EP2726416A1 - Verfahren zur wiederaufbereitung eines abwassers und wasseraufbereitungsvorrichtung - Google Patents

Verfahren zur wiederaufbereitung eines abwassers und wasseraufbereitungsvorrichtung

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Publication number
EP2726416A1
EP2726416A1 EP12743140.1A EP12743140A EP2726416A1 EP 2726416 A1 EP2726416 A1 EP 2726416A1 EP 12743140 A EP12743140 A EP 12743140A EP 2726416 A1 EP2726416 A1 EP 2726416A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
waste water
water
temperature
heat
evaporation
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12743140.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Büttner
Thomas Hammer
Cosima Sichel
Martin Tackenberg
Gernut VAN LAAK
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP2726416A1 publication Critical patent/EP2726416A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/048—Purification of waste water by evaporation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • C02F2101/30—Organic compounds
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • C02F2103/32—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the food or foodstuff industry, e.g. brewery waste waters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • C02F2305/10—Photocatalysts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies

Definitions

  • the invention relates to a process for recycling of a waste water according to claim 1 and a Wasseraufberei ⁇ processing apparatus according to claim 11.
  • Aseptic packaging is a prerequisite in particular in the food ⁇ technology to ensure the durability ver ⁇ derricer food even without cooling.
  • the wet disinfection of plastic packaging such as PET bottles with diluted peracetic acid has developed in the food industry, especially in the Getränkeindust ⁇ rie to one of the standard processes used for this purpose.
  • the disinfection is carried out with aqueous Peressigklad- solution containing a mixture of typically 2000 mg per liter of peracetic acid and hydrogen peroxide in the water.
  • the object of the invention is to reduce the water consumption in industrial cleaning processes, especially in the wet disinfection of food packaging, the potential of energy savings should be given.
  • the solution of the problem consists in a method for reprocessing a wastewater according to claim 1 as in a water treatment device according to claim 8.
  • the inventive method for reprocessing of waste water from an industrial process having a specific organic ⁇ acid comprising the steps of:
  • a wastewater which originates, for example, from a rinsing process in the packaging production, introduced in a heat exchange process.
  • This is a heat exchange medium used, which is designed so that the be ⁇ acting wastewater is heated to an evaporation temperature that is between 60 ° C and the boiling point of the wastewater.
  • the heat exchange medium can be both a liquid and a gaseous medium.
  • Temperature of the heat exchange medium may be in the range in which the wastewater to be heated, but it may also have a significantly higher temperature, especially in gaseous media.
  • the amount of heat that is transferred from the heat exchange medium to the wastewater in the heat exchange process depends very much on the mass flows and also on the state of aggregation of the heat exchange medium.
  • the waste water which has the temperature described above between 60 ° C and the boiling point of the waste water, evaporated and then condensed again.
  • the effluent in the liquid and / or gaseous phase is irradiated with UV radiation during the evaporation and condensation process.
  • This UV radiation is at least partially a chemical reaction of organic sheu ⁇ re, in particular, it involves cleaning processes from the food industry to acetic acid or peracetic acid, in its basic components H 2 O (water) and a carbon ⁇ oxide.
  • the carbon oxide is preferably carbon dioxide, but the reaction can end in carbon monoxide.
  • the method according to the invention has various advantages.
  • the first advantage is that with the pre-chosen process ⁇ up to 80% of the process water used so the flushing water of the packaging, which is obtained as waste water, can be recovered again, and the process may be added again.
  • the process after the inventive method significantly less energy consuming than the cost of fresh water to process water.
  • the described method is energetically positive.
  • waste heat from industrial processes that are below 100 ° C. can also be used.
  • processes with a waste heat in this temperature range from 60 ° C to 100 ° C are not recovered, but are released to the environment. It is therefore an energy-efficient and ecological process.
  • the UV radiation used for the neutralization should preferably be short-waved, which means that preferably UV light sources based on mercury vapor lamps can be used, which have a short-wave UV radiation fraction of 254 nm and 184 nm.
  • a xenon excimer laser with a wave of 172 nm can be used.
  • Kata ⁇ catalysts for the reaction of the organic acid in water and carbon oxides.
  • Photokataly ⁇ catalysts for this purpose are particularly useful, which through the exposure to UV light OH "radicals.
  • Ti is particularly suitable as a photocatalyst in ⁇ tanoxid.
  • fresh water is prepared for an industrial process, wherein the fresh water is subjected to a high-temperature treatment of more than 100 ° C., in particular of more than 140 ° C.
  • a high-temperature disinfection will definitively eliminate all the germs possibly still present in the fresh water. tig eliminated.
  • the fresh water can be passed in advance through a condenser of the condensation device, wherein the heat of condensation is transmitted to the condenser on the Frischwas ⁇ water.
  • a further heat exchanger may be provided which removes the heat from the heated fresh water again.
  • This heat removed from the fresh water can in turn be used profitably to heat the waste water to an evaporation temperature or approximately evaporation temperature.
  • Another component of the invention is a Wasseraufbe ⁇ reitungsvoriques for reprocessing a, an or- ganic acid-containing wastewater.
  • This device comprises a waste water collecting device, and is characterized in that a heat exchanger is provided for heating the waste water to an evaporation temperature which is between 60 ° C and the boiling point of the waste water. Depending on the pressure conditions and the substances dissolved in the wastewater, the boiling point of the wastewater is usually between 95 and 110 ° C.
  • the device comprises an evaporation device, wherein the evaporation device is used for partial evaporation of the heated wastewater. After evaporation, the evaporated waste water condenses into a condenser.
  • a UV radiation device is provided which serves to irradiate the heated waste water in the liquid phase and / or in the gaseous phase, wherein a reaction of the organic acid in H 2 O and a carbon dioxide takes place.
  • FIG. 1 shows a schematic process representation for the water flow of rinsing water for rinsing packagings in the food industry according to the prior art
  • FIG. 3 shows a detailed representation of the rinse water recovery system according to FIGS.
  • FIG. 4 shows an alternative embodiment of the evaporator and UV radiation device according to FIG. 3.
  • the waste water 2 which now contains the organic acid peracetic acid or acetic acid, is collected in a waste water collecting device, this waste water collecting device is shown here schematically by a funnel. It may also be just a conduit, it does not necessarily have a corresponding catch ⁇ basin be present.
  • the wastewater 2 contaminated with an organic acid is pumped into a neutralization device 27, from a base tank a base or a liquor is added to the neutralization device 27 in such a way that the wastewater 2 therein is as neutral as possible contains pH.
  • the existing acetic acid or peracetic acid is thus neutralized with a suitable alkali or base.
