EP2744755A1 - Method for reprocessing waste water and water reprocessing device - Google Patents

Method for reprocessing waste water and water reprocessing device

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Publication number
EP2744755A1
EP2744755A1 EP12743141.9A EP12743141A EP2744755A1 EP 2744755 A1 EP2744755 A1 EP 2744755A1 EP 12743141 A EP12743141 A EP 12743141A EP 2744755 A1 EP2744755 A1 EP 2744755A1
Authority
EP
European Patent Office
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water
waste water
heat
temperature
wastewater
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12743141.9A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Büttner
Thomas Hammer
Martin Tackenberg
Gernut VAN LAAK
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP2744755A1 publication Critical patent/EP2744755A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/048—Purification of waste water by evaporation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/006—Water distributors either inside a treatment tank or directing the water to several treatment tanks; Water treatment plants incorporating these distributors, with or without chemical or biological tanks
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    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/04—Disinfection

Definitions

  • the invention relates to a process for recycling of a waste water according to claim 1 and a Wasseraufberei ⁇ processing apparatus according to claim 6.
  • Aseptic packaging is a prerequisite in particular in the food ⁇ technology to ensure the durability ver ⁇ derricer food even without cooling.
  • the wet disinfection of plastic packaging such as PET bottles with diluted peracetic acid has developed in the food industry, especially in the Getränkeindust ⁇ rie to one of the standard processes used for this purpose.
  • the disinfection is carried out with aqueous Peressigklad- solution containing a mixture of typically 2000 mg per liter of peracetic acid and hydrogen peroxide in the water.
  • the object of the invention is to reduce the water consumption in industrial cleaning processes, especially in the wet disinfection of food packaging, the potential of energy savings should be given.
  • the solution of the problem consists in a method for reprocessing a wastewater according to claim 1 as in a water treatment device according to claim 8.
  • the process according to the invention for reprocessing a wastewater from an industrial process comprising an acid comprises the following steps:
  • a base (caustic) is added to the wastewater, which originates, for example, from a rinsing process during the production of the packaging, so that the wastewater containing wastewater re (usually peracetic acid and / or acetic acid) is at least partially neutralized. Then the neutrali ⁇ catalyzed wastewater is discharged into a heat exchange process.
  • a heat exchange medium which is so taltet ors- that the wastewater to be treated is heated to a ⁇ Ver dunstungstemperatur which is between 60 ° C and the boiling point of the wastewater.
  • the heat exchange medium can be both a liquid and a gaseous medium.
  • the temperature of the heat exchange medium may be in the range in which the wastewater is to be heated, but it may also have a significantly higher temperature, especially with gaseous media.
  • the amount of heat in the heat exchange process of the heat exchange medium ⁇ order is transferred to the waste water depends very much on the mass flows and also on the physical state of the heat exchange medium ⁇ .
  • the method according to the invention has various advantages.
  • the first advantage is that with the pre-chosen process ⁇ up to 80% of the process water used so the flushing water of the packaging, which is obtained as waste water, can be recovered again, and the process may be added again.
  • the process according to the method of the invention is significantly less energy consuming than the cost of fresh water to process water.
  • the described method is energetically positive.
  • waste heat from industrial processes that are below 100 ° C. can also be used.
  • processes with a waste heat in this temperature range, from 60 ° C to 100 ° C are not recovered, but are released into the environment. It is thus an energetically favorable and ecological method .
  • fresh water is prepared for an industrial process, wherein the fresh water is subjected to a high-temperature treatment of over 100 ° C, in particular of over 140 ° C.
  • a high-temperature disinfection finally eliminates any germs that may still be present in the fresh water.
  • the fresh water can be conducted in advance through a condenser of the condensation device, wherein the heat of condensation at the condenser is transmitted to the Frischwas ⁇ water.
  • a further heat exchanger may be provided which removes the heat from the heated fresh water again.
  • This heat removed from the fresh water can in turn be used profitably to heat the waste water to an evaporation temperature or approximately evaporation temperature (evaporation temperature means a temperature promoting the evaporation between 60 ° C. and the boiling point). Furthermore, it may also be expedient to apply the heat energy withdrawn from the heated fresh water again for heating new fresh water for high temperature disinfection.
  • Another component of the invention is a Wasseraufbe ⁇ reitungsvoriques for reprocessing a, an acid-containing effluent.
  • This device comprises a neuter ⁇ neutralization device for neutralization of the waste water by a base, and a waste water collecting device, and is characterized in that a heat exchanger is provided for heating the waste water to an evaporation temperature which is between 60 ° C and the boiling point of the wastewater.
  • the boiling point of the wastewater is usually between 95 and 110 ° C, depending on the pressure conditions and the substances dissolved in the wastewater (especially salts after neutralization).
  • the device comprises an evaporation device, wherein the evaporation device is used for partial evaporation of the heated wastewater. After evaporation, condensation of the evaporated waste water into a condenser takes place.
  • FIG. 1 shows a schematic process representation for the water flow of rinsing water for rinsing packagings in the food industry according to the prior art
  • FIG 3 is a more detailed representation of the Spülwasserrüc winnungsstrom according to Figure 2.
  • the current state of the art for the treatment and disposal of rinse water as it is used for example in the food industry will be explained.
  • fresh water 20 is added to a reverse osmosis system 18, the fresh water 20 'thus treated being subjected to a further high-temperature thermal treatment to achieve absolute sterility, which takes place in a high-temperature disinfection system 24.
  • the fresh water 20''rendered germ-free by these processes now becomes one industrial process added. For example, Kings ⁇ NEN this PET bottles, are rinsed, for example, for the beverage industry.
  • This process which may have any number of embodiments, is referred to schematically as water utilization device 26 in FIG. 1 and in the following figures. Remaining with the example that PET bottles must be rinsed for the beverage industry, a wastewater 2, which is obtained after the rinsing process, be contaminated with peracetic acid or with acetic acid and H2O2. This is because that the peracetic acid for the disinfection of PET bottles in the beverage industry and in the Lebensmit ⁇ Telindus trie is generally used.
  • the wastewater 2 which now contains the organic acid peracetic acid or acetic acid, is collected in a Abwasserauffang- device, this wastewater collecting device is shown here schematically by a funnel. It may also be just a conduit, it does not necessarily have a corresponding catch ⁇ basin be present.
  • the wastewater 2 contaminated with an organic acid is pumped into a neutralization device 27, from a base tank a base or a liquor is added to the neutralization device 27 in such a way that the wastewater 2 therein is as neutral as possible. Contains value.
  • the existing acetic acid or peracetic acid is thus neutralized with a suitable alkali or base.
  • the so catalyzed neutrali ⁇ waste water 2 is used as the residual water 32 in the sewer directed.
  • the residual water 32 'of the prior art is not recycled.
  • FIG. 2 In contrast to the prior art according to FIG. 1, in FIG. 2 the wastewater 2 is collected in the waste water collecting device 8 and a wastewater treatment device 28 is added.
  • the wastewater treatment device 28 is shown very simplified in Figure 2, it includes, among other ei ⁇ ne evaporation device 12 and a capacitor device 14th
  • the waste water 2 is preheated by a heat exchanger 10 to an evaporation temperature, which causes evaporation of the wastewater 2.
  • evaporation is hereby ver ⁇ stood that water passes from the liquid phase into the gas phase, wherein the temperature below the boiling point lies.
  • This has the advantage that 2 waste heat can be used from another industrial process 46 for the heat exchange process for heating up the waste water which would otherwise be discharged due ih ⁇ rer relatively low temperature free environment to surroundings.
  • the temperature may also be typically at 400 ° C (exhaust heat from a gas turbine ⁇ ). It is possible that the gaseous waste heat medium is fed directly as a heat exchange medium 4 to the heat exchanger 10 or whether a further, not shown heat exchange process is interposed. Gaseous heat exchange media have a lower heat transfer coefficient than liquid heat exchange media. To achieve the desired evaporation temperature of the waste water 2, the heat transfer coefficients must be taken into account accordingly and in accordance with the available temperature tur from the waste heat of the process 46, the required mass flows ⁇ be calculated.
