DE4329595C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Recycling von Spül- oder Behandlungsflüssigkeiten - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Recycling von Spül- oder BehandlungsflüssigkeitenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Recycling von Spül-
oder Behandlungsflüssigkeiten, insbesondere aus Chromatierbädern,
bei dem die Flüssigkeit aus einem Spül- oder Behandlungsbad
verdampft und anschließend wieder kondensiert wird.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung
eines solchen Verfahrens.
Aus der DE 42 03 767 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung
gemäß der vorstehend genannten Art bekannt.
Dabei wird das Abwasser oder Spülwasser aus Vorbehandlungsanlagen
verdampft und anschließend wieder kondensiert, wobei das
Kondensat zu Spülzwecken wiederverwendet wird und das im
Verdampfer aufkonzentrierte Spülwasser in das Behandlungsbecken
zurückgeführt wird.
Metallische Teile, insbesondere Aluminiumteile, werden vielfach
einer Oberflächenbehandlung durch Chromatieren unterzogen, wobei
die Oberflächen dieser Teile zur Erzeugung von Schutzschichten
in sauren Lösungen, die Chromsäure oder Chromat sowie andere
Bestandteile enthalten, behandelt werden. Das Chromatieren
verbessert die Korrosionsbeständigkeit insbesondere von Aluminium
und ergibt einen guten Haftgrund für Lacküberzüge, so daß ein
Chromatieren vielfach auch als Vorbehandlung für eine nach
folgende Lack- oder Pulverbeschichtung durchgeführt wird. Das
Chromatieren kann in Tauchbädern oder auch durch eine Spritz
behandlung beispielsweise in einem Spritztunnel durchgeführt
werden, wobei die Chromatierflüssigkeit in einem Auffangbehälter
gesammelt wird. Üblicherweise sind einem Chromatierbad mehrere
Spülbäder nachgeschaltet, welche meist in Kaskadenschaltung
miteinander verbunden sind. Das heißt, das Flüssigkeitsniveau
des Spülbades, von dem die behandelten Teile zuletzt durchlaufen
werden, wird ständig konstant gehalten, während die Flüssigkeits
niveaus der übrigen Spülbäder durch Überläufe von den vorher
gehenden Spülbädern jeweils auf konstantem Niveau gehalten
werden. Somit wird die Flüssigkeit des Chromatierbades aus dem
ersten Spülbad ergänzt.
Zur Erhaltung von optimalen Spülergebnissen wird bei der
Kaskadenspültechnik Spülwasser benötigt. Die Spülwassermenge
ist abhängig von der erwünschten bzw. vorgegebenen Leitfähigkeit
des nach der Schlußspülung vom Werkstück abtropfenden Wassers
und von der Anzahl der Spülgänge bzw. Spülbäder.
Da aber meist mehr Flüssigkeit für die Spültechnik benötigt
wird, als im Chromatierbad an der Oberfläche verdunstet, wird
Flüssigkeit aus dem Chromatierbad entnommen.
Die aus dem Chromatierbad entnommene Flüssigkeit kann nun einem
Verdampfer zugeführt werden und anschließend wieder kondensiert
werden, so daß das Kondensat anschließend als Spülflüssigkeit
wiederverwendet werden kann. Auf diese Weise wird der Abwasser
anfall der Gesamtanlage reduziert.
Eine derartige herkömmliche Anlage ist in Fig. 1 schematisch
dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnet. Das
Chromatierbad 12 und die nachfolgenden Spülbäder 14, 16, 18
sind in bereits erwähnter Weise durch eine Kaskadenschaltung
verbunden. Aus dem Chromatierbad 12 kann Flüssigkeit entnommen
werden und über ein Ventil einem Verdampfer 24 zur Verdampfung
zugeführt werden. Die verdampfte Flüssigkeit wird anschließend
mittels eines Kondensators 26 kondensiert und in einem Behälter
22 aufgefangen. Von dem Behälter 22 kann die kondensierte
Flüssigkeit anschließend über ein Ventil und eine Pumpe dem
ersten Spülbad 18 wieder zugeführt werden.
Der im Verdampfer anfallende Rückstand wird von Zeit zu Zeit
entnommen und einer Entsorgung zugeführt.
Als problematisch hat sich bei einer derartigen Anlage der hohe
Restionengehalt erwiesen, den das anfallende Kondensat aufweist.
Um ausreichend gute Spülergebnisse zu erzielen, muß daher bei
einer Wiederverwendung des Kondensats als Spülflüssigkeit eine
Vollentsalzungseinrichtung 20 vorgesehen sein, um die notwendige
Reinheit des letzten Spülbades 18 zu gewährleisten. Der Einsatz
einer derartigen Vollentsalzungsanlage ist relativ teuer und
aufwendig. Darüber hinaus müssen die Ionenaustauscher der Anlage
von Zeit zu Zeit regeneriert werden, sobald diese erschöpft
sind. Hierzu müssen für die Regeneration Salzsäure und Lauge
verwendet werden. Gleichzeitig wird dabei viel Abwasser produ
ziert, das entsorgt bzw. entgiftet werden muß.
