DE3000503C2

DE3000503C2 -

Info

Publication number: DE3000503C2
Application number: DE3000503A
Authority: DE
Inventors: Harry C. De Katonah N.Y. Us Longe; Woolfe S. Flushing N.Y. Us Fabian
Original assignee: Pepsico Inc
Current assignee: Pepsico Inc
Priority date: 1980-01-08
Filing date: 1980-01-08
Publication date: 1989-01-05
Also published as: DE3000503A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Behandlung und Rückführung eines wäßrigen Rückwasch-Abflusses gemäß den jeweiligen Oberbe griffen der Patentansprüche 1 und 8.

Aus der DE-OS 25 57 417 ist ein gattungsgemäßes Verfahren zur Rückspülung bekannt, bei dem die Rückspülflüssigkeit, die zum Reinigen des dortigen speziellen Filtertyps, eines Anschwemmfilters, dient, zurückgewonnen und wiederver wendet wird.

Diese Anschwemmfilter werden im Rahmen der Erzeugung von elektrischer Energie, wie zum Behandeln von Brennkammer wasser bei Kernreaktoren und bei der Beseitigung von radioaktiven Abfallstoffen eingesetzt. Der mit einer Anschwemmschicht, ein Ionenaustauscherharz in Kationen- oder Anionenform (im Korngrößenbereich von 37 bis 260 µm) versehene Anschwemmfilter wird gemäß der DE-OS 25 57 417 bis zu seinem Betriebszyklusendpunkt gefahren, worauf deionisiertes Wasser, das als Rückspülflüssigkeit dient, zur Entfernung von gelösten und/oder ungelösten Verunreini gungen durch die Anschwemmschicht geleitet wird. Die so behandelte Rückspülflüssigkeit wird dann zum Rückspülen des Anschwemmfilters benutzt, um das Ionenaustauscherharz zu entfernen. Der Hauptteil der ungelösten Verunreinigungen wird in einem Phasentrenner entfernt, der Filter wird mit einer neuen Austauscherharzschicht versehen und das Rückspülwasser wird für eine weitere Verwendung gespeichert. Auf diese Weise senkt das Verfahren der DE-OS 25 57 417 den Verbrauch an deionisiertem Frischwasser.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, alle ungelösten Verunreinigungen aus dem Rückspülstrom zu entfernen und einwand freie sanitäre Bedingungen für das Rück spülsystem zu schaffen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß den Merkmalen der kennzeichnenden Teile der Patentansprüche 1 und 8.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das DeLonge-Verfahren und -Sy stem gemäß der US-Patentan meldung 8 32 238 befaßt sich besonders mit der Beseitigung von bio logischem Sauerstoffbedarf aus den Abfallmaterialien und ist ferner auf die Behandlung der vier verschiedenen Arten von Abflußentleerungen einer Getränke- oder Flaschenab füllanlage gerichtet, jedoch nicht besonders auf die Pro bleme, die mit der Rückgewinnung oder Rückführung von Rückwaschabfluß, der beim Rückwaschvorgang eines Industrie filters erhalten wird, verbunden sind. Die Anwendung des Verfahrens und der Anlage gemäß der Erfindung zur Be handlung und Rückführung der Rückwaschflüssigkeit in Kombination mit dem Verfahren und dem System in der letzt genannten US-Patentanmeldung würde eine wirksame und wirtschaftlich lebensfähige Anlage für die Behandlung von Industrieabflüssen ergeben, was bisher weder offenbart wurde noch Beachtung gefunden hat.

Die US-Patentschrift 35 92 743 von Chapman und Mitarbeitern beschreibt ein System zur Behandlung von Industrie- und Haushaltabwässern mit einem verhältnismäßig hohen Feststoffgehalt, bei welchem das Abwasser zurückgeführt wird, um die Wasserverwendung herabzusetzen. Im besonderen ist das System nach Chapman zur Verwendung in Bereichen bestimmt, in welchen der verfügbare Wasservorrat ziemlich beschränkt ist und außerdem Abfallbeseitigungssysteme bereits vorhanden und in Benutzung sind. Die von Chapman offenbarten Verfahren und Systeme sind grundsätzlich völlig verschieden von dem Gesamtzweck und dem Aufbau der er findungsgemäßen Verfahren und Systeme, da das Chapman- System nicht auf die Rückführung von behandeltem Rück waschwasser wie bei der Erfindung gerichtet ist.

