DE2558703A1

DE2558703A1 - Abwasserreinigungs- und abfaelleverwertungsverfahren

Info

Publication number: DE2558703A1
Application number: DE19752558703
Authority: DE
Inventors: Adolf H Borst
Original assignee: BORST ADOLF H
Current assignee: BORST GEB LINKE RUTH 7322 DONZDORF DE
Priority date: 1975-12-23
Filing date: 1975-12-23
Publication date: 1977-07-07
Also published as: DE2558703C2

Description

Abwasserre in igungs- und Abfä I leverwertungsverfahren
Wasser ist unentbehrlich und unersetzlich. Es ist eines der wichtigsten lebenserhaltenden Elemente auf der Erde.
Der globale Wasserkreislauf hält dieses Element ständig in Bewegung. Täglich verdunsten ca. 875 Milliarden Kubikmeter Wasser vom Meer aus in die Atmosphäre und fallen in einer Menge von ca. 775 Milliarden Kubikmeter als Regen wieder auf den Ozean zurück, während die restliche Menge von 100 Milliarden Kubikmeter auf die Landgebiete verweht werden.
Von der Landoberfläche steigen ca. 75 Milliarden Kubikmeter auf und gehen zusammen mit ca. 100 Milliarden Kubikmeter aus Meerwasserverdunstung als Regen auf den Landgebieten nieder.
Ca. 100 Milliarden Kubikmeter fließen davon in den Flüssen ins Meer zurück.
Auf die Landfläche der BRD gehen jährlich ca. 200 Milliarden cbm Regen nieder, welche unsere Wasserversorgungsbasis darstellen.
Nach Abzug von Verdunstung und sonstigen Abgängen können rund 16 Milliarden cbm, also nur ein Bruchteil der jährlichen Regenfallmenge, genutzt werden. Über Bäche, Flüsse und Ströme fließen rund 60 Milliarden cbm des Niederschlagswassers wieder zum Meer zurück.
Der derzeitige Bdarf ist aus dem natürlichen Kreislauf schon nicht mehr gedeckt, zur Deckung des Bedarfs wird auf Grundwasserreserven zurückgegriffen.
Der Wasserverbrauch unserer Industriegesellschaft verdoppelt sich alle zehn bis 20 Jahre.
Da die Niederschlagsmenge gleich bleibt, ist bei gleichbleibenden Versorgungsverhä ltnissen und der zwangsläufigen Bedarfssteigerung mit einer Versorgungskatastrophe schon in ca. 20 Jahren zu rechnen.
Schon heute wird in Westeuropa insgesamt das Dreifache derjenigen Wassermenge verbraucht, die der natürliche Wasserkreislauf wieder auffüllen kann, indem für die Wasserversorgung wesentliche Anteile der Grundwasserreserven herangezogen werden, was insbesondere für Industrienationen gilt, wo der Grundwasserstand bereits den tiefstvertretbaren Pegel erreicht hat.
Flußwasser, welches einen Teilbedarf deckt, muß den Flüssen wieder in ausreichender Menge und insbesondere in ausreichend gereinigtem Zustand zurückgegeben werden, um einerseits die Erde feucht und durchlässig zu halten, andererseits Fisch- und übriges Wasser leben zu gewährleisten, und um schließlich die Schiffbarkeit der Flüsse aufrecht zu erhalten und einer Verödung der Landschaft zu begegnen.
Aufgrund der festgestellten Verhältnisse ist es im Sinne einer schon in näherer Zukunft liegenden ausreichenden Wasserversorgung unerläßlich, die Verbesserung der Einrichtungen für Abwasserreinigung zu bewerkstelligen und letztere schlechthin in hohem Maße zu fördern, also in ausreichendem Umfange Abwasser- und Gewässerreinigungseinrichtungen zu installieren.
Erfolgt dies nicht, so wird nach bereits herrschender Lehre schon in naher Zukunft ein wesentlicher Teil unseres heutigen Wohlstandes nicht mehr aufrecht zu erhalten sein, da die Wasserversorgung schlechthin gefährdet ist.
Da Wasser nicht herstellbar ist, und da alle für die Wasseraufbereitung erforderlichen Maßnahmen mit außergewöhnlich hohen Aufwendungen verbunden sind, müssen naheliegende realisierbare - heute noch realisierbare - Maßnahmen Schritt für Schritt durchgeführt werden.
Das den Meeren über Flußgewässer zufließende Flußwasser ist heute allgemein in einem derart verschmutzten Zustand, daß dieser Wasserzufluß in die Meere bereits zu einer Gefahr der Ernährungsgrundlage für den Fischbestand zu werden droht.
Wasser und Wasserkreislauf sind belastet durch Abwässer aus Tierhaltung, Industrie, Haushalten und Gewerbe. Insbesondere aus Industrie gelangen große Mengen hochgiftiger Schwermetaliverbindungen in die Oberflächengewässer und damit in die Meere. Wasser ist darüber hinaus belastet durch feste Industrieabfälle und Inertstoffe, durch ausgespülte Düngemittel und Pestizide, durch Sickerwasser aus Müll- und Abraumhalden, durch Abgasniederschlag, Schwefel- und Stickoxide, durch Ölrückstände und Ölverluste, durch Freisetzen von Giftstoffen durch Unfälle, durch schaumbildende Detergentien, etc.
Die Verschmutzung tritt wesentlich auch deshalb ein, weil Wasser als bequemes Transportmittel für die Beseitigung von Abfällen verwendet wird, dies gilt insbesondere für die Industrie.
