AT393497B - Verfahren zur behandlung von abwasser - Google Patents

Description

AT 393 497 B

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 Behandlungsver-5 fahrens erhöht und die anschließende Notwendigkeit, biologische Behandlungen durchzuführen, verringert oder ausgeräumt wird. Durch die Erfindung werden Kapitalausgaben und Eneigiekosten verringert.

Feststoffe, die in Abwasser enthalten sind, können entweder suspendiert oder gelöst sein. Sie können «' filtrierbar oder unfiltrierbar, 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 10 Umwelt-Verunreinigungsbestandteile dar, und gerade diese schädlichen Materialien müssen bei dem Abwasser- ^ behandlungsverfahren entweder entfernt oder behandelt werden.

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. Feststoffe von 10*3 pm bis 10 pm (Mikron) setzen sich normalerweise nicht ab und erfordern IS im allgemeinen eine Koagulation oder Ausflockung zur Entfernung. Feststoffe von 10*3 pm (Mikron) und kleiner werden im allgemeinen als gelöste Feststoffe betrachtet.

Die meisten biologischen Abwasserbehandlungssysteme 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 20 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. 25 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 30 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-Nitrifizierung komplizieren das Verfahren darüber hinaus und führen zu weiteren Ausrüstungs-, Kapital- und Energiekosten.

Es wurden zahlreiche Versuche unternommen, die Behandlungsverfahren zu modifizieren, um die Energie-35 kosten 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 dntritL Durch diese Technik wird die Menge der abgetrennten Feststoffe 40 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 45 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 50 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 äbgeführt werden.

Die Ausfüllung des Koagulans führt zu einem chemischen Schlamm, und es kann sehr schwierig und sehr 4 kostspielig sein, diesen zu behandeln und zu entwässern. Außerdem wirkt sich der chemische Schlamm im 55 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 Zellmaterial führt schließlich zu der Möglichkeit ^ einer sekundären Umwelt-Verschmutzungsbelastung und muß daher sorgfältig abgetrennt und in derartiger Weise entfernt werden, daß es sich nicht auf die Umwelt auswirid. Daher müssen in den meisten biologischen Systemen 60 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 -2-

AT 393 497 B 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 Entfernen der neuen Zellmaterialien sind schwierige und kostspielige Verfahren.

Granular-Medien-Filter werden gegenwärtig zur Entfernung suspendierter Feststoffteilchen aus Abwässern S 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-Filtem wird in der US-PS 4 032 443 vom 28. Juni 1977 beschrieben. 10 Eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Abtrennung und zur Konzentration von Feststoffen aus Filter-Rückspülflüssigkeiten wird in der US-PS 3 792 773 beschrieben.

Ein Ziel da Erfindung liegt darin viele der den Üblichen Abwasserbehandlungssystemen anhaftenden Nachteile zu beseitigen indem organische Feststoffe aus dem Haushaltsabwasser enthaltenden Abwasser ohne den Einsatz von Koagulierungschemikalien entfernt und gesammelt werden. Ein wesentlicher Effekt ist dabei das zusätzliche 15 Energiepotential der erhöhten Menge an chemikalienfreiem Primärschlamm sowie die Verringerung der Bildung von neuem zellenförmigem Pflanzenmaterial.

Demnach betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Behandlung von Abwasser zur Entfernung von suspendierten und/oder kolloidalen Materialien einschließlich Fette und Öle aus einem vorher nicht behandelten Abwasser, das Haushaltsabwässer enthält durch 20 a) Zuleitung des Abwassers, das Haushaltsabwasser enthält, zu einer Klär- oder Siebvonichtung, um einen Teil der Materialien zu entfernen und das Abwasser zu klären; b) Führung des geklärten Abwassers durch ein Filter aus körnigem Material in einem Filtertank zu einem unteren Auffangbecken gekennzeichnet durch 25 c) intermittierendes Durchleiten von Luft nach oben durch das Filter, um den Strömungswiderstand durch das Medium herabzusetzen und eine anaerobe biologische Aktivität darin zu verhindern, ohne den Zusammenhalt des Filtermaterials zu stören; und d) intermittierendes Rückspülen des Filters mit einem Teil des genannten Filtrats und einem oberflächenaktiven Mittel und/oder Oxidationsmittel, um angesammelte Schadstoffe zu entfernen. 30

Abwasser, das Haushaltsabwasser enthält, wird aus einer Vorrichtung, wie einem Netz, einem Sieb und/oder ein» Primärkläranlage, ohne vorhergehende biologische, chemische oder physikalisch-chemische Behandlung, durch ein Granulatfilter geleitet 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 35 Feststoffe werden durch das Filtermedium abgefangen und von der Oberfläche des Filtermediums adsorbiert

Die Wirksamkeit der Entfernung dieser nicht absetzbaren Feststoffe ist eine Funktion der Anwendungsmenge oder der physikalischen Eigenschaften des Filtermediums, typischerweise Sand. Im allgemeinen werden mindestens 60 % des suspendierten Materials durch ein einziges Filter entfernt Feststoffe können sich im Filtermedium ansammeln, bis der Widerstand durch das Frltermedium dazu führt, daß der Wasserspiegel über dem 40 Medium ein vorbestimmtes Niveau erreicht, wobei zu diesem Zeitpunkt das Filter rückgespült wird und schädliche Materialien, die vorher eingeschlossen und adsorbiert wurden, aus dem Medium gespült und gewaschen werden.

