DK173837B1

DK173837B1 - Process and apparatus for purifying wastewater

Info

Publication number: DK173837B1
Application number: DK199900038A
Authority: DK
Inventors: Jan Olsen
Original assignee: Funki Manura As
Priority date: 1999-01-15
Filing date: 1999-01-15
Publication date: 2001-12-10
Also published as: CA2360349A1; WO2000041462A2; WO2000041462A3; JP2002537086A; AU3033400A; EP1204854A2; KR20010101436A

Description

DK 173837 B1DK 173837 B1

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til rensning af biologisk spildevand ved et forbedret spildevandsrensningsanlæg, hvori indgår inddampning ved hjælp af dampkompression som rensningsmetode.The present invention relates to a process for the purification of biological wastewater by an improved wastewater treatment plant which includes evaporation by means of steam compression as a purification method.

5 Spildevandsrensningsanlæg, der anvender inddampning ved hjælp af dampkompression, er typisk mindre anlæg til oprensning af en bestemt art af spildevand såsom f.eks. tungmetalholdigt spildevand, brugte kølesmøremidler, vandbaserede affedtningsvæ-sker og spildevand fra forskellige vaskeprocesser. Det oprensede vand er hidtil typisk blevet genanvendt eller bortledt til kanalisation. Spildevandstyper indeholdende større 10 mængder af stoffer, der er flygtige ved den temperatur og det pH, som inddampningen foregår ved, er normalt ikke egnede til oprensning i et spildevandsrensningsanlæg, der anvender inddampning ved hjælp af dampkompression, fordi det oprensede vand som regel vil være for urent til genanvendelse, og hertil kommer, at en bortledning til kanalisation ydermere ofte vil være meget problematisk på grund af et for stort restind-15 hold af de flygtige stoffer.Typically, wastewater treatment plants using evaporation by means of vapor compression are smaller plants for the purification of a particular type of wastewater such as e.g. heavy metal-containing wastewater, used refrigerant lubricants, water-based degreasing liquids and wastewater from various washing processes. The purified water has so far typically been reused or diverted for sewerage. Wastewater types containing larger amounts of volatiles at the temperature and pH at which the evaporation takes place are not usually suitable for purification in a wastewater treatment plant which uses evaporation by means of vapor compression, because the purified water will usually be too unclean for recycling, and in addition, a drain to the sewer will often be very problematic due to an excessive residual content of the volatiles.

Fremgangsmåden, der beskrives i denne opfindelse, gør spildevandsrensningsanlæg med inddampning ved hjælp af dampkompression særligt velegnede til rensning af biologisk spildevand indeholdende flygtige stoffer i form af svage syrer og svage ba-20 ser.The process described in this invention makes wastewater evaporation plants using vapor compression particularly suitable for the purification of biological wastewater containing volatile substances in the form of weak acids and weak bases.

Som eksempel på en sådan art af spildevand, der ofte indeholder større mængder af flygtige stoffer, er spildevand, der er fremkommet i forbindelse med en eller flere biologiske processer, såsom f.eks. gylle, spildevand fra levnedsmiddelproduktion, va-25 skener, køle/smøreolieemulsioner, affedtningsvand, olie indeholdende spildevand, opløsningsmidler og lignende. En stor andel af de flygtige stoffer, der normalt opstår ved biologiske nedbrydningsprocesser, vil optræde som svage syre/base-par.As an example of such a species of wastewater, which often contains larger amounts of volatiles, are wastewater produced in connection with one or more biological processes, such as e.g. manure, wastewater from food production, washers, cooling / lubricating oil emulsions, degreasing water, oil containing wastewater, solvents and the like. A large proportion of the volatiles normally produced by biodegradation processes will act as weak acid / base pairs.

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til rensning af biologisk spilde-30 vand, der indeholder mere flygtige stoffer og mindre flygtige stoffer i forhold til vandets flygtighed, og som optræder som svage syrer og svage baser ved inddampning af spildevandet, hvor spildevandet opvarmes i et kogekar, hvor den dannede damp renses for uønskede gasformige stoffer, hvor dampen føres fra kogetrinnet via et kompressi- 2 DK 173837 B1 onstrin til et varmevekslingstrin, hvor vandet kondenseres. Fremgangsmåden benytter blandt andet en inddampning af spildevandet, hvor spildevandet opvarmes i et kogekar. Den dannede damp renses herved for uønskede gasformige stoffer, og den føres fra dette kogetrin via et kompressionstrin til et varmevekslingstrin, hvor vandet kon-5 denseres og udledes i renset form til recipient, og hvor den største del af de mere flygtige stoffer opkoncentreres og bortledes sammen med en restfraktion af damp.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a process for the purification of biological wastewater containing more volatile and less volatile substances relative to the volatility of water and acting as weak acids and weak bases in evaporation of the wastewater where the wastewater is heated in a boiler. wherein the vapor formed is purified of undesirable gaseous substances, the vapor being passed from the boiling step via a compression stage to a heat exchange stage where the water is condensed. The process uses, among other things, evaporation of the wastewater, where the wastewater is heated in a boiler. The resulting vapor is thereby purified of undesirable gaseous substances and it is passed from this boiling stage via a compression stage to a heat exchange stage, where the water is condensed and discharged in a purified form to the recipient, where most of the more volatile substances are concentrated and discharged. together with a residual fraction of steam.

Det fremgår, at den beskrevne ny fremgangsmåde fordelagtigt udmærker sig i forhold til kendt teknik som beskrevet i patent DK 171611 blandt andet ved, at dampen fra 10 kogekarret føres til en kolonne, hvor dampen ledes i modstrøm med en fraktion af det kondenserede vand. Herved fjernes i væskeform de mindre flygtige stoffer. Yderligere kommer en andel af de mere flygtige stoffer og de mindre flygtige stoffer til at indgå i de tilhørende vandige syre/base-reaktioner.It will be seen that the new process described is advantageously distinguished from the prior art as described in patent DK 171611, inter alia in that the steam from the 10-pot is fed to a column where the steam is conducted countercurrent with a fraction of the condensed water. This removes the less volatile substances in liquid form. Furthermore, a proportion of the more volatile substances and the less volatile substances are included in the associated aqueous acid / base reactions.

15 Den fremgangsmåde, der beskrives i denne opfindelse, er ny og udmærker sig sig på overraskende måde fordelagtigt ffa hidtidig kendt teknik og viden, herunder specielt DK patentansøgning nr. 1288/96. Fremgangsmåden ifølge opfindelsen benytter en mekanisk og procesteknisk opbygning, der er enklere end hidtidig teknik indenfor fagområdet, hvilket giver et lavere niveau for anlægsomkostningerne. Herudover fremby-20 der også selve gennemførelsen af fremgangsmåden på fordele. Det er således et fremtrædende træk, at processen bliver gennemført uden tilførsel og brug af kemikalier, hvilket er en ny og åbenbar fordel såvel hvad angår den tidsperiode, i hvilken processen foregår, som udenfor denne tidsperiode. Hvad angår den tid, processen er igangværende, så krævede den hidtige teknologi følgelig en håndtering af denne tilførelse af 25 de til processen nødvendige kemikalier. Denne håndtering er i alle tilfælde mere eller mindre besværlig og dermed uønsket, hvilket med fremgangsmåden ifølge nærværende opfindelse helt undgås. Hertil kommer, at i den tid, processen ikke er igang, skal -ifølge hidtidig kendt teknik - de til processen krævede kemikalier opbevares i et lager, hvilket selvsagt i sig selv er besværligt og derfor ønskeligt at undgå, og dernæst skal 30 anlæg til både lager og håndtering være myndighedsgodkendte, hvilket således gør både ibrugtagning og drift af et sådant anlæg besværligt. De stoffer, der benyttes her (se f.eks. i DK patentansøgning 1288/96), nyder normalt særlig bevågenhed hos miljømyndighederne, da brugen af stofferne er underlagt miljømæssige restriktioner, 3 DK 173837 B1 hvorfor særlige foranstaltninger normalt er et ufravigeligt krav for, at en myndighedsgodkendelse kan udstedes. Endelig kan nævnes, at fremgangsmåden ifølge opfindelsen også har den økonomiske fordel, at udgiften til indkøb af kemikalier udgås, hvilket gør udførelsen af fremgangsmåden billigere i forhold til nærmest kendt teknik.The method described in this invention is novel and is surprisingly advantageous for prior art and knowledge of the art, including in particular DK Patent Application No. 1288/96. The method according to the invention utilizes a mechanical and process engineering structure which is simpler than the prior art in the art, resulting in a lower level of construction costs. In addition, the actual implementation of the process also presents advantages. Thus, it is a prominent feature that the process is carried out without the addition and use of chemicals, which is a new and obvious advantage both in terms of the time period in which the process takes place and outside this time period. Consequently, regarding the time the process is ongoing, the technology so far required handling this supply of the chemicals needed for the process. This handling is in all cases more or less cumbersome and thus undesirable, which is completely avoided by the method of the present invention. In addition, during the time the process is not underway, - according to the prior art - the chemicals required for the process must be stored in a warehouse, which of course is difficult and therefore desirable to avoid, and then 30 plants for both storage and handling are government-approved, thus making both commissioning and operation of such a facility difficult. The substances used here (see, for example, in DK patent application 1288/96) usually receive special attention from the environmental authorities, as the use of the substances is subject to environmental restrictions, 3 DK 173837 B1, which is why special measures are usually an imperative requirement, that an authority approval can be issued. Finally, it can be mentioned that the method according to the invention also has the economic advantage that the cost of purchasing chemicals is expended, which makes the execution of the process cheaper compared to the prior art.

