DE4123827A1 - Verfahren zur aufbereitung einer waessrigen reinigungsfluessigkeit sowie anlage zur durchfuehrung eines solchen verfahrens - Google Patents
Verfahren zur aufbereitung einer waessrigen reinigungsfluessigkeit sowie anlage zur durchfuehrung eines solchen verfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung ei
ner wäßrigen, Detergenzien sowie emulgierte Öle und/oder
Fette enthaltenden Reinigungsflüssigkeit durch Membranfil
tration, wobei einem Reinigungsprozeß verbrauchte Reini
gungsflüssigkeit entnommen und einem Membranfiltra
tionskreislauf zugeführt wird und das bei der Membranfil
tration gewonnene Filtrat mindestens teilweise zum Reinigungsprozeß
zurückgeführt wird. Das Verfahren findet vor
zugsweise bei Reinigungsprozessen zur Reinigung von insbe
sondere mit öl- oder fetthaltigen Substanzen verunreinig
ten Gegenständen, wie z. B. mechanisch bearbeiteten Werk
stücken, Anwendung. Des weiteren betrifft die Erfindung
eine Anlage zur Durchführung eines solchen Verfahrens, mit
mindestens einem Reinigungsgerät, von dem eine Reinigungs
flüssigkeitsleitung wegführt zur Zufuhr von verbrauchter
Reinigungsflüssigkeit zu einem ein Membranfiltrationsgerät
aufweisenden Kreislauf, und mit einer Permeatleitung, die
zur Rückführung von bei der Membranfiltration gewonnenem
Permeat das Membranfiltrationsgerät mit dem Reinigungsge
rät verbindet.
Unter Detergenzien sollen im folgenden sämtliche waschak
tiven Substanzen, also jegliche Netzmittel, Emulgatoren
und Komplexbildner sowie alkalische Salze, wie Alkali
hydroxyde, Karbonate, Phosphate, verstanden werden.
Aus der DE-PS 40 12 022 der Anmelderin gehen ein Verfahren
und eine Anlage der eingangs beschriebenen Art hervor.
Diese Anlage weist ein Reinigungsgerät und ein Spülgerät
auf, wobei das Spülgerät mit einem Überlauf mit dem Reini
gungsgerät verbunden ist und ein Überlauf des Reinigungs
gerätes zu einem Ölabscheider führt. Der Ölabscheider
weist einen Ölbereich und einen davon durch eine Trennwand
separierten Reinflüssigkeitsbereich auf, wobei die Trenn
wand in ihrem unteren Bereich mit einem Durchgang versehen
ist, so daß Reinigungsflüssigkeit vom Ölbereich in den
Reinflüssigkeitsbereich gelangt. In einen oberen Bereich
des Ölbereiches kann über geeignete Leitungen neben der
Flüssigkeit vom Überlauf des Reinigungsgerätes Flüssigkeit
vom Überlauf des Spülgerätes sowie Flüssigkeit aus einem
unteren Bereich des Spülgerätes eingeleitet werden. Durch
einen im oberen Bereich des Ölbereiches angeordneten Über
lauf des als Grobabscheider wirkenden Ölabscheiders kann
eine öl- oder fettreiche Phase abgezogen und entsorgt wer
den. Zur Entnahme von im unteren Bereich des Ölbereiches
anfallendem schlammartigem Sediment führt eine Entsor
gungsleitung von diesem Bereich zu einem Verdampfer, in
dem über diese Leitung chargenweise entnommenes Medium
eingedickt und anschließend zur Entsorgung weitergeleitet
werden kann. Vom Reinflüssigkeitsbereich führt eine mit
einer Pumpe versehene Leitung zu einem Membranfiltra
tionsgerät, von dem eine weitere Leitung wieder zum Rein
flüssigkeitsbereich zurück führt, wodurch der Membranfil
trationskreislauf gebildet ist. Das Membranfiltra
tionsgerät ist permeatseitig sowohl mit dem
Reinigungsgerät als auch mit dem Verdampfer verbunden zur
Rückführung von bei der Membranfiltration gewonnenem Per
meat zum Reinigungsgerät bzw. zur Zuführung von Permeat
zum Verdampfer. Mit der Rückführung von weitgehend ölfrei
em, waschaktive Substanzen enthaltendem Permeat zum Reini
gungsgerät ist eine Rückgewinnung von aufbereiteter Reini
gungsflüssigkeit erreicht; durch die Destillation von
weitgehend ölfreiem, waschaktive Substanzen enthaltendem
Permeat und durch Einleiten von dabei gewonnenem konden
siertem Destillat in das Spülgerät ist die Rückgewinnung
von weitestgehend von Öl und/oder Fett sowie von waschak
tiven Substanzen befreiter Spülflüssigkeit erreicht. Zur
Rückführung von im Konzentrat der Destillation verbleiben
den waschaktiven Substanzen ist ein unterer Bereich des
Verdampfers über eine Konzentratrückführleitung mit dem
Reinigungsgerät verbunden.
