WO2003068358A1 - Method and device for the treatment of waste water - Google Patents

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WO2003068358A1
WO2003068358A1 PCT/DE2003/000388 DE0300388W WO03068358A1 WO 2003068358 A1 WO2003068358 A1 WO 2003068358A1 DE 0300388 W DE0300388 W DE 0300388W WO 03068358 A1 WO03068358 A1 WO 03068358A1
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wastewater
storage container
air
evaporated
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Peter Wolf
Wolfgang Jaske
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Peter Wolf
Wolfgang Jaske
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/34—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping with one or more auxiliary substances
    • B01D3/343—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping with one or more auxiliary substances the substance being a gas
    • B01D3/346—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping with one or more auxiliary substances the substance being a gas the gas being used for removing vapours, e.g. transport gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
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    • B01D—SEPARATION
    • B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0027—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation by direct contact between vapours or gases and the cooling medium

Definitions

  • the invention relates to a process for the treatment of water-containing liquid waste, in particular industrial waste water, in which the waste liquid is evaporated, wherein moist air is drawn off and solids contained in the evaporated waste water are returned and the moist air is fed to a heat exchanger and the water condensed there is collected ,
  • the invention further relates to a device for performing this method.
  • a method and a device of the type mentioned are known from DE 41 09 276 C2.
  • water is evaporated, fed to an evaporator of a refrigeration machine, condensed there and the cooled, dry gas is heated and then returned to the evaporation of the waste water in a closed circuit.
  • WO 99/65588 it is known to design a device for separating, for example, water-oil emulsion in such a way that a separation chamber is provided with a bed of solids, around a large surface of the emulsion which is passed over the solids and the latter wetted to achieve.
  • the separation chamber is subjected to a vacuum. This causes it to come close to the surface the wetted solids very quickly to a saturation of the suppressed gas in liquid.
  • GB 2323048 A discloses a device for separating emulsions which achieves the separation of the heated mixture by passing the mixture over a column filled with packing and passing air in countercurrent. In this device too, the air is quickly saturated with water by passing emulsions over a large surface and the water is removed from the emulsion.
  • the invention has for its object to provide a method and a device of the type mentioned, with which liquid waste can be processed in a simple method as cost-effective, easy to maintain and with low energy consumption.
  • Essential to the invention is in the process for the treatment of water-containing, liquid waste, in which the waste water is evaporated, the moist air is drawn off and solids contained in the evaporated waste water are returned and the moist air is fed to a heat exchanger and the water condensed there is collected, which the Air leaving the condenser is fed directly to the wastewater to be evaporated, ie the air leaving the heat exchanger is not heated in the meantime, that is to say is free of energy supply, but with unchanged Temperature is passed on and that in addition the air in the closed circuit is • saturated with moisture at all times, ie essentially 100% air humidity is given.
  • Such a method is also suitable for treating small amounts of water and is particularly inexpensive and can be carried out with little effort.
  • the waste water is preferably heated and sprayed, so that the waste water is sprayed to evaporate. Furthermore, it is preferred to bring the humid air in the condenser into contact with cooler condensate, which is finely distributed by spraying, since particularly good condensation is thereby achieved. In particular, the combination of spraying the waste water in the evaporation device and spraying a condensate in the condensation device is preferred.
  • the process according to the invention is further characterized in that external energy is supplied exclusively for heating the waste water to be evaporated.
  • the device according to the invention for the treatment of water-containing liquid waste for carrying out the method according to the invention described above has an evaporation device and a condensation device, the evaporation device having a storage container for the waste water and an evaporator for the waste water with a separation chamber and the condensation device having a condenser for condensing the evaporated water and a second reservoir.
  • the storage container for the waste water is arranged within the second storage container for the purified water.
  • this enables a particularly space-saving design and, on the other hand, a high safety standard is achieved in a particularly inexpensive manner, in which the storage container for the waste water is double-walled by the arrangement within the storage container for the purified water, so that in In the event of a leak within the storage tank for the waste water, this does not leak out, but is caught by the storage tank for the cleaned water.
  • the condensation device and the evaporation device are arranged within a common closed container.
  • a wall separating the condensation device and the evaporation device in particular a stainless steel sheet, is provided within the container, only a slot or a passage remaining in each of the upper and lower regions, which forms the channel for the air flowing around the container, the the upper opening forms the path from the evaporation device to the condensation device and the lower opening forms the path from the condensation device to the evaporation device.
  • the wall separating the evaporation device and the condensation device is movable, in particular pivotable about an axis, so that as a function of that during evaporation resulting gas volumes, the wall can be pivoted and moved in such a way that excess pressure and thus excessive flow velocities are prevented.
  • the position of the wall is preferably controlled by measuring the flow rate.
  • the evaporation device has a blower, the blower preferably being installed in such a way that the air flow is passed through the storage container for the waste water and is fed from there to the evaporator.
  • the evaporator preferably has a separating chamber, which can be filled with packing elements, within a column, into which the waste water to be treated can be introduced from above and which can be acted upon by an air stream from below.
  • the evaporator which is preferably arranged above the separation chamber, advantageously has a distributor for the wastewater to be treated, which distributes the wastewater evenly over the packed bed in the separation chamber in order to achieve a uniform wetting of the packed bed, so that the largest possible surface area of the to be treated Waste water is reached in the separation chamber.
  • the wastewater to be treated from the storage tank by means of a pump and a riser pipe through the distributor above the separation chamber into the evaporator, the pump being able to be designed as a submersible pump within the storage tank or in other designs.
  • the condensation device also preferably has a gas-liquid separator with which the separated water and air can be separated.
  • the cross-sectional area of the condenser within the condensation device preferably corresponds to the cross-sectional area of the evaporator of the evaporation device
  • a heat exchanger for condensing the water from the air stream is installed, which preferably has a surface of the same size or a larger surface than the packed bed of the evaporator.
  • Fig. 1 a schematic representation of a first
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a second embodiment of a device according to the invention
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a third embodiment of a device according to the invention.
  • Fig. 4 a perspective view of a first
  • FIG. 5 a top view of the illustration according to FIG. 4;
  • FIG. 6 shows a perspective view of a second variant of a storage container for the purified water with a storage container for waste water arranged therein;
  • the device consists of an evaporation device A and a condensation device B.
  • the condensation device has an evaporator 1 with a separation chamber 2 filled with packing elements, a storage container 3 for the waste water, a distribution system 8 for the waste water, a heat exchanger 11 and a pipeline 10 with pumps 9 , wherein the pump 9 is installed in the reservoir 3 and gives the waste water via the pipeline 10 in the heat exchanger 11.
  • the column for separating pure water in the form of water saturated with air is attached to the storage container 3.
  • the diameter of the storage container 3 has at least the size of the evaporator, in particular the separation chamber 2, in order to ensure the largest possible capacity.
  • the design of the shape of the storage container is based on the spatial conditions (e.g. container).
  • the evaporator 1 is preferably mounted on the storage container 3 in a cylindrical column.
  • the evaporator 1 has in the lower part an air inlet opening 4, the cross-sectional area of which preferably corresponds to the evaporator cross-sectional area, which is connected via a pipeline 5 to the outlet 6 of the gas-liquid separator 7 in order to achieve a closed air circuit for the transport of the water saturated air.
  • a distributor system 8 for the liquid waste conveyed from the storage container 3 by means of a pump 9 via the pipeline 10.
  • a heat exchanger 11 is installed, in which external heat z. B.