55

Ulemperne ved den kendte teknologi, som her er vist ved et eksempel på et anlæg, er således helt klart, at driften er forbundet med et relativt højt energiforbrug og et højt kemikalieforbrug.Thus, the disadvantages of the known technology, which is shown here by an example of a plant, are clearly that the operation is associated with a relatively high energy consumption and a high chemical consumption.

10 Det fremgår således, at de mindre flygtige stoffer samt en restbestanddel af de mere flygtige stoffer befinder sig i dampen fra opvarmningen af spildevandet. Disse stoffer ledes som nævnt videre fra kolonnen via kompressionstrinnet til varmevekslingstrinnet, hvor der foregår en opkoncentrering og bortledning af den største del af de mere flygtige stoffer sammen med en restfraktion af damp, og hvor sluttelig kondenseret og 15 renset spildevand udledes til recipient.10 It is thus apparent that the less volatile substances and a residual constituent of the more volatile substances are in the steam from the heating of the wastewater. As mentioned, these substances are passed from the column via the compression stage to the heat exchange stage, where there is a concentration and discharge of most of the more volatile substances together with a residual fraction of steam and where finally condensed and purified wastewater is discharged to the recipient.

Opfindelsen omfatter tillige et apparat til brug ved udøvelse af fremgangsmåden.The invention also includes an apparatus for use in the practice of the method.

Ved inddampning af biologisk spildevand, der indeholder mere flygtige stoffer og 20 mindre flygtige stoffer i forhold til flygtigheden for det vandige opløsningsmiddel, er det ønskeligt, at mængden af mere flygtige stoffer er så lille som mulig, da en tilstedeværelse heraf vil kræve en forøget tilførsel af varme til en tilstrækkelig inddampning.In the evaporation of biological wastewater containing more volatile substances and 20 less volatile substances relative to the volatility of the aqueous solvent, it is desirable that the amount of more volatile substances be as small as possible, since its presence will require an increased supply of heat for sufficient evaporation.

Dette skyldes, at disse mere flygtige stoffer består af stoffer, som ikke er kondenserba-re ved de størrelser af tiyk og temperaturer, der anvendes ved inddampning af op-25 blandingens grundvæske, som almindeligvis er vand, hvorfor de vil være hæmmende for inddampningen af vand, idet de optræder som et isolerende lag i varmeveksleren.This is because these more volatile substances consist of substances which are not condensable at the magnitudes of pressure and temperatures used in the evaporation of the basic liquid of the mixture, which is usually water, and therefore they will inhibit the evaporation of water, acting as an insulating layer in the heat exchanger.

Da et sådant lag vil virke hæmmende for varmetransmissionen til de kondenserbare stoffer i varmeveksleren, vil det medføre en forøgelse af energiforbruget.Since such a layer will inhibit the heat transmission to the condensable substances in the heat exchanger, it will result in an increase in energy consumption.

30 Ved inddampning af flydende biologisk affald vil de mere flygtige opløste stoffer blandt andet være kuldioxid og ammoniak og de mindre flygtige opløste stoffer blandt andet være fede syrer, mineralsyrer samt deres salte. Medregnet her er stofferne på både neutral og ladet form.30 In the evaporation of liquid biological waste, the more volatile solvents include carbon dioxide and ammonia and the less volatile solvents include fatty acids, mineral acids and their salts. Included here are the substances in both neutral and charged form.

4 DK 173837 B14 DK 173837 B1

Udover den beskrevne forøgelse af den fornødne varmetransmission som medfør af en tilstedeværelse af de mere flygtige stoffer ved inddampningen, vil der ved inddamp-ning af sådanne væsker ifølge kendt teknik tillige være ulemper i en anden henseende, der bl.a. vedrører energiforbruget i det efterfølgende kompressionstrin. Et indhold af 5 ikke-kondenserbare stoffer, som for eksempel kuldioxid, vil for det første optage plads i den vanddamp, der medrives fra kogekarret til varmeveksleren, hvilket indebærer et effektivitetstab. For det andet vil tilstedeværelsen af mere flygtige stoffer i vanddampen fra kolonnen bevirke et forøget energiforbrug i det følgende kompressionstrin.In addition to the described increase in the required heat transmission as a result of the presence of the more volatile substances in the evaporation, there will also be drawbacks in the evaporation of such liquids according to the prior art, in other respects which, among other things. relates to the energy consumption in the subsequent compression step. First, a content of 5 non-condensable substances, such as carbon dioxide, will take up space in the water vapor entrained from the cooker to the heat exchanger, which implies a loss of efficiency. Second, the presence of more volatile substances in the water vapor from the column will cause an increased energy consumption in the following compression step.

10 Et anden hovedstof, der tilhører gruppen af de mere flygtige stoffer, er ofte som nævnt ammoniak, som det ligeledes er ønskeligt at fjerne, inden dampene føres ind i varmeveksleren. En anvendelig fremgangsmåde hertil er at lede ammoniakdampene gennem en skrubber, således som det findes beskrevet i patent DK171611. Dette har vist sig effektivt, men det er imidlertid forbundet med ulemper, da der kræves tilsætning af 15 forskellige kemikalier som nærmere redegjort for i patent DK171611. Et sådant yderligere procestrin er både besværligt og omkostningsforøgende.Another principal substance belonging to the group of the more volatile substances is often, as mentioned, ammonia, which is also desirable to remove before the vapors are introduced into the heat exchanger. One useful method for this is to pass the ammonia vapors through a scrubber as described in patent DK171611. This has proven effective, but it does however have drawbacks, as the addition of 15 different chemicals is required as detailed in patent DK171611. Such an additional process step is both cumbersome and cost increasing.

Som nævnt er der i den omhandlede væske også stoffer tilstede, som er mindre flygtige end den væske, hvori de er opløst, og den foreliggende opfindelse omfatter tillige 20 en fjernelse af disse stoffer. En metode hertil findes beskrevet i patentansøgning DKO1288/96, ifølge hvilken der først sker en opkoncentrering af stofferne i det kogekar, der benyttes ved den ovenfor omtalte inddampning. Den opvarmede væske ledes til en kolonne, hvorfra de mere flygtige stoffer i dampform ledes til en første varmevekslers primære side, så disse mere flygtige stoffer kondenseres og udtages fra pri-25 mærsiden, og fra samme kolonne ledes de mindre flygtige stoffer i væskeform til nævnte første varmevekslers sekundære side, hvor de varmeveksles med de kondenserede mere flygtige stoffer. Herved fordampes så yderligere andele af mere flygtige stoffer i varmevekslerens sekundærside og ledes til nævnte kolonne, hvorfra de, i dampform, ledes til primærsiden af nævnte første varmeveksler, og den opvarmede 30 væske ledes efter en hel eller delvis udskillelse af de mere flygtige stoffer tilbage til kogekarret. Ved flere gennemløb af kolonnen og varmeveksleren vil yderligere andele af de mere flygtige stoffer fordampes og medrives til kolonnen, hvorfra de cirkuleres til primærsiden, hvor de kondenseres.As mentioned, there are also substances present in the liquid in question which are less volatile than the liquid in which they are dissolved, and the present invention also comprises a removal of these substances. A method for this is disclosed in patent application DKO1288 / 96, according to which first the concentration of the substances in the cooking vessel used for the above-mentioned evaporation takes place. The heated liquid is directed to a column from which the more volatile substances in vapor form are directed to the primary side of a first heat exchanger so that these more volatile substances are condensed and withdrawn from the prime side, and from the same column the less volatile substances in liquid form are fed to said secondary side of the first heat exchanger, where they are heat exchanged with the condensed more volatile substances. Hereby further proportions of more volatile substances are evaporated in the secondary side of the heat exchanger and conducted to said column, from which, in vapor form, they are directed to the primary side of said first heat exchanger, and the heated liquid is returned after a complete or partial separation of the more volatile substances. for the cooker. At multiple passes of the column and the heat exchanger, further proportions of the more volatile substances will evaporate and entrain to the column from which they are circulated to the primary side where they are condensed.

