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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung von Siel-und ähnlichen Abwässern zur Abtrennung von Fäulnisstoffen aus denselben. Die Erfindung betrifft ein solches Verfahren, bei welchem ein während des Behandlungsvorganges erhaltener Schlamm im Verein mit einer Verbindung von Eisen oder eines dreiwertigen Metalls für die Koagulation der suspendierten Stoffe verwendet wird. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren kann auch ein alkalisches Reagenzmittel, wie Kalk, gegebenenfalls verwendet werden, um den pH-Wert des Abwassers zu regeln und dadurch ein besseres Absetzen und/oder ein verbessertes Filtrieren zu erzielen. Die Erfindung kann mit besonderem Vorteil in der ersten Stufe des Verfahrens zur Sielwasserbehandlung verwendet werden, welches im österr.
Patent Nr. 143455 beschrieben ist.
In den gewöhnlichen Rohsiel- oder ähnlichen Abwässern sind faulende Stoffe, welche aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Schwefel usw. in den verschiedensten Verbindungen bestehen, in zwei Formen vorhanden, nämlich 1. in unlöslichem Zustande (suspendierte Stoffe) und 2. in löslichem Zustande. Bei jeder Sielwasserbehandlung ist es üblich, die gröberen und schwereren unlöslichen Stoffe durch Absiebung abzutrennen. Nach dieser Absiebung ist die Konzentration der in den Sielwässern zurückbleibenden unlöslichen Fäulnisstoffe ausserordentlich gering ; z. B. enthält normales städtisches Abwasser durchschnittlich etwa 150-200 Teile je Million dispergierter oder feinverteilter Feststoffe, zum Grossteil in kolloidaler Suspension. Diese feinverteilten faulenden Stoffe enthalten einfache und komplexe Verbindungen, die vom Abbau von Proteinen herrühren.
Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen in der Abscheidung solcher suspendierter faulender Stoffe aus Sielwässern durch Koagulierung, Ausflockung oder Sammlung in einem absetzbaren Schlamm. Es wurde gefunden, dass die Abscheidung der genannten Stoffe durch Belüftung des Abwassers in Gegenwart einer zugesetzten Metallverbindung, etwa beispielsweise einer Eisen-oder
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laufe des Verfahrens erzeugt wird. Es empfiehlt sich, eine oder mehrere lösliche Verbindungen von Eisen oder Aluminium als Zusatz zu dem in Belüftung begriffenen Abwasser zu verwenden ; beispielsweise können Ferrosulfat, Ferrisulfat oder Aluminiumsulfat oder irgendwelche Gemenge dieser Verbindungen benutzt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird der rückgeführte Schlamm dem Sielwasser zu Beginn der Belüftung oder kurz nach Eintritt des Rohsielwassers in den Belüftungsbehälter zugesetzt. Die Metallverbindung kann in jedem beliebigen Stadium der Belüftung zugefügt werden.
Wird Ferrisulfat verwendet, so empfiehlt es sich, dieses während der Belüftung etwa 2-15 Minuten vor der Vollendung dieser Belüftungsbehandlung zuzugeben. Gleiches gilt bei Verwendung von Aluminium- sulfat. Ferrosulfat wird dem Sielwasser vorzugsweise etwa 10-30 Minuten, vor dem Ende der Belüftung beigegeben.
Gute Resultate werden erhalten, wenn die Zeitdauer der Belüftung nach dem Zusatz von Ferrisulfat oder Aluminiumsulfat gerade ausreicht, eine gründliche Ausbreitung und Verteilung der Verbindung zu ermöglichen. Die Belüftungsdauer kann in weiten Grenzen schwanken. Gute Resultate können erreicht werden, wenn die Belüftung etwa eine halbe Stunde oder weniger dauert ; durch Verlängerung über etwa eine Stunde hinaus werden nur geringe oder überhaupt keine zusätzlichen Vorteile erzielt.
