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Dokumentenidentifikation DE102005028646A1 15.02.2007
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Einstellung einer Zugabemenge von Flockungsmittel zu einer Suspension
Anmelder Meyer, Heinz F., 74392 Freudental, DE
Erfinder Meyer, Heinz, Dipl.-Ing., 74392 Freudental, DE;
Zgraja, Lothar, 55126 Mainz, DE
Vertreter Patentanwälte Eisele, Dr. Otten, Dr. Roth & Dr. Dobler, 88212 Ravensburg
DE-Anmeldedatum 20.06.2005
DE-Aktenzeichen 102005028646
Offenlegungstag 15.02.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.02.2007
IPC-Hauptklasse G05D 11/13(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B01D 37/03(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Es wird ein Verfahren zur Einstellung einer Zugabemenge von Flockungsmitteln zu einer Suspension für eine Flockungsbildung zur anschließenden Fest-Flüssig-Trennung der Suspension vorgeschlagen, wobei das Flockungsmittel in einem Zugabebereich vor der Fest-Flüssig-Trennung zu der Suspension zugegeben wird. Um die Einstellung der Zugabemenge von Flockungsmitteln zu einer Suspension effektiver und vergleichsweise einfacher zu gestalten, wird vorgeschlagen, dass in einem Förderabschnitt der Suspension vor der Fest-Flüssig-Trennung aus einem in Förderrichtung vor dem Zugabebereich gemessenen ersten Trübungsmesswert der Suspension und aus einem in Förderrichtung nach dem Zugabebereich gemessenen zweiten Trübungsmesswert der geflockten Suspension ein Relativwert ermittelt und als Kontrollgröße für die Einstellung der Zugabemenge des Flockungsmittels zur Suspension berücksichtigt wird. Außerdem wird eine Vorrichtung für das genannte Verfahren vorgeschlagen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 11.

Stand der Technik

In einer Vielzahl von technischen Prozessen spielt die Fest-Flüssig-Trennung von Suspensionen eine zentrale Rolle. Je nach Art der Flüssigkeits- bzw. Feststoffphase können unterschiedlich bevorzugte Trennverfahren zum Einsatz kommen. Um eine weitgehende und schnelle Fest-Flüssig-Trennung von Trüben bzw. Schlämmen zu ermöglichen, werden insbesondere Polyelektrolyte bzw. synthetische Flockungsmittel eingesetzt.

Durch die Zugabe bzw. Einmischung von Flockungsmittel in Form von wässrigen Gebrauchslösungen zu den zu behandelnden Suspensionen, werden z.B. die Feststoff-Mikropartikel zu größeren Makropartikeln geflockt, womit das geflockte Material sedimentier-, flotier- bzw. filtrationsfähig ist.

Flockungsmechanismen werden insbesondere auch zur Verbesserung des Entwässerungsverhaltens von Schlämmen aus Industrie und Kommunen für statische bzw. maschinelle Entwässerungsverfahren genutzt.

Üblicherweise wird mit Hilfe von zuvor durchgeführten Laboruntersuchungen ein für die jeweilige Suspension ermittelter Flockungsmittelbedarf für eine Grunddosierung des Flockungsmittels herangezogen. Durch in der Praxis in aller Regel auftretende zeitlich veränderliche Einflussgrößen führt eine konstante Einstellung der Flockungsmittel-Dosiermenge zu einer Über- bzw. Unterdosierung von Flockungsmittel in der Suspension, was technisch und wirtschaftlich nachteilig für die Fest-Flüssig-Trennung ist. Um unmittelbar und kontinuierlich die Flockungsmitteldosiermenge auf Art bzw. Menge der Suspension anzupassen, sind unterschiedliche Lösungen bekannt. Beispielsweise werden elektrische Ladungspotentiale der Feststoffpartikel in der Suspension gemessen und für die Abstimmung einer anzupassenden Flockungsmitteldosiermenge berücksichtigt.