5 DK 173837 B15 DK 173837 B1

Den foreliggende fremgangsmåde udmærker sig ved el nedsat energiforbrug i forhold til de kendte metoder og et kemikalieforbrug er helt elimineret. Opfindelsen vil som et eksempel i det følgende blive beskrevet nærmere med udgangspunkt i rensning af gylle. Eksempler på andre væsker, der kan renses ved en fremgangsmåde ifølge den 5 foreliggende opfindelse er - udover de ovenfor nævnte biologiske spildevæsker i almindelighed, der som bekendt blandt andet omfatter gylle - emulgerede væsker, som køle/smøreolieemulsioner, affedtningsvand, olie indeholdende spildevand, spildevand fra vaskerier, opløsningsmidler samt spildevand fra levnedsmiddelproduktion og lignende.The present method is characterized by reduced energy consumption compared to the known methods and a chemical consumption is completely eliminated. The invention will, by way of example, be described in the following with reference to purification of manure. Examples of other liquids which can be purified by a process according to the present invention are - in addition to the biological wastes mentioned above in general, which, as is well known, include, inter alia, emulsified liquids such as cooling / lubricating oil emulsions, degreasing water, oil containing wastewater, waste water from laundries, solvents and wastewater from food production and the like.

1010

Med udgangspunkt i gylle som et eksempel på den væske, der ønskes renset, vil de uønskede indholdsstoffer omfatte CO2, NHj, NH/, fede syrer, herunder CH3COOH, samt andre organiske syrer. De uønskede indholdsstoffer kan være til stede i neutral og/eller ladet form og/eller som salte.Starting with slurry as an example of the liquid to be purified, the undesirable constituents will comprise CO 2, NH 2, NH 2, fatty acids including CH 3 COOH, and other organic acids. The undesirable constituents may be present in neutral and / or charged form and / or as salts.

1515

En fremgangsmåde og et apparat af den hidtil kendte type kan eksempelvis være udformet i overensstemmelse med angivelserne i patent DK171611. Der foretages her en afgasning af gylle, og under en påfølgende passage gennem en skrubber neutraliseres den tilstedeværende ammoniak og eddikesyre ved tilsætning af beregnede mængder af 20 syre og base.For example, a method and apparatus of the prior art may be designed in accordance with the specifications of patent DK171611. A slurry is degassed and, during a subsequent passage through a scrubber, the ammonia and acetic acid present are neutralized by adding calculated amounts of 20 acid and base.

For nærmere at gøre rede for den her foreliggende opfindelse vil det teknologiske udgangspunkt være den hidtidige teknologi med henvisning til patentansøgning DK0868/94, patent DK171611 og patentansøgning DK01288/96. Redegørelsen vil 25 støtte sig til nedenfor gennemgåede figurer 1 -6, hvor der henvises til en samlet oversigt over forklaringer til de benyttede talbetegnelser sidst i beskrivelsen.In order to elucidate the present invention, the technological starting point will be the present technology with reference to patent application DK0868 / 94, patent DK171611 and patent application DK01288 / 96. The explanation will be based on Figures 1-6 below, referring to an overall summary of explanations for the numerical terms used at the end of the description.

Figur 1 viser et anlæg til spildevandsrensning med en kendt teknologi med skrubberen 52, figur 2 viser et diagram over en udførelsesform af skrubberen 52, vist i detaljer, omfattende skrubber 53 og skrubber 54 fra kendt teknologi, 30 6 DK 173837 B1 figur 3 viser et diagram over en udførelsesform af teknologien i et anlæg, der benytter den foreliggende opfindelse med kolonne og varmeveksler, figur 4 viser specielt den del af anlægget med kombinationen af en kolonne og en 5 varmeveksler i figur 3, som den foreliggende opfindelse benytter, figur 5 viser ind- og udførsler fra en kolonne i en udførelsesform, der benytter den foreliggende opfindelse, samt relevante kemiske ligevægte og 10 figur 6 viser et diagram over en udførelsesform af en varmeveksler med dens ind- og udførselsgange i den foreliggende opfindelse.Figure 1 shows a wastewater treatment plant with a known technology with the scrubber 52; Figure 2 shows a diagram of an embodiment of the scrubber 52, shown in detail, comprising scrubber 53 and scrubber 54 from known technology; Figure 4 shows in particular an embodiment of the technology of a plant using the present invention with column and heat exchanger; Figure 4 shows in particular the part of the system with the combination of a column and a 5 heat exchanger in Figure 3 used by the present invention; inputs and exports from a column of an embodiment utilizing the present invention, as well as relevant chemical equilibria, and Figure 6 shows a diagram of one embodiment of a heat exchanger with its input and output channels in the present invention.

1 beskrivelsen vil den kendte teknik blive beskrevet med udgangspunkt i figur 1 med henvisning til figur 2, der særligt redegør for skrubberens funktion. Ved gennemgang 15 af fremgangsmåden i den foreliggende opfindelse vil der blive fokuseret på figur 3 med figur 1 som reference. Figurerne 4-6 tjener til i særlig grad at anskueliggøre de processer, der i kombination erstatter og forbedrer den indtil nu kendte skrubning, der indgår i figur 1.In the description, the prior art will be described from the point of view of Figure 1 with reference to Figure 2, which explains in particular the function of the scrubber. In reviewing 15 of the method of the present invention, focus will be on Figure 3 with Figure 1 as a reference. Figures 4-6 serve to illustrate in particular the processes that in combination replace and improve the previously known scrubbing included in Figure 1.

20 Figur 1 viser en skematisk afbildning af et eksempel på en udførelsesform for et anlæg ifølge kendt teknologi fra dansk patentansøgning DKO1288/96. Anlægget omfatter en kolonne 1, en første varmeveksler 2, en kompressor 3, et bundkar 4 for kolonnen 1, en cirkulationspumpe 5 modtagende væske fra udløb 36, en motorventil 6, en kontraventil 7, en gas/væske-separator 8, en niveauføler 9 for kontrol af væskestand i bund-25 karret 4 for kolonnen 1, en første sektion 10 af en anden varmeveksler, en anden sektion 11 af den anden varmeveksler, en tredje varmeveksler 12, en første motorventil 13 og en anden motorventil 14. Kolonnen 1 er forsynet med dyser 15 for udledning af flydende biologisk affald i kolonnen 1.Figure 1 shows a schematic representation of an example of an embodiment of a plant according to known technology from Danish patent application DKO1288 / 96. The plant comprises a column 1, a first heat exchanger 2, a compressor 3, a bottom vessel 4 for the column 1, a circulation pump 5 receiving liquid from outlet 36, a motor valve 6, a check valve 7, a gas / liquid separator 8, a level sensor 9. for checking fluid level in the bottom 25 tub 4 of column 1, a first section 10 of a second heat exchanger, a second section 11 of the second heat exchanger, a third heat exchanger 12, a first motor valve 13 and a second motor valve 14. The column 1 is provided with nozzles 15 for discharge of liquid biological waste in column 1.

30 Kolonnen 1 er forsynet med et indløb 16 for det flydende biologiske affald til kolonnen 1. Som et eksempel på biologisk spildevand vil som nævnt i den følgende del af beskrivelsen blive anvendt gylle. Gyllen bliver ledt til kolonnen 1 for i kolonnen 1 at blive separeret i mere flygtige stoffer og mindre flygtige stoffer. De mere flygtige stof 7 DK 173837 B1 fer bliver ledt til en skumbegrænser 17 i en øvre del af kolonnen 1. De mindre flygtige stoffer bliver ledt til bundkarret 4 i bunden af kolonnen 1. Når det flydende biologiske affald er gylle, vil de mere flygtige stoffer blandt andet omfatte kuldioxid (CO2) og ammoniak (NH3), og de mindre flygtige stoffer vil blandt andet omfatte vand (H2O), 5 fede syrer og mineralske salte.Column 1 is provided with an inlet 16 for the liquid biological waste to column 1. As an example of biological wastewater, as mentioned in the following part of the description, slurry will be used. The slurry is directed to column 1 to be separated into column 1 into more volatile and less volatile substances. The more volatile matter 7 DK 173837 B1 is directed to a foam limiter 17 in an upper part of column 1. The less volatile substances are directed to the bottom vessel 4 at the bottom of the column 1. When the liquid biological waste is slurry, they will be more volatile. substances include carbon dioxide (CO2) and ammonia (NH3), and the less volatile substances will include water (H2O), 5 fatty acids and mineral salts.

