DE4118088A1 - Verfahren zur kontinuierlichen entfernung von inhaltsstoffen aus einer fluessigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Ent­ fernung von in geringer Konzentration vorhandenen Inhaltsstof­ fen aus einer Flüssigkeit in einer insbesondere nach dem Ad­ sorptionsprinzip arbeitenden Aufbereitungsstufe.

Zur Entfernung von Inhaltsstoffen aus Flüssigkeiten sind zahl­ reiche Aufbereitungsverfahren bekannt. Als wichtigste können hier die Sentimentation, die Filtration und die Adsorption genannt werden. Nachteilig ist bei diesen Verfahren anzusehen, daß ihre Effektivität bei geringer Konzentration der zu ent­ fernenden Inhaltsstoffe gering ist. Es sind weiterhin Verfah­ ren wie Umkehrosmose, Elektrodialyse und Ultrafiltration zur Entfernung von Inhaltsstoffen aus Flüssigkeiten bekannt. Diese Verfahren sind aber für viele Anwendungsfälle nicht genügend selektiv, so daß neben den zu entfernenden Inhaltsstoffen auch andere Inhaltsstoffe abgetrennt werden, deren Abtrennung un­ erwünscht ist. So wird beispielsweise bei der Wasseraufberei­ tung in Umkehrosmose- oder Elektrodialyseanlagen zur Entfer­ nung von Störstoffen auch die Mineralstoffzusammensetzung des Wassers sehr stark geändert. Ein Nachteil der genannten Trenn­ verfahren liegt häufig auch in der schwierigen Entsorgung des anfallenden Konzentratstroms.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art hinsichtlich seiner Effektivität und Wirtschaftlichkeit zu verbessern.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Flüssigkeit vor dem Eintritt in die Aufbereitungsstufe in einer Trennstufe durch Umkehrosmose, Elektrodialyse oder Ul­ trafiltration in ein an Inhaltsstoffen angereichertes Konzen­ trat und ein gereinigtes Permeat getrennt wird und daß das Konzentrat in der Aufbereitungsstufe aufbereitet und das Per­ meat unter Umgehung der Aufbereitungsstufe dem aufbereiteten Konzentrat zugemischt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß nur ein Teil des aufzubereitenden Flüssigkeitstroms in die Aufberei­ tungsstufe gelangt, wodurch der Aufwand zur selektiven Entfer­ nung bestimmter Inhaltsstoffe aus der Flüssigkeit reduziert wird. Weiterhin ist von Vorteil, daß die zu entfernenden In­ haltsstoffe in dem der Aufbereitungsstufe zugeführten Konzen­ trat in erheblicher höherer Konzentration vorliegen als in der aufzubereitenden Flüssigkeit. Hierdurch wird die Effektivität der Aufbereitungsstufe gesteigert. So kann beispielsweise der Einsatz von Adsorbermaterial bei einer Aufkonzentrierung des zu adsorbierenden Inhaltsstoffs stark verringert werden und der durch die Adsorptionsstufe geleitete Flüssigkeitsstrom bis auf 10% des eingangs zugeführten Flüssigkeitsstroms reduziert werden.

Wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Trinkwasseraufberei­ tung eingesetzt, wobei dem aufzubereitenden Rohwasser in der Aufbereitungsstufe bestimmte Störstoffe entzogen werden, so ergibt sich weiterhin der Vorteil, daß die Mineralstoffzusam­ mensetzung des Reinwassers weitgehend unverändert bleiben kann. Hierbei ist vor allem die Aufbereitung des Konzentrat­ stroms durch Adsorption besonders geeignet, da Adsorbermate­ rialien die natürliche Zusammensetzung der Wasserinhaltsstoffe nur spezifisch ändern. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich auch die Beladung von Adsorbenzien in der Aufberei­ tungsstufe um ein Vielfaches steigern, so daß die Regenera­ tions- oder Anschaffungskosten für das Adsorptionsmaterial vermindert werden. Besonders bei der Entfernung von Spuren­ stoffen, wie Pestiziden, Chlorkohlenwasserstoffen oder Schwer­ metallen, in der Trinkwasseraufbereitung lassen sich bisher keine ausreichenden Beladungen auf Adsorbermaterialien erzie­ len. Durch die Aufkonzentrierung der Spurenstoffe nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird diesem Nachteil begegnet.

