten Stoffe. Daher sind solche Aufbereitungsmethoden wie Destillation oder Ionenaustausch in Verbindung mit einer mechanischen Entfernung fester Partikel für ein Wasserrecycling geeignet.Methods that can be used for water recycling include removing the contaminants that arise during the water usage process. For industrial applications, these contaminants are generally all suspended and dissolved substances. Therefore, treatment methods such as distillation or ion exchange in combination with mechanical removal of solid particles are suitable for water recycling.

Wasseraufbereitungsanlagen werden im allgemeinen stationär betrieben. So hat die Firma MANNESMANN DEMAG Wittig eine stationär arbeitende Vakuumanlage mit Brüdenverdichtung entwickelt (Betriebsanleitung Vacudest0 30 BA - 90.01.0. 12/93). Mobile Trinkwasseraufbereitungsanlagen stellen dem Stand der Technik nach AusnahmenWater treatment plants are generally operated in a stationary manner. MANNESMANN DEMAG Wittig has developed a stationary vacuum system with vapor compression (operating instructions Vacudest 0 30 BA - 90.01.0. 12/93). Mobile drinking water treatment plants represent the state of the art, with exceptions

dar. In DE 28 34 667 ist ein mobiler Abwasserverdampfer vorgeschlagen. Dieser und , auch andere Wasseraufbereitungsanlagen sind jedoch nicht für eine Wiedergewinnung des verschmutzten Wassers ausgelegt.In DE 28 34 667 a mobile waste water evaporator is proposed. However, this and other water treatment plants are not designed for the recovery of the contaminated water.

Wasserrecyclinganlagen sind bisher nur für extreme Sonderanwendungen - wie die Wasseraufbereitung in kosmischen Anlagen oder für große stationäre Anlagen mit stofflich eingegrenztem Verunreinigungsspektrum, nicht jedoch für industrielle Prozesse - bekannt. So ist in DE 37 12 032 Cl eine technische Lösung beschrieben, bei der das Abwasser durch zweimalige Flotation und nur teilweise mit Destillation soweit gereinigt wird, daß die verbleibenden Verunreinigungsstoffe die Wiederverwendung gestatten. Diese technischen Lösungen sind wegen ihres speziellen technischen Einsatzgebietes konstruktiv und technologisch sehr aufwendig und deshalb sehr kostenintensiv.Water recycling systems are currently only known for extreme special applications - such as water treatment in space facilities or for large stationary systems with a limited range of contaminants, but not for industrial processes. DE 37 12 032 Cl describes a technical solution in which the waste water is cleaned by two flotation processes and only partially by distillation to such an extent that the remaining contaminants can be reused. Due to their specific technical application, these technical solutions are very complex in terms of construction and technology and are therefore very costly.

Aufgabe der Erfindung ist deshalb, eine mobile Wasserrecyclinganlage zu schaffen, mit der kleinere Mengen industrieller Abwasser mit in der Art und Menge sehr unterschiedlichen, vorwiegend anorganischen Verunreinigungen kostengünstig zu Brauchwasser hoher Qualität aufgearbeitet werden können.The object of the invention is therefore to create a mobile water recycling plant with which small quantities of industrial waste water with very different types and quantities of predominantly inorganic contaminants can be processed cost-effectively into high-quality process water.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Wasserrecyclinganlage, mindestens bestehend aus einem Verdampfer, einem Brüdenverdichter, Wärmeübertragern und weiteren Armaturen und Behältern, in einem für den Straßentransport geeigneten Transportcontainer montiert sind und dort betrieben werden können.The object is achieved according to the invention in that a water recycling system, consisting of at least one evaporator, one vapor compressor, heat exchangers and other fittings and containers, is mounted in a transport container suitable for road transport and can be operated there.

In einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung sind die Behälter als Feedbehälter, der das Abwasser aufnimmt, Sammelbehälter für das Kondensat sowie Sammelbehälter für den Verdampfungsrückstand ausgebildet. Die Größe der Behälter richtet sich nach dem Wasserdurchsatz des Brüdendampfverdichters und der Einbindung der mobilen Anlage in die Betriebsweise des Wasserkreislaufes.In an embodiment according to the invention, the containers are designed as feed containers that receive the waste water, collection containers for the condensate and collection containers for the evaporation residue. The size of the containers depends on the water throughput of the vapor compressor and the integration of the mobile system into the operating mode of the water circuit.

In Firmen mit geringem Anfall hochbelasteter Abwasser kann eine periodische Aufarbeitung zweckmäßig sein. Dazu wird das Abwasser in geeigneten Behältnissen gesammelt. Nach Anschluß der mobilen Recyclinganlage wird das Abwasser in das im Transportcontainer befindliche Zwischengefäß (Feedgefäß) gepumpt, um von dort in den Brüdenverdichter zu gelangen. Das Kondensat wird in dem Kondensatbehälter gesammelt und von dort in die betrieblichen Kondensatgefäße weitergeleitet. Der noch flüssige Destillationsrückstand, derIn companies with a low volume of highly contaminated wastewater, periodic processing can be appropriate. For this purpose, the wastewater is collected in suitable containers. After connecting the mobile recycling plant, the wastewater is pumped into the intermediate vessel (feed vessel) in the transport container, from where it is fed into the vapor compressor. The condensate is collected in the condensate container and from there passed on to the operational condensate vessels. The still liquid distillation residue, which

sämtliche festen und gelösten Inhaltsstoffe des Abwassers enthält, wird in einem weiteren Sammelgefäß aufgenommen und von dort einer weiteren Bearbeitung zugeführt.contains all solid and dissolved components of the wastewater, is collected in another collection vessel and from there sent for further processing.

