DE102018112941B3 - Process water treatment device and process water treatment process - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung für eine oder mehrere gewerbliche Geschirrspülmaschinen, die insbesondere einen Vorreinigungsvorrichtung zur mechanischen Trennung von Verunreinigungen aus dem Prozesswasser, eine Puffervorrichtung, eine Ultrafiltrationsvorrichtung und eine Entmineralisierungsvorrichtung umfasst, wobei ferner eine Wärmetauschervorrichtung vorgesehen ist.

Figure DE102018112941B3_0000
The present invention relates to a process water treatment device for one or more commercial dishwashers, which in particular comprises a pre-cleaning device for the mechanical separation of impurities from the process water, a buffer device, an ultrafiltration device and a demineralization device, wherein a heat exchanger device is further provided.
Figure DE102018112941B3_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Prozesswasseraufbereitungsanlage für eine oder mehrere gewerbliche Geschirrspülmaschinen und ein entsprechendes Verfahren zur Prozesswasseraufbereitung.The present invention relates to a process water treatment plant for one or more commercial dishwashers and a corresponding process water treatment process.

Die Bereitstellung und auch die Entsorgung des benötigten Prozesswassers stellt bei Geschirrspülmaschinen inzwischen einen wesentlichen zu beachtenden Aspekt dar, und das benötigte Prozesswasser stellt einen immer höheren Bestandteil der Gesamtbetriebskosten dar.The provision and disposal of the required process water is now an essential aspect to be considered in dishwashers, and the process water required represents an ever higher part of the total cost of ownership.

Aus der US 2015 / 0 101 984 A1 ist ein Wasseraufbereitungssystem bekannt, das verschiedene Aufbereitungsvorrichtungen umfasst, beispielsweise einen Mischtank und einen Filtertank, sowie eine Umkehrosmosevorrichtung. Ferner ist aus der DE 10 2007 024 424 A1 eine Umkehrosmosevorrichtung mit einer Temperaturregelung bekannt.From the US 2015/0 101 984 A1 For example, a water treatment system is known which comprises various treatment devices, for example a mixing tank and a filter tank, as well as a reverse osmosis device. Furthermore, from the DE 10 2007 024 424 A1 a reverse osmosis device with a temperature control known.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Gesamtsystem zur Prozesswasseraufbereitung zur Verfügung zu stellen.It is an object of the present invention to provide an improved overall process water treatment system.

Diese Aufgabe wird auch durch eine Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung für eine oder mehrere gewerbliche Geschirrspülmaschinen nach Anspruch 1 gelöst, die Ansprüche 2 bis 11 betreffen besonders vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung gemäß Anspruch 1.This object is also achieved by a process water treatment device for one or more commercial dishwashers according to claim 1, the claims 2 to 11 relate to particularly advantageous embodiments of the process water treatment apparatus according to the invention according to claim 1.

Die Aufgabe wird auch durch eine oder mehrere Geschirrspülmaschinen mit einer solchen Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung gemäß Anspruch 12 gelöst. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Prozesswasseraufbereitung gemäß Anspruch 13, wobei Anspruch 14 eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens betrifft.The object is also achieved by one or more dishwashers with such a process water treatment device according to claim 12. The invention further relates to a method for process water treatment according to claim 13, wherein claim 14 relates to a particularly advantageous embodiment of the method according to the invention.

Die Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die folgenden, in Prozessrichtung hintereinander geschalteten Vorrichtungen:

  1. a) eine Vorreinigungsvorrichtung zur mechanischen Trennung von Verunreinigungen aus dem Prozesswasser,
  2. b) eine Puffervorrichtung,
  3. c) eine Ultrafiltrationsvorrichtung, und
  4. d) eine Entmineralisierungsvorrichtung
The process water treatment device according to the present invention comprises the following devices connected in series in the process direction:
  1. a) a pre-cleaning device for the mechanical separation of impurities from the process water,
  2. b) a buffer device,
  3. c) an ultrafiltration device, and
  4. d) a demineralization device

Eine Entmineralisierungsvorrichtung kann insbesondere beispielsweise eine Umkehrosmosevorrichtung umfassen oder auch Vorrichtungen, die Technologien wie eine „Forward Osmose“, eine „kapazitive Deionisation“ oder eine „Elektrodeionisation“ durchführen.In particular, a demineralization device may comprise, for example, a reverse osmosis device or else devices which carry out technologies such as "forward osmosis", "capacitive deionization" or "electrodeionization".

Gemäß der Erfindung ist ferner eine Wärmetauschervorrichtung vorgesehen, die so angeordnet und ausgebildet ist, dass sie dem Prozesswasser im Bereich nach der Vorreinigungsvorrichtung und vor der Ultrafiltrationsvorrichtung Wärme entzieht und dem Prozesswasser nach Durchlaufen der Umkehrosmosevorrichtung Wärme zuführt.According to the invention, a heat exchanger device is further provided, which is arranged and designed such that it extracts heat from the process water in the area downstream of the pre-cleaning device and upstream of the ultrafiltration device and supplies heat to the process water after passing through the reverse osmosis device.