  • the wastewater can also be heated at any other point in the cycle.
  • the wastewater flows back into the reservoir 3 by gravity through the separation chamber 2 with packing.
  • the packing consist of a non-corrosive material, preferably plastic, V4A or glass.
  • the packing can also be made of corrosive material, such as z. B. steel chips consist of turning shops.
  • the height of the packing of the packing 2 in the evaporator preferably corresponds to 3 to 5 times the evaporator diameter. Other filling levels are also possible.
  • the liquid waste concentrated by water removal is removed from the storage container by means of a pump 12.
  • the air saturated with water is fed to the condensation device B via a pipeline 13.
  • the condensation device B has a condenser 14, in which water is extracted from the air saturated with water by cooling, a gas-liquid separator 7 and a second storage container 17.
  • the cross section of the condenser 14 is the same as or larger than the cross section of the separation chambers 2 with packing elements, in order to avoid compression effects of the air flowing through it. However, other cross sections are conceivable.
  • the condenser 14 has a heat exchanger 15 with a cooling circuit 16.
  • the cooling capacity of the heat exchanger 15 is designed such that it can absorb and dissipate the energy supplied to the evaporation device A via the heat exchanger 11. Energy absorbed by the cooling circuit 15 of the heat exchanger 16 can again be supplied to the energy source of the evaporation device A. from that the result is that the energy required for wastewater treatment is not consumed, but only transported.
  • the heat exchanger 15 is followed by a gas-liquid separator 7, in which the condensed water is separated from the air flow.
  • the separated water is fed to a second reservoir 17.
  • the water is pumped out of the reservoir with a pump 18 and can be fed back into the production process.
  • the cooled air flow is fed back to the first part of the device via a pipeline 5. It is also possible to supply the air flow to the storage container 3 for the water-containing liquid waste and thus to close the air circuit.
  • the blower 19 for transporting the air is located between the gas-liquid separator 7 and the air inlet opening 4 of the condensation device A, that is to say at the outlet of the condensation device, since here the temperature of the air in the air circuit is the lowest.
  • the lowest possible temperature of the medium to be pumped means the lowest possible wear on the fan.
  • the device is controlled via electronic logic modules. Float switches and encapsulated thermoswitches are used for data acquisition.
  • the liquid waste is heated directly or indirectly in the first step with the aid of the heat exchanger 11 in order to increase the vapor pressure and thereby obtain a large material flow.
  • Heating the wastewater increases the steam pressure of the water exponentially and promotes the evaporation line.
  • the water absorption capacity of air at 100% humidity is 50g water per m 3 air at 40 ° C and 350g water per m 3 air at 80 ° C.
  • the wastewater conveyed in the head of the separation chamber 2 flows back into the reservoir by gravity. Air flows in countercurrent over the packed bed conducted, whereby it warms up and enriched with water. By removing the water, the impurities remain in the reservoir of the system and can be pumped out there by the pump 12.
  • the water vapor in the air is condensed by means of a heat exchanger.
  • water is released from the air saturated with water by cooling.
  • the relative humidity is 100% even after cooling.
  • the condensed water is separated off via a gas-liquid separator and collected in another container.
  • the air is returned to the first process step. This means that the air cycle is closed, and the air humidity in the system is always in the 100% range. Only the water absorption capacity of the air changes due to the different air temperature.
  • the thermal energy used in the first process step is in the water vapor of the air and is released again by condensation on the heat exchanger in the second process step. It is essentially an energy transport. Essentially, energy is required to transport the media, as is thermal energy to compensate for heat radiation losses. Thermal radiation losses can, however, be kept low by insulation.
  • the evaporation device A is here on the left side, while the condensation device B is shown here on the right side of the figure.
  • a spray evaporator 20 with an injection nozzle 23 is used, which sprays the waste water heated in the heat exchanger 11.
  • the water vapor is removed by the countercurrent air from the evaporation device A and fed to an injection condenser 21 which has an injection nozzle 22 and which brings water-laden air into contact with cooler condensate finely distributed by spraying.
  • the vapor from the air condenses on the cooler drops of condensate.
  • the condensate is fed in and discharged in the same amount as the waste water.
  • the remaining energy of the discharged condensate is used to dry the residual materials.
  • the circulating air flow which has become colder in the injection condenser 21, is again fed with the aid of the blower 19 to the storage container 3 with the waste water and from there into the spray evaporator 20.
  • External heat is supplied to the heat exchanger 11 for heating the waste water here, as in the exemplary embodiment according to FIG.
  • water obtained from the second storage container 17 is additionally taken out with the aid of the pump 30 and fed to the heat exchanger 11, the waste water being heated with the thermal energy contained in the purified water and the water then cooled in the heat exchanger being returned and via the injection nozzle 22 in the injection capacitor 21 is used.
  • the waste water is fed with the aid of a pump 13 and a pipe 26 to an additionally connected heat exchanger 27 in which the waste water is already preheated and then fed to the reservoir 3 via a further pipe 28.
  • the heating in the heat exchanger 27 takes place with the aid of the pipe 29 supplied from the second reservoir 17 via the pipe 29 purified water, which is supplied to the condensate drain 31 in the heat exchanger 27 after its residual thermal energy has been released.
  • FIG. 3 shows a third embodiment of the device according to the invention.
  • This embodiment is characterized by a closed container 35, in which the evaporation device A and also the condensation device B are arranged.
  • the evaporation device A and the condensation device B are separated by a vertical wall 36.
  • the vertical wall 36 is movable, in particular pivotable about an axis 37 by means of a motor 38.
  • the gas volume increases. This increases the flow rate in the evaporation device A and leads to the fact that constituents of the waste water are carried along and the cleaning performance is thereby reduced. With variable energy supply, the regulation of the flow rate is difficult.
  • a sensor 40 is therefore used to measure the flow rate and the motor 38 is controlled accordingly with the aid of a control 39, so that the pressure in the evaporation device A can be compensated and the flow rate can be reduced.
  • the lower part 41 of the wall 36 is flexible in order to compensate for the varying distances from the base plate. With the help of the fan 19, the air is removed in the condensation device B and fed to the evaporation device A.
  • FIGS. 4 and 5 show a perspective view and a top view of a first embodiment of the arrangement of the storage container 3 for waste water within the second storage container 17 for purified water, namely the condensate.
  • the second reservoir 17 is designed such that its Side walls form the outer double wall for the reservoir 3 for the waste water.
  • the storage container 3 for the waste water is placed on an intermediate ceiling provided in the second storage container 17, an insulating layer preferably being provided between the two containers.
  • the storage container 3 is smaller than the storage container 17, so that there remains an area which is freely accessible from above and which is provided with a cover 45 which is equipped with supply and disposal lines and measuring devices.
  • On the storage container 3 for the waste water there is an opening 43 for the evaporator and an opening 44 for access for cleaning purposes.
  • the opening 44 is closed with a lid.
  • the supply and disposal device and the measuring technology can be installed on this cover.
  • FIGS. 6 and 7 show a perspective view and a top view of a second embodiment of a storage container 3 for waste water arranged in a second storage container 17.
  • the storage container 3 is trapezoidal in cross-section and rests with its upper side against the entire upper side and is formed with its underside running obliquely within the storage container 17.