Inden gyllen bliver ledt til kolonnen I, bliver gyllen opvarmet, idet den bliver ledt gennem en sekundær side af den første sektion 10 og en sekundær side af den anden sektion 11 af den anden varmeveksler. Den første sektion 10 af den anden varmeveks-10 ler er forsynet med et indløb 18 for gyllen. Indløbet 18 er forsynet med motorventilen 14 for tilledning af gyllen til den første sektion 10. Den første sektion 10 er forsynet med et udløb 19, der leder til et indløb 20 for den anden sektion 11 af den anden varmeveksler. Den anden sektion 11 er forsynet med et udløb 21, der leder til indløbet 16 til kolonnen 1. Gyllen skal opnå en temperaturstigning til gyllens kogepunkt, inden 15 gyllen bliver ledt til dyserne 15 i kolonnen 1.Before the slurry is passed to column I, the slurry is heated as it is passed through a secondary side of the first section 10 and a secondary side of the second section 11 of the second heat exchanger. The first section 10 of the second heat exchanger is provided with an inlet 18 for the manure. The inlet 18 is provided with the engine valve 14 for supplying the slurry to the first section 10. The first section 10 is provided with an outlet 19 which leads to an inlet 20 for the second section 11 of the second heat exchanger. The second section 11 is provided with an outlet 21 leading to the inlet 16 to the column 1. The slurry must reach a temperature rise to the slurry's boiling point before the slurry is fed to the nozzles 15 in the column 1.

Efter at gyllen er blevet ledt gennem dyserne 15 i kolonnen I og som nævnt er blevet separeret i mere flygtige stoffer og mindre flygtige stoffer, bliver de mere flygtige stoffer ledt fra et udløb 22 fra skumbegrænseren 17 til kompressoren 3, hvor de mere 20 flygtige stoffer bliver komprimeret. Efter at de mere flygtige stoffer er komprimeret, bliver de mere flygtige stoffer ledt til et indløb 23 for en primær side af den første varmeveksler 2. De mere flygtige stoffer bliver ledt gennem den primære side af den første varmeveksler 2 til et udløb 24 for den primære side af den første varmeveksler 2. De mere flygtige stoffer bliver derpå ledt til et indløb 25 for en primær side af den 25 anden sektion 11 af den anden varmeveksler. De mere flygtige stoffer bliver ledt gennem den primære side af den anden sektion 11 og til et udløb 26 for den anden sektion 11 af anden varmeveksler.After the slurry has been passed through the nozzles 15 of column I and, as mentioned, separated into more volatile and less volatile substances, the more volatile substances are led from an outlet 22 from the foam limiter 17 to the compressor 3, where the more 20 volatile substances being compressed. After the more volatile substances are compressed, the more volatile substances are led to an inlet 23 for a primary side of the first heat exchanger 2. The more volatile substances are passed through the primary side of the first heat exchanger 2 to an outlet 24 for it. primary side of the first heat exchanger 2. The more volatile substances are then directed to an inlet 25 for a primary side of the second 25 section 11 of the second heat exchanger. The more volatile substances are passed through the primary side of the second section 11 and to an outlet 26 of the second section 11 of the second heat exchanger.

Efter at være ledt gennem den primære side af den første varmeveksler 2 henholdsvis 30 den anden sektion 11 af den anden varmeveksler er de mere flygtige stoffer delvist kondenseret og består af en gas fraktion og en væskefraktion. Fra udløbet 26 af den primære side af den anden sektion af den anden varmeveksler bliver gasfraktionen og 8 DK 173837 B1 væskefraktion af de mere flygtige stoffer ledt til et indløb 27 til gas/væske-separatoren 8.After passing through the primary side of the first heat exchanger 2 and 30, respectively, the second section 11 of the second heat exchanger, the more volatile substances are partially condensed and consist of a gas fraction and a liquid fraction. From the outlet 26 of the primary side of the second section of the second heat exchanger, the gas fraction and liquid fraction of the more volatile substances are fed to an inlet 27 of the gas / liquid separator 8.

Væskefraktionen bliver fra et udløb 28 af separatoren 8 ledt til et indløb 29 for væske-5 fraktionen og til dyser 30 i kolonnen 1 som reflux. Gasfraktionen fra separatoren 8 med de mere flygtige stoffer bliver fra et udløb 31 ledt til et indløb 32 til en primær side af den tredje varmeveksler 12.1 den tredje varmeveksler 12 finder en fuldstændig kondensering af gasfraktionen sted. Ved kondensering af gasfraktionen diffunderer kuldioxid (CO2) ind i væsken, hvor det sammen med vand (H2O) og ammoniak (NH3) 10 danner ammoniumhydrogenkarbonat (NH4HCO3). Denne ammoniumhydrogenkarbo- nat bliver ledt til et udløb 33 fra den primære side af den tredje varmeveksler og kan blive opbevaret i en almindelig lukket beholder (ikke vist) og blive aftappet herfra.The liquid fraction is fed from an outlet 28 of the separator 8 to an inlet 29 of the liquid 5 fraction and to nozzles 30 in column 1 as reflux. The gas fraction from the separator 8 with the more volatile substances is passed from an outlet 31 to an inlet 32 to a primary side of the third heat exchanger 12.1 The third heat exchanger 12 completely condenses the gas fraction. Upon condensation of the gas fraction, carbon dioxide (CO2) diffuses into the liquid, where, together with water (H2O) and ammonia (NH3), it forms ammonium hydrogen carbonate (NH4HCO3). This ammonium hydrogen carbonate is fed to an outlet 33 from the primary side of the third heat exchanger and can be stored in a plain sealed container (not shown) and drained therefrom.

Dele af gyllen, der bliver ledt til den anden varmeveksler, bliver indledningsvis ledt til 15 en sekundær side af den tredje varmeveksler 12. Gyllen bliver ledt til et indløb 34 til den sekundære side af den tredje varmeveksler 12 ved hjælp af den første motorventil 13 og gennem den sekundære side af den tredje varmeveksler 12 til et udløb 35 fra den sekundære side. Fra udløbet 35 af den sekundære side af den tredje varmeveksler 12 bliver gyllen ledt til indløbet 20 for den sekundære side af den anden sektion 11 af den 20 anden varmeveksler.Parts of the slurry which are led to the second heat exchanger are initially directed to a secondary side of the third heat exchanger 12. The slurry is led to an inlet 34 to the secondary side of the third heat exchanger 12 by means of the first motor valve 13 and through the secondary side of the third heat exchanger 12 to an outlet 35 of the secondary side. From the outlet 35 of the secondary side of the third heat exchanger 12, the slurry is led to the inlet 20 of the secondary side of the second section 11 of the 20 second heat exchanger.

De mindre flygtige stoffer bliver som nævnt ledt til bundkarret 4 for kolonnen I. Fra et udløb 36 fra bundkarret 4 bliver de mindre flygtige stoffer i væskeform ved hjælp af cirkulationspumpen 5 (modtagende væske fra udløb 36) ledt til et indløb 37 for en 25 sekundær side af den første varmeveksler 2. Niveauføleren 9 i bundkarret 4 for kolonnen 1 sikrer, at de mindre flygtige stoffer ikke bliver ledt fra bundkarret 4, førend en tilstrækkelig mængde af de mindre flygtige stoffer er til stede i bundkarret 4 for kolonnen 1. De mindre flygtige stoffer bliver ledt gennem den sekundære side af den første varmeveksler 2 for fordampning af eventuelle yderligere mere flygtige stoffer og 30 tilbage til bundkarret 4 for kolonnen 1. Med jævne mellemrum vil der, ved de mindre flygtige stoffers cirkulation fra bundkarret 4 for kolonnen 1 og gennem den sekundære side af den første varmeveksler 2, blive ledt dele ud af væsken indeholdende de mindre flygtige stoffer. Udledning fra sekundærsiden af første varmeveksler 2 finder sted 9 DK 173837 B1 gennem et udløb 38, gennem kontraventilen 7 og motorventilen 6. Den del af væsken, der indeholder de mindre flygtige stoffer, kan beskrives som afgasset, det vil sige fri for de mere flygtige stoffer, og kan blive ledt videre til eventuel yderligere behandling såsom til inddampning.As mentioned, the less volatile substances are directed to the bottom vessel 4 of column I. From an outlet 36 of the bottom vessel 4, the less volatile substances in liquid form are fed to the inlet 37 for a 25 secondary by means of the circulation pump 5 (receiving liquid from outlet 36). side of the first heat exchanger 2. The level sensor 9 in the bottom vessel 4 of the column 1 ensures that the less volatile substances are not discharged from the bottom vessel 4 before a sufficient amount of the less volatile substances is present in the bottom vessel 4 of the column 1. The smaller volatiles are passed through the secondary side of the first heat exchanger 2 to evaporate any further more volatile substances and 30 back to the bottom vessel 4 for the column 1. Periodically, the circulation of the less volatile substances from the bottom vessel 4 for the column 1 and through the secondary side of the first heat exchanger 2, portions of the liquid containing the less volatile substances are discharged. Emission from the secondary side of the first heat exchanger 2 takes place through an outlet 38, through the check valve 7 and the engine valve 6. The part of the liquid containing the less volatile substances can be described as degassed, that is, free of the more volatile substances, and may be passed on for further treatment such as for evaporation.

