CH688332A5 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten von Filtern. - Google Patents

Description

  
 



  Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbereiten von Filtern, die Schadstoffe, insbesondere in Form von Schwermetallen, enthalten, gemäss Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 7. 



  In zahlreichen Gebieten der Technik werden Filter eingesetzt, um aus Gasen oder Flüssigkeiten Schabstoffe abzufiltrieren. 



  Eine grosse Gruppe dieser Filter stellen mechanische Filter dar, die der Luft- und Gasreinigung dienen. Sie werden insbesondere in Form kompakter Filterkassetten verwendet und können - je nach Grösse der abzuscheidenden Staubpartikel - Wirkungsgrade von über 99% erreichen, wobei selbst Staubpartikel von weniger als 0,5  mu m mittleren Durchmesser abfiltriert werden. 



  Typische Filter der gattungsgemässen Art bestehen aus einem Stahlblech-Gehäuse, in dem der Filter konfektioniert ist, der zum Beispiel aus einer mäanderförmig gelegten Aluminiumfolie und einem dazwischen angeordneten Glasvlies bestehen kann, dessen mikrokristalliner Aufbau auch feinste Staubpartikel abscheidet. 



  Die Filter werden von Zeit zu Zeit mechanisch abgeklopft, und lose anhaftende Feststoffteilchen werden in einem Behälter aufgefangen. Trotz dieser Zwischenreinigung setzt sich der Filter im Laufe der Zeit zu und muss dann gegen einen neuen Filter ausgetauscht werden. 



  Ein Problem bereitet die Entsorgung des benutzten und mit Schadstoffen hoch belasteten Filters, insbesondere, wenn schwierig zu entsorgende Stoffe wie Schwermetalle im Filtergewebe und an den Oberflächen des Filters haften. 



  Bisher hat man zum Beispiel bleibelastete Filter an die einschlägige Hüttenindustrie gegeben, die den gesamten Filter im Ofen aufschmolz. Eine derartige Entsorgung ist jedoch nicht vertretbar, weil die Filter - wie ausgeführt - nicht unerhebliche Mengen zum Beispiel an Aluminium enthalten, das einen unerwünschten metallurgischen Einfluss bei der Verhüttung ausübt. 



  Grundsätzlich wäre eine mechanische Trennung der einzelnen Bestandteile des Filters denkbar. Aufgrund der hohen Staubbelastung der lose anhaftenden Feinstteilchen, die zuvor gerade abfiltriert wurden, lässt sich ein derartiges Aufbereitungsverfahren aber nicht realisieren, selbst wenn wiederum entsprechende Absaugvorrichtungen vorhanden wären. 



  Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit aufzuzeigen, wie schadstoffbelastete Filter der genannten Art leicht und sicher aufbereitet werden können, wobei angestrebt ist, eine möglichst hohe Reststoffverwertung zu erreichen. 



  Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich dieses Ziel auf überraschend einfache Weise dadurch realisieren lässt, dass die Schadstoffe unter Wasserzugabe in wasserunlösliche und ungiftige Verbindungen überführt werden, die dann nicht mehr schädlich sind und im übrigen leicht separiert werden können. 



  Die Erfindung betrifft in ihrer allgemeinsten Form ein Verfahren zum Aufbereiten von Filtern mit den Merkmalen von Anspruch 1. 



  Das Befeuchten des Filters beziehungsweise seiner Bestandteile erfolgt am einfachsten durch Eintauchen in Wasser. Das Wasser dringt dabei in die Hohlräume des Filters und damit zum Beispiel auch in die besonders belasteten Filtertücher ein, so dass die Schadstoffe nicht mehr in trockener Staubform, sondern nass vorliegen. Durch die gleichzeitige Zugabe eines Fällungsmittels, das je nach Art und Menge der vorhandenen Schadstoffe ausgewählt wird, gelingt es dabei gleichzeitig, die Schadstoffe in wasserunlösliche und weitestgehend ungiftige Verbindungen zu überführen, womit ein wesentlicher Teil der gestellten Aufgabe bereits an dieser Stelle erfüllt ist. 



  Auf diese Weise lässt sich zum Beispiel der Filterstaub in eine ungefährliche Form überführen, die unbedenklich auch ohne Schutzmassnahmen weiterbehandelt werden kann. 



  Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass allein das Befeuchten der Schadstoffpartikel in einer mit einem Fällungsreagenz versetzten Flüssigkeit ausreicht, wesentliche Mengen der vorhandenen Schadstoffe unmittelbar auszufällen, und zwar insbesondere die Teilchen, die oberflächlich an den Filterwänden oder im Vlies anheften. 



  Um einerseits die Mischbarkeit der festen Bestandteile im Wasser zu erhöhen und andererseits die Fällungsreaktion zu beschleunigen, schlägt eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung vor, eine Flüssigkeit zu verwenden, die mit einem oberflächenaktiven Zusatzmittel vermischt ist. Zusatzmittel, wie Tenside, erniedrigen die Oberflächenspannung des Wassers und verbessern damit das Sedimentationsverhalten vorhandener Feststoffteilchen. 



  Um die gefällten Reaktionsprodukte leichter aus dem Filter herauszuführen, wird weiter vorgeschlagen, den Filter im Wasser mechanisch zu beaufschlagen. Dies kann auf unterschiedlichste Art und Weise erfolgen. Der Filter kann zum Beispiel auf einer Wippe oder einem Rüttler angeordnet sein. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Auflagefläche für den Filter gitter- oder rostartig gestaltet ist, so dass austretende Fällungsprodukte oder sonstige Feststoffteilchen sofort nach unten absinken können. 



  Ebenso ist es aber auch möglich, den Filter mittels einer separaten Einrichtung zum Beispiel zu stossen oder zu drehen,  um auf diese Weise die Feststoffteilchen von den Oberflächen des Filters leichter zu lösen. 



  Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht nicht nur die Überführung der an sich giftigen Schadstoffe, wie Schwermetalle, in wasserunlösliche und ungiftige Modifikationen, vielmehr besteht ein weiterer Vorteil des Verfahrens darin, dass die ausgefällten Stoffe unmittelbar absinken und so leicht abgezogen werden können. 



  Dabei bietet es sich an, die Fällungsprodukte durch eine entsprechende Ausbildung der Behandlungsvorrichtung zu sammeln. Im Zusammenhang mit der erfindungsgemässen Vorrichtung wird diese Ausführungsform noch näher beschrieben. 



  Das Verfahren lässt sich auf Schadstoffe unterschiedlichster Art anwenden. In besonderem Masse ist es für die Entsorgung schwermetallhaltiger Filter geeignet. Beispielhaft können genannt werden: Blei, Cadmium, Nickel oder dergleichen. 



  Ebenso lässt sich das Verfahren aber auch zur Aufbereitung von Filtern anwenden, die andere Schadstoffe enthalten. So sind zum Beispiel Filter denkbar, die im Abluftweg einer Pflanzenschutzmittel-Produktion angeordnet waren. Auch diese Schadstoffe sind zum Grossteil giftig und können nicht ohne weiteres trocken-mechanisch entfernt werden. Auch hier lässt sich das erfindungsgemässe Verfahren analog anwenden, wobei in diesem Fall zum Beispiel Fällungsmittel zugegeben werden, die zusammen mit den Schadstoffen organische Komplexverbindungen bilden. 



   Das Verfahren lässt sich sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich ausüben. 



  Aufgrund der genannten Fällungsreaktionen und der Möglichkeit, die Fällungsprodukte abzuziehen, weist die verbleibende Flüssigkeit allenfalls noch einen geringen Feststoffgehalt, jetzt jedoch in unbedenklicher mineralogischer Form auf. Dieser kann ohne weiteres über einen zusätzlichen mechanischen Filter abgetrennt werden, so dass die Flüssigkeit danach wieder zurückgeführt werden kann, um zur Aufbereitung eines weiteren Filters verwendet zu werden. Die Rückführung der Behandlungsflüssigkeit ist deshalb von Vorteil, weil zum Beispiel verwendete oberflächenaktive Substanzen nicht verbraucht werden und sich so mit der Flüssigkeit zurückführen lassen. Auch nicht verbrauchte Fällungsreagenzien können genutzt werden, wenn zum Beispiel in ein und derselben Flüssigkeit mehrere Filter gleichzeitig oder nacheinander gereinigt werden. 



