AT393826B - Geraet zur anaeroben abwasserbehandlung - Google Patents

Description

AT 393 826 B

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerat zur anaeroben Abwasserbehandlung, welches in einem gemeinsamen, unter Gasdruck gehaltenen Gehäuse eine Fermentationszone und eine Dekantierzone auf weist, wobei eine interne Schlammumwälzung von der Dekantierzone zur Fermentationszone vorgesehen ist und wobei die Zonen des Gehäuses durch mindestens zwei identisch aufgebaute, miteinander verbundene Zellen gebildet sind. 5 Daartige Geräte sind zur anaeroben Behandlung von Abwässern städtischer oder industrieller Art, insbesondere auch auf verdünnte wie auch auf stark verschmutzte Abwässer und vorzugsweise auch schwer abbaubaie Abwässer anwendbar.

Daartige Geräte sind für anaerobe Behandlungen bestimmt, mit denen man einen Abbau einer organischen Verschmutzung durch Fermentation in einem geschlossenen Reaktor (Fermenter genannt) in Gegenwart von 10 ethanogenen Bakterien durchführt, wobei die gebildeten Schlämme einer Dekantierung zugeführt werden, um in den Fermenter zurückgeführt werden zu können und dort eine erhöhte Konzentration an reinigenden Mikroorganismen sicherzustellen. Die überschüssigen Schlämme werden regelmäßig vom Gerät abgewogen.

Zur Durchführung einer solchen Behandlung ist es wesentlich, ein Gerät zu schaffen, in welchem die Rückführung der Schlämme vom Dekantierer zum Fermenter in einfacher Weise bewirkt wird und in welchem man IS eine ausreichende Trennung der Schlämme verwirklichen kann, und zwar trotz des Vorhandenseins von im Verlaufe der Fermentation im Reaktor erzeugten Gasen.

Die seit langem verwendeten klassischen Geräte umfassen einen Fermenter und eine hiervon separate Kläreinrichtung, wobei die Schlämme von da Kläreinrichtung zum Fermenter durch Pumpbetrieb umgewälzt werden. Damit sich die Schlämme zum Zwecke des Abziehens sammeln können, ist es erforderlich, daß die Klärein-20 richtung sehr tief und mit großer Neigung und somit groß gebaut wird oder mit eina mechanischen Einrichtung mit dem Risiko einer Kohäsion äbgekratzt wird. Ferner weisen diese Geräte den Nachteil auf, daß sie sehr schwierig äbzudecken sind und folglich Geruchsprobleme mit sich bringen. Im übrigen sind die aufgrund des Transports der Schlämme bedingten Wärmeverluste erheblich und erfordern eine erneute Erhitzung der Schlämme vor ihrer Rückführung in den Fermenter, wobei jedoch die Stabilität und die Schnelligkeit der anaaoben Behandlung umso 25 besser sind, je konstanter die Temperatur gehalten waden kann.

Geräte, in welchen die Kläreinrichtung im Fomenter integriert ist, sind bereits beschrieben worden. Wenn diese Geräte zwar bestimmte der oben genannten Nachteile mindern - so sind sie weniger groß, nicht mit dem Risiko der Freisetzung von Dämpfen behaftet und vermindern die Gefahr eines thermischen Schocks der Schlämme · sind sie nichtsdestoweniger von komplexem Aufbau und zeigen Schwierigkeiten beim Einsatz im Falle von 30 verdünnten Abwässern, wo die Anlagen nicht ausreichend groß sein können. Foner erfordern diese Geräte integrierte Gasseparatoren zwischen der Fermentationszone und da Dekantierzone und können die Schwierigkeit der Entgasung im Dekantierer selbst, wo sich die Methanbildung fortsetzt, nicht lösen.

Durch eine Einrichtung da eingangs genannten Art wird ein Gerät geschaffen, bei welchon die Fermentation und die Klärung in ein und demselben geschlossenen und hinsichtlich des Volumens und der Oberfläche an das zu 35 behandelnde Abwasser angepaßten Gehäuse erfolgt, wobei eine Üboführung da Schlämme von eina Zone in die andere mittels einer Einrichtung verwirklicht wird, welche auch eine Entgasung und eventuell eine Oxidierung der Schlämme hervorruft, wodurch eine teilweise Blockierung da Methanbildung vor dem Eintritt der Schlämme in die Dekantierzone bewirkt wird, welche somit das Freisetzoi von Gas in dieser Zone verhindert.