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Wenn der pH-Wert des Abwassers gegen das Ende der Belüftungsdauer 7 oder weniger beträgt und gewünscht wird, den pH-Wert über 7 zu erhöhen, kann man eine Menge eines alkalischen Agens, etwa Kalk, die ausreicht, die Alkalität auf den gewünschten Wert zu bringen, vor der Vollendung der
Belüftung zusetzen. Gewöhnlich wird es nicht notwendig oder erwünscht sein, den pH-Wert des Sieloder Abwassers durch Zusatz eines Alkalis einzustellen, da es sich erwies, dass auch ein sehr zufrieden- stellendes Niederschlagen, Absetzen und Klären dann erreichbar ist, wenn der pH-Wert beträchtlich unter 7 liegt. Ist aus irgendeinem Grunde der Zusatz eines alkalischen Agens erwünscht oder notwendig, so wird dieses vorzugsweise erst dann zugesetzt, wenn bereits die lösliche Metallverbindung beigegeben find im Abwasser gründlich verteilt wurde.
Nach der Belüftung wird das Abwasser in einen Klärbehälter unterhalb einer Schichte von sich absetzendem Schlamm eingeleitet, derart, dass die Flüssigkeit durch diese Schlammschicht nach aufwärts strömt und aus dem Klärbehälter mit einer praktisch vernach- lässigbaren Menge suspendierter Stoffe überfliesst.
Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens in seiner bevorzugten und kompletten
Form wird das Rohsielwasser nach geeigneter Siebung mit rückgeleitetem Schlamm in einen Belüftung- behälter gemischt, und sodann wird mit der Belüftung des Gemisches begonnen. Der verwendete Be- lüftungsbehälter ist vorzugsweise ein solcher, welcher ein kontinuierliches Fliessen des zu behandelnden
Gemisches vom Eintritts-bis zum Austrittsende zulässt, und die Strömungsgeschwindigkeit wird vorzugs- weise so geregelt, dass zwischen Eintritt und Austritt des Sielwassers etwa eine Stunde verläuft. Die
Belüftung des Sielwassers wird vorzugsweise während der ganzen-Aufenthaltsdauer des Sielwassers im Belüftungsbehälter fortgesetzt.
Während des Durchfliessens des zu behandelnden Gemisches durch den Belüftungsbehälter wird eine lösliche Eisenverbindung, vorzugsweise in Gestalt einer Ferrisulfatlösung einer Konzentration von
50 g per Liter, an einer Stelle zugesetzt, von welcher die Fliessdauer des Gemisches bis zum Ablauf etwa
2-15 Minuten beträgt. Die rasche Verteilung der Lösung über das ganze Gemisch wird durch die von der Belüftung hervorgebrachte Bewegung bewerkstelligt. Der Luftsauerstoff erhält das Eisen im Ferri- zustande ; wird ein Ferrosalz, etwa Ferrosulfat, verwendet, so wandelt der Luftsauerstoff das Eisen in den Ferrizustand um.
Das zutretende Robsielwasser hat gewöhnlich einen pH-Wert vonrund 7-7-5. Bei der Koagulierung werden die Ionen des dreiwertigen Metalls voraussichtlich in Form von Ferrihydroxyd und auch in
Form von einfachen und komplexen organischen Ferriverbindungen niedergeschlagen. Die Sulfationen des zugesetzten Ferrisulfats sind bestrebt, den pH-Wert des Abwassers unter 7 herabzudrücken ; dieses
Bestreben wird zum Grossteil durch die Wirkungen der Belüftung und des rückgeleiteten Schlammes aufgehoben, so dass das Sielwasser bei Schluss der Ferrisulfatbehandlung den gleichen pH-Wert haben kann wie das frisch zutretende Rohabwasser.
Annähernd wird das gesamte, als Ferrisulfat zugesetzte
Eisen ausgefällt, und es scheint, dass dieses ausgefällte Eisen zusammen mit jenem, das mit dem Schlamm zurückgeführt wird, eine Schichte von Ferrihydroxyd bildet, welches sammelnd auf die suspendierten
Stoffe wirkt. Der rückgeführte Schlamm und die Belüftung unterstützen ebenfalls die Ausfällung oder
Niederschlagung der suspendierten Stoffe. Ferner bewirkt die Belüftung die Oxydation einer beträchtlichen
Menge gelöster faulender Stoffe.