Die nahezu fast unübersichtliche Vielfältigkeit der Verschmutzungsarten und Verschmutzungsmöglichkeiten von Wasser, insbesondere durch Industrieproduktion, kann mit bekannten konventionellen Mitteln und Einrichtungen nicht mehr bewältigt werden.
Dies gilt insbesondere für die Schwermetalivergiftung der Gewässer, welche die Lebensbedingungen für die Mikrobenwelt verändert, das Gleichgewicht aufhebt, und die Selbstreinigungskraft der Gewässer nicht nur gefährdet, sondern unmöglich macht, indem die oecologischen Wechselbeziehungen innerhalb des Lebensraumes Wasser generell aus dem Gleichgewicht gebracht werden. Die maximalen Toleranzgrenzen toxischer Substanzen in Trinkwasser werden heute in vielen Fällen bereits erheblich überschritten. Dies gilt insbesondere für Quecksilber- bzw. Kadm ium-Verseuchung.
Die heute übliche Beschränkung auf eine Kontrolle der in Vorfluter eingeleiteten Abwässer auf Messung des BSB5 stellt die Beschränkung der Kontrolle auf harmlosere Verschmutzungen dar. Schwerwiegendere Verschmutzung, nämlich CSB-Belastung, wird üblicherweise gar nicht kontrolliert. Konventionelle Kläranlagen werden mit dieser Belastung so gut wie nicht fertig.
Die allgemeine Klärtechnik (Abwasserklärtechnik) geht davon aus, über eine mehr oder weniger wirksame Vorklärung in einer biologischen Belebungszone einen Abbau der Schmutzlast zu bewirken, und daran anschließend durch Ausfällung ein Schmutzlastkonzentrat zu gewinnen (Klärschlamm}, womit dann als Endergebnis ein reines Abwasser entstehen soll.
Da insbesondere in industrialisierten Regionen jedoch mit dem der Kläranlage zulaufenden Abwasser in variabler Konzentration toxische Stöße von der Kläranlage aufgenommen werden müssen, ist nicht zu vermeiden, daß diese toxischen Stöße bis zur biologischen Belebungszone vordringen, dort schwere Schäden an den Mikroorganismen verursachen, und die sogenannte biologische Belebungszone zeitweilig abtöten, also eine Reinigungswirkung verhindern.
Dieses Kardinalproblem trifft jede biologisch arbeitende Abwasserkläranlage, die damit als Verfahren in industrialisierten Zonen zumindest (auch bei Massenviehhaltung) hoffnungslos überfordert ist.
Um dieser Probleme Herr zu werden, wird neuerdings versucht, in der biologischen Reaktionszone optimale Lebensverhältnisse für die Mikroorganismen zu schaffen, indem dort Reinsauerstoff eingetragen wird. Dieser Versuch ist jedoch für den Fall der Anwendung in industrialisierten Zonen deshalb zum Scheitern verurteilt, weil den Mikroorganismen über Abwasserzulauf toxische Einflüsse zugemutet werden, welche durch erhöhte Sauerstoffzufuhr nicht gemildert werden können. Dieser Versuch packt das Übel am falschen Ende, nämlich im Bereich der "Atemluft", während das Problem in der Nahrungsmittelzufuhr liegt.
Die Anwendung biologischer Reaktionszonen in der Abwasserklärung hat sich im Laufe der Jahrzehnte zu einer Art Philosophie entwickelt, also zu einer Art conditio sine qua non, bei der davon ausgegangen wird, daß es grundsätzlich keine andere Möglichkeit der Abwasserklärung geben könne, als die der biologischen Aufbereitung.
Bei der Abwasserklärung durch biologische Reaktion wird ein Spaltprozeß angestrebt, der darauf hinauslaufen soll, organische und anorganische gelöste Stoffe und Schwebstoffe aus dem Wasser zu entfernen, also als Spaltprodukt zu gewinnen. Dabei wird mit chemischen Fällungsmitteln gearbeitet, welche eine Mineralisierung, also eine Hydrophobierung von gelösten Substanzen bewirken sollen.
Tatsächlich wird bei diesem Prozeß, wenn nicht gefährliche toxische Einwirkungen auf die Biologie auftreten, beträchtlicher Reinigungseffekt erzielt, die Reinigungseffizienz sinkt aber rapide dann ab, wenn die Mikroorganismen in der biologischen Reaktionszone durch Schwermetallstöße geschädigt werden und in ihrer Lebensaktivität absinken.
Bei voll funktionierender chemisch-bilogischer Abwasserklärung entsteht also ein Spaltprodukt als sogenannter Klärschlamm, der mit einer Konzentration von 3 % Trockensubstanz aus den Reaktionszonen der Kläranlage gewonnen wird. Dieser Klärschlamm muß nun über mühsame Vorgänge entwässert werden, dies erfolgt zunächst üblicherweise in einem Eindicker. Dieser Eindicker gibt daraufhin seinerseits ein hochverschmutztes Abwasser wieder an die Kläranlage ab, aus dem Eindicker geht der Klärschlamm üblicherweise mit einer Trockensubstanzkonzentration von 5 bis 10 tYo ab. Dieser aus Eindicker gewonnene, etwas konzentriertere Klärschlamm, wird sodann üblicherweise einer weiteren Entwässerungszone zugeführt. Diese besteht zumeist aus einer Kammerfilterpresse oder einer Zentrifuge. Die Kammerfilterpresse hat sich im Laufe der Jahrzente als breit angewendete Einrichtung weitgehend durchgesetzt und bewirkt eine Entwässerung auf 30 bis 40 % Trockensubstanz. Die Kammerfilterpresse arbeitet jedoch deshalb au ßerordent I ich unwirtschaftlich, weil der K lärsch lamm bezüglich seines Volumens mittels Asche aus vorausgegangener Klärschlammverbrennung aufgeschwemmt wird, d. h., auf das doppelte Volumen gebracht wird. Man nennt dieses Verfahren das sogenannte Schlamm-Ascheverfahren. Die beigemischte Asche soll die Entwässerung in der Presse erleichtern.
