Verfahren zum Reinigen von organische Verunreinigungen enthaltenden Flüssigkeiten und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Reinigen von organische Verunreini gungen enthaltenden Flüssigkeiten unter Zersetzung dieser Verunreinigungen und auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die zu reinigende Flüssigkeit in eine erste Zone einer Vorrichtung eingeführt wird, in welcher eine aktive, anaerobe, bakteriologische Zersetzung stattfindet, wodurch ein Teil der organi schen Verunreinigungen sich setzt, worauf die Flüssig keit in eine Klärzone eingeführt wird, in welcher in der Flüssigkeit suspendierte feste Partikel sich unter der Wirkung der Schwerkraft setzen, welche Partikel dann in die erste Zone zurückgeführt werden, wäh rend die gereinigte Flüssigkeit abgeführt wird, und dass die in der ersten Zone erzeugten Gase und der von den niedergeschlagenen Verunreinigungen gebil dete Schlamm abgeführt werden.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist .gekenn zeichnet durch Mittel, um die Flüssigkeit in einen Behälter einzuführen, in welchem sie in Kontakt mit in einem aktiven bakteriologischen Zersetzungszu- stand sich befindlichen -Körpern kommen soll, Mittel zur Entfernung von festen Partikeln der Zersetzung aus diesem Behälter, Mittel zur Entfernung der er zeugten Gase aus diesem Behälter, Mittel zur Über führung der im Behälter behandelten Flüssigkeit in ein über diesem angeordnetes Klärbecken, wobei eine annähernd waagrechte Querwand den Boden des Klärbeckens und die Decke des Behälters bildet,
fer ner durch im Abstand der Mittel zur überführung der Flüssigkeit an dem Klärbecken angeordnete Mittel zur Abfuhr der gereinigten Flüssigkeit und durch Mittel zur Entfernung der festen Partikel aus dem Klärbecken. In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausfüh rungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung, Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch die Vorrich tung und Fig. 3 im grösseren Massstab ein Detail.
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens beispielsweise und schematisch dargestellt. Die zu reinigende Flüssig keit wird durch eine Leitung 15 mit einem Ventil 16 in den untern Behälter 20 für anaerobe Behandlung eingeführt. Die Verunreinigungen der Flüssigkeit werden in diesem Behälter 20 von biochemisch ak tiven Körpern aufgenommen, die diese Verunreini gungen einer anaeroben Zersetzung aussetzen.
Wenn mehr Flüssigkeit eingeführt wird, steigt die bereits behandelte Flüssigkeit durch die Leitung 21 mit Ventil 22 und fliesst in den mittleren Vertei ler 23. Von diesem Verteiler 23 fliesst die Flüssigkeit in das obere Klärbecken 24. Mindestens teilweise zer setzte, in der Flüssigkeit suspendierte Körper legen sich auf den Grund dieses Klärbeckens 24. Die ge reinigte Flüssigkeit läuft in eine Rinne 26 über und wird von dort mittels einer Leitung 27 mit Ventil 28 abgeführt.
Unter Schwerkraft abgesunkene, solide Körper werden mittels Abstreifmittel (siehe Fig. 2) in einem Sammler 29 gesammelt und fallen wieder in den Behälter 20, um die anaerobe Behandlung der ein tretenden verunreinigten Flüssigkeit vorzunehmen. Diese soliden Körper bleiben verhältnismässig lang im Behälter 20, insbesondere mit Bezug auf die Menge eintretender Flüssigkeit. Es ist daher not wendig, völlig zersetzte Materie und Schlamm aus dem Behälter 20 zur Vermeidung einer zu hohen Densität an soliden Körpern zeitweise zu entfernen. Dies erfolgt über eine Leitung 35 mit Ventil 36.
Bei der anaeroben Behandlung im Behälter 20 werden unter anderem auch Gase erzeugt. Diese Gase steigen durch die Flüssigkeit in eine Gaskammer 53 und werden über geeignete Mittel abgeführt.
In Fig. 2 ist eine beispielsweise Ausführung der Vorrichtung dargestellt. Sie weist einen Boden 10, eine Mantelfläche 11 und eine Querwand 12 auf. Diese Querwand 12 senkt sich leicht gegen ihre Mitte hin und unterteilt die ganze Vorrichtung in zwei hydraulisch verbundene Räume: den Behälter 20 und das Klärbecken 24. Eine Hauptzufuhrleitung 13 für die zu reinigende Flüssigkeit weist eine Abzwei gung 14 und zwei Zweige 15 und 17 mit Ventilen 16 bzw. 18 auf. Der Zweig 15 dient der Versorgung des Behälters 20, während der Zweig 17 an der mittleren untern Vertiefung 19 des Behälters 20 angeschlossen ist.