Ein weiteres Aufbereitungsverfahren für die bei Behandlungspro
zessen anfallenden Spülabwässer ist aus der DE 16 21 648 A1
bekannt.
Hierbei werden die beim Spülvorgang in das Spülwasser ein
geschleppten Bestandteile mittels Verdampfung von Wasser getrennt
und aufkonzentriert, der sich im Verdampfer bildende Brüdendampf
wird einem Wärmetauscher zugeführt, in dem der Brüdendampf unter
Wärmeabgabe an eine den Wärmetauscher durchströmende Flüssigkeit
kondensiert und der kondensierte Brüdendampf dem Spülwasser
in einer Spülvorrichtung wieder zugesetzt wird.
Dabei wird durch eine Ionenaustauschanlage sichergestellt, daß
das Spülwasser die notwendige Reinheit aufweist.
Auch die vorbekannte Anlage ist daher mit den zuvor beschriebenen
Nachteilen einer Ionenaustauschanlage behaftet.
Eine ähnliche Anlage, bei der gleichfalls ein Ionenaustauscher
verwendet wird, ist aus "INDUSTRIAL AND ENGINEERING CHEMISTRY",
47 (1955), Seiten 85/86, bekannt.
Darüber hinaus ist aus der DE 15 21 858 A1 ein Verfahren zum
Aufbringen von Chromatüberzügen auf Metalloberflächen bekannt,
bei dem die Werkstücke mit einer sauren, wäßrigen, mindestens
eine Verbindung des sechswertigen Chroms und Aktivatorionen
enthaltenden Lösung in Berührung gebracht werden, von der zur
Entfernung der von der Metalloberfläche oder durch Reduktion
des sechswertigen Chroms in die Lösung gelangten Fremdionen
ein Teil abgetrennt und über ein Kationenaustauscherharz geleitet
wird und nach dem Durchgang in die Behandlungslösung zurück
geleitet wird, wobei die Konzentrationen an wirksamen Be
standteilen in bestimmten Grenzen durch Ergänzung konstant
gehalten werden. Hierzu wird die Leitfähigkeit der in die
Behandlungslösung zurückgeleiteten Lösung in beliebigen Abständen
gemessen und bei Überschreitung einer vorgegebenen Abweichung
vom Sollwert der Anteil der durch das Kationenaustauscherharz
fließenden Lösung in der Weise geändert, daß der Sollwert wieder
erreicht wird.
Dieses Verfahren betrifft jedoch lediglich die Überwachung der
Ionenkonzentration in einer Behandlungsflüssigkeit, um diese
im Rahmen einer gewünschten Sollwert-Bandbreite zu handeln.
Eine Verdampfung und anschließende Kondensation wird hierbei
nicht durchgeführt.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zum Recycling von Spül- oder Behandlungsflüssigkeiten, insbeson
dere aus Chromatierbädern, bei dem die Flüssigkeit aus einem
Spül- oder Behandlungsbad verdampft und anschließend wieder
kondensiert wird, derart zu verbessern, daß eine möglichst
einfache und kostengünstige Verfahrensführung gewährleistet
ist und die Umweltbelastung möglichst gering gehalten wird.
Dabei soll eine Anwendung insbesondere auch bei Chromatierver
fahren vorteilhaft möglich sein.
Ferner soll eine Vorrichtung angegeben werden, die zur Durchfüh
rung eines solchen Verfahrens geeignet ist.
Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren der eingangs genannten
Art der Restionengehalt des Kondensats überwacht wird, und daß
das Kondensat bei Unterschreitung eines vorgegebenen Grenzwertes
des Restionengehaltes von dem übrigen Kondensat, dessen Rest
ionengehalt den Grenzwert überschreitet, getrennt wird.
Erfindungsgemäß wird die Tatsache ausgenutzt, daß bei einem
Verdampfungsprozeß das anfallende Kondensat zunächst einen
relativ hohen Restionengehalt aufweist, da in der ersten Phase
der Verdampfung relativ viele Fremdbestandteile in das Kondensat
verschleppt werden. Bei weiter fortschreitender Verdampfung
geht der Restionengehalt des Kondensats im Laufe der Zeit zurück,
so daß nach einer gewissen Zeit bei einem Batch-Verdampfungs
prozeß das Kondensat sehr rein ist, so daß dieses unmittelbar
für Spülzwecke verwendet werden kann, ohne daß hierzu zusätzliche
Maßnahmen erforderlich sind.
Erfindungsgemäß wird nun der Restionengehalt des anfallenden
Kondensats überwacht und dann, wenn dieser einen vorgegebenen
Grenzwert unterschreitet, das Kondensat von dem übrigen Konden
sat, welches einen höheren Restionengehalt aufweist, getrennt.