Die negativen Folgen der Anwendung des Schlamm-Ascheverfahrens liegen bekannterweise darin, daß die Beimengung von Asche aus der Klärschlammverbrennung zu einer laufenden Zermahlung dieser Asche führt, die schließlich als Feinststaub auftritt, und die Poren der Filtertücher in der Filterkammerpresse zusetzt, so daß dadurch wieder die Entwässerung gestört ist, außerdem ergeben sich erhebliche Wirtschaftlichkeitsnachteile dadurch, daß die dem zufließenden Klärschlamm beizumengende Asche zunächst abgekühlt werden muß (Wärmeverlust), die Asche wird dann mit zufließendem Klärschlamm vermischt, nimmt also wieder Wasser auf. Mit dieser Beimischung von Asche erfolgt noch die Beimischung eines chemischen Flockungsmittels.
Dieses Gemisch wird dann in die Presse gegeben, entwässert, und fließt dann mit einem Trockensubstanzgehalt von 30 bis 40 % in die Verbrennung. In der Verbrennung wird also die aus Verbrennung abgegangene Asche (50 o des neu zugehenden Materials) wieder erhitzt, aus dem Rest wird dann die Hälfte wieder abgenommen und neuem Klärschlamm wieder zugeführt Es handelt sich hier also um einen ständigen Kreisprozeß des Erhitzens und Abkühlens von Asche in einem Verhältnis von 50 % zur gesamt zu verbrennenden Schlammmenge.
Neben den vorstehend nur kurz geschilderten gravierenden Nachteilen der chemisch-biologischen Abwasserklärung, es konnte nur eine geringe Anzahl von Nachteilen hier aufgeführt werden, sind die schwerwiegendsten Gefahren dieser Technik der Abwasserklärung darin zu sehen, daß keine Rückhaltung, also kein Ausfiltern von toxischen Verunreinigungen in Form wasserlöslicher Schwermetalle möglich ist. Diese wassergelösten Schwermetalle steilen auch eine schwerwiegende Belastung des entstehenden Klärschlamms dar, der im wesentlichen aus diesem Grunde zumeist nicht in der Landwirtschaft eingesetzt werden kann.
Es ist also festzustellen, daß die chemisch-biologische Abwasserreinigung zumindest in industrialisierten Regionen als Verfahren schlechthin nicht geeignet ist, zuverlässige Abwasserreinigung zu bewerkstelligen, da Schwermetallverbindungen nicht nur nicht ausgefiltert werden können, sondern auch noch den Bestand der für die biologische Reaktion erforderlichen Mikroorganismen abtötet bzw.
erheblich dezimiert und damit auch den biologischen Reinigungsprozeß oder Abbauprozeß in der Kl äranlage verhindert, zumindest wesentlich reduziert.
Ungeachtet der genannten schwerwiegenden oecologischen Nachteile dieser Klärsysteme ist festzustellen, daß deren Betrieb, abgesehen von den hohen Invest it ionsaufwendungen, außergewöhnlich hohe laufende Betriebskosten verursacht. Nach einer Untersuchung des Rheinland-Pfälzischen Finanzministeriums betragen die Folgekosten aus chemischbiologischen Kläranlagen ca. 20 No der Investitionskosten. Dies heißt also, daß nicht nur keinerlei Ertrag aus diesen Kläranlagen zu beziehen ist, sondern daß darüber hinaus noch außergewöhnlich hohe Betriebskosten entstehen. Eine Großkläranlage im Raum Ludwigshafen soll jährlich ca. DM 70 Millionen an Betriebskosten verursachen.
Dieser letztgenannte Umstand, nämlich die Unwirtschaftlichkeit der chemisch-biologischen Abwasserklärung, führt im Endeffekt auch dazu, daß es Industriebetrieben gar nicht zugemutet werden kann, derartige Anlagen einzurichten, da sie mit deren Betrieb ihre Existenzgrundlage verlieren könnten. Dies gilt insbesondere z. B. für den Industriezweig der Papierherstellung.
Nach der Betrachtung der technologischen und wirtschaftlichen Voraussetzungen und Zusammenhänge ist es erforderlich, bei der Feststellung der allgemeinen Verhältnisse auch zurückkommen auf den Aspekt der Wasserversorgung schlechthin.
Die Klärtechnik nach chemisch-biologischen Verfahren ist - wie geschildert - in den meisten Fällen nicht dazu geeignet, eine ausreichende Abwasserklärung zu bewerkstelligen, insbesondere aber ist sie nicht dazu geeignet, ein nutzbares Wasser herzustellen.
Dies führt dazu, daß die Gesamtmenge des von der Industrie beispielsweise benötigten Frischwassers, es handelt sich in den meisten Fällen um Trinkwasser, in höchst verschmutztem Zustand, z. B.
kommunalen Kläranlagen, und danach in ungenügend gereinigtem Zustand, dem Vorfluter, d. h. den Flußgewässern, wieder zugeführt wird. Damit wird eine schwerwiegende Unterbrechung des natürlichen Wasserkreislaufes vollzogen, indem eben die entnommene Wassermenge nicht in entsprechend gereinigtem Zustand wieder dem natürlichen Kreislauf zurückgegeben werden kann.
