Prozesswasser

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Recycling von verschmutztem Prozesswasser.

Die Erfindung betrifft insbesondere das Recycling von Feuchtmitteln des Offsetdruckes, die aus Wasser, Isopropylalkohol und Zusätzen bestehen können. Verschmutzungen, die während des Druckprozesses in das Feuchtmittel gelangt sind, können Bestandteile von Druckfarbe oder des Papiers sein sowie aus der Umgebung stammen und den Druckprozess stören. Die Abtrennung der Schmutzpartikel unter Beibehaltung der Wertstoffe, d.h. Wasser, Alkohol und Zusätze würde die Wiederverwendung des Feuchtmittels im Feuchtmittelkreislauf des Offsetdruckprozesses ermöglichen, aus dem das verschmutzte Feuchtmittel entnommen wurde.

Bekannte Methoden der Feuchtmittelreinigung basieren auf Filtern in Gestalt von Filtermatten, Filterbeutel oder

Filterkerzen, die zumeist in einem Feuchtmittelkonditionierungsgerät als kontinuierlich arbeitende Filter integriert sind. Sie eignen sich nur zur Abtrennung grober Verschmutzungen und lassen den feinen und dispersen Anteil der Verschmutzungen ungehindert hindurch. Durch die ungehinderte Zunahme des feinen und dispersen Anteils der Verschmutzungen im Feuchtmittel einer Offsetdruckmaschine war es bislang erforderlich, dieses von Zeit zu Zeit auszuwechseln und durch frisches Feuchtmittel zu ersetzen. Dies hat nicht nur die Vernichtung grundsätzlich wiederverwendbarer wertvoller Bestandteile des verschmutzten Feuchtmittels zur Folge, sondern bedeutet auch eine ernste Belastung der Umwelt durch Entsorgung des verschmutzten Feuchtmittels als Sonderabfall oder durch Einleitung in die örtliche Kanalisation.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, die in wirtschaftlicher Weise eine so weitgehende Reinigung des Prozesswassers bzw. Feuchtmittels erlauben, dass dieses für den jeweiligen Prozess wiederverwendet werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 und 6 gelöst. Die Erfindung basiert somit auf einer Abfolge von Verfahrensschritten, die ein Absaugen des verschmutzten Feuchtmittels aus dem jeweiligen Prozess, z.B. aus einem Feucht ittelkonditionierungsgerätes einer Druckmaschine, die Einleitung des abgesaugten Feuchmittels in einen Vorratbehälter, und die ein- oder mehrmalige Behandlung des abgesaugten Feuchmittels in einer besonders ausgestalteten Filtereinheit zur Filtration im Querstromprinzip umfassen, um die feinen und dispersen Bestandteile im verschmutzten

Feuchtmittel zuverlässig abzuscheiden. Das erfindungsgemässe Filterverfahren schafft wiederwendbare Filtrate von Prozesswasser unter Beibehaltung von dessen chemischen Eigenschaften. Bezüglich Weiterbildungen der Erfindung wird auf die Patentansprüche verwiesen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Ausführungsform und der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in teilweise schematischer Gesamtansicht eine erfindungsge äss aufgebaute Vorrichtung zur Entnahme, Reinigung und Rückführung von verschmutztem Prozesswasser,

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 in Seitenansicht,

Fig. 3 in vergrösserter längsgeschnittener Ansicht eine Filtereinheit der Vorrichtung nach Fig. 1 in Betriebsstel¬ lung,

Fig. 4 in einer Ansicht ähnlich Fig. 3 die Filtereinheit in einer Stellung, die einen Weitertransport des Filtermittels erlaubt, und

Fig. 5 einen Teil der Filtereinheit nach Fig 3 in einer seitlichen Ansicht in der Ebene der seitlichen Dichtflächen.