Durch vorliegende Erfindung wird auch eine wirkungsvollere Weise des Abfangens und Ablagen» der kolloidalen und suspendierten Teilchen durch periodische Verringerung des Widerstandes des Filtermaterials durch 45 intermittierendes Durchleiten von Luft nach oben durch das Medium erzielt, um dadurch die Porösität zu verbessern und die anaerobe Zersetzung aufzuhalten. Diese Luft wird durch das Steigen des Filtrats im unteren Auffangbecken, das die Luft nach oben verdrängt, bewegt Die Aufwärtsbewegung der Luft reicht aus, um schädliche Materialien in das Innere des Filterbettes zu bewegen, wo diese Materialien vorübergehend gelagert werden, ohne den Zusammenhalt des Filtermediums zu stören. 50 Das rückgespülte Wasser kann zu einem Aufnahmebehälter geführt werden, in dem die vorher nicht absetzbaren Teilchen, die sich nunmehr im Rückspülwasser 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. Alternativ können die rückgespülten Feststoffe zu einem Digestor für die anaerobe Stabilisierung des organischen Materials und für die biologische Erzeugung von 55 Methan- und Kohlendioxidgas gepumpt werden.

Geklärtes Rückspülwasser kann zum Einlaß des Filters zur erneuten Filterung geführt oder kann unter bestimmten Bedingungen zu einem Vorfluter oder Gewässer, wie einem Wasserlauf, See oder dem Meer, zugeleitet werden.

Um den normalen Sauerstoffmangel des geklärten Abwassers auf ein Minimum herabzusetzen und anaeroben 60 Bedingungen in dem Medium und dem Flüssigkeits-Filter-Körper entgegenzutreten, kann der durch das Filter geführten Flüssigkeit Sauerstoff zugesetzt werden. Fett, öl und biologische Materialien, die an der Oberfläche des Filtermediums anhaften, werden durch Emulgieren und die hydraulisch und pneumatisch induzierte Bewegung des -3-

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Filterbettes entfernt. Zusätzlich kann ein Oxidationsmittel, wie Hypochlorit, mit oder ohne einem oberflächenaktiven Mittel, zugesetzt werden, um die Oberfläche des Filtermediums zu regenerieren. Vorzugsweise wird ein nicht-halogenhaltiges Oxidationsmittel, wie Wasserstoffperoxid, ein Gas oder eine Flüssigkeit, die Sauerstoff enthalten, oder Ozon, gegebenenfalls zusammen mit einem Detergens oder oberflächenaktiven Mittel, 5 verwendet, wodurch die Bildung chlorierter Kohlenwasserstoffe vermieden wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann stufenweise durchgeführt werden, um die Menge an nicht abgesetzten oder kolloidalen Feststoffen, die aus dem Abwasser entfernt werden, zu vergrößern.

Typischerweise enthält bei Anwendung eines zweistufigen Filtersystems das Sekundärfiltrat weniger als 25 % der suspendierten Feststoffe, die im nicht behandelten Wasser enthalten waren, und weist damit einhergehend 10 einen niedrigeren BSB auf. Derartige Filtrate können im allgemeinen direkt zu einem Wasserlauf ohne biologische Vorbehandlung entleert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht den Verzicht auf Koagulantien oder die Anwendung von nur sehr geringen Mengen derselben zwischen den Stufen des Filterverfahrens, um darüberhinaus die sehr kleinen Teilchen weiter zu verringern, die weder zurückgehalten noch durch die Mediumoberfläche adsorbiert werden. Ein derartiges 15 Verfahren führt typischerweise zu einem Sekundärfiltrat, das weniger als 20 mg/1 suspendierte Feststoffe enthält und einen geringeren BSB aufweisen kann, als dies normalerweise bei Sekundärverfahren der Fall ist. In der ersten Filterstufe wird der größte Anteil an Feststoffen entfernt und es werden nur sehr geringe Mengen an Koagulationsmittel für die zweite Stufe erfordert Auf diese Weise ist die Wirkung derartiger Chemikalien auf die abschließende Schlammbehandlung vemachlässigbar. 20 Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung umfaßt das Rückspülen die Stufe des Aufsprühens von Filtrat und/oder Oxidationsmittel aufWandflächen des Filterbehälters, um die Wände zu reinigen und zu desinfizieren.

Im folgenden werden die Figuren kurz erläutert

Die Figur 1 stellt ein schematisches Fließschema eines üblichen Abwassersystems dar, das als Haupt-25 elemente eine primäre Kläreinrichtung, ein biologisches Behandlungssystem, eine Endklär einrichtung und einen Schlammdigestor enthält

Die Figur 2 ist ein schematisches Fließschema der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, das die verschiedenen alternativen Behandlungssysteme, die angewendet werden können, veran-30 schaulicht

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

Die Figur 4 ist ein Fließschema da Erfindung, kombiniert mit einem biologischen Behandlungssystem, 35 gefolgt von einem zweiten Filter.