Eine zeitliche Anpassung der Flockungsmitteldosierung mit z.B. sogenannten SCD-(Streaming-Current-Detector) Ladungsmessgeräten sind vergleichsweise aufwändig zu betreiben und zeigen nicht immer eine gewünschte Zuverlässigkeit und sind darüber hinaus relativ teuer.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung bereitzustellen, mit welcher die Einstellung einer Zugabemenge von Flockungsmittel zu einer Suspension effektiver und vergleichsweise einfacher möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 11 gelöst.

In den abhängigen Ansprüchen sind zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung aufgezeigt.

Die Erfindung geht zunächst aus von einem Verfahren zur Einstellung einer Zugabemenge von Flockungsmittel zu einer Suspension für eine Flockungsbildung zur anschließenden Fest-Flüssig-Trennung der Suspension, wobei das Flockungsmittel in einem Zugabebereich vor der Fest-Flüssig-Trennung zu der Suspension zugegeben wird. Der Kern der Erfindung liegt darin, dass in einem Förderabschnitt der Suspension vor der Fest-Flüssig-Trennung aus einem in Förderrichtung vor dem Zugabebereich gemessenen ersten Trübungswert der Suspension und aus einem in Förderrichtung nach dem Zugabebereich gemessenen zweiten Trübungsmesswert der geflockten Suspension ein Relativwert ermittelt und als Kontrollgröße für die Einstellung der Zugabemenge des Flockungsmittels zur Suspension berücksichtigt wird. Dieser Vorgehensweise liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Trübung von Suspensionen eine messtechnisch vergleichsweise gut beherrschbare Messgröße darstellt, welche relativ genau korreliert mit dem Flockungszustand der darin enthaltenen Feststoffpartikel. Des Weiteren sind Trübungsmesssonden vergleichsweise robuste und zuverlässige Messeinrichtungen, welche relativ problemlos an unterschiedlichsten Messstellen einsetzbar sind.

Erfindungsgemäß kann insbesondere ohne größeren Aufwand mit zwei Trübungsmesswerten gearbeitet werden, wobei ein erster Trübungsmesswert den Zustand der ungeflockten Suspension bzw. deren Zustand vor Zugabe des betreffenden Flockungsmittels beschreibt und aus dem die wichtigsten für die Flockung relevanten und großteils variablen Einflussgrößen der Suspension ableitbar sind. Beispielsweise kann mit dem ersten vor dem Zugabebereich des Flockungsmittels gemessenen Trübungsmesswert mit Hilfe von zuvor ermittelten Werten ein entsprechender Feststoffgehalt der Suspension bestimmt und mit diesem Wert eine Feststofffracht für einen bekannten Volumenstrom der Suspension ermittelt werden.

Erfindungsgemäß wird mit dem zweiten Trübungsmesswert die Trübung der mit dem Flockungsmittel geflockten Suspension erfasst, was insbesondere an besonders geeigneter ausgewählter Stelle nach Einmischung des Flockungsmittels erfolgt. Die Trübungsmessung der geflockten Suspension kann zeitgleich bzw. mit ggf. geringem Zeitversatz zur Trübungsmessung der ungeflockten Suspension erfolgen. Damit lässt sich ein Messwertpaar aus zwei Trübungsmessungen sozusagen als Momentanaufnahme einer Flockungswirkung durch Flockungsmittelzugabe erstellen. Mit dem Relativwert aus dem ersten und dem zweiten Trübungsmesswert kann somit unmittelbar die Flockungsbildung beurteilt und für eine Kontrolle bzw. Nachjustierung der Einstellung der Zugabemenge des Flockungsmittels zur Suspension herangezogen werden. Vorteilhafterweise kann durch die Nutzung des Relativwertes der Trübungsmesswerte insbesondere eine nachteilige Beeinflussung der Kontrollgröße für die Einstellung der Flockmittelzugabemenge durch sich zeitlich verändernde Einflussfaktoren eliminiert bzw. minimiert werden. Damit lassen sich eine Reihe von Einflussgrößen, welche andernfalls z.B. mit einer Absolutwertmessung verfälschend in die Kontrolle der Flockmitteldosiermenge eingehen würde, gänzlich ausschalten bzw. deren Einfluss ausschalten.