  • the thus neutralized Wastewater 2 is passed as residual water 32 in the sewer.
  • the residual water 32 'of the prior art is not recycled.
  • FIG. 2 shows a water treatment device 1 in simplified form, which in this example also on the plant according to FIG 1 ba ⁇ Siert and it should also be by way of example assumed that PET bottles are disinfected with peracetic acid at this point and flushed with the fresh water 20 ⁇ who. This also takes place in a water utilization device 26, wherein wastewater 2 is obtained.
  • the wastewater 2 in FIG the waste water collecting device 8 collected and added a wastewater treatment device 28.
  • the Abwasseraufbe ⁇ reitungsvoriques 28 is shown greatly simplified in Figure 2, it includes, among other things Verdampfungsvorrich- tung 12 and a capacitor device 14, and a UV radiation device 16 (see FIG. FIG. 3).
  • the wastewater 2 is preheated by a heat exchanger 10 to a temperature which causes evaporation of the wastewater 2.
  • Evaporation is understood here to mean that water passes from the liquid phase into the gas phase, wherein the boiling point of the water is not exceeded during the evaporation.
  • waste heat from a further industrial process 46 can be used for the heat exchange process for heating the waste water 2, which would otherwise be released freely to the environment due to its relatively low temperature.
  • waste heat typically associated with tempera ⁇ temperatures between 60 ° C and 100 ° C
  • the temperature may also be typically at 400 ° C (exhaust heat from a gas turbine ⁇ ).
  • gasförmi ⁇ ge waste heat medium is supplied directly as a heat exchange medium 4 exchanger the heat 10
  • a further, not shown, heat exchange process can be interposed.
  • Gaseous heat exchange media have a lower heat transfer coefficient than liquid heat exchange media .
  • the must be considered and the required mass flows are calculated according to the available temperature from the waste heat of the process 46 accordingly.
  • This relatively low temperature from the waste heat of the process 46 can be used with the described waste water treatment ⁇ device 28 once more energetically reasonable, which in this embodiment, advantageous for the entire energy balance of the water treatment device 1 is.
  • this conversion to H 2 O and CO 2 can in principle be carried out completely, but the wastewater 2 also contains, after the wastewater treatment, still organic surfactants, which can be added to the sewerage in a residual water 32 and can not be treated.
  • the Quo ⁇ te the water treatment with the described water treatment device 1 is up to 80%.
  • the purified water 44 can be added back to the rinsing process, represented by water utilization device 26, as indicated by the arrow with the numeral 44 in FIG.
  • the purified by the described water treatment device 28 water 44 is sterilized itself and also preferably has no residues of organic acids, but for use in the food industry ei ⁇ ne additional high temperature disinfecting 24 may be required, and therefore the purified water 44 such disinfecting device 24 is added again, be ⁇ before it is again available for the flushing process.
  • FIG. 3 the water treatment device 1 schematically described in Figure 2 is shown in more detail.
  • the wastewater treatment device is shown.
  • a fresh water 20 of a reverse osmosis unit 18 is added to the thus Prepared ⁇ preparing fresh water 20 'is onsvortechnisch in a Hochtemperaturdesin Stammi- 24 to about 140 ° C to 150 ° C heated the absolute sterility of the thus treated To ensure fresh water 20 '', which is used in a water utilization device 26 as a rinse water.
  • the fresh water 20' before it is passed into the Hochtemperaturdesinfek- tion device 24, first in a condenser 15 'passed, the part of the wastewater treatment device 28 is.
  • the condenser 15 ' the fresh water 20' is preheated, as in the condensation process, which will be discussed below, by the condensation heat of condensation freely, the condenser 15 'acts as varnishtau ⁇ shear and the fresh water 20' with the Kondensati ⁇ preheating on heat.
  • the high-temperature disinfection 24 also takes place only for a very short time, which is sufficient to kill all germs from the fresh water 20 '.
  • the fresh water 20 '' which like ⁇ derum has a relatively high temperature thus obtained is subsequently sent ⁇ chd through a further heat exchanger 11, where it is cooled back to a usable for the flushing operation temperature.
  • the heat exchanger 11 and the heat exchanger 23 in the high-temperature disinfection system 24 are thus in constant exchange, so that in this process only very little Heat energy is lost.
  • the heat extracted from the fresh water 20 "in the heat exchanger 11 is still used at another point in the process, as will be discussed later.
  • the fresh water 20 " is now added to the water utilization device 26, so that, as already described several times, PET bottles are rinsed as an example.
  • the former fresh water 20 " is a wastewater contaminated with organic acid 2.
  • This wastewater 2 is collected in the waste water collecting device 8 and pumped via a pump 38 'to the wastewater treatment device 28.
  • the relatively cold wastewater 2 is initially passed through a condenser 15, whose mode of operation will be discussed later.
  • this condenser 15 releases condensation heat, which is used to heat the waste water 2.
  • the waste water 2 is sent through the aforementioned heat exchanger 11, whereby it is further heated.
  • ⁇ takes place entirely still a further heating of the waste water 2 in the heat exchanger 10, wherein a heat medium 4 in thermal contact with the waste heat of a further industrial processes ses 46 can stand.
  • the waste water 2 is heated by the heat exchangers 11 and 10 to a temperature which is between 60 ° C and the boiling point of the wastewater 2.
  • the boiling point of the waste water can fluctuate around the boiling point of pure water. It can usually Siedetempe ⁇ temperatures between 95 ° C and 110 ° C occur.
  • the preheated to this evaporation temperature wastewater 2 is then introduced into the evaporation device 12, and sprayed there.
  • the wastewater 2 lands on evaporator surfaces 34, which may be made of different materials, for example of cellulose materials.
  • the evaporator surfaces 34 are characterized in particular by the fact that they have a very large surface area based on their base area.
  • the wastewater 2 passes through evaporation in the gas phase, wherein the now present in gaseous form wastewater 2 'is introduced through the line marked 2' in the condenser device 14.
  • capacitors 15 and 15 ' are arranged their mode of action has been described already be ⁇ .
  • the wastewater 2' condenses again to water, which is now germ-free and purified. It is discharged as purified water 44 from the condenser device 14.
  • the wastewater is irradiated by a UV radiation device 16 with UV rays 6.
  • the UV radiation device can be mercury vapor lamps which generate UV rays having a wavelength of 254 nm or 184 nm.
  • Even short-wave UV radiation is generated by a xenon excimer laser, the UV radiation provided here is 172 nm.
  • short-wave UV radiation in the range mentioned causes the peracetic acid or acetic acid contained in the wastewater 2 to be converted is and is thereby converted ⁇ converts into chemical components with a higher oxidation state.