  Das beschriebene Verfahren lässt sich mit der Vorrichtung ausüben wie sie im Patentanspruch 8 beschrieben ist. 



  Dabei kann die Vorrichtung aus einem Behälter mit einer Entnahmeeinrichtung für den sedimentierten Fällungsschlamm bestehen. 



  Bevorzugt ist eine Vorrichtung, die mit einer weiteren Einrichtung zur Aufnahme eines oder mehrerer Filter ausgebildet ist. Diese weitere Einrichtung kann gleichzeitig dazu genutzt werden, den oder die Filter in der Flüssigkeit mechanisch zu beaufschlagen,  zum Beispiel zu heben, zu schwenken oder zu drehen. Im Zusammenhang mit der Beschreibung des erfindungsgemässen Verfahrens wurden die sich daraus ergebenden Vorteile bereits beschrieben. 



  Ein Zwischenboden der Vorrichtung ist vorzugsweise als Schrägfläche, in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform trichterförmig gestaltet, um auf diese Weise die ausfallenden Reaktionsprodukte direkt in eine bodenseitig angeschlossene Aufnahme zu führen, die zum Beispiel aus einem Behälter bestehen kann, der nach einem bestimmten Füllungsgrad abschliessbar und abtrennbar ist. Dieser Behälter enthält dann quasi ausschliesslich das gebildete Reaktionsprodukt, zum Beispiel Bleisulfid, und kann ohne weiteres einer hüttenmässigen Verwendung direkt zugeführt werden. Auch eine kontinuierliche Absaugung ist möglich. 



  Die Vorteile des beschriebenen Verfahrens beziehungsweise der entsprechenden Vorrichtung sind offensichtlich. Auf besonders einfache und rationelle Art und Weise können die an sich trockenen, staubförmigen und hochgiftigen Schadstoffe in wässrigem Medium in unschädliche, wasserunlösliche Verbindungen überführt werden. Diese lassen sich dann aus dem Filter entfernen und getrennt entsorgen, so dass anschliessend der verbleibende Filter praktisch schadstoffrei ist und in seine Bestandteile zerlegt und entsorgt werden kann. 



  So kann zum Beispiel der typischerweise vorhandene Stahlblechrahmen direkt in die Altmetallverwertung gehen. Die bereits genannten Aluminiumfolien können in der Aluminiumhüttenindustrie wiederverwendet werden. Dies gilt auch für andere Aluminiumteile des Filters. 



  Häufig enthält der Filter auch Kunststoffteile, die ebenfalls mechanisch abgetrennt und zum Beispiel im Rahmen eines bekannten Kunststoff-Recycling-Verfahrens neu genutzt werden können. 



  Auch der Filtervlies, zum Beispiel der genannte Glasfaservlies, lässt sich ohne weiteres wiederverwerten. Dabei stört es überhaupt nicht, dass der Vlies möglicherweise noch einen bestimmten Anteil an Feststoffteilchen enthält da diese aufgrund des erfindungsgemässen Verfahrens in umweltverträglicher Form vorliegen und ohne weiteres mit dem Vlies gehandhabt werden können. Einer Verwendung, zum Beispiel in einem hüttenmännischen Prozess, steht nichts im Wege, weil die Aluminiumteile zuvor mechanisch abgetrennt wurden. Gleiches gilt für den vorstehend genannten weiteren Filter. 



  Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Ansprüche. 



  Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. 



  Dabei zeigt die einzige Figur in einer stark schematisierten Darstellung eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Aufbereitung von bleihaltigen Filtern, wie sie zum Beispiel in der Batterie-Produktion anfallen. 



  Die Vorrichtung besteht aus einem Behälter 10, der oben offen ist und der einen trichterförmigen Zwischenboden 12 aufweist. Oberhalb des Zwischenbodens 12 ist der Behälter 10 mit Wasser 14 gefüllt. In das Wasser ragt ein Gestänge 16 eines Getriebemotors 18, wobei das Gestänge 16 einen Rost 20 aufnimmt, der im Wasser 14 und auf dem ein bleihaltiger Filter 22 liegt. Mit Hilfe des Getriebemotors 18 wird der Filter 22 mit dem Rost 20 im Wasser auf- und abbewegt. 