Die Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung umfasst dabei eine Einlaufvorrichtung zum Zuführen von Prozesswasser aus einer oder mehreren Spülmaschinen und eine Abgabevorrichtung zur Abgabe von aufbereitetem Prozesswasser an eine oder mehrere Spülmaschinen.The process water treatment device comprises an inlet device for supplying process water from one or more dishwashers and a dispenser for dispensing processed process water to one or more dishwashers.

Von den Erfindern wurde festgestellt, dass die Temperatur des Prozesswassers die Verfahrensschritte teilweise deutlich beeinflusst, insbesondere deren Effektivität, wobei herausgefunden wurde, dass die Selektivität der Ultrafiltration einerseits und auch die Effektivität der Entmineralisierungsvorrichtung, beispielsweise der Rückhalt einer Umkehrosmose, andererseits stark durch die Temperatur beeinflusst werden.It has been found by the inventors that the temperature of the process water in part significantly affects the process steps, in particular their effectiveness, wherein it was found that the selectivity of the ultrafiltration on the one hand and the effectiveness of the demineralization, such as the support of a reverse osmosis, on the other hand strongly influenced by the temperature become.

Die Erfinder haben festgestellt, dass eine erhöhte Temperatur eine Abnahme der Selektivität der Ultrafiltration sowie eine Erhöhung der Effektivität der Entmineralisierungsvorrichtung, oder eine Abnahme des Rückhalts des Membranverfahrens, bewirkt, sodass die vorliegende Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung so entwickelt und konstruiert wurde, dass innerhalb der Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung das Prozesswasser immer die optimale Temperatur aufweist, insgesamt jedoch möglichst geringe Wärmeverluste auftreten.The inventors have found that increased temperature causes a decrease in ultrafiltration selectivity, as well as an increase in the demineralization device's effectiveness, or a decrease in the retention of the membrane process, so that the present process water treatment device has been designed and constructed to process water within the process water treatment device has the optimum temperature, but overall the lowest possible heat losses occur.

Aufgrund der Anordnung der Wärmetauschervorrichtung vor der Ultrafiltrationsvorrichtung und damit auch vor der Entmineralisierungsvorrichtung, insbesondere einer Umkehrosmosevorrichtung, wird die Effektivität dieser beiden Vorrichtungen erhöht, gleichzeitig wird dem Prozesswasser nach Durchlaufen der Entmineralisierungsvorrichtung die entzogene Wärme wieder zugeführt.Due to the arrangement of the heat exchanger device in front of the ultrafiltration device and thus also before the demineralization device, in particular a reverse osmosis device, the effectiveness of these two devices is increased, at the same time the heat removed from the process water after passing through the demineralization device.

Eine Erhöhung der Effektivität der einzelnen Prozesswasseraufbereitungsvorrichtungen führt dazu, dass das Prozesswasser häufiger verwendet werden kann und dadurch eine erhöhte Nutzungsdauer aufweist, was die Gesamtbetriebskosten eines Systems, insbesondere in Zusammenhang mit der einen oder den mehreren gewerblichen Geschirrspülmaschinen deutlich senkt.Increasing the effectiveness of the individual process water treatment devices results in the process water being able to be used more frequently and thereby having an increased useful life, which significantly reduces the total cost of ownership of a system, particularly in connection with the one or more commercial dishwashers.

Eine Vorreinigungsvorrichtung ist bevorzugt so ausgebildet, dass sie insbesondere grobe Verunreinigungen durch konventionelle mechanische Methoden entfernt, wie z.B. Siebung, Zentrifugieren oder auch Siebzentrifugieren, auch ist es möglich, ein Hydrozyklon oder Multihydrozyklone und/oder Bandfiltration einzusetzen. A pre-cleaning device is preferably designed so that it removes in particular coarse impurities by conventional mechanical methods, such as sieving, centrifuging or sieve centrifuging, it is also possible to use a hydrocyclone or multi-hydrocyclones and / or belt filtration.

In einer Vorreinigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die auch eineFlockungsreaktionsvorrichtung enthalten kann, können auch optional chemische Methoden, wie z.B. die sogenannte Flockung, oder Fällung, verwendet werden, bei der insbesondere Schwebstoffe agglomeriert und Fette ausgetragen werden. Besonders vorteilhaft ist es dabei, zumindest einen Teil einer Vorreinigungsvorrichtung, beispielsweise eine Flockungsreaktionsvorrichtung, in die Wärmetauschervorrichtung zu integrieren.In a pre-cleaning device according to the present invention, which may also contain a flocculation reaction device, chemical methods, such as e.g. the so-called flocculation, or precipitation, can be used, in particular particulate agglomerated and fats are discharged. It is particularly advantageous in this case to integrate at least part of a pre-cleaning device, for example a flocculation reaction device, into the heat exchanger device.