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Abstract

Disclosed is a method for treating water-containing, fluid waste, particularly waste water, according to which the waste water is heated and evaporated. Humid air is drawn off while the solid matters contained in the evaporated waste water are recycled. The humid air is fed into a condenser, where the condensed water is collected. According to the inventive method, the air leaving the condenser is immediately fed into the waste water that is to be evaporated, the air which is circulated in a closed circuit being permanently saturated with humidity. The invention also relates to a device for carrying out such a method.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von AbwässernProcess and device for treating waste water
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung wasserhaltiger flüssiger Abfälle, insbesondere von Industrieabwässern, bei dem die Abfallflüssigkeit verdunstet wird, wobei feuchte Luft abgezogen und in dem verdunsteten Abwasser enthaltene Feststoffe zurückgeführt werden und die feuchte Luft einem Wärmetauscher zugeführt wird und das dort kondensierte Wasser aufgefangen wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a process for the treatment of water-containing liquid waste, in particular industrial waste water, in which the waste liquid is evaporated, wherein moist air is drawn off and solids contained in the evaporated waste water are returned and the moist air is fed to a heat exchanger and the water condensed there is collected , The invention further relates to a device for performing this method.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art sind aus der DE 41 09 276 C2 bekannt. In diesem Verfahren wird Wasser verdunstet, einem Verdampfer einer Kältemaschine zugeführt, dort kondensiert und das abgekühlte, trockene Gas erwärmt und dann im geschlossenen Kreislauf zur Verdunstung des Abwassers zurückgeführt.A method and a device of the type mentioned are known from DE 41 09 276 C2. In this process, water is evaporated, fed to an evaporator of a refrigeration machine, condensed there and the cooled, dry gas is heated and then returned to the evaporation of the waste water in a closed circuit.
Aus der WO 99/65588 ist es bekannt, eine Vorrichtung zum Trennen von beispielsweise Wasser-Öl-Emulsion derart auszubilden, daß eine Trennkammer mit einer Schüttung von Festkörpern versehen wird, um eine große Oberfläche der Emulsion, die über die Festkörper geleitet wird und diese benetzt, zu erreichen. Die Trennkammer wird einem Vakuum ausgesetzt. Dadurch kommt es im Nahbereich der Oberfläche der benetzten Festkörper sehr schnell zu einer Sättigung des unter Unterdrück stehenden Gases an Flüssigkeit.From WO 99/65588 it is known to design a device for separating, for example, water-oil emulsion in such a way that a separation chamber is provided with a bed of solids, around a large surface of the emulsion which is passed over the solids and the latter wetted to achieve. The separation chamber is subjected to a vacuum. This causes it to come close to the surface the wetted solids very quickly to a saturation of the suppressed gas in liquid.
In der Druckschrift GB 2323048 A ist eine Vorrichtung zur Trennung von Emulsionen bekannt, die die Trennung des erwärmten Stoffgemisches durch das Überleiten des Stoffgemisches über eine mit Füllkörpern gefüllte Säule und dem Überleiten von Luft in Gegenstrom erreicht. Auch in dieser Vorrichtung wird die Luft durch Überleiten von Emulsionen über eine große Oberfläche schnell mit Wasser gesättigt und der Emulsion das Wasser entzogen.GB 2323048 A discloses a device for separating emulsions which achieves the separation of the heated mixture by passing the mixture over a column filled with packing and passing air in countercurrent. In this device too, the air is quickly saturated with water by passing emulsions over a large surface and the water is removed from the emulsion.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit denen flüssiger Abfall in einem möglichst einfachen Verfahren kostengünstig, wartungsfreundlich und mit niedrigem Energieverbrauch aufbereitet werden kann.The invention has for its object to provide a method and a device of the type mentioned, with which liquid waste can be processed in a simple method as cost-effective, easy to maintain and with low energy consumption.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.This object is achieved with a method with the features of claim 1 and with a device with the features of claim 6. Advantageous developments of the invention are described in the subclaims.
Erfindungswesentlich ist bei dem Verfahren zur Aufbereitung wasserhaltiger, flüssiger Abfälle, bei dem das Abwasser verdunstet wird, die feuchte Luft abgezogen und in dem verdunsteten Abwasser enthaltene Feststoffe zurückgeführt werden und die feuchte Luft einem Wärmetauscher zugeführt wird und das dort kondensierte Wasser aufgefangen wird, das die den Kondensator verlassende Luft unmittelbar dem zu verdunstenden Abwasser zugeführt wird, d. h. daß die den Wärmetauscher verlassende Luft zwischenzeitlich nicht erwärmt wird, also frei von Energiezufuhr ist, sondern mit unveränderter Temperatur weitergeleitet wird und daß außerdem die im geschlossenen Kreislauf geführte Luft zu jedem Zeitpunkt •mit Feuchtigkeit gesättigt ist, also im Wesentlichen 100 %-ige Luftfeuchtigkeit gegeben ist. Ein solches Verfahren eignet sich auch zur Aufbereitung kleinerer Wassermengen und ist insbesondere kostengünstig und mit geringem Aufwand durchführbar.Essential to the invention is in the process for the treatment of water-containing, liquid waste, in which the waste water is evaporated, the moist air is drawn off and solids contained in the evaporated waste water are returned and the moist air is fed to a heat exchanger and the water condensed there is collected, which the Air leaving the condenser is fed directly to the wastewater to be evaporated, ie the air leaving the heat exchanger is not heated in the meantime, that is to say is free of energy supply, but with unchanged Temperature is passed on and that in addition the air in the closed circuit is • saturated with moisture at all times, ie essentially 100% air humidity is given. Such a method is also suitable for treating small amounts of water and is particularly inexpensive and can be carried out with little effort.
Bevorzugt wird das Abwasser erwärmt und versprüht, so daß das Abwasser zum Verdunsten versprüht wird. Weiterhin ist es bevorzugt, die feuchte Luft im Kondensator mit kühlerem, durch Einsprühen fein verteiltem Kondensat in Kontakt zu bringen, da dadurch eine besonders gute Kondensation erreicht wird. Insbesondere ist die Kombination des Einsprühens des Abwassers in der Verdunstungseinrichtung als auch des Einsprühens eines Kondensats in der Kondensationseinrichtung, bevorzugt. Das er indungsgemäße Verfahren zeichnet sich weiterhin dadurch aus, daß externe Energie ausschließlich zur Erwärmung des zu verdunstenden Abwassers zugeführt wird.The waste water is preferably heated and sprayed, so that the waste water is sprayed to evaporate. Furthermore, it is preferred to bring the humid air in the condenser into contact with cooler condensate, which is finely distributed by spraying, since particularly good condensation is thereby achieved. In particular, the combination of spraying the waste water in the evaporation device and spraying a condensate in the condensation device is preferred. The process according to the invention is further characterized in that external energy is supplied exclusively for heating the waste water to be evaporated.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufbereitung wasserhaltiger flüssiger Abfälle zur Durchführung des oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens weist eine Verdunstungseinrichtung und eine Kondensationseinrichtung auf, wobei die Verdunstungseinrichtung einen Vorratsbehälter für das Abwasser und einen Verdunster für das Abwasser mit einer Trennkammer aufweist und wobei die Kondensationseinrichtung einen Kondensator zum Kondensieren des verdunsteten Wassers und einen zweiten Vorratsbehälter aufweist. Eine solche Vorrichtung ermöglicht die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Vorratsbehälter für das Abwasser innerhalb des zweiten Vorratsbehälters für das gereinigte Wasser angeordnet. Dadurch ist einerseits eine besonders platzsparende Bauweise möglich und zum anderen wird auf diese Weise in besonders preisgünstiger Art und Weise ein hoher Sicherheitsstandard realisiert, bei dem der Vorratsbehälter für das Abwasser durch die Anordnung innerhalb des Vorratsbehälters für das gereinigte Wasser doppelwandig ausgebildet ist, so daß im Falle eines Lecks innerhalb des Vorratsbehälters für das Abwasser dieses nicht austritt, sondern von dem Vorratsbehälter für das gereinigte Wasser aufgefangen wird.The device according to the invention for the treatment of water-containing liquid waste for carrying out the method according to the invention described above has an evaporation device and a condensation device, the evaporation device having a storage container for the waste water and an evaporator for the waste water with a separation chamber and the condensation device having a condenser for condensing the evaporated water and a second reservoir. Such a device enables the method according to the invention to be carried out. In a particularly preferred embodiment of the invention, the storage container for the waste water is arranged within the second storage container for the purified water. On the one hand, this enables a particularly space-saving design and, on the other hand, a high safety standard is achieved in a particularly inexpensive manner, in which the storage container for the waste water is double-walled by the arrangement within the storage container for the purified water, so that in In the event of a leak within the storage tank for the waste water, this does not leak out, but is caught by the storage tank for the cleaned water.
