NL8120352A - - Google Patents
Download PDFInfo
- Publication number
- NL8120352A NL8120352A NL8120352A NL8120352A NL8120352A NL 8120352 A NL8120352 A NL 8120352A NL 8120352 A NL8120352 A NL 8120352A NL 8120352 A NL8120352 A NL 8120352A NL 8120352 A NL8120352 A NL 8120352A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- wastewater
- impurities
- water
- component
- boiler
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/722—Oxidation by peroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/26—Treatment of water, waste water, or sewage by extraction
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/16—Nitrogen compounds, e.g. ammonia
- C02F2101/18—Cyanides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
- C02F2101/22—Chromium or chromium compounds, e.g. chromates
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
Afvalwaterbehandelingswerkwi j z e.Wastewater treatment process e.
. j . 81 2 03 5 2. j. 81 2 03 5 2
Achtergrond van de uitvinding.Background of the invention.
Er Is een groeiende verontrusting van de zijde van biologen, industriëlen, federale, landelijke en plaatselijke wetgevende lichamen en van de bevolking in 5 het algemeen inzake de beheersing van industriële vervuiling van de omgeving. Vervuiling van lucht en oppervlaktewateren door direkte emissie van afvalstoffen uit industriële bedrijven in de lucht en in meren en stromen geeft reeds vele jaren aanleiding tot bezorgdheid. 10 Meer recent is de vervuiling van grondwater evenals van lucht en oppervlaktewateren, ten gevolge van de opslag van vaste en vloeibare afvalstoffen op afval-stortplaatsen, als een ernstig probleem onderkend.There is growing concern from biologists, industrialists, federal, state and local legislative bodies and from the general public about the industrial pollution control of the environment. Pollution of air and surface waters from direct emissions of waste from industrial companies into the air and into lakes and streams has been a cause of concern for many years. More recently, pollution of groundwater, as well as of air and surface waters, due to the storage of solid and liquid waste at landfills, has been identified as a serious problem.
Federale en landelijke wetten, gemeentelijke verordeningen 15 en voorschriften zoals gesteld door de EPA, waardoor de strengheid van de vervuilingsstandaarden wordt verhoogd, worden bijna continu vastgesteld en uitgevaardigd. Hoewel de ideale standaard vanuit het oogpunt van bescherming van de omgeving ligt bij een afgifte nul 20 van vervuilende stoffen, voor vele gebieden van de technologie, wordt in hoge mate gemeend dat deze standaard momenteel niet praktisch is en normen zijn dienovereenkomstig vastgesteld op niveaus die toelaatbaar worden geacht.Federal and state laws, municipal ordinances 15, and regulations as set by the EPA, which increase the severity of pollution standards, are established and enacted almost continuously. Although the ideal standard from the point of view of environmental protection is at zero-emission of pollutants, for many areas of the technology, it is widely believed that this standard is currently impractical and standards have been set accordingly at levels that are permissible are expected.
25 De tegenwoordige werkwijzen voor de behandeling van industrieel afvalwater omvatten ionenuitwisseling, omgekeerde osmose, verdamping, filtratie en chemische vernietiging van verontreinigingen. Het gebruik van deze werkwijzen, die hierna meer in detail worden besproken, 30 zijn niet succesvol voor het economisch bereiken van het > uiteindelijke doel van een afvoer nul van vloeibare i afvalstof.Current methods of treating industrial wastewater include ion exchange, reverse osmosis, evaporation, filtration and chemical destruction of contaminants. The use of these methods, discussed in more detail below, have been unsuccessful in economically achieving the ultimate goal of a zero waste liquid effluent.
Bij ionenuitwisselingwerkwijzen wordt het afval-materiaal gevoerd door een bed van vaste ionenuitwisselen-35 de harsen. Een omkeerbare chemische reactie vindt plaats tussen de ionenuitwisselende harsen en het afvalmateriaal door middel waarvan de schadelijke ionen die zich in het afvalmateriaal bevinden worden uitgewisseld tegen 8120352 - 2 - niet-vervuilende ionen uit de ionenuitwisselende harsen.In ion exchange processes, the waste material is passed through a bed of solid ion exchange resins. A reversible chemical reaction takes place between the ion exchange resins and the waste material by means of which the harmful ions contained in the waste material are exchanged for 8120352-2 non-polluting ions from the ion exchange resins.
Het gereinigde afvalmateriaal kan dan afgevoerd worden of teruggevoerd naar het proces waaruit het afvalmateriaal ontstond. Tegelijkertijd worden de ionenuitwisselende harsen 5 verontreinigd en moeten worden gereinigd en geregenereerd door terugwassing. Bij het proces van terugwassing van de ionenuitwisselende harsen ontstaat afvalwater dat sterker verontreinigd is dan het oorspronkelijke afvalwater en dat op een of andere wijze moet worden afgevoerd. Ook is 10 de werkwijze duur en de ionen-uitwisselende harsen moeten periodiek worden vervangen.The cleaned waste material can then be removed or returned to the process from which the waste material originated. At the same time, the ion exchange resins 5 are contaminated and must be cleaned and regenerated by backwashing. The process of backwashing the ion exchange resins produces wastewater that is more contaminated than the original wastewater and that must be disposed of in some way. Also, the process is expensive and the ion exchange resins have to be replaced periodically.
Omgekeerde osmose is in sommige gevallen effectief maar wordt beperkt tot de typen van toepassingen waarbij deze kan worden gebruikt omdat calciumzouten zich afzetten 15 in de half-doorlatende membranen en de meeste industriële processen omvatten een kalkbehandeling waardoor aanvullend calcium ontstaat dat de membranen verder vervuilt. Bovendien zullen chroomzuur en hoge pH cyanidebaden de membranen aantasten en vernietigen.Reverse osmosis is effective in some cases, but is limited to the types of applications where it can be used because calcium salts deposit in the semipermeable membranes and most industrial processes involve lime treatment causing additional calcium to further contaminate the membranes. In addition, chromic acid and high pH cyanide baths will attack and destroy the membranes.
20 Bij verdampingsprocessen gaat het afvalmateriaal door ëën of meer verdampeenheden die het materiaal concentreren voor verdere behandeling. Een voorbeeld van een dergelijk verdampingsproces is beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.973.987 van Hewitt en anderen. 25 Verdampingsprocessen hebben de bezwaren dat de verdampings-eenheden relatief duur zijn en aanmerkelijke hoeveelheden energie vereisen. Daar energie minder overvloedig wordt en duurder zal het moeilijker worden om het gebruik van deze werkwijze te rechtvaardigen dan nu het geval is.In evaporation processes, the waste material passes through one or more evaporation units that concentrate the material for further treatment. An example of such an evaporation process is described in U.S. Patent 3,973,987 to Hewitt et al. Evaporation processes have the drawbacks that the evaporation units are relatively expensive and require significant amounts of energy. As energy becomes less abundant and more expensive, it will become more difficult to justify the use of this method than is currently the case.
30 Indien bovendien het afvalmateriaal cyanide bevat in relatief hoge concentraties en voldoend hoge zwavelionen-concentraties zal de overdracht van cyanide in het "gereinigde" water een moeilijkheid vormen.Moreover, if the waste material contains cyanide in relatively high concentrations and sufficiently high sulfur ion concentrations, the transfer of cyanide into the "cleaned" water will pose a difficulty.
Chemische destructiemethoden zijn wellicht het 35 meest gebruikelijk en lenen zichzelf zowel voor continue als voor charge-gewijze bewerkingen en kunnen worden gebruikt voor kleine of grotere hoeveelheden afvalmateriaal. De meeste giftige verontreinigingen kunnen tot een acceptabel niveau worden gereduceerd maar enkele, zoals 40 cadmium, veroorzaken moeilijkheden waardoor niet aan de 8120352 - 3 - tegenwoordige en de te verwachten verontreinigingsnormen zal kunnen worden voldaan. Een afvoer van nagenoeg nul kan gedurende een korte tijdsperiode worden bereikt door chemische destructiemethoden door recirculatie van het 5 behandelde afvalmateriaal. Oplosbare zouten zullen zich echter ophopen in het behandelde afvalmateriaal en dientengevolge kan het behandelde afvalmateriaal slechts enkele keren worden gerecirculeerd. Op een bepaald moment is het noodzakelijk het gerecirculeerde afvalmateriaal 10 af te voeren, in welk materiaal oplosbare verontreinigingen zich in een hoge concentratie hebben opgehoopt.Chemical destruction methods are perhaps the most common and lend themselves to both continuous and batch operations and can be used for small or larger amounts of waste material. Most toxic contaminants can be reduced to an acceptable level, but a few, such as 40 cadmium, create difficulties that will make it impossible to meet the 8120352-3 current and expected pollution standards. Virtually zero discharge can be achieved for a short period of time by chemical destruction methods by recycling the treated waste material. However, soluble salts will accumulate in the treated waste material and as a result, the treated waste material can be recycled only a few times. At some point it is necessary to discharge the recycled waste material 10, in which material soluble impurities have accumulated in a high concentration.
Filtratiemethoden zijn lang gebruikt voor afscheiding van verontreinigingen uit industrieel afvalwater, maar opgeloste verontreinigingen moeten eerst worden 15 neergeslagen om hen te verwijderen. Gebruik van chemische neerslagmiddelen kan aanvullende verontreinigingen veroorzaken in het "gereinigde" water. Dientengevolge is deze methode niet slechts beperkt tot verontreinigingen die kunnen worden neergeslagen, maar de methode kan 20 ook langzaam, kostbaar en/of gedeeltelijk zichzelf verhinderend zijn.Filtration methods have long been used to separate contaminants from industrial wastewater, but dissolved contaminants must first be precipitated to remove them. The use of chemical precipitants can cause additional contaminants in the "cleaned" water. As a result, this method is not limited only to impurities that can be precipitated, but the method can also be slow, costly and / or partially self-preventing.
Samenvatting van de uitvindingSummary of the invention
Het is dientengevolge een doel van deze uitvinding een werkwijze en stelsel te verschaffen voor het 25 economisch verwijderen van onzuiverheden uit industrieel afvalwater.Accordingly, it is an object of this invention to provide a method and system for economically removing impurities from industrial wastewater.
Het is een ander doel een economisch toepasbare werkwijze te verschaffen voor een afvoer van verontreinigingen in vloeibaar afvalmateriaal nagenoeg gelijk 30 aan nul.It is another object to provide an economically applicable method for the discharge of impurities in liquid waste material substantially equal to zero.
Het is een ander doel de energiekosten voor het verwijderen van onzuiverheden uit industrieel afvalwater minimaal te maken.Another aim is to minimize the energy costs for removing impurities from industrial wastewater.
Het is een ander doel een werkwijze en stelsel 35 te verschaffen voor het recirculeren van afvalmateriaal binnen een industrieel proces voor uitgestrekte tijdsperioden.It is another object to provide a method and system 35 for recycling waste material within an industrial process for extended periods of time.
Het is een ander doel een werkwijze te verschaffen voor het verwijderen van organische onzuiverheden uit 40 afvalwater.It is another object to provide a method for removing organic impurities from waste water.
81 2 0 3 5 2.81 2 0 3 5 2.
- 4 -- 4 -
Het is nog een ander doel een werkwijze en stelsel te verschaffen voor het scheiden van organische samenstellingen uit zware metaalzouten en voor het verwijderen van zware metaalzouten in een vorm geschikt 5 voor recirculatie door de gebruikers of vervaardigers van het metaal.It is yet another object to provide a method and system for separating organic compositions from heavy metal salts and for removing heavy metal salts in a form suitable for recycling by the users or fabricators of the metal.
Het is nog een ander doel een werkwijze en stelsel te verschaffen voor het verwijderen van onzuiverheden uit industrieel afvalwater wat resulteert in een 10 minimaal gebruik van te verwerken water voor het industrieel proces.It is yet another object to provide a method and system for removing impurities from industrial wastewater resulting in minimal use of water to be processed for the industrial process.
Het is een ander doel een werkwijze en stelsel te verschaffen voor het op economische wijze bereiken van een afvoer nul van vloeibaar afvalmateriaal bij de 15 behandeling van industrieel afvalwater onder gebruikmaking van een uitrusting die niet slechts gemakkelijk in de handel verkrijgbaar is, maar die in hoge mate reeds aanwezig zal zijn in stelsels die in bedrijf zijn.It is another object to provide a method and system for economically achieving a zero discharge of liquid waste material in the treatment of industrial wastewater using equipment which is not only readily available commercially but which is in high will already be present in operating systems.
Overeenkomstig deze uitvinding verschaft deze 20 een werkwijze voor het reinigen van afvalwater van een industrieel proces omvattende het brengen van het afvalwater in een stoomketel, het verwarmen van het afvalwater in de ketel voor het produceren van een stoomcomponent en een vloeibare component met geconcentreerde onzuiverheden, 25 het verwijderen van stoom uit de ketel en het gebruik ervan voor een industrieel doel zoals voor verwarming of een , bron van energie voor het verschaffen van mechanische beweging, en verwijdering uit de ketel van ten minste een deel van de vloeibare component die een hoge con-30 centratie aan opgeloste zouten en mogelijke neergeslagen vaste stoffen bezit. De gecondenseerde stoom wordt gerecirculeerd naar de ketel of gebruikt in het industriële proces.In accordance with the present invention, it provides a method of cleaning wastewater from an industrial process comprising introducing the wastewater into a steam boiler, heating the wastewater into the boiler to produce a steam component and a liquid component with concentrated impurities, removing steam from the boiler and using it for an industrial purpose such as for heating or a source of energy to provide mechanical movement, and removing from the boiler at least a portion of the liquid component having a high concentration Has a concentration of dissolved salts and possible precipitated solids. The condensed steam is recycled to the boiler or used in the industrial process.
Bij de voorkeurswerkwijze voor toepassing van 35 deze uitvinding worden gesuspendeerde vaste stoffen, en oplosbare en/of onoplosbare organische stoffen zoals olie uit het afvalwater verwijderd voordat dit in de ketel wordt gebracht.In the preferred method of practicing this invention, suspended solids, and soluble and / or insoluble organics such as oil are removed from the wastewater before it is put into the boiler.
Het gebruik van een stoomketel', voor het concen-40, treren van onzuiverheden en het gelijktijdig produceren 8120352 - 5 - van stoom voor gebruik als een energiebron voldoet aan de bovengestelde doeleinden. Verrassenderwijs kan industrieel afvalwater veilig en zonder bezwaar voor de ketel worden gebruikt als voedingswater voor een stoomketel.The use of a steam boiler for concentrating impurities and simultaneously producing steam 8120352-5 for use as an energy source fulfills the above purposes. Surprisingly, industrial waste water can be used safely and without objection for the boiler as feed water for a steam boiler.
5 Dit gaat in tegen de gebruikelijke mening betreffende de kwaliteitseisen voor het voedingswater van een ketel, welke ervan uitgaan dat ketelvoedingswater zo zuiver mogelijk moet zijn om corrosie en neerslagvorming in de ketel te voorkomen. Door neerslagvorming wordt niet slechts 10 de mate van warmte-overdracht verminderd en de hoeveelheid benodigde brandstof vergroot, maar er kunnen ook hete plekken worden veroorzaakt resulterend in het doorbranden van het warmte-overdragende oppervlak.5 This goes against the usual opinion regarding the quality requirements for the boiler feed water, which assume that boiler feed water must be as pure as possible to prevent corrosion and precipitation in the boiler. Precipitation not only reduces the rate of heat transfer and increases the amount of fuel required, but hot spots can also be caused resulting in the heat transfer surface burning out.