Somit kann das Kondensat, welches eine ausreichend hohe Reinheit
aufweist, ohne weiteres für Spülzwecke verwendet werden, so
daß auch die hohen Anforderungen, welche an die Spülqualität
hochwertiger Teile gestellt werden, erreicht werden können,
ohne daß der Einsatz einer Vollentsalzungs-Einrichtung erforder
lich ist. So lassen sich auch Richtlinien, wie etwa die soge
nannte "GSB-Richtlinie" bezüglich der Spültechnik einhalten,
nach der bei hochwertigen Teilen das abtropfende Wasser einen
Leitwert von maximal 30 µS/cm aufweisen darf. Erfindungsgemäß
wird nämlich das Kondensat erst dann für Spülzwecke verwendet,
wenn dessen Restionengehalt einen vorgegebenen Grenzwert
unterschreitet, so daß dem Spülbad nur Kondensat mit einer
ausreichend hohen Reinheit zugeführt wird.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird ein im
Verdampfer anfallender Verdampfungsrückstand meist vollständig
mit dem Kondensat, dessen Restionengehalt den vorgegebenen
Grenzwert überschreitet, vermischt und dem Behandlungsbad wieder
zugeführt.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß der Verdampfungsrückstand,
welcher zum großen Teil noch Wertstoffe enthält, die im Behand
lungsbad wiederverwendet werden können, fast vollständig dem
Behandlungsbad wieder zugeführt wird, anstatt entsorgt zu werden.
Erfindungsgemäß wird ferner die Tatsache ausgenutzt, daß in
dem Kondensat, welches einen hohen Restionengehalt aufweist,
gleichfalls noch Wertstoffe enthalten sind, die in dem Behand
lungsbad, insbesondere in dem Chromatierbad wiederverwendet
werden können. Somit läßt sich die Behandlungslösung, insbe
sondere die Chromatierlösung im wesentlichen wieder durch
Mischung des Verdampfungsrückstandes mit dem Kondensat, welches
einen hohen Restionengehalt aufweist, in entsprechendem Ver
hältnis wieder ansetzen und zumindest zum Teil zum Ersatz des
Chromatierbades verwenden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird auf diese Weise
insgesamt der Abwasseranfall reduziert, ohne daß hierzu der
Einsatz einer Vollentsalzungs-Anlage unbedingt notwendig ist.
Obwohl der Restionengehalt bei einer besonders einfachen
Ausführung des Verfahrens auch beispielsweise mit Hilfe von
Handmeßgeräten überwacht werden könnte, um dann eine manuelle
Umleitung des Kondensats bei Erreichen eines vorgegebenen
Restionengehaltes durchzuführen, wird vorzugsweise bei einem
automatisierten Verfahren der Restionengehalt des Kondensats
überwacht, indem die elektrische Leitfähigkeit überwacht wird.
In vorteilhafter Weiterbildung des Verfahrens wird die Ver
dampfungstemperatur durch Unterdruck erniedrigt.
Dadurch wird einerseits die Gefahr der Verkrustung und des
Ansetzens von Rückständen im Verdampfer reduziert. Andererseits
wird imfolge der erniedrigten Verdampfungstemperatur die
Verdampfung in besonders schonender Weise durchgeführt, so daß
insbesondere eine thermische Zersetzung von Komponenten des
Behandlungsbades vermieden wird. Wird beispielsweise eine
Chromatierlösung aufbereitet, so wird erst durch die erniedrigte
Verdampfungstemperatur eine Zersetzung der Bestandteile der
Chromatierlösung beim Verdampfen weitgehend vermieden. Somit
lassen sich sowohl die beim Verdampfen anfallenden Verdampfungs
rückstände als auch das Kondensat zum Wiederansatz der Chroma
tierlösung verwenden.
Es versteht sich, daß auf diese Weise lediglich bei einem
Behandlungsbad wieder eine Einstellung des Behandlungsbades
auf die notwendige Soll-Konzentration erreicht werden kann.
Ohne weitere Zusätze wird trotz Wiederzuführung einer geeigneten
Mischung aus dem Verdampfungsrückstand und dem Kondensat von
Zeit zu Zeit das Behandlungsbad chemisch erschöpft sein, so
daß dann ein vollständiger oder zumindest teilweiser Austausch
erforderlich ist. Jedoch läßt sich durch das erfindungsgemäße
Verfahren eine Mehrfachnutzung der Spülwässer erreichen, wodurch
sich einerseits eine Kostenreduzierung ergibt und andererseits
der Anfall von zu entsorgenden Abwässern und Abfällen erheblich
reduziert wird.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens umfaßt mindestens ein Spül- oder Behandlungsbad,
dessen Flüssigkeit einem Verdampfer zuführbar ist, sowie
eine dem Verdampfer nachgeschaltete Kondensations
einrichtung zur Kondensation des Dampfes, und weist ferner
eine Einrichtung zur Überwachung des Restionengehaltes des
Kondensats auf, welche mit einer Schalteinrichtung zur Umleitung
des Kondensats bei Unterschreitung eines vorgegebenen Grenzwertes
des Restionengehaltes gekoppelt ist.
Es versteht sich, daß die Anwendung der Erfindung nicht auf
Spül- oder Behandlungsbäder beschränkt ist, sondern daß die
Erfindung gleicherweise vorteilhaft zum Recycling von Spül-
oder Behandlungsflüssigkeiten bei Spritzanlagen verwendbar ist,
bei welchen die Flüssigkeiten Spritzregistern zugeführt werden.
