DE3138246A1

DE3138246A1 - Verfahren und vorrichtung zur behandlung von abwasser

Info

Publication number: DE3138246A1
Application number: DE19813138246
Authority: DE
Inventors: David Simon Lorain Ohio Ross
Original assignee: Sterling Drug Inc
Current assignee: STWB Inc
Priority date: 1980-09-25
Filing date: 1981-09-25
Publication date: 1982-08-26
Also published as: KR830007442A; BE890458A; AU551752B2; NL8104402A; IT1139489B; BR8106104A; IT8124136A0; GB2084041B; AU7528781A; KR890000704B1; JPS5787893A; ATA412581A; JPH0119959B2; ZA816522B; NO813255L; SE8105659L; FR2490620A1; MX159327A; CH647742A5; FR2490620B1

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von

Abwasser . . . .

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Abwasser und die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Insbesondere betrifft die Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Behandlung von Abwasser, bei dem die Abtrennung,, das Konzentrieren und die Behandlung, von schlecht absetzbaren und kolloidalen Feststoffen durch Feinsand-Filtration erhöht wird, wodurch das Energieerzeugungspotential des Behandlungsverfahrens erhöht und die anschließende Notwendigkeit, biologische Behandlungen durchzuführen, verringert oder ausgeräumt wird. Durch die Erfindung werden Kapitalausgaben und Energiekosten verringert.

Feststoffe, die in Abwasser enthalten sind, können entweder suspendiert oder gelöst sein. Sie können filtrierbar oder unfriltrierbar, flüchtig oder inert sein und können biozersetzlich sein oder nicht. Diese Feststoffe sowie Fette und Öle, die typischerweise in Abwasser vorhanden sind, stellen im allgemeinen die wesentlichsten Umwelt-Verunreinigungsbestandteile dar, und gerade diese schädlichen Materialien müssen bei dem Abwasserbehandlungsverfahren entweder entfernt oder behandelt werden.

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Die suspendierten Feststoffe weisen Größen von 10 pm (Mikron) bis 100 pm (Mikron) und größer auf. Im allgemeinen sind Feststoffe von 10 pm (Mikron) und größer absetzbar und können durch Schwerkraftabscheidung entfernt werden. Fest-

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Stoffe von 10 um bis 10 pa (Mikron) setzen sich normalerweise nicht ab und erfordern im allgemeinen eine Koagulation oder Ausflockung zur Entfernung. Feststoffe von 10 pm (Mikron) und kleiner werden im allgemeinen als gelöste Feststoffe betrachtet.

Die meisten biologischen Abwasserbehandlungssysterne und Verfahren sind so gestaltet, daß sie die Abtrennung der großen unlöslichen Teilchen und die biologische Behandlung der Teilchen, die sich nicht absetzen, betreffen. Viele dieser Systeme arbeiten unberechenbar wegen der allgemeinen Inflexibilität der bekannten Verfahren, d.h. der primären Klassifizierung und/ oder Siebbehandlung.

Primäre Verfahren können einer sehr stark variierenden Flüssigkeits- und/oder organischen Belastung unterliegen, was zu einem Abstrom variierender Qualität führt. Die biologischen Systeme, die anschließend verwendet werden, müssen innerhalb dieser Variation der Belastung arbeiten, wodurch die Wirksamkeit des biologischen Systems auf ein Minimum herabgesetzt werden kann.

Die suspendierten und kolloidalen Feststoffe, die weder durch Sieben noch durch Klären abgetrennt wurden, müssen darüber hinaus durch ein oder mehrere biologische Systeme behandelt werden, um den Niveaus der Sekundärbehandlung zu entsprechen. Die Energie, das Kapital und die Erhaltungskosten derartiger Systeme sind beträchtlich.

Zwei derartige allgemein verwendete biologische Systeme sind die suspendierten Wachstumsmodifikationen des Verfahrens mit aktiviertem Schlamm und das System der Modifikationen des fixierten Wachstums des Rieselfilterverfahrens. Diese Systeme können von sehr einfachen bis zu sehr komplizierten Verfahren variieren, je nach der Größe der Anlage und der verwendeten Ausrüstung. Die Erfordernisse für die Abstrom-Nitrifizierüng

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komplizieren das Verfahren darüber hinaus und führen zu weiteren Ausrüstungen Kapital- und Energiekosten.

Es wurden zahlreiche"Versuche unternommen, die Behandlungsverfahren zu modifizieren, um die Energiekosten biologischer Systeme zu verringern. Dies wurde allgemein versucht durch Modifizieren des Verfahrens und durch Änderungen der Bauweise verschiedener mechanischer Bestandteile, um die Wirksamkeit der Feststoffabscheidung der Kläranlage zu verbessern. Eine verwendete wirksame Technik zur Feststoffabscheidung war der Zusatz eines chemischen Koaguliermittels zu dem einströmenden Wasser, das in die Schwerkraft-Absetzvorrichtung oder die Kläranlage eintritt. Durch diese Technik wird die Menge der abgetrennten Feststoffe materiell erhöht und die organische Belastung des biologischen Systems oder der anschließenden Behandlungssysteme wird verringert.

Diese Verringerung der Belastung führt zu einer Verringerung der Energie, die für die biologischen Verfahren erforderlich ist. Physikalisch-chemische Verfahren, die zur Behandlung von Abwasser empfohlen wurden, ziehen im allgemeinen den Zusatz eines Koagulationsmittels und die Ausflockung der suspendierten Teilchen in Betracht. Dies wird allgemein entweder in einer Zone innerhalb der Kläranlage oder vor der Kläranlage durchgeführt, um das Absetzen der suspendierten Feststoffe zu verbessern. Das geklärte Abwasser kann dann auf verschiedene Weise behandelt werden, wie durch Absorbieren auf Aktivkohle oder selbst erneutes Filtern, gefolgt von der Kohleabsorption.

Jedoch führt der Zusatz eines chemischen Ausflockungsmittels und/oder eines Koagulans zu zusätzlichen chemischen Kosten und führt in vielen Fällen zu ernstlichen Problemen, die wesentlich größer sind als die Vorteile, die man erhält durch Verringerung der suspendierten Feststoffe, die in das biologische System abgeführt werden.

Die Ausfällung des Koagulans führt zu einem chemischen Schlamm, und es kann sehr schwierig und sehr kostspielig sein, diesen zu behandeln und zu entwässern. Außerdem wirkt sich der chemische Schlamm im allgemeinen nachteilig auf die Erzeugung von Schlammgas aus.

/In einem aktivierten Schlammsystem biologisch behandeltes organisches Material erzeugt im allgemeinen neues und zusätzliches Zellmaterial. Dieses hochstrukturierte ZeIlmaterial führt schließlich zu der Möglichkeit einer sekundären Umwelt-Verschmutzungsbel.astung und muß daher sorgfältig abgetrennt und in derartiger Weise entfernt werden, daß es sich nicht auf die Umwelt auswirkt. Daher müssen in den meisten biologischen System der aktivierte Schlamm oder der Rieselfilter-Humus, die beide hauptsächlich aus neuem Zellmaterial bestehen, von dem Abwasser abgetrennt werden. Dies erzielt man allgemein durch zweite bzw. sekundäre Kläranlagen. Der abgesetzte Schlamm kann zu einem Digestor zur weiteren biologischen Verringerung zurückgeführt werden. Der aufgeschlossene Schlamm wird schließlich abgezogen und auf verschiedene Weise entwässert. Das Aufschließen, die Entwässerung und das Entfernung der neuen Zellmaterialien sind schwierige und kostspielige Verfahren.

Granular-Medien-Filter werden gegenwärtig zur Entfernung suspendierter Feststoffteilchen aus Abwässern verwendet, folgend auf andere Behandlungsstufen. Ein derartiges wirksam für solche Anwendungszwecke verwendetes Filter wird in der US-Reissue-PS 28 458 vom 1. Juli 1975 beschrieben. Verbesserungen werden in der US-PS 3 817 378 vom 18. Juni 1974 und in der US-PS 3 840 117 vom 8. Oktober 1974 beschrieben.

Eine wirksame Methode und eine Vorrichtung zur Reinigung von Fetten und ölen aus den Medien von Granular-Medien-Filtern wird in der US-PS 4 032 443 vom 28. Juni Ί977 beschrieben.

Eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Abtrennung und zur Konzentration von Feststoffen aus Filter-Rückwaschflüssigkeiten wird in der US-PS 3 792 773 beschrieben.

Ein Ziel der Erfindung liegt darin, viele der Nachteile üblicher Abwasserbehandlungssysteme zu überwinden durch Entfernen und Sammeln organischer Feststoffe aus Abwasser, das Haushaltsabwasser enthält, ohne die Anwendung von Koagulans-Chemikalien, Eine Hauptverbesserung ist das zusätzliche Energiepotential der erhöhten Menge an chemikalienfreiem Primärschlamm. Ein weiterer Hauptvorteil ist eine entsprechende Verringerung der Erzeugung von neuem zellulären Anlagen-Material.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Abwasser zur Entfernung von suspendierten und/oder kolloidalen Materialien, einschließlich möglicher Fette und öle aus vorher nicht behandeltem Abwasser, das Haushaltsabwasser enthält, das folgende Stufen aufweist:

a) Leiten des Abwassers, das Haushaltsabwasser enthält, zu einer Klär- oder Sieb-Vorrichtung zur Entfernung eines Teils der Materialien und zur Klärung des Abwassers, ohne wesentlichen Chemikalienzusatz;

b) Leiten des geklärten Abwassers ohne wesentlichen Chemikalienzusatz durch ein Granularmedium-Filter in einem Filterbehälter zu einem Unter-Abfluß-Hohlraum, zur Bildung eines Filtrats, das weniger als 40 % der suspendierten Feststoffe enthält, die in dem nicht behandelten Abwasser enthalten sind;

intermittierendes Leiten von Luft aufwärts durch das granuläre Medium zur Verringerung des Strömungswiderstands durch das Medium und zur Inhibierung einer anaeroben biologischen Aktivität darin, ohne die Integrität bzw. die Ganzheit des Filters zu zerstören; und

d) intermittierend dieses Filter mit einem Teil des Filtrats und einem oberflächenaktiven Mittel und/oder oxidierenden Mittel rückzuwaschen, um angesammelte schädliche Materialien zu entfernen.