  • the water treatment device described by tung 28 purified water 44 is sterilized itself and also preferably has no residues of acids, but for the Ver ⁇ application in the food industry an additional high temperature disinfecting 24 may be required, and therefore the purified water 44 such disinfecting device 24 one more time is added before it is available again for the rinsing process.
  • FIG. 3 the water treatment device 1 schematically described in Figure 2 is shown in more detail.
  • a fresh water 20 of a reverse osmosis unit 18 is added to the thus Prepared ⁇ preparing fresh water 20 'is onsvortechnisch in a Hochtemperaturdesin Stammi- 24 to about 140 ° C to 150 ° C heated the absolute sterility of the thus treated To ensure fresh water 20 '', which is used in a water utilization device 26 as a rinse water. Following the arrow marked with the reference numeral 20 ', which emerges from the reverse osmosis system 18, the fresh water 20' before it is passed into the Hochtemperaturdesin Stammionsvortechnischmaschinerus 24, first in a condenser 15 'passed, the part of the Abwasseraufleungsvor- device 28 is.
  • the fresh water 20' is preheated, as in the condensation process, which will be discussed below, condensation heat is released by the condensation, the condenser 15 'acts as a heat ⁇ exchanger and the fresh water 20' with the condenses - Warms sations Creek.
  • the energy demand, which is required in the high temperature disinfection device 24, and is added in particular in the form of vapor, for example, by a Dampfge ⁇ erator is, in this case already reduced because the waste heat from the condensation process can profitably be used for the high-temperature disinfection 24.
  • the high-temperature disinfection 24 also takes place only for a very short time, which is sufficient to kill all germs from the fresh water 20 '.
  • the thus treated fresh water 20 '' which in turn has a relatively high temperature, is then passed through another heat exchanger 11, in which it is cooled again to a usable temperature for the rinsing process.
  • the heat exchanger 11 and the heat exchanger 23 in the high temperature disinfection system 24 ste ⁇ hen thus in constant exchange so that is lost in this process very little heat energy.
  • the the fresh water 20 '' extracted in the heat exchanger 11 ⁇ heat is another point of the process still in use, will be which will be made.
  • heat removed from the fresh water 20 "after the high-temperature disinfection for preheating the fresh water 20 'for the high-temperature disinfection process.
  • This is not shown in this form in Figure 3, but is sketched in Figure 2 by a preheater 22.
  • a heat exchanger 23 of the high-temperature disinfecting device 24 is therefore in constant thermal exchange with a heat exchanger of the preheater 23. With good thermal insulation, the heat energy required for the high-temperature disinfection and the system to be continuously supplied with heat is very small.
  • the fresh water 20 is now added to the water utilization device 26, so that, as has already been described several times by way of example, PET bottles are rinsed.
  • the waste water 2 is collected in the waste water collecting device 8 and via a pump 38 'is pumped into the neutralization ⁇ device 27th Neutralization proceeds as described for FIG. 2.
  • the neutralized wastewater 2 ' is in the down ⁇ water treatment device passed 28, which by the pump 38' is indicated. It will now be taken to the effect ⁇ We, the waste water treatment apparatus 28 closer one.
  • the relatively cold wastewater 2 ' is first passed through a condenser 15 in an advantageous embodiment, will be discussed later on its operation.
  • this condenser 15 gives off heat of condensation, which is used to heat the waste water 2 '.
  • this condenser 15 gives off heat of condensation, which is used to heat the waste water 2 '.
  • the waste water 2 ' is sent through the aforementioned heat exchanger 11, whereby it is further heated.
  • a heat medium 4 may be in thermal contact with the waste heat of another industrial process 46th
  • the waste water 2 is heated by the heat exchangers 11 and 10 to a temperature which is between 60 ° C and the boiling point of the waste water 2 '.
  • the boiling point of the waste water 2 ' may be changed to the boiling point of pure water, depending on Geloes ⁇ th substances (acetic acid, peracetic acid, surfactants or nitric ze). Boiling temperatures between 95 ° C and 110 ° C can usually occur.
  • the evaporator surfaces 34 are characterized in particular by the fact that they have a very large surface in relation to their base area.
  • the capacitor device 14 are arranged capacitors 15 and 15 'whose response was ⁇ as already described. At the capacitors 15 and 15 ', the wastewater 2''condenses again to water, the is now germ-free and cleaned. It is discharged as purified water 44 from the condenser device 14.
  • the purified water 44 can be subjected to a further measure of the high-temperature disinfection 24 and conducted via the detour as fresh water 20 "through the heat exchanger 11 to the water utilization device 26. Since the purified water is already virtually sterile in itself, it may be useful in various applications, a direct line, the broken lines in FIG 3 having 44 'is provided ⁇ , to lead to the water utilization device 26, and this purified water 44 feed directly back there. In this case, an energy-consuming high-temperature disinfection could be omitted.

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Abstract

The invention relates to a method for reprocessing waste water (2) from an industrial process, comprising an organic acid. A base is added to the acid-containing waste water (2) wherein a salt dissolving in the waste water (2') is produced due to a neutralization reaction. Said waste water (2') is subsequently is guided in a heat exchanger process, a heat exchange medium (4) being used such that the waste water (2) which is to be treated is partially evaporated and is condensed into purified water (44) on a condensation device (14). A concentrate enriched with the salt forms a residue and the purified water (44) is guided back into the industrial process.

Description

Beschreibung description
Verfahren zur Wiederaufbereitung eines Abwassers und Wasseraufbereitungs orrichtung Process for the reprocessing of a waste water and water treatment device
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiederaufbereitung eines Abwassers nach Anspruch 1 sowie eine Wasseraufberei¬ tungsvorrichtung nach Anspruch 6. Keimfreie Verpackungen sind insbesondere in der Lebensmittel¬ technologie eine Grundvoraussetzung, um die Haltbarkeit ver¬ derblicher Lebensmittel auch ohne Kühlung zu gewährleisten. Die Nassdesinfektion von KunststoffVerpackungen wie zum Beispiel PET-Flaschen mit verdünnter Peressigsäure hat sich in der Lebensmittelindustrie insbesondere in der Getränkeindust¬ rie zu einen der dafür eingesetzten Standardprozesse entwickelt. Die Desinfektion wird dabei mit wässriger Peressigsäu- relösung durchgeführt, die ein Gemisch von typischerweise 2000 mg pro Liter Peressigsäure und Wasserstoffperoxid im Wasser enthalten. Um die Rückstände des Desinfektionsmittels vor dem Einfüllen der Lebensmittel zu entfernen, wird mit hochreinen sterilisiertem Wasser gespült. Das dabei anfallende Abwasser enthält immer noch beträchtliche Mengen des Des¬ infektionsmittels, also der Peressigsäure und kann deshalb einer biologischen Kläranlage nicht ohne Vorbehandlung zugeführt werden. The invention relates to a process for recycling of a waste water according to claim 1 and a Wasseraufberei ¬ processing apparatus according to claim 6. Aseptic packaging is a prerequisite in particular in the food ¬ technology to ensure the durability ver ¬ derblicher food even without cooling. The wet disinfection of plastic packaging such as PET bottles with diluted peracetic acid has developed in the food industry, especially in the Getränkeindust ¬ rie to one of the standard processes used for this purpose. The disinfection is carried out with aqueous Peressigsäu- solution containing a mixture of typically 2000 mg per liter of peracetic acid and hydrogen peroxide in the water. In order to remove the residues of the disinfectant before filling in the food, it is rinsed with high-purity sterilized water. The resulting wastewater still contains considerable amounts of Des ¬ infectious agent, ie peracetic acid and therefore can not be supplied to a biological treatment plant without pretreatment.
Eine Trennung von Wasser und Säure durch Destillation ist aufgrund der nahe beieinander liegenden Siedepunkte der be- teiligten Substanzen technisch nicht möglich. Damit ist selbst eine teilweise Rückgewinnung des Spülwassers derzeit nicht möglich. Separation of water and acid by distillation is not technically possible due to the close boiling points of the substances involved. This even a partial recovery of the rinse water is currently not possible.