Die Figur 5 ist ein Schema eines physikalisch-chemischen Behandlungsverfahrens, das zwischen zwei Filtern eingesetzt wird. 40 Die Figur 6 ist ein Schema, das die Anwendung da Erfindung auf ein Abfallbehandlungssystem zeigt, das starken Änderungen der entströmenden Ströme unterliegt und voanschaulicht die Behandlungsmöglichkeit durch Umgehungsströme.

Die Figur 7 ist ein Querschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die bei der Behandlung von Um-45 gehungsströmen verwendet wird.

Die Figur 8 ist ein Querschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung, die die Wandungswäsche und das pulsierende Bettsystem zeigt 50 Die Figur 9 ist ein Querschnitt des Auffangsystems, das erfindungsgemäß beschrieben wird.

Die Figur 10 ist ein Detailschnitt einer Auslaßdüse des Auffangsystems.

Die Figur 11 ist ein Schnitt einer Alternative für das Düsendetail des Auffangsystems. 55

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 Haushaltsabwassa durch parallele Granulatfilter sind in da Tabelle I veranschaulicht, worin die in den Filtern vowendeten granulären Medien aus Quarz mit eina effektiven Größe von 0,35 mm bzw. 0,45 mm 60 bestehai, bei eina Sandtiefe von 25,4 cm (10 inch) und Anwendungsraten von 801 pro min pro m^ (2 gpm/ft^). -4-

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Tabelle I

Filter Filter Filter

Nr. 1 Nr. 2

Einstrom Abstrom Abstrom

Sandgröße, mm Suspendierte Feststoffe, mg/1 Entfemungswirksamkeit % Trübung FTU Gesamt BSB^, mg/1 Entfemungswirksamkeit, % Löslicher BSB^, mg/1 Entfemungswirksamkeit, % durchschnittliche Filterlauflänge, h Rückwäsche zu Filtrat-Verhältnis 1/1 0,35 0,45 81,3 20,8 25,7 (74,6) (68,6) 46 23 24 131,5 49,0 53,9 (62,7) (59,0) 35,3 23,3 24,9 (34,0) (29,3) 3,0 6,0 0,168 0,088

Ein wesentlicher Faktor, der beim Bau und der Entwicklung von Abwasserbehandlungssystemen im allgemeinen übersehen wird, liegt darin, daß der Hauptteil der organischen umweltverschmutzenden Belastung in Abwasser, 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 Abwasser-feststoffe, die durch ihre Größe abgetrennt wurden, die in der Tabelle Π gezeigte organische Belastung auf. Grundlegend sind 66 % der organischen umweltverschmutzenden Beladung in den suspendierten Feststoffen mit der Teilchengröße von 8 |im (Mikron) und geringer, gemessen durch den CSB, auf. Allgemein geht man davon aus, daß suspendierte Feststoffe von 8 fim (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 ein« geklärten Abwasserprobe. Die Probe der Tabelle Π wurde der Abwasserbehandlungsanlage in Lorain Ohio entnommen und ist typisch für geklärtes Abwasser, das Haushaltsabwässer 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.

Tabellen

Primärabstram aus Lorain Ohio

Abgesetztes Abwasser TSS 84,5 mg/1; CSB 182 mg/1

Filterporen- TSS, zurückgehalten CSB, der das Filter größe, μτη durch das Filter, mg/l 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 -5

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Die Veiringening 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 μηι (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 |im (Mikron) Membranfilter läuft bleibt selbst haften und wird an der Komoberfläche in einem Granulamiedium-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 Anwendungsausmaßes bzw. der Geschwindigkeit und der Größe und der Tiefe des Sandes dar.

Die Tabelle ΠΙ 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

TabeM

Verringerung an löslichem BSB^ (%) Strömungsrate bzw.

Geschwindigkeit 0,35 mm 0,45 mm 40l/min/m2 34 29,5 2001/min/m2 18,3 15 3201/min/m2 72 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-Abwasser-einlaßleitung (10) führt zu der Zerkleinerungs- oder Siebvorrichtung (20) und durch eine Leitung (11) zur ersten Absetzvorrichtung oder ersten Kläranlage (100). Die geklärte Flüssigkeit wird durch die Leitung (110) zu dem biologischen Verfahren (400) geführt wo der Abfall biologisch behandelt wird, unter Bildung von neuem Zellmaterial, und wird durch die Leitung (410) zu dem letzten Absetzbehälter (500) geführt Ein Hauptteil der Schlammfeststoffe wird im Absetzbehälter (500) äbgesetzt und durch die Leitungen (520), (522) abgezogen. Ein Teil des Schlamms wird zu dem biologischen Verfahren über die Leitung (521) rückgeführt Der Überschuß oder Abfallschlamm wild 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 Leitung (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 dem Absetzbehälter (500) kann direkt in den Digestor (800), unter Vermeidung des Mischens in Leitung (121), oder über die Leitung (510) in den Chlor-Kontaktbehälter (600) eingeführt und daraus über Leitung (610) entfernt werden.