Bei der Ultrafiltrationsvorrichtung kommen insbesondere folgende Vorrichtungen und Schritte zum Tragen:

  • Üblicherweise entfernt die der Vorreinigungsvorrichtung nachgelagerte Ultrafiltrationsvorrichtung Partikel bis ca. 10 nm Durchmesser aus dem Prozesswasser. Eine Ultrafiltration wird entweder im Dead-End oder im Cross-Flow Betrieb betrieben. Dabei gibt es Unterscheidungen in der Richtung der Strömungsführung durch die Membran, sowie durch das Membranmodul. Bei der Membran wird unterschieden in „Inside Out“ und „Outside In“ Verfahren. Bei der Strömungsführung durch das Modul werden unterschiedliche physikalische Prinzipien angewendet für die Flüssigkeitsführung durch das Modul. Dies hat starken Einfluss auf die Art der Abreinigung der filtrierten Partikeln. Besonders vorteilhaft für die Abreinigung von Partikeln in der Dead-End Strömungsführung ist das Einblasen von Luft auf der Feed-Seite, da hierdurch das zurückgespülte Volumen minimiert werden kann. Die Luftblasen steigen in dem Modul auf, wo sie hohe Scherkräfte auf der Membranoberfläche erzeugen, wodurch die filtrierten Partikeln besser abgelöst werden. Bei der Cross-Flow Strömungsführung wird eine hohe Scherkraft auf der Membranoberfläche durch das tangential zur Filtrationsrichtung strömende Medium erzeugt, welches die Partikeln von der Oberfläche abträgt. Dabei ist der überströmende Volumenstrom wesentlich größer als der durch die Membran fließende Volumenstrom.
In the ultrafiltration device, in particular the following devices and steps are used:
  • Usually, the ultrafiltration device downstream of the pre-cleaning device removes particles up to about 10 nm in diameter from the process water. Ultrafiltration is operated either in the dead-end or in the cross-flow mode. There are distinctions in the direction of flow through the membrane, as well as through the membrane module. The membrane is divided into "Inside Out" and "Outside In" methods. Flow control through the module uses different physical principles for fluid flow through the module. This has a strong influence on the type of cleaning of the filtered particles. Particularly advantageous for the cleaning of particles in the dead-end flow guidance is the injection of air on the feed side, since this can be minimized backwashed volume. The air bubbles rise in the module, where they generate high shear forces on the membrane surface, whereby the filtered particles are better detached. In cross-flow flow guidance, a high shear force is generated on the membrane surface by the medium flowing tangentially to the filtration direction, which removes the particles from the surface. In this case, the overflowing volume flow is much greater than the volume flow flowing through the membrane.

Die Ultrafiltrationsvorrichtung kann dabei so ausgebildet sein, dass sie sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich arbeitet, bevorzugt ist jedoch die Ultrafiltrationsvorrichtung so ausgebildet und eingestellt, dass sie in einem diskontinuierlichen Prozess arbeitet.The ultrafiltration device can be designed so that it operates both continuously and discontinuously, but preferably the ultrafiltration device is designed and adjusted so that it operates in a discontinuous process.

Bei der Entmineralisierungsvorrichtung, insbesondere bei einer Umkehrosmosevorrichtung, ist es bevorzugt, diese so auszubilden, dass sie in einem kontinuierlichen Prozess arbeitet.In the demineralizing apparatus, particularly in a reverse osmosis apparatus, it is preferable to form it so as to operate in a continuous process.