Das erfindungsgemäße Gerät ist nun dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen der beiden Zonen abwechselnd als 40 Fermentations- oder Dekantiozellen ersetzbar sind, wobei eine mit Hub arbeitende Übergäbeeinrichtung vorgesehen ist, die zwei Schenkel aufweist, und wobei jede Zelle mit einem der Schenkel der Übergabeeinrichtung verbunden ist. Dadurch wird erreicht, daß durch die wechselweise Einsetzung der Zonen einmal als Fermentationszelle und das andere Mal als Dekantierzelle ein gesonderta Beimpfungsvorgang mit Schlamm entfallen kann, da durch den vorhandenen Restschlamm eine entsprechende Beimpfung oreicht wird. Außerdem wird durch 45 die Übergabeeinrichtung erreicht, daß neben einem Pumpbetrieb vom Fermenter zum Dekantierer und einem natürlichen Rückfluß der Schlämme gegen den Fermenta auch eine Entgasung und eventuelle Belüftung der transferierten Schlämme erreicht wird, was alaubt, die Methanbildung momentan zu blockiaen und folglich eine bessere Trennung des Schlammes sichozustellen.

Vorteilhaftoweise kann die Übagabeeinrichtung mit einem Lüftungsschacht versehen sein, wodurch eine ent-50 sprechend wirkungsvolle Belüftung da Schlämme erreichbar ist Zur Rückführung der Schlämme kann ein Va-bindungsrohr zwischen den Zellen vorgesehen sein, womit gleichzeitig oreicht wird, daß eine innere Verbindung zwischen den beiden Zellen oreicht wird. Es ist damit ein Kreislauf gegeben, bei welchem die mit dem Schlamm angereicherte Flüssigkeit der Famentationszelle über die Übergabeeinrichtung in die Dekantierzelle gelangt, wobei der in der Dekantierzelle abgesondote Schlamm durch das Vobindungsrohr wieder in die Fermentations-55 zelle gelangt Für einen ergänzenden Dekantiervorgang des behandelten Wassers, also zur verbessoten Abscheidung des Schlammes aus don behandelten Wasser, kann das Gerät ein mit Lamellen versehenes Abteil für eine zusätzliche Dekantierung des behandelten Wassers aufweisen, welche sich in Längsrichtung zwischen den beiden Zellen am oberen Abschnitt des Gerätes astreckt und wechselweise mit der einen oder der anderen Zelle vobun-den ist, und zwar mit jener Zelle, die als Dekantierzelle eingesetzt ist. Um eine gleichmäßige Verteilung des 60 rückgeführten Schlammes bzw. des aus dem Abteil abgetrennten Schlammes zu erreichen, kann der im Abteil abgetrennte Schlamm schwerkraftbedingt in die eine der Zellen über eine Öffnung strömen, welche das Abteil mit dieso Zelle verbindet, wobei die Übergabeeinrichtung in jeder Zelle unterschiedlich geregelt wird, je nachdem, -2-

AT 393 826 B wohin die Öffnung mündet oder nicht mündet, um ein hiedurch geschaffenes Ungleichgewicht zu kondensieren. Schließlich kann zur gezielten Abfuhr des behandelten Wassers jede Zelle mindestens einen, mit Öffnungen versehenen Kollektor aufweisen, der in eine zentralen Sammelrinne für das behandelte Abwasser mündet, wobei jeder Kollektor mit einem Reinigungssystem verbunden ist, welches infolge Gashub oder durch eine Tauchpumpe betrieben und vorzugsweise in der Rinne angeordnet ist.

Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Fig. 1 zeigt ein Prinzipschema eines erfindungsgemäßen Gerätes von oben gesehen. Fig. 2 und 3 sind schematische Schnittansichten zweier Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Allgemein weist das Gerät zur anaeroben Behandlung von Abwässern einen geschlossenen Reaktor unter Gasdruck auf, der durch ein Gehäuse (A) gebildet ist, in dem eine mittige Trennwand (B) zwei identische und miteinander verbundene Behälter oder Zellen (1, la) bestimmt, welche alternativ und reziprok als Fermentationsbehälter und als Dekantierbehälter arbeiten.

Die Einspeisung von Wasser, welches in den beiden Zellen bzw. Behältern behandelt werden soll, erfolgt über eine mit einem Automatikventil (3) oder eine Pumpe versehene Leitung (2), die in eine Verteilwanne (4) mündet, welche im Freien und in Verbindung mit jedem Behälter durch eine Leitung (5,5a) angeordnet ist, welche jeweils mit einem Regulierventil versehen sind.