So wird Abwasser, das Haushaltsabwasser enthält, aus einer Vorrichtung, wie einem Netz, einem Sieb und/oder einer Primär-Kläranlage durch ein Granularmedium-Filter geleitet, ohne vorausgehende biologische chemische oder physikalisch-chemische Behandlung. Alternativ kann die Vorrichtung zur Entfernung der Feststoffe gänzlich weggelassen werden; Abwasser wird direkt in den Einlaß des Filters geleitet und nicht absetzbare und kolloidale Feststoffe werden durch das Filtermedium abgefangen und von der Oberfläche des Filtermediums adsorbiert.

Die Wirksamkeit der Entfernung dieser nicht absetzbaren Fest-.stoffe ist eine Funktion des Anwendungsausmaßes oder der physikalischen Charakteristika des Mediums, typischerweise Sand. Im allgemeinen werden mindestens 60 % des suspendierten Materials durch ein einziges Filter entfernt. Feststoffe können sich in dem Filtermedium ansammeln bzw. akkumuli-eren, bis der Widerstand durch das Filtermedium dazu führt, daß der Wasserspiegel über dem Medium ein vorbestimmtes Niveau erreicht, wobei zu diesem Zeitpunkt das Filter rückgewaschen wird und schädliche Materialien, die vorher eingeschlossen und adsorbiert wurden, aus dem Medium gespült und gewaschen werden.

Erfindungsgemäß wird auch eine Verbesserung des Abfangens und der Lagerung der kolloidalen und suspendierten Teilchen durch periodische Verringerung des Widerstands des Filtermediums, -körpers und der Oberfläche erzielt durch Leiten von Luft in Aufwärtsrichtung durch das Medium, in intermittierender Weise, um die Porosität zu verbessern und die anaerobe Zersetzung aufzuhalten. Diese Luft wird durch Anheben des

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Filtrats in dem Unterabfluß-Hohlraum und Verdrängen der Luft, nach aufwärts gerichtet. Die Aufwärtsbewegung der Luft reicht aus, um schädliche Materialien in das Innere des Filterbetts zu bewegen, wo derartige Materialien zeitweise gelagert werden, ohne die Ganzheit bzw. Integrität des Filtermediums zu stören.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein Verfahren zur Rückwäsche bereitgestellt, bei dem senkrechte Flüssigkeitslen bzw. hydraulische Strahlen intermittierend mit Luft angewendet werden, um eine Bewegung mit hoher Geschwindigkeit und eine Medium-Bewegung mit variablem unter der Aufwirbelung liegenden Ausmaß (subfluidisiert) zu ergeben, zur Verbesserung der Wirksamkeit . des Rückwaschsystems und unter Anwendung einer minimalen Menge an Rückwaschwasser.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das rückgewaschene Wasser zu einem Aufnahmebehälter geführt, in dem die vorher nicht absetzbaren Teilchen, die sich nunmehr in dem Rückwaschwasser befinden, agglomerieren und sich absetzen. Fette und öle läßt man ebenfalls zur Abschöpfung agglomerieren. Die abgesetzten Feststoffe können sich im allgemeinen ohne den Zusatz von Chemikalien konzentrieren. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die rückgewaschenen Feststoffe zu einem Digestor für die anaerobe Stabilisierung des organischen Materials und für die biologische Erzeugung von Methan- und Kohlendioxid-Brenngas gepumpt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann geklärtes Rückwaschwasser zurück zum Einlaß des Filters zur erneuten Filterung geführt werden und kann unter bestimmten Bedingungen zu einem Aufnähmestrom oder einem Wasserlauf, wie einem See, einem Fluß, einem Meer usw., gerichtet werden.

Die ümweltverschmutzungscharkateristika des Filtrats werden

wesentlich verringert durch die Entfernung der kolloidalen und'nicht absetzbaren Feststoffe, die in dem geklärten Abwasser vorhanden sind.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird Sauerstoff zu der Flüssigkeitsmasse durch Prallwirkung, Diffuser und durch Pulsieren durch das Filtermedium gefügt ., um den normalen Sauerstoffmangel des geklärten Abwassers au Minimum herabzusetzen und anaeroben Bedingungen in dem Medium und dem Flüssigkeits-Filterkörper entgegenzutreten.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein verbesserter Medium-Regenerierungszyklus bereitgestellt, der Fett, öl und biologische Materialien, die an der Mediumoberfläche haften, durch Emulgieren und die hydraulisch und pneumatisch induzierte Bewegung des Mediumbetts, entfernt. Zusätzlich wird ein oxidierendes Mittel, wie Hypochlorit mit oder ohne ein oberflächenaktives Mittel verwendet, um die Mediumoberflächen zu regenerieren. Vorzugsweise jedoch wird ein Nicht-Halogen-Oxidationsmittel, wie Wasserstoffperoxid, Sauerstoff enthaltendes Gas oder enthaltende Flüssigkeit, oder Ozon entweder mit oder ohne Waschmittel bzw. Detergens oder oberflächenaktives Mittel verwendet, wodurch die Bildung chlorierter Kohlenwasserstoffe vermieden wird.

Ein weiteres Hauptmerkmal der Erfindung ist die stufenweise Durchführung des Filtrationsverfahrens, um die Menge an nicht abgesetzten oder kolloidalen Feststoffen, die aus dem Abwasser entfernt werden, zu vergrößern. Typischerweise enthält in einem zweistufigen Filtersystem das sekundäre Filtrat weniger als 25 % der suspendierten Feststoffe in dem nicht behandelten Wasser und weist den damit einhergehenden niedrigen BSB auf. Derart-ige Filtrate können im allgemeinen direkt zu einem Wasserlauf entleert werden, ohne vorhergehende biologische Behandlung.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt in der Anwendung sehr geringer Mengen an Koagulans zwischen den Stufen des Filterverfahrens, um darüber hinaus die sehr kleinen Teilchen weiter zu verringern, die weder eingefangen noch durch die Mediumoberfläche adsorbiert werden. Die Chemikalie zur Koagulation wird mit dem primären Filtrat rasch vermischt und zu dem zweiten Filter ohne eine Ausflockungsstufe geleitet. Ein derartiges Verfahren führt typischerweise zu einem sekundären Filtrat, das weniger als 20 mg/1 suspendierte Feststoffe aufweist und weniger BSB enthalten kann als dies normalerweise Sekundärverfahren zugeschrieben wird. Die erste Filterstufe entfernt den größten Anteil der Feststoffe, und nur sehr geringe Mengen an Koagulans werden für die zweite Stufe erfordert. Auf diese Weise ist die Wirkung derartiger Chemikalien auf die anschließende Schlammbehandlung vernachlässigbar.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Anwendung eines Filters zur Behandlung von übermäßigen Strömungen, die ein vorhandenes oder fixiertes biologisches System nachteilig beeinflussen.können, durch Umleiten überschüssiger Strömungen um das biologische System herum durch ein feines Medium-Filter und Entfernen ausreichender Mengen an suspendierten Feststoffen aus diesem umgeleiteten Abwasser, sowie aus dem biologisch behandelten Abwasser. Dies ermöglicht das Filtrieren des behandelten und unbehandelten Abwassers, um Abströmungs-Vorschriften zu genügen. Erfindungsgemäß bleibt die Wirksamkeit des biologischen Verfahrens erhalten. Das biologische Verfahren wird gegen eine Flüssigkeitsüberlastung geschützt, und die Gesamtleistungsfähigkeit wird sichergestellt.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt in der Kombination der zweistufigen Filtration innerhalb eines einzigen Gefäßes unter variierenden Niveaubedingungen in Abhängigkeit von den Strömungsmengen, das so gestaltet 1st,daß ein Teil äußerst star-

ker Strömungen durch gröbere Filtermedien aufgencnmen werden kann.

Das Zweistufenfilter ergibt die Möglichkeit der Verwendung von mehr als einer Sandgröße und von verschiedenen Anwendungsraten bzw. Geschwindigkeiten für eine vorgegebene Filterbelastung.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt in der Wäsche bzw. Spülung der senkrechten Wände des Filterbehälters auf einer automatisch gewählten Basis während einer Rückwäsche. Ein Reinigungsmittel, wie ein Waschmittel bzw. Detergens, und ein oxidierendes Mittel oder alternativ ein oberflächenaktives und ein oxidierendes Mittel können dem Rückwaschwasser zugesetzt werden, um die Wandungen weiter zu reinigen. Der Zusatz des Reinigungsmittels kann manuell oder auf einer automatischen Wahlgrundlage gesteuert werden. Bevorzugt ist ein nicht-halogenhaltiges Oxidationsmittel.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt im Zusatz einer oxidierenden oder sterilisierenden Flüssigkeit zu der Rückwaschflüssigkeit am Ende des Rückwaschkreislaufs, um das Wachstum biologischer Materialien zu steuern. Diese sterilisierende oder oxidierende Flüssigkeit führt auch zur Oxidation, Emulgierung oder Entfernung der vorher anhaftenden organischen Substanzen auf den Medium-Oberflächen, resül*· tierend von der Filtration des geklärten Abwassers durch das Medium aus feinem Sand. Die Medium-Oberflächen werden wirksam ausgenutzt zur Absorption einiger der organischen Bestandteile, die den löslichen BSB bilden.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt in der Fähigkeit, schädliche Wirkungen der kolloidalen und suspendierten Teilchen, die die Poren von Aktivkohle verstopfen und die Kohlenstoff oberflächen mit organischen Substanzen bedecken, die die wirksame Verwendung von Aktivkohle einschränken, auf ein Minimum herabzusetzen.

• 6

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Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt in einem verbesserten Unter-Abfluß-System bzw. Unter-Drän-System, das die oxidierende oder sterilisierende Flüssigkeit wirksam in das Filtermedium verteilt, ohne ein vorheriges Vermischen mit der Rückwaschflüssigkeit und dem Waschmittel oder oberflächenaktiven Mittel.

Im folgenden werden die Figuren kurz erläutert.

Figur 1 stellt ein schematisches Fließschema eines üblichen Abwassersystems dar, das als Hauptelemente eine primäre Kläreinrichtung, ein biologisches Behandlungssystem, eine Endkläreinrichtung und einen Schlammdigestor enthält.