Insbesondere können mit der Zeit auf die Messsonden bzw. Trübungsmesseinheiten sich gleichermaßen auswirkende Sondenfehler die Einstellung der Flockmittelzugabemenge nahezu nicht negativ beeinflussen.

Prinzipiell kann die Einstellung der Flockungsmitteldosiermenge mit Hilfe der Trübungsmessung auch dann zuverlässig funktionieren, wenn vorgeschaltete Verfahrensschritte vorgesehen sind. Beispielsweise kann die Suspension vor der mit der Trübungsmessung eingestellten Flockungsmitteldosierung auf geeignete Art und Weise bzw. an entsprechender Stelle vorkonditioniert bzw. gezielt behandelt werden. Insbesondere kann z.B. bei relativ hohen Konzentrationen an gelöstem CSB (Chemischer Sauerstoffbedarf) in der Suspension eine Fällung mit einem Fällungsmittel erfolgen, womit eine besonders effektive CSB-Reduzierung erreichbar ist, insbesondere in Kombination mit einer anschließenden Flockung mit Flockungshilfsmittel und Fest-Flüssig-Trennung. Dabei können die durch Fällung z.B. mit Fällmittel ausgefällten Stoffe, welche für den CSB-Wert maßgeblich verantwortlich sind, als Flocke ausgefällt werden. Diese Fällungsprodukte werden an der durch die anschließende Flockungsmittelflockung gebildeten Makroflocke anhaftend bei der darauf folgenden Fest-Flüssig-Trennung aus der Suspension effektiv mitentfernt. Damit kann zum Beispiel in der Zellstoffindustrie bzw. in der chemischen Industrie eine CSB-Reduzierung von z.B. ca. 50 % erreicht werden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Relativwert aus der Differenzbildung des ersten und des zweiten Trübungsmesswertes ermittelt wird. In der Regel wird der erste Trübungsmesswert der ungeflockten Suspension beispielsweise aus fein verteilten kolloiden Partikeln einen im Vergleich zum zweiten Trübungsmesswert der Suspension mit Makroflocken deutlich höheren Absolutwert der Trübung liefern, womit durch Differenzbildung des ersten und des zweiten Trübungsmesswertes die Kontrollgröße schnell und aussagekräftig gebildet werden kann.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Zugabemenge des Flockungsmittels zur Suspension mit einer Regelung derart erfolgt, dass die Differenz aus dem ersten und dem zweiten Trübungsmesswert auf einen Maximalwert geregelt wird. Damit kann ein optimaler Arbeitspunkt im Maximum des Differenzwertes gefahren werden. Bis zum optimalen Arbeitspunkt wird ausgehend von der ungeflockten Suspension mit steigender Flockmitteldosiermenge der zweite Trübungsmesswert mit der Zeit absinken, da insbesondere weniger Messlichtstrahlen von ungeflockten Partikeln absorbiert bzw. reflektiert werden. Wird über einen optimalen Arbeitspunkt hinaus weiter Flockungsmittel zugegeben, wird dieses nicht für die Flockung genutzte überschüssige Flockungsmittel die Trübung in der Regel wieder erhöhen. Damit lässt sich durch die Differenzbildung der beiden Trübungsmesswerte das Maximum der Differenz als Kontrollgröße für die Einstellung der Zugabemenge des Flockungsmittels zur Suspension in idealer Weise nutzen. Sowohl eine Unter- als auch eine Überdosierung mit Flockungsmitteln kann damit effektiv vermieden werden, was für eine optimale Fest-Flüssig-Trennung der Suspension notwendig ist. Insbesondere überschüssiges Flockungsmittel kann im an die Flockung anschließenden Trennprozess diesen nachteilig beeinflussen, z.B. durch Verkleben bzw. Verstopfen von Filterflächen, Filtergeweben, Filtersiebe, Leitungen und dergleichen, was bis zu einem völligen Versagen der Fest-Flüssig-Trennung führen kann. Bei Unterdosierung kann durch ungeflockte Partikel eine Zusetzung von Filterflächen und dergleichen beobachtet werden.

