DE4116919A1 - Verfahren und vorrichtung zur vorklaerung von schmutzwasser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zur Vorklärung von insbesondere mit Fetten und Ölen beladenem strömendem Schmutzwasser.

Zur Abscheidung von Fetten und Ölen aus Schmutzwasser ist es bekannt, das Schmutzwasser in eine Kammer zu lei­ ten, in der das auf dem Wasser schwimmende Fett nach oben aufgebaut wird und das vom Fett teilweise gereinig­ te Wasser über ein Saugrohr abgesaugt und in den Abwas­ serkanal geleitet wird. Zu Beginn der Abscheidephase wird ein Wassersumpf in den Kammern angelegt, der so hoch ist, daß der Überlauf fettfrei ist. Fett und Öl aus dem ankommenden Schmutzwasser baut sich dann über die Standzeit hinweg nach oben in der Kammer auf. Dabei wird der Dichteunterschied zwischen dem Fett und dem Öl ei­ nerseits und dem Wasser andererseits sowie die Unlös­ lichkeit von Fett und Öl im Wasser ausgenutzt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß, je höher die sich von unten nach oben aufbauende Fett- und Ölschicht ist, um so tie­ fer die Fett- und Ölteile unter die Wasseroberfläche ge­ drückt werden. Dadurch wächst die Gefahr eines Überströ­ mens von Fett und Öl zum Abwasserkanal. Hinzu kommt, daß schwere Schmutzbestandteile, an denen auch organische Substanzen und Fetteilchen angelagert sein können, sich auf dem Kammerboden absetzen, wobei die Gefahr entsteht, daß auch der Bodensatz über das Absaugrohr in den Abwas­ serkanal gelangt. Dies gilt insbesondere dann, wenn das von oben in die Kammer einströmende Schmutzwasser den Bodensatz aufwirbelt oder wenn der Bodensatz einem Gä­ rungsprozeß unterliegt, der zu einem Auftrieb führt. Untersuchungen an Metzgereiabwässern haben gezeigt, daß das aus einem herkömmlichen Fettabscheider abströmende Abwasser CSB-Werte von über 10 000 und BSB-Werte von über 5000 aufweisen, die den heutigen Anforderungen an die Reinheit des Abwassers nicht mehr entsprechen.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vorklä­ rung von insbesondere mit Fetten und Ölen beladenen strömenden Schmutzwässern zu entwickeln, womit auch ho­ hen Anforderungen an die Reinheit des austretenden Ab­ wassers Rechnung getragen werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden die in den Patentan­ sprüchen 1 bzw. 8 angegebenen Merkmalskombinationen vor­ geschlagen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den ab­ hängigen Ansprüchen.

Erfindungsgemäß wird der Schmutzwasserstrom zunächst mit strömender Luft gemischt und in einem Überlaufbecken zum Überlauf gebracht. Das Überlaufwasser wird sodann in einem Auffangbecken aufgefangen und unter der Einwirkung der Schwerkraft in je einen durch einen Trennpegel von­ einander getrennten Sinkanteil und einen Schwimmanteil aufgeteilt, wobei der Sinkanteil unterhalb des Trennpe­ gels und der Schwimmanteil oberhalb des Trennpegels ge­ trennt voneinander abgezogen werden, während die aus dem Überlaufbecken und dem Auffangbecken freiwerdende Abluft über einen dem Überlaufbecken in Strömungsrichtung nach­ geordneten Abluftkanal abgeführt wird. Vorteilhafterwei­ se wird der Schwimmanteil im Auffangbecken zum Überlauf gebracht und von dort in ein weiteres Auffangbecken oder in ein Sammelbecken geleitet. In dem Überlaufbecken bil­ det sich durch die eingeleitete Luft ein Schaumteppich, der vorwiegend aus Fetten und Ölen besteht und der be­ vorzugt mit dem Überlaufwasser in das Auffangbecken ge­ langt. Die eigentliche Trennung zwischen Wasser und Fett/Öl findet dann im Auffangbecken statt, die durch die Luftanreicherung wesentlich erleichtert wird. Ande­ rerseits wird beim Eindrücken des Überlaufwassers in das Auffangbecken ein Teil der Schaumbläschen zum Platzen gebracht. Es handelt sich dabei vorwiegend um solche Bläschen, deren Blasenhaut überwiegend aus Wasser be­ steht.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das Luft/Schmutzwasser-Gemisch im Überlaufbecken ge­ kühlt. Zur Kühlung kann in einer Kühlschlange geführtes kaltes Brauchwasser verwendet werden, das dabei aufge­ heizt wird und zur Energie-Rückgewinnung innerhalb eines Gesamtprozesses beiträgt. Aufgrund der Abkühlung des Schmutzwassers kommt es zu einer Versteifung der Fette und Öle und damit zu einer Verbesserung des Trenneffekts im Auffangbecken.

