DE20121385U1

DE20121385U1 - Anlage zur Ausfällung von eiweiß- und fetthaltigen Inhaltsstoffen aus Abwasser

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Publication number: DE20121385U1
Application number: DE20121385U
Authority: DE
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Current assignee: Individual
Priority date: 2001-01-05
Filing date: 2001-01-05
Publication date: 2002-08-29
Anticipated expiration: 2011-01-06

Description

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G 075 002

Anlage zur Ausfällung von eiweiß- und fetthaltigen Inhaltsstoffen aus Abwasser.

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Ausfällung von eiweiß- und fetthaltigen Inhaltsstoffen aus Abwasser durch Beimpfung mit Chemikalien nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und bezieht sich insbesondere auf die Ausfällung flüssiger und feinpartikulärer Inhaltsstoffe wie Blut, Fett, Eiweißpartikel o.a. aus den Abwässern der Lebensmittelindustrie und speziell der Schlachthöfe.

Eine Anlage zur Ausfällung nicht näher spezifizierter, aber Schwermetalle umfassender Inhaltsstoffe aus Abwasser nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist aus der DE-OS 35 29 188 bekannt. Bei der bekannten Anlage steuert die pH-Wert-Meßsonde eine dritte, dem Koagulator zugeordnete Dosierpumpe für eine neutralisierende Chemikalie (Natronlauge), deren Einspeisestelle sich zwischen den beiden Einspeisestellen der ersten und der zweiten Dosierpumpe und stromaufwärts der pH-Wert-Meßsonde befindet. Über die Dosierung der versauernden Ausflockungs-Chemikalie ist nichts ausgesagt. Im Zulauf zur Beschickungspumpe befindet sich aber ein Durchflußmesser, was den Schluß zuläßt, daß die versauernde Ausflockungs-Chemikalie wie bei ähnlichen, praktisch betriebenen Anlagen nach dem Volumenstrom des durch den Koagulator geförderten Abwassers dosiert wird, also die Menge der zudosierten Chemikalie der Menge des Abwassers proportional ist. In der betrieblichen Praxis wird das Mengenverhältnis zwischen Chemikalie und Abwasser einmal aufgrund von Erfahrungswerten für längere Betriebszeiträume festgelegt.

Insbesondere bei Schlachthof-Abwasser gibt es jedoch starke Schwankungen der Belastung mit Inhaltsstoffen, die durch die Produktionsabläufe bestimmt sind. In der Schlachtphase enthält das Abwasser deutlich mehr Blut, Öle und Fette als während anderer Zeiten. Die starken Schwankungen der Belastung

des Abwassers können mit der bekannten Anlage nur ungenügend berücksichtigt werden. In der Praxis arbeitet man mit einer deutlichen Überdosierung der versauernden Ausflockungs-Chemikalie, von der man hofft, daß sie auch für Perioden der Spitzenbelastung ausreicht. Um einen gewissen Ausgleich zwischen Perioden hoher und niedriger Belastung zu schaffen, umfassen die in der Praxis betriebenen Anlagen immer ein der Beschickungspumpe vorgeschaltetes, großes Ausgleichsbecken, in welchem das frisch entstandene Abwasser zunächst gesammelt und mit schon vorhandenem Abwasser gemischt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Anlage so auszugestalten, daß eine überflüssige Überdosierung, aber auch die schädliche Unterdosierung der versauernden Ausflockungs-Chemikalie sicher vermieden werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der im Anspruch 1 und bezüglich vorteilhafter Ausgestaltungen in den Unteransprüchen gekennzeichneten Anlage gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Anlage zur chemisch-physikalischen Abwasserreinigung wird der Meßwert der pH-Wert-Meßsonde bzw. -Meßelektrode zur Steuerung der Dosierpumpe für die versauernde Ausflockungs-Chemikalie benutzt. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich die aktuell zur wirksamen Ausfällung der organischen Inhaltsstoffe benötigte Menge der versauernden Chemikalie indirekt über den pH-Wert bestimmen läßt, den das Abwasser nach der Zugabe der versauernden Chemikalie erreicht. Bei der erfindungsgemäßen Anlage wird also nicht mit einer voreingestellten Dosierung gearbeitet, sondern in jedem Augenblick soviel an versauernder Chemikalie zudosiert, bis der pH-Wert des Abwassers auf einem bestimmten Ziel-Wert, beispielsweise 5,5, abgesenkt ist. Wenn der ZielpH-Wert erreicht ist, hat man automatisch, unabhängig von der tatsächlich vorhandenen Menge an Eiweiß, Fett, Blut und vergleichbaren Stoffen auch die vollständige Überführung dieser Stoffe in Primär- oder Mikroflocken erreicht. Dies gilt sowohl im Fett- und Ölbereich, wo es zur Emulsions-Spaltung kommt, wie auch für das Blut, das koaguliert und dessen Blut-