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 Abwasser-einlaßleitung (10), in der Abwasser zur Zerkleinerung und/oder Grob-Siebvonichtung (20) geführt wird und anschließend durch die Leitung (11) zur Kläranlage (100) geführt wird. Der geklärte Abstrom verläßt die Kläranlage (100) durch die Leitung (110) zu dem Einlaß des Filters (200).

Wie in der Figur 2 gezeigt, wild das Filtrat in der Leitung (210) zu einem oder mehreren nachfolgenden Behandlungselementen geführt, wie einer biologischen Behandlung, die entweder vom suspendierten Wachstumoder 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 Wiedaverwendung abgeführt werden. Die Notwendigkeit der wahlfreien -6-

AT 393 497 B 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 Rezirkulation erzielt 5 Die Erfindung ermöglicht die Behandlung von Abwasser zum Zwecke der 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 10 a) b)c) 15 d) 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; geklärtes Abwasser ohne Zusatz von Chemikalien durch ein erstes granuläres Filter innerhalb eines ersten Filterbehälters zu einem ersten Auffangbecken (13) geführt wird, um ein Primärfiltrat zu bilden; 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; das nitrifizierte Primärfiltrat durch ein zweites Granularmedium-Filter mit einem zweiten Filterbehälter zu einem zweiten Auffangbecken (22) geführt wird, unter Bildung eines Sekundärfiltrats, das weniger als 20 mg/1 suspendierte Feststoffe und 20 mg/1 BSB^ enthält; 20 e)f) g) 25 intermittierend Luft aufwärts durch jedes Granularmedium geleitet wird, um den Strömungswiderstand durch die Medien zu verringern und eine anaerobe biologische Aktivität darin zu inhibieren; 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; intermittierend das zweite Filter mit einem Teil des Sekundärfiltrats und einem oberflächenaktiven Mittel und/oder Oxidationsmittel rückgewaschen wird, um akkumuliertes schädliches Material zu entfernen. 30 35

Eine derartige Behandlung führt leicht zu einem Sekundärfiltrat, das weniger als 20 mg/1 suspendierte Feststoffe und 20 mg/1 BSB5 enthält, selbst wenn das fixierte Medienfilter in einer Rate gleich oder über 13,6 1/min/m^ (0,34 GPM/FT^) ohne Rezirkulieren betrieben wird. Das Sekundärfiltrat enthält weniger als 1,5 mg/1 NH4-N, wenn die Abwassertemperatur 20 °C überschreitet. Die Rückwäsche vom Filter (200) wird durch die Leitung (220) dem Abscheider (300) zugeführt, wo sich die rückgewaschenen Feststoffe äbsetzen können und die überstehende Flüssigkeit der Kläranlage wird zum Einlaß des Filters (200) durch die Leitung (310) und die Filtereinlaßleitung (110) zurückgefühlt. Die Qualität dm* überstehenden Flüssigkeit kann durch Zusatz von koagulierenden Chemikalien erhöht werden. Der abgesetzte Schlamm aus dem Abscheider (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 vcm der erforderlichen 40 Der Energiebedarf für die anschließende Behandlung des geklärten Abwassers wird beträchtlich verringert durch die Verringerung der organischen Verschmutzungsbelastung des geklärten Abwassers, die durch das Filter (200) erzielt wird.

Zusätzlich wird der Schlamm, der durch die konzentrierten Feststoffe in dem Rückwaschwasser aus dem Filter (200) erhalten wird, zu dem Schlamm gefugt, dar im Abscheider (300) oder der Kläranlage (100) entfernt wird. 45 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 Primärab-setzbehälters 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 50 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. 55 Das geklärte Abwasser weist typischerweise folgende Analyse auf: suspendierte Feststoffe 80 mg/1 BSB5 130 mg/1 -7- 60

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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 Filter aus körnigem Material (Granulatfilter) filtriert, wodurch die biologische Stufe ersetzt wird, die hohe 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 Granulatfilter 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 Wasserlauf entleert oder erneut verwendet werden. Alternativ kann die zweite Filtrationsstufe weggelassen werden und ein Einstufen-Filtratkann zu den genannten Alternativverfahren geführt werden.

Ein Hauptvorteil der Erfindung liegt in der Verringerung der organischen Verschmutzungsbelastung für alle nachfolgendst Behandlungssysteme durch das Filter (200), wodurch die Energie- und Kapitalerfordemisse 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 Filtrat aus dem Auslaß (210) erfordert eine beträchtlich verringerte biologische Behandlung. Die biologisch behandelten Abwässer können, wie aus Figur 4 ersichtlich ist, einem letzten Absetzbehälter (500) oder einem anschließenden Filter (700) und sodann dem Chlorkontaktbehälter (600) zugeführt werden.