In dem US-Patent 38 92 659 von Kirk ist ein Abwasserrei nigungssystem beschrieben, bei welchem Abwasser und akti vierter Schlamm in einem Aufnahmebecken zugemischt werden, aus welchem das Zugemisch dann später abgezogen wird. Hierauf wird Sauerstoff in das Zugemisch eingeleitet und das Letztere wird durch eine Reihe von enthaltenen Reak tionsstufen geleitet. Das Zugemisch bzw. die Lösung wird dann in zwei ungleiche Ströme unterteilt, von denen der Hauptstrom direkt zum Aufnahmebecken zurückgeführt wird, während der zweite Strom von geringerem Volumen zu einer Klärvorrichtung geleitet wird, aus welcher der aktivierte Schlamm zum Aufnahmebecken zurückgeführt wird. Die von Kirk offenbarte Anordnung und sein Verfahren wird bei der Rückführung von gereinigtem Wasser verwendet, jedoch ist die besondere Anordnung und das Verfahren völlig von denen der Erfindung verschieden und nicht für die Behandlung und Rückgewinnung von Rückwaschflüssigkeit bestimmt.

Die US-Patentschrift 40 08 159 von Besik beschreibt ein Abwasserbehandlungssystem zur Rückführung von Abwasser, das einen vierstufigen Vorgang zur Durchführung des auf einanderfolgenden Entfernens verschiedener im Wasser vor handenen Verunreinigungen umfaßt. Dieses Patent ist eben falls völlig verschieden von den Gesamtzielen und der Anordnung beim Verfahren und System nach der vorliegenden Erfindung, da es nicht die Behandlung und Rückführung von Rückwaschflüssigkeit beschreibt.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur eine Fließschema einer erfindungsgemäßen Anlage zeigt.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Rückwaschlösung-Rückführungssystems dargestellt, aus dem auch das erfindungsgemäße Verfahren abgeleitet werden kann. Eine Flaschenabfüllanlage für kohlensäurehaltige Getränke ist mit einem Ausfällbehälter 10 ausgestattet, der als Absetztank dient, damit sich verschiedene teilchen förmige Materialien, die in der Flüssigkeit mitgeführt werden, absetzen und sich am Boden des Tanks ablagern können.

Normalerweise wird beim Abfüllen eines Getränks in Flaschen, das in der Anlage ausgeführt wird, Flüssigkeit aus dem Ausfällbehälter 10 mit Hilfe einer Pumpe 12 durch Pumpen einlaß- und Auslaßrohre oder -leitungen 14 und 16 zu einem Sandfilter 18 und zusätzlich zu einem Kohlefilter 22 ge pumpt, welche Filter durch Rohre 20 miteinander verbunden sind. Das filtrierte Fluid wird dann über eine Rohrleitung 24 zu einer Polier- bzw. Reinigungsvorrichtung 26 geleitet, um den Filtriervorgang des Fluids zu vervoll ständigen. Während des Filtriervorgangs sind die Regel ventile 28, 30 und 32 im Sandfilter 18 geöffnet, damit die Flüssigkeit nach unten durch den Filter gepumpt werden kann, wie in der Zeichnung gezeigt, während die Regelventile 34 und 36 geschlossen bleiben. Während dieser Zeit werden im Kohlefilter 22 die Regelventile 38, 40 und 42 während des Filtriervorgangs geöffnet, während die Ventile 46 und 48 in einem geschlossenen Zustand gehalten werden.

Die Sand- und Kohlefilter 18 und 22 müssen periodisch ge reinigt werden, um sie in einem wirksamen Betriebszustand zu halten, was normalerweise mit Hilfe eines Rückwasch vorgangs geschieht, bei welchem eine Rückwaschflüssigkeit oder -Lösung durch die Filter im Gegenstrom zu der Strömungs richtung, in welcher das Fluid normalerweise durch die Filter während eines Filtriervorgangs fließt, geführt wird. Das Rückwaschen von Fluid durch die Filter hat zur Folge, daß in diesen angesammelte oder agglomerierte Feststoffe gelockert und verdrängt werden, was zum Austragen und Mit führen von teilchenförmigem Material und Feststoffen in den Rückwaschabfluß führt.