Außerdem wird ein teurer Mehrverbrauch von Flockungsmittel ebenfalls vermieden.

Die Regelung zur Einstellung der Dosiermenge an Flockungsmittel kann beispielsweise mit einer Istwert-Sollwert-Regelung, mit iterativen Verfahren, mit Hilfe einer hinterlegten Funktion unter Berücksichtigung von Trübungswerten und Flockungsmitteldosierung bzw. mit anderen bekannten Regelstrategien erfolgen.

Vorteilhafterweise wird der in Förderrichtung vor dem Zugabebereich gemessene erste Trübungsmesswert der Suspension zur Bestimmung einer Feststoffmenge der Suspension herangezogen. Damit kann die Trübungsmesseinheit zur Trübungsmessung der ungeflockten Suspension sowohl zur Ermittlung der Kontrollgröße für die Einstellung der Flockungsmittelzugabemenge und darüber hinaus zur Bestimmung der Feststoffmenge bzw. -konzentration genutzt werden, welche für die Fest-Flüssig-Trennung eine besonders relevante Größe darstellt. Mit der Doppelfunktion der ersten Trübungsmessung lässt sich das Verfahren insgesamt einfacher und vergleichsweise preisgünstig realisieren. Vorteilhafterweise kann die Feststoffkonzentration online gemessen und z.B. bei entsprechenden stärkeren Veränderungen unmittelbar eine Anpassung einer Grunddosiermenge von Flockungsmittel vorgenommen werden.

Besonders zweckmäßig ist es, dass die Zugabemenge des Flockungsmittels zur Suspension mit einer automatischen Regelung des Relativwertes eingestellt wird. Mit einer automatischen Regelung kann das Gesamtverfahren auf unterschiedliche Einflussgrößen entsprechend gewichtet ablaufen.

Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Zugabemenge des Flockungsmittels zur Suspension mit einer Mehrgrößenregelung unter Berücksichtigung des Relativwertes aus den Trübungsmesswerten eingestellt wird. Mit einer Mehrgrößenregelung können neben der Trübung weitere für die Fest-Flüssig-Trennung relevanten Prozessparameter für eine Optimierung der Zugabemenge des Flockungsmittels herangezogen werden. Als weitere Regelgrößen sind beispielsweise der Volumenstrom der Suspension, die Feststoffkonzentration der Suspension, aber auch Temperatur, pH-Wert, gelöster (DOC) bzw. gesamter organischer Kohlenstoff (TOC) und weitere Prozessgrößen zu nennen.