  • the ge ⁇ entire wastewater 2 can not be vaporized 34 and also depending on the quantity of the water introduced 2 into an evaporation and condensation cycle, 12 drip funnel 26 are provided in the evaporation device in which the unevaporated wastewater 2 is collected, and is pumped out of the evaporator 12 by a pump 38.
  • the thus collected wastewater 2 is also passed through the condenser 15, it is in this case again heated by the heat of condensation and passed in a further cycle through the heat exchanger 11 and 10 back into the evaporation device 12. This corresponds to the indicated in Figure 2 arrow 30, which returns a return of the wastewater 2 for repeated iterative evaporation and condensation.
  • the purified water 44 can now be returned to the rinsing process or to the water utilization device 26. There are two alternatives for this. For extremely high demands, in terms of sterility, the purified water 44 can be a further Res time of high-temperature disinfection 24 are subjected and are routed via the detour as fresh water 20 '' through the heat exchanger 11 to the water utilization device 26.
  • a direct line which is in dashed lines in Figure 44 'Darge ⁇ represents to lead to water utilization device 26 and feed this purified water 44 there directly. In this case, an energy-consuming high-temperature disinfection could be omitted.
  • FIG. 4 shows an alternative embodiment of the wastewater treatment device 28 from FIG.
  • the illustration according to FIG. 4 differs from FIG. 3 in that the UV radiation device 16 is not arranged in the evaporation device 12, but that the evaporated waste water 2 'is passed through a photocatalytic reactor 48, wherein the UV radiation device 16 are arranged in this reactor 48.
  • the UV radiation 6 thus acts on the wastewater 2 in evaporated form 2 '.
  • Photocatalysts are also used in the photocatalytic reactor 48, titanium oxide in particular being useful as the photocatalyst.
  • the waste water 2 'in vaporized form is introduced into the condenser device 14 and condensed there.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiederaufbereitung eines Abwassers (2) aus einem industriellen Prozess, das eine organische Säure aufweist. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: Einleiten des Abwassers in einen Wärmetauschprozesses, wobei ein Wärmetauschmedium (4) eingesetzt wird, so dass das zu behandelnden Abwasser (2) auf eine Temperatur aufgeheizt wird, die zwischen 60 ° C und dem Siedepunkt des Abwassers (2) liegt. Anschließend wird das Abwasser teilweise verdunstet und wieder kondensiert, wobei das Abwasser (2) während des Verdunstungs- und Kondensationsprozesses in der flüssigen Phase und/oder Gasphase mit UV-Strahlung (6) bestrahlt wird. Hierdurch wird zumindest teilweise eine chemische Umsetzung der organischen Säure in H2O und Kohlenstoffoxid herbeigeführt. Anschließend wird der kondensierte Teil des gereinigten Abwassers (24) in einen industriellen Prozess zurück geführt.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Wiederaufbereitung eines Abwassers und Wasseraufbereitungs orrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiederaufbereitung eines Abwassers nach Anspruch 1 sowie eine Wasseraufberei¬ tungsvorrichtung nach Anspruch 11. Keimfreie Verpackungen sind insbesondere in der Lebensmittel¬ technologie eine Grundvoraussetzung, um die Haltbarkeit ver¬ derblicher Lebensmittel auch ohne Kühlung zu gewährleisten. Die Nassdesinfektion von KunststoffVerpackungen wie zum Beispiel PET-Flaschen mit verdünnter Peressigsäure hat sich in der Lebensmittelindustrie insbesondere in der Getränkeindust¬ rie zu einen der dafür eingesetzten Standardprozesse entwickelt. Die Desinfektion wird dabei mit wässriger Peressigsäu- relösung durchgeführt, die ein Gemisch von typischerweise 2000 mg pro Liter Peressigsäure und Wasserstoffperoxid im Wasser enthalten. Um die Rückstände des Desinfektionsmittels vor dem Einfüllen der Lebensmittel zu entfernen, wird mit hochreinen sterilisiertem Wasser gespült. Das dabei anfallende Abwasser enthält immer noch beträchtliche Mengen des Des¬ infektionsmittels, also der Peressigsäure und kann deshalb einer biologischen Kläranlage nicht ohne Vorbehandlung zugeführt werden.
Eine Trennung von Wasser und Säure durch Destillation ist aufgrund der nahe beieinander liegenden Siedepunkte der be- teiligten Substanzen technisch nicht möglich. Damit ist selbst eine teilweise Rückgewinnung des Spülwassers derzeit nicht möglich.
Für die Entsorgung wird deshalb kontrolliert Lauge zugesetzt, die die wässrige Lösung aus Peressigsäure und Essigsäure neutralisiert. Die neutralisierte Lauge wird dann dem norma¬ len Abwasser zugeführt. Dieses Vorgehen löst zwar das Entsorgungsproblem, trägt aber nicht dazu bei, Wasser und Energie- verbrauch bei der Nassdesinfektion z. B. in der Lebensmittelindustrie zu senken. Bei einer handelsüblichen Anlage zur Nassdesinfektion fallen pro Spülstraße mehrere 1000 Liter Spülwasser pro Stunde an. Hierzu kommt noch der Energie- verbrauch für die Herstellung des sterilen Wassers in mehreren Prozessschritten.
In der Patentschrift US 7,163,631 wird vorgeschlagen Peres¬ sigsäure enthaltende Abwässer durch einen Tank zu leiten, in dem diese intensiv mit Luft in Kontakt gebracht wird, bevor weitere Behandlungsschritte z. B. durch den Kontakt mit anae¬ roben, biologisch aktiven Schlämmen erfolgen. Die dort angegebenen Daten zu Verweilzeiten und Belüftungsrate im Belüftungstank lassen den Schluss zu, dass der Belüftungstank ein Fassungsvermögen braucht, das dem in 2,5 Stunden verbrauchten Spülwasser entspricht und das pro m3 Spülwasser rund 15 m3 Luft durch den Belüftungstank geperlt werden müssen, um eine nachfolgende chemische Reduktion der Peressigsäure überflüs¬ sig zu machen. Damit werden ggf. die Kosten für die chemische Behandlung des Abwassers reduziert, eine Rückgewinnung von Spülwasser wird damit aber nicht erreicht.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Wasserverbrauch in industriellen Reinigungsprozessen, insbesondere bei der Nassdesinfektion von Lebensmittelverpackungen zu senken, wobei das Potential einer Energieersparung gegeben sein soll.