Da lediglich eine Schalteinrichtung erforderlich ist, um das
Kondensat umzuleiten, sofern eine entsprechende Änderung des
Restionengehalts registriert wird, ist ein schnelles Ansprechen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf plötzliche Änderungen
des Restionengehaltes des Kondensats gewährleistet, so daß eine
gute Trennung sichergestellt ist.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist zur Überwachung
des Restionengehaltes eine Einrichtung zur Überwachung der
elektrischen Leitfähigkeit des Kondensats vorgesehen.
Auf diese Weise kann der Restionengehalt auf besonders einfache
Weise überwacht werden, und die Schalteinrichtung zur Umleitung
des Kondensats kann mit der Einrichtung zur Überwachung der
elektrischen Leitfähigkeit automatisch gekoppelt werden.
Zweckmäßigerweise sind mindestens zwei Behälter für das Kondensat
vorgesehen, welche mit der Schalteinrichtung zur getrennten
Einleitung des Kondensats in die Behälter in Abhängigkeit vom
Restionengehalt gekoppelt sind.
Unterschreitet der Restionengehalt bzw. die elektrische Leit
fähigkeit den vorgegebenen Grenzwert, so wird das Kondensat
in einen gesonderten Behälter eingeleitet, während bei Über
schreitung dieses Grenzwertes das Kondensat in einem anderen
Behälter aufgefangen wird. Die Flüssigkeit aus dem Behälter
mit niedrigem Restionengehalt kann dann einem Spülbad zugeführt
werden, während die Flüssigkeit aus dem Behälter mit hohem
Restionengehalt in zuvor bereits erwähnter Weise zum Wiederansatz
von Behandlungsflüssigkeit, etwa zum Wiederansatz von Chromatier
lösung mit Rückständen aus dem Verdampfer gemischt werden kann.
In weiter vorteilhafter Ausführung der Erfindung ist das
Behandlungsbad mit einem oder mehreren Spülbädern in Kaskaden
schaltung gekoppelt, und das Behandlungsbad ist mit dem Ver
dampfer zur Aufbereitung der Flüssigkeit koppelbar.
Wie bereits erwähnt, wird das Kondensat mit niedrigem Restionen
gehalt vorzugsweise einem der Spülbäder für Spülzwecke zugeführt,
während das Kondensat mit hohem Restionengehalt zumindest
teilweise mit dem im Verdampfer anfallenden Rückstand vermischt
wird, um dem Behandlungsbad zum zumindest teilweisen Ersatz
von Behandlungsflüssigkeit wieder zugeführt zu werden. Bei dem
Verdampfer, der vorzugweise bei erniedrigter Temperatur mit
einer Vakuumquelle betrieben wird, kann als Vakuumquelle in
vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung eine Wasserstrahlpumpe
vorgesehen sein.
In Abhängigkeit von der gemessenen elektrischen Leitfähigkeit
kann das Kondensat dann entweder bei entsprechend hoher Leit
fähigkeit bei Öffnung eines vorgeschalteten Ventils über ein
erste Wasserstrahlpumpe in den Behälter eingeleitet werden,
in dem das Kondensat mit hohem Restionengehalt aufgefangen wird,
während bei Unterschreitung des vorgegebenen Grenzwertes dieses
erste Ventil geschlossen wird und das Kondensat bei Öffnung
eines zweiten Ventils einer zweiten Wasserstrahlpumpe zugeführt
wird, die in dem zweiten Behälter mündet, welcher zur Speicherung
der Flüssigkeit mit niedrigem Restionengehalt vorgesehen ist.
Statt für jeden Behälter eine Wasserstrahlpumpe vorzusehen,
kann in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung auch eine
gemeinsame Wasserstrahlpumpe vorgesehen sein, welche mit dem
Kondensat gespeist wird und deren Ausgang in Abhängigkeit von
der gemessenen Leitfähigkeit des Kondensats entweder in den
Behälter mit Kondensat niedrigen Restionengehaltes oder in den
anderen Behälter gespeist wird.
Auf diese Weise ist lediglich eine einzige Wasserstrahlpumpe
erforderlich, so daß sich ein kostengünstigerer Aufbau ergibt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 eine herkömmliche Vorrichtung, bei der ein Behand
lungsbad mit drei Spülbädern in Kaskadenschaltung
verbunden ist und Flüssigkeit aus dem Behandlungsbad
einem Verdampfer zur Verdampfung und anschließenden
Kondensation zuführbar ist;
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Recycling von
Spül- oder Behandlungsflüssigkeiten bei einem Chroma
tierverfahren;
Fig. 3 den Verlauf der elektrischen Leitfähigkeit des
Kondensats in Abhängigkeit von der Verdampfungszeit
in schematischer Darstellung;
Fig. 4 einen Ausschnitt einer gegenüber Fig. 2 leicht
abgewandelten Vorrichtung, bei welchem lediglich der
die Behälter und die Wasserstrahlpumpe betreffende
Teil dargestellt ist;
Fig. 5 eine weitere Abwandlung der Vorrichtung gemäß Fig. 2,
und
Fig. 6 eine weitere Abwandlung der Vorrichtung gemäß Fig. 2.