55

De mere flygtige stoffer vil ved kompression i kompressoren 3 opnå en temperatur, der er højere end temperaturen af den gylle, der bliver ledt til dyserne 15 i kolonnen 1.The more volatile substances will, upon compression in the compressor 3, attain a temperature higher than the temperature of the slurry being fed to the nozzles 15 in column 1.

De mindre flygtige stoffer ledes efler passage af motorventilen 6 til procesbeholder 41, 10 som er forbundet med skrubberen 52 (omfattende skrubber 53 og skrubber 54, se fig.The less volatile substances are passed through the motor valve 6 to process vessel 41, 10 which is connected to scrubber 52 (comprising scrubber 53 and scrubber 54, see FIG.

2), og den funktionelle sammenhæng kan være udformet som beskrevet i patentansøgning DK0868/94, og der henvises i det følgende til figur 2. Ifølge denne kendte teknik opvarmes den forurenede væske i procesbeholderen 41 forbundet med skrubberen 52 (omfattende skrubber 53 og skrubber 54), hvorefter en cirkulationspumpe 43 15 (forbundet med udløb fra procesbeholderen) leder væsken til inddamperens top. I bunden er et udtag, der kan udlede den opkoncentrede og forurenede del ud af procesbeholder 41, der er forbundet med skrubberen 52 (omfattende skrubber 53 og skrubber 54), Ved toppen af procesbeholderen 41 er et dampudtag 47, der er forbundet med en kompressor 49, der igen via omtalte skrubber 52 er forbundet med en faldstrømsind-20 dampningsvarmeveksler 50, som er anbragt over procesbeholderen 41 (forbundet med skrubberen 52) i inddamperen. I bunden af omtalte varmeveksler 50 findes et udgangs-rør 51 for rent kondensat.2), and the functional context may be designed as described in patent application DK0868 / 94, and reference will now be made to Figure 2. According to this prior art, the contaminated liquid in the process container 41 associated with scrubber 52 (including scrubber 53 and scrubber 54) is heated. ), after which a circulation pump 43 15 (connected to the outlet from the process vessel) directs the liquid to the top of the evaporator. At the bottom is an outlet capable of discharging the concentrated and contaminated portion of process container 41 connected to scrubber 52 (comprising scrubber 53 and scrubber 54). At the top of process container 41 is a steam outlet 47 connected to a compressor 49, which in turn is connected via said scrubber 52 to a downstream steam evaporator heat exchanger 50 which is arranged over the process vessel 41 (connected to the scrubber 52) in the evaporator. At the bottom of said heat exchanger 50 there is a clean condensate exit tube 51.

Figur 2 viser et anlæg af kendt type fra dansk patentansøgning DK00868/94 omfatten-25 de blandt andet en inddamper 39 og skrubberen 52. Ved toppen af inddamperen er der et væskefordelersystem 40, og ved bunden er der procesbeholderen 41 (forbundet med skrubberen 52), som indeholder den opkoncentrerede procesvæske 42 (forkortet Cc). Procesbeholderen 41 er forbundet med en cirkulationspumpe 43 samt et cirkulationsrør 44, der pumper den opvarmede og forurenede procesvæske 42 til fordelersystemet 30 40 i inddamperens top. Inddamperen 39, der som nævnt er forbundet med skrubberen 52, har et tilgangsrør 45 for tilførsel af forurenet procesvæske 42 samt en afgangsrør 46 med et udløb, der benyttes til at tømme det opkoncentrede og forurenende koncen 10 DK 173837 B1 trat (forkortet Cc) ud af procesbeholderen 41, der er forbundet med skrubberen 52 (omfattende skrubber 53 og skrubber 54).Figure 2 shows a plant of known type from Danish patent application DK00868 / 94 comprising, among other things, an evaporator 39 and the scrubber 52. At the top of the evaporator there is a liquid distributor system 40, and at the bottom there is the process container 41 (connected to the scrubber 52). which contains the concentrated process liquid 42 (abbreviated Cc). The process vessel 41 is connected to a circulation pump 43 as well as a circulation tube 44 which pumps the heated and contaminated process liquid 42 to the distributor system 30 40 at the top of the evaporator. The evaporator 39, as mentioned, is connected to the scrubber 52, has an inlet pipe 45 for supplying contaminated process liquid 42 as well as an outlet pipe 46 with an outlet which is used to empty the concentrated and contaminated concentrate (abbreviated Cc) of the process container 41 associated with scrubber 52 (comprising scrubber 53 and scrubber 54).

Ved toppen af procesbeholderen 41 findes et dampudtag 47, som via en rørledning 48 5 og en kompressor 49 er forbundet med en faldstrømsinddampningsvarmeveksler 50, der er anbragt i inddamperen 39. I bunden af varmeveksleren 50 findes et udgangsrør 51 for rent kondensat. Skrubberen 52 (omfattende skrubber 53 og skrubber 54) er indskudt i damprørledningen 48, hvor også kompressoren 49 er monteret. I den viste situation befinder skrubberen 52 sig ovenstrøms for kompressoren 49. Dette foretræk-10 kes, men det er også uden vanskelighed muligt at placere skrubberen 52 nedenstrøms for kompressoren 49.At the top of the process vessel 41 is a steam outlet 47 which is connected via a pipeline 48 5 and a compressor 49 to a downstream evaporator heat exchanger 50 which is arranged in the evaporator 39. At the bottom of the heat exchanger 50 there is a clean condensate output tube 51. The scrubber 52 (comprising scrubber 53 and scrubber 54) is inserted into the steam pipeline 48, where also the compressor 49 is mounted. In the situation shown, scrubber 52 is located upstream of compressor 49. This is preferred, but it is also possible to position scrubber 52 downstream of compressor 49 without difficulty.

Det bemærkes, at der i tegningen ikke er illustreret opbygning af elektrisk styring af anlægget. Imidlertid vil et sådant styresystem være velkendt for en fagmand og kræver 15 derfor ikke detaljeret forklaring.It should be noted that the drawing does not illustrate the structure of electrical control of the system. However, such a control system will be well known to a person skilled in the art and therefore does not require detailed explanation.

Den forurenede procesvæske 42 tilføres således portionsvis ved tilgangsrøret 45 og aftappes, efter der er sket en opkoncentrering via afgangsrøret 46. Det rene kondensat aftappes via udgangsrøret 51.Thus, the contaminated process liquid 42 is fed portionwise at the inlet pipe 45 and is drained after concentration has been effected via the outlet pipe 46. The clean condensate is drained through the outlet pipe 51.

2020

Skrubberen 52 ifølge den kendte udformning omfatter et første og et andet skrubbetrin 53, 54. Skrubberen 53 indeholder en syre 55, og skrubberen 54 indeholder en base 56.The scrubber 52 of the prior art comprises a first and a second scrubber step 53, 54. The scrubber 53 contains an acid 55 and the scrubber 54 contains a base 56.

Hver af skrubberne 53, 54 er forsynet med henholdsvis et tilgangsrør for syre 57 og et tilgangsrør for base 58. Det bliver herved muligt som følge af målinger at udskifte 25 væskerne 55 og 56, således at pH-værdien kan holdes stort set konstant under ind-dampningen.Each of the scrubs 53, 54 is provided with an inlet pipe for acid 57 and an inlet pipe for base 58, respectively. It thereby becomes possible, as a result of measurements, to exchange the liquids 55 and 56 so that the pH value can be kept substantially constant below -dampningen.

Hele systemet er indeholdt i et lukket og isoleret kabinet 59. Herved kan opnås en energineutral proces, idet der ikke nødvendigvis sker nogen vekselvirkning med om-30 givelseme, Dette indebærer den fordel, at man undgår, at dampen på uønsket måde kondenserer i et trin, som har en lavere temperatur. Hvis der var “kolde trin”, ville processen gå i stå, da dampen blot ville kondenseres i et sådant koldt trin i stedet for den ønskede kondensering i faldstrømsinddampningsvarmeveksleren 50.The entire system is contained in a closed and insulated enclosure 59. This provides an energy-neutral process, since there is not necessarily any interaction with the surrounding environment. This has the advantage of avoiding the vapor condensing in an undesirable manner in one step. , which has a lower temperature. If there were "cold steps", the process would stall as the steam would simply be condensed in such a cold step instead of the desired condensation in the downstream evaporator heat exchanger 50.

DK 173837 B1 li Når den forurenede væske indføres i procesbeholderen 41, der er forbundet med skrubberen 52, opnås på et tidspunkt den viste niveauhøjde 60 for procesvæsken, hvorpå en niveausvømmer til regulering af tilgangen af forurenet væske 61 aktiveres, hvorved et varmelegeme (ikke vist) og cirkulationspumpen 43 tændes. Herved bringes 5 temperaturen op til en størrelse for temperatur og tryk, der ligger umiddelbart under kogepunktet for den væske, som ønskes renset (kondensatet). Såfremt der er tale om vand, bringes temperaturen således tilnærmelsesvis op til 100° C.When the contaminated liquid is introduced into the process vessel 41, which is connected to the scrubber 52, at one point, the indicated level height 60 is obtained for the process liquid, whereby a level float for controlling the supply of contaminated liquid 61 is activated, whereby a heater (not shown ) and circulation pump 43 turns on. Hereby the temperature is brought up to a temperature and pressure magnitude immediately below the boiling point of the liquid which is desired to be purified (the condensate). Thus, in the case of water, the temperature is brought up to approximately 100 ° C.