Der Schlamm aus der Kläranlage (100) wird 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 sodann das Filtrat vom Filter (200) durch die Leitung (210) dem biologischen Verfahren (400) zugeführt wird. Das Rückwaschwasser in der Leitung (220) wird zum Einlaß des Abscheiders (300) geführt, wo sich die rückgewaschenen Feststoffe absetzen können, und abgezogen und mit den Feststoffen der Kläranlage (100) vermischt, wodurch die Gesamtmenge der aus dem Verfahren entfembaren Feststoffe vergrößert wird.

Durch die Entfernung größerer Mengen an organischen Feststoffen wird die Belastung des biologischen Verfahrens durch organisches Material beträchtlich verringert. In Abhängigkeit von der Art und der Größe des Filtermediums kann die restliche, dem biologischen Verfahren zugeführte organische Beschickung bis zu einem Punkt verringert werden, bei dem das neue Zellwachstum wirksam durch ein zweites Filter, das von generell derselben Art wie das Filter (200) sein kann, abgefangen wird, so daß eine abschließende Absetzvorrichtung nicht «forderlich ist 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 Abscheider (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 Granularmedium-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. lb) neuen Zellen pro kg (bzw. lb) entferntem BSB an, so würde der Filtratrest, der 50 mg/1 BSB5 enthält, nur 20 mg/1 neuer Zellen «zeugen. 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 suspendi«ten Feststoffe über die zulässige Strömungsbelastung des speziellen Wass«laufs überschreiten, kann ein zweites Filter zugefügt w«den, und die 20 mg/1 neuer Zellen können leicht durch das Filter (700) abgetrennt werden, und das Filtrat durch die Leitung (710) entspricht dann niedrigen Feststoffbelastungsvorschriften. Sollte die Strömungsbelastung derart sein, daß die abzuführenden Feststoffmengen diese Zulässigkeit nicht üb«schreiten, so ist keine weitere Behandlung «forderlich.

In der Figur 5 wird ein Abstrom aus der ersten Reinigung zur ersten Filterstufe (200) geführt, und das Filtrat wird durch die Leitung (210) zur Mischkammer (30) geführt, wo sehr geringe Konzentrationen an Koaguliermittel aus dem Gefäß (40) in die Mischkamm« (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 dem Filter (700) durch die Leitung (211) ohne Ausflockungsstufe zugeführt. Das Koagufiermittel-Fütrat-Gemisch wird anschließend durch das Filter (700) filtriert, und das Filtrat der zweiten Stufe wird durch die Leitung (710) abgezogen. Die Rückwaschflüssigkeit -8-

AT 393 497 B von der ersten Filterstufe (200) wird dem Abscheider (300) durch die Leitung (220) zugeführt, und die Rückwäsche aus dem Filter (700) wird ebenfalls zum gleichen Abscheider durch die Leitung (720) geführt Der abgesetzte Schlamm im Abscheider (300) wird durch die Leitung (320) entleert und mit dem Schlamm vermischt, der aus der Kläranlage (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 entfembar sind. Der Abwasserabstrom, aus dem die suspendierten Feststoffe und kolloidalen Feststoffe durch Filtrieren entfernt wurden, kann mit Aktivkohle zur Adsorption von restlichen organischen Bestandteilen in Berührung gebracht werden. Diese Art von Vorbehandlung kann wirksam große Raum- und Energieerfordemisse einsparen und zu einem Abstrom mit gesteuerter Qualität führen.

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 Strömungsumleitungskammer und ein Überlaufwehr (60) in die Kläranlage (100) geleitet werden. Der geklärte Abstrom in der Leitung (110) wird zur hydraulischen Steuerkammer (80) geführt, wo eine Überschußströmung der ersten Stufe am biologischen Verfahren (400) und am letzten Absetzbehälter (500) vorbei in die Leitung (510) eingeführt wird, die die Einströmungsleitung in das Filter (200) darstellt. Das Rückwaschwasser wird aus dem Filter (200) zur Leitung (220) zum Abscheider (300) geführt. Die überstehende Flüssigkeit aus dem Abscheider (300) wird zur Leitung (510) durch die Leitung (310) zurückgefühlt. Der abgesetzte Schlamm wird durch die Leitung (320) zurückgeführt und mit dem äbgesetzten 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

Die überschüssigen Ströme werden am biologischen Verfahren vorbeigeleitet um das gesamte biologische Verfahren vor einem hydraulischen Schock bzw. Flüssigkeitsschock zu bewahren und darüber hinaus den biochemischen Sauerstoffbedarf des Bypass-Stromes durch die Leitung (90) auf Grund der Wirkung des Filters (200), das den Gehalt an suspendierten Feststoffen reduziert, zu verringern.

Gemäß Figur 6 können Überschußströme auch an der Kläranlage (100) vorbeigeleitet werden, falls Anzeichen dafür vorliegen, daß die maximale Klärkapazität der Kläranlage (100) überschritten wird. Daher kann eine Umleitkammer (60) vor der Kläranlage (100) installiert werden und können die überschüssigen Ströme durch die Leitung (70) in die Bypassleitung (91) und über die Leitung (510) in das Filter (200) eingeführt werden, um eine weitere Verbesserung der Wirkungsweise der Anlage bei der Entfernung von suspendierten Feststoffen durch Filtration zu erzielen.