Eine erste Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist
in Fig. 2 dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 30 bezeichnet.
Ein Behandlungsbad 32 zur Chromatierung ist mit nachfolgenden
Spülbädern 34, 36, 38 in Kaskadenschaltung verbunden, wie durch
den Pfeil 46 angedeutet. Zusätzlich ist ein weiteres Spülbad
40 vorgesehen, welches unabhängig von den anderen Spülbädern
34, 36, 38 angeordnet ist und zur Einhaltung einer besonders
hohen Reinheit der Spülflüssigkeit über eine Pumpe 44 mit einer
Vollentsalzungsanlage 42 im Kreislauf gereinigt wird.
Das Behandlungsbad 32 steht über eine Leitung 54 und ein Ventil
56 mit einem Verdampfer 50 in Verbindung, der über eine Heiz
schlange 52 beheizt wird. Im Verdampfer 50 erzeugter Dampf wird
über eine Leitung 64 einer Kondensationseinrichtung 66 zugeführt,
welche ein mittels eines Gebläses gekühlter Kühler sein kann.
Am Ausgang der Kondensationseinrichtung 66 ist ein Leitfähig
keitsmesser 68 vorgesehen, mittels dessen die elektrische
Leitfähigkeit des Kondensats überwacht werden kann. Das Kondensat
wird nun über eine Leitung 70 entweder einem ersten Ventil 72
und einer nachgeschalteten Wasserstrahlpumpe 76 zugeführt, die
in einen ersten Behälter 88 mündet, oder über ein zweites Ventil
74 einer nachgeschalteten zweiten Wasserstrahlpumpe 78 zugeführt,
die in einen zweiten Behälter 90 mündet. Beide Wasserstrahlpumpen
76, 78 werden jeweils aus dem Behälter 88, 90 im Kreislauf über
eine Pumpe 80, 82 und eine Leitung 84, 86 gespeist. Vom ersten
Behälter 88 kann Flüssigkeit über ein Ventil 94 entnommen und
über eine Leitung 96 einer Pumpe 62 zugeführt werden, die über
eine Leitung 48 mit dem Behandlungsbad 32 in Verbindung steht.
Aus dem Kondensator 50 kann ferner über ein Ventil 58 ein
Verdampfungsrückstand entnommen und über eine Leitung 60
gleichfalls der Pumpe 62 zugeführt werden, die mit der Leitung
48 verbunden ist, die in das Behandlungsbad 32 mündet.
Aus dem zweiten Behälter 90 kann über ein Ventil 98 Flüssigkeit
entnommen werden und über ein Pumpe 100 und eine Leitung 92
in das letzte 38 der über eine Kaskadenschaltung miteinander
verbundenen Spülbäder 34, 36, 38 eingeleitet werden.
Der Leitfähigkeitsmesser 68 ist über eine Steuerleitung 67 mit
einer Steuerelektronik 69 verbunden, mittels derer über Steuer
leitungen 71, 73 das Öffnen bzw. Schließen der Ventile 72 bzw.
74 gesteuert wird.
Zur Erläuterung des Verfahrensablaufes ist in Fig. 3 der Verlauf
der elektrischen Leitfähigkeit des Kondensats nach Verdampfung
und anschließender Kondensation über den Zeitablauf schematisch
dargestellt.
Wie die Kurve A für einen Batch-Verdampfer zeigt, ist die
elektrische Leitfähigkeit zu Beginn des Verdampfungsvorganges
relativ hoch, was zeigt, daß das Kondensat noch mit vielen
Fremdionen belastet ist. Nach einigen Stunden fällt die elek
trische Leitfähigkeit jedoch stark ab, so daß das nun erhaltene
Kondensat eine erheblich geringere Leitfähigkeit und damit einen
sehr geringen Restionengehalt aufweist.
Die gestrichelte Linie C stellt einen hier willkürlich vorge
gebenen Sollwert für die elektrische Leitfähigkeit dar. Im
gezeigten Beispiel wird der Sollwert nach etwa zweieinhalb
Stunden der Verdampfung erreicht und wird dann im weiteren
Verlauf im wesentlichen eingehalten, wobei periodische Schwankun
gen auftreten können. Die Kurve B zeigt den Verlauf der elek
trischen Leitfähigkeit bei einem kontinuierlich betriebenen
Verdampfer, die über den gesamten Zeitablauf einen erheblich
höheren Wert besitzt.
Erfindungsgemäß wird nun ein Batch-Verdampfer verwendet, wobei
mit Hilfe einer Einrichtung zur Überwachung des Restionenge
haltes, also vorzugweise mit Hilfe eines Leitfähigkeitsmessers,
festgestellt wird, wann der Restionengehalt den vorgegebenen
Grenzwert unterschreitet. Bei Unterschreitung des Grenzwertes
wird das Kondensat getrennt von dem übrigen Kondensat aufgefan
gen. Das so erhaltene Kondensat mit niedrigem Restionengehalt
kann vorteilhaft zur Spülung verwendet werden, während das
Kondensat mit hohem Restionengehalt dem Behandlungsbad zusammen
mit Rückständen aus dem Verdampfer in geeignetem Mischungsver
hältnis wieder zugeführt werden kann.