Es stellte sich nun nachteilig heraus, daß bei der Mem
branfiltration nicht sämtliche waschaktiven Substanzen
durch die Membran hindurch ins Permeat gelangen können,
sondern daß, in Abhängigkeit von der betrachteten Sub
stanz, 30 bis 80% der in einem im Membranfiltra
tionskreislauf zirkulierenden Flüssigkeitsvolumen enthalte
nen waschaktiven Substanzen von der Membran zurückgehalten
werden und somit für den Reinigungsprozeß verloren gehen.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs
beschriebene bekannte Verfahren sowie die bekannte Anlage
so zu verbessern, daß der Anteil von im Membranfiltra
tionskreislauf zurückgehaltenen waschaktiven Substanzen
zumindest deutlich verringert und somit die Rückgewinnbar
keit von waschaktiven Substanzen für den Reinigungsprozeß
zumindest deutlich erhöht wird.
Diese Aufgabe läßt sich erfindungsgemäß dadurch lösen, daß
beim eingangs beschriebenen Verfahren aus dem Membranfil
trationskreislauf Flüssigkeit entnommen und thermisch de
mulgiert wird und eine dabei gewonnene wäßrige Phase zu
mindest teilweise zum Reinigungsprozeß zurückgeführt wird.
Hierbei wird unter thermischer Demulgierung die durch Er
hitzen bewirkte Destabilisierung einer Emulsion verstan
den; liegt z. B. eine feindisperse Öl-in-Wasser Emulsion
vor, so bildet sich bei Erwärmung auf vorzugsweise 80 bis
100° Celsius zunächst eine grobdisperse Emulsion und
schließlich erfolgt eine Trennung in eine im wesentlichen
nur Öle und/oder Fette enthaltende Phase und in eine
waschaktive Substanzen enthaltende wäßrige Phase.
Einerseits kann durch die Rückführung von bei der Membran
filtration gewonnenem Permeat zum Reinigungsprozeß ein
hoher Flüssigkeitsumsatz erreicht werden bei gleichzeiti
ger, zumindest fast vollständiger Abtrennung von Ölen
und/oder Fetten. Andererseits wird dadurch, daß nicht nur
Permeat zum Reinigungsprozeß zurückgeführt wird, sondern
daß gleichzeitig aus dem Membranfiltrationskreislauf Flüs
sigkeit entnommen und eine durch thermische Demulgierung
gewonnene wäßrige Phase zumindest teilweise zum Reinigungsprozeß
zurückgeführt wird, erreicht, daß auch für
den weiteren Betrieb des Reinigungsprozesses erforderliche
waschaktive Substanzen zurückgeführt werden und sich nicht
im Membranfiltrationskreislauf anreichern.
Da vom Membranfiltrationskreislauf entnommene Flüssigkeit
neben den nicht ins Permeat der Membranfiltration überge
tretenen waschaktiven Substanzen auch emulgierte Öle und/
oder Fette in beträchtlichem Umfang enthält, sieht das er
findungsgemäße Verfahren vor, die entnommene Flüssigkeit
thermisch zu demulgieren. Die auf diese Weise beim erfin
dungsgemäßen Verfahren gebildete wäßrige Phase wird dann
mit den in ihr enthaltenen waschaktiven Substanzen erfin
dungsgemäß zum Reinigungsprozeß zurückgeführt, während
die im wesentlichen Öle und/oder Fette enthaltende Phase
abgezogen und entsorgt wird.
Durch die Erfindung wird also erreicht, daß durch Rückfüh
rung von bei der Membranfiltration gewonnenem Permeat zum
Reinigungsprozeß verbrauchte Reinigungsflüssigkeit minde
stens weitestgehend von Ölen und/oder Fetten gereinigt
wird und daß durch thermische Demulgierung von aus dem
Membranfiltrationskreislauf entnommener Flüssigkeit und
Rückführung von dabei entstehender wäßriger Phase zum
Reinigungsprozeß auch waschaktive Substanzen, die beim
Stand der Technik im Membranfiltrationskreislauf minde
stens teilweise zurückgehalten werden, wieder im Reinigungsprozeß
zur Verfügung stehen.
Die thermische Demulgierung zur Aufbereitung von wäßrigen
Entfettungslösungen, also zur Destabilisierung oder Spal
tung von Öl und/oder Fett in Wasser Emulsionen, ist an
sich bekannt und wird in der Fachzeitschrift "Wasser, Luft
und Boden (WLB)" vom März 1990 erläutert. Das dort vorge
stellte Verfahren beruht darauf, daß Emulsionen durch eine
Temperaturerhöhung brechen, da beim Erhitzen die kineti
sche Energie der fein verteilten Öltröpfchen zunimmt und
dadurch beim Zusammenstoß zweier Teilchen die durch
Emulgatoren gebildete Schutzhülle leichter durchbrochen
werden kann und somit das Zusammenwachsen zweier Tröpfchen
erleichtert wird, die Emulsion wird also destabilisiert.
Sodann wird eine ölige Phase mittels eines adsorptiven
Materials abgetrennt.