Die Menge an zuzusetzendem Eisen hängt zumindest einigermassen von der Menge der im Siel- wasser suspendierten faulenden Stoffe ab. Für die Behandlung durchschnittlicher städtischer Abwässer ergeben 5-25 Teile Eisen je Million Teile Abwasser eine zufriedenstellende Koagulation und Ausfällung der suspendierten Feststoffe, und im allgemeinen ergeben schon weniger als 20 Teile je Million Eisen gute Ergebnisse. Für industrielle Abwässer, etwa beispielsweise von Molkereien, Konservenfabriken usw., können hiefür 20-50 Teile je Millionen Eisen notwendig werden. Eine ausreichende Belüftung wird mit etwa 0, 28-2, 8 l Luft je 4. 4 l behandelten Abwassers erzielt. Es scheint, dass der Sauerstoff der für die Belüftung verwendeten Luft hauptsächlich eine Oxydation der faulenden Stoffe bewirkt und nicht vom Schlamm absorbiert wird.
Dies zeigt sich durch die rasche Beseitigung der gelösten faulenden Stoffe und durch die Anwesenheit von gelöstem Sauerstoff im Ablauf des Klärbehälters.
Ist nach der Behandlung mit Ferrisulfat die Einstellung des pH-Wertes erwünscht, so kann man das Abwasser in Gegenwart einer solchen Menge eines alkalischen Agens belüften, die ausreicht, den pH-Wert auf das gewünschte Mass zu bringen. Die Einstellung dieses pH-Wertes über 7 bringt manchmal ein besseres Absetzen und Filtrieren zustande. Kalk wird bei diesem Vorgang andern alkalischen Mitteln vorgezogen, weil er dichtere und sich rasch absetzende Flocken ergibt und weil er wohlfeil ist. Der Kalk wird dem Sielwasser vorzugsweise als Kalkmilch einer Konzentration von 50 g per Liter zugesetzt. Wo gelöste faulende Stoffe späterhin aus dem Abwasser durch einen Basenaustausch (Zeolit) entfernt werden sollen, empfiehlt es sich, die Menge an zuzusetzendem Kalk sorgfältig so zu regeln, dass ein pH-Wert von etwa 7-2-7-6 aufscheint.
Nach dem Kalken gelangt das Abwasser zu einem Klärbehälter, in welchem es nahe an dessen
Boden eingeführt, nach aufwärts durch eine Schichte von sich setzendem Schlamm hindurchgeht. Klare
Flüssigkeit strömt über und abgesetzter Schlamm wird vom Boden des Behälters abgezogen, indem man ihn durch Krücken oder in sonstiger mechanischer Art entlang des Klärbehälterbodens zur Schlamm-
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Regelung und zur Verteilung des'durchfliessenden Schlammes geeignete Hähne vorgesehen. Die Ab- läufe aus dem Klärbehälter und dem Eindicker können zwecks Abfuhr oder späterer Behandlung, etwa vermittels Zeolitfilter, vereint werden.
Ein Teil des Schlammes aus dem Eindicker kann vermittels einer Pumpe 14 und einer Leitung 15 zur Sehlammrüekführleitung geschickt werden, die zum Eintrittsende des Belüftungsbehälters führt.
In den Leitungen 15 und 16 sind gleichfalls Hähne zur Regelung und Verteilung des durchfliessenden
Schlammes vorgesehen. Der Rest des Schlammes aus dem Eindicker wird durch die Leitung 16 einem
Saugfilter zugeführt. Der Filterkuchen wird zur Trocknungs-und Kalziniervorrichtung befördert.
Der zum Belüftungsbehälter rückgeführte Schlamm (20-75%, mehr oder weniger) kann zur
Gänze vom Klärbehälter oder vom Eindicker genommen werden, oder es kann aus diesen beiden Vorrichtungen je ein Teil entnommen werden.
Sowohl die Trocknungs-als auch die Kalziniervorrichtung bestehen aus drehbar gelagerten
Zylindern, in welchen die Feststoffe und die Gase (für das Trocknen und Veraschen) gemeinsam wandern.
So streichen die Abgase aus der Kalziniervorrichtung gemeinsam mit dem Schlamm durch den Trockner ?, und der getrocknete Schlamm tritt zusammen mit den heissen Gasen eines Ölbrenners oder einer sonstigen zusätzlichen Heizeinrichtung in den Trockner ein. Eine entsprechende Menge an Sauerstoff oder anderem die Verbrennung unterstützenden Gas gelangt (zusammen mit den heissen Verbrennungsgasen des zusätzlichen Brennstoffes) in die Kalziniervorrichtung 18, damit die organischen und sonstigen brennbaren Stoffe des getrockneten Schlammes verbrannt werden. Der kalzinierte Rückstand oder die Asche wird von der Kalziniervorrichtung an einen Speicher 19 abgegeben, von wo aus sie einem Auslaugkessel 20 mit Heizmantel zugefördert wird.