Die Lösung der Aufgabe besteht in einem Verfahren zur Wiederaufbereitung eines Abwassers nach Patentanspruch 1 so wie in einer Wasseraufbereitungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 8.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Wiederaufbereitung eines Abwassers, aus einem industriellen Prozess, das eine organi¬ sche Säure aufweist, umfasst folgende Schritte:
Zunächst wird ein Abwasser, das beispielsweise aus einem Spülprozess bei der Verpackungsherstellung stammt, in einem Wärmetauschprozess eingeleitet. Hierbei wird ein Wärmetausch- medium eingesetzt, das so ausgestaltet ist, dass das zu be¬ handelnde Abwasser auf eine Verdunstungstemperatur aufgeheizt wird, die zwischen 60 °C und dem Siedepunkt des Abwassers liegt. Bei dem Wärmetauschmedium kann es sich sowohl um ein flüssiges als auch um ein gasförmiges Medium handeln. Die
Temperatur des Wärmetauschmediums kann in dem Bereich liegen, in dem das Abwasser aufgeheizt werden soll, es kann aber insbesondere auch bei gasförmigen Medien eine deutlich höhere Temperatur aufweisen. Die Wärmemenge, die in dem Wärmetausch- prozess von dem Wärmetauschmedium auf das Abwasser übertragen wird, hängt sehr stark von den Massenströmen und auch von dem Aggregatszustand des Wärmetauschmediums ab.
In einem zweiten Verfahrensschritt wird das Abwasser, das die oben beschriebene Temperatur zwischen 60 °C und dem Siedepunkt des Abwassers aufweist, verdunstet und anschließend wieder kondensiert. Es sei darauf hingewiesen, dass es sich erfin¬ dungsgemäß um einen Verdunstungsprozess unterhalb des Siede¬ punktes des Abwassers handelt. Zudem wird während des Ver- dunstungs- und Kondensationsprozesses das Abwasser in der flüssigen und/oder in der gasförmigen Phase mit einer UV- Strahlung bestrahlt. Durch diese UV-Strahlung erfolgt zumindest teilweise eine chemische Umsetzung der organischen Säu¬ re, insbesondere handelt es sich bei Reinigungsprozessen aus der Lebensmittelindustrie um Essigsäure bzw. Peressigsäure, in ihre Grundbestandteile H2O (Wasser) und ein Kohlenstoff¬ oxid. Das Kohlenstoffoxid ist hierbei bevorzugt Kohlendioxid, die Reaktion kann jedoch auch bei Kohlenmonoxid enden. Dass durch die UV-Strahlung im Verdunstungs- und Kondensationspro- zess neutralisierte, gereinigte Abwasser wird nun wieder dem industriellen Prozess zugeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist verschiedene Vorteile auf. Der erste Vorteil besteht darin, dass mit dem vorge¬ schlagenen Verfahren bis zu 80% des verwendeten Prozesswassers also des Spülwassers der Verpackungen, das als Abwasser anfällt, wieder zurück gewonnen werden kann und dem Prozess wieder zugefügt werden kann. Hierbei ist der Prozess nach dem erfindungsgemäßen Verfahren deutlich weniger energieaufwändig, als die Aufwendungen von Frischwasser zu Prozesswasser.
Insbesondere dann, wenn das Wärmetauschmedium in einen ther- mischen Kreislauf mit der Abwärme eines zweiten thermischen Prozesses steht, ist das beschriebene Verfahren energetisch positiv. Insbesondere deshalb, da es sich bei der Verdampfung des Abwassers um einen Verdunstungsprozess handelt, der bei relativ niedrigen Temperaturen stattfindet, kann auch Abwärme aus industriellen Prozessen verwendet werden, die unter 100°C betragen. Im Allgemeinen werden Prozesse mit einer Abwärme in diesem Temperaturbereich, von 60°C bis 100°C nicht rückgewonnen, sondern werden an die Umgebung abgegeben. Es handelt sich somit um ein energetisch günstiges und ökologisches Ver- fahren.
Die zur Neutralisation verwendete UV-Strahlung, die wiederum in vorteilhafter Weise den Einsatz einer Lauge bzw. einer Base überflüssig macht, soll bevorzugt kurzwellig sein, das be- deutet, dass bevorzugt UV-Licht-Quellen auf der Basis von Quecksilberdampflampen eingesetzt werden können, die einen kurzwelligen UV-Strahlungsanteil von 254 nm bzw. 184 nm aufweisen. Besonders bevorzugt kann ein Xenon-Excimerlaser mit einer Welle von 172 nm eingesetzt werden.
Im Weiteren kann es zweckmäßig sein, zur Umsetzung der organischen Säure in Wasser und Kohlenstoffoxid zusätzliche Kata¬ lysatoren einzusetzen. Hierbei sind insbesondere Photokataly¬ satoren zweckmäßig, die durch die Bestrahlung mit UV-Licht OH"-Radikale erzeugen. Hierfür bietet sich insbesondere Ti¬ tanoxid als Photokatalysator an.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung wird Frischwasser für einen industriellen Prozess aufbe- reitet, wobei das Frischwasser einer Hochtemperaturbehandlung von über 100°C, insbesondere von über 140°C unterzogen wird. Durch eine derartige Hochtemperaturdesinfektion werden alle noch möglicherweise im Frischwasser vorhandenen Keime endgül- tig beseitigt. Zur energetisch günstigen Ausgestaltung dieser an sich energieintensiven Hochtemperaturdesinfektion ist es zweckmäßig, das Frischwasser durch Abwärme vorzuheizen. Hierbei kann beispielsweise das Frischwasser vorab durch einen Kondensator der Kondensationsvorrichtung geleitet werden, wobei die Kondensationswärme am Kondensator auf das Frischwas¬ ser übertragen wird. Nach der Hochtemperaturdesinfektion kann ein weiterer Wärmetauscher vorgesehen sein, der dem aufgeheizten Frischwasser die Wärme wieder entzieht. Diese dem Frischwasser entzogene Wärme kann wiederum gewinnbringend zur Aufheizung des Abwassers auf eine Verdunstungstemperatur oder annähernd Verdunstungstemperatur angewandt werden. Im Weiteren kann es auch zweckmäßig sein, die dem aufgeheizten
Frischwasser entzogene Wärmeenergie wieder zur Aufheizung von neuem Frischwasser für die Hochtemperaturdesinfektion anzuwenden .