Das Auffinden geeigneter adsorptiver Materialien oder Fil
termaterialien sowie die Optimierung des Reinigungspro
zesses bilden den Gegenstand vorstehend erwähnten Auf
satzes. So mußten Probleme mit Filtermaterialien überwun
den werden, die entweder mangelhaft filterten oder aber
sich mit klebrigen Fett- und Schlammpartikeln zusetzten.
Als preiswerte und zugleich wirksame Ölrückhaltung wird
eine Verfahrenskombination aus Wirbelschicht- und An
schwemm-/ Kuchenfiltration genannt und als optimales Fil
terhilfsmittel eine körnigen Kieselgur enthaltende Mi
schung. Die verschmutzte Entfettungslösung wird bei diesem
bekannten Verfahren zunächst über einen Vorfilter und ei
nen Wärmeaustauscher in eine Aufheizkammer gepumpt und mit
einem Tauchheizstab erhitzt; die dabei durch Koaleszenz
entstehenden Öl- oder Fetttröpfchen werden abgefiltert und
das resultierende Regenerat wird wieder dem Entfettungsbad
zugeführt. Die Entsorgung des hierzu entwickelten Filters
bzw. des Filtermaterials bleibt einem dafür autorisierten
Entsorger vorbehalten.
Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem,
daß nämlich die Ultrafiltrationsmembran eines Membranfil
trationsgerätes für waschaktive Substanzen nicht vollstän
dig durchlässig ist, so daß diese im Membranfiltra
tionskreislauf aufkonzentriert werden, wird in der genann
ten Veröffentlichung auch nicht andeutungsweise erwähnt.
Aus der WO 89/01 056 geht gleichfalls ein Verfahren zur
Reinigung von verbrauchter Entfettungslösung von emulgier
tem Öl und Fett hervor, welches die Erwärmung der ver
brauchten Entfettungslösung auf Temperaturen im Bereich
von 80 bis 100° Celsius vorsieht; die erwärmte Entfet
tungslösung wird dann wieder abgekühlt und zur Abtrennung
von Öl und Fett durch ein Feinfilter filtriert. Das so er
haltene Filtrat wird wieder auf die gewünschte Zusammen
setzung der Entfettungslösung eingestellt und in die Ent
fettungsanlage zurückgeführt.
Bei diesem Verfahren wird durch die Erwärmung der ver
brauchten Entfettungslösung keine Phasentrennung herbeige
führt, sondern es wird lediglich aus einer fein dispersen
Emulsion durch Koaleszenz eine grob disperse gebildet.
Erst durch die anschließende Feinfiltrierung werden die
grob emulgierten Öle und Fette abgetrennt, dabei verblei
ben auch ein Großteil der die große Oberfläche der grob
emulgierten Öle und Fette bildenden Emulgatorstoffe im
Filter und gehen für den Reinigungsprozeß verloren. Beim
erfindungsgemäßen Verfahren wird dagegen schon im Zuge der
thermischen Demulgierung eine Phasentrennung durchgeführt;
da die abgetrennten Öle und/oder Fette dabei eine gegen
über dem grob emulgierten Zustand viel kleinere Oberfläche
aufweisen, ist der Anteil der bei der Abtrennung von Ölen
und/oder Fetten verlorengehenden waschaktiven Substanz
beim erfindungsgemäßen Verfahren gegenüber dem Verfahren
nach der WO 89/01 056 vernachlässigbar klein.
Die Tatsache, daß eine Ultrafiltrationsmembran nicht nur
Öl, sondern auch waschaktive Substanzen zurückhält, ist
bereits aus einem Artikel der Fachzeitschrift
"Metalloberfläche 44 (1990) 10" bekannt; dem wird nach
diesem Stand der Technik durch Nachschärfen des Permeats
der Membranfiltration mit entsprechenden Reinigerbestand
teilen begegnet. Bei dieser Vorgehensweise erweist es sich
als problematisch, daß verschiedene Reinigerkomponenten
verschieden gut durch die Ultrafiltrationsmembran hin
durchtreten, so daß zur Kenntnis der erforderlichen Nach
schärffrachten kontinuierliche umfangreiche Messungen der
Konzentrationen der betreffenden Reinigerkomponenten an
verschiedenen Stellen des Aufbereitungsprozesses notwendig
sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren dagegen erlaubt, ver
brauchte Reinigungsflüssigkeit mittels Membranfiltration
aufzubereiten, ohne daß dabei die vorstehend in Verbindung
mit der Membranfiltration erwähnten Probleme auftreten.
Bei hohen Verschmutzungsgraden der Reinigungsflüssigkeit,
also im Prozentbereich von Öl zu Wasser, wurden durch Er
wärmen der thermisch zu demulgierenden Flüssigkeit auf
80-100°C gute Ergebnisse erzielt. Bei demgegenüber geringe
ren Verschmutzungsgraden hat es sich im Zuge der Entwick
lung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt, daß die De
stabilisierung von emulgierten Ölen und/oder Fetten beson
ders effektiv verläuft, wenn die aus dem Membranfiltra
tionskreislauf entnommene Flüssigkeit zum Sieden gebracht
wird und in einer daran anschließenden Beruhigungsphase,
während der die Flüssigkeit nicht unbedingt warm gehalten
zu werden braucht, in eine im wesentlichen nur Öle und/
oder Fette enthaltende Phase und in eine wäßrige Phase
getrennt wird.