In diesem Kessel wird der kalzinierte Rückstand mit Schwefelsäure unter entsprechendem Rühren, gegebenenfalls auch unter Erhitzung, für die Wiedergewinnung von Ferrisulfat behandelt. Der Kesselinhalt wird einer Zentrifuge 21 zugeführt und dort überschüssige Säure abgeschieden. Der zentrifugierte Kuchen wird mit Wasser zur Lösung des anwesenden Ferrisulfats ausgelaugt und der unlösliche Rückstand abgefiltert und beseitigt. Die wiedergewonnene Ferrisulfatlösung wird für neuerliche Verwendung bei der Koagulation frisch zutretenden Sielwassers zurückgepumpt.
Selbstverständlich ist die veranschaulichte Vorrichtung nur illustrativ und soll in keiner Hinsicht die Erfindung einschränken.
In der folgenden Tabelle sind die täglichen Resultate angegeben, welche während einer elftägigen Versuchsperiode erhalten wurden ; diese Versuche wurden zum Zwecke des Vergleichs der Ergebnisse angestellt, die einerseits mittels des erfindungsgemässen Verfahrens und anderseits mittels eines ähnlichen Verfahrens erzielbar sind, bei welchem aber die Schlammrückführung und die Belüftung vor dem Zusatz des Ferrisulfats wegbleiben.
Bei der Ausführung der Versuche des erfindungsgemässen Verfahrens wurden ungefähr 75% des in der Klärvorrichtung erhaltenen und etwa 4% Feststoffe enthaltenden Schlammes unmittelbar von der Klärvorrichtung zum Belüftungsgefäss zurückgeführt, die Belüftung wurde in Perioden von einer Stunde ununterbrochen fortgesetzt und Ferrisulfat wurde dem Belüftungsbehälter etwa fünf Minuten vor Beendigung der Belüftungsperiode zugefügt. Der biochemische Sauerstoffbedarf (B. O. D. ), die suspendierten Stoffe, Eisen und Kalk sind in Teilen je Million angegeben. Der gereinigte Ablauf war die oben befindliche Flüssigkeit aus dem Klärbehälter. Bei der Durchführung der Proben wurden Sielwässer zweier verschiedener Herkunft behandelt, wobei deren Behandlung abwechselnd in aufeinanderfolgenden Tagen erfolgte.
In der Tabelle ist das erfindungsgemässe Verfahren mit A und das Vergleichsverfahren mit B bezeichnet. Für die Feststellung des biochemischen Sauerstoffbedarfes diente die fünftätige Normprobe unter Verwendung geimpften Verdünnungswassers.
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<tb>
<tb> roheinlauf <SEP> Zugesetzte <SEP> Reagenzien <SEP> Gereinigter <SEP> Ablauf
<tb> Juli <SEP> Suspen- <SEP> Eisen <SEP> Kalk <SEP> B.O.D. <SEP> Suspendierte
<tb> B. <SEP> O. <SEP> D, <SEP> dierte <SEP> Sne
<tb> Stoffe
<tb> A <SEP> B <SEP> A) <SEP> B <SEP> A <SEP> B <SEP> A <SEP> B
<tb> 4.385 <SEP> 280 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 30 <SEP> 58 <SEP> 18 <SEP> 17
<tb> 5.290 <SEP> 312 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 20 <SEP> 40 <SEP> 12 <SEP> 16
<tb> 6.260 <SEP> 140 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 0 <SEP> 10 <SEP> 14 <SEP> 45 <SEP> 8 <SEP> 10
<tb> 8.