Die damit festzustellende Störung des oecologischen Haushalts führt zu eutrophen Gewässern, zu einer progressiven Kostensteigerung zukünftig erforderlicher Maßnahmen für Gewässerreinigung und im Ende zwangsläufig zu einer Wasserversorgungskatastrophe.
Die vorliegende Erfindung löst die geschilderten Probleme in allen Bereichen auf denkbar einfache und insbesondere wirtschaftliche Art und Weise, indem 1. ein hinsichtlich BSB-und CSB-Belastung vorzüglich gereinigtes Brauchwasser erzeugt wird, welches dem Industriebedarf wieder zugeführt werden kann; 2. indem die Kläranlage als wirtschaftlich zu betreibender Betrieb Erlöse ermöglicht, die nicht nur die laufenden Kosten decken, sondern-auch zu einer Amortisation der Erstinvestitionsaufwendungen führen, und 3. die Kläranlage nicht nur zur Abwasserreinigung herangezogen wird, sondern auch noch den allgemeinen Müll, auch Giftmüll, der Zone, in der sie liegt, aufzunehmen in der Lage ist.
Wichtigste Grundlage zur Durchführung des Verfahrens ist die Entdeckung, daß aus organischem Müll und Klärschlamm Kohlen, bzw.
aktive Kohlen, herstellbar sind.
Diese Kohlen werden in einer Zweistufenfilterzone als mechanischphysikalischer Kohlefilter (erste Zone) und als Adsorptionsfilter (zweite Zone) eingesetzt.
Durch die Einbeziehung eines Müliverschwelungs- und Inkohlungsreaktors in die Kläranlage besteht die Möglichkeit der kontinuierlichen Regeneration gesättigter Kohle, was bedeutet, daß ein Kreisprozeß entsteht, indem die einmal eingesetzte Kohlemenge fortlaufend regeneriert wird, die aufgenommene organische Substanz innerhalb des Regenerationsprozesses inkohlt wird, also zusätzliche Substanz an Kohle ergibt.
Abschließend ist ein wichtiger volkswirtschaftlicher Aspekt zu behandeln, da die vorliegende Erfindung in der Lage ist, die Gesamtsituation der Industrie in dem oecologischen System unserer Gesellschaft zu verändern.
Die heutige Situation ist dadurch gekennzeichnet, daß der Industrie, soweit sie aus ihrer Produktion umweltbelastende Abfälle beispielsweise ins Abwasser abgibt, strenge Auflagen nach dem sogenannten Verursacherprinzip zur Vorreinigung betreffender Abwässer z. B.
gemacht werden, und daß einfach die Einleitung von Abwässern eines das bestimmten Verschmutzungsgrades in,6ffent I iche Abwassernetz verboten wird. Zudem wird ebenfalls nach dem Verursacherprinzip eine Kostenbelastung der Abwasser einleitenden Industrie bewerkstelligt, die sich nach dem Grad der Verschmutzung richtet.
Aus dieser Situation hat sich ein schwerwiegendes Dilemma ergeben, welches schon auf politischer Ebene zu heftigen Meinungsverschiedenheiten führte, nämlich zu einem Bewertungsstreit hinsichtlich der Bedeutung von Industriewachstum und Erhaltung einwandfreier Umweltverhältnisse. In jüngster Vergangenheit wurde dazu von Bundesministern schon die Meinung vertreten, Wachstum gehe vor Umweltschutz.
Das kurz geschilderte Dilemma ergibt sich im wesentlichen jedoch nur daraus, daß die kommunalen Kläranlagen nicht dazu in der Lage sind, Abwasser, gleichgültig, welchen Verschmutzungsgrad dieses Abwasser aufweist, ausreichend zu reinigen. Daß diese Tatsache festgestellt werden muß, liegt daran, daß die Abwasserreinigungsverfahren, welche den Kommunen angeboten werden, zwar für häusliche Abwässer geeignet sein mögen, für Industrieabwässer mit deren verschiedenartigsten Verschmutzungsbestandtei len, wie eingangs schon dargelegt, nicht geeignet sind.
Die vorliegende Erfindung löst diese Probleme damit, daß sie von der Konzeption ausgeht, ein Klärsystem zu entwickeln, welches 1. maximale Reinigungseffizienz, gleichgültig, welcher Verschmutzungsgrad gegeben ist, aufweist, und zwar auch hinsichtlich der Schwermetalleverseuchung, und der Verunreinigung von Abwasser durch Detergentien, Herbizide, Pestizide, Chloride, Phenole, Teeröle, Bohr öle, etc. ; 2. welches in der Lage ist, Giftstoffe-Konzentrationsschwankungen aufzufangen; 3. welches in der Lage ist, auch allgemeinen Müll aus der die Kläranlage betroffenen Region aufzunehmen; 4. welches zumindest kosten deckend, wenn nicht mit Erlös, betrieben werden kann Die vorliegende Erfindung erfüllt diese Forderungen in hohem Maße und sichert darüber hinaus noch die Möglichkeit, Rohstoffe aus Abwasser und Müll zurückzugewinnen.