Der Rückwaschabfluß wird durch eine Lei tung 50 zu einem Rückwaschfilter 52 geleitet, der dazu dient, aus dem Abfluß das teilchenförmige Material und die Feststoffe herauszufiltern und zu entfernen, das bzw. die anfänglich aus den Industriefiltern 18 und 22 entfernt worden sind. Die gereinigte Rückwaschlösung wird dann zu einem Haltetank 54 geleitet, in welchem die Lösung gespeichert wird, bis ein nachfolgender Rückwaschvorgang stattfindet. Bei dem Verfahren und dem System wie beschrie ben wird die gleiche Menge Wasser, wie sie während des am Sandfilter 18 durchgeführten Rückwaschvorgang verwendet wurde, während des Rückwaschvorgangs am Kohlefilter 22 wiederverwendet und dann im Haltetank 54 in Vorbereitung für ihre Wiederverwendung bei der nachfolgenden Reinigung einer dieser Filter oder möglicherweise zusätzlicher Filter entsprechend den besonderen Erfordernissen für die Filter und deren Anordnung in der Anlage gespeichert.

Die Industrie-Sand- und Kohlefilter 18 und 22 werden je weils je einer aufeinanderfolgend einer Rückwaschung unter zogen. Während eines Rückwaschvorgangs des Filters 18 sind die Betriebsbedingungen der Ventile 30, 32, 34 und 36 umgekehrt im Vergleich zu denjenigen bei einem nor malen Filtervorgang, was zur Folge hat, daß die Fluid strömung durch den Filter umgekehrt ist und der Rückwasch abfluß in die Leitung 50 so ausgetragen wird, um dadurch den Abfluß zum Rückwaschfilter 52 zu leiten. Die Regelventile im Sandfilter 18 werden dann in ihre normalen Filtrier stellungen zurückgeführt und die Betriebsbedingungen der Regelventile 38, 40, 42 und 48 im Kohlefilter 22 werden dann umgekehrt, so daß die Fluidströmung durch den Kohle filter 22 umgekehrt wird. Der Rückwaschabfluß aus diesem wird in die Leitung 50 ausgetragen, welche es zum Rück waschfilter 52 leitet. Nach Beendigung der Rückwaschvor gänge bei beiden Filtern werden die verschiedenen Regel ventile in die Stellungen zurückgeführt, die ein normales Filtrieren durch die Industriefilter 18, 22 ermöglichen.

Beim Rückwaschvorgang eines Filters ist die Strömung von Flüssigkeiten durch diesen vier- bis sechsmal größer als die vorgesehene Strömungsgeschwindigkeit für diesen Filter, je nach dem Medium, so daß eine beträchtliche Menge der Feststoffe und des teilchenförmigen Materials, die bzw. das sich im Filter angesammelt hat, verdrängt und in einem mitgeführten Zustand weggeführt werden. Wenn beispiels weise die Sand- und Kohlefilter Soll-Strömungsgeschwindig keiten von 380 Liter je Minute haben und normalerweise in der Getränkeflaschen-Abfüllanlage mit dieser Strömungsgeschwindigkeit betrieben werden, beträgt während des Rückwaschvorgangs die Strömung durch diese 1515 bis 2270 Liter je Minute, um die Reinigungswirkung des Rückwaschvorgangs so hoch wie möglich zu machen. Ein Rückwaschvorgang wird gewöhnlich für einen Zeitraum von 5-10 Minuten durchgeführt. Nach dem Rückwaschvorgang wird das Filter während eines Zeitraums zurückgewaschen, der im allgemeinen etwa 5 Minuten beträgt, um ihn in seinen normalen Betriebszustand zurückzuversetzen, d. h. in die normale Filtrierstellung zurückzubringen.