<SEP> 290 <SEP> 372 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 0 <SEP> 30 <SEP> 15 <SEP> 28 <SEP> 20 <SEP> 26
<tb> 9.425 <SEP> 484 <SEP> 20 <SEP> 22 <SEP> 0 <SEP> 30 <SEP> 4 <SEP> 34 <SEP> 6 <SEP> 8
<tb> 10.240 <SEP> 276 <SEP> 20 <SEP> 22 <SEP> 0 <SEP> 30 <SEP> 6 <SEP> 21 <SEP> 8 <SEP> 7
<tb> 11.340 <SEP> 280 <SEP> 20 <SEP> 22 <SEP> 0 <SEP> 30 <SEP> 19 <SEP> 56 <SEP> 18 <SEP> 20
<tb> 12.415 <SEP> 495 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 0 <SEP> 30 <SEP> 9 <SEP> 36 <SEP> 10 <SEP> 12
<tb> 13.335 <SEP> 352 <SEP> 20 <SEP> 22 <SEP> 0 <SEP> 30 <SEP> 16 <SEP> 26 <SEP> 12 <SEP> 14
<tb> 15.
<SEP> 220 <SEP> 232 <SEP> 20 <SEP> 22 <SEP> 0 <SEP> 30 <SEP> 16 <SEP> 32 <SEP> 10 <SEP> 8
<tb> 16.280 <SEP> 260 <SEP> 20 <SEP> 22 <SEP> 0 <SEP> 30 <SEP> 18 <SEP> 36 <SEP> 14 <SEP> 10
<tb>
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Wiewohl das bevorzugte Verfahren unter Benutzung von Ferrisulfat beschrieben wurde, ist klar, dass auch andere Metallverbindungen nach der Erfindung verwendet werden können. So vermag beispielsweise in einem entsprechenden Zeitpunkt zugesetztes Ferrosulfat eine bessere Herabminderung des B. O. D. hervorzubringen, als dies bei Ferrisulfat möglich ist. Aus diesem Grunde und wegen des niedrigeren Preises von Ferrosulfat gegenüber Ferrisulfat kann die Verwendung des ersteren vorzuziehen sein. Ähnliche Resultate wie mit Ferrisulfat können auch mittels Aluminiumsulfat erzielt werden.
Es können ferner Misehungen von verschiedenen Verbindungen mit Vorteil benutzt und erwünschte Ergeb-
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sulfat betrugen ungefähr 10% der Ferrisulfatmengen. Es wurden ferner sehr bemerkenswerte Resultate durch Zusatz einer Lösung erzielt, die durch Lösen sowohl von Aluminiumsulfat als auch Ferrisulfat - im Verhältnis von etwa einem Teil Aluminiumsulfat auf zehn Teile Ferrisulfat-hergestellt wurde.
Das Verfahren nach der Erfindung ist wunderbar geeignet für die Behandlung von industriellen Abwässern sowie auch von gewöhnlichen städtischen oder häuslichen Abfallwässern. Für das Verfahren ist kennzeichnend, dass ein sich ausserordentlich rasch absetzender Schlamm und eine weitgehende Beseitigung faulender Stoffe erreicht wird. Ein nach dem erfindungsgemässen Verfahren erzeugter Schlamm setzt sieh mehrmals schneller als Schlamm nach den gebräuchlichen Verfahren ab.
Es ist nicht ungewöhnlich, bereits bei fünf Minuten langem Stehen eine klare, oben befindliche Flüssigkeit zu erhalten, die man abziehen kann, und es wurden ferner vielfach Verminderungen von nahezu 99% an dem biochemischen Sauerstoffbedarf bei der normalen Durehführuns : des Verfahrens erhalten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Chemisches Verfahren zur Behandlung von suspendierte faulende Stoffe enthaltendem Siel- 1I. dgl. Abwasser, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Wasser in Anwesenheit von rückgeführtem Schlamm und einer löslichen Verbindung eines dreiwertigen Metalls zwecks Koagulierens der suspendierten Stoffe zu einem absetzfähigen Schlamm belüftet, der gebildete Sehlamm von der Begleitfliissigkeit abgetrennt und abgetrennter Schlamm zu dem Verfahren für die Behandlung weiteren Abfallwassers rückgeführt wird.
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The invention relates to a method for the treatment of sewage and similar waste waters to separate putrefactive substances therefrom. The invention relates to such a method in which a sludge obtained during the treatment process is used in combination with a compound of iron or a trivalent metal for the coagulation of the suspended substances. In the method according to the invention, an alkaline reagent, such as lime, can optionally also be used in order to regulate the pH value of the waste water and thereby achieve better settling and / or improved filtration. The invention can be used with particular advantage in the first stage of the process for sewage treatment, which in Austria.
U.S. Patent No. 143455.