Die-Konsequenz daraus ist, - daß-ih Zukunft bei Anwendung eines Abwasserklär- und Mü 1 lverwertungssystems gemäß vorliegender Erfindung der Industrie. keine Auflagen mehr bezüglich des von ihr abgegebenen Abwassers auferlegt werden müssen. Ganz im Gegenteil, für die Kläranlage nach vorliegender Erfindung ist es geradezu nützlich und vorteilhaft, möglichst viele, z. B. organische Laststoffe, im Abwasser zu transportieren, da diese in der erfindungsgemäßen Kläranlage nutzbringend eingesetzt werden können. Auch der bisher nicht erlaubte Müllzerkleinerer im Haushaltsabfluß, Hotelküche, Schlachthaus, Krankenhaus, wird wieder einsetzbar und kann sogar vorgeschrieben werden, um das Aufkommen an in Behältnissen zu transportierendem Müll zu reduzieren, da über das Abwasser transporvierte organische Schmutzfracht (Nahrungsmittelabfäl le) für den Betrieb der Kläranlage gemäß der hier vorliegenden Erfindung höchst nützlich ist Die volkswirtschaftliche Konsequenz aus der Neuentwicklung gemäß vorliegender Erfindung ist, daß insbesondere die Industrie, jedoch auch die Landwirtschaft (beispielsweise die Massenviehhaltung) keinen Grenzen hinsichtlich ihres Wachstums aus umweltschützerischen Aspekten mehr ausgesetzt sind, daß sie insbesondere jedoch hinsichtlich ihrer Kostenbelastung schwerwiegend entlastet werden, da unter Umständen ins Abwasser abgegebene organische Substanz wegen des daraus zu erzielenden Vorteils in der Kläranlage nicht zu einer Kostenbelastung für die Industrie, sondern zu einer Kostenentlastung führen kann.
Beschreibung einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung dient dazu, in einem Verfahrensprozeß Hausmüll, Industriemüll, Sonderabfälle, bis zu einem gewissen Grad Giftmüll und Sondermüll, durch Verwertung zu beseitigen, Energie zu erzeugen, und Abwasser zu reinigen.
Figur I stellt eine mögliche Ausführungsform einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens dar.
Fig. 1/1 zeigt einen Verschwelungs- und Inkohlungsreaktor. Dieser Reaktor dient zur Erzeugung eines Schwelgases aus organischer Substanz sowie zur Erzeugung von Kohle und aktiver Kohle. Er dient ebenso zur Regeneration von Kohle und aktiver Kohle. Aus dem Müllabzug Fig. 1/16 fließt brennbarer Müll zu den Kokillen Fig. 1/4. Auf diesem Weg können Trockenzonen (Trockenbeete) zwischengeschaltet sein. In den Kammern Fig. 1/2 und Fig. 1/3 wird diese brennbare Substanz weiter vorgetrocknet und zwar unter Ausnutzung der im Reaktor Fig. 1/1 entstehenden Abfallwärme. Der in die Kokillen Fig. 1/4 eingegebene Müll wird dort unter dosierter Luftsauerstoffzufuhr teilverbrannt und teilverschwelt. Dabei bildet sich ein Schwelgas, welches in Gasmotoren oder Turbinen zur Erzeugung kinetischer Energie eingesetzt wird, nachdem es einen Spaltreaktor passiert hat.
Zur Erzeugung von Kohle oder aktiver Kohle wird eine bestimmte Mischung von organischer Substanz in die Kokille Fig. I Pos. 5 des Reaktors Fig. I Pos. 1 eingegeben. Dieses Material, eine Maische, wird ebenfalls über Trocknungszonen Fig. 1/2 und Fig. 1/3 vorgetrocknet.
Die aus der Kokille Pos. 5 Fig. I entstehende aktive Kohle oder Kohle wird in einen Filtercontainer Fig. 1/8 eingefüllt, dieser Filtercontainer fließt über den Schwerkraftförderer Fig. I, Pos. 9 zu dem Aggregat Fig. 1 Pos. 10, und wird dort in die Abwasserfilterzone abgesenkt - Fig. 1 Pos. 8.
Mittels Hubaggregat Fig. 1 Pos. 10 erfolgt das schrittweise Vorrücken der Filtercontainer in zum Wasser lauf entgegengesetzter Richtung zum Hubaggregat Fig. 1 Pos. 24 hin.
Mit zunehmender Verschmutzung der Filterkohle in dem Container wird damit zunehmend verschmutztes Wasser (Abwasser) aufgenommen.
Um eine wechselweise Perkolation der einzelnen Kohlefiltercontainer, einmal von unten nach oben und von oben nach unten, zu bewirken, ist die Filterzone Fig. I Pos. 23 durch Abschottungen unterteilt, welche wechselweise an ihrem unteren Ende Öffnungen aufweisen, und in nächster Position geschlossen sind, Fig. I Pos. 25 und 26.
Der Filter-Container ist erfindungsgemäß so ausgebildet, daß Wasser nur entweder von oben nach unten oder von unten nach oben durch die in dem Container befindliche Kohle fließen kann.
Der Filterzone Fig 1/23 ist ein an sich bekannter Sandfang, Fig. 1/13, vorgeordnet, dieser Sandfang ist jedoch erfindungsgemäß funktionell gleichzeitig als Mülltrenneinrichtung ausgebildet und dient zudem als Gaswäscher.
Über den Bunker 27 gelangt allgemeiner Hausmüll und Industriemüll in die Zerkleinerungseinrichtung Fig. 1/18, und wirdmit einer bestimmten Korngröße oder Teilegröße der Mülltrennzone (Fig. 1/13) eingegeben.
In dieser Zone sinken insbesondere anorganische Stoffe, wie Eisenschrott, Glas, etc., ab, während organische Stoffe aufgewirbelt, von Wasser mitgenommen, oder an der Wasseroberfläche schwimmend, in Richtung Müllabzug Fig. 1/16 abgetrieben werden.
Die in der Mülltrennzone absinkenden anorganischen Stoffe werden über eine geeignete Einrichtung (Becherwerk) Fig. 1/12 aus dieser Zone abgezogen.