De beschreven werkwijze is zeer bruikbaar bij 15 bestaande uitrusting voor vele industriële werkzaamheden en bruikbaar bij bestaande stoomketels in de inrichting.The described method is very useful with existing equipment for many industrial activities and useful with existing steam boilers in the device.
Zeer weinig extra energie is vereist voor de ketel om stoom te produceren uit het verontreinigde industriële afvalwater in vergelijking met het gebruikelijke zeer 20 zuivere ketelvoedingswater. De werkwijze en het stelsel zijn dus relatief economisch en energie-efficiënt en voegen slechts enkele procenten toe aan de kosten van de energie die in een industriële installatie wordt gebruikt. Het bijzondere rendement resulteert eveneens uit de 25 recirculatie van het behandelde afvalwater naar het industriële proces dat het afvalwater produceert. Zo is in veel gevallen het behandelde water voldoende zuiver om gebruikt te worden als al of een deel van het te verwerken water vereist voor het industriële proces.Very little additional energy is required for the boiler to produce steam from the contaminated industrial wastewater as compared to the usual very pure boiler feed water. Thus, the method and system are relatively economical and energy efficient, adding only a few percent to the cost of the energy used in an industrial installation. The special efficiency also results from the recirculation of the treated waste water to the industrial process that produces the waste water. In many cases, for example, the treated water is sufficiently pure to be used if all or part of the water to be processed is required for the industrial process.
30 In aanvulling daarop kunnen waardevolle chemicaliën worden teruggewonnen uit de waterige fase die hoge concentraties zouten bevat gevormd in de stoomopwekkingseenheid.In addition, valuable chemicals can be recovered from the aqueous phase containing high concentrations of salts formed in the steam generating unit.
De geconcentreerde waterige fase gevormd in de stoomopwekkingseenheid die neerslagen kan bevatten, kan verder 35 worden geconcentreerd door uitdrijving van niet-giftige bestanddelen zodat slechts een geringe hoeveelheid giftige bestanddelen achterblijft, die gemakkelijk en veilig afgevoerd kunnen worden. Metaalzouten in de vorm van nagenoeg zuivere kristallen kunnen worden verkregen 40 door verdamping van water vanuit de geconcentreerde waterige 8120352 - 6 - fase verwijderd uit de ketel.The concentrated aqueous phase formed in the steam generating unit which can contain precipitates can be further concentrated by extrusion of non-toxic components to leave only a small amount of toxic components which can be easily and safely removed. Metal salts in the form of substantially pure crystals can be obtained by evaporation of water from the concentrated aqueous 8120352-6 phase removed from the kettle.
Korte beschrijving van de tekeningenBrief description of the drawings
Voor een beter begrip van de uitvinding wordt verwezen naar de volgende beschrijving van een voorkeurs-5 uitvoeringsvorm daarvan, aan de hand van de figuren van de bijbehorende tekening, waarin: fig. 1 een schema toont van een stelsel overeenkomstig deze uitvinding waarin een werkwijze is weergegeven eveneens overeenkomstig daarmee; 10 fig. 2 een doorsnede toont over een vlampijpketel bruikbaar bij een stelsel volgens de onderhavige uitvinding; fig. 3 een schema toont voor het weergeven van wijzigingen ten opzichte van het stelsel weergegeven in 15 fig. 1.For a better understanding of the invention, reference is made to the following description of a preferred embodiment thereof, with reference to the figures of the accompanying drawing, in which: figure 1 shows a diagram of a system according to this invention in which a method is also shown accordingly; Fig. 2 shows a section through a fire tube boiler usable in a system according to the present invention; Figure 3 shows a diagram for showing changes from the system shown in Figure 1.
Kruis-verwijzing naar samenhangende octrooiaanvragen.Cross-reference to related patent applications.
Deze octrooiaanvrage vormt een gedeeltelijke voortzetting van aanvrage serie Nr. 65.816 ingediend 13 augustus 1979 die een gedeeltelijke voortzetting was 20 van octrooiaanvrage serie Nr. 907.190 ingediend 18 mei 1978. Gedetailleerde beschrijving van de uitvindingThis patent application is a partial continuation of application Serial No. 65,816 filed August 13, 1979 which was a partial continuation of patent application Serial No. 907,190 filed May 18, 1978. Detailed description of the invention
Bij het uitvoeren van deze uitvinding wordt vloeibaar afvalwater vanuit een industrieel proces gebracht in een stoomketel voor het produceren van stoom en een 25 vloeibaar bestanddeel verrijkt aan onzuiverheden. De voeding van de ketel kan bestaan uit elk industrieel afvalmateriaal en deze uitvinding is niet beperkt maar is bijzonder bruikbaar voor die industriële afvalmaterialen die een hoge concentratie aan zware metaalzouten bevatten.In the practice of this invention, liquid wastewater from an industrial process is introduced into a steam boiler to produce steam and a liquid component enriched in impurities. The boiler feed can be any industrial waste material and this invention is not limited but is particularly useful for those industrial waste materials containing a high concentration of heavy metal salts.
30 De uitvinding zal dientengevolge in detail worden beschreven onder bijzondere verwijzing naar metaalbehandelingen, omvattende metaaloppervlakafwerking, metaalbekleding, beitsen en soortgelijke werkwijzen waarbij het afvalwater hoge concentraties aan zware metaalzouten bevat.Accordingly, the invention will be described in detail with particular reference to metal treatments, including metal surface finishing, metal cladding, pickling and similar processes in which the wastewater contains high concentrations of heavy metal salts.
35 Materialen die aanwezig kunnen zijn in het afval water omvatten maar zijn niet beperkt tot zouten van één of meer van de elementen omvattende aluminium, kobalt, koper, nikkel, cadmium, zink, chroom, goud, zilver, antimoon, lood, rhodium, iridium, palladium, molybdeen, 40 ijzer, tin, arseen, barium, borium, calcium, lithium, 8120352 - 7 - magnesium, mangaan, kwik, kalium, natrium en titaan. De anionen die aanwezig kunnen zijn omvatten maar zijn niet beperkt tot fluoride, chloride, sulfaat, nitraat, cyanaat, en cyanide. Koolstofpoeder kan eveneens aanwezig zijn.Materials that may be present in the waste water include but are not limited to salts of one or more of the elements including aluminum, cobalt, copper, nickel, cadmium, zinc, chrome, gold, silver, antimony, lead, rhodium, iridium , palladium, molybdenum, 40 iron, tin, arsenic, barium, boron, calcium, lithium, 8120352 - 7 - magnesium, manganese, mercury, potassium, sodium and titanium. The anions that may be present include but are not limited to fluoride, chloride, sulfate, nitrate, cyanate, and cyanide. Carbon powder can also be present.
5 De concentratie aan onzuiverheden in het voedings- water kan op elk niveau zijn maar bij de meest efficiënte werking van een industriële installatie zal deze meestal liggen vanaf een niveau waarbij de concentratie aan onzuiverheden bijna te hoog is om bruikbaar te zijn bij 10 het industriële proces tot aan zijn verzadigingspunt onder omgevingsomstandigheden. Hoewel vaste stoffen bevattend voedingswater in de ketel zou kunnen worden gebracht, worden bij de voorkeursuitvoeringsvorm vaste stoffen uit de vloeistof afgescheiden, zoals door bezinking, en 15 de helder gemaakte vloeistof wordt aan de ketel toegevoerd. Een dergelijke helder gemaakte vloeistof zal normaal verzadigd zijn met ten minste de component waaruit de vaste stoffen bij omgevingstemperatuur, bijv. ongeveer 10 tot ongeveer 30°C, ontstaan. In het bijzonder zal het afval-20 water dat aan de ketel wordt toegevoerd van ongeveer 200 gewichts ppm tot ongeveer 10 000 gewichts ppm bevatten en gewoonlijk ongeveer 2 000 gewichts ppm aan opgeloste zouten, maar ook kunnen hoeveelheden van opgeloste zouten van 30 000 ppm en hoger aanwezig zijn.5 The concentration of impurities in the feed water can be at any level, but in the most efficient operation of an industrial installation it will usually be from a level where the concentration of impurities is almost too high to be useful in the industrial process to its saturation point under ambient conditions. Although solids containing feed water could be introduced into the kettle, in the preferred embodiment, solids are separated from the liquid, such as by settling, and the clarified liquid is supplied to the kettle. Such a clarified liquid will normally be saturated with at least the component from which the solids are generated at ambient temperature, e.g., about 10 to about 30 ° C. In particular, the waste water supplied to the boiler will contain from about 200 ppm by weight to about 10,000 ppm by weight and usually will contain about 2,000 ppm by weight of dissolved salts, but also amounts of dissolved salts of 30,000 ppm and higher up.
25 Bij de voorkeurswerkwijze voor uitvoering van deze uitvinding is de voeding van de ketel afvalwater dat ten minste gedeeltelijk is onderworpen aan bepaalde neerslag van zware metalen met geschikte neerslagmiddelen. Kalk en natriumhydroxyde zijn geschikte neerslagmiddelen 30 en de keuze van de ene of de andere, of eventueel van nog een ander middel zal afhangen van de bepaalde omstandigheden waaronder de werkwijze wordt uitgevoerd.In the preferred method of practicing this invention, the feed of the boiler is wastewater that has been at least partially subjected to certain heavy metal deposition with suitable precipitants. Lime and sodium hydroxide are suitable precipitants and the choice of one or the other, or optionally of yet another, will depend on the particular conditions under which the process is carried out.
Het gebruik van kalk heeft het voordeel dat de concentratie aan opgeloste zouten zal toenemen met een relatief 35 geringe snelheid in verband met de geringe oplosbaarheid van calciumzouten, in het bijzonder het carbonaat.The use of lime has the advantage that the concentration of dissolved salts will increase at a relatively slow rate because of the low solubility of calcium salts, in particular the carbonate.
Kalk heeft het bezwaar dat het de concentratie aan kalium op een niveau houdt waarbij zich enige afzetting in de ketel kan vormen.Lime has the drawback that it keeps the concentration of potassium at a level at which some deposits can form in the kettle.
40 Anderzijds maakt het gebruik van natriumhydroxyde 8120352 - 8 - als een neërslagmiddel het mogelijk de uitvinding uit te voeren met nagenoeg vrij van afzetting vormende materialen. Met het oog op de grote oplosbaarheid van natriumsamen-stellingen zal echter de concentratie aan opgeloste zouten 5 sneller toenemen dan wanneer kalk wordt gebruikt. De ketel kan de concentratie aan natriumzouten op een acceptabel niveau houden maar tijdens perioden waarbij de ketel niet noodzakelijk is voor het produceren van energie, zoals gedurende de zomer wanneer de ketel niet gebruikt wordt 10 voor het produceren van stoom voor verwarming, kan kalk als stof worden gekozen, ten minste gedurende de stilstands-periode van de ketel.On the other hand, the use of sodium hydroxide 8120352-8 as a precipitant makes it possible to practice the invention with substantially free of deposit materials. However, in view of the high solubility of sodium compositions, the concentration of dissolved salts will increase faster than when lime is used. The boiler can keep the concentration of sodium salts at an acceptable level, but during periods when the boiler is not necessary to produce energy, such as during the summer when the boiler is not used to produce steam for heating, lime can be used as dust be selected, at least during the shutdown period of the boiler.
Vele soorten afvalwater, in het bijzonder die van metaalbekledingsprocessen, bevatten met water mengbare 15 en/of met water niet mengbare organische bestanddelen en/of materialen zoals aceton, roestwerende oliën, organische heldermakers, zoals benzaldehyde, gechloreerde oplosmiddelen zoals perchloorethyleen ,en trichloorethyleen en organisch-metallische samenstellingen. Indien deze organische 20 onzuiverheden in de ketel worden gebracht zullen zij in dampvorm overgaan en in het condensaat terechtkomen en daardoor in zekere mate het gezuiverde water verontreinigen. Bij de voorkeurswerkwijze voor toepassing van de uitvinding worden de organische onzuiverheden uit het afvalwater 25 verwijderd voordat dit in de ketel wordt gebracht. Bij de voorkeurswerkwijze voor verwijdering van organische onzuiverheden uit afvalwater voordat dit in de ketel wordt gebracht, wordt het afvalwater in aanraking’ gebracht met een in water onoplosbare organische samenstelling 30 waarin de organische onzuiverheden oplosbaar zijn, waardoor de organische onzuiverheden uit het water worden verwijderd. Olie is een voorkeurs-organisch verwijderingsmiddel daar het reeds in het stelsel aanwezig kan zijn, bijv. ten gevolge van zijn gebruik als een roestwerend middel en 35 voordeel kan worden getrokken van zijn niet mengbaarheid met water, dichtheid en mengbaarheid met organische onzuiverheden. Verrassenderwijs worden organische bestanddelen die oplosbaar zijn in water, zoals heldermakers als bijv. benzaldehyde, evenals de niet met water meng-40 bare materialen door de olie verwijderd. Bij de voor- 8120352 - 9 - keurswerkwijze voor verwijdering van organische onzuiverheden wordt afvalwater dat de organische onzuiverheden bevat gevoerd door een laag olie die op een hoeveelheid afvalwater drijft, zoals dit in detail hieronder wordt 5 beschreven, bij bespreking van fig. 3.Many types of wastewater, especially those from metal cladding processes, contain water-miscible and / or water-immiscible organic ingredients and / or materials such as acetone, anti-rust oils, organic brighteners such as benzaldehyde, chlorinated solvents such as perchlorethylene, and trichlorethylene and organic -metallic compositions. When these organic impurities are introduced into the kettle, they will vaporize and enter the condensate, thereby contaminating the purified water to some extent. In the preferred method of practicing the invention, the organic impurities are removed from the waste water before it is introduced into the boiler. In the preferred method of removing organic impurities from waste water before it is introduced into the kettle, the waste water is contacted with a water-insoluble organic composition 30 in which the organic impurities are soluble, thereby removing the organic impurities from the water. Oil is a preferred organic remover since it may already be present in the system, eg due to its use as an anti-rust agent and take advantage of its immiscibility with water, density and miscibility with organic impurities. Surprisingly, water-soluble organic ingredients such as brighteners such as benzaldehyde, as well as the water-immiscible materials, are removed by the oil. In the preferred method for removing organic impurities, wastewater containing the organic impurities is passed through a layer of oil floating on an amount of wastewater, as described in detail below, upon discussion of Fig. 3.
Deze werkwijze voor verwijdering van organische bestanddelen uit afvalwater kan worden gebruikt bij zuiveringswerkwijzen anders dan die waarbij gebruik wordt gemaakt van een ketel voor het scheiden van anorganische 10 onzuiverheden zoals omgekeerde osmose, en is niet beperkt tot het gebruik van een ketel voor het concentreren van onzuiverheden.This method of removing organic matter from wastewater can be used in purification processes other than those using a kettle for separating inorganic impurities such as reverse osmosis, and is not limited to using a kettle for concentrating impurities .