Cirkulationspumpen 43 startes ved opstart af anlægget for at sikre, at alle komponen-10 ter har samme temperatur. Når temperaturen er nået ca. 100° C, startes kompressoren 49. Kompressoren 49 skaber et undertryk i procesbeholder 41 forbundet med skrubberen 52 og tvinger derved den damp, der befinder sig over den forurenede og opkoncen-trerede procesvæske 42, ind gennem skrubberen 52, hvorefter dampen via rørledningen 48 føres til varmeveksleren 50, hvor der sker en varmeveksling af dampen på 15 varmevekslerens ene side og den opvarmede, forurenede procesvæske 42 på varmevekslerens anden side. Herved vil dampen, der er blevet komprimeret i kompressoren 49 afgive sin energi, der overføres til den cirkulerede, forurenede væske 42 på varmevekslerens anden side. Dette bevirker en fordampning af den væske, som ønskes renset. Denne damp trænger ned gennem faldstrømsinddampningsvarmeveksleren 50 via 20 dennes ene side og strømmer således ind i toppen af procesbeholderen 41, forbundet med skrubberen 52, og vil passere ud via dampudtaget 47 og gennem skrubberen 52, rørledningen 48 og kompressoren 49 ind i varmeveksleren 50. Under afgivelse af sin energi kondenseres dampen og kan derefter udtages som rent kondensat via udgangs-røret 51.Circulation pump 43 is started at start-up of the system to ensure that all components have the same temperature. When the temperature has reached approx. 100 ° C, compressor 49 is started. Compressor 49 creates a vacuum in process vessel 41 connected to scrubber 52, thereby forcing the steam located above the contaminated and concentrated process liquid 42 through scrubber 52, and then steam through pipeline 48 to the heat exchanger 50, where there is a heat exchange of the steam on one side of the heat exchanger and the heated, contaminated process liquid 42 on the other side of the heat exchanger. Hereby, the steam which has been compressed in compressor 49 will release its energy which is transferred to the circulated, contaminated liquid 42 on the other side of the heat exchanger. This causes evaporation of the liquid which is desired to be purified. This steam penetrates through the downstream evaporative heat exchanger 50 via one side thereof and thus flows into the top of the process vessel 41, connected to the scrubber 52, and will pass out through the steam outlet 47 and through the scrubber 52, the pipeline 48 and the compressor 49 into the heat exchanger 50. releasing its energy, the steam condenses and can then be taken out as pure condensate via the exit tube 51.

25 På ledningen fra kompressor 49 til varmeveksleren 50 er der indskudt en skrubber 52, der som nævnt er delt i to dele. Den øverste del 54 indeholder en base (NAOH) og den nederste del 53 en syre (HNO3), som tilføres ad hver sin ledning. Dette tillader en regulering af de tilsatte mængder af henholdsvis syre og base i medfør af resultaterne af 30 de udførte løbende målinger, således at pH kan holdes nogenlunde konstant under hele inddampningen. Den ovenstrøms del i skrubberen 52 (omfattende skrubber 53 og skrubber 54) skal altid have tilførsel af syre i forhold til den nedenstrøms basiske del, fordi syrerne er mere flygtige end baserne.25 On the line from compressor 49 to the heat exchanger 50 is inserted a scrubber 52, which as mentioned, is divided into two parts. The upper part 54 contains a base (NAOH) and the lower part 53 an acid (HNO3), which is fed separately. This permits an adjustment of the added amounts of acid and base, respectively, according to the results of the continuous measurements carried out, so that the pH can be kept fairly constant throughout the evaporation. The upstream portion of scrubber 52 (comprising scrubber 53 and scrubber 54) must always have acid supply relative to the downstream basic portion because the acids are more volatile than the bases.

12 DK 173837 B112 DK 173837 B1

Begge dele i skrubberen 52 er forsynet med organer til dæmpning af bobledannelse, skulp og lignende, der giver anledning til væskesprøjt og dermed risiko for dråbemed-rivning ud i dampledningen fra skrubberen 52 til varmeveksleren 50.Both parts of the scrubber 52 are provided with means for damping bubble formation, shells and the like, which give rise to liquid spraying and thus the risk of droplet discharge into the steam line from the scrubber 52 to the heat exchanger 50.

5 Den foreliggende opfindelse vil herefter blive gennemgået med udgangspunkt i figur 3, der viser et eksempel på et diagram for et anlæg, der benytter opfindelsen.The present invention will then be reviewed on the basis of Figure 3, showing an example diagram of a plant using the invention.

Apparatet, der er vist i figur 3, består af en faldstrømsinddampningsvarmeveksler 50, hvorigennem væsken, der er under inddampning og skal renses, cirkuleres ved hjælp 10 af cirkulationspumpen 43, forbundet med udløb fra procesbeholderen. Kogekarvæsken 42 varmeveksler på sin vej ned igennem varmeveksleren 50 med den kondenserende vanddamp fra en absorptionskolonne 62, som udgør en væsentlig del af den her foreliggende opfindelse. På kolonnen 62 foregår blandt andet og som noget meget væsentligt for opfindelsen syre/base-reaktioner mellem de tilstedeværende svage syrer og 15 svage baser, der som nævnt er mere flygtige stoffer og mindre flygtige stoffer, bedømt relativt i forhold til flygtigheden for vand. Ved varmevekslingen i 50 bringes væsken til kogning.The apparatus shown in Figure 3 consists of a downstream evaporative heat exchanger 50 through which the liquid which is under evaporation and is to be purified is circulated by means of the circulation pump 43, connected to the outlet from the process vessel. The cooker liquid 42 heat exchanger on its way down through the heat exchanger 50 with the condensing water vapor from an absorption column 62, which is an essential part of the present invention. On column 62, among other things, and as something very important for the invention, acid / base reactions occur between the weak acids present and 15 weak bases, which are, as mentioned, more volatile and less volatile, judged relative to the volatility of water. By the heat exchange in 50, the liquid is brought to a boil.

Faldstrømsinddampningsvarmeveksleren 50 er monteret over kogekarret 41, hvori 20 befinder sig et reservoir af væsken, der er under inddampning. Væsken cirkuleres ved hjælp af pumpen 43. Trykket i kogekarret 41 holdes konstant under inddampningen ved hjælp af pressostat 63 (til regulering af varmelegeme 64), som aktiveres når trykket falder under 5 mmbar overtryk i forhold til omgivelserne. Dampen, som opstår ved kogningen af væsken i varmeveksleren 50, strømmer sammen med væsken 42 ned i 25 kogekarret 41.The waste stream evaporator heat exchanger 50 is mounted above the boiler 41, wherein 20 is a reservoir of the liquid under evaporation. The liquid is circulated by the pump 43. The pressure in the boiler 41 is kept constant during evaporation by means of pressure switch 63 (for regulating the heater 64), which is activated when the pressure falls below 5 mmbar overpressure relative to the surroundings. The vapor produced by the boiling of the liquid in the heat exchanger 50 flows with the liquid 42 into the boiler 41.

I kogekarret 41 er der anbragt en væske/damp-separator 65, som skiller væske og damp fra hinanden, hvorved væsken tilbageholdes i kogekarret 41, som dampen forlader igennem separatoren 65. Dampen strømmer fra væske/damp-separatoren 65 til 30 absorptionskolonnen 62, hvori hovedparten af urenheder i dampen fjernes. Fra absorption skol onnen 62 strømmer dampen til kompressoren 49, som påfører dampen en trykstigning, hvorved dampens kondenseringstemperatur stiger i en sådan grad, at dampen er i stand til at kondensere, når den strømmer over i varmeveksleren 50.Into the boiler 41 is arranged a liquid / vapor separator 65 which separates liquid and vapor from one another, whereby the liquid is retained in the boiler 41 which the vapor leaves through the separator 65. The vapor flows from the liquid / vapor separator 65 to the absorption column 62. wherein the majority of the impurities in the vapor are removed. From the absorption vessel 62, the steam flows to the compressor 49 which imparts a pressure rise to the steam, whereby the steam condensing temperature rises to such an extent that the steam is able to condense as it flows into the heat exchanger 50.