Ein weiterer Bestandteil der Erfindung ist eine Wasseraufbe¬ reitungsvorrichtung zur Wiederaufbereitung eines, eine orga- nische Säure enthaltenden Abwassers. Diese Vorrichtung um- fasst eine Abwasserauffangvorrichtung, und zeichnet sich dadurch aus, dass ein Wärmetauscher zur Aufheizung des Abwassers auf eine Verdunstungstemperatur vorgesehen ist, die zwischen 60 °C und dem Siedepunkt des Abwassers liegt. Der Siede- punkt des Abwassers liegt je nach Druckverhältnissen und dem im Abwasser gelösten Stoffe in der Regel zwischen 95 und 110 °C. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Verdampfungsvorrichtung, wobei die Verdampfungsvorrichtung zur teilweisen Verdunstung des aufgeheizten Abwassers dient. Nach dem Ver- dunsten erfolgt eine Kondensation des verdunsteten Abwassers in einen Kondensator. Ferner ist eine UV- Strahlungsvorrichtung vorgesehen, die zur Bestrahlung des aufgeheizten Abwassers in flüssiger Phase und/oder in gasförmiger Phase dient, wobei eine Umsetzung der organischen Säure in H2O und einem Kohlenstoffdioxid erfolgt.
Weitere Ausgestaltungsformen und weitere Merkmale der Erfindung werden anhand der folgenden Figuren näher beschrieben. Merkmale derselben Bezeichnung in unterschiedlichen Ausgestaltungsformen erhalten dasselbe Bezugszeichen. Es handelt sich bei den Kombinationen der Merkmale und der beschriebenen Vorrichtungen um eine rein exemplarische Darstellung, die keine Einschränkung des Schutzbereiches darstellen.
Dabei zeigen:
Figur 1 eine schematische Prozessdarstellung für den Wasser- fluss von Spülwasser zum Spülen von Verpackungen in der Lebensmittelindustrie nach dem Stand der Technik,
Figur 2 eine Spülwasserrückgewinnungsanlage mit Verdampfer und Kondensator und UV-Strahlung in schematischer Form,
Figur 3 eine detaillierter Darstellung der Spülwasserrückgewinnungsanlage nach Figur.2 und
Figur 4 eine alternative Ausführungsform der Verdampfer- und UV-Strahlungsvorrichtung gemäß Figur 3.
Anhand von Figur 1 soll der derzeitige Stand der Technik zur Aufbereitung und Entsorgung von Spülwasser, wie er beispielsweise in der Lebensmittelindustrie angewandt wird, erläutert werden. Zunächst wird Frischwasser 20 einer Umkehrosmoseanla¬ ge 18 zugefügt, wobei das so aufbereitete Frischwasser 20' zur Erzielung einer absoluten Keimfreiheit einer weiteren thermischen Hochtemperaturbehandlung unterzogen wird, dies erfolgt in einer Hochtemperaturdesinfektionsanlage 24. Dass durch diese Prozesse keimfrei gemachte Frischwasser 20'' wird nun einem industriellen Prozess zugefügt. Beispielsweise kön¬ nen hierbei PET-Flaschen, beispielsweise für die Getränkeindustrie gespült werden. Dieser Prozess der beliebig viele Ausgestaltungsformen aufweisen kann, wird in der Figur 1 und in folgenden Figuren schematisch als Wassernutzungsvorrichtung 26 bezeichnet. Bleibt man bei dem Beispiel, dass PET- Flaschen für die Getränkeindustrie gespült werden müssen, so wird ein Abwasser 2, das nach dem Spülvorgang anfällt, mit Peressigsäure bzw. mit Essigsäure und H2O2 verunreinigt sein. Dies rührt daher, dass die Peressigsäure zur Desinfektion von PET-Flaschen in der Getränkeindustrie und in der Lebensmit¬ telindustrie ganz allgemein verwendet wird.
Das Abwasser 2, das nun die organische Säure Peressigsäure bzw. auch Essigsäure enthält, wird in einer Abwasserauffangvorrichtung aufgefangen, wobei diese Abwasserauffangvorrichtung hier schematisch durch einen Trichter dargestellt ist. Es kann sich hierbei auch lediglich nur um ein Leitungsrohr handeln, es muss nicht unbedingt ein entsprechendes Auffang¬ becken vorhanden sein. Nach dem Stand der Technik wird das so mit einer organischen Säure verunreinigte Abwasser 2 in eine Neutralisationsvorrichtung 27 gepumpt, wobei aus einem Basen- behälter eine Base bzw. eine Lauge der Neutralisationsvorrichtung 27 in der Art zugefügt wird, dass das Abwasser 2 darin einen möglichst neutralen pH-Wert enthält. Die darin vorhandene Essigsäure bzw. Peressigsäure wird also mit einer geeigneten Lauge bzw. Base neutralisiert. Das so neutrali- sierte Abwasser 2 wird als Restwasser 32 in die Kanalisation geleitet. Das Restwasser 32' nach dem Stand der Technik wird nicht wiederverwertet.
Das beschriebene Verfahren nach dem Stand der Technik führt zwar dazu, dass kein kontaminiertes Wasser in die Umgebung abgegeben wird, es wird dadurch jedoch eine sehr große Menge an Frischwasser, das ebenfalls energetisch aufwändig aufbe¬ reitet werden muss, benötigt. In Figur 2 ist ausgehend von Figur 1 schematisch vereinfacht eine Wasseraufbereitungsvorrichtung 1 dargestellt, die in diesem Beispiel ebenfalls auf der Anlage gemäß Figur 1 ba¬ siert und es soll ebenfalls beispielhaft davon ausgegangen werden, dass an dieser Stelle PET-Flaschen mit Peressigsäure desinfiziert werden und mit dem Frischwasser 20 gespült wer¬ den. Dies erfolgt ebenfalls in einer Wassernutzungsvorrichtung 26, wobei Abwasser 2 anfällt. Im Gegensatz zu dem Stand der Technik gemäß Figur 1 wird in Figur 2 das Abwasser 2 in der Abwasserauffangvorrichtung 8 aufgefangen und eine Abwasseraufbereitungsvorrichtung 28 zugefügt. Die Abwasseraufbe¬ reitungsvorrichtung 28 ist in Figur 2 sehr vereinfacht dargestellt, sie umfasst unter anderem eine Verdampfungsvorrich- tung 12 sowie eine Kondensatorvorrichtung 14 und eine UV- Strahlungsvorrichtung 16 (vgl. Fig. 3).