Teneinde corrosie in de ketel te verminderen kan de voeding zodanig worden ingesteld op een pH dat de 15 pH van het afvalwater in de ketel ligt in het gebied van 8 tot 10. Geschikte bestanddelen voor het regelen van het pH-niveau en voor een minimale afzettingsontwikkeling worden hieronder meer in detail besproken.In order to reduce corrosion in the kettle, the feed can be adjusted to a pH such that the pH of the waste water in the kettle is in the range of 8 to 10. Suitable ingredients for controlling the pH level and for minimal deposition development are discussed in more detail below.
De ketel kan worden bedreven met elke druk waarvoor 20 deze werd ontworpen en de werkdruk zal gewoonlijk worden bepaald door de aard van het stoomgebruik. Indien bijvoorbeeld stoom wordt gebruikt voor verwarming kan de ketel werken beneden een druk van 15 psig, terwijl indien stoom wordt gebruikt voor het verschaffen van mechanische energie 25 de druk zo hoog kan zijn als die waardoor de ketel werd ontworpen.The boiler can be operated at any pressure for which it has been designed and the operating pressure will usually be determined by the nature of the steam usage. For example, if steam is used for heating, the kettle may operate below a pressure of 15 psig, while if steam is used to provide mechanical energy, the pressure may be as high as that by which the kettle was designed.
Verrassenderwijs is gebleken, dat de aanwezigheid van cyanide in een lage concentratie binnen de ketel een gunstig effekt heeft om corrosie te voorkomen. Hoewel 30 het mechanisme niet bekend is, wordt gemeend dat het cyanide werkt als een spoeling voor eventueel aanwezige oxydatiemiddelen. Dientengevolge wordt bij de voorkeurswijze van uitvoering van deze werkwijze een lage concentratie aan cyanide gehandhaafd binnen de ketel.Surprisingly, it has been found that the presence of cyanide in a low concentration within the kettle has a beneficial effect to prevent corrosion. Although the mechanism is unknown, it is believed that the cyanide acts as a rinse for any oxidizing agents present. As a result, in the preferred mode of carrying out this method, a low concentration of cyanide is maintained within the kettle.
35 Teneinde het cyanide te weerhouden van destillatie met de stoom, is het noodzakelijk de pH van het afvalwater in het alkalische gebied te houden. Bij een pH van 6 zal alle cyanide worden gedestilleerd. Bij een hogere pH zal de gedestilleerde hoeveelheid afhankelijk zijn van de 40 concentratie van het cyananide. Bij een cyanideconcentratie 8120352 - 10 - van bijv. 200 gewichts ppm zal enig cyanide destilleren bij een pH van 7,5, terwijl geen destillatie zal optreden bij een pH hoger dan 8,0. Bij een concentratie van 2 000 ppm zal enig cyanide destilleren bij een pH van 8, terwijl 5 geen destillatie zal optreden bij een pH van 9. De cyanide-concentratie wordt bij voorkeur beneden 2 000 ppm gehouden, daar in hogere concentraties cyanide delen van de ketel, zoals bijv. lassen, kan aantasten. De cyanideconcentratie waaraan de voorkeur wordt gegeven ligt binnen het gebied 10 van ongeveer 1 ppm tot ongeveer 200 ppm.In order to keep the cyanide from distillation with the steam, it is necessary to keep the pH of the waste water in the alkaline region. At a pH of 6, all cyanide will be distilled. At a higher pH, the distilled amount will depend on the concentration of the cyananide. For example, at a cyanide concentration of 8120352 - 10 - of 200 ppm by weight, some cyanide will distill at a pH of 7.5, while no distillation will occur at a pH above 8.0. At a concentration of 2,000 ppm, some cyanide will distill at a pH of 8, while no distillation will occur at a pH of 9. The cyanide concentration is preferably kept below 2,000 ppm, since in higher concentrations cyanide contains parts of the can damage the boiler, such as welding. The preferred cyanide concentration is in the range 10 from about 1 ppm to about 200 ppm.
Vele bekledingsafvalstoffen bevatten cyanide en het kan noodzakelijk zijn om het afvalwater te behandelen om te voorkomen dat cyanide zich ophoopt binnen de ketel tot een te hoog niveau. Cyanide kan op een juist niveau 15 worden gehouden binnen de ketel door toevoeging van calciumhypochloriet om het te oxyderen tot kooldioxyde en stikstof. Verrassenderwijs is echter gebleken, dat oxydatie van cyanide met resulteert in een aanmerke lijke vermindering van vaste stoffen die met de stoom 20 worden overgedragen. Wanneer bijv. cyanide werd vernietigd met calciumhypochloriet waren vaste stoffen in de gecondenseerde stoom aanwezig tot een niveau van ongeveer 40 gewichts ppm. Wanneer het oxydatiemiddel was werd de concentratie aan vaste stoffen in de gecondenseerde 25 stoom verlaagd tot ongeveer 4 gewichts ppm. De concentratie van vaste stoffen in het condensaat in een stelsel met één stoomtrap werd zelfs nog verder verkleind tot ongeveer 1 ppm door gebruikmaking van roestvrij staal of CPVC buis na de stoomtrap. Gemeend wordt dat het gebruik van 30 oxydatiemiddelen in een ketel die stoom bevat ingaat tegen de gebruikelijke bedrijfspraktijk van ketels.Many coating wastes contain cyanide and it may be necessary to treat wastewater to prevent cyanide from accumulating within the boiler to too high a level. Cyanide can be maintained at a proper level within the kettle by adding calcium hypochlorite to oxidize it to carbon dioxide and nitrogen. Surprisingly, however, it has been found that oxidation of cyanide results in a significant reduction of solids transferred with the steam. For example, when cyanide was destroyed with calcium hypochlorite, solids were present in the condensed steam to a level of about 40 ppm by weight. When the oxidizing agent was, the solids concentration in the condensed steam was lowered to about 4 ppm by weight. The concentration of solids in the condensate in a single stage steam system was reduced even further to about 1 ppm using stainless steel or CPVC tube after the stage of steam. The use of oxidizing agents in a boiler containing steam is believed to be contrary to conventional boiler operating practice.
Bij de voorkeurswijze voor uitvoering van deze werkwijze is chromaat aanwezig in een concentratie van ten minste ongeveer 5 gewichts ppm en bij voorkeur in een 35 concentratie van ten minste ongeveer 10 ppm. Concentraties van ongeveer 10 ppm tot ongeveer 2 000 ppm komen het meeste voor maar de concentratie kan lopen tot 5 000 ppm of hoger. Chromaat draagt bij tot vermindering van corrosie van metaal binnen de ketel en het kan worden 40 toegevoegd indien het niet reeds aanwezig is in het 8120352 - 11 - afvalwater dat aan de ketel wordt toegevoerd.In the preferred mode of carrying out this method, chromate is present at a concentration of at least about 5 ppm by weight and preferably at a concentration of at least about 10 ppm. Concentrations from about 10 ppm to about 2,000 ppm are most common, but the concentration can be up to 5,000 ppm or higher. Chromate contributes to the reduction of corrosion of metal within the boiler and it can be added if it is not already present in the 8120352-11 waste water supplied to the boiler.
Verrassenderwijs is gebleken dat voor gebruik bij behandeling van afvalwater van een metaalbekledings-proces waarbij de zware metalen cadmium, koper, nikkel, 5 tin, zink, chroom en ijzer bevatten, de mate van afzetting gevormd in de ketel verwaarloosbaar is en opgeloste vaste stoffen zich kunnen accumuleren tot een hoger niveau dan ongeveer 40 gew. % bij de temperaturen binnen de ketel. De afwezigheid van een aanmerkelijke hoeveelheid 10 materialen met een omgekeerde oplosbaarheidskromme, zoals calcium-en magnesiumzouten, zou een verklaring kunnen zijn voor de geringe mate van de vorming van afzetting.Surprisingly, it has been found that for use in wastewater treatment of a metal cladding process where the heavy metals contain cadmium, copper, nickel, tin, zinc, chromium and iron, the degree of deposition formed in the kettle is negligible and dissolved solids are can accumulate to a level above about 40 wt. % at the temperatures inside the boiler. The absence of a significant amount of reverse solubility curve materials, such as calcium and magnesium salts, may explain the low degree of deposit formation.
Bij de voorkeursmethode voor toepassing van deze uitvinding wordt de concentratie aan Ca++ gehandhaafd op een niveau 15 onder ongeveer 200 gewichts ppm, bij voorkeur beneden ongeveer 100 gewichts ppm en in het bijzonder wel wordt Ca gehouden onder ongeveer 10 ppm. De totale concentratie van materiaal met een omgekeerde oplosbaarheidskromme wordt bij voorkeur onder ongeveer 300 ppm gehouden en meer in 20 het bijzonder onder ongeveer 20t gewichts ppm.In the preferred method of practicing this invention, the concentration of Ca ++ is maintained at a level below about 200 ppm by weight, preferably below about 100 ppm by weight, and in particular Ca is kept below about 10 ppm. The total concentration of reverse solubility curve material is preferably kept below about 300 ppm and more particularly below about 20 wt ppm.
De concentratie aan metaalzouten in de ketel, opgelost en geprecipiteerd, kan op geschikte wijze liggen vanaf een niveau iets hoger dan dat van het afvalwater dat wordt toegevoerd tot een niveau van ongeveer 55 gewichts 25 %. In zoverre een hoeveelheid van nul aan vloeibaar afvalmateriaal van de industriële inrichting [het uiteindelijke doel is en een noodzakelijk toevoegsel aan dat doel is de produktie van de onzuiverheden in de vorm van vaste stoffen, worden bij de voorkeurswijze van uitvoering 30 van deze uitvinding de zouten geconcentreerd in de stoomketel tot een zo hoog mogelijk niveau als zich verdraagt met de veilige en efficiënte werking van de ketel. De voorkeursconcentratie van vaste stoffen, opgelost en geprecipiteerd, ligt in het gebied van ongeveer 5 % tot 35 ongeveer 30 gewichts % en de concentratie waaraan in het bijzonder de voorkeur wordt gegeven bedraagt van ongeveer 10 % tot ongeveer 20 gewichts %. De geconcentreerde vasté -.n. stoffen worden verwijderd zoals door afblazen wanneer de gewenste concentratie is bereikt en de verwijdering 40 kan hetzij charge-gewijs of continu plaatsvinden.The concentration of metal salts in the kettle, dissolved and precipitated, may suitably be from a level slightly higher than that of the wastewater supplied to a level of about 55% by weight 25%. Inasmuch as an amount of zero liquid waste material from the industrial facility is the ultimate goal and a necessary additive to that purpose is the production of the impurities in the form of solids, in the preferred mode of practice of this invention, the salts concentrated in the steam boiler to the highest possible level as is compatible with the safe and efficient operation of the boiler. The preferred concentration of solids, dissolved and precipitated, is in the range from about 5% to about 30% by weight, and the particularly preferred concentration is from about 10% to about 20% by weight. The concentrated solid -.n. substances are removed such as by blow-off when the desired concentration is reached and the removal 40 can be either batch or continuous.
8120352 - 12 -8120352 - 12 -
Bij deze werkwijze voor behandeling van afvalwater en recirculering van het nagenoeg zuivere water verkregen volgens deze uitvinding, vereist het industriële proces weinig of geen te verwerken water uit andere 5 bronnen. Deze maatregel heeft de voordelen dat niet slechts de kosten voor te verwerken water drastisch worden verlaagd, maar calcium wordt niet in het stelsel geaccumuleerd zoals dit het geval zou zijn indien continu te verwerken water zou worden toegevoegd. Teneinde de cal-10 cium- en magnesiumconcentraten laag te houden wordt het te verwerken water bij voorkeur zachter gemaakt of het kan bestaan uit regenwater dat is opgevangen en toegevoegd.In this process for waste water treatment and recirculation of the substantially pure water obtained according to this invention, the industrial process requires little or no water to be processed from other sources. This measure has the advantages that not only are the costs of water to be processed drastically reduced, but calcium is not accumulated in the system as would be the case if water to be continuously processed were added. In order to keep the calcium and magnesium concentrates low, the water to be processed is preferably softened or it may consist of rainwater collected and added.
De uitvinding kan in verschilleride vormen worden 15 toegepast en de in de tekening weergegeven uitvoeringsvormen dienen slechts ter illustratie van de uitvinding.The invention can be practiced in various forms and the embodiments shown in the drawing serve only to illustrate the invention.
Verwijzend naar fig. 1 van de tekening is daarin een industriële werkwijze in het algemeen aangeduid met 10 waarbij verontreinigd afvalwater wordt geproduceerd.Referring to Fig. 1 of the drawing, an industrial method is generally designated 10 wherein contaminated wastewater is produced.
20 De industriële werkwijze kan elke industriële werkwijze zijn waarbij verontreinigd afvalwater wordt geproduceerd, maar de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding zal worden beschreven onder bijzondere verwijzing naar metaalbehandeling, omvattende behandeling van metaal-25 oppervlak, metaalbekleding, beitsen en dergelijke. Het zal duidelijk zijn dat de onderhavige uitvinding gebruikt kan worden voor een breed gebied van andere industriële processen waarbij een afvalmateriaal wordt geproduceerd met een relatief hoge concentratie aan onzuiverheden 30 en de verwijzing naar metaalbehandeling is zuiver bij wijze van voorbeeld.The industrial method can be any industrial method in which contaminated wastewater is produced, but the method of the present invention will be described with particular reference to metal treatment, including metal surface treatment, metal coating, pickling and the like. It will be understood that the present invention can be used for a wide range of other industrial processes producing a waste material with a relatively high impurity concentration and the reference to metal treatment is by way of example.
Het afvalwatermateriaal van de industriële werkwijze 10 bevat bij voorkeur geen extreem grote hoeveelheden van corrosieve chemicaliën of het bevat corrosie-tegen-35 gaande chemicaliën. Het afvalwater van een verchroomproces waarbij het afvalmateriaal chroomionen bevat die bijdragen tot bescherming van de ketelhuizen tegen corrosie, is een voorbeeld van een afvalmateriaal dat corrosiewerende chemicaliën bevat.The wastewater from industrial process 10 preferably does not contain extremely large amounts of corrosive chemicals or it contains corrosion-inhibiting chemicals. The waste water from a chromium plating process in which the waste material contains chromium ions that contribute to the protection of the boiler houses against corrosion is an example of a waste material that contains anti-corrosion chemicals.
40 Het afvalwatermateriaal van de werkwijze 10 wordt 8120352 - 13 - door middel van een leiding 12 via de klep 13 direkt toegevoerd aan een stoomketel 14. De stoomketel 14 kan van elke gebruikelijke constructie zijn en kan bijv. vlam-buizen, waterbuizen of dergelijke omvatten. In de stoom-5 ketel 14 wordt het afvalwater verwarmd voor het produceren van een stoomcomponeht waardoor de onzuiverheden in de ketel in de waterige fase worden geconcentreerd. Hoewel de onzuiverheden worden geconcentreerd tot een niveau uitgaande boven hun oplosbaarheid bij omgevingstemperatuur 10 kunnen zij ofwel in oplossing blijven bij de temperatuur binnen de ketel of zij kunnen neerslaan.The waste water material of the method 10 is supplied directly to a steam boiler 14 via a pipe 12 via the valve 13. The steam boiler 14 can be of any conventional construction and can comprise, for example, flame pipes, water pipes or the like . In the steam boiler 14, the waste water is heated to produce a steam composition whereby the impurities in the kettle are concentrated in the aqueous phase. Although the impurities are concentrated to a level above their solubility at ambient temperature, they can either remain in solution at the temperature inside the kettle or they can precipitate.