Die Filtervorrichtung kann verschiedenen Filtrationseifordernissen entsprechen, wenn sich die einströmenden Wassermengen durch die Einwirkung von Sturmwetter oder Trockenwetter ändern. Bei trockenem Wetter, wenn die Abwasserströme geringer sind, sind die Verweilzeiten der Feststoffe in den Abwasserleitungen relativ lang, was zu einer beträchtlichen Auflösung von verunreinigendem Material führt Der Abwasser BSB^ ist relativ hoch.

Andererseits durchsetzen größere Wassermengen bei Naßwetterperioden die Abwasserleitungen rasch. Das Abwasser wird durch das zusätzliche Wasser nicht nur verdünnt, sondern ist auch "frischer", d. h es hat eine geringere Auflösung stangefunden.

Zwar behindern starke Strömungen den Betrieb üblicher biologisch» Behandlungssysteme, jedoch sind die verunreinigenden Materialien in derartigen stark strömenden Abwässern besser durch Filtration durch ein Granulatfilter entfembar als dies Verunreinigungen in schwach strömenden Abwässern sind. Daher bleibt bei der Vorbeileitung von überschüssigen Abwasserströmen an biologischen Behandlungssystemen und Weiterleitung derselben zu einem Granulatfilter ein hohes biologisches Behandlungsniveau »halten, während die Überschußströme ein» stark wirksamen Filtrationsbehandlung unterworfen werden. Man erhält einen gut verwertbaren Abstrom zu einem Zeitpunkt, zu dem die Qualität des Abstromes normalerweise verschlechtert wird.

Das einmal durchlaufene Granulatfilter gemäß Figur 7 liefert eine wirksame und ausreichende Behandlung von Abwasser bei sehr stark varii»enden Strömungsraten. Gemäß Figur 7 werden die behandelten und umgeleiteten Ströme dem Filter (200), wie in Figur 6 gezeigt, durch die Leitung (510) zugeführt. Ein in die Leitung (510) eingeschalteter Strömungsanzeiger (530) zeigt die Strömungsmenge zum Filter an. Innerhalb vorbestimmter -9-

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Grenzen und im unteren Niveaubereich bleibt das Ventil (512) offen und das Ventil (514) geschlossen. Bei trockenem Wetter und wenig Wasser tritt der Wasserstrom aus der Leitung (510) in das Filter (200) bei niedrigem Flüssigkeitsniveau über dem Filtermedium (250) ein. Bei zunehmender Strömung steuert ein vom Strömungsmesser (520) abgegebenes Signal die Schließung des Ventiles (512) und die Öffnung des Ventiles (514), so daß das Wasser in das Filter (200) an einer höher gelegenen Stelle eintritt.

Gleichzeitig wird durch Steuerung durch den Strömungsanzeiger das Betriebsflüssigkeitsniveau, das bei (240) angegeben ist bis zum Niveau (242), gegebenenfalls bis (244), angehoben und dadurch die Kapazität des Filters vergrößert Bei stärker werdendem Zustrom wird sodann durch ein Signal vom Strömungsanzeiger (530) der Strom durch die Strömungsverteilerkammer (516) zum Filter (200) gedrosselt und wird ein entsprechender Strom durch die Leitung (518) in das Filtergefäß (200A) eingeführt das sich zur Gänze innerhalb der Begrenzungswände des Filtergefäßes (200) befindet Das FUtrat vom Filter (200) und vom Filter (200A), die durch die Leitungen (223) und (223A) strömen, werden anschließend in einer einzigen Leitung miteinander vermischt und als Abstrom aus der Anlage abgezogen. Die Flüssigkeits-Arbeitsniveaus innerhalb des Filters (200) werden proportional zum Strömungsbedarf, wie er durch den Strömungsanzeiger (530) gesteuert wird, geändert

In der Figur 7 liegt der Rückwascheinlaß (260) über dem Filterbett (250) und vor der Rückwäsche wird das Wassemiveau (240) durch das Wehr (262) auf das Rückwaschniveau (240) gesenkt Bisher wurde das Wasservolumen über dem Filteibett über das Wehr (262) dem Rückwaschwasservolumen zugesetzt, wodurch die Menge des zu behandelnden Rückwaschwassers erhöht wurde.

Wenn sich der Betriebswasserspiegel, eingeregelt durch den Strömungsanzeiger, auf (242) oder (244) oder dazwischenliegende Niveaus, erhöht so ist selbstverständlich auch das Abwasservolumen erhöht

Die Filteizelle (200A) ist gänzlich innerhalb der Begrenzungen des Filters (200) angeordnet wodurch das Wasservolumen über dem Filterbett (250) verringert wird, ohne die Wirksamkeit des Filtersystems herabzusetzen. Das Abwasservolumen wird somit verringert

Das Auffangbecken (208A) der Filterzelle (200A) ist über die Ventile (225A), (226A) mit der Rückwaschleitung (224A) bzw. der Leitung (223A) zum Filtratbehälter (222) verbunden.