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farbstoff mit der versauernden Chemikalie zu Flocken reagiert. Insgesamt wird also bei der erfindungsgemäßen Anlage die versauernde Chemikalie genau dem jeweils aktuellen Bedarf entsprechend dosiert. Über- oder Unterdosierungen sind ausgeschlossen. Eine unnötige Aufsalzung des Abwassers ist vermieden.

Die erfindungsgemäße Anlage arbeitet hinsichtlich der Chemikalien-Dosierung so effizient, daß auch große Schwankungen der Belastung des Abwassers hingenommen werden können. Deshalb kann auf vorgeschaltete Misch- und Ausgleichsbecken ganz verzichtet werden. Vorzugsweise erhält die Beschickungspumpe unmittelbar das frisch entstandene Abwasser. Mit dem Fortfall der Misch- und Ausgleichsbecken inklusive der notwendigen technischen Einrichtungen wie Homogenisierung, Belüftung und Abluftbehandlung ist ersichtlich eine erhebliche Einsparung an Investitions- und Betriebskosten verbunden. Darüber hinaus läßt sich das frische Abwasser mit geringerem Aufwand wirksamer behandeln. Während des Aufenthaltes des Abwassers in dem bisher notwendigen Misch- und Ausgleichsbecken treten nämlich biologische und biochemische Reaktionen ein, welche die Effizienz der anschließend eingesetzten Chemikalie teilweise erheblich negativ beeinflussen, so daß die anschließende Reinigung weniger erfolgreich verläuft. Dies gilt im Besonderen für die Stickstofffraktionen im Abwasser, die zunächst vorwiegend in organischer Form vorliegen und in dieser Form gut aus dem Abwasser abtrennbar sind. Aber bereits nach sehr kurzer Zeit geht der organisch gebundene Stickstoff in die Form des Amoniums über; diese Art der Stickstoffbelastung kann mit der Ausflockungs-Methode nur noch zu einem sehr geringen Anteil aus dem Abwasser entfernt werden. Bei der erfindungsgemäßen Anlage ist dieses Problem durch die sofortige Verarbeitung des frisch entstandenen Abwassers umgangen.

Um das Abwasser vor der chemischen Behandlung zunächst von festen, gröberen Inhaltsstoffen zu befreien, kann der Beschickungspumpe ein mechanisches Sieb für das frisch entstandene Abwasser vorgeschaltet sein. Anstelle einer Siebung kann

auch eine Sedimentation oder Zentrifugierung angewendet werden.

Als Folge der bedarfsgerechten und damit sparsamen Dosierung der versauernden Ausflockungs-Chemikalie ermöglicht die erfindungsgemäße Anlage auch eine erhebliche Einsparung der die Makroflocken bildenden Chemikalie, denn deren Dosierung kann sich nach der Dosierung der versauernden Chemikalie richten, was in vorteilhafter Weise dadurch verwirklicht wird, daß der Meßumformer nicht nur die erste, sondern auch die zweite Dosierpumpe steuert.