  Das Wasser enthält etwa 2 Gew.-% eines organischen Tensides (Benzolalkylsulfonat) sowie als Fällungsmittel ein Thio-Komponentengemisch. 



  Unmittelbar nach Einbringen des Filters 22 in die Flüssigkeit 14 werden der Filter 22 beziehungsweise seine Bestandteile durchnässt. Gleichzeitig kommt es zur Reaktion zwischen den als Bleioxid vorliegenden Schadstoff-Partikeln im Filter mit dem schwefelhaltigen Fällungsmittel, wobei spontan Bleisulfid entsteht, das wasserunlöslich ist und ausfällt. 



  Aufgrund der mechanischen Beanspruchung des Filters 22 über das Gestänge 16 wird das Herausfallen der gebildeten Fällungsprodukte durch den Rost 20 nach unten begünstigt. Das Fällungsprodukt rutscht entlang des trichterförmigen Zwischenbodens 12 in einen, sich an der tiefsten Stelle des Trichters anschliessenden Behälter 24, der oberseitig mit Hilfe eines Ventils 26 gegenüber dem oberen Teil des Behälters 10 abgedichtet werden kann und abnehmbar ist. 



   Ist der Behälter 24 gefüllt, wird das Ventil 26 geschlossen. Der Behälter 24 wird abgenommen und einer Entsorgung zugeführt. Durch \ffnen des Ventils 26 kann anschliessend das darüber befindliche Wasser nach unten ausströmen,  wobei es einen über den Querschnitt des Behälters 10 angeordneten Filter 28 durchläuft, um etwaig noch vorhandene Feststoffteilchen abzuscheiden. Das gereinigte Wasser wird unterhalb des Filters 28 in einem Absetzbecken 30 des Behälters 10 aufgefangen und kann über den schematisch dargestellten Überlauf 32 bei Bedarf wieder oben in den Behälter 10 zurückgeführt werden. 



  Es ist selbstverständlich, dass sich die Vorrichtung im einzelnen vielfältig modifizieren lässt, ohne den erfindungsgemässen Grundgedanken zu verlassen. 

Claims (11)

1. Verfahren zum Aufbereiten von Filtern, die Schadstoffe enthalten, bei dem der bzw. die Filter befeuchtet und die Schadstoffe durch Zugabe eines Fällungsmittels ausgefällt werden, wobei vor oder nach dem Befeuchten der bzw. die Filter in ihre Einzelteile zerlegt werden um diese einer weiteren Verwendung zuzuführen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der bzw. die Filter in Wasser als Befeuchtungs-Flüssigkeit mechanisch beaufschlagt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der bzw. die Filter Kipp-, Stoss-, Schwenk- und/oder Drehbewegungen ausgesetzt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Fällungsprodukt unterhalb des bzw. der aufzubereitenden Filter gesammelt und zu gegebener Zeit abgezogen wird.

5.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem eine Flüssigkeit verwendet wird, die einen Gehalt eines die Oberflächenspannung des Wassers herabsetzenden Zusatzmittels aufweist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit der Massgabe, dass das Fällungsmittel ein auf Schwefelbasis basierendes Fällungsmittel ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der bzw. die Filter vor dem Befeuchten in ihre Einzelteile zerlegt werden.

8. Vorrichtung zur Aufbereitung von Schadstoffe enthaltenden Filtern mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einem flüssigkeitsgefüllten Behälter (10) zur Aufnahme des bzw. der Filter (22) und einer ersten Einrichtung (12, 26, 24) zur Aufnahme und Entnahme des während der Verweilzeit des bzw. der Filter (22) in der Flüssigkeit (14) sedimentierten Fällungsproduktes.

9.

Vorrichtung nach Anspruch 8, mit einer weiteren Einrichtung (20) zur Aufnahme des bzw. der Filter, wobei die weitere Einrichtung (20) positionsveränderbar ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die erste Einrichtung einen als Schrägfläche ausgebildeten Zwischen-Boden (12) zur Aufnahme des Fällungsproduktes mit einer Entnahmeeinrichtung (24) für das Fällungsprodukt an der tiefsten Stelle aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, mit einer unterhalb des Zwischenbodens (12) angeordneten Filtriereinrichtung (28).