Jeder Behälter ist mit einer Einrichtung (7, 7a) für eine durch Gashub bedingte Übergabe mit konstanter Leistung und mit zwei Schenkeln versehen, von denen der eine in den Behälter mündet, der mit dem verbunden ist, wo sie angeordnet ist, und von denen der andere Schenkel mit einem Belüftungsschacht (8,8a) versehen ist.

Die Behälter (1 und la) kommunizieren untereinander an ihrer Basis über ein Ausgleichsrohr (9).

Jeder Behälter umfaßt gleichermaßen an seinem oberen Abschnitt mindestens einen versenkt liegenden und perforierten Kollektor (10, 10a), welcher in einer zentralen Sammelrinne (11) und einem Überlauf (12) für den Ausgang von behandeltem Wasser mündet. Jeder Kollektor (10, 10a) ist mit einem Reinigungssystem (13) verbunden, das durch Gashub oder durch eine Tauchpumpe arbeitet und in der Rinne (11) angeordnet ist

Die Zellen oder Behälter (1 und la) sind ferner mit Einlaßrohren (14, 14a) für Rührgase, einer Auslaßleitung (15, 15a) für überschüssige Schlämme und einer Ablaßeinrichtung (16, 16a) für gebildete Gase versehen.

Fig. 3 zeigt eine Variante des Gerätes, in welcher die Kollektoren (10,10a) einen Behälter (17) für eine Nachdekantierung mit behandeltem Wasser speisen, der sich in Längsrichtung am oberen Abschnitt des Gerätes zwischen der axialen zentralen Sammelrinne (11) und einer Trennwand (C) erstreckt, die parallel zu dieser Rinne ist. Dieser Behälter oder Abteil (17) ist mit Lamellen (18) versehen. Eine Öffnung (19) erlaubt die Rückführung von Schlämmen in eine der Zellen, wobei das behandelte Wasser durch die Rinnen (20) austritt.

Die Funktionsweise des Gerätes ist die folgende:

Bei Betrieb des Gerätes spielen die Zellen bzw. Behälter (1 und la) wechselweise die Rolle einer Fermentationszelle und einer Dekantierzelle. Für die folgende Erläuterung wird davon ausgegangen, daß der Behälter (1) die Fermentationszelle und der Behälter (la) die Dekantierzelle darstellt. Das Ventil (6) ist offen und das Ventil (6a) geschlossen. Das zu behandelnde Wasser gelangt in die Zelle (1) durch die Leitung (5), und zwar mit einer langsamen Geschwindigkeit, die vorzugsweise niedriger oder gleich 0,10 m/s ist und mit einer Menge (Q^).

Die Einblasrohre für Rührgase (14) werden in Betrieb gesetzt, die Rohre (14a) bleiben jedoch gesperrt. Die durch Gashub arbeitende Übergabeeinrichtung (7a) ist in Betrieb, die Einrichtung (7) jedoch außer Betrieb.

Die Einrichtung (7a) speist mit konstanter Menge den Behälter (la) aus dem Behälter (1) mit einer Menge (Qj), die größer als die Menge (Q^) ist. Die Schlämme dekantieren im Behälter (la) und werden über das Ausgleichsrohr (9) mit einer Menge (QT - Q^) zurückgeführt. Die Ablagerungen von Schlämmen in der Dekantierzelle werden unmittelbar in Suspension in dieser Zelle im Augenblick ihres Überganges in die Fermentationszelle gebracht, wodurch den Zellen eine beliebige Form gegeben werden kann.

Das System der Überführung durch ein gasbedingtes Heben sichert zur selben Zeit einen gleichzeitigen Pumpbetrieb vom Fermenter zum Dekantierer unter natürlichem Rückfluß von Schlämmen gegen den Fermenter sowie ferner eine Entgasung und eventuell Belüftung der transferierten Schlämme mittels des Schachtes (8a), was erlaubt, die Methanbildung momentan zu blockieren und folglich eine bessere Trennung des Schlammes sicherzustellen.