Hierbei wird das Abwasser 2 durch einen Wärmetauscher 10 auf eine Temperatur vorgeheizt, die eine Verdunstung des Abwas- sers 2 bewirkt. Unter Verdunstung wird hierbei verstanden, dass Wasser von der flüssigen Phase in die Gasphase übergeht, wobei bei der Verdunstung der Siedepunkt des Wassers nicht überschritten wird. Dies hat den Vorteil, dass für den Wärme- tauschprozess zur Aufheizung des Abwassers 2 Abwärme aus ei- nem weiteren industriellen Prozess 46 genutzt werden kann, die aufgrund ihrer relativ niedrigen Temperatur ansonsten frei an die Umgebung abgegeben werden würde. Dabei handelt es sich insbesondere um Abwärme, die typischerweise mit Tempera¬ turen zwischen 60°C und 100°C einhergehen
Bei Prozessen 46 mit gasförmiger Abwärme kann die Temperatur auch typischerweise bei 400°C liegen (Abwärme aus eine Gas¬ turbine) . Dabei ist es einerseits möglich, dass das gasförmi¬ ge Abwärme-Medium direkt als Wärmetauschmedium 4 dem Wärme- tauscher 10 zugeführt wird, andererseits kann ein weiterer, nicht dargestellter Wärmetauschprozess zwischengeschaltet sein. Gasförmige Wärmetauschmedien weisen einen geringeren Wärmeübergangskoeffizienten auf als flüssige Wärmetauschme¬ dien. Zur Erreichung der gewünschten Verdunstungstemperaturen des Abwassers 2 müssen dementsprechend die Wärmeübergangsko¬ effizienten berücksichtigt werden und entsprechend der zur Verfügung stehende Temperatur aus der Abwärme des Prozesses 46 die benötigten Masseströme berechnet werden. Diese relativ niedrigen Temperaturen aus der Abwärme des Prozesses 46 können mit der beschriebenen Abwasseraufbereitungs¬ vorrichtung 28 ein weiteres Mal energetisch sinnvoll genutzt werden, was in dieser Ausgestaltungsform vorteilhaft für die gesamte Energiebilanz der Wasseraufbereitungsvorrichtung 1 ist .
Um die Abwasseraufbereitungsvorrichtung 28 herum ist schema- tisch eine Leitung 30 eingezeichnet, die veranschaulichen soll, dass der Verdunstungs- und Kondensationsprozess des Ab¬ wassers 2 möglicherweise mehrfach iterativ erfolgen kann. Während des Verdunstungs- und Kondensationsprozesses wird das Abwasser 2 durch eine in Figur 2 nicht näher dargestellte UV- Strahlungsvorrichtung 16 mit UV-Strahlen 6 bestrahlt, wodurch die organische Säure also die im Abwasser 2 enthaltene Peres¬ sigsäure bzw. Essigsäure in die aufoxidierten Komponenten H2O und einem Kohlenoxid, insbesondere Kohlendioxid umgesetzt wird .
Durch eine geeignete Prozessführung kann diese Umsetzung zu H2O und CO2 grundsätzlich vollständig erfolgen, das Abwasser 2 enthält aber auch nach der Abwasseraufbereitung noch organische Tenside, die in einem Restwasser 32 gelöst der Kanali- sation zugefügt und nicht aufbereitet werden können. Die Quo¬ te der Wasseraufbereitung mit der beschriebenen Wasseraufbereitungsvorrichtung 1 beträgt bis zu 80%.
Das gereinigte Wasser 44 kann wie durch den Pfeil mit der Be- zifferung 44 in Figur 2 dargestellt, wieder dem Spülprozess, dargestellt durch Wassernutzungsvorrichtung 26 zugefügt werden. Das durch die beschriebene Wasseraufbereitungsvorrichtung 28 gereinigte Wasser 44 ist an sich keimfrei und weist auch bevorzugt keine Rückstände von organischen Säuren auf, für die Verwendung in der Lebensmittelindustrie kann aber ei¬ ne zusätzliche Hochtemperaturdesinfektion 24 erforderlich sein, weshalb das gereinigte Wasser 44 einer derartigen Desinfektionsvorrichtung 24 ein weiteres Mal zugefügt wird, be¬ vor es wieder für den Spülprozess zur Verfügung steht.
In Figur 3 ist die in Figur 2 schematisch beschriebene Wasseraufbereitungsvorrichtung 1 detaillierter dargestellt. Insbesondere wird in Figur 3 die Abwasseraufbereitungsvorrich- tung 28 mit der Verdampfungsvorrichtung 12 sowie der Kondensatorvorrichtung 14 und der UV-Strahlungsvorrichtung 16 sowie das Zusammenwirken einzelner Wärmetauscher 10, 11, die zur Minimierung des Energiebedarfes beitragen, erläutert.
Wie bereits schon zu Figur 2 dargelegt, wird ein Frischwasser 20 einer Umkehrosmoseanlage 18 zugefügt, das somit vorberei¬ tete Frischwasser 20' wird in einer Hochtemperaturdesinfekti- onsvorrichtung 24 auf etwa 140°C bis 150°C erhitzt, um die absolute Keimfreiheit des so behandelten Frischwassers 20'' zu gewährleisten, das in einer Wassernutzungsvorrichtung 26 als Spülwasser verwendet wird.
Folgt man dem Pfeil der mit dem Bezugszeichen 20' markiert ist, und der aus der Umkehrosmoseanlage 18 austritt, so wird das Frischwasser 20' bevor es in die Hochtemperaturdesinfek- tionsvorrichtung 24 geleitet wird, zunächst in einen Kondensator 15' geleitet, der Teil der Abwasseraufbereitungsvorrichtung 28 ist. In dem Kondensator 15' wird das Frischwasser 20' vorgeheizt, da in dem Kondensationsprozess, auf den im weiteren noch eingegangen wird, durch die Kondensation Kondensationswärme frei, wobei der Kondensator 15' als Wärmetau¬ scher fungiert und das Frischwasser 20' mit der Kondensati¬ onswärme vorheizt. Der Energiebedarf, der in der Hochtempera- turdesinfektionsvorrichtung 24 benötigt wird, und der insbesondere in Dampfform beispielsweise durch einen Dampfgenera¬ tor zugefügt wird, wird hierbei bereits verringert, da die Abwärme aus dem Kondensationsprozess gewinnbringend für die Hochtemperaturdesinfektion 24 genutzt werden kann. Die Hoch- temperaturdesinfektion 24 findet auch nur für sehr kurze Zeit statt, die ausreichend ist, alle Keime aus dem Frischwasser 20' abzutöten. Das so erhaltene Frischwasser 20'', das wie¬ derum eine relativ hohe Temperatur aufweist, wird anschlie¬ ßend durch einen weiteren Wärmetauscher 11 geschickt, in dem es wieder auf eine für den Spülvorgang brauchbare Temperatur abgekühlt wird. Der Wärmetauscher 11 und der Wärmetauscher 23 in der Hochtemperaturdesinfektionsanlage 24 stehen somit im stetigen Austausch, so dass bei diesem Prozess nur sehr wenig Wärmeenergie verloren geht. Die in dem Wärmetauscher 11 dem Frischwasser 20'' entzogene Wärme wird einer anderen Stelle des Prozesses noch eingesetzt, worauf noch eingegangen werden wird .