In einer anderen besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Kondensationseinrichtung und die Verdunstungseinrichtung innerhalb eines gemeinsamen geschlossenen Behälters angeordnet. Dadurch wird eine besonders kompakte Bauweise erreicht. Günstigerweise ist innerhalb des Behälters eine die Kondensationseinrichtung und die Verdunstungseinrichtung trennende Wand, insbesondere ein Edelstahlblech vorgesehen, wobei lediglich im oberen und im unteren Bereich jeweils ein Schlitz bzw. eine Durchführung verbleibt, die den Kanal für die innerhalb des Behälters umströmende Luft bildet, wobei die obere Öffnung den Weg von der Verdunstungseinrichtung zur Kondensationseinrichtung und die untere Öffnung den Weg von der Kondensationseinrichtung zur Verdunstungseinrichtung bildet. Besonders bevorzugt ist es, die Kondensationseinrichtung und die Verdunstungseinrichtung durch eine bewegliche Wand voneinander zu trennen, d. h. daß die die Verdunstungseinrichtung und die Kondensationseinrichtung trennende Wand beweglich, insbesondere um eine Achse schwenkbar ist, so daß in Abhängigkeit von dem bei der Verdunstung entstehenden Gasvolumina die Wand derart geschwenkt und bewegt werden kann, daß das Entstehen eines Überdrucks und damit zu hohe Strömungsgeschwindigkeiten verhindert wird. Die Stellung der Wand wird dabei bevorzugt über die Messung der Strömungsgeschwindigkeit gesteuert.In another particularly preferred embodiment of the invention, the condensation device and the evaporation device are arranged within a common closed container. This results in a particularly compact design. Conveniently, a wall separating the condensation device and the evaporation device, in particular a stainless steel sheet, is provided within the container, only a slot or a passage remaining in each of the upper and lower regions, which forms the channel for the air flowing around the container, the the upper opening forms the path from the evaporation device to the condensation device and the lower opening forms the path from the condensation device to the evaporation device. It is particularly preferred to separate the condensation device and the evaporation device from one another by means of a movable wall, ie that the wall separating the evaporation device and the condensation device is movable, in particular pivotable about an axis, so that as a function of that during evaporation resulting gas volumes, the wall can be pivoted and moved in such a way that excess pressure and thus excessive flow velocities are prevented. The position of the wall is preferably controlled by measuring the flow rate.
Weiterhin ist es bevorzugt, daß die Verdunstungseinrichtung ein Gebläse aufweist, wobei das Gebläse bevorzugt so installiert ist, daß der Luftstrom durch den Vorratsbehälter für das Abwasser geführt ist und von dort dem Verdunster zugeführt wird. Der Verdunster weist bevorzugt eine mit Füllkörpern befüllbare Trennkammer innerhalb einer Säule auf, in der das aufzubereitende Abwasser von oben einleitbar ist und die von unten mit einem Luftstrom beaufschlagbar ist. Der Verdunster, der bevorzugt oberhalb der Trennkammer angeordnet ist, weist günstigerweise einen Verteiler für das aufzubereitende Abwasser auf, der das Abwasser gleichmäßig über die Füllkörperschüttung in der Trennkammer verteilt, um eine gleichmäßige Benetzung der Füllkörperschüttung zu erreichen, so daß eine möglichst große Oberfläche des aufzubereitenden Abwassers in der Trennkammer erreicht wird. Weiterhin ist es günstig, das aufzubereitende Abwasser aus dem Vorratsbehälter mittels einer Pumpe und einem Steigrohr durch den Verteiler oberhalb der Trennkammer in den Verdunster einzuleiten, wobei die Pumpe als Tauchpumpe innerhalb des Vorratsbehälters oder auch in anderen Bauformen ausführbar ist.It is further preferred that the evaporation device has a blower, the blower preferably being installed in such a way that the air flow is passed through the storage container for the waste water and is fed from there to the evaporator. The evaporator preferably has a separating chamber, which can be filled with packing elements, within a column, into which the waste water to be treated can be introduced from above and which can be acted upon by an air stream from below. The evaporator, which is preferably arranged above the separation chamber, advantageously has a distributor for the wastewater to be treated, which distributes the wastewater evenly over the packed bed in the separation chamber in order to achieve a uniform wetting of the packed bed, so that the largest possible surface area of the to be treated Waste water is reached in the separation chamber. Furthermore, it is favorable to introduce the wastewater to be treated from the storage tank by means of a pump and a riser pipe through the distributor above the separation chamber into the evaporator, the pump being able to be designed as a submersible pump within the storage tank or in other designs.
Die Kondensationseinrichtung weist außerdem bevorzugt noch einen Gasflüssigseparator auf, mit dem die Trennung des gereinigten Wasser und der Luft möglich ist. Bevorzugt entspricht die Querschnittfläche des Kondensators innerhalb der Kondensationseinrichtung der Querschnittfläche des Verdunsters der Verdunstungseinrichtung wobei in dem Kondensator ein Wärmetauscher zum Kondensieren des Wassers aus dem Luftstrom installiert ist, der bevorzugt eine gleich große oder eine größere Oberfläche als die Füllkörperschüttung des Verdunsters aufweist.The condensation device also preferably has a gas-liquid separator with which the separated water and air can be separated. The cross-sectional area of the condenser within the condensation device preferably corresponds to the cross-sectional area of the evaporator of the evaporation device In the condenser, a heat exchanger for condensing the water from the air stream is installed, which preferably has a surface of the same size or a larger surface than the packed bed of the evaporator.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Im Einzelnen zeigen die schematischen Darstellungen:The invention is explained in more detail below on the basis of a preferred exemplary embodiment shown in the drawing. The schematic representations show in detail:
Fig. 1: eine schematische Darstellung einer erstenFig. 1: a schematic representation of a first
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;Embodiment of a device according to the invention;
Fig. 2: eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsfor einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;2 shows a schematic representation of a second embodiment of a device according to the invention;
Fig. 3: eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;3 shows a schematic representation of a third embodiment of a device according to the invention;
Fig. 4: eine perspektivische Ansicht einer erstenFig. 4: a perspective view of a first
Variante eines Vorratsbehälters für das gereinigte Wasser mit darin angeordnetem Vorratsbehälter für Abwasser;Variant of a reservoir for the purified water with a reservoir for waste water arranged therein;
Fig. 5: eine Draufsicht auf die Darstellung gemäß Fig. 4;5: a top view of the illustration according to FIG. 4;
Fig. 6: eine perspektivische Ansicht einer zweiten Variante eines Vorratsbehälters für das gereinigte Wasser mit darin angeordnetem Vorratsbehälter für Abwasser;6 shows a perspective view of a second variant of a storage container for the purified water with a storage container for waste water arranged therein;
Fig. 7: eine Draufsicht auf die Darstellung gemäß Fig. 6.7: a top view of the representation according to FIG. 6.