Das Wasser wird über das Überlaufwehr (262) in die Entleerungskammer (270) eingeführt, bevor die Rückwaschpumpe (222) in Betrieb gesetzt wird, so daß das Volumen des zu behandelnden Rückwaschwassers stark verringert wird. Die Reihenfolge des Rückwaschvorganges wird durch ein Rückwasch-Bedarfssignal vom Niveaufühler (352), (354) oder (356), entsprechend dem jeweiligen, durch den Strömungsanzeiger (530) eingeregelten Wassemiveau (240), (242) oder (244), eingeleitet Beim Steuerungssignal 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 oberhalb des Wehrs (262) stehenden Flüssigkeit nunmehr enthalten ist Nachdem die Flüssigkeit über dem Wehr (262) nach Steuerung durch ein von einer Zeitgebervomchtung abgegebenes Signal entleert ist wird das Ventil (277) geschlossen und das Ventil (278) geöffnet die Rückwaschpumpe (222) eingeschaltet das Ventil (226) geöffnet und das Ventil (226) geschlossen, wonach die Rückwaschflüssigkeit in das Auffangbecken (208) und durch das Filtersandbett (250) hindurch zum Überlaufwehr (262) geleitet wird. Die Rückwaschflüssigkeit wird sodann in den Aufnahmebehälter (290) geleitet und kann dann, wie in der US-PS 3 792 773 der Anmelderin beschrieben, weiteren Behandlungen unterworfen werden. Das Flüssigkeitsvolumen, daß sich nunmehr im Behälter (270) befindet wird nach Abstellen der Pumpe (222), Schließen des Ventils (226) und Öffnen des Ventils (225) durch die Pumpe (272) in das Filter (200) gepumpt. Das Filtrat aus dem Filter (200) wird erneut in den Filtrataufhahmebehälter (280) eingeführt.

Das Volumen der Flüssigkeit oberhalb des Wehrs (262) enthält weniger Feststoffe als die Rückwaschflüssigkeit Ein Vermischen dieser Volumen würde zu einer Erhöhung des Gesamtflüssigkeitsvolumens und folglich zu einer Erhöhung der Kosten für die Behandlung der so verdünnten Rückwaschflüssigkeit führen. Durch diese Verdünnung würde außerdem die Möglichkeit einer Selbstausflockung, also einer Ausflockung ohne Chemikalienzusatz, bedeutend verringert Die Selbstausflockung tritt leichter bei erhöhter Feststoffkonzentration ein.

Der Abfluß des Überstandwassers aus der Filterkammer kann unabhängig »folgen. Das verringerte Volum») des Überstandwassers hat eine Verringerung der Betriebskosten und eine Verbesserung der Leistungsfähigkeit eines jeden beliebigen Filtrationssystems, bei dem Wasservolumen über dem Niveau des Rückwasch-Überlaufwehrs liegen, zur Folge.

Durch Modifizieren der Rohrleitungen kann dieses Filter auch zur Behandlung von Abwasser in zwei aufeinanderfolgend») Stufen verwendet werden, ln diesem Falle wird das Abwasser zu»rst durch das obere Filterbett (250A) und dann durch das Filterbett (250) geleitet Dabei wird das körnige Filtermaterial im ersten Bett (250A) relativ grob sein, wogegen es im Bett (250) aus feineren Granulaten besteht

In Figur 8 ist eine weitere Ausführungsform des Filters (20) gezeigt Ein Waschring (256) mit Düsen (228) ist an der ober») Wandung des Filters (200) derart angebracht, das durch die aus den Düsen austretende Flüssigkeit die Wandungen des Filters (200) gereinigt werden. Die durch das Ventil (279) gesteuerte Speiseleitung (224) für den Waschring steht in Verbindung mit der Förderpumpe (222) für die Waschflüssigkeit (241) und über die Leitungen (264), (266) und das Ventil (207) mit der Förd»pumpe (262P) für -10-

AT 393 497 B die Chemikalien (261) aus dem Behälter (260). Zum Abspülen der Wandungen in vorbestimmten Zeitintervallen wird somit eine besondere Waschflüssigkeit verwendet Beim Filtrieren des Abwassers erfolgt ein Zustrom von stark verunreinigten biologischen Abwässern zurFilteizelle. Die biologischen Abfälle bedecken die Wandungen, auf denen im Laufe der Zeit Biomassen wachsen können. Bei Abwesenheit von Sauerstoff tritt ein übermäßiges Wachstum, verbunden mit einer unangenehmen Geruchsentwicklung, auf. Es ist somit eine wirksame Reinigung und Desinfektion der Wandungen notwendig, um eine bessere Arbeitsweise des gesamten Filtersystems zu erreichen.