Die in Fig. 2 dargestellte Anlage wird daher folgendermaßen
betrieben:
Zu Beginn eines Verdampfungsvorganges ist normalerweise das
erste Ventil 72 geöffnet, während das zweite Ventil 74 geschlos
sen ist. Bei Beginn eines Verdampfungsprozesses nach Befüllung
des Verdampfers 50 wird das Kondensat somit durch das erste
Ventil 72 in die erste Wasserstrahlpumpe 76 und damit in den
ersten Behälter 88 geleitet.
Sobald nun der Leitfähigkeitsmesser 68 ein Absinken der elek
trischen Leitfähigkeit unter den vorgegebenen Sollwert regi
striert, wird über die Steuerelektronik 69 das erste Ventil
72 geschlossen und das zweite Ventil 74 geöffnet, so daß das
nun erhaltene Kondensat, dessen elektrische Leitfähigkeit
unterhalb des vorgegebenen Grenzwertes liegt, in die zweite
Wasserstrahlpumpe 78 und damit in den zweiten Behälter 90
gelangt.
Sollte im Verlaufe des Verdampfungsprozesses die Leitfähigkeit
wieder derart ansteigen, daß der Sollwert überschritten wird,
so wird dies über den Leitfähigkeitsmesser 68 registriert, und
das Kondensat wird wieder in den ersten Behälter 88 umgeleitet,
indem das erste Ventil 72 geöffnet und das zweite Ventil 74
geschlossen wird.
Im Ergebnis hat dies zur Folge, daß im Verlaufe des Verdampfungs
prozesses im ersten Behälter 88 lediglich Kondensat mit einer
hohen Leitfähigkeit und damit einem hohen Restionengehalt
aufgefangen wird, während im zweiten Behälter 90 nur Kondensat
mit einer niedrigen elektrischen Leitfähigkeit, also mit einem
niedrigen Restionengehalt aufgefangen wird.
Das Kondensat aus dem zweiten Behälter 90 wird über ein Ventil
98 entnommen und über die Pumpe 100 und die Leitung 92 zur
Ergänzung der Spülflüssigkeit des Spülbades 38 verwendet.
Dagegen weist das Kondensat in dem ersten Behälter 88 einen
erheblich zu hohen Restionengehalt auf, um für Spülzwecke
verwendet zu werden.
Das Kondensat aus dem ersten Behälter 88 wird daher über das
Ventil 94 entnommen und über die Leitung 96 zusammen mit
Verdampfungsrückständen, die über das Ventil 58 aus dem Ver
dampfer 50 entnommen werden, der Pumpe 62 in einem geeigneten
Mischungsverhältnis zugeführt und über die Leitung 48 in das
Behandlungsbad 32 eingeleitet, um das Behandlungsbad zu ergänzen
bzw. aufzufrischen.
Erfindungsgemäß wird die Tatsache, daß in dem Kondensat mit
hohem Restionengehalt noch eine Vielzahl von Wertstoffen
enthalten ist, die als Wirkkomponenten dem Chromatierbad wieder
zugeführt werden können, vorteilhaft zur Ergänzung des Chroma
tierbades ausgenutzt. Um ein Zersetzen der Chromatierlösung
bei der Verdampfung zu vermeiden, wird die Verdampfung bei
Unterdruck durchgeführt, weshalb die Wasserstrahlpumpen 76 bzw.
78 vorgesehen sind.
Erfindungsgemäß läßt sich so das Behandlungsbad 32, dessen
Sollkonzentration infolge der vom ersten Spülbad 34 regelmäßig
nachlaufenden Spülflüssigkeit ständig abnimmt, wieder auf den
Sollwert zurückführen, ohne daß hierzu frische Chromatierlösung
eingesetzt werden muß. Hierbei werden anfänglich im Kondensat
noch enthaltene Restionenanteile vorteilhaft wieder in das
Behandlungsbad zurückgeführt.
Insgesamt wird so ohne den zusätzlichen Anfall von Spüllösungen
und ohne zusätzliche Entsalzungsanlage die Qualität der Spülung
erheblich verbessert und gleichzeitig eine Rückgewinnung der
Inhaltsstoffe des Behandlungsbades ermöglicht.
Von Zeit zu Zeit ist trotz Rückführung von Verdampfungsrück
ständen und trotz Rückführung von Kondensat mit hohem Restionen
gehalt dennoch das Behandlungsbad 32 erschöpft, wenn es chemisch
verbraucht ist.
Das Behandlungsbad 32 muß daher von Zeit zu Zeit vollständig
oder zumindest teilweise ausgetauscht werden.
Jedoch wird während des kontinuierlichen Betriebes der Chemi
kalienverbrauch des Behandlungsbades 32 durch die teilweise
Rückführung der Verdampfungsrückstände und des Kondensats mit
hohem Restionengehalt erheblich verringert, was zu einer
erheblichen Kosteneinsparung und zu einer Abfallreduktion führt.