Um einen diskontinuierlichen Prozess der Ultrafiltration mit einem kontinuierlichen Prozess der Entmineralisierungsvorrichtung, insbesondere bei einer Umkehrosmose, und um die entsprechenden Vorrichtungen wirkungsvoll zu koppeln, ist es bevorzugt, zwischen diesen beiden Elementen eine Puffervorrichtung vorzusehen.In order to effectively couple a discontinuous process of ultrafiltration with a continuous process of the demineralization device, particularly in reverse osmosis, and around the respective devices, it is preferable to provide a buffering device between these two elements.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der Vorreinigungsvorrichtung und der Ultrafiltrationsvorrichtung eine Flockungsreaktionsvorrichtung vorgesehen, bei der insbesondere feinmaschig verteilte Verschmutzungen zu größeren Agglomeraten zusammengeführt werden, was die Abreinigung der Ultrafiltrationsmembran begünstigt und somit den Austrag an Schmutzpartikeln erhöht.In a preferred embodiment, a flocculation reaction device is provided between the precleaning device and the ultrafiltration device, in which, in particular, finely divided contaminants are combined to form larger agglomerates, which favors the cleaning of the ultrafiltration membrane and thus increases the discharge of dirt particles.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Wärmetauschervorrichtung so ausgelegt, dass dem Prozesswasser im Bereich der Flockungsreaktionsvorrichtung Wärme entzogen wird, bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Wärmetauschervorrichtung und die Flockungsvorrichtung als eine Einheit integral ausgebildet. Innerhalb eines Wärmetauschers wird eine möglichst lange Fließstrecke angestrebt, damit die Wärmeübertragungsleistung möglichst hoch ist. Dies bietet ebenfalls geeignete Bedingungen für die Reaktionsstrecke der chemischen Methoden wie z.B. Flockung und Fällung. Vorzugsweise kann durch die Kombination der Wärmetauschervorrichtung mit der Flockungsvorrichtung eine kompakte Bauweise ermöglicht werden, ohne dabei auf die Leistungsfähigkeit der einzelnen Funktionseinheiten verzichten zu müssen.In a further preferred embodiment, the heat exchanger device is designed so that heat is extracted from the process water in the area of the flocculation reaction device, in a particularly preferred embodiment, the heat exchanger device and the flocculation device are integrally formed as a unit. Within a heat exchanger the longest possible flow path is sought, so that the heat transfer performance is as high as possible. This also provides suitable conditions for the reaction path of the chemical methods such as e.g. Flocculation and precipitation. Preferably, a compact design can be made possible by the combination of the heat exchanger device with the flocculation device, without having to do without the performance of the individual functional units.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der Ultrafiltrationsvorrichtung und der Entmineralisierungsvorrichtung, insbesondere der Umkehrosmosevorrichtung, eine zweite Puffervorrichtung vorgesehen, die insbesondere, wie oben bereits erwähnt, diese beiden Vorrichtungen auf besonders vorteilhafte Weise koppelt und gleichzeitig ermöglicht, dass die Ultrafiltrationsvorrichtung beispielsweise diskontinuierlich arbeitet, während die Entmineralisierungsvorrichtung, insbesondere die Umkehrosmosevorrichtung, in einem kontinuierlichen Prozess arbeitet.According to a further preferred embodiment, a second buffer device is provided between the ultrafiltration device and the demineralization device, in particular the reverse osmosis device, which in particular, as already mentioned, couples these two devices in a particularly advantageous manner and at the same time allows the ultrafiltration device to operate discontinuously, for example the demineralization device, in particular the reverse osmosis device, operates in a continuous process.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst diese zweite Puffervorrichtung eine Aktivkohlebehandlungsvorrichtung und/oder eine UV-Desinfektionsvorrichtung, so dass die Puffervorrichtung dazu dient, ohne größeren Zeitaufwand den Aufbereitungsprozess weiter zu verbessern.In a further preferred embodiment, this second buffer device comprises an activated carbon treatment device and / or a UV disinfection device, so that the buffer device serves to further improve the preparation process without any great expenditure of time.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform umfasst eine Umkehrosmosevorrichtung eine erste Abgabevorrichtung zur Abgabe eines Permeats der Umkehrosmosevorrichtung an die Wärmetauschervorrichtung (von wo aus das Permeat nach Wärmezuführung über eine weitere Abgabevorrichtung an die eine oder die mehreren Geschirrspülmaschinen abgegeben werden kann) und eine zweite Abgabevorrichtung zur Abgabe des Umkehrosmosekonzentrats an die eine oder an die mehreren Geschirrspülmaschinen, was einen einfachen und problemlosen Anschluss und eine Weitergabe des Permeats bzw. des Konzentrats ermöglicht. Das Umkehrosmosepermeat ist nach der Aufbereitung zur Nachspülung verwendbar. Das Umkehrosmosekonzentrat ist optional zur Vorspülung geeignet. According to a particular embodiment, a reverse osmosis device comprises a first dispenser for delivering a permeate of the reverse osmosis device to the heat exchange device (from where the permeate after heat delivery via another dispenser can be delivered to the one or more dishwashers) and a second dispenser for dispensing the reverse osmosis concentrate To the one or more dishwashers, which allows a simple and easy connection and transfer of the permeate or the concentrate. The reverse osmosis permeate can be used after the post-rinse treatment. The reverse osmosis concentrate is optionally suitable for pre-rinsing.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung als externe Vorrichtung ausgebildet, so dass sie an eine oder mehrere gewerbliche Geschirrspülmaschinen oder an die entsprechenden Anschlüsse für solche gewerblichen Geschirrspülmaschinen angeschlossen werden kann.According to a preferred embodiment, the process water treatment device is designed as an external device so that it can be connected to one or more commercial dishwashers or to the corresponding connections for such industrial dishwashers.

Bevorzugt ist eine solche Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung modular aufgebaut, was den Einsatz und die Flexibilität deutlich erhöht und auch die Möglichkeit bietet, sich flexibel an bestimmte Einstellungen oder bestimmte Arten von gewerblichen Geschirrspülmaschinen oder Systemen aus mehreren solchen Geschirrspülmaschinen anzupassen.Preferably, such a process water treatment device is modular, which significantly increases the use and the flexibility and also offers the possibility to flexibly adapt to certain settings or certain types of commercial dishwashers or systems of several such dishwashers.

Um eine möglichst hohe Effektivität und Flexibilität zu gestalten, umfasst ein solches modulares System beispielsweise ein erstes Modul MZBZ1, das die Vorreinigungsvorrichtung umfasst, ein zweites Modul MZBZ2, das eine Puffervorrichtung und eine Wärmetauschervorrichtung umfasst, und ein drittes Modul MZBZ3, das die Ultrafiltrationsvorrichtung umfasst.In order to maximize the effectiveness and flexibility, such a modular system comprises for example a first module MZBZ1 comprising the pre-cleaning device, a second module MZBZ2 comprising a buffer device and a heat exchanger device, and a third module MZBZ3 comprising the ultrafiltration device.