Die Schritte des Siedens und der Phasentrennung während
der Beruhigungsphase könnten in einer geeigneten Aufberei
tungsvorrichtung zeitlich nacheinander erfolgen, indem ei
ne zur Wärmezufuhr verwendete Heizvorrichtung abgeschaltet
wird, nachdem die Flüssigkeit zum Sieden gebracht und gegebenenfalls
eine zeitlang am Siedepunkt gehalten wurde, so
daß sich die Beruhigungsphase anschließen kann. Zur kon
tinuierlichen Steuerung der Reinigerkonzentration im Mem
branfiltrationskreislauf ist es jedoch vorteilhaft, nicht
chargenweise, sondern kontinuierlich Flüssigkeit aus dem
Membranfiltrationskreislauf zu entnehmen und thermisch zu
demulgieren. Hierzu werden die Schritte des Siedens und
der Phasentrennung gleichzeitig, jedoch räumlich voneinan
der getrennt durchgeführt, etwa in zwei hintereinander ge
schalteten Behältern der Aufbereitungsvorrichtung.
Falls dem Reinigungsprozeß ein Spülprozeß folgt, durch
den gereinigte Gegenstände vollständig von daran anhaften
den waschaktiven Substanzen und gegebenenfalls noch
Schmutzpartikeln befreit werden sollen, kann es vorteil
haft sein, wenn ein Teil der aus dem Membranfiltration
kreislauf entnommenen Flüssigkeit verdampft und ein da
durch gewonnenes Destillat dem Spülprozeß zugeführt wird.
Hierzu kann die bei der thermischen Demulgierung gewonnene
wäßrige Phase destilliert werden. Vorteilhaft ist es je
doch, wenn schon während der thermischen Demulgierung aus
dem Membranfiltrationskreislauf entnommene Flüssigkeit
verdampft wird. Dies hat nämlich den Vorteil, daß die
Flüssigkeit nur an einem Ort, beispielsweise in einem
Siede- und Destillationsbehälter, erhitzt zu werden
braucht, während im ersten Fall zuerst zu Zwecken der
thermischen Demulgierung und anschließend zur teilweisen
Verdampfung der wäßrigen Phase erwärmt werden muß.
Selbstverständlich ist es auch denkbar, einen Teil des bei
der Membranfiltration anfallenden Permeates zu verdampfen,
wie schon beim eingangs erwähnten Verfahren nach der DE-PS
40 12 022. Die einem Spülprozeß zugeführte Menge konden
sierten Destillats ist vorzugsweise gleich der Menge von
aus dem Spülprozeß entnommener Flüssigkeit, die bei
spielsweise durch einen Überlauf dem Reinigungsprozeß zu
geführt werden kann.
Wie bei dem Verfahren nach der DE-PS 40 12 022 ist es auch
beim erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhaft, wenn die
bei der Kondensation des Destillats frei werdende Wärme
zur Erwärmung der Reinigungs- und/oder der Spülflüssigkeit
verwendet wird, da diese im erwärmten Zustand wirksamer
auf die zu reinigenden Gegenstände einwirken können. Des
weiteren ist es vorteilhaft, die bei der Kondensation des
Destillats freiwerdende Wärme zur Erwärmung von aus dem
Membranfiltrationskreislauf entnommener Flüssigkeit zu
nützen.
Nach einem weiteren Erfindungsgedanken ist eine Anlage der
eingangs erwähnten Art zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens so ausgebildet, daß vom Membranfiltra
tionskreislauf eine Abzweigleitung zu einer Aufbereitungs
vorrichtung zum thermischen Demulgieren verläuft, die eine
Heizeinrichtung, einen ersten Sammelbereich für eine wäßrige
Phase sowie einen Ölsammelbereich aufweist, und daß
der erste Sammelbereich über eine Rückführleitung mit dem
Reinigungsgerät verbunden ist.