Eine weitere Verbesserung in dieser Hinsicht kann da­ durch erreicht werden, daß der strömenden Zuluft ein in Wasser basisch wirkendes pulverförmiges Reagenz zuge­ setzt und mit diesem dem Schmutzwasser im Überlaufbecken zugemischt wird. Bevorzugt wird hierzu Calciumoxidstaub verwendet, der zu einer gewünschten pH-Wert-Erhöhung führt.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit geringem Mehr­ aufwand auch mehrstufig durchgeführt werden: Zu diesem Zweck kann beispielsweise der Sinkanteil und/oder der Schwimmanteil in ein weiteres, mit Luft beaufschlagtes Überlaufbecken geleitet werden, wobei das dort entste­ hende Überlaufwasser in ein weiteres Auffangbecken ge­ leitet und in einen weiteren Sink- und Schwimmanteil aufgeteilt werden kann. Alternativ dazu kann auch der Sink- und/oder Schwimmanteil aus dem Auffangbecken in ein weiteres Auffangbecken geleitet und dort in einen weiteren Sink- und Schwimmanteil aufgeteilt werden.

Eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des erfin­ dungsgemäßen Wasseraufbereitungsverfahrens weist folgen­ de Merkmale auf:

• - ein Überlaufbecken mit einem im gefüllten Zustand einen Flüssigkeitsspiegel definierenden Beckenrand;
• - ein unter den Flüssigkeitsspiegel des Überlaufbeck­ ens eintauchendes, mit Schmutzwasser und strömen­ der Luft beaufschlagbares Zuführrohr;
• - ein unterhalb des Beckenrandes angeordnetes, Über­ laufwasser aus dem Überlaufbecken auffangendes, ein bis in die Bodennähe eintauchendes Absaugrohr und einen Überlauf aufweisendes Auffangbecken;
• - ein dem Überlauf des Auffangbeckens nachgeordnetes Sammelbecken;
• - sowie ein mit dem Luftraum über dem Sammelbecken kommunizierendes Abluftrohr.

Zweckmäßig ist in dem Überlaufbecken ein vorzugsweise mit kaltem Brauchwasser durchströmter Wärmeaustauscher angeordnet, der zu einer Abkühlung des Schmutzwassers und zu einer Vorheizung des Brauchwassers führt. Um eine gleichmäßige Schaumbildung im Überlaufbecken zu gewähr­ leisten, ist der untere freie Rand des in das Überlauf­ becken senkrecht eintauchenden Zuführrohres gezackt oder wellig ausgebildet.

Bei einer mehrstufigen Anordnung mündet das Absaugrohr und/oder der Überlauf des Auffangbeckens in ein weite­ res, über ein Zuführrohr mit strömender Luft beauf­ schlagtes Überlaufbecken, unter dessen Beckenrand ein weiteres Auffangbecken mit Absaugrohr und Überlauf an­ geordnet ist. Gemäß einer zweiten Variante kann das Ab­ saugrohr und/oder der Überlauf des Auffangbeckens in ein weiteres Auffangbecken mit Absaugrohr und Überlauf ge­ führt werden.