Bevorzugt umfasst das zweite Modul MZBZ2 insbesondere auch die Flockungsvorrichtung, und das dritte Modul MZBZ3 umfasst bei einer bevorzugten Ausführungsform auch eine Aktivkohlebehandlungsvorrichtung und/oder eine UV-Desinfektionsvorrichtung und/oder gegebenenfalls auch die Entmineralisierungsvorrichtung, insbesondere die Umkehrosmosevorrichtung, wobei die Entmineralisierungsvorrichtung, insbesondere die Umkehrosmosevorrichtung, jedoch auch als eigenständiges Modul vorgesehen sein kann.In a preferred embodiment, the second module MZBZ2 preferably also comprises the flocculation device, and the third module MZBZ3 also comprises an activated carbon treatment device and / or a UV disinfection device and / or optionally also the demineralization device, in particular the reverse osmosis device, wherein the demineralization device, in particular the reverse osmosis device , but may also be provided as a separate module.

Die Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung kann wie beschrieben als externe Vorrichtung zum Anschluss an eine oder mehrere gewerbliche Geschirrspülmaschinen vorgesehen sein, es ist allerdings auch möglich, eine gewerbliche Geschirrspülmaschine oder ein System aus mehreren Geschirrspülmaschinen mit einer solchen integrierten Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung, wie sie oben beschrieben ist, vorzusehen.The process water treatment device may be provided as described as an external device for connection to one or more commercial dishwashers, but it is also possible to provide a commercial dishwasher or a multi-dishwashing machine with such an integrated process water treatment device as described above.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Prozesswasseraufbereitung, das insbesondere die folgenden Schritte umfasst:

  1. a) Durchführen einer Vorreinigung zur mechanischen Trennung von Verunreinigungen aus dem Prozesswasser;
  2. b) Puffern des Prozesswassers nach dem Durchführen der Vorreinigung,
  3. c) Durchführen einer Ultrafiltration, und
  4. d) Durchführen einer Entmineralisierung, insbesondere einer Umkehrosmose,
wobei ein Wärmetauschvorgang durchgeführt wird, nachdem das Prozesswasser den Schritt der Vorreinigung durchlaufen hat und bevor die Ultrafiltration stattfindet, so dass in diesem Bereich dem Prozesswasser Wärme entzogen wird, wobei dem Prozesswasser nach Durchlauf der Entmineralisierungsvorrichtung, insbesondere einer Umkehrosmosevorrichtung, Wärme wieder zugeführt wird.The invention also relates to a process water treatment process which comprises in particular the following steps:
  1. a) performing a pre-cleaning for the mechanical separation of impurities from the process water;
  2. b) buffering the process water after performing the pre-cleaning,
  3. c) performing an ultrafiltration, and
  4. d) performing a demineralization, in particular a reverse osmosis,
wherein a heat exchange operation is performed after the process water has undergone the pre-purification step and before the ultrafiltration takes place so that heat is extracted from the process water in that region, with heat being returned to the process water after passing through the demineralization device, particularly a reverse osmosis device.

Bevorzugt wird die Entmineralisierung, beispielsweise durch Umkehrosmose innerhalb der Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung und bei dem entsprechenden Verfahren bei relativ niedrigen Drücken durchgeführt, bevorzugt insbesondere bei Drücken von 5 bar bis 40 bar, besonders bevorzugt bei Drücken zwischen 10 und 30 bar.Preferably, the demineralization is carried out, for example by reverse osmosis within the process water treatment device and the corresponding method at relatively low pressures, preferably in particular at pressures of 5 bar to 40 bar, more preferably at pressures between 10 and 30 bar.

Diese und weitere Merkmale werden anhand der nachfolgenden, bevorzugten Ausführungsform näher beschrieben:

  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
These and other features will be described in more detail with reference to the following preferred embodiment:
  • 1 shows a schematic representation of a process water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.

1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung 100, die an eine oder mehrere Spülmaschinen 10 angeschlossen werden kann. Die Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung 100 umfasst eine Einlaufvorrichtung 210 zum Zuführen von Prozesswasser aus der einen oder den mehreren Spülmaschinen 10. 1 shows a preferred embodiment of a process water treatment device according to the invention 100 connected to one or more dishwashers 10 can be connected. The process water treatment device 100 includes an inlet device 210 for supplying process water from the one or more dishwashers 10 ,

Bei dieser Ausführungsform wird das Prozesswasser direkt in eine Vorreinigungsvorrichtung 110 zur mechanischen Trennung von Verunreinigungen aus dem Prozesswasser geleitet, wobei die herausgetrennten Teile über eine Leitung 112 an einen Abwasseranschluss 50 weitergeleitet werden.In this embodiment, the process water directly into a pre-cleaning device 110 directed to the mechanical separation of impurities from the process water, the separated parts via a line 112 to a wastewater connection 50 to get redirected.

Das vorgereinigte Prozesswasser wird über eine Leitung 114 an eine Puffervorrichtung 120, auch Vorlage-Behälter genannt, weitergeleitet.The prepurified process water is via a pipe 114 to a buffer device 120 , also referred to as a template container, forwarded.