Für die Entsorgung wird deshalb kontrolliert Lauge zugesetzt, die die wässrige Lösung aus Peressigsäure und Essigsäure neutralisiert. Die neutralisierte Lauge wird dann dem norma¬ len Abwasser zugeführt. Dieses Vorgehen löst zwar das Entsorgungsproblem, trägt aber nicht dazu bei, Wasser und Energie- verbrauch bei der Nassdesinfektion z. B. in der Lebensmittelindustrie zu senken. Bei einer handelsüblichen Anlage zur Nassdesinfektion fallen pro Spülstraße mehrere 1000 Liter Spülwasser pro Stunde an. Hierzu kommt noch der Energie- verbrauch für die Herstellung des sterilen Wassers in mehreren Prozessschritten. For the disposal of liquor is therefore added in a controlled manner, which neutralizes the aqueous solution of peracetic acid and acetic acid. The neutralized liquor is then supplied to the norma ¬ len wastewater. Although this procedure solves the problem of disposal, it does not contribute to water and energy consumption in wet disinfection z. B. in the food industry. In a commercially available system for wet disinfection fall per purging several 1000 liters of rinse water per hour. In addition, there is the energy consumption for the production of the sterile water in several process steps.
In der Patentschrift US 7,163,631 wird vorgeschlagen Peres¬ sigsäure enthaltende Abwässer durch einen Tank zu leiten, in dem diese intensiv mit Luft in Kontakt gebracht wird, bevor weitere Behandlungsschritte z. B. durch den Kontakt mit anae¬ roben, biologisch aktiven Schlämmen erfolgen. Die dort angegebenen Daten zu Verweilzeiten und Belüftungsrate im Belüftungstank lassen den Schluss zu, dass der Belüftungstank ein Fassungsvermögen braucht, das dem in 2,5 Stunden verbrauchten Spülwasser entspricht und das pro m3 Spülwasser rund 15 m3 Luft durch den Belüftungstank geperlt werden müssen, um eine nachfolgende chemische Reduktion der Peressigsäure überflüs¬ sig zu machen. Damit werden ggf. die Kosten für die chemische Behandlung des Abwassers reduziert, eine Rückgewinnung von Spülwasser wird damit aber nicht erreicht. In the patent US 7,163,631 it is proposed to conduct Peres ¬ sigsäure-containing waste water by a tank in which it is brought intensively into contact with air before further treatment steps z. B. by contact with anae ¬ robs, biologically active sludge done. The data on residence times and aeration rate in the aeration tank given there indicates that the aeration tank needs a capacity that corresponds to the rinse water consumed in 2.5 hours and that about 15 m 3 of air must be bubbled through the aeration tank per m 3 of rinse water. to make a subsequent chemical reduction of the peracetic acid überflüs ¬ sig. Thus, if necessary, the costs for the chemical treatment of the wastewater are reduced, but a recovery of rinse water is thus not achieved.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Wasserverbrauch in industriellen Reinigungsprozessen, insbesondere bei der Nassdesinfektion von Lebensmittelverpackungen zu senken, wobei das Potential einer Energieersparung gegeben sein soll. The object of the invention is to reduce the water consumption in industrial cleaning processes, especially in the wet disinfection of food packaging, the potential of energy savings should be given.
Die Lösung der Aufgabe besteht in einem Verfahren zur Wiederaufbereitung eines Abwassers nach Patentanspruch 1 so wie in einer Wasseraufbereitungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 8. The solution of the problem consists in a method for reprocessing a wastewater according to claim 1 as in a water treatment device according to claim 8.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Wiederaufbereitung eines Abwassers, aus einem industriellen Prozess, das eine Säure aufweist, umfasst folgende Schritte: The process according to the invention for reprocessing a wastewater from an industrial process comprising an acid comprises the following steps:
Zunächst wird dem Abwasser, das beispielsweise aus einem Spülprozess bei der Verpackungsherstellung stammt, eine Base (Lauge) zugefügt, damit die, in dem Abwasser enthaltende Säu- re (in der Regel Peressigsäure und/oder Essigsäure) zumindest teilweise neutralisiert wird. Anschließend wird das neutrali¬ sierte Abwasser in einem Wärmetauschprozess eingeleitet. First of all, a base (caustic) is added to the wastewater, which originates, for example, from a rinsing process during the production of the packaging, so that the wastewater containing wastewater re (usually peracetic acid and / or acetic acid) is at least partially neutralized. Then the neutrali ¬ catalyzed wastewater is discharged into a heat exchange process.
Hierbei wird ein Wärmetauschmedium eingesetzt, das so ausges- taltet ist, dass das zu behandelnde Abwasser auf eine Ver¬ dunstungstemperatur aufgeheizt wird, die zwischen 60 °C und dem Siedepunkt des Abwassers liegt. Bei dem Wärmetauschmedium kann es sich sowohl um ein flüssiges als auch um ein gasförmiges Medium handeln. Die Temperatur des Wärmetauschmediums kann in dem Bereich liegen, in dem das Abwasser aufgeheizt werden soll, es kann aber insbesondere auch bei gasförmigen Medien eine deutlich höhere Temperatur aufweisen. Die Wärmemenge, die in dem Wärmetauschprozess von dem Wärmetauschmedi¬ um auf das Abwasser übertragen wird, hängt sehr stark von den Massenströmen und auch von dem Aggregatszustand des Wärme¬ tauschmediums ab. Here, a heat exchange medium is used which is so taltet ausges- that the wastewater to be treated is heated to a ¬ Ver dunstungstemperatur which is between 60 ° C and the boiling point of the wastewater. The heat exchange medium can be both a liquid and a gaseous medium. The temperature of the heat exchange medium may be in the range in which the wastewater is to be heated, but it may also have a significantly higher temperature, especially with gaseous media. The amount of heat in the heat exchange process of the heat exchange medium ¬ order is transferred to the waste water depends very much on the mass flows and also on the physical state of the heat exchange medium ¬.
In einem zweiten Verfahrensschritt wird das Abwasser, das die oben beschriebene Temperatur zwischen 60 °C und dem Siedepunkt des Abwassers aufweist, verdunstet und anschließend wieder kondensiert. Es sei darauf hingewiesen, dass es sich erfin¬ dungsgemäß um einen Verdunstungsprozess unterhalb des Siede¬ punktes des Abwassers handelt. Dass neutralisierte und im Verdunstungs- und Kondensationsprozess , gereinigte Abwasser wird nun wieder dem industriellen Prozess zugeführt. Grund¬ sätzlich kann es jedoch auch, da es faktisch keimfrei ist, der kommunalen Wasserversorgung zugeführt werden. In a second process step, the waste water, which has the temperature described above between 60 ° C and the boiling point of the waste water, evaporated and then condensed again. It should be noted that there OF INVENTION ¬ dung as is a process of evaporation below the boiling point of the wastewater ¬. The neutralized and in the evaporation and condensation process, purified wastewater is now returned to the industrial process. Basic ¬ additionally it may, however, also because it is virtually free of germs, are supplied to the municipal water supply.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist verschiedene Vorteile auf. Der erste Vorteil besteht darin, dass mit dem vorge¬ schlagenen Verfahren bis zu 80% des verwendeten Prozesswassers also des Spülwassers der Verpackungen, das als Abwasser anfällt, wieder zurück gewonnen werden kann und dem Prozess wieder zugefügt werden kann. Hierbei ist der Prozess nach dem erfindungsgemäßen Verfahren deutlich weniger energieaufwändig, als die Aufwendungen von Frischwasser zu Prozesswasser. Insbesondere dann, wenn das Wärmetauschmedium in einen thermischen Kreislauf mit der Abwärme eines zweiten thermischen Prozesses steht, ist das beschriebene Verfahren energetisch positiv. Insbesondere deshalb, da es sich bei der Verdampfung des Abwassers um einen Verdunstungsprozess handelt, der bei relativ niedrigen Temperaturen stattfindet, kann auch Abwärme aus industriellen Prozessen verwendet werden, die unter 100°C betragen. Im Allgemeinen werden Prozesse mit einer Abwärme in diesem Temperaturbereich, von 60°C bis 100°C nicht rückgewon- nen, sondern werden an die Umgebung abgegeben. Es handelt sich somit um ein energetisch günstiges und ökologisches Ver¬ fahren . The method according to the invention has various advantages. The first advantage is that with the pre-chosen process ¬ up to 80% of the process water used so the flushing water of the packaging, which is obtained as waste water, can be recovered again, and the process may be added again. Here, the process according to the method of the invention is significantly less energy consuming than the cost of fresh water to process water. In particular, when the heat exchange medium is in a thermal cycle with the waste heat of a second thermal process, the described method is energetically positive. In particular, since the evaporation of the wastewater is an evaporation process that takes place at relatively low temperatures, waste heat from industrial processes that are below 100 ° C. can also be used. In general, processes with a waste heat in this temperature range, from 60 ° C to 100 ° C, are not recovered, but are released into the environment. It is thus an energetically favorable and ecological method .