Das dekantierte Wasser wird vom Kollektor (10a) aufgenommen und bei der Ausführungsform nach Fig. 2 zur zentralen Rinne (11) oder in der Ausführungsform nach Fig. 3 zum Behälter (17) für eine Nachdekantierung gegen, von wo aber das behandelte Wasser durch seitliche Rinnen (20) abgeführt wird. Dieses lamellar ausgebildete Abteil für die Nachdekantierung sichert eine vollständige Trennung und vermeidet das Reinigungssystem (13), welches oben genannt wurde und die Reinigung des Kollektors (10a) für den umgekehrten Zyklus sicherstellt. Der getrennte Schlamm gelangt schwerkraftsbedingt in den Behälter (1) über die Öffnung (19), die in einen der Behälter mündet, wobei die Übergabe durch Gashub unterschiedlich in jeder Zelle geregelt wird, je nachdem, ob die Öffnung (19) dem: einmündet oder nicht, um das hierbei geschaffene Ungleichgewicht auszugleichen.

Nach Maßgabe der Dauer des Zyklus sammeln sich die Schlämme in da1 Zelle und die Dauer, die zwischen 12 Stunden und drei Tage beträgt, wird abhängig von der Entwicklung des Gewichts der Schlämme aus trockenen -3-

Claims (6)

1. AT 393 826 B Materialien in den Zellen (1 und la) geregelt Diese Entwicklung bzw. Bildung wird in bekannter Weise durch Feststellen des Gewichtes an trockenen Materialien am Anfang und am Ende des Zyklus in den Zellen (1 und la) und durch Messungen von flüchtigen Säuren und der Erzeugung von Gas, oder vom Gewicht von in Suspension im behandelten Wasser befindlichen Materialien kontrolliert. Vor Umkehr des Zyklus wird die Rührung über die Rohre (14) während ein« Zeitdauer von 1 bis 3 Stunden unterbrochen, um jegliches Mitreißen von Schlamm durch den Kollektor zu vermeiden. Dann wird das Ventil (6) geschlossen und das Ventil (6a) geöffnet. Es werden die Rohre (14a) in Betrieb gesetzt sowie die Einrichtung (7), wobei die Rohre (14) und die Einrichtung (7a) ausgeschaltet bleiben. Die Zelle bzw. der Behälter funktioniert dann als Fermentationszelle und die Zelle (1) als Dekantierzelle. PATENTANSPRÜCHE 1. Gerät zur anaeroben Abwasserbehandlung, welches in einem gemeinsamen, unter Gasdruck gehaltenen Gehäuse eine Fermentationszone und eine Dekantierzone aufweist, wobei eine interne Schlammumwälzung von der Dekantierzone zur Fermentationszone vorgesehen ist und wobei die Zonen des Gehäuses durch mindestens zwei identisch aufgebaute, miteinander verbundene Zellen gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen (1, la) der beiden Zonen abwechselnd als Fermentations- oder Dekantierzellen ersetzbar sind, wobei eine mit Hub arbeitende Übergabeeinrichtung (7,7a) vorgesehen ist, die zwei Schenkel aufweist, und wobei jede Zelle mit einem der Schenkel der Übergabeeinrichtung verbunden ist
2. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergabeeinrichtung (7,7a) mit einem Lüftungsschacht (8,8a) versehen ist.
3. 3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Rückführung der Schlämme ein Verbindungsrohr zwischen den Zellen (1, la) vorgesehen ist.
4. 4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät ein mit Lamellen (18) versehenes Abteil (17) für eine zusätzliche Dekantierung des behandelten Wassers aufweist, welches sich in Längsrichtung zwischen den beiden Zellen am oberen Abschnitt des Geräts erstreckt und wechselweise mit der einen oder der anderen der Zellen verbunden ist, und zwar mit jener Zelle, die als Dekantierzelle eingesetzt ist.
5. 5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der im Abteil (17) abgetrennte Schlamm schwerkraftsbedingt in die eine der Zellen (1, la) über eine Öffnung (19) strömt, welche das Abteil mit dieser Zelle verbindet, und daß die Übergabeeinrichtung (7,7a) in jeder Zelle unterschiedlich geregelt wird, je nachdem, wohin die Öffnung (19) mündet oder nicht mündet, um ein hierdurch geschaffenes Ungleichgewicht zu kompensieren.
6. 6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zelle (1, la) mindestens einen mit Öffnungen versehenen Kollektor (10,10a) aufweist, der in einer zentralen Sammelrinne (11) für das behandelte Abwasser mündet, wobei jeder Kollektor mit einem Reinigungssystem (13) verbunden ist, welches infolge Gashub oder durch eine Tauchpumpe betrieben und vorzugsweise in der Rinne (11) angeordnet ist. Hiezu 2 Blatt Zeichnung«! -4-