Standaardketelsamenstellingen kunnen in het afvalwater worden gebracht voordat dit de ketel 14 binnentreedt om de opbouw van afzetting te voorkomen of minimaal 15 te maken en om corrosie in de ketel te verminderen.Standard boiler compositions can be introduced into the wastewater prior to entering the boiler 14 to prevent build-up or make a minimum of 15 deposit and to reduce corrosion in the boiler.
Alternatief kunnen de ketelsamenstellingen aan de ketel worden toegevoerd. Wanneer de samenstellingen direkt aan de ketel 14 worden toegevoerd worden zij aangebracht via het intreekanaal 16 door middel van de pomp 18, daar 20 deze ketels drukvaten zijn. Bij gebruikmaking van deze bestanddelen is het gewenst de pH van het afvalwater binnen de ketel in te stellen zodat deze binnen het gebied van ongeveer 8 tot 10 ligt.Alternatively, the kettle compositions can be fed to the kettle. When the compositions are supplied directly to the kettle 14, they are applied through the inlet channel 16 by means of the pump 18, since these boilers are pressure vessels. When using these components, it is desirable to adjust the pH of the waste water within the kettle so that it is within the range of about 8 to 10.
Geschikte ketelsamenstellingen zijn aan de 25 deskundige bekend. De keuze en de juiste hoeveelheid van een geschikte ketelsamenstelling of samenstellingen kunnen gemakkelijk worden vastgesteld door routine-onderzoekingen waarbij het type afvalwater in beschouwing wordt genomen. Geschikte ketelsamenstellingen omvatten bijv. natrium-30 fosfaat, natriumcarbonaat, ammonia, vluchtige aminen zoals morfoline en cyclohexylamine, geleringsmiddelen zoals EDTA, en polyacrylamiden van het type vervaardigd volgens het Amerikaanse octrooischrift 3.463.730 van Booth en anderen.Suitable kettle compositions are known to the person skilled in the art. The selection and appropriate amount of a suitable boiler composition or compositions can be easily determined by routine investigations considering the type of wastewater. Suitable kettle compositions include, for example, sodium-30-phosphate, sodium carbonate, ammonia, volatile amines such as morpholine and cyclohexylamine, gelling agents such as EDTA, and polyacrylamides of the type produced in U.S. Patent 3,463,730 to Booth et al.
35 Hoewel de warmte-overdrachtsoppervlakken binnen de ketel door het afvalwater niet worden aangetast is verrassenderwijs gebleken dat de bekende niveauregelingen vervaardigd uit koper kunnen corroderen en de voorkeur wordt gegeven aan het gebruik van niveauregelaars vervaar-40 digd uit roestvrij staal.Although the heat transfer surfaces within the boiler are not affected by the waste water, it has surprisingly been found that the known level controls made of copper can corrode and the use of level controllers made of stainless steel is preferred.
8120352 - 14 -8120352 - 14 -
De geconcentreerde onzuiverheden, die neerslagen kunnen bevatten, zullen zich in de ketel 14 verzamelen en een brij vormen die door afblazen kan worden verwijderd via de leiding 20 en de bekende afblaasklep 21. Een 5 combinatie van brij en afzetting kan zich ophopen en kan worden verwijderd door de afblaasklep 20 en/of schraap-inrichtingen.The concentrated impurities, which may contain precipitates, will collect in the kettle 14 and form a slurry which can be blown removed through the conduit 20 and the known blowdown valve 21. A combination of slurry and deposit can accumulate and be removed through the blow-off valve 20 and / or scraper devices.
Vanaf de ketel 14 wordt de stoomcomponent gevoerd door leiding 22 als bedrijfsstoom gebruikt voor een 10 industrieel doel als aangeduid met 24, zoals verwarming van een inrichting of warmtewisselaar of voor het aandrijven van turbines. Wanneer de stoom wordt gebruikt voor het industriële doel zal hij condenseren en relatief zuiver water vormen dat via de leiding 26 wordt toegevoerd 15 aan een condensaatterugvoertank 28.From the boiler 14, the steam component is passed through line 22 as operating steam used for an industrial purpose as indicated by 24, such as heating a device or heat exchanger or driving turbines. When the steam is used for the industrial purpose, it will condense and form relatively pure water which is supplied via line 26 to a condensate return tank 28.
Het gecondenseerde water kan al naar keuze vanuit de terugvoertank 28 direkt worden verpompt naar de ketel 14 door pomp 35 via leiding 31 en klep 33 wanneer er onvoldoende onbehandeld of voorbehandeld afvalwater 20 in de ketel binnentreedt. Bij voorkeur wordt de klep 33 bestuurd door een standaard-waterniveau aftastinrichting in de watertank.The condensed water can optionally be pumped directly from the return tank 28 to the boiler 14 by pump 35 via line 31 and valve 33 if insufficient untreated or pretreated waste water 20 enters the boiler. Preferably valve 33 is controlled by a standard water level sensor in the water tank.
Alternatief kan het water vanuit de condensaatterugvoertank 28 worden geleid via de leiding 30 naar 25 een opslagtank 32. Het water van de cpslagtank 32 wordt geleid door de leiding 34, de klep 36, de pomp 38 en de terugslagklep 43 terug naar het oorspronkelijke industriële proces om daarbij te worden gebruikt. Wanneer de pomp 38 noodzakelijk is zou een accumulatie-inrichting 45 kunnen 30 worden gebruikt voor het compenseren van eventuele zuiging in de persleiding resulterend uit het starten van de pomp en anderzijds om een uniforme druk te helpen handhaven.Alternatively, the water from the condensate return tank 28 can be passed through the line 30 to a storage tank 32. The water from the storage tank 32 is passed through the line 34, the valve 36, the pump 38 and the check valve 43 back to the original industrial process to be used for that. If the pump 38 is necessary, an accumulator 45 could be used to compensate for any suction in the discharge line resulting from the pump starting and, on the other hand, to help maintain uniform pressure.
De accumulatie-inrichting kan elke standaard-inrichting zijn omvattende een zuiger, diafragma of balgen. De pomp 35 38 kan overbodig zijn wanneer door de zwaartekracht water overgebracht kan worden vanuit de opslagtank 32 naar de industriële werkwijze 10. Een andere variatie zou zijn om het condensaat direkt terug te laten gaan naar het industriële proces 10 of naar het proces vanaf de conden-40 saatterugvoertank 28.The accumulator device can be any standard device including a piston, diaphragm or bellows. The pump 35 38 may be redundant if water can be transferred by gravity from the storage tank 32 to the industrial process 10. Another variation would be to return the condensate directly to the industrial process 10 or to the process from the condensation -40 sate return tank 28.
8120352 - 15 -8120352 - 15 -
Vele industriële processen leveren afvalwater dat onoplosbare materialen bevat. In dit geval kan een werkwijze volgens de onderhavige uitvinding een zekere voorbehandeling omvatten van het afvalwater. Een dergelijke 5 werkwijze is beschreven aan de hand van fig. 1 van de tekening.Many industrial processes provide wastewater that contains insoluble materials. In this case, a method according to the present invention may comprise a certain pretreatment of the waste water. Such a method is described with reference to Fig. 1 of the drawing.
Afvalwater bevattend opgeloste ionen en vaste stoffen geproduceerd door de industriële werkwijze 10 wordt door de leidingen 40, 42 en 44 en de kleppen 46 10 en 48 gevoerd in de bezinkingstanks 50 en 52. Uiteraard kan, afhankelijk van het systeem, elk aantal bezinkingstanks worden gebruikt.Wastewater containing dissolved ions and solids produced by the industrial process 10 is passed through the pipes 40, 42 and 44 and the valves 46 10 and 48 into the settling tanks 50 and 52. Naturally, depending on the system, any number of settling tanks can be used .
Voor het doel van de beschrijving wordt aangenomen dat het afvalwater 1000 ppm bevat aan gesuspendeerde 15 en opgeloste vaste stoffen. Geschikte uitvlok-^ en neerslagmiddelen, zoals kalk, worden aan het afvalwater toegevoegd in de bezinkingstanks 50 en 52. Kalk is bruikbaar als een middel voor het verwijderen van calcium of magnesium aanwezig als bicarbonaten voor het vormen van onoplosbare 20 carbonaten, zoals weergegeven door de vergelijking:For the purpose of the description, it is believed that the wastewater contains 1000 ppm of suspended and dissolved solids. Suitable flocculants and precipitants, such as lime, are added to the effluent in the settling tanks 50 and 52. Lime is useful as an agent for removing calcium or magnesium present as bicarbonates to form insoluble carbonates, as shown by the comparison:
Ca(OH)2 + Ca(HC03)2 —> 2CaC03 | + 2H20Ca (OH) 2 + Ca (HCO 3) 2 -> 2 CaCO 3 | + 2H20
De concentratie aan kalium wordt echter bij voorkeur minimaal gemaakt zoals door gebruikmaking van een ander middel zoals natriumhydroxyde in plaats van kalk.However, the concentration of potassium is preferably minimized, such as by using another agent such as sodium hydroxide instead of lime.
25 De tanks 50 en 52 worden bij voorkeur afwisselénd gebruikt, dat wil zeggen dat de ene tank wordt gevuld en daarna de ander zodat charge-gewijs wordt gewerkt.The tanks 50 and 52 are preferably used alternately, ie that one tank is filled and then the other so that batch operation is carried out.
Een continu stelsel kan indien gewenst eveneens worden gebruikt. Na een tijdsperiode zal het afvalmateriaal zich 30 scheiden in twee componenten, een relatief heldere component 54 en 56 die slechts opgeloste vaste stoffen bevat, zoals natrium en kaliumchloriden, nitraten, sulfaten, enz. in een concentratie van ongeveer 1000 ppm, en een brij van neergeslagen component 58 en 60, met 35 een concentratie aan vaste stoffen van ongeveer 2-5 %.A continuous system can also be used if desired. After a period of time, the waste material will separate into two components, a relatively clear component 54 and 56 containing only dissolved solids, such as sodium and potassium chlorides, nitrates, sulfates, etc. at a concentration of about 1000 ppm, and a slurry of precipitated components 58 and 60, with a solids concentration of about 2-5%.
In veel gevallen kan het afvalwater worden gerecirculeerd terug naar het industriële proces om daarin gebruikt te worden nadat de gesuspendeerde vaste stoffen eruit zijn verwijderd. De component 54 en 56, die de 40 opgeloste vaste stoffen bevat, wordt verwijderd via 8120352 - 16 - leidingen 62 en 64 en via kleppen 66 en 68 uit de bezinkings-tanks 50 resp. 52. De leidingen 62 en 64 zijn verbonden met de tanks 50 resp. 52, in een punt boven het verwachte niveau van de brij 58 en 60, zodat slechts de componenten 5 54 en 56 worden verwijderd. De component die de opgeloste vaste stoffen bevat wordt dan via de leiding 70 naar de opslagtank 72 getransporteerd.In many cases, the wastewater can be recycled back to the industrial process for use after the suspended solids have been removed. The components 54 and 56, containing the 40 dissolved solids, are removed via 8120352-16 pipes 62 and 64 and via valves 66 and 68 from the settling tanks 50 and 50 respectively. 52. The lines 62 and 64 are connected to the tanks 50 and 50, respectively. 52, at a point above the expected level of the slurry 58 and 60, so that only the components 54 and 56 are removed. The component containing the dissolved solids is then transported through the line 70 to the storage tank 72.
De vloeistofniveau in de tank 72 kan verhoogd worden en de concentratie aan daarin opgeloste vaste stoffen 10 kan worden verminderd door toevoeging van water vanuit de condensaatterugvoertank 28. Water wordt naar keuze getransporteerd vanuit de tank 28 naar de tank 72 door de leiding 37, de klep 39 en de pomp 41. De pomp en de klep kunnen worden bestuurd door niveauvoelerinrichtingen en 15 concentratievoelinrichtingen die de deskundige bekend zijn. De vloeistof in de tank 72 die de opgeloste vaste stoffen bevat wordt gerecirculeerd via de leiding 74, klep 78, pomp 82, terugslagklep 87 en leiding 86 terug naar het industriële proces 10. Wanneer zwaartekracht 20 beschikbaar is zal uiteraard de pomp 82 niet nodig zijn. Wanneer de pomp wordt gebruikt wordt de accumulatie-inrichting 89 eveneens gebruikt voor het handhaven van een uniforme druk.The liquid level in the tank 72 can be increased and the concentration of solids dissolved therein can be reduced by adding water from the condensate return tank 28. Water is optionally transported from the tank 28 to the tank 72 through the line 37, the valve 39 and the pump 41. The pump and the valve can be controlled by level sensor devices and concentration sensor devices known to the person skilled in the art. The liquid in the tank 72 containing the dissolved solids is recycled through the pipe 74, valve 78, pump 82, non-return valve 87 and pipe 86 back to the industrial process 10. When gravity 20 is available, the pump 82 will of course not be required . When the pump is used, the accumulator 89 is also used to maintain a uniform pressure.
Het recirculeren van de afvalwatercomponent die 25 slechts opgeloste zouten bevat, draagt bij tot het in hoge mate verminderen van de hoeveelheid water die noodzakelijk is van primaire bronnen, zoals het gemeentelijke waterleidingsstelsel, waardoor dus water van een waardevolle natuurlijke bron wordt bespaard. Verder zijn 30 delen van de opgeloste chemicaliën die zich bevinden in de component welke de opgeloste zouten bevat van waarde voor het industriële doel. Er kunnen dus op twee wijzen i kosten worden bespaard. De component die de opgeloste zouten bevat, kan gedürende een lange tijdsperiode worden 35 gerecirculeerd zoals bijv. gedurende een jaar. De gerecirculeerde component kan eventueel een te grote concentratie aan opgeloste zouten bevatten om bruikbaar te zijn bij de industriële werkwijze. Op dat moment wordt hij in de ketel .14 gebracht via de leiding 76, klep 80, 40 pomp 84 en de leiding 88. Ketelbestanddelen zijn niet 8120352 - 17 - noodzakelijk maar bij de voorkeursuitvoeringsvorm van toepassing van deze uitvinding worden zij toegevoegd aan de voorverwarmde, gerecirculeerde component voordat deze in de ketel wordt gebracht. De ketel produceert stoom 5 voor een industrieel gebruik tijdens hetwelk:de stoom wordt gecondenseerd en het verkregen water wordt gere-circüleerd naar de industriële werkwijze 10 en/of naar de ketel 14 zoals hierboven uiteengezet.Recirculating the wastewater component containing only dissolved salts contributes to greatly reducing the amount of water needed from primary sources, such as the municipal water supply system, thus saving water from a valuable natural resource. Furthermore, 30 parts of the dissolved chemicals contained in the component containing the dissolved salts are of value for the industrial purpose. So there are two ways to save costs. The component containing the dissolved salts can be recycled for a long period of time, such as for example over a year. The recycled component may optionally contain too high a concentration of dissolved salts to be useful in the industrial process. At that time, it is introduced into the boiler .14 through line 76, valve 80, pump 84 and line 88. Boiler components are not necessary 8120352-17 - but in the preferred embodiment of the practice of this invention they are added to the preheated , recycled component before it is put into the boiler. The boiler produces steam 5 for an industrial use during which the steam is condensed and the water obtained is recycled to industrial process 10 and / or to boiler 14 as explained above.