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfin- dung wird Frischwasser für einen industriellen Prozess aufbereitet, wobei das Frischwasser einer Hochtemperaturbehandlung von über 100°C, insbesondere von über 140°C unterzogen wird. Durch eine derartige Hochtemperaturdesinfektion werden alle noch möglicherweise im Frischwasser vorhandenen Keime endgül- tig beseitigt. Zur energetisch günstigen Ausgestaltung dieser an sich energieintensiven Hochtemperaturdesinfektion ist es zweckmäßig, das Frischwasser durch Abwärme vorzuheizen. Hierbei kann beispielsweise das Frischwasser vorab durch einen Kondensator der Kondensationsvorrichtung geleitet werden, wo- bei die Kondensationswärme am Kondensator auf das Frischwas¬ ser übertragen wird. Nach der Hochtemperaturdesinfektion kann ein weiterer Wärmetauscher vorgesehen sein, der dem aufgeheizten Frischwasser die Wärme wieder entzieht. Diese dem Frischwasser entzogene Wärme kann wiederum gewinnbringend zur Aufheizung des Abwassers auf eine Verdunstungstemperatur oder annähernd Verdunstungstemperatur angewandt werden (Unter Verdunstungstemperatur wird eine, die Verdunstung fördernde Temperatur zwischen 60 ° C und dem Siedepunkt verstanden) . Im Weiteren kann es auch zweckmäßig sein, die dem aufgeheizten Frischwasser entzogene Wärmeenergie wieder zur Aufheizung von neuem Frischwasser für die Hochtemperaturdesinfektion anzuwenden . Ein weiterer Bestandteil der Erfindung ist eine Wasseraufbe¬ reitungsvorrichtung zur Wiederaufbereitung eines, eine Säure enthaltenden Abwassers. Diese Vorrichtung umfasst eine Neut¬ ralisationsvorrichtung zur Neutralisation des Abwassers durch eine Base, sowie eine Abwasserauffangvorrichtung, und zeichnet sich dadurch aus, dass ein Wärmetauscher zur Aufheizung des Abwassers auf eine Verdunstungstemperatur vorgesehen ist, die zwischen 60 °C und dem Siedepunkt des Abwassers liegt. Der Siedepunkt des Abwassers liegt je nach Druckverhältnissen und dem im Abwasser gelösten Stoffe (nach der Neutralisation insbesondere Salze) in der Regel zwischen 95 und 110°C. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Verdampfungsvorrichtung, wobei die Verdampfungsvorrichtung zur teilweisen Verdunstung des aufgeheizten Abwassers dient. Nach dem Verdunsten erfolgt ei- ne Kondensation des verdunsteten Abwassers in einen Kondensator . In a further advantageous embodiment of the invention, fresh water is prepared for an industrial process, wherein the fresh water is subjected to a high-temperature treatment of over 100 ° C, in particular of over 140 ° C. Such a high-temperature disinfection finally eliminates any germs that may still be present in the fresh water. For energetically favorable design of this energy-intensive high-temperature disinfection, it is expedient to preheat the fresh water by waste heat. In this case, for example, the fresh water can be conducted in advance through a condenser of the condensation device, wherein the heat of condensation at the condenser is transmitted to the Frischwas ¬ water. After the high-temperature disinfection, a further heat exchanger may be provided which removes the heat from the heated fresh water again. This heat removed from the fresh water can in turn be used profitably to heat the waste water to an evaporation temperature or approximately evaporation temperature (evaporation temperature means a temperature promoting the evaporation between 60 ° C. and the boiling point). Furthermore, it may also be expedient to apply the heat energy withdrawn from the heated fresh water again for heating new fresh water for high temperature disinfection. Another component of the invention is a Wasseraufbe ¬ reitungsvorrichtung for reprocessing a, an acid-containing effluent. This device comprises a neuter ¬ neutralization device for neutralization of the waste water by a base, and a waste water collecting device, and is characterized in that a heat exchanger is provided for heating the waste water to an evaporation temperature which is between 60 ° C and the boiling point of the wastewater. The boiling point of the wastewater is usually between 95 and 110 ° C, depending on the pressure conditions and the substances dissolved in the wastewater (especially salts after neutralization). Furthermore, the device comprises an evaporation device, wherein the evaporation device is used for partial evaporation of the heated wastewater. After evaporation, condensation of the evaporated waste water into a condenser takes place.
Weitere Ausgestaltungsformen und weitere Merkmale der Erfindung werden anhand der folgenden Figuren näher beschrieben. Merkmale derselben Bezeichnung in unterschiedlichen Ausgestaltungsformen erhalten dasselbe Bezugszeichen. Es handelt sich bei den Kombinationen der Merkmale und der beschriebenen Vorrichtungen um eine rein exemplarische Darstellung, die keine Einschränkung des Schutzbereiches darstellen. Further embodiments and further features of the invention will be described in more detail with reference to the following figures. Features of the same designation in different embodiments will be given the same reference number. It is in the combinations of features and the devices described to a purely exemplary representation that represent no limitation of the scope.
Dabei zeigen: Showing:
Figur 1 eine schematische Prozessdarstellung für den Wasser- fluss von Spülwasser zum Spülen von Verpackungen in der Le- bensmittelindustrie nach dem Stand der Technik, FIG. 1 shows a schematic process representation for the water flow of rinsing water for rinsing packagings in the food industry according to the prior art,
Figur 2 eine Spülwasserrückgewinnungsanlage mit Verdampfer und Kondensator und UV-Strahlung in schematischer Form, 2 shows a rinsing water recovery system with evaporator and condenser and UV radiation in schematic form,
Figur 3 eine detailliertere Darstellung der Spülwasserrüc winnungsanlage nach Figur.2. Anhand von Figur 1 soll der derzeitige Stand der Technik zur Aufbereitung und Entsorgung von Spülwasser, wie er beispielsweise in der Lebensmittelindustrie angewandt wird, erläutert werden. Zunächst wird Frischwasser 20 einer Umkehrosmoseanla- ge 18 zugefügt, wobei das so aufbereitete Frischwasser 20' zur Erzielung einer absoluten Keimfreiheit einer weiteren thermischen Hochtemperaturbehandlung unterzogen wird, dies erfolgt in einer Hochtemperaturdesinfektionsanlage 24. Dass durch diese Prozesse keimfrei gemachte Frischwasser 20'' wird nun einem industriellen Prozess zugefügt. Beispielsweise kön¬ nen hierbei PET-Flaschen, beispielsweise für die Getränkeindustrie gespült werden. Dieser Prozess der beliebig viele Ausgestaltungsformen aufweisen kann, wird in der Figur 1 und in folgenden Figuren schematisch als Wassernutzungsvorrich- tung 26 bezeichnet. Bleibt man bei dem Beispiel, dass PET- Flaschen für die Getränkeindustrie gespült werden müssen, so wird ein Abwasser 2, das nach dem Spülvorgang anfällt, mit Peressigsäure bzw. mit Essigsäure und H2O2 verunreinigt sein. Dies rührt daher, dass die Peressigsäure zur Desinfektion von PET-Flaschen in der Getränkeindustrie und in der Lebensmit¬ telindustrie ganz allgemein verwendet wird. Figure 3 is a more detailed representation of the Spülwasserrüc winnungsanlage according to Figure 2. With reference to Figure 1, the current state of the art for the treatment and disposal of rinse water, as it is used for example in the food industry will be explained. First of all, fresh water 20 is added to a reverse osmosis system 18, the fresh water 20 'thus treated being subjected to a further high-temperature thermal treatment to achieve absolute sterility, which takes place in a high-temperature disinfection system 24. The fresh water 20''rendered germ-free by these processes now becomes one industrial process added. For example, Kings ¬ NEN this PET bottles, are rinsed, for example, for the beverage industry. This process, which may have any number of embodiments, is referred to schematically as water utilization device 26 in FIG. 1 and in the following figures. Remaining with the example that PET bottles must be rinsed for the beverage industry, a wastewater 2, which is obtained after the rinsing process, be contaminated with peracetic acid or with acetic acid and H2O2. This is because that the peracetic acid for the disinfection of PET bottles in the beverage industry and in the Lebensmit ¬ Telindus trie is generally used.