Den beschriebenen Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens steht zwar der Nachteil eines weiteren Verfahrensschritts ge­ genüber. Dieser Nachteil wird aber durch die Verringerung des Aufwands für die Aufbereitungsstufe und die Verbesserung der Leistung aufgewogen. Auch lassen neuere Entwicklungen im Be­ reich der Niederdruck-Membranen den Energieverbrauch für den notwendigen Druckaufbau in der Trennstufe geringer werden.

Erfindungsgemäß kann weiterhin vorgesehen sein, daß in einer Vorbehandlungsstufe die der Trennstufe zugeführte Flüssigkeit vorbehandelt wird. Ferner kann die gemischte Flüssigkeit aus Aufbereitungsstufe und Trennstufe einer Nachbehandlung unter­ zogen werden. Bevorzugte Adsorbenzien für die Aufbereitungs­ stufe sind Aktivkohle oder Aktivtonerde.

Eine bevorzugte Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Blockfließ­ bilds im folgenden näher erläutert.

Das Blockfließbild zeigt eine Anlage zur Aufbereitung von Trinkwasser. Das bei 1 zugeführte Rohwasser wird nach einer Vorbehandlung in einer Vorbehandlungsstufe 2 einer Trennstufe 3 zugeführt, die nach dem Prinzip der Umkehrosmose arbeitet, wobei ein großer Teil des Wassers (80-90%) unter Druck Membranen als Permeat 4 passiert, während ein kleinerer Teil des Rohwassers und die darin aufkonzentrierten Inhaltsstoffe als Konzentrat von den Membranen zurückgehalten wird. Das Kon­ zentrat 5 wird einer Aufbereitungsstufe 6 zugeführt, in der mit Hilfe von Adsorbermaterial aufkonzentrierte Schadstoffe, wie CKW′s, Pestizide, Schwermetalle, adsorbiert werden, wäh­ rend die Mineralstoffe die Aufbereitungsstufe 6 passieren. Das aufbereitete Konzentrat 7 und das Permeat 4 werden wieder ver­ einigt und in einer Nachbehandlungsstufe 8 nachbehandelt. Bei 9 wird das Reinwasser aus der Nachbehandlungsstufe abgeführt.

Bei dem beschriebenen Verfahren ist der Wasserverlust gering und die Mineralstoffzusammensetzung des Wassers bleibt weitge­ hend unverändert. Die Ausnutzung der Adsorberkapazität der Adsorbermaterialien ist hoch.

Claims (4)

1. Verfahren zur kontinuierlichen Entfernung von in geringer Konzentration vorhandenen Inhaltsstoffen aus einer Flüssig­ keit in einer insbesondere nach dem Adsorptionsprinzip ar­ beitenden Aufbereitungsstufe, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit vor dem Eintritt in die Aufbereitungsstufe in einer Trennstufe durch Umkehrosmose, Elektrodialyse oder Ultrafiltration in ein an Inhaltsstoffen angereichertes Konzentrat und ein gereinigtes Permeat getrennt wird, daß das Konzentrat in der Aufbereitungsstufe aufbereitet und das Permeat unter Umgehung der Aufbereitungsstufe dem auf­ bereiteten Konzentrat zugemischt wird.

2. Verfahren nach Einspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Vorbehandlungsstufe die der Trennstufe zugeführte Flüssigkeit vorbehandelt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die gemischte Flüssigkeit aus Aufberei­ tungsstufe und Trennstufe einer Nachbehandlung unterzogen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Aufbereitungsstufe Aktivkohle oder Aktiv­ tonerde als Adsorbermaterial enthält.