Die Puffervorrichtung 120 umfasst bei dieser Ausführungsform einen Wärmetauscher 150 und eine Flockungsreaktionsvorrichtung 160, wobei dem Prozesswasser sowohl bei der Lagerung als auch bei dem Prozess der Flockung Wärme entzogen wird.The buffer device 120 includes in this embodiment a heat exchanger 150 and a flocculation reaction device 160 whereby heat is withdrawn from the process water during storage as well as during the process of flocculation.

Das Prozesswasser wird dann aus der Puffervorrichtung 120, die, wie oben erläutert, integral mit der Wärmetauschervorrichtung 150 und der Flockungsvorrichtung 160 ausgebildet ist, über eine Leitung 122 an die Ultrafiltrationsvorrichtung 130 weitergeleitet.The process water is then removed from the buffer device 120 , which, as explained above, integral with the heat exchanger device 150 and the flocculation device 160 is formed, via a line 122 to the ultrafiltration device 130 forwarded.

Aufgrund der durch die Wärmetauschervorrichtung 150 gesenkten Temperatur ist, wie oben beschrieben, die Selektivität der Ultrafiltrationsvorrichtung sehr hoch. Das in der Ultrafiltrationsvorrichtung 130 aussortierte Material oder die aussortierte Flüssigkeit wird an den Abwasseranschluss 50 weitergegeben.Due to the heat exchanger device 150 lowered temperature, as described above, the selectivity of the ultrafiltration device is very high. That in the ultrafiltration device 130 sorted out material or the sorted out liquid is connected to the sewage connection 50 passed.

Das in der Ultrafiltrationsvorrichtung 130 weiter bearbeitete Prozesswasser wird über eine Leitung 132 an einen zweiten Pufferbehälter 170 weitergegeben.That in the ultrafiltration device 130 further processed process water is sent via a pipe 132 to a second buffer tank 170 passed.

Der Pufferbehälter 170 umfasst bei dieser Ausführungsform eine Aktivkohlebehandlungsvorrichtung 174 und eine UV-Desinfektionsvorrichtung 176, in der das Prozesswasser während seiner Lagerung in dem Pufferbehälter 170 weiter behandelt wird.The buffer tank 170 in this embodiment comprises an activated carbon treatment device 174 and a UV disinfecting device 176 in which the process water during its storage in the buffer tank 170 is treated further.

Das so weiter aufbereitete Prozesswasser wird über eine Leitung 172 an eine Umkehrosmosevorrichtung 140 weitergeleitet, und auch die Umkehrosmosevorrichtung ist durch die Reduktion der Temperatur des Prozesswassers hervorgerufen durch die vorgeschalte Wärmetauschervorrichtung, in die Lage versetzt, mit einem sehr hohen Wirkungsgrad zu arbeiten.The process water processed in this way is sent via a pipe 172 to a reverse osmosis device 140 passed, and also the reverse osmosis device is by the reduction of the temperature of the process water caused by the upstream heat exchanger device, able to work with a very high efficiency.

Von der Umkehrosmosevorrichtung 140 wird zum einen über eine Leitung 142 das Permeat zur Verwendung in der Nachspülung einer Spülmaschine über die Puffervorrichtung 120 mit dem integrierten Wärmetauscher 150, in dem wieder Wärme zugeführt wird, letztendlich wieder an die Spülmaschine 10 weitergeleitet, wobei hierfür eine Leitung 220 vorgesehen ist.From the reverse osmosis device 140 becomes on the one hand over a line 142 the permeate for use in rinsing a dishwasher over the buffer device 120 with the integrated heat exchanger 150 , in which heat is again supplied, finally back to the dishwasher 10 forwarded, with this a line 220 is provided.

Die Umkehrosmosevorrichtung 140 ist ferner so ausgebildet, dass sie über eine Leitung 144 das Umkehrosmose-Konzentrat direkt an die anzuschließende Spülmaschine oder die Spülmaschinen 10 weiterleiten kann, hierfür ist eine Leitung 144 vorgesehen.The reverse osmosis device 140 is further configured to be over a line 144 the reverse osmosis concentrate directly to the dishwasher or dishwashers to be connected 10 can forward, this is a line 144 intended.

Die Umkehrosmosevorrichtung arbeitet mit geringen Drücken, bei der hier gezeigten Ausführungsformen im Bereich von etwa 10 bar bis 30 bar.The reverse osmosis device operates at low pressures, in the embodiments shown here in the range of about 10 bar to 30 bar.

Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform ist auch eine Frischwasserzuführung 5 vorhanden, die unabhängig von der Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung zusätzliches Frischwasser an die Spülmaschine bzw. an die Spülmaschinen 10 zuführen kann, wenn dieses gebraucht wird.At the in 1 embodiment shown is also a fresh water supply 5 present, regardless of the process water treatment device additional fresh water to the dishwasher or to the dishwasher 10 can supply, if this is needed.