In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, anhand der das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben wird. Die Vorrichtung besteht aus einer Verdunstungseinrichtung A und einer Kondensationseinrichtung B. Die Kondensationseinrichtung weist einen Verdunster 1 mit einer mit Füllkörpern gefüllten Trennkammer 2, einen Vorratsbehälter 3 für das Abwasser, ein Verteilersystem 8 für das Abwasser, einen Wärmetauscher 11 und eine Rohrleitung 10 mit Pumpen 9 auf, wobei die Pumpe 9 in dem Vorratsbehälter 3 installiert ist und das Abwasser über die Rohrleitung 10 in den Wärmetauscher 11 gibt. Auf dem Vorratsbehälter 3 ist die Kolonne zur Abtrennung reinen Wassers in Form von mit Wasser gesättigter Luft befestigt. Der Durchmesser des Vorratsbehälters 3 besitzt dabei mindestens die Größe des Verdunsters, insbesondere der Trennkammer 2, um ein möglichst großes Fassungsvermögen zu gewährleisten. Die Ausgestaltung der Form des Vorratsbehälters orientiert sich an den räumlichen Gegebenheiten (z. B. Container). Auf den Vorratsbehälter 3 wird der Verdunster 1 bevorzugt in einer zylindrischen Säule montiert. Der Verdunster 1 besitzt im unteren Teil eine Lufteintrittsöffnung 4, deren Querschnittfläche vorzugsweise der Verdunsterquerschnitts- flache entspricht, die über eine Rohrleitung 5 mit dem Austritt 6 des Gasflüssigseparators 7 verbunden ist, um einen geschlossenen Luftkreislauf für den Transport der mit Wasser gesättigten Luft zu erreichen. Am oberen Endbereich des Verdunsters 1 befindet sich ein Verteilersystem 8 für den mittels einer Pumpe 9 über die Rohrleitung 10 aus dem Vorratsbehälter 3 geförderten flüssigen Abfall. Zwischen dem Vorratsbehälter 3 und dem Verteilersystem 8 ist ein Wärmetauscher 11 installiert, in dem externe Wärme z. B. Heizungswärme, Prozeßwärme oder Abwärme, auf den flüssigen Abfall oder das Abwasser übertragen wird. Die Erwärmung des Abwassers kann auch an jeder anderen Stelle des Kreislaufs erfolgen. Das Abwasser strömt mittels der Schwerkraft durch die Trennkammer 2 mit Füllkörper in den Vorratsbehälter 3 zurück. Die Füllkörper bestehen aus einem nicht korrosiven Material, vorzugsweise Kunststoff, V4A oder Glas. Die Füllkörper können bei laugen- und ölhaltigen Abwässern auch aus korrosivem Material, wie z. B. Stahlspänen aus Drehereien bestehen. Die Höhe der Schüttung der Füllkörper 2 in dem Verdunster entspricht vorzugsweise dem 3 bis 5-fachen des Verdunsterdurchmessers. Andere Befüllungsgrade sind ebenfalls möglich. Mit einer Pumpe 12 wird zwischenzeitlich der durch Wasserentzug konzentrierte flüssige Abfall aus dem Vorratsbehälter entfernt. Über eine Rohrleitung 13 wird die mit Wasser gesättigte Luft der Kondensationseinrichtung B zugeführt. Die Kondensationseinrichtung B weist einen Kondensator 14, in dem der mit Wasser gesättigten Luft durch Abkühlen Wasser entzogen wird, einen Gasflüssigseparator 7 und einen zweiten Vorratsbehälter 17 auf. Der Querschnitt des Kondensators 14 ist genauso groß oder größer als der Querschnitt der Trennkammern 2 mit Füllkörpern, um auf diese Weise Kompressionseffekte der ihn durchströmenden Luft zu vermeiden. Andere Querschnitte sind jedoch denkbar. Der Kondensator 14 weist einen Wärmetauscher 15 mit Kühlkreislauf 16 auf. Die vom Kühlkreislauf 16 des Wärmetauschers 15 gekühlte Fläche, die in Kontakt mit der zu kühlenden, mit Wasser gesättigten Luft steht, entspricht mindestens der Fläche der Füllkörper in der Trennkammer 2, insbesondere deshalb, da sich die Leistung des Wärmetauschers 15 aus der Luftverweildauer und der Kontaktzeit der mit Wasser gesättigten Luft mit der gekühlten Fläche des Wärmetauschers 15 ergibt. Der Wärmetauscher 15 ist von der Kühlleistung so ausgelegt, daß er die der Verdunstungseinrichtung A über den Wärmetauscher 11 zugeführte Energie aufnehmen und abführen kann. Durch den Kühlkreislauf 15 des Wärmetauschers 16 aufgenommene Energie kann wieder der Energiequelle der Verdunstungseinrichtung A zugeführt werden. Daraus resultiert, daß die benötigte Energie zur Abwasseraufbereitung nicht verbraucht, sondern lediglich transportiert wird. Dem Wärmetauscher 15 ist ein Gasflüssigseparator 7 nachgeschaltet, in dem das kondensierte Wasser vom Luftstrom getrennt wird. Das abgetrennte Wasser wird einem zweiten Vorratsbehälter 17 zugeführt. Mit einer Pumpe 18 wird das Wasser aus dem Vorratsbehälter gefördert und kann dem Produktionsprozess erneut zugeführt werden. Der abgekühlte Luftström wird wieder dem ersten Teil der Vorrichtung über eine Rohrleitung 5 zugeführt. Ebenfalls ist es möglich, den Luftstrom dem Vorratsbehälter 3 für die wasserhaltigen flüssigen Abfälle zuzuführen und so den Luftkreislauf zu schließen. Das Gebläse 19 zum Transportieren der Luft befindet sich zwischen dem Gasflüssigseparator 7 und der Lufteintrittsöffnung 4 der Kondensationseinrichtung A, also am Ausgang der Kondensationseinrichtung, da hier die Temperatur der Luft im Luftkreislauf am niedrigsten ist. Eine möglichst niedrige Temperatur des zu fördernden Mediums bedeutet einen geringstmöglichen Verschleiß des Gebläses. Die Steuerung der Vorrichtung erfolgt über elektronische Logikmodule. Zur Meßwerterfassung werden Schwimmerschalter und gekapselte Thermoschalter eingesetzt.1 shows a first embodiment of the device according to the invention, on the basis of which the method according to the invention is described. The The device consists of an evaporation device A and a condensation device B. The condensation device has an evaporator 1 with a separation chamber 2 filled with packing elements, a storage container 3 for the waste water, a distribution system 8 for the waste water, a heat exchanger 11 and a pipeline 10 with pumps 9 , wherein the pump 9 is installed in the reservoir 3 and gives the waste water via the pipeline 10 in the heat exchanger 11. The column for separating pure water in the form of water saturated with air is attached to the storage container 3. The diameter of the storage container 3 has at least the size of the evaporator, in particular the separation chamber 2, in order to ensure the largest possible capacity. The design of the shape of the storage container is based on the spatial conditions (e.g. container). The evaporator 1 is preferably mounted on the storage container 3 in a cylindrical column. The evaporator 1 has in the lower part an air inlet opening 4, the cross-sectional area of which preferably corresponds to the evaporator cross-sectional area, which is connected via a pipeline 5 to the outlet 6 of the gas-liquid separator 7 in order to achieve a closed air circuit for the transport of the water saturated air. At the upper end region of the evaporator 1 there is a distributor system 8 for the liquid waste conveyed from the storage container 3 by means of a pump 9 via the pipeline 10. Between the reservoir 3 and the distribution system 8, a heat exchanger 11 is installed, in which external heat z. B. heating, process heat or waste heat is transferred to the liquid waste or waste water. The wastewater can