Obschon nachfolgend unter dem Begriff "Recycling" die Aufarbeitung von Feuchtmitteln des Offsetdrucks zu verstehen ist, ist die Erfindung auf dieses Anwendungsgebiet nicht beschränkt. Vielmehr kann sie überall dort vorteilhaft eingesetzt werden, wo es gilt, eine wässrige kontinuierliche Phase eines Prozesswassers von einer partikelartigen dispersen Phase von Zeit zu Zeit zu trennen.

Mit Bezug auf Fig. 1 und 2 ist an einem mittels Laufrädern 2 bewegbaren Rahmen 1 eine Vorratsrolle 4 gehalten, auf der ein bahnförmiges Filtermittel 3 aufgewickelt ist. Das Filtermittel 3 wird durch eine allgemein mit 5 bezeichnete, an der Oberseite des Rahmens 1 angeordnete Filtereinheit 5 geführt und kann als verbrauchtes Filtermittel von einer weiteren am Rahmen 1 gehaltenen Rolle 9 aufgenommen werden.

Beim Filtermittel 3 handelt es sich vorzugsweise um ein bahnförmiges, hochporöses, elastisches, flächiges Membranfiltermaterial aus einem geeigneten Kunststoff, wie Polypropylen oder Polyamid. Derartige Filtermaterialien sind grundsätzlich bekannt und können z.B. von der Firma Enka AG/Wuppertal unter dem Handelsnamen "Accurel" bezogen werden.

Die Filtereinheit 5 ist in Fig. 3 und 4 im Detail gezeigt und umfasst einen Basiskörper oder ein Substrat 10 und ein Paar darauf in Abstand voneinander angeordnete auf- und abstromseitige Schliesskopfe 6, 7- mit

Betätigungseinrichtungen- 8, 8 ¹ , zwischen welchen Schliesskopfen 6, 7 ein zentrales Filterteil 5 ¹ mit einem darin gebildeten länglichen Filterkanal 25 vorgesehen ist. Jeder Schliesskopf 6, 7 enthält eine Strömungspassage 35 bzw. 36 mit einer Verbindungspassage, die zum Filterkanal 25 ausgerichtet ist. Die Betätigungseinrichtungen 8, 8" können z.B. in Form von Kniehebeleinrichtungen ausgebildet sein und dienen dazu, den abstromseitigen Schliesskopf 6 bzw. den aufstromseitigen Schliesskopf 7 zu bewegen, um die Strömungspassagen 35, 36 der Schliesskopfe 6, 7 in und aus einer Fluidverbindung mit dem Filterkanal 25 zu bringen.

Die Strömungspasssage 35 des abstromseitigen Schliesskopfes 6 steht mit einer in Fig. 1 gezeigten Leitung 12 und die

Strömungspassage 36 des aufstromseitigen Schliesskopfes 7 mit einer Leitung 16 in Verbindung. In der Rohrleitung 16 kann ein Dreiwegeventil 15 integriert sein, an dessen einen Ausgang eine Bypassleistung 13, welche eine Ejektoreinrichtung 14 enthalten kann, angeschlossen ist, die zu einem Vorfilter 17 mit einem Filter in Gestalt z.B. einer Filtermatte 18 führt. Auf diese Weise wird ermöglicht, das zu filtrierende Feuchtmittel zum Abscheiden grober Verschmutzungspartikel einer Vorfiltrierung zu unterwerfen, bevor es in einen Feuchtmittel-Vorratsbehälter 19 gelangt, der unter der Filtereinheit 5 zur Bevorratung einer zu filtrierenden Feuchtmittelmenge angeordnet ist.

Eine Pximpe 20 dient zur Förderung des Feuchtmittels aus dem Behälter 19 über die Rohrleitung 16 zum Dreiwegeventil 15. In einer Stellung des Dreiwegeventiles 15 wird das verschmutzte Feuchtmittel über den aufstromseitigen Schliesskopf 7 in den Filterkanal 25 der Filtereinheit 5 geleitet und aus dem Filterkanal 25 über den abstromseitigen Schliesskopf 8 herausgeführt, um über die Rohrleitung 12 und ein darin ggf. integriertes Einstellventil 24 einer Einführöffnung 21 des Behälters 19 zugeführt zu werden, von wo es, wenn erwünscht, erneut ein- oder mehrmalig der Filtereinheit 5 zugeführt werden kann. Die Einführung des Feuchtmittels in den Behälter 19 erfolgt an einer Stelle, die eine Traubenbildung im Filterkanal 25 der Filtereinheit 5 vermeidet.