Bei der bekannten Anlage gemäß DE 35 29 188 Al wird das mit der versauernden Chemikalie behandelte Abwasser mit einer dritten Chemikalie (Natronlauge) wieder neutralisiert, bevor die Makroflocken gebildet werden, weil die Bildung von Makroflocken im stark sauren Milieu nicht oder nur unvollkommen möglich ist. Bei der erfindungsgemäßen Anlage kann auch dieser Schritt aufgrund der bedarfsgerechten Dosierung der versauernden Chemikalie eingespart werden. Im Koagulator kann die Makroflockenbildung ohne Zwischenbehandlung an die Mikroflockenbildung anschließen. Wenn gleichwohl gemäß den Ansprüchen 5 und 6 eine dritte Dosierpumpe für eine neutralisierende Chemikalie vorgesehen ist, so liegt deren Einspeisestelle stromabwärts der Einspeisestelle der zweiten Dosierpumpe für die Makroflocken bildende Chemikalie und dient nur zur Einstellung des pH-Wertes des behandeltes Abwassers auf den für die Weiterbehandlung in üblichen, biologischen Kläranlagen geforderten Wert.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein Schemabild einer erfindungsgemäßen Anlage zur Ausfällung von Inhaltsstoffen aus Abwasser.

Das zu behandelnde, frische Abwasser 1 wird einer Siebung 2 zugeführt. Der dort abgeschiedene Feststoff 3 wird aus der Anlage ausgeschleust. An die Siebung 2 ist eine Abwasser-Be-

schickungspumpe 5 angeschlossen, welche die gesiebte, vorgereinigte Flüssigkeit in einen Rohr-Koagulator 6 pumpt.

Dem Rohr-Koagulator 6 ist eine erste Dosierpumpe 7 zugeordnet, welche dem Abwasser eine versauernde Ausflockungs-Chemikalie, wie Eisen- oder Aluminiumsalze, zuführt. Vorzugsweise wird eine Eisensalzlösung verwendet. Durch die Zugabe sinkt der pH-Wert der Flüssigkeit ab.

Eine Meßelektrode 8 ermittelt permanent den pH-Wert, der sich durch die Zugabe der Chemikalie einstellt. In einem Meßumformer 9 wird der ermittelte Ist-pH-Wert mit einem vorgegebenen Ziel-pH-Wert verglichen, und die Dosierpumpe 7 wird nach Maßgabe dieses Vergleichs so gesteuert, daß der Istwert den Zielwert erreicht, also die Differenz zwischen beiden möglichst zu Null wird.

Hieran anschließend ist dem Koagulator 6 eine zweite Dosierpumpe 11 für eine Makroflocken bildende Chemikalie, vorzugsweise einen Polyelektrolyt, zugeordnet. Sie wird ebenfalls von dem Meßumformer 9 gesteuert, und zwar so, daß die zudosierte Menge an Polyelektrolyt der von der Dosierpumpe 7 zudosierten Menge an Eisensalzlösung proportional ist.

Schließlich ist stromabwärts der zweiten Dosierpumpe 11 dem Koagulator eine dritte Dosierpumpe 10 für eine neutralisierende Chemikalie (vorzugsweise Natronlauge) zugeordnet, die von einer anschließenden pH-Wert-Meßelektrode 15 gesteuert wird. Die Zugabe der Natronlauge hat den Zweck, der anschließenden Kläranlage neutrales Abwasser zuzuleiten. Auf den Koagulator 6 folgt eine Trenneinrichtung 12, an welcher der ausgeflockte Schlamm 13 abgetrennt und von welcher das gereinigte Abwasser 14 zur Kläranlage gelangt.