Bij voorkeur wordt een deel van de component die 10 de opgeloste zouten in de tank 72 bevat continu gerecir-culeerd naar het industriële proces terwijl een kleinere hoeveelheid continu aan de ketel wordt toegevoerd. Op deze wijze ontvangt het industriële proces een gerecirculeerde component die opgeloste zouten bevat en een 15 nagenoeg zuivere component die de stoom en condensatie-cyclus heeft ondergaan zoals hiervoor wordt beschreven. Werkwijzen die een hogere kwaliteit water vereisen kunnen continu condensaat ontvangen en deze werkwijze kan ionen-uitwisselingseenheden elimineren.Preferably, a portion of the component containing the dissolved salts in the tank 72 is continuously recycled to the industrial process while a smaller amount is continuously supplied to the kettle. In this way, the industrial process receives a recycled component containing dissolved salts and a substantially pure component that has undergone the steam and condensation cycle as described above. Methods requiring higher quality water can continuously receive condensate and this method can eliminate ion exchange units.
20 De brij 58 en 60 in de tanks 50 en 52 kan worden verpompt via leidingen 90, 92, 99 en via kleppen 94 en 96 door een pomp 98 naar een concentratietank 100.The slurry 58 and 60 in the tanks 50 and 52 can be pumped through lines 90, 92, 99 and through valves 94 and 96 through a pump 98 to a concentration tank 100.
De brij 58 en 60 van de bezinkingstanks 50 en 52 kan een concentratie bezitten van ongeveer 2-5 % vaste stoffen.The slurry 58 and 60 of the settling tanks 50 and 52 may have a concentration of about 2-5% solids.
25 De brij wordt naar de concentratietank 100 over^ebracht en levert na een nacht te hebben gestaan een relatief heldere component 102 die opgeloste zouten bevat en een geconcentreerde brijcomponent 104 die na een zekere tijdsperiode een vaste-stof-gehalte van 15 % kan bezitten. 30 De component 102 wordt gerecirculèerd naar de tank 50 via leiding 108 en klep 109 voor het recirculeren naar het industriële proces 10 en/of om te worden getransporteerd naar de ketel 14 als boven beschreven. Wanneer de geconcentreerde brij 104 te geconcentreerd wordt of 35 zich tot een vooraf bepaald niveau heeft verzameld in de tank 100, wordt deze afgevoerd via de leiding 106 en klep 107.The slurry is transferred to the concentration tank 100 and after standing overnight provides a relatively clear component 102 containing dissolved salts and a concentrated slurry component 104 which may have a solids content of 15% after a certain period of time. The component 102 is recycled to the tank 50 through line 108 and valve 109 for recirculation to the industrial process 10 and / or to be transported to the boiler 14 as described above. When the concentrated slurry 104 becomes too concentrated or has accumulated to a predetermined level in the tank 100, it is discharged through line 106 and valve 107.
Geconcentreerde brij 104 en eventuele brij of afzetting gevormd in de ketel 14 kan verder worden 40 geconcentreerd op elke geschikte wijze. De meer ge- 8120352 - 18 - concentreerde brij en afzetting wordt tot een zeer klein volume gereduceerd en kan gemakkelijk worden verwijderd of gerecirculeerd naarnnethalbehandelingsinrichtingen.Concentrated slurry 104 and any slurry or deposit formed in kettle 14 can be further concentrated in any suitable manner. The more concentrated slurry and deposition is reduced to a very small volume and can be easily removed or recycled to net neck handling equipment.
De energie in de ketelschoorsteengassen kan 5 worden gebruikt voor het concentreren van brij door warmte-uitwisseling tussen de hete gassen die de verbrandingsprodukten zijn van de ketelbrandstof en de brij, en een proces waarbij de brij van de ketel wordt gebracht in de ketelafvoer en water uit de brij 10 wordt verwijderd door verdamping geeft een hoog energierendement. Het watergehalte kan dus gemakkelijk worden verlaagd tot minder dan ongeveer 2 gew. %.The energy in the boiler flue gases can be used to concentrate slurry by heat exchange between the hot gases which are the combustion products of the boiler fuel and the slurry, and a process whereby the slurry from the boiler is introduced into the boiler discharge and water from the slurry 10 is removed by evaporation to give a high energy efficiency. Thus, the water content can be easily reduced to less than about 2 wt. %.
Bij toepassing van deze uitvinding is gebleken dat de aard van het industriële afvalwater dat aan de 15 ketel 14 wordt toegevoerd een schuimprobleem kan veroorzaken in de ketel en de vloeistof zou dan de neiging hebben daarin op en neer te schommelen. Dientengevolge zou de ketel 14 afgesloten kunnen worden en/of zou in plaats van stoom afvalwater uit de ketel 20 kunnen worden afgevoerd. Het is dus een belangrijk aspect van de uitvinding om, indien noodzakelijk, bij de top van de ketel ruimte te verschaffen voor het opnemen van het schuim en om de moeilijkheid van afvoer van water in plaats van stoom op te heffen. Gemeend 25 wordt dat bij de meeste ketels ten minste ongeveer één voetjruimte aanwezig moet zijn tussen de bovenzijde van het afvalwater en de top van de ketel 14. Indien noodzakelijk kan een bekende vlotterschakelaar worden aangebracht op het gewenste waterniveau in de ketel 14 30 voor het bedienen van een klep bij de inlaat van de ketel om overbelasting van de ketel met afvalwater te voorkomen.Using the present invention, it has been found that the nature of the industrial wastewater supplied to the boiler 14 may cause a foaming problem in the boiler and the liquid would then tend to fluctuate up and down therein. As a result, the boiler 14 could be shut off and / or waste water could be drained from the boiler 20 instead of steam. Thus, it is an important aspect of the invention to provide, at the top of the boiler, if necessary, space to accommodate the foam and to overcome the difficulty of draining water instead of steam. It is believed that most boilers should have at least about one foot space between the top of the wastewater and the top of the boiler 14. If necessary, a known float switch can be fitted to the desired water level in the boiler 14 to operate of a valve at the inlet of the boiler to avoid overloading the boiler with waste water.
Onder verwijzing naar fig. 2 vertegenwoordigt de ketel 10a een standaard-vlambuisketel voor gebruik bij deze uitvinding. In deze ketel verplaatst de warmte 35 van hete verbrandingsgassen binnen de buizen zich door de buiswanden heen naar water binnen de watertank van de ketel. De richting van de temperatuurval over de buiswand loopt vanaf de verbrandingsgassen naar het afvalwater. De warmte-ovefdracht wordt weergegeven door 40 de vergelijking: §120352 - 19 - Q = μΑ ΔΤ waarin Q is de hoeveelheid warmte overgedragen per tijdseenheid, 5 A is het oppervlak van het vlak waar doorheen de warmte wordt overgebracht, μ is de totale warmte-overdrachtscoëfficiënt, en ΔΤ is het temperatuursverschil tussen het 10 verwarmde medium en de hete verbrandingsgassen.With reference to Figure 2, the boiler 10a represents a standard flame tube boiler for use in this invention. In this boiler, the heat from hot combustion gases within the tubes travels through the tube walls to water within the boiler water tank. The direction of the temperature drop across the pipe wall runs from the combustion gases to the wastewater. The heat transfer is represented by 40 the equation: §120352 - 19 - Q = μΑ ΔΤ where Q is the amount of heat transferred per unit time, 5 A is the area of the surface through which the heat is transferred, μ is the total heat transfer coefficient, and ΔΤ is the temperature difference between the heated medium and the hot combustion gases.
De ΔΤ voor stoomketels is relatief hoog ten opzichte van die van verdampers waarbij de warmte vereist voor verdamping gewoonlijk wordt geleverd door condenserende stoom, zodat dientengevolge het warmte-overdrachts-15 oppervlak en dus de grootte van de ketel kleiner kan worden gemaakt dan die van een verdamper met een equivalente capaciteit voor het omzetten van water tot stoom.The ΔΤ for steam boilers is relatively high compared to that of evaporators where the heat required for evaporation is usually supplied by condensing steam, so that as a result the heat transfer surface and thus the size of the boiler can be made smaller than that of a evaporator with an equivalent capacity to convert water to steam.
Een aanvullend bezwaar van een verdamper, waardoor de kosten van een stelsel gebruik makend van een verdamper 20 worden vergroot is, dat hij een energiebron vereist die in de meeste gevallen een stoomketel is.An additional drawback of an evaporator, which increases the cost of a system using an evaporator 20, is that it requires an energy source which in most cases is a steam boiler.
De ketel 10a omvat buitenste zijwanden 12a en 14a, een buitenste bodemwand 16a en een buitenste bovenwand 18a die integraal of continu kunnen lopen met de bovenwand 25 20a van de watertank. In aanvulling op de bovenwand 20a omvat de tank 12a een bodemwand 22a en zijwanden 24a en 26a. Geen nieuwheid wordt geclaimd voor wat betreft de constructie van de ketel of de watertank. De tekening is slechts representatief voor standaard-vlambuisketels 30 waarin de onderhavige uitvinding kan worden bedreven.The boiler 10a includes outer side walls 12a and 14a, an outer bottom wall 16a and an outer top wall 18a which can run integrally or continuously with the top wall 20a of the water tank. In addition to the top wall 20a, the tank 12a includes a bottom wall 22a and side walls 24a and 26a. No novelty is claimed as to the construction of the boiler or water tank. The drawing is only representative of standard flame tube boilers 30 in which the present invention can be operated.
Water wordt in de tank 12a gepompt via leiding 12 en klep 13 die kan worden bestuurd door een standaard-waterniveaudetector verbonden met de tank 12a. De leiding 12 wordt eveneens voorzien van een terugslagklep 11a.Water is pumped into the tank 12a through line 12 and valve 13 which can be controlled by a standard water level detector connected to the tank 12a. The pipe 12 is also provided with a non-return valve 11a.
35 Wanneer de ketel wordt gebruikt voor het reinigen van industrieel afvalwater wordt de leiding 12 verbonden met een bron van industrieel afvalwater zoals het industriële proces 10 weergegeven in fig. 1. Het afvalwater kan direkt worden toegevoerd aan de ketel 10a 40 of kan worden voorbèhandeld overeenkomstig de hiervoor 8120352 .-20- beschreven werkwijze of op enige andere gewenste wijze.When the boiler is used for cleaning industrial waste water, the pipe 12 is connected to a source of industrial waste water such as the industrial process 10 shown in Fig. 1. The waste water can be supplied directly to the boiler 10a 40 or can be pretreated according to the method described above, or in any other desired manner.
Het water wordt in de tank gebracht tot een niveau 27a juist boven de bovenste rij ketelhuizen 50a zodat ruimte vrij is in de tank voor stoom 29a. Stoom geproduceerd 5 door de ketel verlaat deze via de leiding 22 en de stroming ervan wordt bestuurd door een bekende niet weergegeven klep. De ketel kan een bekende, niet weergegeven, afblaas-klep en -leiding bezitten en een bekende, niet weergegeven, van een klep voorziene inlaatopening voor de toevoeging 10 van standaard-ketelbestanddelen voor het minimaal maken van de afzetting en corrosie.The water is introduced into the tank to a level 27a just above the top row of boiler houses 50a so that space is available in the tank for steam 29a. Steam produced by the boiler exits through line 22 and its flow is controlled by a known valve (not shown). The boiler may have a known vent valve and line, not shown, and a known valve port, not shown, for the addition of standard boiler components to minimize deposition and corrosion.
De brander 28a kan elke geschikte, bekende brander zijn van het type gebruikt in ketels, zoals een gasbrander, oliebrander, koolbrander of een combinatie 15 daarvan. De warmte van de brander 28a beweegt via de kamer 30a tussen de buitenste ketelwanden en de wanden van de watertank. De warmte wordt dan bestuurd door het schot 32a via de vlambuizen 34a, 36a en 38a naar een kamer 42a. Kamer 42a wordt begrensd door de buitenste 20 ketelwand 14a, tankwand 26a en schotten 40a en 44a.The burner 28a can be any suitable known burner of the type used in boilers, such as a gas burner, oil burner, carbon burner or a combination thereof. The heat from the burner 28a travels through the chamber 30a between the outer shell walls and the walls of the water tank. The heat is then controlled by the baffle 32a through the flame tubes 34a, 36a and 38a to a chamber 42a. Chamber 42a is bounded by the outer shell wall 14a, shell wall 26a and bulkheads 40a and 44a.
Van daaruit beweegt de warmte via vlambuizen 46a, 48a en 50a naar de kamer 54a begrensd door de ketelbuitenwand 12a, tankwand 24a en gebogen schot 52a. Bij deze baan door de ketel dragen de hete gassen hun warmte over op 25 het water via de vlambuizen en worden daarna afgevoerd via de schoorsteen 56a.From there, the heat travels through flame tubes 46a, 48a and 50a to the chamber 54a bounded by the boiler outer wall 12a, tank wall 24a and curved bulkhead 52a. In this path through the boiler, the hot gases transfer their heat to the water via the flame tubes and are then discharged through the chimney 56a.
Verbonden met de tank 19a is een afzettings-opvanger 48a aangebracht voor het opvangen van eventuele afzetting die uit de tank 19a is geschraapt. Geschikte 30 bekende pakkingsmaterialen of afdichtingsmiddelen kunnen worden gebruikt om te voorkomen dat water uit de tank 19a of het afzettingsopvangreservoir 58a weglekt.Connected to the tank 19a, a deposit trap 48a is provided to collect any deposit scraped from the tank 19a. Suitable known gasket materials or sealants can be used to prevent water from leaking from the tank 19a or the sediment collection reservoir 58a.
Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm,die bijzonder bruikbaar is wanneer het afvalwater niet met water 35 vermengbare organische vloeibare verontreinigingen bevat, in het bijzonder die met een hogere soortelijke dichtheid dan het afvalwater, met of zonder niet opgeloste metaal-zouten, wordt het afvalwater krachtig in beweging gebracht, voorafgaand aan de doorgang van het afvalwater door de 40 olielaag, zoals door het injecteren van bellen van een gas 8120352 - 21 - (rriet inbegrip van gasmengsels), bijv. zuurstof, stikstof, kooldioxyde en bij voorkeur lucht. De vloeistof kan bijv. in beweging worden gebracht in een eerste hoeveèlheid vloeistof en doorgevoerd worden door de olielaag in een 5 tweede, afzonderlijke hoeveelheid vloeistof. De werkzaamheden van het in beweging brengen van vloeistof in de eerste hoeveelheid vloeistof en het overbrengen van vloeistof vanuit de eerste naar de tweede hoeveelheid vloeistof kan continu of discontinu plaatsvinden, en 10 tijdens bepaalde perioden kunnen deze bewerkingen gelijktijdig plaatsvinden, afwisselend of in andere tijdsverhoudingen. Bij voorkeur wordt de vloeistof, die door de olielaag wordt gevoerd, onttrokken aan een bovenste deel van het oppervlak van de eerste hoeveelheid 15 vloeistof in een eerste reservoir en overgebracht vanuit dat reservoir naar een tweede reservoir dat de tweede hoeveelheid vloeistof bevat en waarin de olielaag ten minste het bovenste deel van de tweede hoeveelheid vloeistof vormt. Verder is het gewenst dat de eerste hoeveel-20 heid vloeistof een gradiënt vertoont ten opzichte van de massa van geprecipiteerde metaalzouten per volume-eenheid vloeistof die positief is bij toenemende diepte van de vloeistof. Er zijn dus meer gesuspendeerde en/of bezonken vaste metaalzouten in een lager deel van de 25 eerste hoeveelheid vloeistof of reservoir in vergelijking met het bovenste deel daarvan. De gewenste gradiënt kan op elke geschikte wijze worden bereikt, zoals bijv. door het minder krachtig in beweging brengen van het bovenste deel van de vloeistof van de eerste hoeveelheid 30 of in het eerste reservoir en/of door deze bewerking discontinu uit te voeren tijdens ten minste een deel van de tijd wanneer de overbrengwerkzaamheid wordt uitgevoerd. Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm wordt de vloeistof slechts overgebracht na een periode van geen of ver-35 minderde in bewegingbrenging voldoende om een redelijke of aanmerkelijke neerslag van gesuspendeerde vaste stoffen te veroorzaken, en dit wordt bij voorkeur maar niet noodzakelijkerwijs gecombineerd met het onttrekken van vloeistof aan slechts het oppèrvlak van de eerste 40 hoeveelheid.According to a preferred embodiment, which is particularly useful when the waste water contains water-immiscible organic liquid impurities, in particular those with a higher specific gravity than the waste water, with or without undissolved metal salts, the waste water is agitated prior to passage of the wastewater through the oil layer, such as by injecting bubbles of a gas 8120352-21 (reed including gas mixtures), e.g. oxygen, nitrogen, carbon dioxide and preferably air. For example, the fluid can be agitated in a first amount of fluid and passed through the oil layer in a second, separate amount of fluid. The operations of agitating fluid in the first amount of fluid and transferring fluid from the first to the second amount of fluid may be continuous or discontinuous, and during certain periods these operations may occur simultaneously, alternately or in other time ratios. Preferably, the liquid passing through the oil layer is withdrawn from an upper part of the surface of the first amount of liquid in a first reservoir and transferred from that reservoir to a second reservoir containing the second amount of liquid and in which the oil layer at least forms the top portion of the second amount of liquid. Furthermore, it is desirable that the first amount of liquid has a gradient with respect to the mass of precipitated metal salts per unit volume of liquid that is positive with increasing depth of the liquid. Thus, there are more suspended and / or settled solid metal salts in a lower portion of the first amount of liquid or reservoir compared to the upper portion thereof. The desired gradient can be achieved in any suitable manner, such as, for example, by agitating the upper part of the liquid of the first amount 30 or in the first reservoir less vigorously and / or by carrying out this operation discontinuously during at least at least part of the time when the transferring work is performed. According to a preferred embodiment, the liquid is transferred only after a period of no or reduced agitation sufficient to cause a reasonable or significant precipitation of suspended solids, and this is preferably but not necessarily combined with the withdrawal of liquid from only the surface of the first 40 quantity.
8120352 - 22 -8120352 - 22 -
Onafhankelijk van het onttrekkingspunt en van de opeenvolging van in bewegingbrenging en overdracht, wordt de overgebrachte vloeistof gedwongen in en door ten minste een deel van de dikte van de olielaag te stromen, 5 terwijl de in bewegingbrenging van de olielaag voldoende wordt tegengegaan om deze nagenoeg in takt te houden. Aannemende dat de olielaag een lagere soortelijke dichtheid bezit dan enige andere vloeistof die in de tweede hoeveelheid aanwezig kan zijn, zoals gewoonlijk het geval is, 10 zullen organische stoffen vanuit de eerste hoeveelheid vloeistof (zelfs die welke zwaarder zijn dan water) gedispergeerd of opgelost worden in de olielaag van de tweede hoeveelheid vloeistof, terwijl het waterige deel van de eerste hoeveelheid doorgaat in of een onderste 15 waterige laag van de tweede hoeveelheid vormt. Een geschikte en voorkeurstechniek voor uitvoering van de overdracht is het onttrekken van vloeistof aan de laatstgenoemde waterige laag en om dergelijke onttrokken vloeistof in aanraking te brengen met een bovenste deel of het 20 oppervlak van de eerste hoeveelheid vloeistof in de richting van een schot waarover de vloeistof bij het oppervlak van de eerste hoeveelheid dus heen moet stromen.Irrespective of the extraction point and of the sequence of motion and transfer, the transferred fluid is forced to flow into and through at least part of the thickness of the oil layer, 5 while the motion of the oil layer is sufficiently inhibited to substantially keep tact. Assuming that the oil layer has a lower specific gravity than any other liquid that may be present in the second amount, as is usually the case, organic matter will be dispersed or dissolved from the first amount of liquid (even those heavier than water) in the oil layer of the second amount of liquid, while the aqueous portion of the first amount continues into or forms a bottom aqueous layer of the second amount. A suitable and preferred technique for carrying out the transfer is to withdraw liquid from the latter aqueous layer and to contact such withdrawn liquid with an upper part or the surface of the first quantity of liquid in the direction of a bulkhead over which the liquid must flow at the surface of the first quantity.
De overstromende vloeistof kan dan naar beneden toe worden geleid, bij voorkeur langs een naar beneden toe 25 gericht oppervlak waarover hij naar de olielaag toe stroomt.The overflowing liquid can then be led downwards, preferably along a downwardly directed surface over which it flows to the oil layer.
Een stelsel voor het recirculeren van afvalwater van een metaalbekledingsproces, dat delen van het stelsel van fig. 1 toont met wijzigingen is weergegeven 30 in fig. 3. In dit stelsel wordt het afvalwater van het industriële proces toegevoerd via leiding 40 en kleppen 46 of 48 naar hetzij de tank 50 of de tank 52 waarin het wordt behandeld zoals door toevoeging van een neerslagmiddel. Het verkregen mengsel wordt in beweging 35 gebracht door lucht toegevoerd vanaf een luchtbron (niet weergegeven) via de leiding 124 of de leiding 125.A system for recirculating wastewater from a metal cladding process, showing parts of the system of Fig. 1 with modifications is shown in Fig. 3. In this system, the wastewater from the industrial process is supplied through line 40 and valves 46 or 48 to either the tank 50 or the tank 52 in which it is treated such as by addition of a precipitant. The resulting mixture is agitated by air supplied from an air source (not shown) through line 124 or line 125.
Evenals in fig. 1 worden de tanks 50 en 52 afwisselend gebruikt, dat wil zeggen wanneer de ene tank vol is en het afvalwater erin gereed is om te worden 40 behandeld zal de andere tank leeg zijn en gereed can afvalwater van 8120352 - 23 - het industriële proces op te nemen. Olie en andere organische bestanddelen die dikwijls aanwezig zijn in afvalwater, zoals gechloreerde oplosmiddelen en helder-makers, worden uit het afvalwater verwijderd door het 5 afvalwater te voeren door olielaag 130 binnen de recir-culatietank 136. Dit vindt plaats door toevoeging van voldoende vloeistof aan de tanks 50 of 52 hetzij vanaf de leiding 40 of vanaf de recirculatietank 136 door leidingen 128 of 129 om er voor te zorgen dat afvalwater 10 overstroomt in de recirculatietank 136.As in Fig. 1, tanks 50 and 52 are used alternately, that is, when one tank is full and the waste water in it is ready to be treated, the other tank will be empty and ready to waste water from 8120352-23. industrial process. Oil and other organic constituents often present in wastewater, such as chlorinated solvents and brighteners, are removed from the wastewater by passing the wastewater through oil layer 130 within the recirculation tank 136. This is done by adding sufficient liquid to tanks 50 or 52 either from line 40 or from recirculation tank 136 through lines 128 or 129 to cause wastewater 10 to overflow into recirculation tank 136.
De olielaag 130 is effektief voor de verwijdering van organische bestanddelen in afvalwater die oplosbaar zijn in de olie met inbegrip van in water oplosbare organische stoffen zoals heldermakers evenals niet met 15 water mengbare bestanddelen, en is effektief voor de verwijdering van geëmulgeerde deeltjes die moeilijk van water gescheiden zouden kunnen worden door verschillen in soortelijke dichtheid.The oil layer 130 is effective for the removal of organic components in wastewater that are soluble in the oil including water-soluble organics such as brighteners as well as water-immiscible ingredients, and is effective for the removal of emulsified particles that are difficult to water could be separated by differences in specific gravity.
Indien zich geen olielaag vormt binnen één of 20 twee cycli na starten van het proces moet genoeg olie worden toegevoegd voor het vormen van de laag 130 met een dikte van ongeveer 1/4 inch tot ongeveer 3 inch.If an oil layer does not form within one or two cycles of starting the process, enough oil must be added to form the layer 130 having a thickness of about 1/4 inch to about 3 inches.
De olielaag wordt bij voorkeur gehouden op een dikte van ongeveer 1 tot ongeveer 2 inch. Hoewel dikten groter 25 dan deze kunnen worden gebruikt schijnt er geen voordeel te liggen in dikkere lagen. De uitdrukking "olie" heeft betrekking op lichte petroleumfrakties die gewoonlijk worden gebruikt voor roestvoorkomende doeleinden of voor smeermiddelen zoals oliën aangeduid als SAE nr. 30.The oil layer is preferably kept at a thickness of about 1 to about 2 inches. Although thicknesses larger than these can be used, there does not seem to be an advantage in thicker layers. The term "oil" refers to light petroleum fractions commonly used for rust prevention purposes or for lubricants such as oils designated SAE No. 30.
30 Door gebruik van het lucht-bewegingsstelsel wordt voorkomen dat de niet met water mengbare organische stoffen die zwaarder zijn dan water, zoals gechloreerde oplosmiddelen zoals bijv. perchloorethyleen en trichloor-ethyleen, zich accumuleren in de brij doordat zij 35 gedispergeerd worden door de gehele tanks 50 en 52 heen en dus overstromen in de recirculatietank 136. De brij voor recirculatie naar metaalbehandelingsinrichtingen is dus relatief vrij van organische bestanddelen. Bij het gebruik van een door middel van lucht in beweging-40 brengingsstelsel om de zware organische bestanddelen 8120352 - 24 - over de gehele tanks 50 en 52 te dispergeren wordt de in bewegingbtengijng bij voorkeur intermitterend uitgevoerd om het mogelijk te maken dat de vaste stoffen bezinken terwijl afvalwater in de tank 136 overstroomt.The use of the air motion system prevents the water-immiscible organic substances heavier than water, such as chlorinated solvents such as, for example, perchlorethylene and trichlorethylene, from accumulating in the slurry by being dispersed throughout the tanks 50 and 52 back and forth overflow into the recirculation tank 136. The slurry for recirculation to metal treatment facilities is thus relatively free of organic constituents. When using an air agitating system 40 to disperse the heavy organic constituents 8120352-24 throughout the tanks 50 and 52, the agitating flow is preferably performed intermittently to allow the solids to settle while waste water overflows into the tank 136.
5 De werking van het in bewegingbrengingsstelsel en van de recirculatiepomp houdt de concentratie van totale organische koolstof in de gecondenseerde stoom op een rèlatief laag niveau. Indien zware organische bestanddelen, zoals de gechloreerde oplosmiddelen, niet 10 aanwezig zijn, zal de recirculatie op zichzelf de concentratie aan totale organische koolstof in het stoomcondensaat op een verwaarloosbaar laag niveau houden.The operation of the stirrer system and the recirculation pump keeps the concentration of total organic carbon in the condensed steam at a relatively low level. If heavy organic components, such as the chlorinated solvents, are not present, the recirculation per se will keep the concentration of total organic carbon in the steam condensate at negligibly low levels.
De aanwezigheid van een zware organische on-15 zuiverheid, zoals trichloorethyleen en perchloorethyleen, in het afvalwater, kan regeling vereisen van de samenstelling van de olielaag 130 om een dichtheid te handhaven lager dan die van het afvalwater. De dichtheid kan, indien noodzakelijk, worden verlaagd door toevoeging 20 van aanvullende olie aan de laag, hetzij met of zonder een fase van verwijdering van een deel van het materiaal van de laag 130. De specifieke dichtheid van de olielaag wordt bij voorkeur onder ongeveer 0,9 gehouden.The presence of a heavy organic impurity, such as trichlorethylene and perchlorethylene, in the wastewater may require control of the composition of the oil layer 130 to maintain a density lower than that of the wastewater. The density can be reduced, if necessary, by adding additional oil to the layer, either with or without a phase of removing some of the material from the layer 130. The specific density of the oil layer is preferably reduced to about 0 , 9 held.
Het heldere, olievrije water 135 van de recir-25 culatietank 136 wordt verplaatst door pomp 126 of 127 via leidingen 128 of 129 naar de tank 50 of 52 via sproeikoppen (niet weergegeven). Dit recirculerende water dient voor het brengen van water naar de tank 50 of 52 om de olie en andere organische bestanddelen 30 in de recirculatietank te doen stromen of om de brij 58 of 60 uit de tanks 50 of 52 te spoelen wanneer deze worden geleegd. Heldere vloeistof vanuit de tanks 50 of 52 wordt in de opslagtank 72 gepompt via leiding 70.The clear, oil-free water 135 from the recirculation tank 136 is moved by pump 126 or 127 through lines 128 or 129 to tank 50 or 52 through nozzles (not shown). This recirculating water serves to bring water to the tank 50 or 52 to flow the oil and other organic constituents 30 into the recirculation tank or to flush the slurry 58 or 60 from the tanks 50 or 52 when they are emptied. Clear liquid from the tanks 50 or 52 is pumped into the storage tank 72 through line 70.
Het behandelde afvalwater van de tank 72 kan 35 worden gerecirculeerd als is weergegeven in fig. 1.The treated waste water from the tank 72 can be recycled as shown in Fig. 1.