13 DK 173837 B113 DK 173837 B1

Kondensatet fra dampen løber ned i bunden af varmeveksleren 50, hvori det opsamles, indtil et bestemt niveau er opnået, bestemt af niveausvømmer 66, der ved aktivering åbner ventil 67, som tillader kondensatet at strømme over i beholder 68. Væskeniveauet i kogekarret 41 holdes konstant ved at niveausvømmer 69, når aktiveret, åbner 5 ventil 70, hvorved tillades, at væsken, som skal inddampes, strømmer igennem omtalte ventil 70, en første forvarmeveksler 71 (hvor den forurenede væske varmeveksler med kondensatet), en anden forvarmeveksler 72 (hvor den forurenede væske varmeveksler med dampen) og opblandes med væsken fra kogekarret 41, der er under ind-dampning, for derpå at indføres i faldstrømsinddampningsvarmeveksleren 50.The condensate from the vapor runs down to the bottom of the heat exchanger 50, in which it is collected until a certain level is reached, determined by level float 66 which, upon activation, opens valve 67 which allows the condensate to flow into vessel 68. The liquid level in the boiler 41 is kept constant by level float 69, when activated, 5 opens valve 70, allowing the liquid to be evaporated to flow through said valve 70, a first preheat exchanger 71 (wherein the contaminated liquid heat exchanger with the condensate), a second preheat exchanger 72 (where the contaminated liquid heat exchanger with the steam) and mixed with the liquid from the boiler 41 under evaporation to be introduced into the downstream evaporative heat exchanger 50.

10 I kondensatbeholder 68 opbygges der et reservoir af kondensat, indtil niveauet, der bestemmes af niveausvømmer 73, er nået, hvorved tillades, at ventil 74 åbner, og 75-95% af kondensatet (forkortet Cd) forlader apparatet gennem den første forvarmeveksler 71, som er den varmeveksler, der modtager den indstrømmende vandige væske W.In condensate container 68, a reservoir of condensate is built up until the level determined by level float 73 is reached, allowing valve 74 to open and 75-95% of the condensate (abbreviated Cd) leaving the apparatus through the first preheater exchanger 71, which is the heat exchanger receiving the inflowing aqueous liquid W.

1515

En del af kondensatet (5%-25%) pumpes ved pumpe 75 til toppen af absorptionskolonnen 62, hvori det fordeles ud over fyldlegemer i kolonnen. På vej ned igennem absorptionskolonnen 62 absorberer kondensatet urenhederne fra dampen, der stiger op fra kogekarret 41, og syre/base-reaktioner finder sted. I teksten til figur 5 er disse re-20 aktioner forklaret yderligere.A portion of the condensate (5% -25%) is pumped at pump 75 to the top of the absorption column 62, in which it is distributed over filler bodies in the column. On the way down through the absorption column 62, the condensate absorbs the impurities from the steam rising from the boiler 41 and acid / base reactions take place. In the text of Figure 5, these reactions are explained further.

Kondensatet indeholdende urenhederne ledes fra bunden af absorptionskolonnen 62 til procesbeholderen 41, hvori det opblandes med væsken, der er under inddampning og rensning. Den del af dampen, der indeholder de mere flygtige stoffer, ledes fra kolon-25 nen 62 via kompressoren 49 til varmeveksleren 50. Den del heraf, som ved passage af varmeveksleren 50 ikke kondenserer, vil i koncentreret form, sammen med en restmængde damp, strømme over i den anden forvarmeveksler 72, hvor den afkøles og kondenseres ved varmeveksling med den indstrømmende væske W, som herved bibringes en yderligere temperaturstigning. Når gas/væske-blandingens temperatur i den 30 anden forvarmeveksler 72 er faldet til et vist niveau, aktiveres termostat 76, hvorved ventil 77 åbner, og gas/væske-blandingen strømmer over i beholder 78, hvori gasfasen adskilles fra væskefasen i gas/væske-blandingen i anden forvarmeveksler 72.The condensate containing the impurities is passed from the bottom of the absorption column 62 to the process vessel 41, where it is mixed with the liquid which is under evaporation and purification. The portion of the vapor containing the more volatile substances is passed from the column 62 via the compressor 49 to the heat exchanger 50. The portion thereof which, when passing through the heat exchanger 50, will not condense in concentrated form, together with a residual amount of steam. flow into the second pre-heat exchanger 72 where it is cooled and condensed by heat exchange with the inflowing liquid W, thereby giving rise to a further increase in temperature. When the temperature of the gas-liquid mixture in the second preheater exchanger 72 has dropped to a certain level, thermostat 76 is activated, whereby valve 77 opens and the gas-liquid mixture flows into container 78, in which the gas phase is separated from the liquid phase in gas / liquid. mixture in other pre-heat exchanger 72.

14 DK 173837 B114 DK 173837 B1

Gassen ledes ud og i beholder 78 opbygges et reservoir af væske, indtil et vist niveau, bestemt af niveausvømmer 79, er nået, hvorefter ventil 80 åbner, hvorved væsken strømmer til procesbeholderen 41, hvori den opblandes med den væske, der er under inddampning og rensning.The gas is discharged and in vessel 78 a reservoir of liquid is built up until a certain level, determined by level float 79, is reached, after which valve 80 opens, whereby the liquid flows to the process vessel 41, where it is mixed with the liquid under evaporation and cleaning.

55

Figur 4 viser den del af anlægget i figur 3, som i koncentreret form anskueliggør opfindelsen, der således kombinerer en absorptionskolonne med en varmeveksler, hvori kondensatet løber i modstrøm med den damp, der kondenseres, med et inddampnings-system.Figure 4 shows the part of the plant in Figure 3 illustrating in concentrated form the invention thus combining an absorption column with a heat exchanger in which the condensate runs countercurrent with the steam condensed with an evaporation system.

1010

Figur 5 viser et eksempel på en absorptionskolonne ifølge opfindelsen, hvor en del af kondensatet løber i modstrøm med den neden fra kommende damp. I kolonnen er der fyldlegemer, på hvis overflade en række syre/base-reaktioner finder sted. Nogle relevante reaktioner er i denne sammenhæng ligevægtsreaktionerne (1) - (4) 15 (1) CH3COOH (gas) <—> CH3COOH (aq), (2) CH3COOH (aq) <—> CH3COO- + H+, (3) NH3 (gas) <----> NH3 (aq), (4) NH3 (aq) <-—> NH4+ + OH\ 20 som tillige er vist i cirklen på figuren. I den venstre side af cirklen er vist indholdsstoffer i den nedefra kommende damp, og det, der er nævnt i den højre side, er relevante reaktionsligevægte for hvad, der strømmer ned i bundkarret.Figure 5 shows an example of an absorption column according to the invention, where a portion of the condensate runs countercurrent with the steam coming from below. The column contains filler bodies on whose surface a number of acid / base reactions take place. Some relevant reactions in this context are the equilibrium reactions (1) - (4) 15 (1) CH3COOH (gas) <--> CH3COOH (aq), (2) CH3COOH (aq) <--> CH3COO- + H +, (3) NH3 (gas) <----> NH3 (aq), (4) NH3 (aq) <-—> NH4 + + OH \ 20 which is also shown in the circle in the figure. In the left side of the circle, constituents of the downward vapor are shown, and what is mentioned in the right is relevant reaction equilibria for what flows into the bottom vessel.

25 Figur 6 viser en varmeveksler ifølge opfindelsen. På figuren er vist en faldstrømsvar-meveksler, hvori den kondenserende damp løber i modstrøm med sit eget kondensat.Figure 6 shows a heat exchanger according to the invention. The figure shows a downstream heat exchanger in which the condensing steam runs countercurrent with its own condensate.

De mere flygtige indholdsstoffer i dampen, i forhold til vands flygtighed, vil samles og bortledes i toppen af varmeveksleren. Hvis den spildvæske, der ønskes renset, er gylle, så vil en stor andel af det for oven bortledede være ammoniak. For neden vil konden-30 satet, der er den rensede væske, blive aftappet.The more volatile constituents of the vapor, relative to the volatility of water, will be collected and discharged at the top of the heat exchanger. If the waste liquid to be purified is slurry, then a large proportion of the above discharged will be ammonia. Below, the condenser 30, which is the purified liquid, will be tapped.

15 DK 173837 B115 DK 173837 B1

Forklaringer til betegnelser i figur 1-6.Explanations for designations in Figure 1-6.