Das Abwasser 2, das nun die organische Säure Peressigsäure bzw. auch Essigsäure enthält, wird in einer Abwasserauffang- Vorrichtung aufgefangen, wobei diese Abwasserauffangvorrichtung hier schematisch durch einen Trichter dargestellt ist. Es kann sich hierbei auch lediglich nur um ein Leitungsrohr handeln, es muss nicht unbedingt ein entsprechendes Auffang¬ becken vorhanden sein. Nach dem Stand der Technik wird das so mit einer organischen Säure verunreinigte Abwasser 2 in eine Neutralisationsvorrichtung 27 gepumpt, wobei aus einem Basenbehälter eine Base bzw. eine Lauge der Neutralisationsvorrichtung 27 in der Art zugefügt wird, dass das Abwasser 2 darin einen möglichst neutralen pH-Wert enthält. Die darin vorhandene Essigsäure bzw. Peressigsäure wird also mit einer geeigneten Lauge bzw. Base neutralisiert. Das so neutrali¬ sierte Abwasser 2 wird als Restwasser 32 in die Kanalisation geleitet. Das Restwasser 32' nach dem Stand der Technik wird nicht wiederverwertet. The wastewater 2, which now contains the organic acid peracetic acid or acetic acid, is collected in a Abwasserauffang- device, this wastewater collecting device is shown here schematically by a funnel. It may also be just a conduit, it does not necessarily have a corresponding catch ¬ basin be present. According to the state of the art, the wastewater 2 contaminated with an organic acid is pumped into a neutralization device 27, from a base tank a base or a liquor is added to the neutralization device 27 in such a way that the wastewater 2 therein is as neutral as possible. Contains value. The existing acetic acid or peracetic acid is thus neutralized with a suitable alkali or base. The so catalyzed neutrali ¬ waste water 2 is used as the residual water 32 in the sewer directed. The residual water 32 'of the prior art is not recycled.
Das beschriebene Verfahren nach dem Stand der Technik führt zwar dazu, dass kein kontaminiertes Wasser in die Umgebung abgegeben wird, es wird dadurch jedoch eine sehr große Menge an Frischwasser, das ebenfalls energetisch aufwändig aufbe¬ reitet werden muss, benötigt. In Figur 2 ist ausgehend von Figur 1 schematisch vereinfacht eine Wasseraufbereitungsvorrichtung 1 dargestellt, die in diesem Beispiel ebenfalls auf der Anlage gemäß Figur 1 ba¬ siert und es soll ebenfalls beispielhaft davon ausgegangen werden, dass an dieser Stelle PET-Flaschen mit Peressigsäure desinfiziert werden und mit dem Frischwasser 20 gespült wer¬ den. Dies erfolgt ebenfalls in einer Wassernutzungsvorrichtung 26, wobei Abwasser 2 anfällt. Dieses Abwasser 2 wird in eine Neutralisationsvorrichtung 27 gebracht, wobei Base aus einem Basenbehälter zur Neutralisierung der Peressigsäure zu- geführt wird. Hierbei wird eine, dem Säuregehalt des Abwas¬ sers stöchiometrisch angepasste Basenzugabe angestrebt. Die Neutralisation muss aber nur insoweit verlaufen, dass der pH- Wert eines Restwassers umweltverträglich ist, wobei er auch leicht basisch sein kann. Although the described method according to the prior art leads to the fact that no contaminated water is released into the environment, but it is characterized by a very large amount of fresh water, which also has to be energetically elaborate aufbe ¬ needed. In Figure 2, starting from 1 schematically shows a water treatment device 1 in simplified form, which in this example also on the plant according to FIG 1 ba ¬ Siert and it should also be by way of example assumed that PET bottles are disinfected with peracetic acid at this point and flushed with the fresh water 20 ¬ who. This also takes place in a water utilization device 26, wherein wastewater 2 is obtained. This wastewater 2 is brought into a neutralization device 27, wherein base from a base container to neutralize the peracetic acid is fed. Here, a, the acidity of the Abwas ¬ sers stoichiometrically adjusted base addition is sought. However, the neutralization only has to run so far that the pH of a residual water is environmentally friendly, and it may also be slightly basic.
Im Gegensatz zu dem Stand der Technik gemäß Figur 1 wird in Figur 2 das Abwasser 2 in der Abwasserauffangvorrichtung 8 aufgefangen und eine Abwasseraufbereitungsvorrichtung 28 zugefügt. Die Abwasseraufbereitungsvorrichtung 28 ist in Figur 2 sehr vereinfacht dargestellt, sie umfasst unter anderem ei¬ ne Verdunstungsvorrichtung 12 sowie eine Kondensatorvorrichtung 14. In contrast to the prior art according to FIG. 1, in FIG. 2 the wastewater 2 is collected in the waste water collecting device 8 and a wastewater treatment device 28 is added. The wastewater treatment device 28 is shown very simplified in Figure 2, it includes, among other ei ¬ ne evaporation device 12 and a capacitor device 14th
Hierbei wird das Abwasser 2 durch einen Wärmetauscher 10 auf eine Verdunstungstemperatur vorgeheizt, die eine Verdunstung des Abwassers 2 bewirkt. Unter Verdunstung wird hierbei ver¬ standen, dass Wasser von der flüssigen Phase in die Gasphase übergeht, wobei die Temperatur unterhalb des Siedepunktes liegt. Dies hat den Vorteil, dass für den Wärmetauschprozess zur Aufheizung des Abwassers 2 Abwärme aus einem weiteren industriellen Prozess 46 genutzt werden kann, die aufgrund ih¬ rer relativ niedrigen Temperatur ansonsten frei an die Umge- bung abgegeben werden würde. Dabei handelt es sich insbesondere um Abwärme, die typischerweise mit Temperaturen zwischen 60°C und 100°C einhergehen. Here, the waste water 2 is preheated by a heat exchanger 10 to an evaporation temperature, which causes evaporation of the wastewater 2. Under evaporation is hereby ver ¬ stood that water passes from the liquid phase into the gas phase, wherein the temperature below the boiling point lies. This has the advantage that 2 waste heat can be used from another industrial process 46 for the heat exchange process for heating up the waste water which would otherwise be discharged due ih ¬ rer relatively low temperature free environment to surroundings. In particular, these are waste heat, which is typically associated with temperatures between 60 ° C and 100 ° C.
Bei Prozessen 46 mit gasförmiger Abwärme kann die Temperatur auch typischerweise bei 400°C liegen (Abwärme aus eine Gas¬ turbine) . Dabei ist es möglich, dass das gasförmige Abwärme- Medium direkt als Wärmetauschmedium 4 dem Wärmetauscher 10 zugeführt wird oder ob ein weiterer, nicht dargestellter Wärmetauschprozess zwischengeschaltet ist. Gasförmige Wärme- tauschmedien weisen einen geringeren Wärmeübergangskoeffizienten auf als Flüssige Wärmetauschmedien. Zur Erreichung der gewünschten Verdunstungstemperaturen des Abwassers 2 müssen dementsprechend die Wärmeübergangskoeffizienten berücksichtigt werden und gemäß der zur Verfügung stehende Tempera- tur aus der Abwärme des Prozesses 46 die benötigten Masse¬ ströme berechnet werden. In processes 46 with the gaseous waste heat, the temperature may also be typically at 400 ° C (exhaust heat from a gas turbine ¬). It is possible that the gaseous waste heat medium is fed directly as a heat exchange medium 4 to the heat exchanger 10 or whether a further, not shown heat exchange process is interposed. Gaseous heat exchange media have a lower heat transfer coefficient than liquid heat exchange media. To achieve the desired evaporation temperature of the waste water 2, the heat transfer coefficients must be taken into account accordingly and in accordance with the available temperature tur from the waste heat of the process 46, the required mass flows ¬ be calculated.