Wie schon oben erwähnt, könnte der Schritt des thermischen
Demulgierens, also die Destabilisation der Emulsion, und
die Phasentrennung an einem Ort und zeitlich nacheinander
erfolgen; für diesen Fall ist es ausreichend, wenn die
Aufbereitungsvorrichtung nur einen einzigen Behälter mit
einer Heizeinrichtung aufweist, in welchen die Abzweiglei
tung mündet und welcher über die Rückführleitung mit dem
Reinigungsgerät verbunden ist. Zur kontinuierlichen Ver
fahrensführung dagegen weist die Aufbereitungsvorrichtung
zum thermischen Demulgieren vorzugsweise einen die Heiz
einrichtung enthaltenden ersten Behälter auf sowie einen
Beruhigungsbehälter, der dem ersten Behälter über eine
Verbindungsleitung nachgeschaltet ist und den ersten Sam
melbereich für die wäßrige Phase sowie den Ölsammelbe
reich umfaßt. Die aus dem Membranfiltrationskreislauf ent
nommene Flüssigkeit kann dann im ersten Behälter, der vor
zugsweise als Siedebehälter ausgebildet ist, erwärmt wer
den, während im Beruhigungsbehälter die Trennung in eine
wäßrige Phase und in eine im wesentlichen nur Öle und/
oder Fette enthaltende Phase durchgeführt wird. Über die
Abzweigleitung kann kontinuierlich Flüssigkeit aus dem
Membranfiltrationskreislauf entnommen und dem ersten Be
hälter, bei dem es sich vorzugsweise um einen Siedebehäl
ter handelt, zugeführt werden. Um im ersten Behälter eine
zeitlich konstante Menge von Flüssigkeit aufrechtzuhalten,
kann entsprechend dem Eintrag in den ersten Behälter von
diesem Flüssigkeit über die Verbindungsleitung zum Beruhi
gungsbehälter geleitet werden. In einem oberen Bereich des
Beruhigungsbehälters, dem Ölsammelbereich, wird sich eine
im wesentlichen nur Öle und/oder Fette enthaltende Phase
bilden, die über eine von diesem Bereich nach außen tre
tende Ölablaßleitung entnommen und entsorgt werden kann.
In einem unteren Bereich des Beruhigungsbehälters, dem er
sten Sammelbereich, wird sich eine wäßrige, Detergenzien
enthaltende Phase bilden, die über die Rückführleitung,
welche den ersten Sammelbereich mit dem Reinigungsgerät
verbindet, zum Reinigungsgerät zurückgeführt werden kann.
Wenn der erste Behälter als Siedebehälter ausgebildet ist,
ist es zur Durchführung einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen
Verfahrens besonders vorteilhaft, diesen
Siedebehälter gleichzeitig zum Verdampfen eines Teiles der
aus dem Membranfiltrationskreislauf entnommenen Flüssig
keit auszulegen. Die Heizeinrichtung muß dann ausreichend
dimensioniert sein, um die zum Verdampfen eines Teiles der
Flüssigkeit erforderliche Energie der Flüssigkeit zuführen
zu können. Des weiteren ist eine Destillatleitung vorgese
hen, die den Siedebehälter oder Verdampfer zur Rückführung
des anfallenden Destillats mit einem Spülgerät verbindet
Die Destillatleitung weist vorzugsweise mindestens einen
Wärmetauscher zum Erwärmen der Reinigungs- und/oder der
Spülflüssigkeit und/oder der zu demulgierenden Reinigungs
flüssigkeit auf; der Wärmetauscher kann dabei die Reini
gungs- und/oder die Spülflüssigkeit entweder direkt oder
über eine Wärmeübertragungsflüssigkeit und mindestens ei
nen weiteren Wärmetauscher erwärmen.
Der teilweisen Verdampfung von aus dem Membranfiltra
tionskreislauf entnommener Flüssigkeit im Zuge der thermi
schen Demulgierung gelangen auch niedersiedende Öle ins
Destillat. Dieser Verfahrensvariante und der vorstehend
beschriebenen Anlage zu ihrer Durchführung kommt also dann
besondere Bedeutung zu, wenn die Anforderungen an den Öl
und/oder Fettgehalt der Spülflüssigkeit nicht besonders
hoch sind. Dies ist dann der Fall, wenn z. B. durch die ge
reinigten und zu spülenden Gegenstände beachtliche Mengen
von Reinigungsflüssigkeit und somit auch waschaktive
Substanzen in beachtlichem Umfang in das oder die Spülge
räte gelangen oder wenn lediglich ein Spülgerät vorhanden
ist oder nur dem als ersten von den Gegenständen durchlau
fenen Spülgerät oder Spülflüssigkeitsbehälter Destillat
zugeführt werden soll. In anderen Fällen empfiehlt es
sich, in der Destillatleitung zusätzlich einen Ölabschei
der vorzusehen, so daß die an das Destillat gestellten An
forderungen erfüllt werden.
Für den Fall, daß das einem Spülgerät zuzuführende
Destillat höchsten Anforderungen bezüglich des Ölgehalts
genügen muß, also beispielsweise im Falle der letzten
mehrerer in Kaskade geschalteter Spülgeräte oder Spülflüs
sigkeitsbehälter ist es auch als unter den Erfindungsge
danken fallend anzusehen, wenn zusätzlich zur vorstehend
beschriebenen Prozeßführung für diese Zwecke Permeat der
Membranfiltration verdampft wird, wie bei dem Verfahren
nach der DE-PS 40 12 022, oder wenn ein Teil der erfin
dungsgemäß entstehenden wäßrigen Phase verdampft wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform führt von einem un
teren Bereich des Reinigungs- und/oder eines Spülgerätes
eine Ablaßleitung zum Siedebehälter, so daß bei Bedarf
schlammartiges Sediment vom Reinigungs- und/oder Spülgerät
abgezogen, zum Siedebehälter geführt und dort eingedickt
werden kann; der eingedickte Schlamm kann dann über eine
dafür vorgesehene Entsorgungsleitung aus dem Siedebehälter
abgeführt werden.