1: kolonne 2: første varmeveksler 5 3: kompressor 4: bundkar for kolonnen 1 5: cirkulationspumpe modtagende væske fra udløb 36 6: motorventil 7: kontra ventil 10 8: gas/væske-separator 9: niveauføler 10: første sektion af varmeveksler 11: anden sektion af varmeveksler 12: tredie varmeveksler 15 13: første motorventi 1 14: anden motorventil 15: dyser for udledning af flydende biologisk affald fra kolonnen I 16: indløb for flydende biologisk affald til kolonnen 1 17: skumbegrænser i øvre del af kolonnen 1 20 18: indløb for gylle 19: udløb fra første sektion 10 af anden varmeveksler 20: indløb til anden sektion 11 af anden varmeveksler 21: udløb fra anden sektion 11 af anden varmeveksler 22: udløb fra skumbegrænseren 17 25 23: indløb for primær side af første varmeveksler 2 24: udløb fra den primære side af første varmeveksler 2 25: indløb fra den primære side af anden sektion 11 af anden varmeveksler 26: udløb fra anden sektion sektion 11 af anden varmeveksler 27: indløb til gas/væske-separatoren 8 30 28: udløb fra separatoren 8 29: indløb indeholdende væske til dyser 30 30: dyser 30 i kolonnen 1 31: udløb indeholdende gasfraktionen fra separatoren 8 16 DK 173837 B1 32: indløb indeholdende gasfraktionen til primær side af tredie varmeveksler 33: udløb fra primær side af tredie varmeveksler 34: indløb indeholdende gylle til sekundær side af tredie varmeveksler 12 35: udløb fra sekundærside af tredie varmeveksler 12 5 36: udløb fra bundkar 4 37: indløb ffa sekundær side af første varmeveksler 2 38: udløb fra sekundær side af første varmeveksler 2 39: inddamper 40: et væskefordelersystem 10 41: procesbeholder forbundet med skrubber 52 42: opkoncentreret procesvæske (koncentrat Cc) 43: cirkulationspumpe forbundet med udløb fra procesbeholder 44: cirkulationsrør 45: tilgangsrør 15 46: afgangsrør med udløb af koncentrat (Cc) 47: dampudtag 48: rørledning for damp 49: kompressor 50: faldstrømsinddampningsvarmeveksler 20 51: udgangsrør for rent kondensat 52: skrubber omfattende skrubber 53 og skrubber 54 53: skrubber indeholdende syre 54: skrubber indeholdende base 55:syre 25 56: base 57 : tilgangsrør for syre 58: tilgangsrør for base 59: isoleret kabinet 60: niveauhøjde for procesvæsken 30 61: niveausvømmer til regulering af tilgangen af forurenet væske 62: absorptionskolonne 63: pressostat til regulering af varmelegeme 64 64: varmelegeme 17 DK 173837 B1 65: separator til adskillelse af damp og væske 66: niveausvømmer, som ved aktivering åbner ventil 67 67: ventil, som ved åbning lader kondensat passere til beholder 68 68: beholder for kondensat 5 69: niveausvømmer, som ved aktivering åbner ventil 70 70: ventil, som ved åbing lader den forurenet væske passere igennem til en første for varmeveksler 71 71: første forvarmeveksler, hvori den forurenet væske varmeveksler med kondensat 72: anden forvarmeveksler, hvori den forurenet væske varmeveksler med damp 10 73: niveausvømmer (i beholder 68), som ved aktivering åbner ventil 74 74: ventil, som ved åbning lader kondensatet (Cd) passere igennem første forvarme veksler 71 75: pumpe, som leder en del af kondensatet til toppen af 62 76: termostat, som ved aktivering åbner ventil 77 15 77: ventil, som ved åbning lader gas/væske-blandingen fra 72 passere videre til be holder 78 78: beholder, hvori gasfase adskilles fra væskefase i gas/væske-blandingen i 72 79: niveausvømmer, som ved aktivering åbner ventil 80 80: ventil, som ved åbning tillader væsken at strømme videre til procesbeholderen 41 201: column 2: first heat exchanger 5 3: compressor 4: bottom vessel for column 1 5: circulation pump receiving liquid from outlet 36 6: engine valve 7: counter valve 10 8: gas / liquid separator 9: level sensor 10: first section of heat exchanger 11 : second section of heat exchanger 12: third heat exchanger 15 13: first engine valve 1 14: second engine valve 15: nozzles for discharge of liquid biological waste from column I 16: inlet for liquid biological waste to column 1 17: foam limits in upper part of column 1 20 18: inlet for manure 19: outlet from first section 10 of second heat exchanger 20: inlet for second section 11 of second heat exchanger 21: outlet from second section 11 of second heat exchanger 22: outlet from foam limiter 17 25 23: inlet for primary side of first heat exchanger 2 24: outlet from the primary side of first heat exchanger 2 25: inlet from the primary side of second section 11 of second heat exchanger 26: outlet from second section section 11 of second heat exchanger 2 7: inlet for the gas / liquid separator 8 30 28: outlet from the separator 8 29: inlet containing liquid for nozzles 30 30: nozzles 30 in the column 1 31: outlet containing the gas fraction from the separator 8 16 DK 173837 B1 32: inlet containing the gas fraction for primary side of third heat exchanger 33: outlet from primary side of third heat exchanger 34: inlet containing slurry to secondary side of third heat exchanger 12 35: outlet from secondary side of third heat exchanger 12 5 36: outlet from bottom vessel 4 37: inlet ffa secondary side of first heat exchanger 2 38: outlet from secondary side of first heat exchanger 2 39: evaporator 40: a liquid distributor system 10 41: process vessel connected to scrubber 52 42: concentrated process liquid (concentrate Cc) 43: circulation pump connected to outlet from process vessel 44: circulation pipe 45: inlet pipe 15 46: discharge pipe with concentrate outlet (Cc) 47: steam outlet 48: steam pipeline 49: compressor 50: downstream evaporator heat exchanger 20 51: Clean condensate exit pipe 52: Scrubber comprising scrubber 53 and scrubber 54 53: Scrubber containing acid 54: Scrubber containing base 55: Acid 25 56: Base 57: Inlet pipe for acid 58: Inlet pipe for base 59: Insulated enclosure 60: Level height for process liquid 30 61: level float for regulating the supply of contaminated liquid 62: absorption column 63: pressure switch for regulating heater 64 64: heater 17 DK 173837 B1 65: separator for separating steam and liquid 66: level float which, upon activation, opens valve 67 67 : valve which, when opening, allows condensate to pass into container 68 68: container for condensate 5 69: level swimmer which, when actuated, opens valve 70 70: valve which, upon opening, allows the contaminated liquid to pass through to a first for heat exchanger 71 71: first pre-heat exchanger in which the contaminated liquid heat exchanger with condensate 72: second pre-heat exchanger, in which the contaminated liquid heat exchanger with steam 10 73: level swimmer (in need age 68) which, when actuated, opens valve 74 74: valve which, when opened, allows the condensate (Cd) to pass through first preheater exchanger 71 75: pump which conducts part of the condensate to the top of 62 76: thermostat which opens upon activation valve 77 15 77: valve which, upon opening, lets the gas / liquid mixture from 72 pass on to container 78 78: container in which gas phase is separated from liquid phase in the gas / liquid mixture in 72 79: level swimmer which, when activated, opens valve 80 80: valve which at opening allows the liquid to flow to the process vessel 41 20

Cc: Se 42 og 46 ovenfor C<j: Se 74 ovenfor W: Indstrømmende forurenet væske, der ønskes renset.Cc: See 42 and 46 above C <j: See 74 above W: Influent contaminated liquid to be purified.

Claims

A process for the purification of biological wastewater containing more volatile substances and less volatile substances relative to the volatility of the water acting as weak acids and weak bases, by evaporation of the wastewater, where the wastewater is heated in a boiler where the steam formed is purified of undesirable gaseous substances in which the steam is conducted from the boiling stage via a compression stage to a heat exchange stage where the water is condensed, characterized in that the steam from the cooking vessel is directed to a column where the steam is conducted countercurrent with a fraction of the condensed water in liquid form. removing the less volatile substances and that a proportion of the more volatile substances and the less volatile substances are included in acid / base reactions, that the vapor fraction containing a residual fraction of the more volatile substances is conducted from the column via the compression stage to the heat exchange stage, where the major part of the more volatile substances are concentrated and discharged together with a residual fraction of then mp, and that condensed 15 and purified wastewater are discharged to the recipient.

Process according to claim 1, characterized in that the wastewater is slurry containing substances comprising CO2, NH3, NH /, fatty acids, including CH3COOH, wherein the less volatile substances and the more volatile substances are capable of being included in acid / base reactions, and that a subset of the condensate from the heat exchanger is run countercurrent with the steam which is discharged from the boiler into the column.

Process according to claim 1 or 2, characterized in that the steam leaving the column is condensed in a heat exchanger with its own condensate as a countercurrent.

Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the acid / base reactions in the column take place on the surface of filling bodies. 30 19 DK 173837 B1

Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the residual fraction of the condensed water which is fed to the column constitutes 5-25% of the total condensate.

Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the substances which are discharged in liquid form from the column and return to the cooking vessel, when the concentration has reached a predetermined level.

Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the heat exchange step is carried out in a downstream heat exchanger, where the gas fraction runs countercurrent with its own condensate.

Apparatus for use in the method according to any one of the preceding claims, comprising a cooker, a column, a compressor and a heat exchanger, wherein the compressor is inserted between a column and a heat exchanger and a pump is inserted between a cooker and a heat exchanger for continuously feeding the contents of the heat exchanger to the heat exchanger for heat exchange with the steam flowing from the column and characterized in that the column is connected to a steam outlet from the cooking vessel.