Weiter ist es besonders vorteilhaft, dass die Trübungsmesswerte jeweils mit einem Trübungsmesssensor gemessen werden, der eine Lichtsendeeinheit und eine Lichtempfangseinheit umfasst. Die Trübungsmesswerte können bei entsprechender Geräteauswahl des Trübungsmesssensors insbesondere sowohl Absorptions- als auch Reflexionsvorgänge bei der Durchstrahlung des Probevolumens mit dem Messlicht berücksichtigen. Somit kann eine zuverlässige Trübungsmessung erreicht werden. Besonders zuverlässig sind insbesondere Trübungsmesseinheiten auf Basis eines sogenannten Vierstrahl-Wechsellicht-Verfahrens. Damit können Partikelkonzentrationen in Flüssigkeit optisch besonders zuverlässig gemessen werden. Mit Hilfe des Vierstrahl-Wechsellicht-Verfahrens kann der Einfluss von Verschmutzungen von Messrelevanten Bereichen der Lichtsende- und Lichtempfangseinheit minimiert werden. Dies ist insbesondere bei vergleichsweise gut an Feststoffoberflächen anhaftenden Partikeln vorteilhaft.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Lichtsendeeinheit insbesondere mit einem Licht mit einer ausgewählten Wellenlänge von > ca. 900 nm betrieben wird. In diesem Wellenlängenbereich oberhalb einer Wellenlänge des nahen Infrarotbereichs kann die Störlichtunempfindlichkeit der Trübungsmessung insbesondere durch den Einfluss des sichtbaren Lichtes deutlich erhöht werden. Außerdem kann insbesondere auf andernfalls notwendige Abschirmmaßnahmen gegenüber Tageslicht verzichtet werden.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Einstellung der Zugabemenge des Flockungsmittels auf eine Fest-Flüssig-Trennung mittels einer Flockungsfiltration abgestimmt wird. So kann für Flockungsfiltrationsanlagen die Einstellung der Zugabemenge des Flockungsmittels wie oben erläutert vorteilhaft durchgeführt werden. Die Flockungsfiltration stellt ein Trennverfahren dar, welches in unterschiedlichsten Anwendungsgebieten zur Fest-Flüssig-Trennung von Suspensionen zum Teil unter Anwendung von Vakuum bevorzugt eingesetzt wird.

Außerdem geht die Erfindung von einer Vorrichtung mit einer Kontrolleinheit zur Einstellung einer Zugabemenge von Flockungsmitteln zu einer Suspension für eine Flockungsbildung zur anschließenden Fest-Flüssig-Trennung der Suspension aus, wobei das Flockungsmittel in einem Zugabeabschnitt zugegeben wird und die Vorrichtung insbesondere auf eines der oben genannten Verfahren abgestimmt ist. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass ein erster Trübungssensor zur Messung eines ersten Trübungsmesswertes der Suspension in Förderrichtung vor dem Zugabeabschnitt und zweiter Trübungssensor zur Messung eines zweiten Trübungsmesswertes der Suspension in Förderrichtung nach dem Zugabeabschnitt vorgesehen ist.

Figurenbeschreibung:

Anhand der einzigen Figur wird die Erfindung unter Angabe weiterer Vorteile näher erläutert.

1 zeigt stark schematisch in Form eines Fließbildschemas einen Ausschnitt einer Anordnung zur Fest-Flüssig-Trennung einer Suspension.