1 zeigt die Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung 100 als externe Vorrichtung, die an eine oder mehrere Spülmaschinen 10 angeschlossen werden kann, selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, die Geschirrspülmaschine 10 mit einer integrierten Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen. 1 shows the process water treatment device 100 as an external device attached to one or more dishwashers 10 However, it is of course also possible to use the dishwasher 10 to provide with an integrated process water treatment device.

Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform handelt es sich um eine modulare Ausführungsform, mit einem Modul MZBZ1, das die Vorreinigungsvorrichtung 110 umfasst, einem zweiten Modul MZBZ2, das den Puffer 120, den Wärmetauscher 150 und die Flockungsvorrichtung 160 umfasst, und einem dritten Modul MZBZ3, das sowohl die Ultrafiltrationsvorrichtung 130 als auch den Pufferbehälter 170 mit der Aktivkohlebehandlungsvorrichtung und der UV-Desinfektionsvorrichtung 176 umfasst.At the in 1 the embodiment shown is a modular embodiment, with a module MZBZ1, the pre-cleaning device 110 includes a second module MZBZ2 that contains the buffer 120 , the heat exchanger 150 and the flocculation device 160 includes, and a third module MZBZ3, which is both the ultrafiltration device 130 as well as the buffer tank 170 with the activated carbon treatment device and the UV disinfection device 176 includes.

Die Umkehrsosmosevorrichtung, oder alternativ eine andere Entmineralisierungsvorrichtung, ist als viertes, eigenständiges Modul vorgesehen.The reverse osmosis device, or alternatively another demineralization device, is provided as a fourth, stand-alone module.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Ausführung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.The features disclosed in the foregoing description, claims and drawings may be significant to the practice of the invention in its various forms both individually and in any combination thereof.

Claims (14)

Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung (100) für eine oder mehrere gewerbliche Geschirrspülmaschinen (10), die folgende, in Prozessrichtung hintereinandergeschaltete Vorrichtungen umfasst: a) eine Vorreinigungsvorrichtung (110) zur mechanischen Trennung von Verunreinigungen aus dem Prozesswasser, b) eine Puffervorrichtung (120), c) eine Ultrafiltrationsvorrichtung (130), und d) eine Entmineralisierungsvorrichtung (140), wobei eine Wärmetauschervorrichtung (150) vorgesehen ist, die so angeordnet und ausgelegt ist, dass sie dem Prozesswasser im Bereich nach der Vorreinigungsvorrichtung (110) und vor der Ultrafiltrationsvorrichtung (130) Wärme entzieht und dem Prozesswasser nach Durchlauf der Entmineralisierungsvorrichtung (140) Wärme zuführt, wobei die Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung (100) eine Einlaufvorrichtung (210) zum Zuführen von Prozesswasser aus einer oder mehreren Spülmaschinen aufweist und eine Abgabevorrichtung (220) zur Abgabe von aufbereitetem Prozesswasser an eine oder mehrere Spülmaschinen umfasst.A process water treatment device (100) for one or more commercial dishwashers (10), comprising the following process-connected devices: a) a pre-cleaning device (110) for mechanically separating impurities from the process water, b) a buffer device (120), c) a Ultrafiltration device (130), and d) a demineralization device (140), wherein a heat exchange device (150) is provided, which is arranged and adapted to the process water in the area after the pre-cleaning device (110) and before the The ultrafiltration device (130) removes heat and supplies heat to the process water after passing through the demineralization device (140), the process water treatment device (100) having an inlet device (210) for supplying process water from one or more dishwashers, and a dispenser (220) for dispensing processed water Process water to one or more dishwashers includes. Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Vorreinigungsvorrichtung (110) und der Ultrafiltrationsvorrichtung (130) eine Flockungsreaktionsvorrichtung (160) vorgesehen ist, oder dadurch dass die Vorreinigungsvorrichtung eine Flockungsreaktionsvorrichtung umfasst.Process water treatment device according to Claim 1 characterized in that a flocculation reaction device (160) is provided between the precleaner (110) and the ultrafiltration device (130) or in that the precleaner comprises a flocculation reaction device. Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschervorrichtung (150) so ausgelegt ist, dass dem Prozesswasser im Bereich der Flockungsreaktionsvorrichtung (160) Wärme entzogen wird.Process water treatment device according to Claim 2 , characterized in that the heat exchanger device (150) is designed so that the process water in the region of the flocculation reaction device (160) heat is removed. Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschervorrichtung (120) und die Flockungsreaktionsvorrichtung (160) integral ausgebildet sind.Process water treatment device according to Claim 3 characterized in that the heat exchange device (120) and the flocculation reaction device (160) are integrally formed. Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Ultrafiltrationsvorrichtung (130) und der Entmineralisierungsvorrichtung, insbesondere einer Umkehrosmosevorrichtung (140), eine zweite Puffervorrichtung (170) vorgesehen ist.Process water treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that a second buffer device (170) is provided between the ultrafiltration device (130) and the demineralizing device, in particular a reverse osmosis device (140). Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Puffervorrichtung (170) eine Aktivkohlebehandlungsvorrichtung (174) und/oder eine UV-Desinfektionsvorrichtung (176) umfasst.Process water treatment device according to Claim 5 , characterized in that the second buffer device (170) comprises an activated carbon treatment device (174) and / or a UV disinfection device (176). Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung (100) so ausgebildet ist, dass die Ultrafiltrationsvorrichtung (130) diskontinuierlich und die Entmineralisierungsvorrichtung, insbesondere eine Umkehrosmosevorrichtung (140), kontinuierlich betrieben wird.Process water treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that the process water treatment device (100) is designed so that the ultrafiltration device (130) discontinuously and the demineralization device, in particular a reverse osmosis device (140), is operated continuously. Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Entmineralisierungsvorrichtung eine Umkehrosmosevorrichtung (140) vorgesehen ist und diese eine erste Abgabevorrichtung (142) zur Abgabe eines Permeats der Umkehrosmosevorrichtung (140) an die Wärmetauschervorrichtung (150) aufweist und eine zweite Abgabevorrichtung (144) zur Abgabe des Umkehrosmosekonzentrats an die eine oder mehreren Geschirrpülmaschinen (10) aufweist.Process water treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that a reverse osmosis device (140) is provided as a demineralizing device and has a first dispenser (142) for discharging a permeate of the reverse osmosis device (140) to the heat exchanger device (150) and a second dispenser (144 ) for delivering the reverse osmosis concentrate to the one or more dishwashers (10). Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie so ausgebildet ist, dass sie als externe Vorrichtung an eine oder an mehrere gewerbliche Geschirrspülmaschinen (10) angeschlossen werden kann.Process water treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that it is designed so that it can be connected as an external device to one or more commercial dishwashers (10). Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als modulare Vorrichtung ausgebildet ist und ein erstes Modul MZBZ1 mit einer Vorreinigungsvorrichtung (110), ein zweites Modul MZBZ2 mit einer Puffervorrichtung (120) und einer Wärmetauschervorrichtung (150) und ein drittes Modul MZBZ3 mit einer Ultrafiltrationsvorrichtung (130) und bevorzugt mit einem zweiten Pufferbehälter (170) umfasst.Process water treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that it is designed as a modular device and a first module MZBZ1 with a pre-cleaning device (110), a second module MZBZ2 with a buffer device (120) and a heat exchanger device (150) and a third module MZBZ3 with an ultrafiltration device (130) and preferably with a second buffer container (170). Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Modul MZBZ2 ferner eine Flockungsreaktionsvorrichtung (160) aufweist und/oder dadurch dass das dritte Modul MZBZ3 eine Aktivkohlebehandlungsvorrichtung (174) und/oder eine UV-Desinfektionsvorrichtung (176) und/oder eine Umkehrosmosevorrichtung (140) umfasst.Process water treatment device according to Claim 10 characterized in that the second module MZBZ2 further comprises a flocculation reaction device (160) and / or in that the third module MZBZ3 comprises an activated carbon treatment device (174) and / or a UV disinfection device (176) and / or a reverse osmosis device (140). Gewerbliche Geschirrspülmaschine oder System mit mehreren gewerblichen Geschirrspülmaschinen (10), das oder die eine Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.A commercial dishwasher or multi-dishwashing machine system (10) comprising a process water treatment apparatus (100) according to any one of the preceding claims. Verfahren zur Prozesswasseraufbereitung für einen oder mehrere gewerbliche Geschirrspülmaschinen (10), durchgeführt insbesondere durch eine Prozesswasseraufbereitungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, das folgende, in Prozessrichtung nacheinander durchgeführte Schritte umfasst: a) Durchführen einer Vorreinigung zur mechanischen Trennung von Verunreinigungen aus dem Prozesswasser; b) Puffern des Prozesswassers nach dem Durchführen der Vorreinigung, c) Durchführen einer Ultrafiltration, und d) Durchführen einer Entmineralisierung, insbesondere einer Umkehrosmose, wobei ein Wärmetauschvorgang durchgeführt wird, nachdem das Prozesswasser den Schritt der Vorreinigung durchlaufen hat und bevor die Ultrafiltration stattfindet, so dass in diesem Bereich dem Prozesswasser Wärme entzogen wird, wobei dem Prozesswasser nach Durchlauf der Entmineralisierungsvorrichtung (140) Wärme wieder zugeführt wird.Process for treating process water for one or more industrial dishwashing machines (10), in particular by a process water treatment device (100) according to one of the Claims 1 to 11 comprising the following steps carried out successively in the process direction: a) carrying out a pre-cleaning for the mechanical separation of impurities from the process water; b) buffering the process water after performing the pre-purification, c) performing ultrafiltration, and d) performing demineralization, in particular reverse osmosis, wherein a heat exchange operation is performed after the process water has passed the pre-purification step and before the ultrafiltration occurs, then that in this area heat is withdrawn from the process water, wherein the process water after passing through the demineralization device (140) heat is supplied again. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Entmineralisierung, insbesondere die Umkehrosmose, bei Drücken zwischen 5 und 40 bar, bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 30 bar durchgeführt wird. Method according to Claim 13 , characterized in that the demineralization, in particular the reverse osmosis, at pressures between 5 and 40 bar, preferably in a range of 10 to 30 bar is performed.
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