also be heated at any other point in the cycle. The wastewater flows back into the reservoir 3 by gravity through the separation chamber 2 with packing. The packing consist of a non-corrosive material, preferably plastic, V4A or glass. The packing can also be made of corrosive material, such as z. B. steel chips consist of turning shops. The height of the packing of the packing 2 in the evaporator preferably corresponds to 3 to 5 times the evaporator diameter. Other filling levels are also possible. In the meantime, the liquid waste concentrated by water removal is removed from the storage container by means of a pump 12. The air saturated with water is fed to the condensation device B via a pipeline 13. The condensation device B has a condenser 14, in which water is extracted from the air saturated with water by cooling, a gas-liquid separator 7 and a second storage container 17. The cross section of the condenser 14 is the same as or larger than the cross section of the separation chambers 2 with packing elements, in order to avoid compression effects of the air flowing through it. However, other cross sections are conceivable. The condenser 14 has a heat exchanger 15 with a cooling circuit 16. The area cooled by the cooling circuit 16 of the heat exchanger 15, which is in contact with the air to be cooled and saturated with water, corresponds at least to the area of the packing elements in the separation chamber 2, in particular because the performance of the heat exchanger 15 depends on the air residence time and the Contact time of the water saturated air with the cooled surface of the heat exchanger 15 results. The cooling capacity of the heat exchanger 15 is designed such that it can absorb and dissipate the energy supplied to the evaporation device A via the heat exchanger 11. Energy absorbed by the cooling circuit 15 of the heat exchanger 16 can again be supplied to the energy source of the evaporation device A. from that the result is that the energy required for wastewater treatment is not consumed, but only transported. The heat exchanger 15 is followed by a gas-liquid separator 7, in which the condensed water is separated from the air flow. The separated water is fed to a second reservoir 17. The water is pumped out of the reservoir with a pump 18 and can be fed back into the production process. The cooled air flow is fed back to the first part of the device via a pipeline 5. It is also possible to supply the air flow to the storage container 3 for the water-containing liquid waste and thus to close the air circuit. The blower 19 for transporting the air is located between the gas-liquid separator 7 and the air inlet opening 4 of the condensation device A, that is to say at the outlet of the condensation device, since here the temperature of the air in the air circuit is the lowest. The lowest possible temperature of the medium to be pumped means the lowest possible wear on the fan. The device is controlled via electronic logic modules. Float switches and encapsulated thermoswitches are used for data acquisition.
Verfahrenstechnisch wird im ersten Schritt mit Hilfe des Wärmetauschers 11 der flüssige Abfall direkt oder indirekt erwärmt, um den Dampfdruck zu erhöhen und dadurch einen großen Stoffström zu erhalten. Das Aufheizen des Abwassers erhöht den Dampfdruck des Wassers exponentiell und fördert die Verdunstungsleitung. So beträgt die Wasseraufnahmefähigkeit von Luft bei 100 % Luftfeuchtigkeit bei 40° C 50g Wasser pro m3 Luft und bei 80° C 350g Wasser pro m3 Luft. Das im Kopf der Trennkammer 2 geförderte Abwasser fließt durch die Schwerkraft wieder in den Vorratsbehälter zurück. Im Gegenstrom wird Luft über die Füllkörperschicht geleitet, wodurch sie sich aufwärmt und mit Wasser anreichert. Durch den Entzug des Wassers verbleiben die Verunreinigungen im Vorratsbehälter der Anlage und können dort mit der Pumpe 12 abgepumpt werden.In terms of process engineering, the liquid waste is heated directly or indirectly in the first step with the aid of the heat exchanger 11 in order to increase the vapor pressure and thereby obtain a large material flow. Heating the wastewater increases the steam pressure of the water exponentially and promotes the evaporation line. The water absorption capacity of air at 100% humidity is 50g water per m 3 air at 40 ° C and 350g water per m 3 air at 80 ° C. The wastewater conveyed in the head of the separation chamber 2 flows back into the reservoir by gravity. Air flows in countercurrent over the packed bed conducted, whereby it warms up and enriched with water. By removing the water, the impurities remain in the reservoir of the system and can be pumped out there by the pump 12.
Im zweiten Bereich des Verfahren wird der Wasserdampf in der Luft mittels eines Wärmetauschers kondensiert. Hierbei wird Wasser aus der mit Wasser gesättigten Luft durch Abkühlung freigesetzt. Durch Abkühlen der mit Wasser gesättigten Luft von z. B. 80° C auf 40° C werden 300g Wasser pro m3 Luft freigesetzt. Die relative Luftfeuchtigkeit beträgt auch nach dem Abkühlen 100 %. Das kondensierte Wasser wird über einen Gasflüssigseparator abgeschieden und in einem weiteren Behälter gesammelt. Die Luft wird wieder dem ersten Verfahrensschritt zugeführt. Somit handelt es sich um einen geschlossen Luftkreislauf, wobei die Luftfeuchtigkeit im System immer im Bereich von 100 % liegt. Es ändert sich lediglich die Wasseraufnahmefähigkeit der Luft durch die unterschiedliche Lufttemperatur. Die im ersten Verfahrensschritt eingesetzte Wärmeenergie befindet sich im Wasserdampf der Luft und wird am Wärmetauscher des zweiten Verfahrensschritts durch Kondensation wieder frei. Es handelt sich also im Wesentlichen um einen Energietransport. Es wird im Wesentlichen Energie zum Transport der Medien benötigt, so wie Wärmeenergie zum Ausgleich von Wärmestrahlungsverlusten. Wärmestrahlungsverluste können jedoch durch Isolation gering gehalten werden.In the second area of the process, the water vapor in the air is condensed by means of a heat exchanger. Here, water is released from the air saturated with water by cooling. By cooling the air saturated with water from e.g. B. 80 ° C to 40 ° C, 300 g of water per m 3 of air are released. The relative humidity is 100% even after cooling. The condensed water is separated off via a gas-liquid separator and collected in another container. The air is returned to the first process step. This means that the air cycle is closed, and the air humidity in the system is always in the 100% range. Only the water absorption capacity of the air changes due to the different air temperature. The thermal energy used in the first process step is in the water vapor of the air and is released again by condensation on the heat exchanger in the second process step. It is essentially an energy transport. Essentially, energy is required to transport the media, as is thermal energy to compensate for heat radiation losses. Thermal radiation losses can, however, be kept low by insulation.
In Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Gleich Teile sind mit gleichen Bezugszahlen versehen. Die Verdunstungseinrichtung A ist hier auf der linken Seite, während die Kondensationseinrichtung B hier auf der rechten Seite der Fig. wiedergegeben ist. In der Verdunstungseinrichtung A kommt hier ein Sprühverdampfer 20 mit einer Einspritzdüse 23 zum Einsatz, der das im Wärmetauscher 11 erwärmte Abwasser versprüht. Der Wasserdampf wird durch die im Gegenstrom geführte Luft aus der Verdunstungseinrichtung A abgeführt und einem Einspritzkondensator 21 zugeführt, der eine Einspritzdüse 22 aufweist und die mit Wasser beladene Luft mit kühlerem durch Einsprühen fein verteiltem Kondensat in Kontakt bringt. Der Dampf aus der Luft kondensiert an den kühleren Kondensattropfen. Im Kondensat gespeicherte Energie wird zur Vorwärmung des Abwassers dem Wärmetauscher 11 zugeführt. Das Kondensat wird in der gleichen Menge wie das Abwasser zugeführt und abgeführt. Die restliche Energie des abgeführten Kondensats wird zur Trocknung der anfallenden Reststoffe genutzt. Die im Einspritzkondensator 21 kälter gewordene Umluftströmung wird mit Hilfe des Gebläses 19 wieder dem Vorratsbehälter 3 mit dem Abwasser zugeführt und von dort in den Sprühverdampfer 20. Dem Wärmetauscher 11 zur Erwärmung des Abwassers wird hier ebenso wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 externe Wärme zugeführt, jedoch wird hier ergänzend auch noch mit Hilfe der Pumpe 30 aus dem zweiten Vorratsbehälter 17 gewonnenes Wasser entnommen, dem Wärmetauscher 11 zugeführt, wobei mit der im gereinigten Wasser enthaltenen Wärmeenergie das Abwasser aufgeheizt wird und das im Wärmetauscher dann abgekühlte Wasser zurückgeführt und über die Einspritzdüse 22 im Einspritzkondensator 21 Verwendung findet. Zur weiteren Verbesserung der Energiebilanz wird das Abwasser mit Hilfe einer Pumpe 13 und einer Rohrleitung 26 einem zusätzlich zugeschalteten Wärmetauscher 27 zugeführt in dem das Abwasser bereits vorerwärmt und über eine weitere Rohrleitung 28 dann dem Vorratsbehälter 3 zugeführt wird. Die Erwärmung in dem Wärmetauscher 27 erfolgt mit Hilfe des über die Rohrleitung 29 aus dem zweiten Vorratsbehälter 17 über die Rohrleitung 29 zugeführten gereinigten Wassers, das nach Abgabe seiner Restwärmeenergie in dem Wärmetauscher 27 dem Kondensatablauf 31 zugeführt wird.2 shows a second embodiment of the device according to the invention. The same parts are provided with the same reference numbers. The evaporation device A is here on the left side, while the condensation device B is shown here on the right side of the figure. In the evaporation device A Here a spray evaporator 20 with an injection nozzle 23 is used, which sprays the waste water heated in the heat exchanger 11. The water vapor is removed by the countercurrent air from the evaporation device A and fed to an injection condenser 21 which has an injection nozzle 22 and which brings water-laden air into contact with cooler condensate finely distributed by spraying. The vapor from the air condenses on the cooler drops of condensate. Energy stored in the condensate is supplied to the heat exchanger 11 for preheating the waste water. The condensate is fed in and discharged in the same amount as the waste water. The remaining energy of the discharged condensate is used to dry the residual materials. The circulating air flow, which has become colder in the injection condenser 21, is again fed with the aid of the blower 19 to the storage container 3 with the waste water and from there into the spray evaporator 20. External heat is supplied to the heat exchanger 11 for heating the waste water here, as in the exemplary embodiment according to FIG. 1, however, water obtained from the second storage container 17 is additionally taken out with the aid of the pump 30 and fed to the heat exchanger 11, the waste water being heated with the thermal energy contained in the purified water and the water then cooled in the heat exchanger being returned and via the injection nozzle 22 in the injection capacitor 21 is used. To further improve the energy balance, the waste water is fed with the aid of a pump 13 and a pipe 26 to an additionally connected heat exchanger 27 in which the waste water is already preheated and then fed to the reservoir 3 via a further pipe 28. The heating in the heat exchanger 27 takes place with the aid of the pipe 29 supplied from the second reservoir 17 via the pipe 29 purified water, which is supplied to the condensate drain 31 in the heat exchanger 27 after its residual thermal energy has been released.
In Fig. 3 ist eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Diese Ausführungsform zeichnet sich durch einen geschlossenen Behälter 35 aus, in dem die Verdunstungseinrichtung A und auch die Kondensationseinrichtung B angeordnet sind. Die Verdunstungseinrichtung A und die Kondensationseinrichtung B sind durch eine vertikale Wand 36 getrennt. Die vertikale Wand 36 ist beweglich, insbesondere um eine Achse 37 mit Hilfe eines Motors 38 schwenkbar. Bei der Verdunstung des Wassers nimmt das Gasvolumen zu. Dadurch erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit in der Verdunstungseinrichtung A und führt dazu, daß Inhaltsstoffe des Abwassers mitgeführt werden und dadurch die Reinigungsleistung herabgesetzt wird. Bei variabler Energiezufuhr ist die Regelung der Strömungsgeschwindigkeit schwierig. Es wird daher ein Sensor 40 zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit eingesetzt und mit Hilfe einer Steuerung 39 wird der Motor 38 entsprechend gesteuert, so daß dadurch der Druck in der Verdunstungseinrichtung A ausgeglichen und die Strömungsgeschwindigkeit reduziert werden kann. Der untere Teil 41 der Wand 36 ist flexibel, um die variierenden Abstände zur Bodenplatte auszugleichen. Mit Hilfe des Gebläses 19 wird in der Kondensationseinrichtung B die Luft abgeführt und der Verdunstungseinrichtung A zugeführt.3 shows a third embodiment of the device according to the invention. This embodiment is characterized by a closed container 35, in which the evaporation device A and also the condensation device B are arranged. The evaporation device A and the condensation device B are separated by a vertical wall 36. The vertical wall 36 is movable, in particular pivotable about an axis 37 by means of a motor 38. As the water evaporates, the gas volume increases. This increases the flow rate in the evaporation device A and leads to the fact that constituents of the waste water are carried along and the cleaning performance is thereby reduced. With variable energy supply, the regulation of the flow rate is difficult. A sensor 40 is therefore used to measure the flow rate and the motor 38 is controlled accordingly with the aid of a control 39, so that the pressure in the evaporation device A can be compensated and the flow rate can be reduced. The lower part 41 of the wall 36 is flexible in order to compensate for the varying distances from the base plate. With the help of the fan 19, the air is removed in the condensation device B and fed to the evaporation device A.