Das Fließbildschema zeigt eine Anordnung zur Filtration einer Suspension, beispielsweise eines Schleifwassers, welches beim Schleifen von Materialoberflächen z.B. von Glas und dergleichen anfällt. Das Schleifwasser wird über eine Leitung 1 einer maschinellen Trenneinheit zugeführt, die hier beispielsweise als Vakuum-Filtrationseinheit 2 ausgebildet ist, wobei alternativ oder zusätzlich auch jede andere Eindick- bzw. Entwässerungseinheit einsetzbar ist. Als weitere wesentliche Bestandteile des in 1 dargestellten Anlagenausschnitts ist eine Kontrolleinheit 3 und eine Anlage zur Flockungsmittelaufbereitung 4 vorgesehen. Die Flockungsmittelaufbereitung 4, die hier nicht näher beschrieben wird, stellt eine geeignete Gebrauchslösung eines Flockungsmittels, z.B. eines Polyelektrolyten für die Einmischung in die zu filternde Suspension bereit. Die Kontrolleinheit 3 kann beispielsweise eine Steuerung bzw. eine rechnergestützte Regelung umfassen. Entlang der Leitung 1 ist außerdem eine Durchflussmessung 5 vorgesehen, welche in der Regel kontinuierlich den durch die Leitung 1 durchfließenden Volumenstrom der Suspension ermittelt, beispielsweise mit einem sogenannten IDM. In Fließrichtung der Suspension nach der Durchflussmessung 5 befindet sich ein Zugabeabschnitt für die Zugabe der Gebrauchslösung des Flockungsmittels. Hierzu können eine Vielzahl von unterschiedlichen Dosierverfahren bzw. Einmischvorrichtungen eingesetzt werden, beispielsweise in Form eines Flügelrührers. Durch eine nicht näher spezifizierte Einmischvorrichtung 6 wird das in der Flockungsmittelaufbereitung 4 bevorratete Flockungsmittel mit Hilfe einer Flockungsmittelpumpe 7 zur Suspension zugeführt und dort mit einer entsprechenden Vorrichtung eingemischt. Die Menge bzw. der Volumenstrom des der Suspension zugeführten Flockungsmittels, wird mittels der Kontrolleinheit 3 bestimmt, indem diese die Flockungsmittelpumpe 7 über eine Kontrollleitung 21 kontrolliert bzw. deren Förderleistung regelt.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird mit der Kontrolleinheit 3 eine Regelung der Dosiermenge an Flockungsmittel zur Suspension realisiert. Hierzu werden von der Kontrolleinheit 3 verschiedene Prozessgrößen aufgenommen und verarbeitet und für die Prozessregelung bereitgestellt. Mittels einer Leitung 8 wird der Kontrolleinheit 3 insbesondere kontinuierlich der durch die Leitung 1 durchtretende Volumenstrom der Suspension zur Verfügung gestellt.

Der Kern der Regelung der Flockungsmittelmenge zur Suspension wird durch eine erste Trübungsmesseinheit 9 in Fließrichtung der Suspension vor der Durchflussmessung 5 und durch eine zweite Trübungsmesseinheit 10 in Fließrichtung der Suspension nach der Einmischvorrichtung 6 verwirklicht. Für einen ersten Trübungsmesswert, welcher durch die erste Trübungsmesseinheit 9 gemessen wird, wird über eine Abzweigleitung 11 eine Probe der ungeflockten Suspension entnommen und einer Trübungsmessung unterzogen. Der dabei ermittelte erste Trübungsmesswert wird über eine Leitung 12 der Kontrolleinheit 3 zugeführt. Nach der Trübungsmessung wird die in der ersten Trübungsmesseinheit beurteilte Probe über eine Ablaufleitung 13 abgeführt, beispielsweise zurück in eine Suspensionsvorlage.

Auf prinzipiell gleiche Weise wird über eine weitere Abzweigleitung 14 eine Probe der geflockten Suspension an einer Entnahmestelle 15 der Leitung 1 entnommen und der zweiten Trübungsmesseinheit 10 zugeführt. Der dabei erhaltene zweite Trübungsmesswert wird über eine Leitung 16 ebenfalls der Kontrolleinheit 3 zugeführt. Nach der Trübungsmessung der geflockten Probe wird diese über eine Ablaufleitung 17 der Vakuum-Filtrationseinheit 2 oder beispielsweise zurück in die Suspensionsvorlage abgeführt. Für eine repräsentative Beurteilung der geflockten Suspension mit der Trübungsmessung kann insbesondere die Entnahmestelle 15 grundsätzlich an jeder geeigneten Stelle in der Leitung 1 zwischen der Einmischvorrichtung 6 und der Vakuum-Filtrationseinheit 2 vorgesehen werden.

Die Abzweigleitungen 11 bzw. 14 und die Ablaufleitungen 13 bzw. 17 sind jeweils mit Absperrventilen 18 versehen.