Durch die vorliegende Erfindung wird eine verbesserte Entfernung von Teilchen, die zäh an den Körnern des Filtermittels kleben, und die Einführung einer Reinigungs- und Desinfektionslösung in das Medium zu vorgewählten Zeitpunkten, um das biologische Wachstum aufzuhalten, ermöglicht

In da* Figur 8 wird unter Bezugnahme auf die Rückwaschtechnik ein Hochdruck-Luftsystem periodisch durch die Luftdruckpumpe (280) bereitgestellt und Luft durch die Leitung (282) über das Ventil (283) zu dem statischen Mischer (284) geleitet wo Luft und Rückwaschwasser vermischt werden und dieses Gemisch dem Auffangbecken (208) zugeführt 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) aus der Luftauslaßplatte (214) im Auffang-System. So reinigt die Rückwäsche das Medium sorgfältiger als des bisher möglich war und setzt die Notwendigkeit einer häufigen chemischen Reinigung auf ein Minimum herab. Das gleiche System ist jedoch so gestaltet, daß die Chemikalien in das Auffang-System durch die Leitung (265) und das Ventil (203) 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 Rückwaschwasser wird dem Rückwäschesammler durch (216) zwecks Entleerung durch die Auslaßleitung (218) zugeführt.

Das größte Problem, das mit dem Filtrieren von Abwasser einhergeht, ist die Adsorption und Akkumulation kolloidaler Fette und/oder Ölfilme an der Oberfläche der Mediumkömer. 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. Detergenzlösung oder einem Oxidationsmittel und einem oberflächenaktiven Mittel entfeint kolloidales Fett und Öl wirksam von der Oberfläche der Körner des Mediums.

Durch vorliegende Erfindung werden somit das Auffang-System, das in der US-PS 3 840117 der gleichen Anmelderin beschrieben ist, sowie das chemische Reinigungssystem, das in der US-PS 4 032 443 der gleichen Anmelderin beschrieben ist, verbessert 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 Umweltschutzbehörden als Carcinogene bezeichnet werden. Bromoform und Chloroform sind Beispiele für halogenierte Kohlenwasserstoffe, die aus der Anwendung halogenierter Verbindungen resultieren können.

In der Figur 9 wird eine bevorzugte Ausführungsform dieses Merkmals der Erfindung dargestellt. Es wird eine Verbesserung des Auffang-Systems der US-PS 3 840117 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 (1050) 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 Luftverteilungskammem (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 Auffangvorrichtung eingeführt. Nachdem eine vorbestimmte Menge an Reinigungsmittel in den Auffangraum eingefühlt wurde, wird eine Oxidationsmittellösung, wie von Wasserstoffperoxid, oder ein gasförmiges Oxidationsmittel, wie Ozon, durch die Zuführungsleitung (1300) für das flüssige Oxidationsmittel oder durch die Zuführungsleitung (1500) für das gasförmige Oxidationsmittel 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 -11-

Claims (7)

1. AT 393 497 B 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 Mediumkömem 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 ein» Pulsstrahlbildung führt. Dieses pulsierende Strahlen entfernt den Fett- und Ölfilm von dem Sandmedium noch wirksamer. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Behandlung von Abwasser zur Entfernung von suspendierten und/oder kolloidalen Materialien, einschließlich Fette und öle, aus einem vorher nicht behandelten Abwasser, das Haushaltsabwasser enthält, durch a) Zuleitung des Abwassers, das Haushaltsabwasser enthält, zu ein» Klär- oder Siebvorrichtung, um einen Teil der Materialien zu entfernen und das Abwasser zu klären; b) Führung des geklärten Abwassers durch ein Filter aus körnigem Material in einem Filtertank zu einem unteren Auffangbecken, gekennzeichnet durch c) intermittierendes Durchleiten von Luft nach oben durch das Filter um den Strömungswiderstand durch das Medium herabzusetzen und eine anaerobe biologische Aktivität darin zu v»hindem ohne den Zusammenhalt des Filtermaterials zu stören; und d) intermittierendes Rückspülen des Filters mit einem Teil des genannten Filtrats und einem oberflächenaktiven Mittel und/oder Oxidationsmittel, um angesammelte Schadstoffe zu entfernen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtrat ohne eine weitere biologische Behandlung außer ein» Desinfektion in einen natürlichen Wass»lauf abgelassen wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Oxidationsmittel Wasserstoffperoxid, Ozon, ein Sau»stoff enthaltendes Gas od» eine halogenierte V»bindung eingesetzt werden.
4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die nach oben durch das körnige Medium geführte Luft durch das Steigen des Filtrats im unteren Auffangbecken, das die Luft nach oben verdrängt, bewegt wird.
5. 5. Verfahren nach einem d» vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das oberflächenaktive Mittel dem Teil des Filtrats, mit welchem das Filter rückgespült wird, zugesetzt wird, und daß das Oxidationsmittel in einen Strom des Filtrats knapp vor, beim oder knapp nach dem Eintritt des Filtrats in das körnige Medium zugesetzt wird.
6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückspülen die Stufe des Aufsprühens von Filtrat und/od» Oxidationsmittel aufWandflächen des Filterbehälters, um die Wände zu reinigen und zu desinfizi»en, umfaßt.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtrat durch ein zweites körniges Filter bestehend aus einem einzigen Material in einem zweiten Filterbehälter geführt wird, um ein Sekundärfiltrat zu bilden, und daß das zweite Filter mit einem Teil des Sekundärfiltrats und einem oberflächenaktiven Mittel und/oder Oxidationsmittel zwecks Entfernung von Schadstoffen rückgespült wird. Hiezu 7 Blatt Zeichnungen -12-