An der Filtereinheit 5 kann das Filtrat an einem Filtratauslass 11 abgenommen und über einen flexiblen Schlauch 26, vgl. Fig. 2, zurück zum Entnahmeort, z.B. einem Feuchtmittel-Konditionierungsgerät, geleitet werden. Am Schlauch 26 kann ein End- oder Kupplungsstück 34 zum leichteren Abgeben des filtrierten Feuchtmittels vorgesehen sein.

Eine Sensoreinrichtung 27 ist vorgesehen, um die Höhe des Flüssigkeitsspiegels im Behälter 19 zu überwachen und die Pumpe 20 abzuschalten, wenn ein eingestelltes Maximum erreicht ist. Eine weitere Sensoreinrichtung 28 ist vorgesehen, um ein Absinken des Füllstandsspiegels im Behälter 19 unter ein einstellbares Minimum zu verhindern und die Pumpe 20 bei Erreichen des Füllstandsminimums in Betrieb zu setzen. Eine in Fig. 1 gezeigte zusätzliche Pumpe 22 kann vorgesehen sein, um den Feuchtmittelstrom durch die Filtereinheit 5, wenn erwünscht, zu verstärken.

Der Behälter 19 ist so ausgelegt, dass sich darin leicht sedimentierende Partikel an einem Sumpf 30 ablagern, von wo sie von Zeit zu Zeit über ein Ablaufventil 23 abgelassen werden können.

Ein mit der Aufwickelrolle 9 verbundener Stellmotor 29 ermöglicht nach Öffnung der Schliessköpfe 6 und 7 der Filtereinheit 5 den Weitertransport des Filtermittels 3 durch den Filterkanal 25, so dass nach Bedarf ein frischer Bereich des Filtermittels 3 in die Filtereinheit 5 eingeführt werden kann.

Ein am Rahmen 1 angeordnetes Steuerpult 31 enthält die für die Regelung, Steuerung und Kontrolle erforderlichen elektrischen Einrichtungen.

Mit der Ejektoreinrichtung 14 der Bypassleistung 13 ist ein Schlauch 32 mit einem Saugkopf 33 verbunden, um das verschmutzte Feuchtmittel an der Stelle, an der es anfällt, abzusaugen und dem Vorratsbehälter 19 zuzuführen.

Nach Fig. 3 bis 5 umfasst der zwischen den Schliesskopfen 7, 8 angeordnete zentrale Filterteil 5 ^» der Filtereinheit 5 ein oberes und ein unteres Segment 43, 44, zwischen denen der längliche Filterkanal 25 ausgebildet ist. Der Filterkanal 25 kann z.B. einen rechteckförmigem Querschnitt haben, wie dies am besten in Fig. 5 zu sehen ist. Der Filterkanal 25 wird durch das Filtermittel 3 in eine obere und eine untere Kammer 46, 47 unterteilt. Das Filtermittel 3 stützt sich dabei auf einer in der Filtereinheit 5 gehaltenen, für das Feuchtmittel durchlässigen Auflage oder Halterung 45 ab, so dass das Filtermittel 3 in einer ebenen, vorzugsweise horizontalen Lage gehalten ist. Das verschmutzte Feuchtmittel wird über den aufstromseitigen Schliesskopf 7 in die obere Kammer 46 eingeführt, wobei ein Teil des Feuchtmittels über das Filtermittel 3 in die untere Kammer 47 gelangt und beim Durchgang durch das Filtermittel 3 einer Filtrierung unterworfen wird (Querstromfiltrierung) . Das Filtermittel 3 "dichtet" das gereinigte Filtrat in der unteren Kammer 47 gegenüber dem verschmutzten Feuchmittel in der oberen Kammer 46 ab.

