DE1246599B - Verfahren und Einrichtung zur Reinigung von Abwasser nach dem Belebtschlammverfahren - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

C02c

Deutsche KL: 85 c-3/02

Nummer: 1246 599

Aktenzeichen: C 33652 V/85 c

Anmeldetag: 17. August 1964

Auslegetag: 3. August 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Reinigung von Abwasser nach dem Belebtschlammverfahren, bei dem das zu reinigende Abwasser kontinuierlich einem Behälter zu- und von diesem weggeführt wird, während gleichzeitig in einer außerhalb des Behälters verlaufenden Umpumpleitung die im Behälter befindliche Flüssigkeit durch Luft mit dem für den Prozeß erforderlichen Sauerstoff angereichert wird.

Dabei geht die Anreicherung mit Sauerstoff, wenn die Behälter in einer wirtschaftlich tragbaren Größe bleiben sollen, relativ langsam vor sich. Sie läßt sich für eine gegebene Behältergröße auch nicht etwa durch vermehrte Luftzufuhr erhöhen, da sonst relativ rasch ein Zustand erreicht ist, bei dem der ganze Behälter ein Luft-Flüssigkeits-Gemisch enthält, das als solches praktisch nutzlos umgepumpt wird. Eine wirtschaftlich befriedigende Verweilzeit der zu behandelnden Abwasser im Behälter läßt sich nach diesem Verfahren nur erreichen, wenn die vom Behälter abgezogene Flüssigkeit, welcher der Luftstrom zugeführt wird, praktisch frei von nichtgelösten Gasen ist, was voraussetzt, daß mit dem Luftstrom zugeführte, nicht lösliche Gase möglichst rasch wieder entfernt werden.

Es hat sich weiter gezeigt, daß besonders bei der Verarbeitung von kommunalen Abwässern, die stark schäumende Substanzen enthalten, sehr stabile Flüssigkeits-Schaum-Emulsionen entstehen. Dadurch, daß die in diesen Emulsionen enthaltene Luft sehr viel Reaktionsvolumen beansprucht, wird die Verweilzeit des zu behandelnden Abwassers sehr stark herabgesetzt. Dies hat zur Folge, daß die Verwendbarkeit des genannten Verfahrens unter diesen Voraussetzungen meist aus wirtschaftlichen Erwägungen in Frage gestellt wird, weil die Leistung in keinem Verhältnis zum apparativen Aufwand steht.

Die stark schäumenden Substanzen, insbesondere die heute in zunehmendem Maß vor allem in den Waschmitteln verwendeten Detergentien, benötigen zudem wesentlich längere Zeit für den biologischen Abbau im Belebtschlammverfahren als die übrigen in kommunalen Abwässern enthaltenen organischen Verunreinigungen. Dadurch, daß die Schaum-Flüssigkeits-Emulsionen sehr stabil sind, entspricht die mittlere Verweilzeit der Detergentien in diesen Fallen derjenigen des behandelten Abwassers. Es kann aus diesem Grund nur ein ganz geringer Anteil der schwer angreifbaren Detergentien abgebaut werden. Sie erscheinen deshalb größtenteils wieder in den Vorflutern, in die die derart behandelten kommunalen Abwässer eingeleitet werden, und können dort zu Verfahren und Einrichtung zur Reinigung von
Abwasser nach dem Belebtschlammverfahren

Anmelder:

Cellulosefabrik Attisholz A. G.,

vorm. Dr. B. Sieber, Attisholz (Schweiz)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Zoepke, Patentanwalt,

München 5, Erhardtstr. 11

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Chem. Max Dubach, Riedholz (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 2. September 1963 (10 840),
vom 10. März 1964 (3072)

empfindlichen Störungen, insbesondere auch des biologischen Gleichgewichts im Gewässer führen.

Diese Nachteile werden beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Reinigung von Abwasser nach dem Belebtschlammverfahren, bei welchem das zu reinigende Abwasser kontinuierlich einem zylindrischen Behälter zu- und von diesem weggeführt wird, während gleichzeitig in einer außerhalb des Behälters verlaufenden Umpumpleitung die im Behälter befindliche Flüssigkeit durch Luft mit Sauerstoff angereichert wird, dadurch vermieden, daß die Flüssigkeit im Behälter in starke Rotation um die Behälterachse versetzt wird.