In the usual raw sewage or similar sewage, putrefactive substances, which consist of carbon, hydrogen, sulfur etc. in the most varied of compounds, are present in two forms, namely 1. in an insoluble state (suspended substances) and 2. in a soluble state. In every sewage treatment, it is customary to separate off the coarser and heavier insoluble substances by sieving. After this screening, the concentration of the insoluble putrefactive substances remaining in the sewer is extremely low; z. B. normal urban wastewater contains an average of 150-200 parts per million dispersed or finely divided solids, mostly in colloidal suspension. These finely divided putrefactive substances contain simple and complex compounds that result from the breakdown of proteins.
The present invention relates to improvements in the separation of such suspended putrefactive substances from sewer waters by coagulation, flocculation or collection in a settable sludge. It has been found that the separation of the substances mentioned by aeration of the waste water in the presence of an added metal compound, for example, an iron or
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run of the process is generated. It is advisable to use one or more soluble compounds of iron or aluminum as an additive to the wastewater being aerated; for example, ferrous sulfate, ferric sulfate or aluminum sulfate or any mixture of these compounds can be used.
In a preferred embodiment of the invention, the returned sludge is added to the sewer water at the beginning of the aeration or shortly after the raw sewer water enters the aeration tank. The metal compound can be added at any stage of ventilation.
If ferric sulfate is used, it is recommended to add it during aeration about 2-15 minutes before the completion of this aeration treatment. The same applies when using aluminum sulfate. Ferrous sulfate is added to the sewer preferably about 10-30 minutes before the end of the aeration.
Good results are obtained when the aeration time after the addition of ferric sulfate or aluminum sulfate is just sufficient to allow the compound to spread and distribute thoroughly. The duration of ventilation can vary within wide limits. Good results can be achieved if the ventilation takes about half an hour or less; extending it beyond about an hour will provide little or no additional benefit.
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If the pH of the sewage is 7 or less near the end of the aeration period and it is desired to increase the pH above 7, an amount of an alkaline agent, such as lime sufficient to bring the alkalinity to the desired level, can be added bring before completing the
Add ventilation. Usually it will not be necessary or desirable to adjust the pH of the sewer or sewage by adding an alkali, since it has been shown that very satisfactory precipitation, settling and clarification can also be achieved if the pH is considerably below 7 lies. If for any reason the addition of an alkaline agent is desired or necessary, this is preferably only added when the soluble metal compound has already been added and has been thoroughly distributed in the waste water.
After aeration, the waste water is fed into a clarification tank below a layer of settling sludge in such a way that the liquid flows upwards through this layer of sludge and overflows from the clarification tank with a practically negligible amount of suspended substances.
When carrying out the method according to the invention in its preferred and complete form
After suitable sieving, the raw sewage water is mixed with returned sludge in an aeration tank, and aeration of the mixture is then started. The ventilation container used is preferably one which allows the to be treated to flow continuously
Mixture from the inlet to the outlet end allows, and the flow rate is preferably regulated so that about an hour runs between the inlet and outlet of the sewer water. The
Aeration of the sewer water is preferably continued for the entire duration of the stay in the sewer water in the aeration tank.
As the mixture to be treated flows through the aeration tank, a soluble iron compound, preferably in the form of a ferric sulfate solution, has a concentration of
50 g per liter, added at a point from which the flow time of the mixture until the drain is about
2-15 minutes. The rapid distribution of the solution throughout the mixture is accomplished by the agitation created by the aeration. The oxygen in the air maintains the iron in the ferric state; If a ferrous salt, such as ferrous sulfate, is used, the oxygen in the air converts the iron into the ferric state.
The incoming Robsiel water usually has a pH of around 7-7-5. During coagulation, the ions of the trivalent metal are likely to be in the form of ferric hydroxide and also in
Form of simple and complex organic ferric compounds. The sulphate ions in the ferric sulphate added endeavor to keep the pH of the waste water below 7; this
The endeavor is largely canceled out by the effects of the aeration and the returned sludge, so that the sewage water at the end of the ferric sulfate treatment can have the same pH value as the freshly entering raw sewage.
Almost all of it is added as ferric sulfate
Iron precipitated, and it appears that this precipitated iron, together with that which is returned with the sludge, forms a layer of ferric hydroxide, which collects on the suspended
Substances works. The recirculated sludge and aeration also aid in the precipitation or
Suppression of the suspended substances. Furthermore, the ventilation causes a considerable amount of oxidation
Amount of dissolved putrefactive substances.