Die Figur 2 ist ein schematisches Fließschema der bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung, das die verschiedenen alternativen Behandlungssysterne, die angewendet werden können, veranschaulicht.

Die Figur 3 ist ein Fließschema der Erfindung, kombiniert mit biologischer Behandlung.

Die- Figur 4 ist ein Fließschema der Erfindung, kombiniert mit einem biologischen Behandlungssystem, gefolgt von einem zweiten Filter.

Die Figur 5 ist ein Schema eines physikalisch-chemischen Behandlungsverfahrens, das zwischen zwei Filtern eingesetzt wird»

Die Figur 6 ist ein Schema, das die Anwendung der Erfindung auf ein Abfallbehandlungssystem zeigt, das starken Änderungen der einströmenden Ströme unterliegt und veranschaulicht die Behandlungsmöglichkeit durch Umgehungsströme.

Die Figur 7 ist ein Querschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die bei der Behandlung von Umgehungsströmen ver-

wendet wird.

Die Figur 8 ist ein Querschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung, die die Wandungswäsche und das pulsierende Bettsystem zeigt.

Die Figur 9 ist ein Querschnitt des Unter-Abfluß-Trägersystems, das erfindungsgemäß beschrieben wird.

Die Figur 10 ist ein Detailschnitt einer Auslaßdüse des Unter-Abfluß-Trägersystems, das erfindungsgemäß beschrieben wird.

Die Figur 11 ist ein Schnitt einer Alternative für das Düsendetail des Unter-AbflußTrägersystems, das erfindungsgemäß beschrieben wird.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Die Verringerung des gesamten biochemischen Sauerstoffbedarfs (BSB) der suspendierten Feststoffe und des löslichen BSB von geklärtem Haushaltsabwasser durch parallele Granularmedium-Filter sind in der Tabelle I veranschaulicht, worin die in den Filtern verwendeten granulären Medien aus Quarz mit einer effektiven Größe von 0,35 mm bzw. 0,45 mm bestehen, bei einer Sandtiefe von 25,4 cm (10 inch) und Anwendungsraten von 80 1 pro min pro m (2 gpm/ft²).

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Tabelle I

	Filter	i	46	Filter	Filter
		131,5	Nr. 1	Nr. 2
	. Einstrom		. Abstrom	Abstrom
Sandgröße, mm		35,3	0,35	0,45
Suspendierte Feststoffe,	mg/1 81,3		20,8	25,7
Entfernungswirksamkeit, ^!	(74,6)	(68,6)
Trübung FTU	23	24
Gesamt BSB,-, mg/1	49,0	53,9
Entfernungswirksamkeit, *	(62,7)	(59,0)
Löslicher BSB₅, mg/1	23,3	24,9
Kntfernungswirksamkeit %	(34,0)	(29,3)

durchschnittliche Filterlauflänge , h Rückwäsche zu Filtrat-Verhältnis 1/1

3,0

0,168

6,0

0,088

Ein wesentlicher Faktor, der beim Bau und der Entwicklung von Abwasserbehandlungssystemen im allgemeinen übersehen wird,
liegt darin, daßder Hauptteil der organischen umwelt-verschmut: senden Belastung in Abwaser, entweder dargestellt als theoretischer Sauerstoffbedarf (TSB), chemischer Sauerstoffbedarf
(CSB) oder biochemischer Sauerstoffbedarf (BSB) in den
nicht absetzbaren suspendierten und kolloidalen Feststoffen
enthalten ist. Derartige Feststoffe sind in Haushaltsabwasser vorhanden. Beispielsweise weisen Abwasserfeststoffe, die
durch ihre Größe abgetrennt wurden, die in der Tabelle II
gezeigte organische Belastung auf« Grundlegend sind 66 %
der organischen umweltverschmutzenden Beladung in den suspendierten Feststoffen mit der Teilchengröße von 8 um (Mikron) und geringer, gemessen durch den CSB, auf. Allgemein geht

man davon aus, daß suspendierte Feststoffe von 8 pm (Mikron) und geringer nicht von selbst absetzbar sind.

Die Bedeutung der umweltverschmutzenden Belastung von geklärtem oder abgesetztem Abwasser kann weiter veranschaulicht werden durch eine Größen--und Gewichtsanalyse einer geklärten Abwasserprobe. Die Probe der Tabelle II wurde der Abwasserbehandlungsanlage in Lorain Ohio entnommen und ist typisch für geklärtes Abwasser, das Haushaltsabwasser enthält- Die Abwasserprobe wurde nacheinander durch Membranfilter mit zunehmend geringer werdenden Poren filtriert. Die in jedem Filter zurückgehaltene Feststoffmenge wurde anschließend festgestellt, sowie auch der chemische Sauerstoffbedarf (CSB) für die zurückgehaltenen Feststoffe festgestellt wurde.

Tabel'le.XI

Primärabstrom aus Lorain Ohio Abgesetztes Abwasser TSS 84,5 mg/1; CSB 182 mg/1

Filterporen- TSS, zurückgehalten CSB, der das FiI-größe, pn durch das Filter, mg/1 ter durchlief, mg/1

8,00 38,4 121,0

3,00 14,7 80,9

1,20 10,7 62,7

0,80 11,5 62,7

0,45 7,6 65,9

0,22 1,6 48,9

Die Verringerung an löslichem BSB stellt ein weiteres Merkmal der Erfindung dar. Die Verringerung an löslichem BSB durch

Feinsand-Filtration ist von großer Bedeutung und wird bei niedrigeren Flüssigkeits- Anwendungs-Mengen noch bedeutender. Beispielsweise haben Untersuchungen gezeigt, daß die Verringerung an löslichem BSB im Bereich von so hoch wie 34 % Verringerung bis so niedrig wie 5,6 % liegt. Der lösliche BSB ist eher eine Definition als eine richtige Beschreibung. Kolloidale Teilchen, die durch ein Filter von 0,45 ρ (Mikron) laufen können, werden als ein Teil der löslichen Fraktion berechnet, die als löslicher BSB gemessen wird.

Eine wesentliche Menge des kolloidalen Materials, das durch

ein 0,45 um (Mikron) Membranfilter läuft, bleibt selbst

haften und wird an der Kornoberfläche in einem Granularmedium-Filter adsorbiert. Einige der organischen Materialien in der Lösung werden ebenfalls rasch biologisch in Biomasse umgewandelt, wenn das Waschwasser durch ein granuläres Bett läuft. Die entfernte Menge stellt eine Funktion des Änwendungsausmaßes bzw. der Geschwindigkeit und der Größe und der Tiefe des Sandes dar.

Die Tabelle III zeigt eine spezielle Untersuchungsreihe und veranschaulicht die Wirksamkeit der Entfernung des löslichen BSB durch die Erfindung. Somit wird durch eine ein- oder mehrstufige Filtration nicht nur der meßbare, nicht absetzbare Feststoffgehalt entfernt, sondern es wird auch die lösliche Fraktion der organischen Belastung wesentlich verringert.

Tabelle III

Verringerung an löslichem BSB₅ (%)

Strömungsrate bzw. _n ,,. _{mrn n} _{ΑΚ mm}

Geschwindigkeit 0,35 mm 0,45 mm

2 40 l/min/m	34
(2GPM/FT²)
2 200 l/min/m	18,3
(5 GPM/FT²)
320 l/min/m²	7,2
(8 GPM/FT²)

29,5

15

5,6

In den Zeichnungen werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, ohne eine Einschränkung darzustellen.

In der Figur 1 wird ein übliches biologisches Abwasserbehandlungsverfahren umrissen. Die Roh-Abwassereinlaßleitung 10 führt zu der Zerkleinerungs- oder Siebvorrichtung 20 und durch eine Leitung 11 ■·zur ersten Absetzvorrichtung oder ersten Klärvorrichtung 100. Die geklärte Flüssigkeit wird durch die Leitung 110 zu dem biologischen Verfahren geführt, wo der Abfall biologisch behandelt wird, unter Bildung von neuem Zellmaterial, und wird durch die Leitung zu dem letzten Absetzbehälter 500 geführt. Ein Hauptteil der Schlammfeststoffe wird in der Klärvorrichtung 500 abgesetzt und durch die Leitung 520 abgezogen. Ein Teil des Schlamms wird zu dem biologischen Verfahren über die Leitung 521 recyclisiert. Der Überschuß oder Abfallschlamm wird dann mit dem Schlamm vermischt, der aus der ersten Kläranlage 100 durch die Leitung 120 abgezogen wurde und das Gemisch des Abwasserschlamms und des Primärschlamms wird durch die Lei-

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tung 121 zu dem Digestor 800 geführt/ wo der Schlamm weiterbehandelt wird, und ein Teil der organischen Materialien in Methan und Kohlendioxid umgewandelt wird. Der überschüssige Abwasserschlamm aus der Kläranlage 500 kann direkt in den Digestor 800 geführt werden, unter Vermeidung des Mischverfahren in der Leitung 121, je nach dem Willen des Betriebspersonals .

Die Figur 2 zeigt ein schematisches Blockdiagramm der Erfindung, bei dem ein Filtersystem 200 auf einen primären Absetztank oder eine Kläranlage 100 folgt. Das Abwasserbehandlungssystem umfaßt eine Abwassereinlaßleitung 10, in der Abwasser zur Zerkleinerung und/oder Grob-Siebvorrichtung 20 geführt wird und anschließend durch die Leitung 11 zu einer primären Kläranlage 100 geführt wird. Der geklärte Abstrom verläßt die Primärkläranlage 100 durch die Leitung 110 zu dem Einlaß des Filters 200.

Wie in der Figur 2 gezeigt, wird das Filtrat in der Leitung 210 zu einem oder mehreren nachfolgenden Behandlungselementen geführt, wie einer biologischen Behandlung, die entweder vom suspendierten Wachstum- oder gebundenen bzw. befestigten Wachstumsystem sein kann. Alternativ kann _auf die Filtration eine zweite Filtrationsstufe folgen und anschließend eine Behandlung durch Aktivkohle oder eine biologische Behandlung zur Entfernung von organischem Material und/oder Stickstoff, oder kann in einen Aufnahmestrom oder jegliche andere Einrichtung zur Behandlung oder Wiederverwendung abgeführt werden. Die Notwendigkeit der wahlfreien zweiten Filtrationsstufe ist eine Funktion der Qualität des Abwassers und der Teilchengrößenverteilung, sowie der Abwasservorschriften der Regierung. In vielen Fällen wird die Beschickung zu dem biologischen System so verringert, daß man eine entsprechende biologische Behandlung beispielsweise in einem Rieselfilter ohne jegliche Rezirkulatlon erzielt.

