DE2652329A1

DE2652329A1 - Verfahren zur abwasserreinigung durch flotation

Info

Publication number: DE2652329A1
Application number: DE19762652329
Authority: DE
Inventors: Herwart Jobski
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1976-11-17
Filing date: 1976-11-17
Publication date: 1978-05-18

Description

Verfahren zur Abwasserreinigung durch Flotation
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum In wären von Abwasser durch Flotation mittels einer in einem Klärbehälter in Bodennähe angeordneten Belüftungsturbine mit Elektromotor, Luft ansaugleitung, tEasseransaugöflnurlgen und Austrittsöffnungen für ein Luft-T:rasser-Gemisch, sowie mit einem im Klärbehälter angeordneten Abzug für aufscliimmend Verunreinigungen.
Es ist bekannt, Abwasser durch Flotation zu klären, wobei Feststoffteilchen oder auch Öltröpfchen durch anhaftende Luftblasen zur çFasseroberfläche getragen und dort abgeschöpft werden0 Für Flotationszwecke am besten geeignet sind feinste Luftbläschen, da diese an den Verunreinigungen am besten anhaften und auch noch relativ beständig sind, wenn die Verunreinigungen an der Wasseroberfläche schwimmen.
Die Erzeugung von feinsten Luftblasen für Flotationszwecke kann in bekannter Weise durch Luftaufsättigung des Abwassers unter Druck und anschließender Entspannung oder auch durch Elektrolyse erfolgen. Beide Verfahren sind relativ aufwendig und teuer.
Bekannt ist auch der direkte Eintrag von Luft ins Abwasser durch schnellaufende Turbinen. Nachteilig bei dieser sogenannten Rührwerks-Flotation ist die erreichbare Größe der Luftblasen von 1 bis 3 mm Durchmesser. Bei dieser Blasengröße kommt es zu keiner ausreichenden Haftung der Luftblasen an den aufzuschwimmenden Verunreinigungen. Der Abscheidegrad ist entsprechend niedrig und die gebildete Schwimmdecke nicht genügend beständig gegen die beim Skimmen (Abschöpfen) auftretende Scherbeanspruchung, Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens ist die hohe Turbulenz im Flotationsbereich, wodurch Feststoff-Flocken in unerwünschter Weise zerrissen werden. Unerwünscht ist beim bekannten Verfahren ferner auch, daß bereits bei Anwesenheit von geringen Mengen oberflächenaktiver Substanzen starke Schaumbildung auftritt die einen kontrollierten Fe sts toffabzug ver bindert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit. einer Belüftungs turbine Feinstblasen zu erzeugen, uln eine gute Flotationswirkung zu erzielen. Beim Verfahren der eingangs genannten Art wird dies dadurch erreicht, daß die von der Belüftungsturbine in den Klärbehälter eingebrachte Luft auf 0,05 bis 1 Nm3/h/kW Turbinenleistung beschränkt wird. Durch diese Maßnahme werden Luftblasen von weniger als 0,2 mm # erzeugt, die besonders gut an den Feststoffpartikeln oder Öltröpfchen im zu klärenden Abwasser haften.
Eine störende Schaumbildung tritt bei diesem Verfahren nicht ein, Es ist vorteilhaft, die eingebrachte Luft auf 0,1 bis 0,5 Nm3/h/kW Turbinenleistung zu beschränken.
Um die Zerschlagung der Feststoff-Flocken durch die Belüftungsturbine zu vermeiden, wird den Wasseransaugöffnungen der Turbine geklärtes Wasser zugeführt.
Beim erfindungsgemäßen Flotationsverfahren reicht eine Verweilzeit des Abwassers im Klärbehälter von etwa 10 bis 30 min.
Das Flotationsverfahren arbeitet mit einem bestimmten Typ von Belüftungsturbinen, die im Normalbetrieb etwa 20 bis 30 Nm3 Luft pro Stunde und pro Kilowatt Turbinenleistung ansaugt. Diese Turbine saugt durch ein Rohr Luft aus der Atmosphäre an, vermischt sie in ihrem Innern mit Abwasser, vorzugsweise bereits geklärtes Abwasser1 und gibt das Luft-Wasser-Gemisch durch spezielle Austrittsöffnungen wieder an das Abwasser ab. Die Belüftungsvorrichtung besitzt ein um eine vertikale Achse rotierendes Hohlflügelrad mit mehreren (z.B. 4 bis 1) Flügeln.
Das Hohlflügelrad wird von einem Stator umgebell, der mit Leitschaufeln versehen ist. Die Hohlwelle des Flügelrades ist mit der feststehenden Luftansaugleitung verbundene Ausführungsformen der Belüftungstrubine sind in der deutschen Patentschrift 1667 042 und der deutschen Auslegeschrift 2 243 161 beschrieben.
Eine Anwendungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mit Hilfe der Zeichnung erläutert4 Es zeigt: Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch ein Klärbecken für die Abwasser-Flotation und Fig. 2 eine teilweise längsgeschnittene Belüftungsturbine.
Der Klärbehälter 1 der Fig. 1 zur Flotationsbehandlung von Abwasser weist einen Abwasser-Zulauf 2 und einen Klarwasser-Ablauf 3 auf. Im Behälter 1 befindet sich eine schräge Trennwand 4, deren Oberkante 5 einen gewissen Abstand unter dem Wasserspiegel 6 liegt0 Die Wand 4 trennt den Flotationsbereich 7 vom Klarwasserbereich 8. Auf dem Boden 1a des Klärbehälters 1 steht eine Belüftungsturbine 10. Sie besitzt ein Luftansaugrohr 11 mit einem Drosselventil 12 und einer Meßeinrichtung 13. Mit der Meßeinrichtung 13 wird die von außen zur Turbine 10 strömende Luftmenge pro Zeiteinheit bestimmt; g erfür kann zXB. ein an sich bekanntes Rotameter verwendet werden.
Die Belüftungsturbine 10 saugt nicht nur Luft, sondern auch geklärtes Wasser durch die Leitung 14 aus dem Klarwasserbereich an.
Eine Mischung aus Wasser und feinen Luftbläschen tritt aus der Turbine 10 wieder aus, wobei sich die Luftbläschen rasch zur Wasseroberfläche 6 hin bewegen. Die Luftbläschen nehmen dabei Verunreinigungen, insbesondere Feststoffflocken und dltrbpfchen mit. Die Verunreinigungen werden an der Wasseroberfläche mit Hilfe eines Kettenförderers 15 mit elastischen Schubplatten 15a zu einer Abschöpfrinne 16 bewegt und dort abgezogen. Die Abschöpfrinne ist an einer Zwischenwand 17 angeordnet, die über den Wasserspiegel hinausragt und unterhalb ihrer Unterkante frei umströmbar ist. Das Klarwasser aus dem Bereich 8 strömt deshalb in Richtung des Pfeils 18 zum Ablauf 3.
Um den Abscheidegrad im Flotationsbereich 7 zu verbessern, können dem Abwasser in einem vorgeschalteten Behandlungsbecken oder auch im Zulauf 2 in nicht näher dargestellter, aber an sich bekannter Weise Flockungsmittel und/oder Flockungshilfsmittel zugegeben werden. Flockungsmittel sind z0B. an sich bekannte Metallsalze und Flockungshismittel an sich bekannte organische Polyelektrolyte.
Einige Einzelheiters der Belüftungsturbine 10 werden mit Hilfe der Fig. 2 näher erläutert, Sie zeigt eine Ansicht der Turbine, wobei die Klarwasserglocke 20 allerdings längsgeschnitten dargestellt ist. Zur Turbine gehört ein Gehäuse 21, in welchem sich u.a. der Antrieb in Form eines Elektromotors befindet, Das Klarwasser aus der Leitung 14 tritt zunächst in das Innere der Glocke 20 ein, die einen Ringraum um die Wasseransaugöffnungen 22 bildet, Luft wird über das Rohr 11 angesaugt und im Innern der Turbine mit Wasser vermischt, wobei die Luft in feine Bläschen zerteilt wird. Das Luft-Wasser-Gemisch verläßt die Turbine durch die Austrittsöffnungen 24, wie das durch die punktierteiiPfeile 23 angedeutet ist. Die Turbine besitzt Füße 25, mit denen sie auf dem Boden 1a des Klärbehälters steht.
Beisniel : In verschiedenen Versuchen wurde in einer der Zeichnung entsprechenden Anlage das Abwasser einer Erdöl-Raffinerie behandelt.
Dieses Abwasser enthielt 115 mg/Liter Feststoffe und ao mg/l Kohlenasasserstoffe. Die für alle Versuche verwendete Belüftungsturbine hatte eine Leistungsaufnahme von 2,5 kW.

