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Kontinuierlicher Gegenstrom-Adsorber

Hochleistungsadsorbenzien im kontinuierlichen Prozess als nachhaltige Alternative für die vierte Reinigungsstufe

| Autor / Redakteur: Jan Raiser, Charlotte Fischer* / Manja Wühr

Vom Konzept zur Pilotanlage

In einem gemeinschaftlichen, geförderten Projekt wollen Blücher und das Institut für Energie- und Umwelttechnik (IUTA) in Duisburg dieses Verfahren zur kosten- und energieeffizienten Spurenstoffelimination als Pilotanlage entwickeln. Die Adsorptionseinheit und die Regeneriereinheit werden zunächst einzeln entwickelt und in Betrieb genommen. Danach wird der Betrieb der Gesamtanlage fokussiert, um damit die adsorptive Wirksamkeit zu testen. Der geplante Versuchsaufbau besteht im Wesentlichen aus der Adsorptionskolonne, dem Adsorbenzienaustrag, der Regenerierung und der Benetzungseinheit.

Als Ausgangspunkt war zunächst nur die Adsorptionskolonne selbst vorhanden, welche in einem ersten Schritt modifiziert wurde. Die ursprüngliche Edelstahlkolonne wurde durch eine Kolonne mit einem größeren Durchmesser ersetzt, um die Scherkräfte zwischen den einzelnen Partikeln und an der Behälterwand zu reduzieren. Außerdem ist die modifizierte Kolonne transparent aus PVC gebaut, um die Vorgänge im Inneren sichtbar zu machen. Auch die weiteren Anlagenteile werden in den wesentlichen Bauteilen transparent ausgeführt. Um das Rohwasser gleichmäßig über den Querschnitt zu verteilen, wurde ein Düsenboden am unteren Kolonnenende installiert. Im oberen Teil des KGA wurde eine Rückhaltevorrichtung für die Adsorbenzien eingebaut, durch die das Filtrat austreten kann. Die Entnahme beladener Adsorbenzien wurde durch eine Lufthebepumpe (Mammutpumpe) bewerkstelligt, die zentrisch in der Kolonne eingebaut ist. Unten wird die gleiche Teilmenge beladener Adsorbenzien abgezogen, die oben in Form regenerierter Adsorbenzien zugeführt werden soll. Außerdem wurde ein wanderndes Festbett in der Kolonne realisiert und so ein gleichmäßiger und kontinuierlicher Adsorbenzieneintrag und -austrag ermöglicht.

Derzeit wird eine Benetzungseinheit oberhalb der Kolonne in­stalliert, um die regenerierten, trockenen Adsorbenzien vor der Rückführung in die Kolonne zu benetzen und zu entgasen. Der Eintrag erfolgt über die Gewichtskraft. Die Adsorptionseinheit teilt sich somit auf in Adsorptions- und Benetzungszone und der KGA als solcher ist voll funktionsfähig.

Bevor die beladenen Adsorbenzien in die Regenerierung geleitet werden, muss das anhaftende Wasser abgetrennt werden. Den erforderlichen Grad der Entwässerung erzielt ein Bogensieb. Im nächsten Schritt werden die entwässerten Adsorbenzien getrocknet. Dafür wurde ein Wirbelschichttrockner ausgewählt, da dieser einen hohen Wärme- und Stoffaustausch, geringe Belastungen der Adsorbenzien, einen hohen Wirkungsgrad sowie den kontinuierlichen Betrieb bei geringen Volumina ermöglicht. Der Wirbelschichttrockner wurde speziell für die Pilotanlage angefertigt und wird zurzeit in Betrieb genommen.

In einem nächsten Schritt ist die Regeneriereinheit mit Trockner und Drehrohrofen vollständig aufzubauen, in Betrieb zu nehmen und in die Gesamtanlage zu integrieren. Die einzelnen Anlagenmodule sind so aufeinander abzustimmen, dass die Gesamtanlage Adsorption und Regenerierung mit einer minimalen Menge an Adsorbenzien im geschlossenen Kreislauf vor Ort bewerkstelligt und einen stabilen Prozess garantiert.

* J. Raiser und Ch. Fischer sind Project Engineer Industry Business Development bei Blücher, Erkrath.

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