•«Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht in einem Abwasserbehandlungsverfahren zur Entfernung von suspendierten und kolloidalen Materialen, einschließlich Fetten und ölen, proteinhaltigen Verbindungen und Ammoniak-Stickstoff aus vorher nicht behandeltem Abwasser, das Haushaltsabwasser enthält, bei dem

a) das Abwasser, das Haushaltsabwasser enthält, zu einer Klär- oder Siebvorrichtung geführt wird, um einen Teil der Materialien zu entfernen und das Abwasser zu klären, ohne Zusatz von Chemikalien;

b) geklärtes Abwasser ohne Zusatz von Chemikalien durch ein erstes granuläres Filter innerhalb eines ersten Filterbehälters zu einem ersten Unter-Abfluß-Hohlraum geführt wird, um ein Primärfiltrat zu bilden;

c) das Primärfiltrat durch ein fixiertes Medienfilter, wie ein Rieselfilter, mit nitrifizierenden Mikroorganismen, die auf den fixierten Medien wachsen, geleitet wird, um den Stickstoff im Primärfiltrat zu Nitrat und Nitrit zu oxidieren;

d) das nitrifizierte Primärfiltrat durch ein zweites Granularmedium^Filter mit einem zweiten Filterbehälter zu einem zweiten Unter-Abfluß-Hohlraum geführt wird, unter Bildung eines Sekundärfiltrats, das weniger als 20 mg/1 suspendierte Feststoffe und 20 mg/1 BSB₅ enthält;

e) intermittierend Luft aufwärts durch jedes Granularmedium geleitet wird, um den Strömungswiderstand durch die Medien zu verringern und eine anaerobe biologische Aktivität darin zu inhibieren;

f) intermittierend das erste Filter mit einem Anteil des Primärfiltrats und einem oberflächenaktiven Mittel und/oder

oxidierenden Mittel rückgewaschen wird, um akkumuliertes schädliches Material zu entfernen;

g) intermittierend das zweite Filter mit einem Teil des Sekundärfiltrats und einem oberflächenaktiven Mittel und/ oder Oxidationsmittel rückgewaschen wird, um akkumuliertes schädliches Material zu entfernen.

Eine derartige Behandlung führt leicht zu einem Sekundärfiltrat, das weniger als 20 mg/1 suspendierte Feststoffe und 20 mg/1 BSB₁. enthält, selbst wenn das fixierte Medien-

2 filter in einer Rate gleich oder über 13,6 l/min/m (0,34

GPM/FT ) ohne Rezirkulieren betrieben wird. Das Sekundär-

filtrat enthält weniger als 1,5 mg/1 NH.-N, wenn die Abwassertemperatur 20°C überschreitet.

Die Rückwäsche vom Filter 200 wird durch die Leitung 220 zur Klärvorrichtung 300 entleert, wo sich die rückgewaschenen Feststoffe absetzen können und die überstehende Flüssigkeit der Kläranlage wird zum Einlaß des Filters 200 durch die Leitung 310 und die Filtereinlaßleitung 110 zurückgeführt. Die Qualität der überstehenden Flüssigkeit kann durch Zusatz von koagulierenden Chemikalien erhöht werden. Der abgesetzte Schlamm aus der Kläreinrichtung 300 wird durch die Leitung 320 abgezogen und zu der Schlammabzugsleitung 122 geführt, die Schlamm von der Primärkläreinrichtung 100 durch die Leitung 120 transportiert.

Die Filtratqualität hängt von der Rate der Abwasseranwendung, den Abwasser-Verunreinigungskonzentrationen, der Bettiefe und der mittleren Korngröße, die im Filter 200 verwendet wird, ab. Die Filtratqualität kann weiter durch mehrere nachfolgende wahlfreie Behandlungen erhöht werden, die von der erforderlichen endgültigen Wasserqualität abhängen.

Der Energiebedarf für die anschließende Behandlung des ge-

klärten Abwassers wird beträchtlich verringert durch die Verringerung der organischen Verschmutzüncjsbelastung des geklärten Abwassers, die durch das Filter 200 erzielt wird.

Zusätzlich wird der Schlamm, der durch die konzentrierten Peststoffe in dem Rückwaschwasser aus dem Filter 200 erhalten wird, zu dem Schlamm gefügt, der im Primärabsetzbehälter oder der Kläranlage bzw. Kläreinrichtung 100 entfernt wird. Die Gesamtmenge des Primärschlamms ist die Summe des Primärschlamms, der sowohl in der Schwerkraft-Kläranlage 100 als auch im Filter 200 entwickelt wird. Die Tatsache, daß weder dem Einlaß des Primärabsetzbehälters noch des Filters ein Koagulationsmittel zugesetzt wird, stellt sicher, daß der Gesamtschlamm der abgezogen wird ein Minimum an Behandlungschemikalien enthält.

Die anaerobe biologische Produktion von Brennstoffgas Methan aus Wasserschlamm schreitet bekanntlich rascher und wirksamer fort, wenn das Verhältnis von Primärschlamm zu sekundärem biologischen Schlamm hoch ist! Die Erfindung führt zu beträchtlich vermehrten Primärfeststoff- und beträchtlich verringerten Sekundärfeststoffmengen.

Beispielsweise enthält ein typisches Haushaltsabwasser 160 mg/1 suspendierte Feststoffe, von denen die Hälfte durch eine einfache Primärbehandlung ohne Chemikalien entfernt wird.

Das geklärte Abwasser weist typischerweise folgende Analyse auf:

suspendierte Feststoffe 80 mg/1 BSB₅ 130 mg/1

Bei einer Standardbehandlung wird das geklärte Abwasser einer Behandlung mit aktiviertem Schlamm unterzogen, um sekundären

Regierungsstandards zu entsprechen. Etwa 70 mg/1 biologische Schlammfeststoffe werden erzeugt. Die biologischen Feststoffe betragen fast die Hälfte der Gesamtfeststoffbelastung, die normalerweise anaerob aufgeschlossen wird.

Erfindungsgemäß wird das geklärte Abwasser durch ein granuläres Medium filtriert, um den Sekundärstandards zu entsprechen, wodurch die biologische Stufe ersetzt wird, die hohe j Ausrüstungs- und Betriebskosten erfordert.

Darüber hinaus werden keine Feststoffe von der biologischen Behandlung dem anaeroben Digestor zugeführt; daher werden die Gasproduktion und die Verringerung der Feststoffe sowie die anschließende Feststoffentwässerung jeweils erhöht.

Geht der biologischen Behandlung eine Filtration durch ein granuläres Medium voraus, so führt die stark verringerte Menge an neuem Zellmaterial zu einer wesentlich verbesserten Digestor-Leistungsfähigkeit.

In der Figur 2 kann die Leitung 151, die auf die zweite Filtrationsstufe folgt, das Filtrat zu einer Kontaktvorrichtung mit Aktivkohle führen. Das Filtrat kann alternativ in einem biologischen System behandelt werden, wie weiter in der Figur 3 gezeigt, oder in einen Strom entleert oder erneut verwendet werden. Alternativ kann die zweite Filtrationsstufe weggelassen werden und ein Einstufen-Filtrat kann zu den genannten Alternativverfahren geführt werden.

Ein Hauptvorteil der Erfindung liegt in der Verringerung der organischen Verschmutzungsbelastung für alle nachfolgenden Behandlungssysteme durch das Filter 200, wodurch die Energie- und Kapitalerfordernisse verringert werden.

In der Figur 3 ist der gleiche Typ eines sekundären biologischen Verfahrens wie in der Figur 1 veranschaulicht,

wobei das Verfahren in der sekundären Behandlungsanlage nunmehr durch die Verwendung eines Filters modifiziert werden kann, das in der Leitung 110 für den geklärten Abstrom installiert ist. Das in dem Auslaß 210 enthaltene Filtrat erfordert eine beträchtlich verringerte biologische Behandlung. Die biologisch behandelten Abwasser können einer letzten Absetzvorrichtung oder eine Kläranlage 500 zugeführt werden oder einem anschließenden Filter 700 zugeführt werden, wie in der Figur 4 veranschaulicht, und anschließend zum Chlor-Kontaktbehälter 600.

Auch erfindungsgemäß wird der Primärschlamm aus dem primären Absetzbehälter 100 durch die Leitung 120 abgezogen. Die im allgemeinen nicht absetzbaren und kolloidalen Feststoffe in dem geklärten Abwasser werden anschließend durch das Filter 200 aufgefangen, wobei das Filtrat vom Filter 200 dann durch die Leitung 210 zum biologischen Verfahren 400 geführt wird. Das Rückwaschwasser in der Leitung 220 wird zu dem Einlaß der Rückwasch-Abscheidevorrichtung 300 geführt, wo sich die rückgewaschenen Feststoffe absetzen können und entleert und vermischt werden mit den Feststoffen des primären Absetzbehälters 100, wodurch die Gesamt-Primärfeststoffe, die aus dem Verfahren.entfernt werden, vergrößert werden.

Die organische Beschickung zu dem biologischen Verfahren wird durch die größere Entfernung von organischen Feststoffen beträchtlich verringert. Wiederum abhängig von der Anwendung und der Mediumgröße kann die restliche organische Beschickung zu dem biologischen Verfahren bis zu einem Punkt verringert werden, bei dem das neue Zellwachstum wirksam durch ein zweites Filter vom generell gleichen Typ wie das im Filter 200 verwendete abgefangen werden, und eine abschließende Absetzvorrichtung ist nicht erforderlich. Das Filter 700 fängt dann das Gemisch von Feststoffen und neuen Zellen auf und führt diese Feststoffe zum Einlaß des biologischen Verfahrens 400 durch die Leitung

721, wie in der Figur 4 gezeigt, zurück, überschüssige Abwasserfeststoffe werden anschließend zum Rückwaschseparator 300 durch die Leitung 722 entleert.