Diese relativ niedrigen Temperaturen aus der Abwärme des Prozesses 46 können mit der beschriebenen Abwasseraufbereitungs- Vorrichtung 28 ein weiteres Mal energetisch sinnvoll genutzt werden, was in dieser Ausgestaltungsform vorteilhaft für die gesamte Energiebilanz der Wasseraufbereitungsvorrichtung 1 ist . Um die Abwasseraufbereitungsvorrichtung 28 herum ist schematisch eine Leitung 30 eingezeichnet, die veranschaulichen soll, dass der Verdunstungs- und Kondensationsprozess des Ab¬ wassers 2 möglicherweise mehrfach iterativ erfolgen kann. Das gereinigte Wasser 44 kann wie durch den Pfeil mit der Be¬ zifferung 44 in Figur 2 dargestellt, wieder dem Spülprozess, dargestellt durch Wassernutzungsvorrichtung 26, zugefügt werden. Das durch die beschriebene Wasseraufbereitungsvorrich- tung 28 gereinigte Wasser 44 ist an sich keimfrei und weist auch bevorzugt keine Rückstände von Säuren auf, für die Ver¬ wendung in der Lebensmittelindustrie kann aber eine zusätzliche Hochtemperaturdesinfektion 24 erforderlich sein, weshalb das gereinigte Wasser 44 einer derartigen Desinfektionsvorrichtung 24 ein weiteres Mal zugefügt wird, bevor es wieder für den Spülprozess zur Verfügung steht. These relatively low temperatures from the waste heat of the process 46 can be used with the described Abwasseraufbereitungs- device 28 again energetically useful, which is advantageous in this embodiment for the entire energy balance of the water treatment device 1. Around the wastewater treatment device 28 around a line 30 is shown schematically, which is intended to illustrate that the evaporation and condensation process of Ab ¬ water 2 may possibly be performed repeatedly iteratively. The purified water 44 can, as shown by the arrow with the Be ¬ numeral 44 in Figure 2, again the rinsing process, represented by water utilization device 26, are added. The water treatment device described by tung 28 purified water 44 is sterilized itself and also preferably has no residues of acids, but for the Ver ¬ application in the food industry an additional high temperature disinfecting 24 may be required, and therefore the purified water 44 such disinfecting device 24 one more time is added before it is available again for the rinsing process.
In Figur 3 ist die in Figur 2 schematisch beschriebene Was- seraufbereitungsvorrichtung 1 detaillierter dargestellt. Insbesondere wird in Figur 3 die Abwasseraufbereitungsvorrichtung 28 mit der Verdampfungsvorrichtung 12 und der Kondensatorvorrichtung 14 sowie das Zusammenwirken einzelner Wärmetauscher 10, 11, die zur Minimierung des Energiebedarfes bei- tragen, erläutert. In Figure 3, the water treatment device 1 schematically described in Figure 2 is shown in more detail. In particular, the wastewater treatment device 28 with the evaporation device 12 and the condenser device 14 as well as the interaction of individual heat exchangers 10, 11, which contribute to the minimization of the energy requirement, are explained in FIG.
Wie bereits schon zu Figur 2 dargelegt, wird ein Frischwasser 20 einer Umkehrosmoseanlage 18 zugefügt, das somit vorberei¬ tete Frischwasser 20' wird in einer Hochtemperaturdesinfekti- onsvorrichtung 24 auf etwa 140°C bis 150°C erhitzt, um die absolute Keimfreiheit des so behandelten Frischwassers 20'' zu gewährleisten, das in einer Wassernutzungsvorrichtung 26 als Spülwasser verwendet wird. Folgt man dem Pfeil der mit dem Bezugszeichen 20' markiert ist, und der aus der Umkehrosmoseanlage 18 austritt, so wird das Frischwasser 20' bevor es in die Hochtemperaturdesinfektionsvorrichtung 24 geleitet wird, zunächst in einen Kondensator 15' geleitet, der Teil der Abwasseraufbereitungsvor- richtung 28 ist. In dem Kondensator 15' wird das Frischwasser 20' vorgeheizt, da in dem Kondensationsprozess , auf den im weiteren noch eingegangen wird, durch die Kondensation Kondensationswärme frei wird, wobei der Kondensator 15' als Wär¬ metauscher fungiert und das Frischwasser 20' mit der Konden- sationswärme vorheizt. Der Energiebedarf, der in der Hochtemperaturdesinfektionsvorrichtung 24 benötigt wird, und der insbesondere in Dampfform beispielsweise durch einen Dampfge¬ nerator zugefügt wird, wird hierbei bereits verringert, da die Abwärme aus dem Kondensationsprozess gewinnbringend für die Hochtemperaturdesinfektion 24 genutzt werden kann. Die Hochtemperaturdesinfektion 24 findet auch nur für sehr kurze Zeit statt, die ausreichend ist, alle Keime aus dem Frisch- wasser 20' abzutöten. Das so behandelte Frischwasser 20'', das wiederum eine relativ hohe Temperatur aufweist, wird anschließend durch einen weiteren Wärmetauscher 11 geschickt, in dem es wieder auf eine für den Spülvorgang brauchbare Temperatur abgekühlt wird. Der Wärmetauscher 11 und der Wärme- tauscher 23 in der Hochtemperaturdesinfektionsanlage 24 ste¬ hen somit im stetigen Austausch, so dass bei diesem Prozess nur sehr wenig Wärmeenergie verloren geht. Die in dem Wärme¬ tauscher 11 dem Frischwasser 20'' entzogene Wärme wird einer anderen Stelle des Prozesses noch eingesetzt, worauf noch eingegangen werden wird. As already pointed out already to Figure 2, a fresh water 20 of a reverse osmosis unit 18 is added to the thus Prepared ¬ preparing fresh water 20 'is onsvorrichtung in a Hochtemperaturdesinfekti- 24 to about 140 ° C to 150 ° C heated the absolute sterility of the thus treated To ensure fresh water 20 '', which is used in a water utilization device 26 as a rinse water. Following the arrow marked with the reference numeral 20 ', which emerges from the reverse osmosis system 18, the fresh water 20' before it is passed into the Hochtemperaturdesinfektionsvorrichtung 24, first in a condenser 15 'passed, the part of the Abwasseraufbereitungsvor- device 28 is. In the condenser 15 ', the fresh water 20' is preheated, as in the condensation process, which will be discussed below, condensation heat is released by the condensation, the condenser 15 'acts as a heat ¬ exchanger and the fresh water 20' with the condenses - Warms sationswärme. The energy demand, which is required in the high temperature disinfection device 24, and is added in particular in the form of vapor, for example, by a Dampfge ¬ erator is, in this case already reduced because the waste heat from the condensation process can profitably be used for the high-temperature disinfection 24. The high-temperature disinfection 24 also takes place only for a very short time, which is sufficient to kill all germs from the fresh water 20 '. The thus treated fresh water 20 '', which in turn has a relatively high temperature, is then passed through another heat exchanger 11, in which it is cooled again to a usable temperature for the rinsing process. The heat exchanger 11 and the heat exchanger 23 in the high temperature disinfection system 24 ste ¬ hen thus in constant exchange so that is lost in this process very little heat energy. The the fresh water 20 '' extracted in the heat exchanger 11 ¬ heat is another point of the process still in use, will be which will be made.