De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding zorgt voor een afvoer van afvalwater met een verontreiniging nagenoeg gelijk aan nul. Het afvalwater wordt behandeld overeenkomstig de onderhavige uitvinding 40 en behoeft het stelsel zelfs niet te verlaten. De enige 8 1 9 0 λ R 9 i tl V J J fa - 25 - verontreinigingen die het stelsel verlaten zijn in de vorm van olie (organische stoffen), sterk geconcentreerde brij en/of afzetting welke gemakkelijker kunnen worden afgevoerd dan grote hoeveelheden verdunde vloeibare 5 afvalprodukten, terwijl bepaalde ervan gedroogd kunnen worden dus verder geconcentreerd kunnen worden en in een vorm kunnen worden gebracht geschikt voor behandeling door metaalfabrikanten.The method according to the present invention ensures that waste water with an impurity is virtually equal to zero. The wastewater is treated in accordance with the present invention 40 and does not even have to leave the system. The only 8 1 9 0 λ R 9 i tl VJJ fa - 25 - contaminants leaving the system are in the form of oil (organics), highly concentrated slurry and / or deposits which are easier to dispose of than large amounts of dilute liquid 5 waste products, while some of them can be dried, so can be further concentrated and molded for treatment by metal fabricators.
De werkwijze zal nu worden beschreven onder 10 gebruikmaking van de volgende, niet beperkende voorbeelden: Voorbeeld 1The method will now be described using the following non-limiting examples: Example 1
Ongeveer 500 gallons van gerecirculeerd afvalwater werden verkregen uit de was- en spoelbaden van een elektroplateringsproces. Het gerecirculeerde afvalwater 15 dat gedurende ongeveer ëën jaar in de baden werd gebruikt, bevatte zware metalen, zoals cadmium, koper, nikkel, tin, zink en ijzer. In aanvulling daarop bevatte het cyanide, hexavalent chroom, olie, alkalisch reinigingsmiddel en verschillende zuren.About 500 gallons of recycled wastewater were obtained from the wash and rinse baths of an electroplating process. The recycled wastewater 15 used in the baths for about one year contained heavy metals such as cadmium, copper, nickel, tin, zinc and iron. In addition, it contained cyanide, hexavalent chromium, oil, alkaline detergent and various acids.
20 Het cyanide werd vernietigd door normale chlorering.The cyanide was destroyed by normal chlorination.
Het hexavalente chroom werd gedeeltelijk gereduceerd door een hydrosulfiet en de olie continu verwijderd door een olie-afscheider. De zware metalen werden neergeslagen met overmaat kalk en polyaminevlokmiddelen. Na deze behan-25 deling bleef een brijcomponent en een heldere component over. De pH van de heldere component werd ingesteld op ongeveer 8 en de component werd verpompt naar een reservoir voor het naar behoefte gebruik in het elektroplateringsproces. De heldere component werd één of tweemaal per 30 week gerecirculeerd en na ongeveer een jaar werd het water onbruikbaar ten gevolge van een opeenhoping van opgeloste vaste stoffen die zich niet verdroegen met de plateringsbewerking. De opgeloste vaste stoffen, in een concentratie van ongeveer 8500 mg/1, scheen in hoofdzaak 35 te bestaan uit natriumsulfaat, natriumchloride en natriumnitraat. Andere kationen, zoals kalium, calcium, magnesium, en ammonia waren aanwezig, maar er werden geen pogingen gedaan om exacte hoeveelheden vast te stellen. Organische materialen, zoals bevochtigingsmiddelen, waren eveneens 40 aanwezig.The hexavalent chromium was partially reduced by a hydrosulfite and the oil continuously removed by an oil separator. The heavy metals were precipitated with excess lime and polyamine flocculants. After this treatment, a slurry component and a clear component remained. The pH of the clear component was adjusted to about 8 and the component was pumped to a reservoir for use as needed in the electroplating process. The clear component was recycled once or twice every 30 weeks and after about a year the water became unusable due to an accumulation of dissolved solids that were not compatible with the plating operation. The dissolved solids, at a concentration of about 8,500 mg / l, seemed to consist essentially of sodium sulfate, sodium chloride and sodium nitrate. Other cations, such as potassium, calcium, magnesium, and ammonia, were present, but no attempts were made to determine exact amounts. Organic materials, such as wetting agents, were also present.
@ 1 2 0 3 5 2 - 26 -@ 1 2 0 3 5 2 - 26 -
De gerecirculeerde component, bevattende de grote concentratie van opgeloste vaste stoffen, werd daarna gebracht in een kleine laboratoriumketel voor beproeving om waar te nemen of de ketel de verontreinigingen 5 van de stoom af zou scheiden en de ketel niet zouden beschadigen.The recycled component, containing the large concentration of dissolved solids, was then placed in a small laboratory kettle for testing to see if the kettle would separate the impurities from the steam and not damage the kettle.
De stoom geproduceerd door de ketel bij ongeveer 15 psig werd gecondenseerd en het watercondensaat was relatief zuiver. Het bevatte enige ammonia en ijzer 10 en had een pH van 8,8. De brij geproduceerd in de ketel was zacht en lekte uit een regelklep (corresponderend met een bekende afblaasklep) en de proef werd voortgezet. De ketel bevatte een gemiddelde van ongeveer 4 gallons en de component bevattende de hoge concentratie 15 van opgeloste vaste stoffen, zoals de 500 gallons afvalwater werden gevoerd door de ketel. Toen de ketel werd gedemonteerd werd enige harde afzetting gevonden en verwijderd.The steam produced by the kettle at about 15 psig was condensed and the water condensate was relatively pure. It contained some ammonia and iron and had a pH of 8.8. The slurry produced in the kettle was soft and leaked from a control valve (corresponding to a known relief valve) and the experiment was continued. The kettle contained an average of about 4 gallons and the component containing the high concentration of dissolved solids, such as the 500 gallons of wastewater were passed through the kettle. When the kettle was disassembled, some hard deposits were found and removed.
Voorbeeld 2 20 Een 55 gallon-vat met chroomafval werd verkregen uit een andere inrichting die koper en koperlegeringen behandelde. Het chroom werd gereduceerd tot de driewaardige toestand en de brij vormde ongeveer 50 vol. % van de oplossing. De pH van de oplossing werd ingesteld op 8, 25 de oplossing werd in beweging gebracht en men liet hem dan staan gedurende ongeveer 20 minuten. De brij bedroeg nog ongeveer 50 vol. % en bleef dit nadat men de brij een nacht over had laten staan. De vaste stoffen van de brij bedroegen ongeveer 5 gew. %.Example 2 A 55 gallon chromium waste drum was obtained from another device that treated copper and copper alloys. The chrome was reduced to the trivalent state and the slurry was about 50 full. % of the solution. The pH of the solution was adjusted to 8.25, the solution was agitated and then left to stand for about 20 minutes. The slurry was still about 50 full. % and this remained after the slurry was left overnight. The slurry solids were about 5 wt. %.
30 De afvalstof werd daarna in de laboratoriumketel gebracht. Er was bezorgdheid dat de brij moeilijk te concentreren zou zijn in de ketel vanwege zijn volumineuze aard. Dit bleek echter niet het geval te zijn. De groene brij vertoonde zich niet in het kijkglas van de ketel 35 of kwam niet uit de stoomuitlaat. Moeilijkheden deden zich echter in andere opzichten voor. Zelfs hoewel de pH werd ingesteld en gehandhaafd op ongeveer 8 had de stoom een pH van 2,4 en corrodeerde ernstig de stoomleidingen van de ketel. Overmaat natriumsulfiet was aanwezig dat 40 corrosief zwaveldioxyde en zwavelig zuur leverde. Zeswaardig 8120352 - 27 - chroom werd toegevoegd voor verwijdering van de overmaat natriumsulfiet en de proef herhaald. Wanneer ongeveer 5 mg/1 aan zeswaardig óhroom werd gehandhaafd in de ketel werd geen verder zwaveldioxyde overgebracht met de 5 stoom en de pH van het condensaat was ongeveer 8.The waste material was then introduced into the laboratory kettle. There was concern that the slurry would be difficult to concentrate in the kettle due to its bulky nature. However, this turned out not to be the case. The green slurry did not show up in the sight glass of the kettle 35 or come out of the steam outlet. However, difficulties arose in other respects. Even though the pH was adjusted and maintained at about 8, the steam had a pH of 2.4 and severely corroded the boiler steam lines. Excess sodium sulfite was present to provide corrosive sulfur dioxide and sulfuric acid. Hexavalent 8120352-27 chromium was added to remove excess sodium sulfite and the experiment repeated. When about 5 mg / l of hexavalent chromium was maintained in the kettle, no further sulfur dioxide was transferred with the steam and the pH of the condensate was about 8.
Er bleek geen verdere corrosie van het ketelstelsel. Voorbeeld 3No further corrosion of the boiler system was found. Example 3
Een andere proef werd uitgevoerd met het zelfde chroomafvalwater als gébruikt bij voorbeeld 2. De 10 omstandigheden in de ketel waren 5-10 ppm aan zeswaardig chroom en de pH lag van ongeveer 8 tot ongeveer 10. Morfoline werd toegevoegd aan de ketel voor het instellen van de pH van de stoom zodanig dat wanneer de stoom het condensaatreservoir binnentrad, de pH lag tussen 15 7,5 en 8,5. De stoomdruk was ongeveer 15 psig.Another run was performed with the same chromium waste water as used in Example 2. The conditions in the kettle were 5-10 ppm of hexavalent chromium and the pH was from about 8 to about 10. Morpholine was added to the kettle to set the the pH of the steam such that when the steam entered the condensate reservoir, the pH was between 7.5 and 8.5. The steam pressure was about 15 psig.
De chroombrij had geen nadelige invloed op de normale ketelomstandigheden. Het condensaat toonde de aanwezigheid van morfoline en een pH van ongeveer 8. Geen aanmerkelijke corrosie kon worden waargenomen in de 20 ketel of in de stoomleidingen. Het geconcentreerde driewaardige chroom werd uit de ketel verwijderd via de regelklep met ongeveer 60 % opgeloste zouten en vaste stoffen. Er vormde zich geen harde afzetting op de binnenzijde van de ketel.The chromium slurry did not adversely affect normal boiler conditions. The condensate showed the presence of morpholine and a pH of about 8. No significant corrosion could be observed in the kettle or in the steam lines. The concentrated trivalent chromium was removed from the kettle through the control valve with about 60% dissolved salts and solids. Hard deposits did not form on the inside of the kettle.
25 Een deel van de onzuiverheden verwijderd uit de ketel werd verder geconcentreerd door de brij aan te brepgen op een bekleding die op een stoomtafel werd geplaatst. Meer water werd uitgedreven en de vaste stoffen werden geconcentreerd tot ongeveer 97 gew. %. De brij 30 was donkergroen van kleur en hard. Hij was kruimelig en gemakkelijk van de bekleding te scheiden.Some of the impurities removed from the kettle were further concentrated by rubbing the slurry on a coating placed on a steam table. More water was expelled and the solids concentrated to about 97 wt. %. The slurry 30 was dark green in color and hard. It was crumbly and easily separated from the upholstery.
Een ander deel van de 60 % vaste stoffen verwijderd uit de ketel werd gebracht in de afvoerschoorsteen voor de ketel, waarbij water werd uitgedreven en de 35 vaste stoffen geconcentreerd tot ongeveer 98 %.Another portion of the 60% solids removed from the kettle was placed in the kettle discharge stack, expelling water and concentrating the solids to about 98%.
Voorbeeld 4Example 4
Brij uit de ketel gevormd volgens voorbeeld 3 en bestaande uit 60 % vaste stoffen werd vanuit de ketel gepompt naar een roestvrij stalen transporteur ontworpen 40 voor transport van de brij in de afvoerschoorsteen van 8120352 - 28 - de ketel. De uitlaatgassen, die een temperatuur bezaten van'ongeveer 350°F tot 450°F, concentreerden verder de vaste stoffen.Mash from the kettle formed according to Example 3 and consisting of 60% solids was pumped from the kettle to a stainless steel conveyor designed 40 for transportation of the mash into the exhaust chimney of the 8120352-28 kettle. The exhaust gases, which had a temperature of about 350 ° F to 450 ° F, further concentrated the solids.
Voorbeeld 5 5 Het volgende voorbeeld werd uitgevoerd in het laboratorium als deel van een rendementsstudie. Gemeend wordt dat de economische besparingen als boven uiteengezet konden worden bereikt.Example 5 The following example was performed in the laboratory as part of a yield study. It is believed that the economic savings outlined above could be achieved.
De omstandigheden bij een andere inrichting 10 werden waargenomen en monsters van het afvalwater genomen. Bijzondere nadruk werd gelegd op het rendement van deze inrichting dat de energiebesparingen toonde gepaard gaande met de onderhavige uitvinding.Ongeveer 750.000 ponden stoom werden dagelijks opgewekt in de winter voor 15 verwarming en gebruik in de inrichting. In de zomer werden dagelijks ongeveer 200.000 ponden stoom gebruikt.Conditions at another facility 10 were observed and waste water samples taken. Particular emphasis was placed on the efficiency of this device which showed the energy savings associated with the present invention. Approximately 750,000 pounds of steam were generated daily in winter for heating and use in the device. In the summer, about 200,000 pounds of steam were used daily.
De waterafvoer varieerde tussen 100.000 en 140.000 gallons per dag over het gehele jaar. Ongeveer 75 % van het water werd gebruikt in de elektroplateringsafdeling.Water runoff varied between 100,000 and 140,000 gallons per day over the year. About 75% of the water was used in the electroplating department.
20 Zelfs hoewel ,het water gereinigd werd door chemische behaiideling voordat het naar een stroom werd af gevoerd, werd het niet zuiver genoeg beschouwd voor recirculatie naar de plateringsafdeling. Monsters van het chemisch behandelde afvalwater werden gevoerd door de laboratorium-25 ketel en het uit de door de ketel geproduceerde stoom gecondenseerde water bleek van hoge kwaliteit te zijn en bevredigend voor de plateringsbewerking.Even though the water was purified by chemical purification before being discharged to a stream, it was not considered pure enough for recirculation to the plating department. Samples of the chemically treated waste water were passed through the laboratory kettle and the water condensed from the steam produced by the kettle was found to be of high quality and satisfactory for the plating operation.
Indien het afvalwater van de plèteringsbewerking slechts door een afzonderlijke verdamper werd gevoerd, 30 zouden de aanvullende energiekosten liggen boven $ 2.000 per dag, waardoor de budgettaire kosten zouden worden verdubbeld. Indien echter het afvalwater in de aanwezige inrichtingsketel werd gebracht zouden de energiekosten slechts weinig toenemen. Ter illustratie: 35 op een koude winterdag werden 765.000 ponden stoom opgewekt en 583.440 ponden (78.000 gallons) stoom werden gebruikt in de plateringsafdeling. Door doorvoer van al het afvalwater door de aanwezige ketel overeenkomstig de onderhavige uitvinding zou meer dan genoeg water aanwezig zijn 40 voor dagelijks gebruik. Een verder voordeel zou zijn, 8 1 2-0 3 S 2 - 29 - dat het condensaat warm (75-100°F) zou zijn, wat de spoeling in de plateringsbewerking zou vergemakkelijken.If the purification operation wastewater was only passed through a separate evaporator, additional energy costs would exceed $ 2,000 per day, doubling budgetary costs. However, if the wastewater were brought into the existing furnace boiler, the energy costs would increase only slightly. For example, on a cold winter day, 765,000 pounds of steam were generated and 583,440 pounds (78,000 gallons) of steam were used in the plating department. By passing all the waste water through the present boiler according to the present invention, more than enough water would be present for daily use. A further advantage would be, 8 1 2-0 3 S 2 - 29 - that the condensate would be warm (75-100 ° F), which would facilitate flushing in the plating operation.