Vorzugsweise wird diese Rotation in der Weise erzeugt, daß vom Behälter abgezogene Flüssigkeit nach Anreicherung mit Luft als Luft-Flüssigkeits-Gemisch in Höhe des Flüssigkeitsspiegels im Behälter tangential in diesen eingeleitet wird.

Die starke Rotation begünstigt das rasche Ausscheiden der nichtgelösten Gase aus dem Gemisch, indem durch die so erzeugten Zentrifugalkräfte die spezifisch schwereren Teile des Gemisches, insbesondere die Flüssigkeit und darin suspendierte flächige oder körnige Feststoffe, an die Wände des zylindrischen Behälters gedrückt werden, während die spezifisch leichteren Teile des Gemisches sich im Behalter oben sammeln und abgezogen werden können. Damit wird aber der Bildung einer stabilen Luft-Flüssigkeits-Emulsion im ganzen Behälter wirksam

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entgegengesteuert, so daß eine gegenüber den be- Abwassers erfolgt, überflüssig werden. Entsprechend

kannten Verfahren wesentlich erhöhte Luftbei- können dadurch die Herstellungskosten einer An-

mischung je Zeiteinheit ermöglicht wird, die eine be- lage zum Reinigen von Abwasser nach dem Belebt-

trächtliche Leistungssteigerung zur Folge hat. schlammverfahren wesentlich gesenkt werden.

Ein weiterer Vorteil ist noch darin zu sehen, daß 5 Der untere Abschluß des zylindrischen Belüftungs-

z. B. Öl, das beim Auslaufen eines Tanks das Ab- behälters kann kegelstumpfförmig verjüngt oder mul-

wasser verschmutzt, dank seines geringeren spe- denförmig ausgebildet sein und in der Zylinderachse

zifischen Gewichts sich an der Oberfläche der rotie- des Behälters seinen tiefsten Punkt besitzen, in wel-

renden Flüssigkeit im Behälter ansammelt und dort chem sich dann die den Seitenwänden des Behälters

nicht nur sofort sichtbar wird, sondern auch leicht io und den Muldenwänden entlang nach unten gleiten-

weggepumpt werden kann. den Feststoffe ansammeln.

Besonders aber grobblasiger Schaum, der sich bei Mit Vorteil ist der Behälterboden als Sammeltopf der Reinigung von kommunalen Abwässern mit ausgebildet, in welchem sich die angesammelten Festhohem Gehalt an stark schäumenden Substanzen stoffe absetzen können.

nach diesem Verfahren auf der Flüssigkeitsober- 15 Dieses Sammelgefäß kann mit einer absperrbaren fläche im Behälter ansammelt und der einen wesent- Ablaufleitung versehen sein, durch welche der Samlichen Anteil der im ursprünglichen Abwasser ent- meltopf periodisch entleert werden kann,
haltenen stark schäumenden Substanzen in angerei- Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgencherter Form enthält, kann aus dem oberen Teil des den an Hand der Zeichnungen noch näher erläutert, Behälters abgezogen, mittels einer Vorrichtung ver- ao deren einzige Figur rein schematisch eine beispielsflüssigt und in dieser Form wieder dem Behälter zu- weise Ausführung einer ebenfalls Gegenstand der Ergeführt werden. Dadurch wird die Verweilzeit der findung bildenden Einrichtung zur Durchführung dieschwer abbaubaren, ausgeschäumten Substanzen, ses Verfahrens darstellt.