The amount of iron to be added depends at least to some extent on the amount of putrefactive substances suspended in the sewage water. For the treatment of average urban sewage, 5-25 parts iron per million parts sewage gives satisfactory coagulation and precipitation of the suspended solids, and generally less than 20 parts per million iron gives good results. For industrial wastewater, for example from dairies, canning factories, etc., 20-50 parts per million iron can be required for this. Sufficient ventilation is achieved with around 0.28-2.8 liters of air for every 4.4 liters of waste water treated. It appears that the oxygen in the air used for ventilation is mainly responsible for the oxidation of the putrefactive substances and is not absorbed by the sludge.
This is shown by the rapid elimination of the dissolved putrefactive substances and the presence of dissolved oxygen in the drainage of the clarifier.
If, after the treatment with ferric sulfate, the adjustment of the pH value is desired, the waste water can be aerated in the presence of an amount of an alkaline agent sufficient to bring the pH value to the desired level. Setting this pH above 7 sometimes brings about better settling and filtration. Lime is preferred to other alkaline agents in this process because it gives denser and rapidly settling flakes and because it is cheap. The lime is preferably added to the sewer as milk of lime at a concentration of 50 g per liter. Where dissolved putrefactive substances are later to be removed from the wastewater by means of a base exchange (zeolite), it is advisable to carefully regulate the amount of lime to be added so that a pH value of around 7-2-7-6 appears.
After lime, the wastewater reaches a septic tank, in which it is close to it
Introduced soil, going up through a layer of settling mud. Clear
Liquid flows over and the settled sludge is drawn off from the bottom of the tank by moving it with crutches or in some other mechanical way along the bottom of the clarifier to the sludge
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Regulation and taps suitable for distributing the sludge flowing through are provided. The outflows from the clarifier and the thickener can be combined for the purpose of removal or later treatment, for example by means of zeolite filters.
A portion of the sludge from the thickener can be sent by means of a pump 14 and a line 15 to the sludge return line which leads to the inlet end of the aeration tank.
In the lines 15 and 16 there are also taps for regulating and distributing the flowing through
Mud provided. The remainder of the sludge from the thickener is through line 16 a
Suction filter fed. The filter cake is conveyed to the drying and calcining device.
The sludge returned to the aeration tank (20-75%, more or less) can be used for
Can be completely removed from the clarifier or from the thickener, or a part can be removed from each of these two devices.
Both the drying device and the calcining device consist of rotatably mounted
Cylinders in which the solids and the gases (for drying and ashing) migrate together.
The exhaust gases from the calcining device pass through the dryer together with the sludge, and the dried sludge enters the dryer together with the hot gases from an oil burner or other additional heating device. A corresponding amount of oxygen or other gas supporting the combustion (together with the hot combustion gases of the additional fuel) reaches the calcining device 18 so that the organic and other combustible substances in the dried sludge are burned. The calcined residue or ash is discharged from the calcining device to a store 19, from where it is conveyed to a leaching boiler 20 with a heating jacket.
In this kettle, the calcined residue is treated with sulfuric acid with appropriate stirring, if necessary also with heating, for the recovery of ferric sulfate. The contents of the boiler are fed to a centrifuge 21, where excess acid is separated off. The centrifuged cake is leached with water to dissolve the ferric sulfate present and the insoluble residue is filtered off and disposed of. The recovered ferric sulphate solution is pumped back for further use in the coagulation of freshly entering sewage water.
It goes without saying that the device illustrated is illustrative only and is not intended to limit the invention in any way.
The following table shows the daily results which were obtained during an eleven day test period; these tests were carried out to compare the results which can be achieved on the one hand by means of the method according to the invention and on the other hand by means of a similar method, in which, however, the sludge return and the aeration before the addition of the ferric sulfate are omitted.
When carrying out the tests of the method according to the invention, approximately 75% of the sludge obtained in the clarifier and containing about 4% solids was returned directly from the clarifier to the aeration vessel, the aeration was continued uninterruptedly for periods of one hour and ferric sulfate was the aeration vessel for about five minutes added before the end of the ventilation period. The biochemical oxygen demand (B. O. D.), the suspended matter, iron and lime are given in parts per million. The purified drain was the liquid from the clarifier on top. When carrying out the tests, sewage waters of two different origins were treated, with their treatment taking place alternately on consecutive days.