Mit der Vakuum-Filtrationseinheit 2, hier eine Vakuum-Bandfilteranlage, wird das geflockte Material der Suspension in zwei Teilströme getrennt. Mit einer Förderleitung 19 wird der erhaltene Schlamm abgeführt, beispielsweise die abgefilterten Glasschleifpartikel, und mit einer Abführleitung 20 das bei der Fest-Flüssig-Trennung erhaltene Filtrat, beispielsweise Klarwasser, zurück zum Schleifprozess oder zu einer Entsorgungsleitung wegbefördert.

Zur Regelung der optimalen Dosiermenge von Flockungsmittel in die Suspension, wird als Regelgröße ein Relativwert aus dem ersten und dem zweiten gemessenen Trübungsmesswert herangezogen. Beispielsweise kann mit Hilfe einer Differenzbildung der beiden Trübungsmesswerte ein Maximum der Differenz aus den beiden Trübungsmesswerten eingeregelt werden. Der mit der ersten Trübungsmesseinheit 9 ermittelte Trübungswert liegt deutlich höher in seinem Absolutwert als der mit der zweiten Trübungsmesseinheit 10 gemessene zweite Trübungsmesswert. Denn die Trübung der ungeflockten Suspension, welche vor der Einmischvorrichtung 6 entnommen wird, ist durch Reflexions- bzw. Absorptionsvorgänge mit dem Messlicht entsprechend relativ hoch. Die Trübung und damit der Trübungsmesswert korreliert dabei mit der Art bzw. Anzahl der fein verteilten Partikel in der ungeflockten Suspension.

Der zweite Trübungsmesswert, der aus dem geflockten Material erhalten wird, ist durch die mit dem Flockungsmittel erreichten Makroflockung entsprechend deutlich niedriger verglichen mit dem ersten Trübungsmesswert.

Als Trübungsmesseinheit 9, 10 kommt beispielsweise insbesondere eine Messeinheit in Frage, welche im Bereich > 900 nm im Infrarot-Wellenlängenbereich arbeitet. Durch diesen Wellenlängenbereich oberhalb des nahen Infrarotlichtes, kann vorteilhafterweise der Einfluss von Störlicht bzw. von Farbeinflüssen durch eine gefärbte Suspension vermieden bzw. minimiert werden. Insbesondere kann eine relativ hohe Störlicht-Unempfindlichkeit gegenüber Tageslicht bzw. sichtbarem Licht erreicht werden.

Die Trübungsmesseinheiten 9, 10 können beispielsweise nach dem sogenannten Vierstrahl-Wechsellichtverfahren betrieben werden, was besonders unempfindlich gegen Verschmutzungen der Messanordnung der Trübungsmesseinheiten ist.

Mit der gezeigten Anordnung ist es insbesondere möglich, schnell und unmittelbar auf sich ändernde Systemzustände insbesondere im Hinblick auf die Suspension bzw. deren Flockung zu reagieren. Insbesondere kann die erste Trübungsmesseinheit 9 zusätzlich zur Relativwertbildung noch zur Ermittlung einer Feststofffracht der Suspension herangezogen werden, womit schnell und unmittelbar auf sich ändernde Feststofffrachten im Hinblick auf die optimale Flockmitteldosiermenge reagiert werden kann.

Insbesondere kann mit der gezeigten Regelung eine Über- bzw. Unterflockung der Suspension nahezu ausgeschlossen werden, womit die Fest-Flüssig-Trennung besonders effektiv und störungsfrei abläuft. Die Kontrolleinheit 3 kann beispielsweise rechnergestützt neben der Trübungsmessung bzw. Feststofffracht weitere Einflussgrößen für die Ermittlung der Flockungsmitteldosiermenge verarbeiten.

Prinzipiell ist es auch denkbar, dass unterschiedliche Flockungsmittel bzw. Polyelektrolyte für die Dosierung wahlweise einsetzbar sind, insbesondere im Hinblick auf die Mohlmasse bzw. die Ladung des Flockungsmittels.