Erfindungsgemäß wurde das Potential für das Wachstum von neuem Zellmaterial durch die Verringerung an suspendiertem und-nicht absetzbarem Material durch die· .Granülarmedium-Filtration begrenzt. Das Wachstum neuer Zellen ist proportional zu der organischen Beschickung bzw. Belastung in dem Abwasser, das in das biologische Verfahren durch die Leitung 210 eintritt.

Nimmt man beispielsweise ein Ausmaß für das Wachstum neuer Zellen von 0,4 kg (bzw. Ib) neuen Zellen pro kg (bzw. Ib) entferntem BSB an, so würde der Filtratrest, der 50 mg/1 BSB₅ enthält, nur 20 mg/1 neuer Zellen erzeugen. Abwasser mit einem Gehalt von suspendierten Feststoffen von weniger als 30 mg/1 Feststoffe und entsprechenden Werten für den biochemischen Sauerstoffbedarf können als Sekundärabfluß klassifiziert werden. Falls die suspendierten Feststoffe über die zulässigen Strömungserfordernisse des speziellen Wasserlaufs hinausgehen, kann ein zweites Filter zugefügt werden, und die 20 mg/1 neuer Zellen können leicht durch das Filter abgetrennt werden,und das Filtrat durch die Leitung 710 entspricht dann niedrigen FeststoffStrömungs-Vorschriften. Sollten die Strömungsvorschriften derart sein, daß die abzuführenden Feststoffe nicht über diese Vorschrift hinausgehen, so ist keine weitere Behandlung erforderlich.

In der Figur 5 wird ein abgesetzter Primärabstrom zu der ersten Filterstufe 200 geführt, und das Filtrat wird durch die Leitung 210 zu der Mischkammer 30 geführt, wo sehr geringe Konzentrationen an Koaguliermittel aus dem Gefäß 40 in die Mischkammer 30 durch die Leitung 50 eingepumpt werden. Das Koaguliermittel wird in der Mischkammer 30 mit dem Filtrat der ersten Stufe aus dem Filter 200 vermischt und

das Koaguliermittel-Filtrat-Gemisch wird zum Filter 700 durch die Leitung 211 ohne Ausflockungsstufe entleert. Das Koaguliermittel-Filtrat-Gemisch wird anschließend durch das Filter 700 filtriert, und das Filtrat der zweiten Stufe wird durch die Leitung 710 entleert. Die Rückwaschflüssigkeit von der ersten Filterstufe 200 wird zu dem Rückwaschaufnahmebehälter 300 durch die Leitung 220 entleert, und die Rückwäsche aus dem Filter 700 wird ebenfalls zu der gleichen Rückwäsche-Feststoff-Abtrennvorrichtung durch die Leitung 720 geführt. Der abgesetzte Schlamm in dem Gefäß 300 wird durch die Leitung 320 entleert und mit dem Schlamm vermischt, der aus dem Primärgefäß 100 durch die Leitung 120 entfernt wird, und das vereinte Schlammvolumen wird zu dem Digestor 800 durch die Leitung 123 geführt.

Der Abstrom von der Leitung 710 kann dann gegebenenfalls auf mehreren Wegen je nach den Erfordernissen für die endgültige Anwendung oder für die Entleerung des behandelten Abwassers behandelt werden. Wasser, das erneut filtriert wird, kann, wie in der Figur 2 gezeigt, einer ganzen Reihe weiterer Behandlungsstufen unterzogen werden, die von der Endverwendung und den Erfordernissen bzw. Vorschriften abhängen. Dieser Systemtyp verringert das biologische Zellwachstummaterial, das normalerweise in biologischen Behandlungsanlagen vorhanden ist,stark oder schaltet es völlig aus, und gleichzeitig wird ein Abstrom hoher Qualität gebildet. Die Grenze liegt selbstverständlich bei den löslichen Bestandteilen, die nunmehr nicht durch Filtrieren entfernbar sind. Der Abwasserabstrom, aus dem die suspendierten Feststoffe und kolloidalen Feststoffe durch Filtrieren entfernt wurden, kann leicht zum Kontakt mit Aktivkohle zur Adsorption von restlichen organischen Bestandteilen geführt werden. Diese Art von Vorbehandlung kann wirksam große Raum- und Energieerfordernisse einsparen und zu einem Abstrom mit gesteuerter Qualität führen. Dies trifft insbesondere auf vielen Gebieten der Wiederverwendung von Wasser zu.

Das Filtrationsverfahren führt zu einer Verringerung des Energiebedarfs, der normalerweise mit der üblichen Abwasserbehandlung, die zu einer ähnlichen Leistungsfähigkeit führt, verbunden ist.

In der Figur 6 kann die erste Filtration erfolgreich auf Abwasserbehandlungssysteme angewendet werden, die extrem hohen Strömungsänderungen unterliegen, wie während Stürmen, bei denen bekannte biologische Verfahren von einer hydraulischen bzw. Flüssigkeits-Überlastung bedroht werden. In der Figur 6 stellt die Einflußleitung 10 die Einflußleitung für das Abwasser dar, einschließlich verschiedener Volumen von Sturmwasser, die durch eine Zerkleinerungs- oder Siebvorrichtung 20 gelangen und anschließend durch eine alternative Strömungsumleitungskainmer und ein Überschuß-Strömungswehr 60 in die primäre Absetzkammer 100 geleitet werden. Der geklärte Abstrom im der Leitung 110 wird zur hydraulischen Steuerkanmer 80 geführt , wo eine Überschuß strömung der ersten Stufe um das biologische Verfahren 400 und die endgültige Kläranlage 500 in die Leitung 510 herumgeführt wird, die die Einströmungsleitung in das Filter 200 darstellt. Das Rückwaschwasser wird aus dem Filter 200 zur Leitung 220 zum Absetzgefäß 300 geführt. Die überstehende Flüssigkeit aus dem Absetzgefäß 300 wird zur Leitung 510 durch die Leitung 310 zurückgeführt. Der abgesetzte Schlamm wird durch die Leitung 320 zurückgeführt und mit dem abgesetzten Schlamm von der Kläranlage 100 durch die Leitung 120 vermischt und zur Weiterbehandlung durch die Leitung 124 zu einem Digestor oder"einem anderen Schlammbehandlungsverfahren gerichtet.

Erfindungsgemäß werden die überschüssigen Ströme um das biologische Verfahren herumgeleitet, um das gesamte biologische Verfahren vor einem hydraulischen Schock bzw. Flüssigkeitsschock zu bewahren und darüber hinaus den biochemischen Sauerstoffbedarf des Umleitungsstroms zu verringern durch Leiten durch die Leitung 90 durch die Einwirkung des Filters 200, um

die suspendierten Feststoffe zu verringern.

In der Figur 6 können überschüssige Strömungen auch um die primäre Kläranlage 100 umgeleitet werden, falls Zeichen vorliegen, daß die maximalen Flüssigkeitsbedingungen der Kläranlage 100 überschritten würden. Daher kann eine Umleitungskammer 60 zu Beginn der primären Kläranlage 100 installiert werden und die Strömungen, die über die vorgesehenen Werte hinausgehen,können durch die Leitung 70 in die Umleitungsleitung 91 zur Leitung 510 in das Filter 200 gerichtet werden zur weiteren Verbesserung durch die Entfernung von suspendierten Feststoffen durch Filtration.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt in der Fähigkeit der Filtervorrichtung, verschiedenen Filtraterfordernissen zu entsprechen, wenn die einströmenden Volumen durch, die Einwirkung von Sturmwasserströmungen und Trockenwetterströmungen geändert werden. Während trockenem Wetter, wenn die Abwasserströmungen gering sind, sind die Verweilzeiten der Feststoffe in den Abwasserleitungen relativ lang, was zu einer beträchtlichen Auflösung des verunreinigenden Materials führt. Der Abwasser-BSB,- ist hoch.

Andererseits spülen höhere Wasserspiegel während Naßwetterperioden die Abwasserleitungen rasch. Das Abwasser wird nicht nur durch das Extrawasser verdünnt, sondern ist "frischer", d.h. es ist eine geringere Auflösung eingetreten.

Zwar verhindern starke Strömungen den Betrieb üblicher biologischer Behandlungssysteme, jedoch sind die verunreinigenden Materialien in derartigen stark strömenden Abwässern der Entfernung durch Granularmedium-Filtration besser zugänglich als dies Verunreinigungen in schwach strömenden Abwässern sind. Daher bleibt bei der Umleitung von überschüssigen Strömen von Abwasser um biologische Behandlungssysteme herum zu einem Granularmedium-Filter ein hohes biologisches

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Behandlungsniveau erhalten, während den überschüssigen Strömungen eine stark wirksame Filtrationsbehandlung zu eigen wird. Man erhält einen gut brauchbaren Abstrom zu einem Zeitpunkt, wenn die Abstromqualität normalerweise verschlechtert wird.

Gemäß einer anderen Ausführungsform ergibt das einmal durchlaufene Granularmedium-Filter der Figur 7 eine wirksame und -ausreichende Behandlung von Abwasser bei sehr stark variierenden Strömungsraten. In der Figur 7 werden die behandelten und umgeleiteten einfließenden Strömungen zu dem Filtergefäß 200 -durch die Leitung 510, wie vorstehend in der Figur 6 veranschaulicht, geführt. In der Figur 7 gibt ein Strömungsanzeiger 530, der sich in der Leitung 510 befindet, die Menge der Strömung zum Filter an. Innerhalb der vorhandenen Grenzen und im unteren Niveaubereich bleibt das Ventil 512 offen, und das Ventil 514 bleibt geschlossen. Die Strömung bei trockenem Wetter mit niedrigem Wasserniveau aus der Leitung 510 tritt in das Filter 200 bei niedrigem oberen Flüssigkeitsniveau über dem Filtermedium 250 ein. Bei zunehmender Strömung signalisiert das Strömungsmeßgerät 530 den Ventilen 512 zu schließen und dem Ventil 514 zu öffnen,und dem Wasserniveau wird es möglich, in das Filter 200 an einem höheren Punkt einzutreten.