Um den Öleintrag in den Membranfiltrationskreislauf zu
verringern, ist es vorteilhaft, in der Reinigungsflüs
sigkeitsleitung einen Ölabscheider anzuordnen.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie der
schematischen Darstellung einer bevorzugten
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage.
Die in der Zeichnung schematisch dargestellte
Anlage weist ein Reinigungsgerät 10 und ein Spülgerät 12
auf, die als ein Reinigungsbad bzw. ein Spülbad darge
stellt sind, jedoch in beliebiger, aus dem Stand der Tech
nik bekannter Art und Weise ausgebildet sein können.
Sprühdüsen, mit denen derartige Anlagen üblicherweise aus
gestattet sind, wurden der Einfachheit halber weggelassen.
Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Anlage auch
mehrere Reinigungs- und/oder Spülbäder umfassen, die, wie
bereits erwähnt, hintereinandergeschaltet und bespiels
weise mit einem in das jeweils vorhergehende Bad mündenden
Überlauf versehen sein können. Im vorliegenden Ausfüh
rungsbeispiel ist das Spülgerät 12 über eine Spülflüssig
keitsleitung 14 mit dem Reinigungsgerät 10 verbunden. Die
Spülflüssigkeitsleitung 14 ist vorzugsweise eine Überlauf
leitung und führt von einem Überlauf 16 des Spülgerätes 12
weg und mündet in beliebiger Weise in das Reinigungsgerät
10. Vom Reinigungsgerät 10 führt eine Reinigungsflüs
sigkeitsleitung 18 zu einem Reinigungsflüs
sigkeitssammelbehälter 20; um kontinuierlich aus dem Rei
nigungsgerät 10 verbrauchte Reinigungsflüssigkeit entneh
men zu können, ist das Reinigungsgerät 10 in gleicher Wei
se wie das Spülgerät 12 mit einem Überlauf versehen, an
den die Reinigungsflüssigkeitsleitung 18 angeschlossen
ist. Um gegebenenfalls verbrauchte Spülflüssigkeit direkt
aufbereiten zu können, also ohne sie dem Reinigungsgerät
10 zuzuführen, ist eine von der Spülflüssigkeitsleitung 14
abzweigende weitere Spülflüssigkeitsleitung 22 vorgesehen,
die mit einem Ventil versehen ist und dann in die Reini
gungsflüssigkeitsleitung 18 mündet.
Weiter wäre es auch denkbar, in der Reinigungsflüs
sigkeitsleitung 18 einen Ölabscheider anzuordnen, mit ei
nem Ölabscheidebereich und einem Reinflüssigkeitsbereich,
von dem dann die Reinigungsflüssigkeitsleitung 18 weiter
zum Reinigungsflüssigkeitssammelbehälter 20 führt; alter
nativ könnte auch der Reinigungsflüssigkeitssammelbehälter
20 als Ölabscheider ausgebildet sein.
Von einem unteren Bereich des Reinigungsflüssigkeitssammel
behälters 20 führt eine erste Zirkulationsleitung 24, wel
che eine Pumpe 25 enthält, zu einem Membranfiltra
tionsgerät 26, das eine Mikro- oder Ultrafiltra
tionsmembran 28 aufweist und retentatseitig über eine
zweite Zirkulationsleitung 30 mit einem oberen Bereich des
Reinigungsflüssigkeitssammelbehälters 20 verbunden ist. Es
wird also ein Membranfiltrationskreis
lauf 32 gebildet, so daß die aufzubereitende verbrauchte
Reinigungsflüssigkeit an der Ultrafiltrationsmembran 28
des Membranfiltrationsgerätes 26 im Kreis vorbeigeführt
werden kann. Zur Rückführung von bei der Membranfiltration
gewonnenem Permeat ist das Membranfiltrationsgerät 26 per
meatseitig mittels einer Permeatleitung 34 mit dem Reini
gungsgerät 10 verbunden.
Das zurückgeführte Permeat ist mindestens weitestgehend
öl- und fettfrei, weist jedoch eine geringere Konzentra
tion an waschaktiven Substanzen auf als die zu Anfang des
Aufbereitungsprozesses aus dem Reinigungsgerät 10
entnommene Reinigungsflüssigkeit, da die Ultrafiltra
tionsmembran 28 für die verwendeten waschaktiven Substan
zen nicht vollständig und vor allem für die verschiedenen
waschaktiven Substanzen nicht in gleichem Maße durchlässig
ist und somit die im Membranfiltrationskreislauf 32 ge
führte verbrauchte Reinigungsflüssigkeit mit waschaktiven
Substanzen angereichert wird.