Es versteht sich, daß das zusätzliche Spülbad 40 lediglich
optional vorgesehen ist und daß je nach der gewünschten Spül
qualität auf dieses zusätzliche Bad vollständig verzichtet werden
kann oder daß gegebenenfalls die Zahl der kaskadenartig gekoppel
ten Spülbäder 34, 36, 38 erhöht oder erniedrigt werden kann.
Eine Abwandlung der Vorrichtung gemäß Fig. 2 ist in Fig. 4
dargestellt. Gleiche Teile sind dabei mit gleichen Bezugsziffern
gekennzeichnet. Da Fig. 4 lediglich einen Ausschnitt der
Gesamtvorrichtung zeigt, nämlich den Bereich der beiden Behälter
88, 90 und der Wasserstrahlpumpe, ist die Darstellung gegenüber
Fig. 2 etwas vergrößert.
Das Kondensat wird über die Leitung 70 einer gemeinsamen
Wasserstrahlpumpe 128 zugeführt, welche wahlweise über ein Ventil
122 aus dem ersten Behälter 88 oder über ein Ventil 124 aus
dem zweiten Behälter 90 mittels einer Pumpe 126 über die Leitung
130 gespeist wird. Die aus der Wasserstrahlpumpe 128 austretende
Flüssigkeit wird über eine Leitung 132 wahlweise entweder über
ein Ventil 134 in den ersten Behälter 88 oder über ein Ventil
136 in den zweiten Behälter 90 geleitet. Die Umschaltung der
Ventile 122, 134 und 124 bzw. 136 erfolgt über die Steuerlei
tungen 71 bzw. 138 und 73 bzw. 140 in Abhängigkeit von der
gemessenen Leitfähigkeit durch die Steuereinrichtung 69.
Überschreitet die elektrische Leitfähigkeit des Kondensats den
vorgegebenen Grenzwert, so sind die Ventile 122 und 134 geöffnet,
während die Ventile 124 und 136 geschlossen sind. Somit gelangt
Kondensat mit hoher Leitfähigkeit in den ersten Behälter 88.
Unterschreitet die elektrische Leitfähigkeit des Kondensats
den vorgegebenen Grenzwert, was die Steuereinrichtung 69 über
die Steuerleitung 67 registriert, so werden die Ventile 122
und 134 von der Steuereinrichtung 69 geschlossen und die Ventile
124 und 136 geöffnet, so daß das Kondensat nunmehr über das
Ventil 136 in den zweiten Behälter 90 gelangt, von dem aus die
Wasserstrahlpumpe 128 über das Ventil 124 und die Pumpe 126
im Kreislauf gespeist wird. Somit fällt wiederum im zweiten
Behälter 90 Kondensat mit niedrigem Restionengehalt an, während
im ersten Behälter 88 Kondensat mit hohem Restionengehalt
aufgefangen wird. Das Kondensat aus dem zweiten Behälter 90
kann somit wiederum über das Ventil 98 entnommen und in bekannter
Weise zu Spülzwecken verwendet werden, während das Kondensat
aus dem ersten Behälter 88 wie bereits zuvor erwähnt über das
Ventil 94 entnommen und zur Ergänzung des Behandlungsbades 32
verwendet werden kann.
Eine gegenüber Fig. 2 vereinfachte Vorrichtung ist in Fig. 5
insgesamt mit der Ziffer 110 bezeichnet. Für entsprechende
Anlagenteile wurden hierbei gleiche Bezugsziffern verwendet.
Die Vorrichtung 110 unterscheidet sich von der Vorrichtung 30
gemäß Fig. 2 darin, daß keine Einrichtung zur Erniedrigung der
Verdampfungstemperatur vorgesehen ist, so daß keine Wasser
strahlpumpen vorgesehen sind.
Obwohl eine derartige Vorrichtung zur Wiederaufbereitung von
Chromatierflüssigkeit nicht geeignet ist, da sich diese infolge
der höheren Verdampfungstemperatur thermisch zersetzen würde,
ist eine derartig vereinfachte Vorrichtung zur Regenerierung
anderer Behandlungsbäder geeignet, welche eine höhere thermische
Beständigkeit aufweisen.
Eine weitere Abwandlung der erfindungsgemäßen Anlage gegenüber
der Ausführung gemäß Fig. 5 ist in Fig. 6 dargestellt und
insgesamt mit der Ziffer 150 bezeichnet.
Für entsprechende Anlagenteile wurden hierbei gleiche Bezugs
ziffern verwendet. Die Vorrichtung 150 unterscheidet sich von
der Vorrichtung 110 gemäß Fig. 5 im wesentlichen darin, daß
auf Auffangbehälter zum Auffangen des Kondensats vollständig
verzichtet wurde und daß dem Verdampfer nicht nur Flüssigkeit
aus dem Chromatierbad 32 sondern wahlweise auch aus dem ersten
Spülbad 34 zugeführt werden kann.
Dem Verdampfer 50 kann somit wahlweise Flüssigkeit über die
Leitung 54 und das Ventil 56 aus dem Chromatierbad 32 oder über
ein Ventil 152 und die Leitung 154 aus dem ersten Spülbad 34
zugeführt werden. Es versteht sich, daß natürlich auch Flüssig
keit aus anderen Spülbädern dem Verdampfer zugeführt werden
könnte und daß auch eine gleichzeitige Zuführung von Flüssigkeit
aus dem Chromatierbad 32 und einem der Spülbäder möglich sein
kann.