In den Fig. 4 und 5 ist eine perspektivische Ansicht und eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform der Anordnung des Vorratsbehälters 3 für Abwasser innerhalb des zweiten Vorratsbehälters 17 für gereinigte Wasser, nämlich das Kondensat, dargestellt. Der zweite Vorratsbehälter 17 ist derart ausgeführt, daß seine Seitenwände die äußere Doppelwand für den Vorratsbehälter 3 für das Abwasser bilden. Der Vorratsbehälter 3 für das Abwasser wird auf einer im zweiten Vorratsbehälter 17 vorgesehene Zwischendecke aufgesetzt, wobei bevorzugt zwischen den beiden Behältern eine Isolierschicht vorgesehen ist. Der Vorratsbehälter 3 ist kleiner als der Vorratsbehälter 17, so daß ein von oben frei zugänglicher Bereich verbleibt, der mit einem Deckel 45 versehen ist, der mit Ver- und Entsorgungsleitungen sowie Meßeinrichtungen ausgestattet ist. Auf dem Vorratsbehälter 3 für das Abwasser ist eine Öffnung 43 für den Verdunster und eine Öffnung 44 als Zugang zu Reinigungszwecken vorhanden. Die Öffnung 44 ist mit einem Deckel verschlossen. Auf diesen Deckel können die Ver- und Entsorgungseinrichtung sowie die Meßtechnik installiert werden.4 and 5 show a perspective view and a top view of a first embodiment of the arrangement of the storage container 3 for waste water within the second storage container 17 for purified water, namely the condensate. The second reservoir 17 is designed such that its Side walls form the outer double wall for the reservoir 3 for the waste water. The storage container 3 for the waste water is placed on an intermediate ceiling provided in the second storage container 17, an insulating layer preferably being provided between the two containers. The storage container 3 is smaller than the storage container 17, so that there remains an area which is freely accessible from above and which is provided with a cover 45 which is equipped with supply and disposal lines and measuring devices. On the storage container 3 for the waste water there is an opening 43 for the evaporator and an opening 44 for access for cleaning purposes. The opening 44 is closed with a lid. The supply and disposal device and the measuring technology can be installed on this cover.
In den Fig. 6 und 7 sind eine perspektivische Ansicht und eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform eines in einem zweiten Vorratsbehäiter 17 angeordneten Vorratsbehälter 3 für Abwasser dargestellt. Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß den Fig. 4 und 5 ist hier der Vorratsbehälter 3 im Querschnitt trapezförmig ausgebildet und liegt mit seiner Oberseite an der Gesamtoberseite an und ist mit seiner Unterseite schräg innerhalb des Vorratsbehälters 17 verlaufend ausgebildet. 6 and 7 show a perspective view and a top view of a second embodiment of a storage container 3 for waste water arranged in a second storage container 17. In contrast to the embodiment according to FIGS. 4 and 5, here the storage container 3 is trapezoidal in cross-section and rests with its upper side against the entire upper side and is formed with its underside running obliquely within the storage container 17.

Claims

Patentansprüche Patent claims
1.. Verfahren zur Aufbereitung wasserhaltiger, flüssiger Abfälle, insbesondere von Abwässern, bei dem das Abwasser erwärmt und verdunstet wird, wobei feuchte Luft abgezogen und in dem verdunsteten Abwasser enthaltene Feststoffe zurückgeführt werden und die feuchte Luft einem Kondensator zugeführt wird und das dort kondensierte Wasser aufgefangen wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die den Kondensator verlassende Luft unmittelbar dem zu verdunstenden Abwasser zugeführt wird und daß die im geschlossenen Kreislauf geführte Luft zu jedem Zeitpunkt mit Feuchtigkeit gesättigt ist.1.. Process for the treatment of water-containing, liquid waste, in particular wastewater, in which the wastewater is heated and evaporated, moist air is removed and solids contained in the evaporated wastewater are returned and the moist air is fed to a condenser and the water condensed there is collected, so that the air leaving the condenser is fed directly to the wastewater to be evaporated and that the air in the closed circuit is saturated with moisture at all times.
2.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser erwärmt und versprüht wird.2.The method according to claim 1, characterized in that the wastewater is heated and sprayed.
3.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die feuchte Luft im Kondensator mit kühlerem, durch Einsprühen fein verteiltem Kondensat in Kontakt gebracht wird.3. Method according to one of claims 1 and 2, characterized in that the moist air in the condenser is brought into contact with cooler condensate finely distributed by spraying.
4.Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß externe Energie ausschließlich zur Erwärmung des zu verdunstenden Abwassers zugeführt wird.4. Method according to one of the preceding claims, characterized in that external energy is supplied exclusively for heating the wastewater to be evaporated.
5.Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im geschlossenen Kreislauf geführte Luft durch den Vorratsbehälter für das Abwasser geführt und dann dem Verdunster zugeführt wird. 5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the air conducted in a closed circuit is passed through the storage container for the wastewater and then fed to the evaporator.
6. Vorrichtung zur Aufbereitung wasserhaltiger, flüssiger Abfälle zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 4, mit einer Verdunstungsvorrichtung (A) und einer Kondensationseinrichtung (B) , wobei die Verdunstungseinrichtung (A) einen Vorratsbehälter (3) für das Abwasser und einen Verdunster (1) für das Abwasser mit einer Trennkammer (2) aufweist, und wobei die Kondensationseinrichtung (B) einen Kondensator (14) zum Kondensieren des verdunsteten Wassers und einen zweiten Vorratsbehälter (17) aufweist.6. Device for processing water-containing, liquid waste for carrying out the method according to one of claims 2 to 4, with an evaporation device (A) and a condensation device (B), the evaporation device (A) having a storage container (3) for the wastewater and a Evaporator (1) for the wastewater with a separation chamber (2), and wherein the condensation device (B) has a condenser (14) for condensing the evaporated water and a second storage container (17).
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (3) für das Abwasser innerhalb des zweiten Vorratsbehälters (17) für das gereinigte Wasser angeordnet ist.7. The device according to claim 6, characterized in that the storage container (3) for the wastewater is arranged within the second storage container (17) for the purified water.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensationseinrichtung (B) und die Verdunstungseinrichtung (A) innerhalb eines gemeinsamen geschlossenen Behälters (35) angeordnet sind.8. Device according to one of claims 6 or 7, characterized in that the condensation device (B) and the evaporation device (A) are arranged within a common closed container (35).
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdunstungseinrichtung (A) und die Kondensationseinrichtung (B) durch eine bewegliche Wand (36) voneinander getrennt sind.9. Device according to claim 8, characterized in that the evaporation device (A) and the condensation device (B) are separated from one another by a movable wall (36).
10'. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter für das Abwasser (3) größer ist als der Verdunster (1) , insbesondere größer als eine in dem Verdunster (1) angeordnete Trennkammer (2) .10 ' . Device according to one of claims 6 to 9, characterized in that the storage container for the wastewater (3) is larger than the evaporator (1), in particular larger than a separation chamber (2) arranged in the evaporator (1).
II.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Trennkammer (2) mit Schüttung die Schüttung etwa die 3 bis 5-fache Höhe des Durchmessers der Trennkammer (2) aufweist. II.Device according to one of claims 6 to 10, characterized in that in a separation chamber (2) with bed, the bed has approximately 3 to 5 times the height of the diameter of the separation chamber (2).
2.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vorrichtung ein Ventilator (19) zwischen der Kondensationseinrichtung (B) und der Verdunstungseinrichtung (A) angeordnet ist, nämlich am Ausgang der Kondensationseinrichtung (B) .2. Device according to one of claims 6 to 11, characterized in that a fan (19) is arranged in the device between the condensation device (B) and the evaporation device (A), namely at the outlet of the condensation device (B).
13.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Wärmetauscher (27) zur Erwärmung des Abwassers (3) vor der Zuführung zum Vorratsbehälter (3) mit Hilfe der Wärmeenergie des aus dem zweiten Vorratsbehälter (17) abzuführenden Kondensatwassers aufweist. 13. Device according to one of claims 6 to 12, characterized in that the device has a heat exchanger (27) for heating the wastewater (3) before it is fed to the storage container (3) with the help of the thermal energy to be dissipated from the second storage container (17). Condensate water has.
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