Gleichzeitig ändert der Strömungsanzeiger 530 das Betriebsniveau vom gegenwärtigen Betriebsniveau, das bei 240 angezeigt wird, zum Niveau 242 und gegebenenfalls bis 244, wodurch die Kapazität des Filters vergrößert wird. Wenn die Strömung weiter zunimmt, begrenzt dann das Signal von dem Strömungsanzeiger 530 die Strömung durch die Strömungsverteilerkammer 516 zum Filter 200 und bewirkt, daß eine entsprechende Strömung durch die Leitung 518 in das Filtergefäß 200A gebracht wird, das sich gänzlich innerhalb der Begrenzungen des Filtergefäßes 200 befindet. Die Filtrate vom Filter 200 und vom Filter 200A, die durch die Leitungen 223

O I J Ö / 4 U

und 223Α laufen, werden anschließend in einer einzigen Leitung miteinander vermischt, zum Abstrom aus der Anlage. Die Arbeitsniveaus innerhalb des Filters 200 werden ihrerseits proportional zum Strömungsbedarf geändert, wie er durch den Strömungsanzeiger 530 gesteuert wird.

In der Figur 7 liegt die Rückwäsche durch das Filter 260 über dem Filtersand 250, und vor der Rückwäsche wird das Wasserniveau 240 auf das Niveau der Rückwäsche durch das Wehr 262 gesenkt. Nach dem Stand der Technik wird dieses Wasservolumen über dem Filter durch das Wehr 262 zu dem Rückwaschwasservolumen zugesetzt, wodurch die Menge des zu behandelnden Rückwaschwassers erhöht wird.

Wenn sich der Betriebswasserspiegel bedingt durch den Strömungsanzeiger auf 242 oder 244 oder dazwischenliegende Niveaus erhöht, so wird selbstverständlich das Abwasservolumen erhöht.

Ein Merkmal der Erfindung liegt darin, die Filterzelle 200A gänzlich innerhalb der Begrenzungen des Filters 200 anzuordnen, wodurch das Wasservolumen über dem Filterbett 150 (bzw. 250) verringert wird, ohne die Wirksamkeit des Filtersystems zu verringern. Das Volumen des Abwassers wird somit verringert.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt darin, das Wasservolumen über das Durchgangswehr 262 in eine getrennte Entleerungskammer 270 zu entleeren, bevor die Rückwaschpumpe 222 in Betrieb gesetzt wird, wodurch das Volumen des zu behandelnden Rückwaschwassers stark verringert wird. Die Reihenfolge des Rückwaschverfahrens wird durch ein Rückwasch-Bedarfssignal von dem Niveaufühler 352, 354 oder 356 entsprechend dem geeigneten Wasserniveau 240, 242 oder 244, wie durch das Signal von dem Strömungsindikator 530 gesteuert, eingeleitet. Beim Signal öffnet sich das Ventil 277 und ermöglicht es dem Wasser, über das Wehr 262 durch die Leitung

266 zu der Abwasser-Entleerungskammer 270 abzulaufen, worin das Gesamtvolumen der Flüssigkeit über dem Wehr 262 nunmehr enthalten ist. Nachdem die Flüssigkeit über dem Wehr 262 wie durch ein Signal von einer Zeitgebervorrichtung herbeigeführt entleert ist, wird das Ventil 277 geschlossen, und das Ventil 278 wird geöffnet, die Rückwaschpumpe 222 wird anschließend unter Energie gesetzt, das Ventil 226 wird geöffnet, das Ventil 225 wird geschlossen, und die Rückwaschflüssigkeit wird anschließend in den Unter-Drän-Hohlraum (bzw. Unter-Abfluß-Hohlraum) 208 und durch das Sandbett 250 zu dem Überströmungswehr 262 gerichtet. Die Rückwaschflüssigkeit wird dann zu dem Rückwäsche-Aufnahmebehälter 290 gerichtet und kann weiterbehandelt werden, wie in der US-PS 3 792 773 der gleichen Anmelderin beschrieben. Das flüssige Volumen, das sich nunmehr in dem Behälter 270 befindet, wird in das Filter 200 durch die Pumpe 272 gepumpt, nachdem die Pumpe 222 abgestellt wurde, das Ventil 226 geschlossen und das Ventil 225 geöffnet wurde und das Filtrat aus dem Filter 200 wird erneut zu dem Filtrataufnahmebehälter "Klärbrunnen" 280 geführt.

Das Volumen der Flüssigkeit über dem Wehr 262 enthält weniger Feststoffe als die Rückwaschflüssigkeit. Durch das Vermischen dieser Volumen erhöht sich das Gesamtflüssigkeitsvolumen, und die Kosten zur Behandlung des Flüssigkeitsvolumens durch Verdünnen des Rückwaschgemischs werden erhöht. Diese Verdünnung verringert die Möglichkeit der Vermischung zur Erzielung eines Auto-Ausflockungs-Punktes, ohne den Zusatz von Chemikalien. Die Auto-Ausflockung bzw. Selbstausflockung oder Agglomeration erfolgt leichter bei erhöhter Feststoffkonzentration.

Der Oberwasserablauf der Filterkammer, der als ein Teil des Filtersystems in der Figur 7 mit anderen Merkmalen der Erfindung gezeigt wird, kann unabhängig verwendet werden. Dieses Merkmal des verringerten Volumens des Oberwassers führt

zu einer Verbesserung der Betriebskosten und der Leistungsfähigkeit in jeglichen Filtrationssystemen, bei denen Wasservolumen über dem Niveau des Rückwaschwehrs gelagert werden.

Durch Modifizieren der Rohrleitung kann dieses Filter·auch zur Behandlung von Abwasser in zwei aufeinanderfolgenden Stufen verwendet werden. In diesem Falle wird das Abwasser zuerst durch das obere Filterbett 25OA und dann durch das Filterbett 250 geleitet. Das granuläre Medium in dem ersten Bett 25OA wird relativ grob sein, während das Bett 250 aus feineren Granulaten bestehen wird.

In der Figur 8 wird eine weitere Ausfuhrungsform des Filters 200 veranschaulicht. Ein Umfang-Waschring 226 ist an der oberen Wandung des Filters 200 angebracht, mit Düsen 228, die so angebracht sind, daß sie' die Wandungen des Filters 200 reinigen. Die Zulieferleitung 224 für den Waschring .steht in Verbindung mit der Rückwäschepumpe 222, und der Chemikalien-Beschickungspumpe 262 durch die Leitung 266. Ein Merkmal dieser Erfindung ist die Verwendung einer speziellen Reinigungslösung zur Rückwäsche der Wandungen des Filters zu vorbestimmten Zeiträumen. Durch das Filtrieren des Primärabwassers werden stark verunreinigte biologische Abwasser in die Filterzelle eingebracht. Die biologischen Abfälle bedecken die Wandungen, wo Biomaterialien wachsen können. Bei der Abwesenheit von Sauerstoff treten unangenehmes Wachstum und Gerüche auf. Eine wirksame Reinigung und Desinfektion der Wandungen ist notwendig, um den Gesamtbetrieb der Filtersysteme zu verbessern.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt in dem verbesserten Rückwaschsystem zur Entfernung der Teilchen, die zäh an den Mediumkörnern kleben und der Einführung einer Reinigungsund Desinfektionslösung in das Medium zu vorgewählten Zeitpunkten, um das biologische Wachstum aufzuhalten.

In der Figur 8 wird unter Bezugnahme auf die Rückwaschtechnik ein Hochdruck-Luftsystem alternierend durch die Luftdruckpumpe 280 bereitgestellt, die Luft durch die Leitung 282 zu dem statischen Mischer 284 führt, wo Luft und Rückwaschwasser vermischt werden und dieses Gemisch zu dem Unter-Drän-Hohlraum 208 gerichtet wird.

Die Luft, die intermittierend in den statischen Mischer 284 eingespeist wird, bewirkt ein zusätzliches Bewegen des Mediums 250 durch die pulsierenden senkrecht aufsteigenden Strahlen 292 in dem Unter-Drän-System. So reinigt die Rückwäsche das Medium sorgfältiger als dies bisher möglich war und setzt die Notwendigkeit einer häufigen chemischen Reinigung auf ein Minimum herab. Das gleiche System ist jedoch so gestaltet, daß die Chemikalie in das Unter-Drän-System vom Chemikalien-Aufnahmebehälter 260 eingespeist werden kann, um die Filtermedien in adäquater Weise zu desinfizieren, wodurch der Aufbau biologischer Materialien entweder in dem Medium oder auf der Filteroberfläche aufgehalten wird.

Das größte Problem, das mit dem Filterverfahren von Abwasser einhergeht, ist die Adsorption und Akkumulation kolloidaler Fette und/oder Ölfilme an der Oberfläche der Mediumkörner. Dieses spezielle Problem wird verstärkt durch den hohen Prozentsatz an kolloidalem Fett oder öl, die in Primärströmungen oder vereinten Sturm- und Primärströmungen vorhanden sind. Der Kontakt mit und die Rückwäsche mit einer Waschlösung bzw. Detergenslösung oder einem Oxidationsmittel und einem oberflächenaktiven Mittel entfernt kolloidales Fett und öl wirksam von der Oberfläche der Körner des Mediums.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt somit in der Verbesserung des Unter-Drän-Systems, das in der US-PS 3 840 der gleichen Anmelderin beschrieben wird, sowie in einer Verbesserung des chemischen Reinigungssystems, das in der US-PS 4 032 443 der gleichen Anmelderin beschrieben wird.

Häufige oder übermäßige chemische Reinigungszyklen unter Anwendung halogenierter Verbindungen können sich schädlich auf den Betrieb eines biologischen Systems oder auf die Qualität des Filtrats des Abwasserbehandlungssystems auswirken. Halogenierte Verbindungen, wie solche, die Brom oder Chlor enthalten, können sich mit Kohlenwasserstoffen kombinieren, die in dem Abwasser vorhanden sind, unter Bildung von Trihalogenmethanen, die von den ümweltschutzbehorden als Carcinogene bezeichnet werden. Bromoform und Chloroform sind Beispiele für halogenierte Kohlenwasserstoffe, die aus der Anwendung halogenierter Verbindungen resuMeren können.