Wird im Kondensat durch den Leitfähigkeitsmesser 68 ein Über
schreiten des vorgegebenen Grenzwertes gemessen, so wird das
Ventil 74 über die Steuereinrichtung 69 geschlossen und das
Ventil 72 geöffnet, so daß das Kondensat über eine Leitung 158
der Pumpe 62 unmittelbar zugeführt wird, so daß es über die
Leitung 48 wieder in das Chromatierbad 32 gelangt.
Wird dagegen der Grenzwert der Leitfähigkeit im Kondensat
unterschritten, so wird das Ventil 72 geschlossen und das Ventil
74 geöffnet, so daß das nun sehr reine Kondensat über die Pumpe
100 und eine Leitung 156 unmittelbar in das letzte Spülbad 38
geleitet wird.
Claims (15)
1. Verfahren zum Recycling von Spül- und Behandlungsflüssig
keiten, insbesondere aus Chromatierbädern, bei dem die
Flüssigkeit aus einem Spül- oder Behandlungsbad (32)
verdampft und anschließend wieder kondensiert wird, dadurch
gekennzeichnet, daß der Verdampfungsprozeß als Batch-Prozeß
durchgeführt wird, daß der Restionengehalt des Kondensats
überwacht wird, und daß das Kondensat bei Unterschreitung
eines vorgegebenen Grenzwertes des Restionengehaltes von
dem übrigen Kondensat, dessen Restionengehalt den Grenzwert
überschreitet, getrennt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das bei Unterschreitung des vorgegebenen Grenzwertes des
Restionengehaltes abgetrennte Kondensat einem Spülbad (38)
für Spülzwecke zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß ein im Verdampfer (50) anfallender Verdampfungsrückstand
zumindest teilweise dem Behandlungsbad (32) wieder zugeführt
wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kondensat, dessen
Restionengehalt den vorgegebenen Grenzwert überschreitet,
dem Behandlungsbad (32) zumindest teilweise wieder zugeführt
wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Restionengehalt
durch die Überwachung der elektrischen Leitfähigkeit
überwacht wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfungs
temperatur durch Unterdruck erniedrigt wird.
7. Vorrichtung zum Recycling von Spül- oder Behandlungsflüssig
keiten nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1
bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Spül-
oder Behandlungsbad (32) vorgesehen ist, dessen Flüssigkeit
einem Verdampfer (50) zuführbar ist, daß eine dem Verdampfer
(50) nachgeschaltete Kondensationseinrichtung (66) zur
Kondensation des Dampfes vorgesehen ist, und daß eine
Einrichtung zur Überwachung des Restionengehaltes des
Kondensats vorgesehen ist, die mit einer Schalteinrichtung
(72, 74; 134, 136, 138, 140) zur Umleitung des Kondensats
bei Unterschreitung eines vorgegebenen Grenzwertes des
Restionengehaltes gekoppelt ist.
8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einrichtung zur Überwachung des Restionengehaltes eine
Einrichtung (68) zur Überwachung der elektrischen Leitfähig
keit ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens zwei Behälter (88, 90) für das Kondensat
vorgesehen sind, welche mit der Schalteinrichtung (72,
74) zur getrennten Einleitung des Kondensats in die Behälter
(88, 90) in Abhängigkeit vom Restionengehalt gekoppelt
sind.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Behandlungsbad (32) mit
einem oder mehreren Spülbädern in Kaskadenschaltung
gekoppelt ist, und daß das Behandlungsbad (32) mit dem
Verdampfer (50) zur Rückführung von Verdampferrückständen
in das Behandlungsbad (32) koppelbar ist.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kondensat mit niedrigem
Restionengehalt einem der Spülbäder (38) für Spülzwecke
zuführbar ist.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis
11, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter mit dem
Kondensat mit hohem Restionengehalt (88) mit dem Behand
lungsbad (32) zur zumindest teilweisen Rückführung des
Kondensats mit hohem Restionengehalt koppelbar ist.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer (50) mit
mindestens einer Vakuumquelle (76, 78; 128) koppelbar ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vakuumquelle (76, 78; 128) eine Wasserstrahlpumpe ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
eine gemeinsame Wasserstrahlpumpe (128) vorgesehen ist,
die mit dem Kondensat gespeist wird und deren Ausgang in
Abhängigkeit von der gemessenen Leitfähigkeit des Kondensats
entweder in den Behälter mit Kondensat niedrigen Restionen
gehaltes (90) oder in einen anderen Behälter (88) gespeist
wird.
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19934329595 DE4329595C2 (de) | 1993-09-02 | 1993-09-02 | Verfahren und Vorrichtung zum Recycling von Spül- oder Behandlungsflüssigkeiten |
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DE4329595A1 DE4329595A1 (de) | 1995-03-09 |
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1993
- 1993-09-02 DE DE19934329595 patent/DE4329595C2/de not_active Expired - Fee Related
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Galvanotechnik 60 (1969) Nr. 11, S. 842 - 854 * |
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