Die aus der Energieerzeugung abgehenden Motorenabgase werden zunächst einmal zur Nutzbarmachung deren Wärme erfindungsgemäß dem Reaktorinnenraum zugeführt und geben dort einen Teil ihrer Wärme an die Verschwelungs- bzw. Inkohlungskokillen ab. Diese Gase verlassen erfindungsgemäß diesen Innenraum über das Rohrleitungssystem Fig. 1/7 hin zu einer glockenförmigen Abdeckeinrichtung für die Filtercontainer Fig. 1/28. Diese Abdeckglocke umschließt den Filtercontainer an seiner Oberfläche, so daß durch die Rohrleitung Fig. 1/7 fließende Abgase gezwungen sind, in den Container einzuströmen und ihn nach unten zu verlassen.
Der Container wird durch ein Hubaggregat Fig. I Pos. 14 auch von unten her abgedichtet, so daß die einströmenden Abgase über die Abgasrohrleitung Fig. I Pos. 15 in das durch den Mülltrennbereich fließende Abwasser eingedrückt werden.
Dort werden diese Abgase restgewaschen.
Der Container fließt nach dieser Operation in die Aufgabe-Position der Förderanlage Pos. 29. Dort wird der Behälter erfaßt und zur Entladeposition Fig. 1/30 transportiert. Der entladene Behälter wird zurücktransportiert zur Entladestation Fig. 1/31. Der Behälter wird aus Pos. 31 zur Beladeposition Fig. 1/32 transportiert und zwar über den Schwerkraftförderer Fig. I Pos. 9. Die in Kokille Fig. I Pos. 5 entladene Kohle oder Aktivkohle wird in dieser Kokille regeneriert und in den Behälter Fig. I Pos. 8 entladen.
Die bei dem Verfahren entstehende Überschußkohle, sie entsteht durch fortwährende Aufnahme organischer Substanz aus Abwasser, wird zur Erzeugung von Aktivkohle einer zweiten Einrichtung derselben Ausformung zugeführt. Diese zweite Einrichtung dient zur reinen adsorptiven Abwasserreinigung, also zur Feinreinigung, im Gegensatz zu der Einrichtung Fig. 1, die als quasi Vorklärung vorgesehen ist. Selbstverständlich kann die zweite Zone auch aus dem Reaktor Fig. 1/1 mit Aktive kohle gespeist werden, wenn dessen Kapazität ausreicht.
Sin n der Einrichtung ist es, den Zweck des Verfahrens möglichst wirtschaftlich zu verwirklichen und ständig ausreichenden Nachschub an Filterkohle und Aktivkohle aus Abfallstoffen bereitzustellen.
Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens verwirklicht also einen Kreislauf von Kohle bzw. Aktivkohle, welche zu Filterzwecken in eine Abwasserfilterzone eingegeben wird, aus dieser herausgenommen, in eine Entgasungskokille eingetragen wird, und danach in gereinigtem bzw. aktiviertem Zustand wieder zu der Filterzone zurückgeführt wird. Damit ist ein Minimum an erforderlicher Kohle gewährleistet, die Entgasung der aufgenommenen organischen Schmutzlast erfolgt unter Nutzbarmachung von Abfallwärme innerhalb des Reaktors Fig. 1/1, in welchem in den Kokillen Fig. 1/4 - wie beschrieben - die Erzeugung eines Schwelgases erfolgt, wodurch naturgemäß Wärme entsteht.
Die aus dem Gesamtsystem nicht mehr benötigte Kohle, diese fällt deshalb an, weil ständiger Nachschub an Kohle - wie bereits beschrieben -entsteht, wird zur Energieerzeugung in die Verschwelungskokillen Fig. 1/4 eingegeben, und dort restverbrannt, so daß alle in die Anlage mit Abwasser einfließenden Schwermetalle schließlich durch Adsorption aufgefangen, in der aus den Kokillen Fig. 1/4 abgehenden Asche festgehalten sind.
Durch die Möglichkeit einer Gaswäsche Fig. 1/15 über das zufließende Abwasser ergibt sich neben der Abgasreinigung über den Kohlefilter Fig. 1/28 eine zusätzliche optimale Reinigung des abgehenden Abgases.
Die an das Abwasser übergebenen Laststoffe werden in der Filterzone Fig. 1/23 auf Kohle wieder angelagert, also in der Einrichtung festgehalten. Sie werden letztendlich als Restprodukt in der aus den Kokillen Fig. 1/4 abgehenden Asche sichergestellt.
Die Filterzone Fig. 1/23 ist mit einem Schlammabzug Fig. 1/11 versehen. Dieser Schlammabzug ist über eine Pumpe mit dem Abwassereinlauf verbunden, der in der Filterzone entstehende Absetzschlamm wird dem Abwasserzulauf wieder eingegeben.
Das Verfahren ist ein rein physikalisches Abwasserreinigungssystem, bei dem, nicht wie bei chemisch-biologischen Abwasserkläranlagen, über die Erzeugung von Klärschlamm als Spaltprodukt eine Wasserreinigung bewerkstelligt wird, sondern in dem durch physikalische Rückhaltung bzw. Anlagerung Schwebstoffe, Grobstoffe und gelöste Substanz aus dem Abwasser auf einen Träger angelagert wird, der als Transportstütze dient, indem er das angelagerte Gut in eine Entgasungskammer mitnimmt, wo Entgasung der angelagerten organischen Substanz erfolgt, so daß also überhaupt kein getrenntes Spaltprodukt, wie Klärschlamm, entsteht.