Der Rückwaschfilter 52 kann ein handelsüblicher Diatomeen erdefilter sein, dem Diatomeenerde über eine geeignete Venturianordnung (nicht gezeigt) in einer Weise zugeführt wird, daß die Menge des Diatomeenerdematerials, die dem Filter zugeführt wird, sich in einer bestimmten Proportion zur Strömung des Rückwaschabflusses durch diesen befindet. Ein im Handel erhältlicher Filter kann Metallrahmen haben, auf denen Filterflächen angeordnet sind, wobei die Dia tomeenerde einen Überzug auf den Filterflächen bildet. Während des Reinigungsvorgangs werden die Flächen er setzt und werden die neuen Filter mit Diatomeenerde vor beschichtet. Während des Filtriervorgangs baut sich eine gelatineartige Schicht von Feststoffen als Beschichtung auf den Filtern auf und die Flächen werden zusammen mit den angesammelten Feststoffen in einer Weise beseitigt, wie sie bei Feststoffabfall-Beseitigungsverfahren üblich ist.

Der pH-Wert der chlorierten Rückwaschlösung wird innerhalb des Bereiches von 4,0 bis 5,0 gehalten, um ihren sterili sierenden Wirkungsgrad und beim Reinigen des Sandfilters 18 während des auf diesem durchgeführten Rückwaschvorgangs so hoch wie möglich zu machen. Nach einem Filtriervorgang wird der Sandfilter gewöhnlich mit einer Art Kalknieder schlag beschichtet und der niedrigere pH-Wert der Rückwasch lösung trägt zur Beseitigung der Kalkteilchen bei. Die Rückwaschlösung wird ferner chloriert, da Chlor die steri lisierende Wirkung des Kohlefilters in dem niedrigen pH- Wert-Bereich, in welchem die Lösung gehalten wird, begün stigt. Eine Einheit 58 zur Einstellung des pH-Wertes der Rückwaschlösung kann eine von mehreren im Handel erhält lichen Einheiten sein, die in automatischer Weise arbeiten. Gegebenenfalls kann eine manuell betätigbare Einheit 58 verwendet werden, bei welcher die pH-Messungen der Rück waschlösung periodisch vorgenommen werden und, falls er forderlich, können im Handel erhältliche chemische Stoffe der Lösung zugesetzt werden, um ihren pH-Wert einzustellen. Eine chemische Beschickungseinheit 60 dient dazu, den Chlo rierungsgrad der Rückwaschlösung innerhalb eines ge wünschten Bereiches zu halten, welche Einheit ebenfalls eine automatische Einheit sein kann oder gegebenenfalls eine Einheit, bei der die Einstellung von Hand vorgenommen wird.

Claims

1. Verfahren zur Behandlung und Rückführung eines wäßrigen Rückwasch-Abflusses, der aus einem Rückwaschvorgang erhalten wird, bei welchem ein Industriefilter dadurch gereinigt wird daß eine Lösung auf Wasserbasis durch den Filter im Gegenstrom zu der Strömung geleitet wird, die durch den Filter während eines normalen Filtriervor ganges hindurchtritt, so daß durch den Filter während des normalen Filtriervorganges abgefangenes Material von diesem verdrängt und von einem Rückwaschfluß mitgeführt wird, dadurch gekennzeichnet,

(a) daß man den Rückwaschabfluß durch einen Rückwasch filter (52) leitet, der ein Diatomeenerdefilter ist und wobei der Filter (52) eine periodische Reinigung erfährt, um das Material zu entfernen, das anfänglich aus dem Industriefilter während des Rückwaschvorganges entfernt wurde;
(b) man die Lösung auf Wasserbasis, die durch den Rückwasch filter (52) hindurchgetreten ist, zur Verwendung in einem nachfolgenden Rückwaschvorgang behandelt und den pH-Wert der Lösung auf Wasserbasis einstellt und
(c) man in den nachfolgenden Rückwaschvorgängen die Wasserlösung auf Wasserbasis verwendet, die durch den Rückwaschfilter (52) hindurchgeleitet worden ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den pH-Wert auf einen Bereich innerhalb von etwa 4,0 bis 5,0 einstellt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Industriefilter eine Komponente eines industriellen Verfahrens in einer Flaschenabfüllanlage für kohlensäure haltige Getränke bildet.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Behandlung zur Wiederverwendung, dadurch gekennzeichnet ist,