In der Figur 9 wird eine bevorzugte Ausführungsform dieses Merkmals der Erfindung dargestellt. Es wird eine Verbesserung des Unter-Drän-Systems der US-PS 3 840 117 veranschaulicht, die den Zusatz der Oxidationskammer 1000, der Einlaßleitung 1100 und der zusammengesetzten Hülsen bzw. Verbundhülsen 1200 einschließt. Die Kammer 1000 ist aus einer oberen Platte und einer unteren Platte gebildet, die sich im allgemeinen in der gleichen Ausdehnung mit einem Netzwerk horizontaler Stäbe befinden und diese stützen. Die Stäbe stützen ihrerseits das Netz, und das Netz stützt das Bett des granulären Mediums. Die Platten sind in paralleler Beziehung durch nicht begrenzende Abstandshalter getrennt. In gleichmäßigem Abstand angeordnete Hülsen 1200 erstrecken sich senkrecht durch sowohl die oberen als auch die unteren Platten, um die Strömung einer Flüssigkeit oder eines Gases entweder in Aufwärtsrichtung oder in Abwärtsrichtung zu ermöglichen.

Gleichmäßig in räumlichem Abstand angeordnete Luftverteilungskammern 208 sind am unteren Ende offen und sind an ihrem oberen Ende geschlossen durch die untere Platte der Oxidationskammer.

Ein Reinigungsmittel bzw. Detergens, im allgemeinen ein lineares Alkylsulfonat, wird in die Unter-Drän-Vorrichtung einge-

führt. Nachdem eine vorbestimmte Menge an Reinigungsmittel in den Unter-Drän-Hohlraum eingeführt wurde, wird eine Oxidationsmittellösung, wie von Wasserstoffperoxid, oder ein gasförmiges Oxidationsmittel, wie Ozon, in die Leitung 1100, in die Kammer 1000, in die Düse 1400 durch die öffnung 1420 eingeführt und mit dem Waschmittel und der Filtratlösung vermischt und in die Luftverteilungskammer 208 und durch die öffnung 1450 gedrückt. Alternativ sind die Bauweise der Hülsen 1200 und die Lage der öffnungen 1450 in den Figuren 10 und 11 dargestellt.

Die Waschmittel bzw. Detergentien oder oberflächenaktiven Mittel, wie L.A.S., sind biozersetzlich, und oxidierende Lösungen, die stark sind, wie Wasserstoffperoxid oder Ozon verringern beispielsweise die Kraft des Gemischs, wenn sie vor dem Eintritt in das granuläre Medium vermischt werden und in vermischtem Zustand vor der Anwendung in dem Medium gehalten werden. Diese Vorrichtung schützt die Kraft der Chemikalien und die Verwendung eines biozersetzlichen Waschmittels mit einem starken Oxidationsmittel durch ihre Vermischung unmittelbar vor, bei oder unmittelbar nach dem anschließenden Leiten von Filtrat in das Medium, und ergibt doch eine gleichmäßige Verteilung des Gemischs in das Medium. Diese Verfahrensweise verringert die Kosten der chemischen Reinigung, schließt die Bildung jeglicher Trihalogenmethane sowie die Probleme bei der Entleerung von nicht-biozersetzbarem Waschmittel oder Waschmittel vom Phosphattyp aus. Das chemische Reinigungssystem emulgiert rasch jeglichen verbleibenden Fettüberzug an den Mediumkörnern und wäscht die Oberflächen der Körner frei von jeglichem Fett- oder ölrückstand.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist, wie in der Figur 9 dargestellt, der letztliche Eintritt von Luft in das Unter-Drän-System durch die Leitung 1500 und das intermittierend betriebene Ventil 1510 in die Leitung 1100, was zu einer Pulsstrahlbildung führt. Dieses pulsierende Strahlen entfernt den Fett- und Ölfilm von dem Sandmedium noch wirksamer.

Leerseite

Claims

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Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assm^jn .-.Pr.

Dipl.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.

PATENTANWÄLTE

STERLING DRUG INC.

New York, V.St.A. Case 4665 B.

Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von

Abwasser

Patentansprüche

1. Verfahren zur Behandlung von Abwasser zur Entfernung von suspendierten und/oder kolloidalen Materialien einschließlich möglicher Fette und öle aus einem vorher nicht behandelten Abwasser, das Haushaltsabwasser enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) das Abwasser, das Haushaltsabwasser enthält, zu einer Klär- oder Siebvorrichtung leitet, um einen Teil der Materialien zu entfernen und das Abwasser zu klären, ohne wesentlichen Zusatz von Chemikalien;

b) das geklärte Abwasser ohne wesentlichen Zusatz von Chemikalien durch ein Granularmedium-Pilter innerhalb * eines Filterbehälters zu einem Unter-Abfluß-Hohlraum ξ

führt, um ein Filtrat zu bilden, das weniger als 40 % der suspendierten Feststoffe enthält, die in dem unbehandelten Abwasser vorhanden sind;

c) intermittierend Luft aufwärts durch das granuläre Medium leitet, um den Strömungswiderstand durch das Medium zu verringern und die anaerobe biologische Aktivität darin zu inhibieren, ohne die Ganzheit des Filtermediums zu zerstören; und

d) intermittierend das Filter mit einem Teil des Filtrats und einem oberflächenaktiven Mittel und/oder einem Oxidationsmittel rückwäscht, um akkumulierte schädliche Materialien zu entfernen.

2. Abwasserbehandlungsverfahren zur Entfernung von suspendierten und/oder kolloidalen Materialien, einschließlich möglicher Fette und Öle, aus einem vorher nicht behandelten Abwasser, das Haushaltsabwasser enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) das Abwasser, das Haushaltsabwasser enthält, zu einer Kläranlage oder Siebvorrichtung führt, um einen Teil der Materialien zu entfernen und zu Abwasser zu klären, ohne wesentlichen.Zusatz von Chemikalien;

b) das geklärte Abwasser ohne wesentlichen Zusatz von Chemikalien durch ein erstes Granularmedium-Filter in einem ersten Filterbehälter leitet, zur Bildung eines Primärfiltrats;

c) das erste Primärfiltrat ohne wesentlichen Zusatz von Chemikalien durch ein zweites Granularmedium-Filter in einem zweiten Filterbehälter leitet, um ein Sekundärfiltrat zu erzeugen, das weniger als 25 %

3Ί38246 _ ₃ -

der suspendierten Feststoffe enthält, die in dem unbehandelten Abwasser vorhanden sind;

d) intermittierend Luft aufwärts durch das granuläre Medium in jedem Filter leitet, um den Strömungswiderstand durch das Medium zu verringern und die anaerobe biologische Aktivität darin zu inhibieren, ohne die Ganzheit des Filtermediums zu zerstören;

e) intermittierend das erste Filter mit einem Teil des Primärfiltrats und einem oberflächenaktiven Mittel und/oder Oxidationsmittel rückwäscht, um schädliche Materialien zu entfernen; und

f) intermittierend das zweite Filter mit einem Teil des Sekundärfiltrats und einem oberflächenaktiven Mittel und/oder Oxidationsmittel rückwäscht, um schädliche Materialien zu entfernen.

3. Abwasserbehandlungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Medium-Korngröße des zweiten Filters kleiner ist als die wirksame Medium-Korngröße des ersten Filters.

4. Verfahren zur Abwasserbehandlung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sekundärfiltrat weniger als 30 mg/1 suspendierte Feststoffe und 30 mg/1 BSB-enthält.

5. Verfahren zur Abwasserbehandlung nach einem der Ansprüche bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium des zweiten Filters Aktivkohle ist.

6. Verfahren zur Abwasserbehandlung zur Entfernung von suspendierten und/oder kolloidalen Materialien, einschließlich möglicher Fette und Öle, aus einem vorher nicht behandelten Abwasser, das Haushaltsabwasser enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) das Abwasser, das Haushaltsabwasser enthält, einer Kläranlage oder Siebvorrichtung zur Entfernung eines Teils der Materialien zuführt, um das Abwasser zu klären ohne wesentlichen Zusatz von Chemikalien;

b) das geklärte Abwasser ohne wesentlichen Zusatz von Chemikalien durch ein erstes Granularmedium-Filter in einem ersten Filterbehälter zu einem ersten Unter-Abfluß-Hohlraum zur Erzeugung eines Primärfiltrats leitet?

c) rasch eine Koagulations-Chemikalie mit dem ersten Filtrat vermischt, und das Filtrat ohne eine Ausflockungsstufe durch ein sekundäres Granularmedium-Filter in einem zweiten Filterbehälter zu einem zweiten Unter-Abfluß-Hohlraum leitet, zur Erzeugung eines Sekundärfiltrats, das weniger als 10 % der suspendierten Feststoffe enthält, die in dem nicht behandelten Abwasser enthalten sind;

d) intermittierend Luft aufwärts durch das granuläre Medium jedes Filters leitet, um den Strömungswiderstand durch das Medium zu verringern und die anaerobe biologische Aktivität darin zu inhibieren, ohne die Ganzheit des Filtermediums zu zerstören;

e) intermittierend das erste Filter mit einem Teil des Primärfiltrats und einem oberflächenaktiven Mittel und/ oder Oxidationsmittel rückwäscht, um akkumulierte schäd-

liehe Materialien zu entfernen; und

f) intermittierend das zweite Filter mit einem Teil des Sekundärfiltrats und einem oberflächenaktiven Mittel und/oder Oxidationsmittel rückwäscht, um akkumulierte schädliche Materialien zu entfernen.

7. Verfahren zur Abwasserbehandlung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sekundärfiltrat weniger als 20 mg/1 suspendierte Feststoffe und 20 mg/1 BSB₅ enthält.