Um das Auffangbecken bei Stillstand der Anlage nicht vollständig zu entleeren, weist das Absaugrohr einen Siphon auf, der zu einer Unterbrechung des Absaugstroms führt.

Im Bereich der strömenden Zuluft kann ein mit Calcium­ oxid gefüllter Behälter sowie ein in diesem angeordneter Stauberzeuger angeordnet werden, so daß eine dosierte Zugabe von Calciumoxid in das Überlaufbecken gewährlei­ stet ist.

Ein Füllstandsmeßgerät im Sammelbehälter sorgt dafür, daß der Sammelbehälter rechtzeitig von dem angesammelten Öl und Fett entleert werden kann, ohne daß es zu einer Störung der Anlage kommt. Im Unterschied zu den herkömm­ lichen Fett- und Ölabscheidern spielt die absolute Höhe des Sammelbehälters und der darin angesammelten Öle und Fette beim Trennprozeß keine Rolle.

Ein dem ersten Überlaufbecken vorgeschaltetes Pufferbeck­ en für das Schmutzwasser sowie eine zwischen Pufferbeck­ en und dem Überlaufbecken angeordnete, vorzugsweise als Exzenterschneckenpumpe ausgebildete Schmutzwasserpumpe sorgen dafür, daß die Anlage unter konstanten optimalen Betriebsbedingungen betrieben werden kann und keine zeitlich variablen Spitzenbelastungen auftreten.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt zur Ent­ fettung und Entölung von Schmutz- und Abwässern einge­ setzt. Ein wichtiges Einsatzgebiet in diesem Zusammen­ hang ist also die Vorklärung von Fleischerei- und Fisch­ verarbeitungsabwässern, landwirtschaftlichen Abwässern sowie von Tankstellen- und Gießereiabwässern. Ein weite­ res wichtiges Anwendungsgebiet ist die Vorklärung von zellstoff- und textilfaserhaltigen Abwässern sowie von farbpartikel- und leimhaltigen Abwässern.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiels näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt ein Schema eines Fett- und Öl­ abscheiders mit vorgeschaltetem Pufferbecken.

Der Fett- und Ölabscheider weist einen im wesentlichen zylindrischen Behälter 10 auf, der in seinem oberen Be­ reich ein vorzugsweise zylindrisches Überlaufbecken 12, ein unmittelbar unter dem Beckenrand 14 des Überlaufbeck­ ens angeordnetes, ringförmiges Auffangbecken 16 sowie einen über eine Zentralöffnung 18 mit dem Auffangbecken 16 kommunizierenden Sammelbehälter 20 aufweist. In das Überlaufbecken 12 greift von oben her ein Zuführrohr 22 so ein, daß es mit seinem unteren Zackenrand 24 voll­ ständig unter den durch den Beckenrand 14 definierten Flüssigkeitsspiegel 26 eintaucht. Das Überlaufbecken 12 ist über das Zuführrohr 22 und die Einlaßöffnung 28 ein­ mal mit Schmutzwasser 30 beaufschlagbar, das mittels einer vorzugsweise als Exzenterschneckenpumpe ausgebil­ deten Pumpe 32 aus einem Pufferbecken 34 angesaugt und kontinuierlich über die Rohrleitung 36 zugeführt wird. Zum anderen wird das Überlaufbecken über das Zuführrohr 22, einen Ventilator 38 und ein Saugrohr 40 mit Luft (Pfeil 42) unter einem vorgegebenen Überdruck beauf­ schlagt. In das Saugrohr 40 mündet mit einer Öffnung 44 ein Vorratsbehälter 46 für pulverförmiges Calciumoxid, in welchem zusätzlich ein Zerstäuber 48 angeordnet ist, der dafür sorgt, daß dem Luftstrom im Saugrohr ständig eine bestimmte Menge Calciumoxid zudosiert wird. Die Luft 42 wird im Überlaufbecken 12 intensiv mit dem Schmutzwasser durchmischt und tritt unter Blasenbildung über den Zackenrand 24 in den äußeren Ringbereich 50 des Überlaufbeckens 12 aus. Mit Brauchwasser beaufschlagte Kühlschlangen 52 sorgen für eine Abkühlung des gegebe­ nenfalls mit höherer Temperatur ankommenden Schmutzwas­ sers.