Das Kernstück der Anlage, der Brüdenverdichter ist entsprechend der Durchsatzmenge in unterschiedlicher Größe ausgebildet. Für die erfindungsgemäße mobile Recyclinganlage liegt der Durchsatz zwischen 5 l/h und 1000 l/h.The core of the system, the vapor compressor, is designed in different sizes depending on the throughput. For the mobile recycling system according to the invention, the throughput is between 5 l/h and 1000 l/h.

Die Größe des Transportcontainers ist festgelegt durch die zulässigen Transportvolumina für den Straßenverkehr. Vorzugsweise werden standartisierte Transportcontainer eingesetzt.The size of the transport container is determined by the permissible transport volumes for road transport. Standardized transport containers are preferably used.

Für große Anlagen sind in einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung Verdampfer und die zugehörigen Wärmeübertrager sowie der Verdichter einerseits und die anderen Komponenten andererseits in getrennten Transportcontainern untergebracht.For large systems, in a further embodiment according to the invention, the evaporator and the associated heat exchangers as well as the compressor on the one hand and the other components on the other hand are housed in separate transport containers.

Die erfindungsgemäße transportable Wasserrecyclinganlage ist technologisch einfach handhabbar, variabel einsetzbar und wegen des Einsatzes kommerzieller standartisierter Container und anderer kommerzieller Bestandteile kostengünstig.The transportable water recycling plant according to the invention is technologically easy to handle, can be used variably and is cost-effective due to the use of commercially standardized containers and other commercial components.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Fig. 1 erläutert. Fig. 1 zeigt eine Wasserrecyclinganlage nach dem Prinzip der Eindampfung und Brüdenverdichtung mit einer Aufbereitungsleistung von 1001 Abwasser pro Stunde.An embodiment of the invention is explained with reference to Fig. 1. Fig. 1 shows a water recycling plant based on the principle of evaporation and vapor compression with a treatment capacity of 1001 waste water per hour.

In einem standartisierten Transportcontainer 1 mit den Abmessungen
Länge 6058 mm
In a standardized transport container 1 with the dimensions
Length 6058mm

Breite 2500 mmWidth 2500mm

Höhe 2600 mmHeight 2600mm

zuläss. Gesamtgewicht 24000 kgpermissible total weight 24000 kg

Fassungsraum 35 m^Capacity 35 m^

sind die Eindampfanlage 2, der Feed- 3 und Destillatbehälter 4 und der Behälter für das Konzentrat in Auffangwanne 5 so aufgestellt, daß alle Anlagenteile an den erforderlichen Stellen zugriffsicher und bedienbar sind. Die angegebenen Behälterabmessungen genügen der Speicherung von jeweils 3,5 m·* Abwasser bzw. Kondensat/Destillat. Die Eindampfanlage kann damit 35 Stunden kontinuierlich betrieben werden.the evaporation plant 2, the feed 3 and distillate tank 4 and the tank for the concentrate in the collecting tank 5 are set up in such a way that all parts of the plant can be accessed and operated at the required locations. The specified tank dimensions are sufficient for storing 3.5 m·* of waste water or condensate/distillate. The evaporation plant can therefore be operated continuously for 35 hours.

Claims (3)

SchutzansprücheProtection claims 1. Wasserrecyclinganlage, basierend auf dem Prinzip der Verdampfung und Brüdenverdichtung,1. Water recycling plant based on the principle of evaporation and vapor compression, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß mindestens Verdampfer, Brüdenverdichter und Wärmeübertrager zur Wärmerückgewinnung sowie weitere Komponenten des Wasserkreislaufes, wie Armaturen und Behälter, in einem für den Straßentransport geeigneten Container montiert sind.that at least the evaporator, vapor compressor and heat exchanger for heat recovery as well as other components of the water circuit, such as fittings and containers, are installed in a container suitable for road transport. 2. Wasserrecyclinganlage nach Schutzspruch 1.
dadurch gekennzeichnet,
2. Water recycling plant according to protection clause 1.
characterized,
daß die im Transportcontainer angeordneten Behälter als Feed- und Kondensatbehälter sowie als Sammelbehälter für den Verdampfungsrückstand ausgebildet sind.that the containers arranged in the transport container are designed as feed and condensate containers and as collection containers for the evaporation residue.
3. Wasserrecyclinganlage nach Schutzanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,3. Water recycling plant according to claims 1 and 2, characterized in that daß Verdampfer, Brüdenverdichter und Wärmeübertrager in einem Container und die weiteren Komponenten in einem mit dem ersten verbundenen weiteren Container angeordnet sind.that the evaporator, vapor compressor and heat exchanger are arranged in one container and the other components are arranged in another container connected to the first.
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