Verfahren zur Abwasserbehandlung zur Entfernung von suspendierten und/oder kolloidalen Materialen, einschließlich möglicher Fette und öle, und reduzierter Formen von Stickstoff aus vorher nicht behandeltem Abwasser, das Haushaltsabwasser enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) das Abwasser, das Haushaltsabwasser enthält, zu einer Kläranlage oder Siebvorrichtung leitet, zur Entfernung eines Teils des Materials und zur Klärung des Abwassers, ohne wesentlichen Zusatz von Chemikalien;

b) das geklärte Abwasser ohne wesentlichen Zusatz von Chemikalien durch ein erstes Granularmedium-Filter in einem ersten Filterbehälter zu einem ersten Unter-Äbfluß-Hohlraum leitet, um.ein Primärfiltrat zu bilden;

c) das Primärfiltrat durch ein Festmedien- bzw. fixierte Medien-Filter leitet, wobei nitrifizierende Mikroorganismen auf diesen Festmedien wachsen, um den Stickstoff in dem Primärfiltrat zu Nitrat und Nitrit zu

oxidieren;

d) das nitrifizierte Primärfiltrat durch ein zweites Granularmedium-Filter in einem zweiten Filterbehälter zu einem zweiten Unter-Abfluß- Hohlraum leitet, zur Erzeugung eines Sekundärfiltrats, das weniger als 20 mg/1 suspendierte Feststoffe und 20 mg/1 BSB₅ enthält;

e) intermittierend Luft aufwärts durch jedes granuläre ■ Medium leitet zur Verringerung des Strömungswiderstands durch die Medien und zur Inhibierung der anaeroben biologischen Aktivität darin;

f) intermittierend das erste Filter mit einem Teil des Primärfiltrats und einem oberflächenaktiven MIttel und/oder Oxidationsmittel zur Entfernung von akkumuliertem schädlichem Material rückwäscht; und

g) intermittierend das zweite Filter mit einem Teil des Sekundärfiltrats und einem oberflächenaktiven Mittel und/oder Oxidationsmittel rückwäscht, um akkumuliertes schädliches Material zu entfernen.

9. Verfahren zur Abwasserbehandlung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Primärfiltrat durch das Festmedium-Filter mit einer Oberflächenbeschickungsrate gleic

wird.

gleich oder über 13,6 l/min/m² (0,34 GPM/ft²) geleitet

10. Verfahren zur Abwasserbehandlung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Primärfiltrat durch das Festmedienfilter in einem einzigen Durchlauf ohne Rezirkulieren geleitet wird.

ι. na« β ν

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11. Verfahren zur Abwasserbehandlung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des unbehandelten Abwassers über 20° C (68°F) liegt und das Sekundärfiltrat weniger als 1,5 mg/1 NH₄-N enthält.

12. Verfahren zur Abwasserbehandlung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das FiI-trat in eine natürliche Wasserquelle ohne weitere biologische Behandlung außer einer Desinfektion entleert wird.

13. Verfahren zur Abwasserbehandlung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die schädlichen Materialien, die von dem Filter oder den Filtern entfernt werden, die jegliche Kohle- bzw. Kohlenstoff teilchen, die von dem Abrieb des Filtermediüms stammen, enthalten, durch Schwerkraft-Eindicken konzentriert und anaerob aufgeschlossen werden zusammen mit suspendierten Feststoffen, die durch die Kläranlage oder die Siebvorrichtung entfernt wurden, unter Bildung von Brennstoffgas.

14. Verfahren zur Abwasserbehandlung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Koaguliermittel zu den entfernten schädlichen Materialien vor der Schwerkraft-Eindickung zugesetzt wird.

15. Verfahren zur Abwasserbehandlung nach einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxidationsmittel Wasserstoffperoxid, Ozon und sauerstoffhaltiges Gas oder eine halogenierte Verbindung enthält.

16. Verfahren zur Behandlung von Abwasser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft, die aufwärts durch das granuläre Medium geleitet wird, durch Anheben des Filtrats innerhalb des Unter-Abfluß-Hohlraums durch Ersatz der Luft in Aufwärtsrichtung hervorgerufen wird.

17. Verfahren zur Behandlung von Abwasser nach einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das Filtrat der Stufe b) mit einem wesentlich verringerten Potential zur Erzeugung von neuem Zellmaterial der anaeroben biologischen Behandlungsstufe zuführt, bei der biologische Feststoffe mit dem Filtrat in Kontakt bebracht werden.

18. Verfahren zur Behandlung von Abwasser nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die aerobe biologische Behandlungsstufe den Durchlauf durch ein Rieselfilter umfaßt, ohne Rezirkulation des Rieselfilterabstroms.

19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das oberflächenaktive Mittel zu dem Anteil des Filtrats gefügt wird, mit demdas Filter rückgewaschen wird , und daß das Oxidationsmittel in einen Strom des Filtrats unmittelbar vor, während oder unmittelbar anschließend an das Leiten des Filtrats in das granuläre Medium, eingespritzt wird.

20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwäsche ein gleichzeitiges Sprühen von Filtrat und/oder Oxidationsmittel auf die Wandungsflächen des Filterbehälters zur Reinigung

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und Desinfektion dieser Wandungen umfaßt.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwaschstufe ten des Filtrats und von Luft unter Bildung einer Bewegung mit hoher Geschwindigkeit und einer Mediumbewegung bei einem variablen Ausmaß unter der Aufwirbelung (subflüidisiert) umfaßt.

22. Filtrationsvorrichtung mit granulärem Medium zur Entfernung von suspendiertem und/oder kolloidalem Material, einschließlich Fetten und ölen aus Abwasser, gekennzeichnet durch

ein erstes Filtergefäß mit einem Boden und Seitenwandungen;

ein erstes Filterbett aus teilchenförmigen! Material, das an den Boden des ersten Filtergefäßes angrenzt und eine obere Oberfläche aufweist;

Abwassereinlaßeinrichtungen;

einen Unter-Abfluß- bzw. Unter-Drän-Hohlraum, unter und im allgemeinen in gleicher Ausdehnung mit dem ersten Filterbett;

Einrichtungen zum Abfluß bzw. Dränieren aus dem Unter-Abfluß-Hohlraum von filtriertem Abwasser,nachdem das filtrierte Abwasser durch das erste Bett gelaufen ist;

ein zweites Filtergefäß, das kleiner ist als das erste Filtergefäß,mit einem Boden und Seitenwandungen, angebracht innerhalb des ersten Filtergefäßes, über dem ersten Filterbett;

ein zweites Filterbett aus teilchenförmigen! Material, benachbart zu dem Boden des zweiten Filtergefäßes und mit einer oberen Oberfläche;

einen zweiten Unter-Abfluß-Hohlraum unterhalb und im allgemeinen in gleicher Ausdehnung mit dem zweiten Filterbett;

Einrichtungen zum Abfluß bzw. zur Drainage von filtriertem Abwasser aus dem zweiten Unter-Abfluß-Hohlraum, nachdem das Abwasser durch das zweite Bett gelaufen ist;

Filtratbehälter-Einrichtungen zur Aufnahme und Lagerung eines Teils des filtrierten Abwassers, das aus dem ersten und dem zweiten Unter-Abfluß-Hohlraum abgeflossen ist;

Pumpeinrichtungen zum Rückwaschen beider Filterbetten getrennt oder gleichzeitig mit filtriertem Abwasser aus den Filtratbehälter-Einrichtungen zur Reinigung der Filterbetten und zur Suspension von schädlichem Material in dem rückgewaschenen filtrierten Abwasser über den beiden Betten;

Leitungseinrichtungen zum Abfluß des rückgewaschenen filtrierten Abwassers von über den Filterbetten zu einer getrennten Behandlungsstufe;

Leitungseinrichtungen zum Abfluß von überschüssigem nichtfiltriertem Abwasser von über den Filterbetten zu einer Abwasser-Abladekammer vor dem Beginn des Rückwaschens; und

Pumpeinrichtungen zur Rückfuhr des überschüssigen, nicht filtrierten Abwassers aus der Abwasser-Abladekammer zu den Einlaßeinrichtungen für das zu filtrierende Abwasser.

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23. Vorrichtung nach Anspruch 22, in der die Abwassereinlaßeinrichtungen eine Abwasserleitung in Verbindung mit einem Strömungsanzeiger, einem Strömungsanzeigerauslaß, wobei dieser Auslaß in Verbindung steht mit Rohreinrichtungen zu den ersten und zweiten Filtergefäßen, Strömungssteuerungsventile in den Rohrleitungseinrichtungen, aufweist,

und darüber hinaus Steuerungseinrichtungen enthält, worin diese Strömungssteuerungsventile auf den Strömungsanzeiger ansprechen und einen Abwasserstrom, der über ein bestimmtes Ausmaß hinausgeht, zu dem zweiten Filtergefäß leiten.

24. Unterdränstruktur zur Stützung eines Granularmedium-Filterbett-Trägersiebs, wobei diese Struktur über einem Un-■terdränhohlraum in einem unteren Teil einer Filterkammer aufgerichtet ist, gekennzeichnet durch

ein Netzwerk von sich quer erstreckenden Stäben, die waagrecht angeordnet sind, um das Sieb'zu tragen,

eine Oxidationskammer, die aus einer oberen Platte und einer unteren ' Platte gebildet ist, im allgemeinen im gleichen Ausmaß mit und stützend für das Netzwerk von Stäben, wobei diese Platten parallel getrennt durch mehrere nicht begrenzende Abstandshalter sind,

gleichmäßig räumlich voneinander getrennt Hülsen bzw. Muffen, die sich senkrecht durch die oberen und unteren Platten erstrecken, um ein Hindurchströmen von Flüssigkeit oder Gas entweder aufwärts oder abwärts zu ermöglichen,

gleichmäßig räumlich voneinander getrennte Luftverteilungs-

kammern mit unteren offenen Enden und oberen Enden, die im allgemeinen durch die untere Platte geschlossen sind,

Einrichtungen zum Einspritzen von einem oder mehreren Oxidationsmitteln ,bestehend aus Luft, Sauerstoff, Ozon oder anderen gasförmigen Oxidationsmitteln oder Lösungen von Wasserstoffperoxid oder halogenierten Verbindungen in die Oxidationskammer, und

Einrichtungen, um das Oxidationsmittel von der Oxidationskammer in den Flüssigkeits-Aufwärtsstrom unmittelbar vor seinem Durchlaufen des Siebs und in das Filterbett, zu leiten.

25. Unterdränstruktur nach Anspruch 24, in der die Hülsen bzw. Muffen durchgehende öffnungen aufweisen, um zu ermöglichen, daß die Oxidationsmittel von der Oxidationskammer - durch die Öffnungen in den Flüssigkeits-Aufwärtsstrom fließen.