Durch den ständigen Nachschub an organischer Substanz, aufgenommen über Anlagerung in der Filterzone, wird erfindungsgemäß eine ständige Vermehrung der Kohlemenge bewirkt. Falls die aufgenommene Menge nicht ausreichen sollte, so ist über die in die Anlage erfindungsgemäß integrierte Mü 1 lverwertungseinr 1 chtung ausreichend organische Substanz verfügbar, um Kohle bzw. aktive Kohlen herstellen zu können.

Claims

Patentansprüche: 0 Verfahren zur Abwasserklärung und Müllverwertung dadurch gekennzeichnet, daß man das einer Abwasserkläran lage zufl ießende Abwasser als Transportmittel für allgemeinen Müll benutzt und das Abwasser damit gleichzeitig mit Müll anreichert, weiter dadurch gekennzeichnet, daß dieses so angereicherte Abwasser in einer Kläranlage nach einer Entfernung der Grobstoffe getrennt nach anorganischer und organischer Substanz einer Kohlefilterzone zugeleitet wird, in der eine mechanische Fiitrierung und eine Reinigung mittels Adsorption im Gegenstromprinzip erfolgt, dadurch, daß Kohlefilter geeigneter Ausformung vorgesehen sind, welche teils nicht aktivierte und teils aktivierte Kohle enthalten, und vorzugsweise so gestaltet sind, daß die einzelnen Filterzonen durch Container gebildet werden, #elche leicht zu transportieren und zu handhaben sind, und welche einen Kreisprozeß ermöglichen, der dadurch gebildet wird, daß mit Schmutzlast gesättigte Filterkohlebeispielsweise in Containern zu einer Regenerationsanlage verbracht werden, in welcher die Schmutzlast, welche in dem Kohlefilter angelagert wurde, thermisch zersetzt wird, derart, daß diese nicht verbrannt, sondern unter Erhaltung des Kohlenstoffgerüstes entgast wird, und daß die so von Schmutzlast befreite Filterkohle den Kreisprozeß vollendend wieder in eine Abwasserfilterzone zurückgelangt.
2. Verfahren zur Abwasserklärung und Müliverwertung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß man die in einem Verkokungs- und Verschwelungsmeiler entstehende Abwärme bzw. Überschußwärme dazu einsetzt, zu regenerierende Kohlen, welche aus Abwasserklärung in nassem Zustand stammen, bis zu einem gewissen Grade vorzutrocknen, indem man die Abgase aus Verbrennung von Schwelgasen, welche eine Verschwelungseinheit passiert haben, durch einen Filtercontainer führt, welcher Schmutzlast-gesättigte Kohlen enthält.
3. Verfahren zur Abwasserklärung und Müllverwertung nach Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß man Motorenabgase einer gewissen Reinigung unterzieht, indem nan diese durch Schmutzlast gesättigte oder frische Aktivkohlen führt, und diese im Anschluß daran in einen Abwasserlauf einbläst, wo eine Wäsche erfolgen kann.
4. Verfahren zur Abwasserklärung und Müllverwertung nach Ansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, deß man über einem Abwasser lauf mit Filterreinigungszone unmittelbar eine Müllverschwelungs- und Aktivkohleerzeugungseinrichtung an sich bekannter Ausformung anordnet, so daß man mit Schmutzlast beladene Filtereinheiten, vorzugsweise Kohle, unmittelbar im Bereich der Abwasserfilterzone thermisch behandeln und danach wieder in die Filterzone zurückgeben kann.
5.' Verfahren zur Abwasserklärung und Müllverwertung nach Ansprüchen 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß dem Abwasser allgemein auch Teeröle, Boh röle, Altreifen, Kunststoffabfälle, etc., übergeben werden, und daß man derartige Schmutzfracht auf Kohlen bzw. Aktivkohlen angelagert, mittels des Trägers Kohle zu einer Einrichtung zur thermischen Zersetzung der aufgenommenen Schmutzlast bringt, und daß man das aus dieser thermischen Zersetzung entstehende Abgas als Treibgas für die Erzeugung kinetischer Energie verwendet.
6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 - 5 dadurch gekennzeichnet, daß über dem Wasser lauf eines Abwasserkanals Fig. 1/17 ein Müllbunker Fig. 1/27 und ein Müllzerkleinerer Fig. I/18, angeordnet ist.
7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß der Abwasserzulauf einer Kläranlage Fig. 1/17 in eine Verbreiterung des Kanals einmündet unrldaß im Bereich der Verbreiterung des Abwasserzulaufkanals Fig. 1/17 eine Vertiefung des Wasser laufs erfolgt.
8. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 6 - 7 dadurch gekennzeichnet, daß über der verbreiterten und vertieften Zone eines Abwasserzulaufkanals eine Einrichtung zum Einschütten von Müll Fig. l# angeordnet ist.
9. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 6-8 dadurch gekennzeichnet, daß im weiteren Verlauf einer Müll-Abwassermischzone Fig. 1/13 ein vorzugsweise Becherwerk als Sandabzug vorgesehen ist.
10. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 6 - 9 dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Wasseroberfläche des Abwasserzulaufs in dem Überlaufbereich des Beckens Fig. 1/13 eine Rechenanlage angeordnet ist, welche schwimmendes Gut aufnimmt.
11. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 6 - 10 dadurch gekennzeichnet, daß der Müllabzug Fig. 1/16 mit - einer Container-Transportanlage oder einer anders gearteten Fördereinrichtung verbunden ist.
12. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 6 - 11 dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an eine MüII- Abwassermischzone gem. Fig. 1/13 ein Filterbecken Fig. 1/23 anschließt,
13. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens dadurch gekennzeichnet (nach Ansprüchen 6 - 12), daß in einem Filterbecken Fig. 1/23 Trennwände so angeordnet sind, daß diese Trennwände einmal im Bodenbereich des Filterbeckens Fig. 1/23 Öffnungen für Wasserdurchfluß besitzen, und in der darauffolgenden Stufe an der Bodenplatte des Filterbeckens Fig. I/23 geschlossen sind Fig. 1/26.
14. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 6 - 13 dadurch gekennzeichnet, daß das Filterbecken Fig. 1/23 mit Filtercontainern Fig. 1/20 bestückt wird, welche derart eingehängt werden, daß sie mit ihrer oberen Randbegrenzung auf einer Auflagefläche aufliegen und einen seitlichen Verschluß zum Filterbecken dadurch bewirken.
15. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 6 - 14 dadurch gekennzeichnet, daß die Filtercontainer Fig. I/20 mit wasserdurchlässigen Deckelbegrenzungen oben und unten versehen sind.
16. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 6 - 15 dadurch gekennzeichnet, daß die Filtercontainer Fig. 1/20 seitliche Aufhängevorrichtungen besitzen.
17. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 6 - 16 dadurch gekennzeichnet, daß über. einer Filterzone Fig. 1/23 eine Hub- und Verschiebeeinrichtung Fig. I/10 angebracht ist.
18. Einrichtung zur Durchführun g des Verfahrens nach Ansprüchen 6 - 17 dadurch gekennzeichnet, daß die Filtercontainer Fig. 1/20 in einem Filterbecken Fig. 1/23 durch eine Hubeinrichtung Fig. 1/10 in dem Wasserfluß entgegengesetzter Richtung vorwärts gerückt werden, so daß der mit frischer Kohle einzusetzende Behälter Fig. 1/8 nur von nur noch geringfütig verschmutztem Wasser durchflossen wird, so' daß der in die Position Fig. 1/20 vorgerückte Kohlecontainer das meist verschmutzte Wasser, also primär Wasser aufnimmt.
19. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 6 - 18 dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des meist verschmutzten bzw. gesättigten Kohlefilters Fig. I/20 eine Hubeinrichtung angeordnet ist, welche mit einer Horizontalfördereinrichtung Fig. 1/21 in Verbindung steht.
20. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 6 - 19 dadurch gekennzeichnet, daß die Horizontalfördereinrichtung Gif. 1/21 beispielsweise als Schwerkraftförderer ausgebildet ist.
21. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 6 - 20 dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung Fig. 1/21 als Abtropeinrichtung dient insoweit, als ihre Standfläche für Filterconta iner wasserdurch lässig ist.
22. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 6 - 21 dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung Fig. 1/21 unmittelbar über dem Abwasserzulauf Fig. 1/17 oder über dem Müll-Abwassermischbereich Fig. 1/13 angeordnet ist.
23. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 6 - 22 dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung Fig. 1/21 in eine Behälterübernahmestation Fig. 1/29 einmündet.
24. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 6 - 23 dadurch gekennzeichnet, daß eine Fördereinrichtung Fig. 1/22 in der Position Fig. 1/29 den Filtercontainer übernimmt, indem eine Verbindung zwischen dem Förderanlagenfahrwerk Fig. 1/9 und dem Filtercontainer Fig. 1/29 hergestellt wird.
25. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 6 - 24 dadurch gekennzeichnet, daß der Filtercontainer Fig. 1/29 über Förderanlage zu einer Entleerungsposition Fig. 1/30 transportiert und in eine Einrichtung zur Regeneration der Filterkohle Fig. 1/2 und Fig. 1/5 entleert wird.
26. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 6 - 25 dadurch gekennzeichnet, daß der entleerte Filterbehälter Fig. 1/30 über Förderanlage in die Entladeposition Fig. 1/9 der Förderanlage zurücktransportiert wird.
27. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 6 - 26 dadurch gekennzeichnet, daß der entleerte Behälter Fig. 1/31 über eine entsprechende Förderanlage Fig. 1/9 a zur Beladeposition Fig. 1/32 transportiert wird.
28. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 6 - 27 dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlefiltercontainer Fig. 1/8, mit frischer Filterkohle oder Aktivkohle bestückt, über die Förderanlage Fig. 1/9 mit der Aufgabestation des Hubaggregats Fig. 1/10 verbunden ist.
29. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 6 - 28 dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlecontainer Fig. 1/8 über Hubaggregat Fig. 1/10 in die Position Fig. 1/23 abgesenkt wird.
30. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 6 - 29 dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Entwässerungszone Fig. 1/21 eine Hubeinrichtung Fig. 1/14 angeordnet ist, welche den Filtercontainer mit nasser Filterkohle gegen einen Verschlußtrichter Fig. 1/28 preßt.
31. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 6 - 30 dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußtrichter Fig. 1/28 mit einer Rohrleitung Fig. 1/7 verbunden ist, welche in den Innenraum des Reaktors führt, und Motorenbzw. Abgase aufnimmt.
32. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 6 - 31 dadurch gekennzeichnet, daß der Raum .in der Förderanlage Fig. 1/21, in welcher sich das Hubaggregat Fig. 1/14 befindet, mit einer Rohrleitung Fig. 1/15 verbunden ist, welche in den Wasser lauf der Müll- Abgasmischzone führt und als Abgasleitung in diesem Wasser lauf Öffnungen besitzt.
33. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 6 - 32 dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der gem. Fig. I dargestellten Filtercontainer anders geartete mit Einrichtungen vorgesehen sind, welche mit Kohle bzw. Aktivkohle bestückt werden.