Um diesen Nachteil erfindungsgemäß zu beseitigen, führt
eine Abzweigleitung 36 vom Membranfiltrationskreislauf 32,
im abgebildeten Fall von der zweiten Zirkulationsleitung
30 weg, zu einer Aufbereitungsvorrichtung 37 zum thermi
schen Demulgieren. Bei der bevorzugten Anlage mündet die
Abzweigleitung 36 in einen unteren Bereich eines ersten
Behälters 38. Dieser erste Behälter 38 ist mit einer Heiz
einrichtung 40 versehen, die so ausgelegt ist, daß der
erste Behälter 38 auch als Siedebehälter oder Verdampfer
verwendet werden kann. Für diese Fälle weist der erste Be
hälter 38 in einem oberen Bereich eine noch näher zu be
schreibende Dampfabfuhrvorrichtung 61 auf. Dem ersten Be
hälter ist über eine Verbindungsleitung 42 ein zur Vermei
dung einer Pumpe vorzugsweise tieferliegender Beruhi
gungsbehälter 44 nachgeschaltet, wobei die Verbindungs
leitung 42 vom unteren Bereich, jedoch in einem Abstand
zur Abzweigleitung 36 aus dem ersten Behälter 38 austritt
und vorzugsweise auf mittlerer Höhe der im Beruhigungsbe
hälter 44 stehenden Flüssigkeit in diesen mündet.
Wird in den Beruhigungsbehälter 44 zuvor im ersten Behäl
ter 38 erwärmte oder gar zum Sieden erhitzte Flüssigkeit
eingeleitet, so wird diese erfindungsgemäß in eine im
wesentlichen nur Öle und/oder Fette enthaltende Phase und
in eine wäßrige Phase getrennt. Dabei sammelt oder bildet
sich die ölige Phase in einem oberen Bereich des
Beruhigungsbehälters 44, dem Ölsammelbereich 46, und die
wäßrige Phase in einem unteren Bereich, dem ersten
Sammelbereich 48. Um den Vorgang der Phasentrennung, also
die Beruhigungsphase, nicht zu behindern, ist darauf zu
achten, daß die Verbindungsleitung 42 so in den Beruhi
gungsbehälter 44 mündet, daß es beim Einleiten von Flüs
sigkeit in den Beruhigungsbehälter 44 keine Turbulenzen
gibt, die der Phasentrennung entgegenwirken könnten. Um
die sich einstellende, recht scharfe Grenze zwischen öli
ger Phase und wäßriger Phase beim erneuten Einleiten von
Flüssigkeit über die Verbindungsleitung 42 nicht zu zer
stören, ist es vorteilhaft, wenn die Leitung 42 unterhalb
des Ölsammelbereiches 46 in den Beruhigungsbehälter 44
mündet, jedoch in einem oberen Bereich des ersten Sammel
bereiches 48.
Zur Entsorgung der öligen Phase ist bei der erfindungsgemäßen
Anlage eine Ölabzugsleitung 50 vorgesehen, die vom
Ölsammelbereich 46 wegführt und in geeignete Entsorgungs
behältnisse 52 mündet.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist dem ersten
Sammelbereich 48 für die wäßrige Phase ein zweiter Sam
melbereich 54 nachgeschaltet, wobei dieser zweite Sammel
bereich 54 über eine durch eine Trennwand 57 hindurchfüh
rende, ausreichend dimensionierte Leitung 55 mit dem er
sten Sammelbereich 48 verbunden ist, so daß die wäßrige
Phase automatisch in diesen zweiten Sammelbereich 54 ge
langt. Zur Rückführung der wäßrigen Phase zum Reinigungsprozeß
verläuft eine mit einer Pumpe 58 versehene Rück
führleitung 60 von diesem zweiten Sammelbereich 54 zum
Reinigungsgerät 10. Dadurch wird verhindert, daß beim An
saugen der wäßrigen Phase entstehende Turbulenzen die
Phasentrennung behindern; des weiteren wird durch die be
vorzugte Anordnung der Leitung 55, welche weit unterhalb
des Flüssigkeitsspiegels im Ölsammelbereich 46 mündet,
sichergestellt, daß ausschließlich wäßrige Phase aus ei
nem unteren und damit am wenigsten Öl enthaltenden Bereich
des ersten Sammelbereiches 48 zum Reinigungsprozeß zu
rückgeführt wird.
Der als Verdampfer ausgebildete erste Behälter 38 ist für
diesen Zweck mit einer Dampfabfuhrvorrichtung 61 in Form
einer Destillatleitung 62 versehen, die einen oberen Be
reich des ersten Behälters 38 mit dem Spülgerät 12 verbin
det und vorzugsweise mindestens einen Wärmetauscher 64,
einen Ölabscheider 66 sowie eine weitere Pumpe 68 auf
weist. Der Wärmetauscher 64 kann in nicht angedeuteter
Weise die bei der Kondensation des Dampfes frei werdende
Wärme an die Reinigungs- und/oder Spülflüssigkeit übertra
gen, und zwar entweder direkt oder unter Verwendung einer
Wärmeübertragungsflüssigkeit und mindestens eines weiteren
Wärmetauschers. In ihrem weiteren Verlauf mündet die
Destillatleitung dann oben in einen Ölbereich 70 des Ölab
scheider 66, welcher durch eine Trennwand 72 von einem
Reinflüssigkeitsbereich 74 des Ölabscheiders 66 getrennt
ist. Oben im Ölbereich 70 scheiden sich die bei der
Destillation ins Destillat gelangten niedersiedenden Öl
komponenten ab, so daß im Reinflüssigkeitsbereich 74 eine
auch von diesen Bestandteilen weitgehend befreite wäßrige
Phase vorhanden ist, welche über die weiterverlaufende
Destillatleitung 62 dem Spülgerät 12 zugeführt werden kann.