Die in 1 gezeigte schematische Fließbilddarstellung, in der nur Teile des gesamten Fließbilds dargestellt sind, ist auch für andere Anwendungsfälle prinzipiell gültig,. Beispielsweise können neben Suspensionen mit wässriger Flüssigphase auch Suspensionen behandelt werden, welche Emulsionen als Flüssigphase aufweisen. Beispielsweise kann mit diesem System eine effektive Fest-Flüssig-Trennung von mit Partikeln verschmutzten Kühlschmiermitteln mit optimalem Ergebnis erreicht werden.

1
Leitung
2
Vakuum-Filtrationseinheit
3
Kontrolleinheit
4
Flockungsmittelaufbereitung
5
Durchflussmessung
6
Einmischvorrichtung
7
Flockungsmittelpumpe
8
Leitung
9
Trübungsmesseinheit
10
Trübungsmesseinheit
11
Abzweigleitung
12
Leitung
13
Ablaufleitung
14
Abzweigleitung
15
Entnahmestelle
16
Leitung
17
Ablaufleitung
18
Absperrventil
19
Förderleitung
20
Abführleitung
21
Kontrollleitung


Anspruch[de]
Verfahren zur Einstellung einer Zugabemenge von Flockungsmittel zu einer Suspension für eine Flockungsbildung zur anschließenden Fest-Flüssig-Trennung der Suspension, wobei das Flockungsmittel in einem Zugabebereich vor der Fest-Flüssig-Trennung zu der Suspension zugegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Förderabschnitt der Suspension vor der Fest-Flüssig-Trennung aus einem in Förderrichtung vor dem Zugabebereich gemessenen ersten Trübungsmesswert der Suspension und aus einem in Förderrichtung nach dem Zugabebereich gemessenen zweiten Trübungsmesswert der geflockten Suspension ein Relativwert ermittelt und als Kontrollgröße für die Einstellung der Zugabemenge des Flockungsmittels zur Suspension berücksichtigt wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Relativwert aus der Differenzbildung des ersten und des zweiten Trübungsmesswertes ermittelt wird. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabemenge des Flockungsmittels zur Suspension mit einer Regelung derart erfolgt, dass die Differenz aus dem ersten und dem zweiten Trübungsmesswert auf einen Maximalwert geregelt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in Förderrichtung vor dem Zugabebereich gemessene erste Trübungsmesswert zur Bestimmung einer Feststoffmenge der Suspension herangezogen wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabemenge des Flockungsmittels zur Suspension mit einer automatischen Regelung des Relativwertes eingestellt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabemenge des Flockungsmittels zur Suspension mit einer Mehrgrößenregelung unter Berücksichtigung des Relativwertes aus den Trübungsmesswerten eingestellt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trübungsmesswerte jeweils mit einem Trübungsmesssensor gemessen werden, der eine Lichtsendeeinheit und eine Lichtempfangseinheit umfasst. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtsendeeinheit insbesondere mit einem Licht mit einer ausgewählten Wellenlänge von größer ca. 900 nm betrieben wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Zugabemenge des Flockungsmittels auf eine Fest-Flüssig-Trennung mittels einer Flockungsfiltration abgestimmt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Zugabemenge des Flockungsmittels auf eine Fest-Flüssig-Trennung einer emulsionshaltigen Suspension abgestimmt wird. Vorrichtung zur Einstellung einer Zugabemenge von Flockungsmittel zu einer Suspension für eine Flockungsbildung zur anschließenden Fest-Flüssig-Trennung der Suspension, wobei das Flockungsmittel in einem Zugabeabschnitt (6) zugegeben wird, insbesondere für ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Trübungssensor (9) zur Messung eines ersten Trübungsmesswertes der Suspension in Förderrichtung vor dem Zugabeabschnitt (6) und ein zweiter Trübungssensor (10) zur Messung eines zweiten Trübungsmesswertes der Suspension in Förderrichtung nach dem Zugabeabschnitt (6) vorgesehen ist.






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