beispielsweise der Detergentien, im System und da- Ein geschlossener, an sich bekannter zylindrischer mit der biologische Abbau dieser Substanzen gegen- 35 Behälter 1 dient zur Durchführung des Belebtüber den bekannten Verfahren ganz bedeutend ver- Schlammverfahrens. Er ist hierzu mit einer Umpumpgrößert. leitung 4 mit Ansaugstutzen 3 und mit einer Luft-Körnige Feinstoffe, wie z. B. Sandkörner od. dgl., zuführleitung 5 mit Austrittsende 2 versehen. Das zu mit einem spezifischen Gewicht von z. B. mehr als reinigende Abwasser gelangt aus einem Kanal 6 in 2 g/cm³, die trotz allenfalls dem Behälter vorgeschal- 30 einen Zwischenbehälter 7 und wird aus diesem durch teten Sandfangvorrichtungen mit der Flüssigkeit in eine Pumpe 8 über eine Leitung 9 in den Behälter 1 den Behälter gelangen, werden durch die starke Ro- gefördert. Ein Ablaufrohr 11 dient dem Abfluß der tation der Flüssigkeit im Behälter und die dadurch Behälterflüssigkeit, wobei z.B. durch einen im Abauftretenden Zentrifugalkräfte an die Innenwandung laufrohr eingesetzten Schieber (nicht dargestellt) die des Behälters gedrängt und sinken dort in einer 35 Menge der abfließenden Flüssigkeit so einreguliert Schraubenlinie langsam auf den Grund, von wo sie wird, daß sie gleich ist der durch die Pumpe 8 über periodisch entfernt werden können. die Leitung 9 dem Behälter 1 zugeführten Flüssig-Flächige Feststoffe mit geringerem spezifischem keitsmenge, so daß der Flüssigkeitsspiegel 10 im BeGewicht, z. B. Papier und Lumpen, werden durch die hälter sich stets angenähert auf gleicher Höhe beRotation stets in Bewegung gehalten, was ihren Ab- 4° findet.

bau ebenfalls fördert und zudem noch den Vorteil Sowohl der Ansaugstutzen 3 wie auch die knapp bietet, daß sie sich nirgends ansammeln und dadurch unterhalb des Flüssigkeitsspiegels in den Behälter Störungen, z. B. Verstopfungen, verursachen können. mündende Umpumpleitung 4 sind nun tangential mit Gegenstand der Erfindung ist weiter eine Einrich- dem Behälter 1 verbunden, so daß beim Betrieb der tung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver- 45 Einrichtung eine starke Rotation der Flüssigkeit im fahrens, mit einem Behälter mit außenliegender Um- Behälter 1 erzeugt wird. Durch an sich bekannte Mitpumpleitung mit Luftzufuhr und mit kontinuier- tel, z. B. Einstellung des Ablaufes aus dem Ablauflichem Zu- und Abfluß des zu reinigenden Abwas- rohr 11, wird dafür gesorgt, daß sich der Flüssigsers. Diese Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, keitsspiegel 10 im Behälter stets über der Einmündaß die Umpumpleitung so angeordnet und ausgebil- 50 dung der Umpumpleitung 4 befindet. Durch die det ist, daß durch das Umpumpen die Flüssigkeit im starke Rotation im Behälter 1 wird bewirkt, daß sich Behälter in starke Rotation versetzbar ist. die spezifisch leichteren Stoffe, z. B. Schaumstoffe, Der gewünschte Effekt kann dadurch erzielt wer- und insbesondere die Detergentien in Form eines den, daß die Umpumpleitung und gegebenenfalls grobblasigen Schaumes 14 mit den nichtgelösten Gaauch deren Ansaugstutzen mindestens angenähert 55 sen aus der Luftzufuhr auf dem Flüssigkeitsspiegel 10 tangential in den Behälter münden und die Um- ansammeln und daß die Entbindung der nichtgelösten pumpleitung unterhalb des Flüssigkeitsspiegels, vor- Gase aus der zugeführten Luft erleichtert bzw. bezugsweise auf der Höhe desselben im Behälter ein- schleunigt wird. Dies wiederum hat zur Folge, daß mündet. eine wesentlich intensivere Belüftung stattfinden In der rotierenden Flüssigkeit befindliche körnige 60 kann, als dies bei nicht rotierender Flüssigkeit der Feststoffe, z. B. Sandkörner, welche durch die Zen- Fall wäre. Der Schaum 14 wird zusammen mit der trifugalkraft, wie an sich bekannt, an die Behälter- entweichenden Luft über eine Leitung 12 abgezogen wandung gedrängt werden, gelangen dieser entlang und in den Zwischenbehälter 7 zurückgeführt. An nach unten gleitend in einen Sammelbehälter, aus dieser Stelle wird er einem aus einer Sprühdüse 13 dem sie periodisch entfernt werden können. Unter 65 austretenden Wasserstrahl ausgesetzt, der ihn ver-Umständen kann somit die Anordnung eines spe- flüssigt, worauf diese Flüssigkeit durch die Pumpe 8 ziellen Sandfanges vor dem Belüftungsbehälter, in und die Leitung 9 nochmals in den Behälter 1 gewelchem die biologische Reinigung des zu klärenden führt wird.