Bei der erfindungsgemäßen Anlage wird also das frisch entstandene Abwasser direkt nach der mechanischen Sieb-Behandlung, ohne vorherige Zwischenspeicherung mit der Beschickungspumpe 5 durch den Koagulator 6 gefördert, dort mit den Chemikalien behandelt und anschließend von den

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gebildeten Flocken getrennt. Die zudosierte Menge der ersten, versauernden Ausflockungs-Chemikalie richtet sich hierbei nach der Säurepufferkapazität des Abwassers. Je mehr Blut oder ähnliches im Abwasser enthalten ist, desto mehr Eisensalzlösung wird automatisch von der Dosierpumpe 7 hinzudosiert. Gesteuert durch den Meßumformer 9 dosiert diese so, daß der anfängliche pH-Wert des frischen Abwassers von beispielsweise 7 durch die Zugabe der Eisensalze auf den vorbestimmten Ziel-pH-Wert von beispielsweise 5,5 absinkt. Der Ist-pH-Wert nach der Zudosierung der Eisensalzlösung wird im fließenden Abwasser mit Hilfe der Meßelektrode 8 permanent gemessen und als Signal an den Meßumformer 9 gegeben, der dementsprechend die Chemikaliendosierung bestimmt. Wird die Differenz zwischen Ist-pH-Wert und Ziel-pH-Wert trotz Dosierung einer Mindestmenge an Eisensalzlösung, beispielsweise ein Liter pro 1 m³ Abwasser, nach einer wählbaren Zeitspanne von beispielsweise 15 Sekunden nicht geringer, so wird die zudosierte Menge an Eisensalzlösung erhöht. So erfolgt die Dosierung automatisch genau in der benötigten Menge. Bei Erreichen des Ziel-pH-Wertes wird die Dosierung automatisch auf ein Minimum gedrosselt oder alternativ zeitweise ganz ausgeschaltet.

Anschließend werden von der zweiten Dosierpumpe 11 die zur Makroflockenbildung benötigten Polyelektrete zudosiert, und zwar proportional zur Dosiermenge der Einsalzlösung.

Um pH-neutrales Abwasser in die Kläranlage abzugeben, steuert die weitere pH-Elektrode 15 die Dosierpumpe 10 für Natronlauge an. Auch diese pH-Wert-Messung arbeitet permanent bei Abwasserfluß.

Schließlich erfolgt in der Trenneinrichtung 12 die Abscheidung des ausgeflockten Schlammes aus dem Abwasser. Bei den Trenneinrichtungen handelt es sich üblicherweise um Sedimentations-, Floatations- oder Zentrifugaleinrichtungen. Das von seiner Schmutzfracht gereinigte Abwasser wird von dort einer üblichen, z. B. kommunalen Kläranlage zugeführt.

Claims

1. Anlage zur Ausfällung von eiweiß- und fetthaltigen Inhaltsstoffen aus Abwasser, insbesondere aus Abwasser von Schlachthöfen, mit einer Abwasser-Beschickungspumpe (5) und einem von der Beschickungspumpe (5) fortlaufend beaufschlagten Koagulator (6), dem eine erste Dosierpumpe (7) für eine versauernde Ausflockungs-Chemikalie, eine zweite Dosierpumpe (11) für eine Makroflocken bildende Chemikalie und eine auf das Abwasser zwischen den beiden Einspeisestellen der Dosierpumpen (7; 11) ansprechende pH-Wert-Meßsonde (8) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßumformer (9) vorgesehen ist, welcher nach Maßgabe eines Vergleichs des von der pH-Wert-Meßsonde (8) ermittelten Ist-pH-Wertes mit einem Ziel-pH-Wert die erste Dosierpumpe (7) steuert.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickungspumpe (5) unmittelbar das frisch entstandene Abwasser erhält.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickungspumpe (5) unmittelbar an ein mechanisches Sieb (2) für das frisch entstandene Abwasser angeschlossen ist.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßumformer (9) auch die zweite Dosierpumpe (11) steuert im Sinne einander proportionaler Mengen der von der ersten und der zweiten Dosierpumpe (7; 11) dosierten Chemikalien.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Koagulator (6) eine dritte Dosierpumpe (10) für eine neutralisierende Chemikalie zugeordnet ist, deren Einspeisestelle stromabwärts von der Einspeisestelle der zweiten Dosierpumpe (11) liegt.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite, auf das Abwasser hinter der dritten Dosierpumpe (10) ansprechende pH-Wert- Meßsonde (15) vorgesehen ist, welche die dritte Dosierpumpe (10) steuert.