The method according to the invention is designated with A and the comparative process with B in the table. The five-day standard sample using inoculated dilution water was used to determine the biochemical oxygen demand.
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<tb>
<tb> raw inlet <SEP> added <SEP> reagents <SEP> cleaned <SEP> drain
<tb> July <SEP> Suspen- <SEP> Iron <SEP> Lime <SEP> B.O.D. <SEP> suspended
<tb> B. <SEP> O. <SEP> D, <SEP> dated <SEP> Sne
<tb> fabrics
<tb> A <SEP> B <SEP> A) <SEP> B <SEP> A <SEP> B <SEP> A <SEP> B
<tb> 4,385 <SEP> 280 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 30 <SEP> 58 <SEP> 18 <SEP> 17
<tb> 5.290 <SEP> 312 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 20 <SEP> 40 <SEP> 12 <SEP> 16
<tb> 6.260 <SEP> 140 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 0 <SEP> 10 <SEP> 14 <SEP> 45 <SEP> 8 <SEP> 10
<tb> 8.
<SEP> 290 <SEP> 372 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 0 <SEP> 30 <SEP> 15 <SEP> 28 <SEP> 20 <SEP> 26
<tb> 9.425 <SEP> 484 <SEP> 20 <SEP> 22 <SEP> 0 <SEP> 30 <SEP> 4 <SEP> 34 <SEP> 6 <SEP> 8
<tb> 10.240 <SEP> 276 <SEP> 20 <SEP> 22 <SEP> 0 <SEP> 30 <SEP> 6 <SEP> 21 <SEP> 8 <SEP> 7
<tb> 11.340 <SEP> 280 <SEP> 20 <SEP> 22 <SEP> 0 <SEP> 30 <SEP> 19 <SEP> 56 <SEP> 18 <SEP> 20
<tb> 12.415 <SEP> 495 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 0 <SEP> 30 <SEP> 9 <SEP> 36 <SEP> 10 <SEP> 12
<tb> 13.335 <SEP> 352 <SEP> 20 <SEP> 22 <SEP> 0 <SEP> 30 <SEP> 16 <SEP> 26 <SEP> 12 <SEP> 14
<tb> 15.
<SEP> 220 <SEP> 232 <SEP> 20 <SEP> 22 <SEP> 0 <SEP> 30 <SEP> 16 <SEP> 32 <SEP> 10 <SEP> 8
<tb> 16.280 <SEP> 260 <SEP> 20 <SEP> 22 <SEP> 0 <SEP> 30 <SEP> 18 <SEP> 36 <SEP> 14 <SEP> 10
<tb>
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While the preferred method has been described using ferric sulfate, it will be understood that other metal compounds can be used in accordance with the invention. For example, ferrous sulfate added at a corresponding point in time can bring about a better reduction in the B.O.D. than is possible with ferric sulfate. For this reason, and because of the lower price of ferrous sulfate than ferric sulfate, it may be preferable to use the former. Similar results as with ferric sulfate can also be achieved with aluminum sulfate.
Misehings of different compounds can also be used to advantage and desired results
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sulfate was approximately 10% of the ferric sulfate levels. Very remarkable results were also obtained by adding a solution prepared by dissolving both aluminum sulfate and ferric sulfate - in the ratio of about one part aluminum sulfate to ten parts ferric sulfate.
The method according to the invention is wonderfully suitable for the treatment of industrial wastewater as well as common urban or domestic waste water. The process is characterized by the fact that the sludge settles extremely quickly and the decaying substances are largely removed. A sludge produced according to the method according to the invention settles several times faster than sludge according to the usual methods.
It is not uncommon to have a clear overhead liquid that can be drained off after standing for five minutes, and multiple reductions of nearly 99% in biochemical oxygen demand have been obtained in normal operation of the procedure.
PATENT CLAIMS:
1. Chemical process for the treatment of slurry containing suspended putrefactive substances. The like. Wastewater, characterized in that this water is aerated in the presence of recycled sludge and a soluble compound of a trivalent metal for the purpose of coagulating the suspended substances to form a settling sludge, the sludge formed is separated from the accompanying liquid and separated sludge is used for the process for further treatment Waste water is recycled.
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