Grundsätzlich kann es auch zweckmäßig sein, die dem Frischwasser 20'' nach der Hochtemperaturdesinfektion entzogene Wärme zur Vorheizung des Frischwassers 20' für den Hochtempe- raturdesinfektionsprozess zu nutzen. Dies ist in dieser Form in Figur 3 nicht dargestellt, wird aber in Figur 2 durch eine Vorheizvorrichtung 22 skizziert. Ein Wärmetauscher 23 der Hochtemperaturdesinfektionsvorrichtung 24 steht somit in steten thermischen Austausch mit einem Wärmetauscher der Vor- heizvorrichtung 23. Bei guter thermischer Isolation ist der für die Hochtemperaturdesinfektion benötigt und dem System stetig zuzuführende Wärmeenergie sehr gering. In principle, it may also be expedient to use the heat removed from the fresh water 20 "after the high-temperature disinfection for preheating the fresh water 20 'for the high-temperature disinfection process. This is not shown in this form in Figure 3, but is sketched in Figure 2 by a preheater 22. A heat exchanger 23 of the high-temperature disinfecting device 24 is therefore in constant thermal exchange with a heat exchanger of the preheater 23. With good thermal insulation, the heat energy required for the high-temperature disinfection and the system to be continuously supplied with heat is very small.
Zurück zu Figur 3: Das Frischwasser 20'' wird nun der Wasser- nutzungsvorrichtung 26 zugefügt, es werden also wie bereits mehrfach beispielhaft beschrieben, PET-Flaschen gespült. Nach dem Spülvorgang handelt es sich bei dem ehemaligen Frischwasser 20'' um ein mit organischer Säure verunreinigtes Abwasser 2. Dieses Abwasser 2 wird in der Abwasserauffangvorrichtung 8 aufgefangen und über eine Pumpe 38' in die Neutralisations¬ vorrichtung 27 gepumpt. Die Neutralisation geht dort wie zu Figur 2 beschrieben, von statten. Anschließend wird das neutralisierte Abwasser 2 ' in die Ab¬ wasseraufbereitungsvorrichtung 28 geleitet, was durch die Pumpe 38' angedeutet ist. Im Folgenden wird nun auf die Wir¬ kungsweise der Abwasseraufbereitungsvorrichtung 28 näher ein- gegangen. Das relativ kalte Abwasser 2 ' wird in einer vorteilhaften Ausgestaltungsform zunächst durch einen Kondensator 15 geleitet, auf dessen Wirkungsweise später eingegangen werden wird. Wie bereits erwähnt gibt dieser Kondensator 15 Kondensationswärme ab, die zur Aufheizung des Abwassers 2 ' genutzt wird. Im weiteren Verlauf wird das Abwasser 2 ' durch den bereits erwähnten Wärmetauscher 11 geschickt, wodurch es weiter erwärmt wird. Letztlich erfolgt noch eine weitere Auf¬ heizung des Abwassers 2 ' in dem Wärmetauscher 10, wobei ein Wärmemedium 4 in thermischem Kontakt mit der Abwärme eines weiteren industriellen Prozesses 46 stehen kann. Das Abwasser 2 wird durch die Wärmetauscher 11 und 10 auf eine Temperatur erhitzt, die zwischen 60°C und dem Siedepunkt des Abwassers 2 ' liegt. Der Siedepunkt des Abwassers 2 ' kann je nach gelös¬ ten Substanzen (Essigsäure, Peressigsäure, Tenside oder Sal- ze) um die Siedetemperatur des reinen Wassers schwanken. Es können üblicherweise Siedetemperaturen zwischen 95°C und 110°C auftreten. Returning to FIG. 3, the fresh water 20 "is now added to the water utilization device 26, so that, as has already been described several times by way of example, PET bottles are rinsed. After the rinsing process is in the former fresh water 20 '' to a contaminated organic acid wastewater 2. The waste water 2 is collected in the waste water collecting device 8 and via a pump 38 'is pumped into the neutralization ¬ device 27th Neutralization proceeds as described for FIG. 2. Subsequently, the neutralized wastewater 2 'is in the down ¬ water treatment device passed 28, which by the pump 38' is indicated. It will now be taken to the effect ¬ We, the waste water treatment apparatus 28 closer one. The relatively cold wastewater 2 'is first passed through a condenser 15 in an advantageous embodiment, will be discussed later on its operation. As already mentioned, this condenser 15 gives off heat of condensation, which is used to heat the waste water 2 '. In the further course of the waste water 2 'is sent through the aforementioned heat exchanger 11, whereby it is further heated. Ultimately carried yet another ¬ On heating of the waste water 2 'in the heat exchanger 10, wherein a heat medium 4 may be in thermal contact with the waste heat of another industrial process 46th The waste water 2 is heated by the heat exchangers 11 and 10 to a temperature which is between 60 ° C and the boiling point of the waste water 2 '. The boiling point of the waste water 2 'may be changed to the boiling point of pure water, depending on Geloes ¬ th substances (acetic acid, peracetic acid, surfactants or nitric ze). Boiling temperatures between 95 ° C and 110 ° C can usually occur.
Das auf diese Verdunstungstemperatur vorgeheizte Abwasser 2 ' wird nun in die Verdampfungsvorrichtung 12 eingeleitet, und dort versprüht. Das Abwasser 2 ' landet auf Verdunsteroberflä¬ chen 34, die aus unterschiedlichen Materialien, beispielsweise aus Zellulosematerialien gefertigt sein können. Die Verdunsteroberflächen 34, zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass sie bezogen auf ihre Grundfläche eine sehr große Oberfläche aufweisen. Auf den Verdunsteroberflächen 34 geht das Abwasser 2 ' durch Verdunstung in die Gasphase über, wobei das nun in gasförmiger Form vorliegende Abwasser 2 ' ' durch die mit 2 ' ' gekennzeichnete Leitung in die Kondensatorvor- richtung 14 eingeleitet wird. In der Kondensatorvorrichtung 14 sind Kondensatoren 15 und 15' angeordnet deren Wirkungs¬ weise bereits beschrieben wurde. An den Kondensatoren 15 und 15' kondensiert das Abwasser 2 ' ' wieder zu Wasser, das an sich nun keimfrei und gereinigt ist. Es wird als gereinigtes Wasser 44 aus der Kondensatorvorrichtung 14 abgeführt. The preheated to this evaporation temperature wastewater 2 'is then introduced into the evaporation device 12, and sprayed there. The wastewater 2 'lands on Verdunsteroberflä ¬ Chen 34, which may be made of different materials, such as cellulose materials. The evaporator surfaces 34, are characterized in particular by the fact that they have a very large surface in relation to their base area. On the evaporator surfaces 34, the waste water 2 'passes through evaporation into the gas phase, wherein the now present in gaseous form waste water 2''is introduced through the line marked with 2''in the Kondensatorvor- device 14. In the capacitor device 14 are arranged capacitors 15 and 15 'whose response was ¬ as already described. At the capacitors 15 and 15 ', the wastewater 2''condenses again to water, the is now germ-free and cleaned. It is discharged as purified water 44 from the condenser device 14.