Daar de stoom toch op een of andere wijze moest worden opgewekt zouden de aanvullende kosten slechts 5 zijn de verwarming van het condensaatterugvoerwater meer dan tot dan toe werd gedaan. Berekend werd dat 10 % aanvullende energie vereist zou zijn voor dit doel, maar dit zou worden opgeheven door minder afblazen, zodat het netto-energieverlies ongeveer 4 tot 5 % zou zijn.Since the steam nevertheless had to be generated in some way, the additional cost would be only heating the condensate return water more than was previously done. It was calculated that 10% additional energy would be required for this purpose, but this would be eliminated by less blow-off, so that the net energy loss would be about 4 to 5%.
10 In de zomer zou niet genoeg stoom worden opgewekt voor behandelen van het water overeenkomstig de onderhavige uitvinding bij elke cyclus. Een bepaling zou gemaakt moeten worden welke behandeling in de inrichting het meest kritisch was en het zuivere condensaat van 15 hoge kwaliteit zou vereisen, zoals dit wordt verkregen volgens de onderhavige uitvinding. De rest van de bewerking zou gebruikmaken van gerecirculeerd water uit normale chemische destructiemethoden. Het netto-resultaat zou een nagenoeg gesloten lussysteem zijn en nagenoeg geen 20 water zou ooit het stelsel verlaten in vloeibare vorm en met verontreinigingen daarin, met uitzondering inu de geconcentreerde brij uit de ketel.In summer, not enough steam would be generated to treat the water according to the present invention on each cycle. A determination should be made as to which treatment in the device was the most critical and would require the high quality pure condensate as obtained according to the present invention. The rest of the operation would use recycled water from normal chemical destruction methods. The net result would be a virtually closed loop system and virtually no water would ever leave the system in liquid form and with impurities therein except for the concentrated slurry from the kettle.
Voorbeeld 6Example 6
Verschillende 55 gallon-vaten met afvalwater 25 werden verzameld van een inrichting voordat afvalwater-behandelingsprocedures werden uitgevoerd op het afval-materiaal. De kosten voor chemicaliën bij deze inrichting waren zeer hoog voor het reduceren van zeswaardig chroom en neerslag van zware metalen. De enige voorbehandeling 30 voordat het afvalprodukt door de ketel werd gevoerd was het instellen van de pH op 9 en de toevoeging van polyaminen om te voorkomen dat de zich vormende afzetting vast zou komen te zitten op de ketelplaat. Zeswaardig chroom werd in de ketel gehandhaafd. Het water dat werd 35 gecondenseerd vanuit de stoom geleverd door de ketel was van bijzonder goede kwaliteit, maar de afzetting hechtte zich iets vast en mechanisch schrapen was noodzakelijk.Several 55 gallon drums of wastewater were collected from a facility before wastewater treatment procedures were performed on the waste material. The chemical costs at this facility were very high to reduce hexavalent chromium and heavy metal precipitation. The only pre-treatment before the waste product was passed through the kettle was adjusting the pH to 9 and the addition of polyamines to prevent the forming deposit from getting trapped on the kettle plate. Hexavalent chromium was maintained in the kettle. The water condensed from the steam supplied by the kettle was of particularly good quality, but the deposit adhered slightly and mechanical scraping was necessary.
Voorbeeld 7 40 Trichloorethyleen werd gebracht in het gerecir- 8120352 - 30 - culeerde water in het stelsel van fig. 3 om vast te stellen of het terecht zou komen in het condensaat indien het in de ketel werd gebracht en om vast te stellen of het zou worden verwijderd bij doorvoer van het gerecir-5 culeerde water door een olielaag. Trichloorethyleen werd gekozen daar het is gevonden in grondwater en wordt beschouwd als kankerverwekkend te zijn.Example 7 40 Trichlorethylene was introduced into the recirculated water in the system of Fig. 3 to determine if it would enter the condensate when it was charged to the boiler and if it would are removed upon passage of the recirculated water through an oil layer. Trichlorethylene was chosen as it has been found in groundwater and is considered to be a carcinogen.
Wanneer trichloorethyleen een bestanddeel was van het afvalwater dat in de ketel werd gebracht was 10 de gecondenseerde stoom blauw van kleur. De reden van de kleur is niet bekend, maar deze maakte een gemakkelijke visuele waarneming mogelijk van de aanwezigheid van trichloorethyleen. Het met lucht in beweging gebrachte stelsel en de recirculatiepompen werden daarna gedurende 15 ongeveer 30 min. aangezet om water over de overstroom te doen lopen via een 3 inch dikke laag olie. Men liet het afvalwater een nacht overstaan en helder water werd in de ketel getrokken. Het condensaat was helder aangevende de afwezigheid van aanmerkelijke hoeveelheden trichloor-20 ethyleen.When trichlorethylene was a component of the waste water introduced into the kettle, the condensed steam was blue in color. The reason for the color is unknown, but it allowed easy visual observation of the presence of trichlorethylene. The air-agitated system and recirculation pumps were then turned on for about 30 minutes to run water over the overflow through a 3 inch thick layer of oil. The waste water was left to stand overnight and clear water was drawn into the kettle. The condensate was clear indicating the absence of significant amounts of trichloroethylene.
Voorbeeld 8Example 8
De proef van voorbeeld 7 werd herhaald zonder in beweging brengen door lucht. De gecondenseerde stoom uit de ketel was blauw, aangevende de aanwezigheid van 25 trichloorethyleen in het condensaat.The experiment of Example 7 was repeated without agitation by air. The condensed steam from the kettle was blue, indicating the presence of trichlorethylene in the condensate.
Voorbeeld 9Example 9
Trekoliën en organische platerings-heldermakers, maar zonder enige gechloreerde oplosmiddelen, werden gebracht in het gerecirculeerde water aangebracht in de 30 ketel. Geen blauwe kleur vertoonde zich in het condensaat maar analyse toonde een aanmerkelijke condentratie van totale organische koolstof in het condensaat.Drawing oils and organic plating brighteners, but without any chlorinated solvents, were added to the recycled water placed in the kettle. No blue color showed in the condensate, but analysis showed a significant concentration of total organic carbon in the condensate.
De onderhavige uitvinding kan op andere specifieke wijzen worden uitgevoerd zonder te vallen buiten de 35 gedachte of essentiële kenmerken daarvan. Zo kunnen de industriële afvalmaterialen bijv. worden geleverd door andere bronnen dan metaalbehandelingen, zoals bijv. chemische processen, biologische processen, de mijnindustrie, of de farmaceutische industrie. De druk waarbij de ketel 40 wordt bedreven wordt bepaald door de geschiktheid daarvan 8120352 - 31 - en het gebruik dat van de stoom wordt gemaakt. Drukken tot aan 150 psi kunnen gewenst zijn voor de behandeling van afvalmateriaal van de farmaceutische industrie of van biologische afvalmaterialen om de destructie van alle 5 virussen en thermofiele organismen te verzekeren. Dientengevolge moet worden verwezen naar de bijgaande conclusies in plaats van naar de voorafgaande beschrijving voor aanduiding van het kader van de uitvinding.The present invention can be practiced in other specific ways without departing from the scope or essential features thereof. For example, industrial waste materials can be supplied from sources other than metal treatments, such as chemical processes, biological processes, the mining industry, or the pharmaceutical industry. The pressure at which the boiler 40 is operated is determined by its suitability 8120352 - 31 - and the use made of the steam. Pressures up to 150 psi may be desirable for the treatment of pharmaceutical industry waste materials or biological waste materials to ensure the destruction of all 5 viruses and thermophilic organisms. Accordingly, reference should be made to the appended claims rather than the foregoing description for designation of the scope of the invention.
-conclusies- 1120352-claims- 1120352
Claims (49)
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US18585180A | 1980-09-10 | 1980-09-10 | |
US18585180 | 1980-09-10 | ||
PCT/US1981/001204 WO1982000817A1 (en) | 1980-09-10 | 1981-09-09 | Wastewater treatment process |
US8101204 | 1981-09-09 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL8120352A true NL8120352A (en) | 1982-08-02 |
Family
ID=22682692
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL8120352A NL8120352A (en) | 1980-09-10 | 1981-09-09 |
Country Status (16)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0058717A4 (en) |
JP (1) | JPS57501521A (en) |
AU (1) | AU7588881A (en) |
BE (1) | BE890283A (en) |
BR (1) | BR8108782A (en) |
CA (1) | CA1190174A (en) |
DE (1) | DE3144400A1 (en) |
DK (1) | DK201282A (en) |
ES (1) | ES505816A0 (en) |
GB (1) | GB2093357B (en) |
GR (1) | GR75031B (en) |
IT (1) | IT1144770B (en) |
NL (1) | NL8120352A (en) |
NO (1) | NO821516L (en) |
SE (1) | SE8202895L (en) |
WO (1) | WO1982000817A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112611749A (en) * | 2020-10-30 | 2021-04-06 | 重庆金美新材料科技有限公司 | Method for detecting content of ammonium citrate in liquid |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1984003A (en) * | 1929-11-21 | 1934-12-11 | John T Welsh | Purification of liquid |
US3235324A (en) * | 1964-09-25 | 1966-02-15 | Dow Chemical Co | Boiler protection |
US3542651A (en) * | 1966-10-18 | 1970-11-24 | Aisaburo Yagishita | Unit for recovery of plating solution |
DE1801824A1 (en) * | 1968-10-08 | 1970-05-27 | Horst Glaser | Decontamination of concentrates |
US3617567A (en) * | 1969-05-15 | 1971-11-02 | Du Pont | Destruction of cyanide in aqueous solutions |
US3711381A (en) * | 1969-12-10 | 1973-01-16 | G Lagstroem | Method of purifying sewage and waste liquids and a decocting system for carrying out the method |
CA944875A (en) * | 1971-03-08 | 1974-04-02 | Walter H. Chapman | Multiple re-use of water |
US3973987A (en) * | 1974-03-18 | 1976-08-10 | Data General Corporation | Water recycle treatment system for use in metal processing |
US3988414A (en) * | 1974-12-17 | 1976-10-26 | Vyzkumny Ustav Chemickych Zarizeni | Treatment of waste water from uranium ore preparation |
US3986955A (en) * | 1975-01-28 | 1976-10-19 | Sphere, Incorporated | Effluent waste treatment process and apparatus |
JPS5236113A (en) * | 1975-09-17 | 1977-03-19 | Tokyo Shibaura Electric Co | Burning furnace apparatus for powder mold products |
JPS52117874A (en) * | 1976-03-31 | 1977-10-03 | Suzuki Motor Co | Method of collecting organic matters from waste water containing organic matters |
US4176057A (en) * | 1977-06-24 | 1979-11-27 | El Paso Environmental Systems, Inc. | Method and apparatus for recovering liquid and solid constituents of water solutions containing sparingly soluble solids |
-
1981
- 1981-09-08 GR GR65984A patent/GR75031B/el unknown
- 1981-09-09 DE DE813144400T patent/DE3144400A1/en not_active Withdrawn
- 1981-09-09 BR BR8108782A patent/BR8108782A/en unknown
- 1981-09-09 EP EP19810902554 patent/EP0058717A4/en not_active Withdrawn
- 1981-09-09 ES ES505816A patent/ES505816A0/en active Granted
- 1981-09-09 BE BE0/205912A patent/BE890283A/en not_active IP Right Cessation
- 1981-09-09 NL NL8120352A patent/NL8120352A/nl unknown
- 1981-09-09 CA CA000385450A patent/CA1190174A/en not_active Expired
- 1981-09-09 GB GB8203084A patent/GB2093357B/en not_active Expired
- 1981-09-09 WO PCT/US1981/001204 patent/WO1982000817A1/en not_active Application Discontinuation
- 1981-09-09 JP JP56503102A patent/JPS57501521A/ja active Pending
- 1981-09-09 AU AU75888/81A patent/AU7588881A/en not_active Abandoned
- 1981-09-10 IT IT68189/81A patent/IT1144770B/en active
-
1982
- 1982-05-05 DK DK201282A patent/DK201282A/en not_active Application Discontinuation
- 1982-05-07 NO NO821516A patent/NO821516L/en unknown
- 1982-05-07 SE SE8202895A patent/SE8202895L/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IT8168189A0 (en) | 1981-09-10 |
NO821516L (en) | 1982-05-07 |
ES8300649A1 (en) | 1982-12-01 |
ES505816A0 (en) | 1982-12-01 |
JPS57501521A (en) | 1982-08-26 |
GR75031B (en) | 1984-07-12 |
BE890283A (en) | 1982-03-09 |
WO1982000817A1 (en) | 1982-03-18 |
CA1190174A (en) | 1985-07-09 |
DK201282A (en) | 1982-05-05 |
DE3144400A1 (en) | 1982-11-04 |
BR8108782A (en) | 1982-07-13 |
IT1144770B (en) | 1986-10-29 |
AU7588881A (en) | 1982-04-05 |
GB2093357A (en) | 1982-09-02 |
EP0058717A1 (en) | 1982-09-01 |
GB2093357B (en) | 1984-10-24 |
SE8202895L (en) | 1982-05-07 |
EP0058717A4 (en) | 1985-02-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4437968A (en) | Boiler apparatus | |
US6001246A (en) | Process for the reclamation of process water from process wastewater generated in the battery manufacturing industry and other metals related industries | |
US8147696B1 (en) | High-efficiency water-softening process | |
JP6216716B2 (en) | Industrial water purification and desalination | |
US9056784B2 (en) | High efficiency water-softening process | |
US7150320B2 (en) | Water treatment method for heavy oil production | |
EA009398B1 (en) | Method for production of high pressure steam from produced water | |
Zinkus et al. | Identify appropriate water reclamat’technologies | |
RU2330902C2 (en) | Method and facility for regeneration of solutions which are used for etching of metals | |
CN205442916U (en) | Contain salt effluent disposal system | |
CN106219846A (en) | Percolate film-filter concentration liquid processing method | |
CN117247198B (en) | System and method for treating landfill leachate and removing scaling substances of evaporation heat exchanger | |
Averina et al. | Development and design of a closed water use cycle | |
Huang et al. | Complex treatment of the ammonium nitrogen wastewater from rare-earth separation plant | |
NL8120352A (en) | ||
CN109574351A (en) | Containing sour high ammonia nitrogen and high salt utilization of wastewater resource and Zero discharge treatment method | |
EP1181965B1 (en) | Device for cleaning a fluid in the form of a vapor from a circuit | |
CN212799917U (en) | High concentration emulsified oil effluent disposal system | |
RU2294794C2 (en) | Clarified water production process | |
JP5084130B2 (en) | Waste liquid treatment method and waste liquid treatment system | |
CN101565257A (en) | Method and device for treating and purifying sewage in a membrane coupling way | |
RU2286840C2 (en) | Method for producing partially demineralized water | |
RU2008324C1 (en) | Process for reclaiming worked-out aqueous emulsion-based cooling lubricant | |
CN108249674A (en) | A kind of pickle liquor Treatment and recovery utilizes device and method | |
UA72057C2 (en) | A method for the preparation of heavily demineralized water |