Die Ergebnisse der verschiedenen Versuche sind in der nachfolgenden Tabelle dargestellt. Der Versuch I wurde mit dem Abwasser o4X¢ durch Zugabe von Flockungsmittel oder Flockungshilfsmittel durchgeführt. Für den Versuch II wurdndem Abwasser 100 mg/l Aluminiumsulfat und 2 mg/l eines handelsüblichen Polyelektrolyten vom Typ Nalco 625 zugegeben, Der Versuch III wurde nur mit Beimischung von 4 mg/l eines handelsüblichen Polyelektrolyten vom Typ Nalco 48Z zum Abwasser ausgeführt. In der Tabelle ist mit a) der Abscheidegrad für Feststoffe und mit bj der Abscheidegrad für Kohlenwasserstoffe bezeichnet. Die Spalten A, B und C gehören zu Luftansaugmengen in die Turbine von 28, 8 und 0>2 berechnet in N3/h pro kW Turbinenleistung* Tabelle

A B C

Versuch I a) praktisch keine a)# 10 % a) 35 - 40 %

b) Abscheidung b)5-10 % b) 25 %

Versuch II a) praktisch keine a)# 10 % a) 50 %

b) Abscheidung b)# 20 % b) 70 %

Versuch III a) praktisch keine a)# 25 % a) ca. 90 %

b) Abscheidung b)# 20 % b) ca. 80-90 %

Unter den Bedingungen der Spalte A konnte wegen starker Turbulenzen keine nennenswerte Abscheidung von Verunreinigungen erzielt werden. Der Vergleich der Spalten B und C macht die erheblichen Verbesserungen durch gedrosselten Luftdurchsatz deutlich.

Claims

Patentansprüche Verfahren zum Klären von Abwasser durch Flotation mittels einer in einem Klärbehälter in Bodennähe angeordneten Belüztungsturbine mit Elektromotor, Luftansaugletung, Nisseransaugöffnungen und Austrittsöffnungen für ein Luft-Wasser-Gemisch, sowie einem im Klärbehälter angeordneten Abzug für aufschwimmende Verunreinigungen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die von der Belüftungsturbine in den Klärbehälter eingebrachte Luft auf 0>95 bis 1 Nm3/h pro Kilowatt Turbinenleistung be schränkt wird.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eingebrachte Luft auf 0,1 bis 0,5 Nm3/h pro k Turbinenleistung beschränkt wird.
3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Wasseransaugöffnungen der Belüftungsturbine geklärtes Wasser zugeführt wird.
4) Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet. daß eine Flotationszeit des Abwassers im Klärbehälter von 10 bis 30 min eingestellt wird.