Da je nach Ausgestaltungsform der Abwasseraufbereitungsvor- richtung 28 und nach Ausgestaltung der Verdunsteroberflächen 34 bzw. auch je nach Menge des eingeleiteten Abwassers 2' in einen Verdampfungs- und Kondensationszyklus nicht das gesamte Abwasser 2' verdampft werden kann, sind in der Verdampfungs¬ vorrichtung 12 Auffangtrichter 26 vorgesehen, in denen das nicht verdampfte Abwasser 2 aufgefangen wird, und durch eine Pumpe 38 aus der Verdampfungsvorrichtung 12 abgepumpt wird. Das so wieder aufgefangene Abwasser 2 ' wird ebenfalls durch den Kondensator 15 geleitet, es wird hierbei wieder durch die Kondensationswärme angeheizt und in einem weiteren Zyklus durch die Wärmetauscher 11 und 10 wieder zurück in die Verdampfungsvorrichtung 12 geleitet. Dies entspricht dem in Figur 2 angedeuteten Pfeil 30, der eine Rückleitung des Abwassers 2 zur nochmaligen iterativen Verdunstung und Kondensation zurückführt. Im Weiteren besteht noch eine Leitung zwi- sehen der Kondensationsvorrichtung 14 und der Verdampfungsvorrichtung 12, wobei durch ein Gebläse 40 Luft durch eine Luftausgleichsvorrichtung 42 zwischen diesen beiden Vorrichtungen 12, 14 ausgetauscht wird. Ein geringer Teil des Abwassers 2, der mit Salzen und Tensi- den aufkonzentriert ist, und durch die beschriebene Vorrich¬ tung nicht wieder aufbereitet werden kann, wird als Restwas¬ ser 32 der Kanalisation zugeführt. Das gereinigte Wasser 44 kann nun wieder dem Spülprozess bzw. der Wassernutzungsvorrichtung 26 zugeführt werden. Hierfür gibt es zwei Alternativen. Für extrem hohe Ansprüche, was die Keimfreiheit angeht, kann das gereinigte Wasser 44 ein weite¬ res Mal der Hochtemperaturdesinfektion 24 unterzogen werden und über den Umweg als Frischwasser 20'' durch den Wärmetauscher 11 zur Wassernutzungsvorrichtung 26 geleitet werden. Da das gereinigte Wasser an sich bereits nahezu keimfrei ist, kann es in verschiedenen Anwendungsfällen zweckmäßig sein, eine direkte Leitung, die in Figur 3 mit 44' gestrichelt dar¬ gestellt ist, zur Wassernutzungsvorrichtung 26 zu führen und dieses gereinigte Wasser 44 dort direkt wieder einzuspeisen. In diesem Fall könnte eine energetisch aufwändigere Hochtem- peraturdesinfektion entfallen. Since, depending on the embodiment of the Abwasseraufbereitungsvor- device 28 and after embodiment of Verdunsteroberflächen 34 or depending on the amount of waste water 2 'in a Verdampfungs- and condensation cycle, not the entire wastewater 2' can be evaporated, 12 are funnel in the evaporation ¬ device 26 is provided, in which the non-evaporated waste water 2 is collected, and is pumped by a pump 38 from the evaporator 12. The thus recovered wastewater 2 'is also passed through the condenser 15, it is in this case again heated by the heat of condensation and passed in a further cycle through the heat exchanger 11 and 10 back into the evaporation device 12. This corresponds to the indicated in Figure 2 arrow 30, which returns a return of the wastewater 2 for repeated iterative evaporation and condensation. Furthermore, there is still a line between see the condensation device 14 and the evaporation device 12, wherein air is exchanged by a fan 40 through an air balancing device 42 between these two devices 12, 14. A small portion of the waste water 2, which is the concentrated with salts and Tensi-, and can not be recycled by the described Vorrich ¬ processing is supplied as Restwas ¬ ser 32 of the sewage system. The purified water 44 can now be returned to the rinsing process or to the water utilization device 26. There are two alternatives for this. For extremely high demands, as far as the sterility is concerned, the purified water 44 can be subjected to a further measure of the high-temperature disinfection 24 and conducted via the detour as fresh water 20 "through the heat exchanger 11 to the water utilization device 26. Since the purified water is already virtually sterile in itself, it may be useful in various applications, a direct line, the broken lines in FIG 3 having 44 'is provided ¬, to lead to the water utilization device 26, and this purified water 44 feed directly back there. In this case, an energy-consuming high-temperature disinfection could be omitted.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Wiederaufbereitung eines säurehaltigen Abwassers (2) umfassend folgende Schritte: 1. A process for the recycling of an acidic wastewater (2) comprising the following steps:
Zugeben einer Base zum säurehaltigen Abwasser (2), wobei durch eine Neutralisationsreaktion ein Salz entsteht, das im Abwasser (2') gelöst ist, Adding a base to the acidic wastewater (2), wherein a salt is formed by a neutralization reaction, which is dissolved in the wastewater (2 '),
Einleiten des Abwassers (2') in einen Wärmetauschprozesses, wobei ein Wärmetauschmedium (4) eingesetzt wird, so dass das zu behandelnden Abwasser (2') auf eine Verdunstungstemperatur aufgeheizt wird, die zwischen 60° C und dem Siedepunkt des Abwassers (2') liegt und wobei das Abwasser (2') teilweise verdunstet und an einer Kondensationsvorrichtung (14) als gereinigtes Wasser (44) kondensiert wird, wobei ein mit dem Salz angereichertes Konzentrat zurück bleibt und das gerei¬ nigte Wasser (44) wiederum zu einem industriellen Prozess zugeführt wird. Introducing the waste water (2 ') into a heat exchange process, using a heat exchange medium (4), so that the waste water (2') to be treated is heated to an evaporation temperature which is between 60 ° C and the boiling point of the waste water (2 ') and wherein the waste water (2 ') is partly evaporated and to a condensing device (14) and purified water (44) is condensed with an enriched with the salt concentrate remains and returns the gerei ¬ nigte water (44) in turn to an industrial process is supplied.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmtauschmedium (4) im Kreislauf mit Abwärme aus einem zweiten thermischen Prozess (46) steht. 2. The method according to claim 1, characterized in that the heat exchange medium (4) is in circulation with waste heat from a second thermal process (46).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Frischwasser (20) für einen industriellen Prozess aufbe- reitet wird und dabei einer Temperaturbehandlung von über3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that fresh water (20) is prepared for an industrial process and thereby a temperature treatment of about
100° C unterzogen wird, wobei das Frischwasser (20') zur Vorheizung für die Temperaturbehandlung in thermischer Wechselwirkung mit der Kondensatorvorrichtung (14) steht. 100 ° C, wherein the fresh water (20 ') for preheating for the thermal treatment in thermal interaction with the condenser device (14).
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass Frischwasser (20') für einen industriellen Prozess aufbereitet wird und dabei einer Tempera¬ turbehandlung von über 100° C unterzogen wird, wobei dem temperaturbehandelten Frischwasser (20'') Wärme durch einen Wär- metauscher (11) entzogen wird, die wiederum dem Abwasser (2') zugefügt wird und die zur Aufheizung des Abwassers (2') auf die Verdunstungstemperatur beiträgt. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that fresh water (20 ') is prepared for an industrial process and is subjected to a tempera ¬ tur treatment of about 100 ° C, wherein the temperature-treated fresh water (20'') heat through a heat exchanger (11) is withdrawn, which in turn is added to the waste water (2 ') and contributes to the heating of the waste water (2') to the evaporation temperature.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass Frischwasser (20') für einen industriellen Prozess aufbereitet wird und dabei einer Tempera¬ turbehandlung von über 100° C unterzogen wird, wobei dem temperaturbehandelten Frischwasser (20'') Wärme durch einen Wär- metauscher entzogen wird, die wiederum zum Aufheizen des Frischwassers (20') vor der Temperaturbehandlung dient. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that fresh water (20 ') is prepared for an industrial process and thereby subjected to a temperature ¬ treatment of above 100 ° C, wherein the temperature-treated fresh water (20'') heat through a Heat exchanger is withdrawn, which in turn serves to heat the fresh water (20 ') before the temperature treatment.
6. Wasseraufbereitungsvorrichtung zur Wiederaufbereitung eines, eine Säure enthaltenden Abwassers (2), umfassend eine Neutralisationsvorrichtung (27) zur Neutralisation des Abwassers (2) sowie eine Abwasserauffangvorrichtung (28), dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmetauscher (10) zur Aufheizung des Abwassers (2') auf eine Verdunstungstemperatur zwischen 60° C und dem Siedepunkt des Abwassers (2'), sowie eine Ver- dampfungsvorrichtung (12) vorgesehen sind, wobei die Verdampfungsvorrichtung (12) zur teilweisen Verdunstung des aufgeheizten Abwassers (2') dient, wonach ein Kondensator (14) zur Kondensation des verdunsteten Abwassers (2'') angeordnet ist. 6. A water treatment device for the reprocessing of a wastewater containing acid (2), comprising a neutralizing device (27) for neutralizing the waste water (2) and a waste water collecting device (28), characterized in that a heat exchanger (10) for heating the waste water (2 ') to an evaporation temperature between 60 ° C and the boiling point of the waste water (2'), and an evaporation device (12) are provided, wherein the evaporation device (12) for partial evaporation of the heated waste water (2 ') is used, after which Condenser (14) for the condensation of the evaporated waste water (2 '') is arranged.
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