Grundsätzlich kann es auch zweckmäßig sein, die dem Frischwasser 20'' nach der Hochtemperaturdesinfektion entzogene Wärme zur Vorheizung des Frischwassers 20' für den Hochtempe- raturdesinfektionsprozess zu nutzen. Dies ist in dieser Form in Figur 3 nicht dargestellt, wird aber in Figur 2 durch eine Vorheizvorrichtung 22 skizziert. Ein Wärmetauscher 23 der Hochtemperaturdesinfektionsvorrichtung 24 steht somit in steten thermischen Austausch mit einem Wärmetauscher der Vorheizvorrichtung 23. Bei guter thermischer Isolation ist der für die Hochtemperaturdesinfektion benötigt und dem System stetig zuzuführende Wärmeenergie sehr gering.
Zurück zu Figur 3: Das Frischwasser 20'' wird nun der Wassernutzungsvorrichtung 26 zugefügt, es werden also wie bereits mehrfach beschrieben als Beispiel PET-Flaschen gespült. Nach dem Spülvorgang handelt es sich bei dem ehemaligen Frischwasser 20'' um ein mit organischer Säure verunreinigtes Abwasser 2. Dieses Abwasser 2 wird in der Abwasserauffangvorrichtung 8 aufgefangen und über eine Pumpe 38' zur Abwasseraufberei- tungsvorrichtung 28 gepumpt.
Im Folgenden wird nun auf die Wirkungsweise der Abwasserauf¬ bereitungsvorrichtung 28 näher eingegangen. Das relativ kalte Abwasser 2 wird in einer vorteilhaften Ausgestaltungsform zu- nächst durch einen Kondensator 15 geleitet, auf dessen Wirkungsweise später eingegangen werden wird. Wie bereits erwähnt gibt dieser Kondensator 15 Kondensationswärme ab, die zur Aufheizung des Abwassers 2 genutzt wird. Im weiteren Verlauf wird das Abwasser 2 durch den bereits erwähnten Wärme- tauscher 11 geschickt, wodurch es weiter erwärmt wird. Letzt¬ lich erfolgt noch eine weitere Aufheizung des Abwassers 2 in dem Wärmetauscher 10, wobei ein Wärmemedium 4 in thermischem Kontakt mit der Abwärme eines weiteren industriellen Prozes- ses 46 stehen kann. Das Abwasser 2 wird durch die Wärmetauscher 11 und 10 auf eine Temperatur erhitzt, die zwischen 60 °C und dem Siedepunkt des Abwassers 2 liegt. Der Siedepunkt des Abwassers kann je nach gelösten Substanzen (Essigsäure, Peressigsäure, Tenside oder Salze) um die Siedetemperatur des reinen Wassers schwanken. Es können üblicherweise Siedetempe¬ raturen zwischen 95°C und 110°C auftreten.
Das auf diese Verdunstungstemperatur vorgeheizte Abwasser 2 wird nun in die Verdampfungsvorrichtung 12 eingeleitet, und dort versprüht. Das Abwasser 2 landet auf Verdampferoberflä- chen 34, die aus unterschiedlichen Materialien, beispielsweise aus Zellulosematerialien gefertigt sein können. Die Verdampferoberflächen 34, zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass sie bezogen auf ihre Grundfläche eine sehr große Oberfläche aufweisen. Auf den Verdampferoberflächen 34 geht das Abwasser 2 durch Verdunstung in die Gasphase über, wobei das nun in gasförmiger Form vorliegende Abwasser 2 ' durch die mit 2 ' gekennzeichnete Leitung in die Kondensatorvorrichtung 14 eingeleitet wird. In der Kondensatorvorrichtung 14 sind Kondensatoren 15 und 15' angeordnet deren Wirkungsweise be¬ reits beschrieben wurde. An den Kondensatoren 15 und 15' kondensiert das Abwasser 2 ' wieder zu Wasser, das an sich nun keimfrei und gereinigt ist. Es wird als gereinigtes Wasser 44 aus der Kondensatorvorrichtung 14 abgeführt.
In der Ausgestaltung nach Figur 3 wird das Abwasser durch eine UV-Strahlungsvorrichtung 16 mit UV-Strahlen 6 bestrahlt. Bei der UV-Strahlungsvorrichtung kann es sich beispielsweise um Quecksilberdampflampen handeln, die UV-Strahlen mit der Wellenlänge von 254 nm bzw. von 184 nm erzeugen. Noch kurzwelligere UV-Strahlung wird durch einen Xenon-Excimerlaser erzeugt, die hierbei bereitgestellte UV-Strahlung liegt bei 172 nm. Insbesondere kurzwellige UV-Strahlung in dem genann- ten Bereich führt dazu, dass die in dem Abwasser 2 enthaltene Peressigsäure bzw. Essigsäure umgewandelt wird und dabei in chemische Komponenten mit einer höheren Oxidationsstufe umge¬ wandelt wird. Da in organischen Säuren, insbesondere in der Peressigsäure Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff als elementare Bestandteile zur Verfügung stehen, werden nach einer endgültigen Umwandlung die Stoffe Wasser und Kohlendioxid, gegebenenfalls auch Kohlenmonoxid übrig bleiben. Das Kohlendioxid wird aus dem Abwasser gasförmig ausgeleitet, das Wasser selber bildet wieder einen neuen Bestandteil des gereinigten Wassers 44.