Zur Entnahme von Reinigungsflüssigkeit oder sedimentarti
gem Schlamm aus dem Reinigungsbehälter 10 und zur Entnahme
von Spülflüssigkeit und Schlamm aus dem Spülgerät 12 sind
Reinigungs- bzw. Spülgerät 10, 12 jeweils mit einer Ablaß
leitung 76 bzw. 78 versehen, die in ihrem weiteren Verlauf
eine gemeinsame Ablaßleitung 80 bildet, welche in den un
teren Bereich des als Verdampfer ausgelegten ersten Behäl
ters 38 mündet. Somit kann schlammartiges Sediment von
Reinigungs- und/oder Spülgerät abgezogen und zum Eindicken
dem Verdampfer zugeführt werden. Schließlich weist der
Verdampfer zur Abfuhr der eingedickten Substanzen noch
eine Ablaßvorrichtung 82 auf.
Claims (13)
1. Verfahren zur Aufbereitung einer wäßrigen, Deter
genzien sowie emulgierte Öle und/oder Fette enthal
tenden Reinigungsflüssigkeit durch Membranfiltra
tion, wobei einem Reinigungsprozeß verbrauchte Rei
nigungsflüssigkeit entnommen und einem Membranfil
trationskreislauf zugeführt wird und das bei der
Membranfiltration gewonnene Permeat mindestens teil
weise zum Reinigungsprozeß zurückgeführt wird, da
durch gekennzeichnet, daß aus dem Membranfiltrations
kreislauf Flüssigkeit entnommen und thermisch demul
giert wird und eine dabei gewonnene wäßrige Phase
zumindest teilweise zum Reinigungsprozeß zurückge
führt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß aus dem Membranfiltrationskreislauf entnommene
Flüssigkeit zur Destabilisierung der Emulsion zum
Sieden gebracht wird und in einer daran anschließenden
Beruhigungsphase in eine im wesentlichen nur
Öle und/oder Fette enthaltende Phase und in eine
wäßrige Phase getrennt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schritte des Siedens und der Phasentrennung
gleichzeitig, jedoch räumlich voneinander getrennt
durchgeführt werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der aus dem
Membranfiltrationskreislauf entnommenen Flüssigkeit
verdampft wird und ein dadurch gewonnenes Destillat
einem dem Reinigungsprozeß nachfolgenden Spülprozeß
zugeführt wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die teilweise Verdampfung der aus
dem Membranfiltrationskreislauf entnommenen Flüssig
keit im Zuge der thermischen Demulgierung durchge
führt wird.
6. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem
oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mit min
destens einem Reinigungsgerät, von dem eine Reini
gungsflüssigkeitsleitung weg führt zur Zufuhr von
verbrauchter Reinigungsflüssigkeit zu einem ein
Membranfiltrationsgerät aufweisenden Kreislauf und
mit einer Permeatleitung, die zur Rückführung von
bei der Membranfiltration gewonnenem Permeat das
Membranfiltrationsgerät mit dem Reinigungsgerät ver
bindet, dadurch gekennzeichnet, daß vom Membranfil
trationskreislauf (32) eine Abzweigleitung (36) zu
einer Aufbereitungsvorrichtung (37) zum thermischen
Demulgieren verläuft, die eine Heizeinrichtung (40),
einen ersten Sammelbereich (48) für eine wäßrige
Phase sowie einen Ölsammelbereich (46) aufweist, und
daß der erste Sammelbereich (48) über eine Rückführ
leitung (60) mit dem Reinigungsgerät (10) verbunden
ist.
7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Aufbereitungsvorrichtung zum thermischen Demul
gieren einen die Heizungseinrichtung (40) enthalten
den ersten Behälter (38) und einen Beruhigungsbe
hälter (44) aufweist, und daß der Beruhigungsbe
hälter (44) dem ersten Behälter (38) über eine Ver
bindungsleitung (42) nachgeschaltet ist und den er
sten Sammelbereich (48) für die wäßrige Phase sowie
den Ölsammelbereich (46) umfaßt.
8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Behälter (38) als Siedebehälter ausgebil
det ist.
9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Siedebehälter zum Verdampfen eines Teiles der
aus dem Membranfiltrationskreislauf (32) entnommenen
Flüssigkeit ausgelegt ist und über eine Destillat
leitung (62) mit einem Spülgerät (12) verbunden ist.
10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Destillatleitung (62) mindestens einen Wärmetau
scher (64) zum Erwärmen der Reinigungs- und/oder der
Spülflüssigkeit aufweist.
11. Anlage nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeich
net, daß das Reinigungs- und/oder das Spülgerät (12)
über eine Ablaßleitung (76 bzw. 78) mit dem Siedebe
hälter verbunden ist/sind.
12. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vom Ölsammel
bereich (46) eine Ölabzugsleitung (50) wegführt.
13. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der
Destillatleitung (62) ein Ölabscheider (66) vorgese
hen ist.
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