Das mit Luft angereicherte, je nach Inhaltsstoffen vor­ nehmlich aus Schaum bestehende Überlaufwasser 54 gelangt über den äußeren Beckenrand 14 in das darunter befindli­ che Auffangbecken 16 und wird dort schon nach relativ kurzer Aufenthaltsdauer in einen vornehmlich aus vorge­ reinigtem Abwasser bestehenden Sinkanteil 56 und einem als Schaumteppich aus Fett und Öl bestehenden Schwimm­ anteil 58 in Bereich eines Trennpegels 60 aufgeteilt. Der Sinkanteil 56 wird über ein Saugrohr 62 und eine Rohrleitung 64 einem Abwasserkanal zugeführt. Das Saug­ rohr 62 kann dabei mit einem Siphon versehen werden, in dem der Absaugstrom bei Unterschreiten eines vorgegebe­ nen Trennpegels 60 abreißt, so daß das Auffangbecken bei Betriebsunterbrechungen nicht unnötig leergesaugt wird. Andererseits gelangt der Schwimmanteil 58 über den inne­ ren Überlaufrand 66 und die Zentralöffnung 18 in den darunter befindlichen, großvolumigen Sammelbehälter 20. Der Sammelbehälter 20 wird von Zeit zu Zeit über einen Absauganschluß 68 entleert. Für Kontroll- und Reini­ gungszwecke ist im unteren Bereich des Behälters 10 zu­ sätzlich eine Kontroll- und Reinigungstür 70 sowie ein Ablauf- und Spülschieber 72 vorgesehen. Der Füllstand im Sammelbehälter 20 kann über Füllstandsanzeigen 74 lau­ fend überwacht werden.

Die im Luftraum über dem Sammelbehälter 20 anfallende Abluft wird über ein unmittelbar unter dem Auffangbecken angeordnetes Trompetenrohr 76 nach außen geleitet.

Zusammenfassend ist folgendes festzustellen:
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vorklärung von insbesondere mit Fetten und Ölen beladenen Schmutzwässern. Der Schmutzwasser­ strom wird zunächst kontinuierlich mit strömender Luft gemischt und in ein Überlaufbecken 12 zum Überlauf ge­ bracht. Das vorzugsweise schäumende, mit Luft angerei­ cherte Überlaufwasser 54 wird in ein Auffangbecken 16 geleitet und dort unter der Einwirkung der Schwerkraft in einen Sinkanteil 56 und einen Schwimmanteil 58 auf­ geteilt. Der vorzugsweise aus dem vorgeklärten Abwasser bestehende Sinkanteil 56 und der überwiegend aus Fett- und Ölschaum bestehende Schwimmanteil werden getrennt voneinander kontinuierlich abgezogen, während die frei­ gesetzte Abluft über einen dem Überlaufbecken in Strö­ mungsrichtung nachgeordneten Abluftkanal abgeführt wird.

Claims (22)