Dadurch, daß die schwer abzubauenden Stoffe, und zwar praktisch nur diese, wiederholt durch die Anlage zirkuliert werden, kann die Leistung bei der dargestellten Belebtschlammanlage gegenüber bisher bekannten Anlagen wesentlich gesteigert und besonders der biologische Abbau der Detergentien bedeutend erhöht werden.

Selbst bei Abwässern, die keine oder keine stark schäumenden Substanzen enthalten, werden durch die starke Rotation ganz wesentliche Vorteile gegenüber den bisher bekannten Verfahren und Einrichtungen erreicht, weil die intensivere Belüftung eine erhöhte Anreicherung der Flüssigkeit mit Sauerstoff und dadurch einen schnelleren biologischen Abbau gewährleistet. Weiter werden durch die Rotation im Abwasser enthaltene flächige Feststoffe mit geringerem spezifischem Gewicht als Wasser, ζ. Β. Lumpen, Papier, Gemüsereste, stets in Bewegung gehalten und können somit keine Verstopfung herbeiführen. Ebenso wird ihr Abbau dadurch, daß sie ständig wie- _ao der mit Luft in Berührung kommen, beschleunigt.

Beim dargestellten Beispiel ist im Boden des Behälters 1 axial ein Sammeltopf 16 angeordnet, dessen oberer Rand durch aufwärtsgeneigte Wände 15 mit dem unteren Ende der Behälterseitenwände verbunden ist. In diesen Sammeltopf 16 ragt die Ablaufleitung 17.

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Reinigung von Abwasser nach dem Belebtschlammverfahren, bei welchem das zu reinigende Abwasser kontinuierlich einem zylindrischen Behälter zu- und von diesem weggeführt wird, während gleichzeitig in einer außerhalb des Behälters verlaufenden Umpumpleitung die im Behälter befindliche Flüssigkeit durch Luft mit Sauerstoff angereichert wird, dadurchgekennzeichnet, daß die Flüssigkeit im Behälter (1) in starke Rotation um die Behälterachse versetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vom Behälter (1) abgezogene Flüssigkeit nach Anreicherung mit Luft als Luft-Flüssigkeits-Gemisch in Höhe des Flüssigkeitsspiegels (10) im Behälter tangential in diesen ein- geleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit aus dem Behälter (1) tangential abgesaugt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich an der Flüssigkeitsoberfläche im Behälter ansammelnder Schaum (14) aus dem Behälter (1) abgesaugt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der abgesaugte Schaum einem ihn verflüssigenden Wasserstrahl ausgesetzt und diese Flüssigkeit wieder in den Behälter (1) zurückgeführt wird.

6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem zylindrischen Behälter mit außenliegender Umpumpleitung mit Luftzufuhr und mit kontinuierlichem Zu- und Abfluß des zu reinigenden Abwassers, dadurch gekennzeichnet, daß die Umpumpleitung so angeordnet und ausgebildet ist, daß durch das Umpumpen die Flüssigkeit im Behälter (1) in starke Rotation versetzbar ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umpumpleitung (4) und gegebenenfalls auch deren Ansaugstutzen (3) mindestens angenähert tangential in den Behälter (1) münden.

8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umpumpleitung (4) unterhalb des Flüssigkeitsspiegels (10), vorzugsweise auf der Höhe desselben im Behälter (1) einmündet.

9. Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine oberhalb des Flüssigkeitsspiegels (10) von diesem wegführende Leitung (12) zum Absaugen von auf der Flüssigkeitsoberfläche befindlichem Schaum (14) sowie von Luft.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (12) in einen Zwischenbehälter (7) mündet, aus dem der Schaum nach Verflüssigung über eine Leitung (9) in den Behälter (1) rückpumpbar ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Wassersprühdüse (13), die auf den Wasserspiegel im Zwischenbehälter (7) gerichtet ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Behälters kegelstumpfförmig verjüngt oder muldenförmig ausgebildet ist und der tiefste Punkt in der Zylinderachse des Behälters (1) liegt.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Behälters (1) als Sammeltopf (16) ausgebildet ist, dessen Rand durch aufwärtsgeneigte Wände (15) mit dem unteren Ende der Behälterseitenwände verbunden ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammeltopf (16) mit einer absperrbaren Ablaufleitung (17) versehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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