(a) daß man einen zweiten Industriefilter in einem Rück waschvorgang reinigt, bei welchem man die Lösung auf Wasserbasis durch den zweiten Industriefilter im Gegenstrom zu der Strömung durch den zweiten Filter bei einem normalen Filtriervorgang leitet, die Reinigung des zweiten Industriefilters nachfolgend der Rückwaschung des ersterwähnten Industriefilters durchführt und
(b) man den Rückwaschabfluß aus den Rückwaschvorgang des zweiten Industriefilters durch den Rückwaschfilter (52) leitet, um das Material zu entfernen, das aus dem zweiten Industriefilter während des Rückwaschvor ganges verdrängt wurde.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der ersterwähnte Industriefilter ein Sandfilter (18) und der zweite Industriefilter ein Kohlefilter (22) ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Lösung auf Wasserbasis chloriert, um die Sterilisierwirkung in dem Industriefilter zu begünstigen.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Lösung auf Wasserbasis nach dem Hindurchtreten durch den Rückwaschfilter (52) zu einem Haltetank (54) zur Lagerung, in Vorbereitung für ihre Wiederverwendung, in einen nachfolgenden Rückwaschvorgang fördert.

8. Anlage zur Durchführung des Verfahrens zur Behandlung und Rück führung eines wäßrigen Rückwaschabflusses aus Rückwasch vorgängen bei einem Industriefilter, nach einem der vorherstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

(a) einen Haltetank (54) zum Speichern und Lagern einer Lösung auf Wasserbasis, die zur Verwendung bei perio dischen Rückwaschvorgängen geeignet ist;
(b) einen Rückwaschfilter (52) zum Entfernen von Material aus dem Abfluß auf Wasserbasis, der aus dem Industrie filter (18) während jedes Rückwaschvorganges ausströmt;
(c) eine erste Leitung (16) zum Leiten der Lösung auf Wasserbasis aus dem Haltetank (54) zu dem Industrie filter (18) zur Durchführung jedes Rückwaschvorganges des Industriefilters (18);
(d) eine zweite Leitung (50) zum Leiten des Abflusses auf Wasserbasis, der aus dem Industriefilter (18) während jedes Rückwaschvorganges ausströmt, zu dem Rückwaschfilter (52) und
(e) eine dritte Leitung zum Leiten der Lösung auf Wasser basis, die aus dem Rückwaschfilter (52) während jedes Rückwaschvorganges ausströmt, zu dem Haltetank (54).

9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückwaschfilter (52) ein Diatomeenerdefilter ist.

10. Anlage nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (58) zur Einstellung des pH-Wertes der beim Rückwaschvorgang verwendeten Lösung auf Wasserbasis.

11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (58) zur Einstellung des pH-Wertes den pH-Wert innerhalb des Bereiches von etwa 4,0 bis 5,0 hält.

12. Anlage nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (60) zum Chlorieren der Lösung auf Wasserbasis, um den Wirkungsgrad der Lösung beim Sterili sieren des Industriefilters (18) während eines Rückwaschvor ganges zu unterstützen.

13. Anlage nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch

(a) einen zweiten Industriefilter (22), der einem Reini gungsvorgang unterzogen wird;
(b) eine vierte Leitung zum Leiten der Wasserbasislösung aus dem Haltetank (54) zum zweiten Industriefilter (22) für den Rückwaschvorgang des zweiten Industriefil ters (22);
(c) eine fünfte Leitung zum Leiten des Abflusses auf Wasserbasis, der aus dem zweiten Industriefilter (22) strömt, während eines Rückwaschvorgangs zum Rückwaschfilter (52) und
(d) eine Ventilanordnung (30, 32, 34, 36; 38, 40, 42, 48) welche es ermöglicht, die Lösung auf Wasserbasis wahlweise durch den ersten Industriefilter (18) während eines ersten Rückwaschvorgangs zu leiten und durch einen zweiten Industriefilter (22) während eines zweiten Rückwaschvorganges zu leiten.