1. Verfahren zur Vorklärung von insbesondere mit Fet­ ten und Ölen beladenem strömendem Schmutzwasser, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmutzwasserstrom mit einem Luftstrom gemischt und in einem Überlauf­ becken (12) zum Überlauf gebracht wird, daß das Überlaufwasser (54) in ein Auffangbecken (16) ge­ leitet und dort unter der Einwirkung der Schwer­ kraft in einen Sinkanteil (56) und einen Schwimm­ anteil (58 aufgeteilt wird, daß der Sinkanteil (56) und der Schwimmanteil (58) getrennt voneinander abgezogen werden und daß die beim Überlauffreiwer­ dende Abluft über einen Abluftkanal (76) abgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmanteil (58) im Auffangbecken (16) zum Überlauf gebracht und in einem nachgeordneten Sammelbehälter (20) aufgefangen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Luft-Schmutzwasser-Gemisch im Überlaufbecken gekühlt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlung kaltes Brauchwasser verwendet und dabei für einen nachgeordneten Prozeß vorgeheizt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sinkanteil (56) und/oder der Schwimmanteil (58) aus dem Auffangbecken (16) in ein weiteres Auffangbecken geleitet und in einen weiteren Sink- und Schwimmanteil aufgeteilt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sinkanteil (56) und/oder der Schwimmanteil (58) in ein weiteres, mit Luft beaufschlagtes Überlaufbecken geleitet werden, und daß das hierbei auftretende Überlaufwasser in ein weiteres Auffangbecken geleitet und dort in einen weiteren Sink- und Schwimmanteil aufgeteilt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch die strömende Luft ein im Wasser basisch wirkendes pulverförmiges Reagenz, insbesondere Calciumoxid, angesaugt und dem Schmutzwasser zugemischt wird.

8. Vorrichtung zur Vorklärung von insbesondere mit Fetten und Ölen beladenem strömendem Schmutzwasser (30), gekennzeichnet durch ein Überlaufbecken (12) mit einem einen Flüssigkeitsspiegel (26) definie­ renden Beckenrand (14), ein unter den Flüssigkeits­ spiegel (26) des Überlaufbeckens (12) eintauchen­ des, mit Schmutzwasser (30) und einem Luftstrom (42) beaufschlagbares Zuführrohr (22), ein unter­ halb des Beckenrandes (14) angeordnetes, das vom Überlaufbecken (12) kommende Überlaufwasser (54) auffangendes, ein bis in Bodennähe eintauchendes Absaugrohr (62) aufweisendes Auffangbecken (16), ein dem Überlauf (66) des Auffangbeckens (16) in Strömungsrichtung nachgeordnetes Sammelbecken (20) und ein mit dem Luftraum über dem Sammelbecken (20) kommunizierendes Abluftrohr (76).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß in dem Überlaufbecken (12) ein vorzugswei­ se mit kaltem Brauchwasser durchströmter Wärmeaus­ tauscher (52) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Absaugrohr (62) und/oder der Überlauf (66) des Auffangbeckens (12) in ein weite­ res, über ein Zuführrohr mit einem Luftstrom unter Überdruck beaufschlagbares Überlaufbecken mündet, unter dessen Beckenrand ein weiteres Auffangbecken mit Absaugrohr und Überlauf angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß das Absaugrohr (62) und/ oder der Überlauf (66) des Auffangbeckens (16) in ein weiteres Auffangbecken mit Absaugrohr und Über­ lauf mündet.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß der untere freie Rand (24) des in das Überlaufbecken (12) eintauchenden Zuführrohrs (22) umlaufend gezackt oder wellig ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß im Bereich des dem Über­ laufbecken zugeführten Luftstroms eine Vorrichtung (46, 48) zum Zudosieren von Calciumoxid angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß das Absaugrohr (62) einen Siphon aufweist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, daß das Abluftrohr eingangs­ seitig als Trompetenrohr (76) ausgebildet ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, daß im Sammelbecken minde­ stens eine Füllstandsanzeige (74) angeordnet ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, ge­ kennzeichnet durch ein Pufferbecken (34) für das Schmutzwasser (30) sowie eine in einer Rohrleitung zwischen Pufferbecken (34) und Überlaufbecken (12) angeordnete, vorzugsweise als Exzenterschneckenpum­ pe ausgebildete Schmutzwasserpumpe 32.

18. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Entfettung und Entölung von Schmutzwas­ ser- und Abwässern.

19. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Vorklärung von Fleischerei- und Fisch­ verarbeitungsabwässern sowie landwirtschaftlichen Abwässern.

20. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Vorklärung von Tankstellen- und Gieße­ reiabwässern.

21. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Vorklärung von zellstoff- und textilfa­ serhaltigen Abwässern.

22. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Vorklärung von farbpartikel- und leim­ haltigen Abwässern.