Da je nach Ausgestaltungsform der Abwasseraufbereitungsvor- richtung 28 und nach Ausgestaltung der Verdampfungsoberflächen 34 bzw. auch je nach Menge des eingeleiteten Wassers 2 in einen Verdampfungs- und Kondensationszyklus nicht das ge¬ samte Abwasser 2 verdampft werden kann, sind in der Verdampfungsvorrichtung 12 Auffangtrichter 26 vorgesehen, in denen das nicht verdampfte Abwasser 2 aufgefangen wird, und durch eine Pumpe 38 aus der Verdampfungsvorrichtung 12 abgepumpt wird. Das so wieder aufgefangene Abwasser 2 wird ebenfalls durch den Kondensator 15 geleitet, es wird hierbei wieder durch die Kondensationswärme angeheizt und in einem weiteren Zyklus durch die Wärmetauscher 11 und 10 wieder zurück in die Verdampfungsvorrichtung 12 geleitet. Dies entspricht dem in Figur 2 angedeuteten Pfeil 30, der eine Rückleitung des Abwassers 2 zur nochmaligen iterativen Verdunstung und Kondensation zurückführt. Im Weiteren besteht noch eine Leitung zwischen der Kondensationsvorrichtung 14 und der Verdampfungsvorrichtung 12, wobei durch ein Gebläse 40 Luft durch eine Luftausgleichsvorrichtung 42 zwischen diesen beiden Vorrichtungen 12, 14 ausgetauscht wird. Ein geringer Teil des Abwassers 2, der noch mit Tensiden belastet ist, und durch die beschriebene Vorrichtung nicht wie¬ der aufbereitet werden kann, wird als Restwasser 32 der Kanalisation zugeführt. Das gereinigte Wasser 44 kann nun wieder dem Spülprozess bzw. der Wassernutzungsvorrichtung 26 zugeführt werden. Hierfür gibt es zwei Alternativen. Für extrem hohe Ansprüche, was die Keimfreiheit angeht, kann das gereinigte Wasser 44 ein weite- res Mal der Hochtemperaturdesinfektion 24 unterzogen werden und über den Umweg als Frischwasser 20'' durch den Wärmetauscher 11 zur Wassernutzungsvorrichtung 26 geleitet werden. Da das gereinigte Wasser an sich bereits nahezu keimfrei ist, kann es in verschiedenen Anwendungsfällen zweckmäßig sein, eine direkte Leitung, die in Figur mit 44' gestrichelt darge¬ stellt ist, zur Wassernutzungsvorrichtung 26 zu führen und dieses gereinigte Wasser 44 dort direkt wieder einzuspeisen. In diesem Fall könnte eine energetisch aufwändige Hochtempe- raturdesinfektion entfallen.
In Figur 4 ist eine alternative Ausgestaltungsform der Abwasseraufbereitungsvorrichtung 28 aus Figur 3 gegeben. Die Darstellung nach Figur 4 unterscheidet sich von der Figur 3 dar- in, dass die UV-Strahlungsvorrichtung 16 nicht in der Verdampfungsvorrichtung 12 angeordnet ist, sondern dass das verdunstete Abwasser 2' durch einen photokatalytischen Reaktor 48 geleitet wird, wobei die UV-Strahlungsvorrichtung 16 in diesem Reaktor 48 angeordnet sind. Die UV-Strahlung 6 wirkt somit auf das Abwasser 2 in verdunsteter Form 2' . Es werden in dem photokatalytischen Reaktor 48 auch Photokatalysatoren eingesetzt, wobei insbesondere Titanoxid als Photokatalysator zweckdienlich ist. Nach der Behandlung im photokatalytischen Reaktor 48 wird das Abwasser 2' in verdampfter Form wie be- reits gemäß Figur 3 beschrieben in die Kondensatorvorrichtung 14 eingeleitet und dort kondensiert.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Wiederaufbereitung eines Abwassers (2) aus einem industriellen Prozess, das eine organische Säure auf- weist, umfassend folgende Schritte:
Einleiten des Abwassers in einen Wärmetauschprozesses, wobei ein Wärmetauschmedium (4) eingesetzt wird, so dass das zu be¬ handelnden Abwasser (2) auf eine Verdunstungstemperatur aufgeheizt wird, die zwischen 60 ° C und dem Siedepunkt des Ab- wassers (2) liegt,
wonach das Abwasser teilweise verdunstet und anschließend wieder kondensiert, wobei das Abwasser (2) während des Ver- dunstungs- und Kondensationsprozesses in der flüssigen Phase und/oder Gasphase mit UV-Strahlung (6) bestrahlt wird, wo- durch zumindest teilweise eine chemische Umsetzung der orga¬ nischen Säure in H2O und Kohlenstoffoxid erfolgt und wobei anschließend der kondensierte Teil des gereinigten Abwassers (24) in einen industriellen Prozess zurück geführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdunstungs- und Kondensationsprozess wiederholt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmtauschmedium (4) in einem thermischen Kreislauf mit Abwärme aus einem zweiten Thermischen Prozess steht.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Strahlung (6) eine Wellenlänge von weniger oder gleich 254 nm, bevorzugt weniger oder gleich 184 nm oder besonders bevorzugt weniger oder gleich 172 nm aufweist .
5 Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass zur Umsetzung der organischen Säure in H2O und Kohlenstoffoxid zusätzlich Katalysatoren eingesetzt werden .
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Photokatalysatoren eingesetzt werden, die durch Bestrahlung mit UV-Licht OH-Radikale erzeugen.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Titanoxid als Photokatalysator verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Frischwasser (20) für einen industriel¬ len Prozess aufbereitet wird und dabei einer Temperaturbe- handlung von über 100° C unterzogen wird, wobei das Frischwasser (20) zur Vorheizung für die Temperaturbehandlung in thermischer Wechselwirkung mit der Kondensatorvorrichtung (14) steht.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass Frischwasser (20) für einen indus¬ triellen Prozess aufbereitet wird und dabei einer Temperatur¬ behandlung von über 100° C unterzogen wird, wobei dem temperaturbehandelten Frischwasser (20) Wärme durch einen Wärme- tauscher (11) entzogen wird, die wiederum dem Abwasser (2) zugefügt wird und die zur Aufheizung des Abwassers (2) auf die Verdunstungstemperatur beiträgt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, da- durch gekennzeichnet, dass Frischwasser (20) für einen indus¬ triellen Prozess aufbereitet wird und dabei einer Temperatur¬ behandlung von über 100° C unterzogen wird, wobei dem temperaturbehandelten Frischwasser (20) Wärme durch einen Wärme- tauscher entzogen wird, die wiederum zum Aufheizen des
Frischwassers vor der Temperaturbehandlung dient.
11. Wasseraufbereitungsvorrichtung zur Wiederaufbereitung ei- nes, eine organische Säure enthaltenden Abwassers (2), umfas¬ send eine Abwasserauffangvorrichtung (8), dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmetauscher (10) zur Aufheizung des Abwassers (2) auf eine Verdunstungstemperatur zwischen 60° C und dem Siedepunkt des Abwassers (2), sowie eine Verdamp- fungsvorrichtung ( 12 ) vorgesehen sind, wobei die Verdampfungsvorrichtung (12) zur teilweisen Verdunstung des aufgeheizten Abwassers (2) dient, wonach ein Kondensator (14) zur Kondensation des verdunsteten Abwassers (2') angeordnet ist und dass eine UV-Strahlungsvorrichtung (16) vorgesehen ist die zur Bestrahlung des aufgeheizten Abwassers (2) in flüssiger Phase und/oder gasförmigen Phase dient, wobei eine Umsetzung der organischen Säure in H2O und ein Kohlenstoffoxid erfolgt.
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