Die Schliesskopfe 6 und 7 sind in Fig. 3 in einer Stellung gezeigt, die sie bei Filterbetrieb einnehmen. In dieser Stellung ist der Filterkanal 25 gegen die Aussenumgebung mittels bei 37 angedeuteter Dichtungen, welche mit zugehörigen seitlichen Dichtflächen 39 des Filterteiles 5 ^» zusammenwirken, abgedichtet. Eine das obere Segment 43 des Filterteiles 5* durchsetzende Bohrung 38 erstreckt sich in den Filterkanal 25 und ermöglicht eine Messung und Überwachung der darin herrschenden Feuchtmitteldrücke.

Der überwiegende Teil der sich auf dem Filtermittel 3 ablagernden Verschmutzungen wird durch den Strom des längs der oberen Kammer 46 fliessenden verschmutzten Feuchtmittels

mitgerissen, so dass eine selbstreinigende Wirkung in Bezug auf das Filtermittel 3 vorliegt.

Das gereinigte Feuchtmittel wird aus der unteren Kammer 47 an der Auslassöffnung 11 abgenommen und über den flexiblen Schlauch 26 und das Endstück 34 zurück zum Entnahmeort geführt.

Fig. 4 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 3 mit Darstellung der Schliesskopfe 6, 7 in geöffneter Stellung. In dieser Stellung kann das Filtermittel 3 durch den Filterkanal 25 weitertransportiert werden, um einen frischen Bereich des Filtermittels 3 im Filterkanal 25 zu positionieren.

Fig. 5 zeigt eine Ansicht des Filterteiles 5 ¹ der Filtereinheit 5 seitens einer der seitlichen Dichtflächen 39, vgl. Fig. 3, über die das Filtermittel in den Filterkanal 25 eingeführt wird. Eine Verschraubung 44 dient zur Verbindung des oberen Segmentes 43 mit dem unteren Segment 44 unter Zwischenanordnung einer geeigneten Dichtung 41.

Anstelle des vorbeschriebenen einschichtigen bahnförmigen Filtermittels 3 kann auch ein mehrschichtiges bahnförmiges Filtermittel vorgesehen werden. In diesem Fall kann eine der Schichten die Funktion eines Tiefenfilters mit einer bestimmten elektrischem Polarität haben, während die andere Schicht als Membran mit definierter Porengrösse ausgebildet ist. Die Tiefenfilterschicht ist dabei der oberen Kammer 46 des Filterkanales 25 zugewandt, während die andere Schicht der unteren Kammer 47 zugewandt ist. Eine derartige mehrschichtige Filteranordnung eignet sich insbesondere zur Filtrierung von Suspensionen mit einer breiten Verteilung von Verschmutzungspartikeln, indem eine Fraktionierung der Verschmutzungspartikel beim Durchgang der verschmutzten

Suspension durch die mehrschichtige Filtermittelanordnung erzielt wird. Beim Durchströmen der mehrschichtigen Filtermittelanordnung wird ein Teil der Partikel an den Fasern, z.B. polymerumhüllte Glasfasern mit positiver Polarität, der oberen Schicht aufgrund der unterschiedlichen negativen Polarität der Schmutzpartikel abgeschieden. Partikel, die aufgrund ihrer sehr kleinen Abmessungen die obere Schicht dennoch passieren können, lagern sich auf der darunter befindlichen zweiten Schicht ab. Die mehrschichtige Filtermittelanordnung ermöglicht auch eine Filtration gelartiger, hoch konzentrierter Suspensionen. Geeignete mehrschichtige Filtermittel mit Tiefenfilterwirkung können z.B. unter der Typenbezeichnung HDC oder Ultipor von der Firma Pall Filtrationstechnik GmbH/D-6072 Dreieich bezogen werden.

Die Erfindung wurde vorausgehend anhand einer bevorzugten Ausfuhrungsform beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass anhand der gegebenen Lehre sich dem Fachmann anbietende Modifikationen vom Schutz der Erfindung umfasst sind.