Bereits teilweise im Behälter 20 behandelte Flüs sigkeit steigt über die Leitung 21 mit Ventil 22 in den Verteiler 23 und fliesst von dort in das Klär- becken 24. Gereinigte Flüssigkeit läuft über den Rand 25 in die Rinne 26 und wird von dort mittels der Leitung 27 mit Ventil 28 abgeführt.
Die Gaskammer 53 steht in direkter hydraulischer Verbindung mit dem Behälter 20 und erstreckt sich in die Höhe bis annähernd den obern Rand der Rinne 26. Sie hat eine gemeinsame Wand, sowohl mit dem Klärbecken 24 als auch mit der Rinne 26. Der untere Teil der mit dem Klärbecken gemein samen Wand weist einen Flansch 51 auf, wodurch Gas aus dem Behälter 20 unter der Querwand 12 gefangen bleiben kann und somit eine gewisse Wärmeisolierungsschicht zwischen dem Behälter 20 lind dem Klärbecken 24 bildet. Ferner weist die Kammer 53 eine Gasglocke 54 auf, an welcher die Abführleitune 55 mit Veptil 56 angeschlossen ist.
Der Behälter 20 besitzt Abstreifmittel, bestehend aus Armen 30, einem Hängewerk 31 und nach unten gerichteten Schaufeln 32. Das Ganze wird mittels einer Antriebswelle 44 angetrieben. Diese Antriebs welle ist in einem Rahmen 50 und einem Lager 47 drehbar gelagert und wird von einem Motor 49 an getrieben.
Ferner ist im Behälter 20 eine Abschäumvor- richtung, bestehend aus Armen 37, einem Trae- werk 38 und Schaufeln 39, vorgesehen. Um die Ab schäumwirkung zu erhöhen und den sich bildenden Schaum besser zu lösen. sind an der Unterseite der Ouerwand 12 ebenfalls Schaufeln 40 vorgesehen. Die Schaufeln 39. 40 sind versetzt in bezug aufeinander angeordnet, und die Abschäumvorrichtung ist eben falls von der Welle 44 angetrieben.
Der Behälter 20 ist mit zwei Schlammabfuhrlei- tunaen 33 und 35 mit Ventilen 34 bzw. 36 versehen. Wenn zu reinigende Flüssigkeit durch die Leitung 15 eingeführt wird. wird der Schlamm durch die Lei tung 35 abgeführt. Wenn hingegen die Flüssigkeit durch die Leitung 17 eingeführt wird, so wird der Schlamm durch die Leitung.
33 abgeführt. Das Klärbecken 24 besitzt ebenfalls eine Ab- streifvorrichtung, bestehend aus Armen 41, Hänge werk 42 und nach unten gerichteten Schaufeln 43. Diese Vorrichtung ist ebenfalls von der Welle 44 angetrieben. Der von den Schaufeln 43 gesammelte Schlamm fliesst in einen aus einer Mantelfläche 45 und einem Boden 46 bestehenden Sammler 29. Zwi schen dem Boden 46 und der Mantelfläche 45 ist ein ringförmiger Spalt vorgesehen (Fig. 3).
Die Verunreinigungen der in den Behälter 20 eintretenden Flüssigkeit werden in Kontakt mit sich zersetzendem Schlamm und den von ihm enthaltenen bakteriologischen Organismen gebracht. Die Absorp tion, die Mitnahme und erfolgte biochemische Zer setzung verursachen eine Entfernung der organischen Verunreinigungen, die eine Art Humus und Gase, hauptsächlich Methan und Kohlensäure, sowie ver schiedene Flüssigkeiten in kleinen Mengen bilden. Der erhaltene Schlamm kann wahlweise periodisch oder stetig abgeführt werden. Um die biochemische Wirkung der Behandlung zu erhöhen, ist es not wendig, Rührwerke vorzusehen. Die Vorrichtung 30 bis 32 bildet ein derartiges Rührwerk und rührt den Schlamm ständig. Dieser Schlamm bewegt sich lang sam in Richtung der Behältermitte und akkumuliert sich in der Vertiefung 19, von wo er über die Lei tung 35 abgeführt wird.
Das von der Abstreifvorrich- tung gebildete Rührwerk verteilt aber auch den Schlamm gleichmässig im Behälter 20, so dass er über die Leitung 33 auch abgeführt werden kann.
Die aufsteigenden Gase, zum Beispiel Methan oder Kohlensäure, nehmen kleine solide Partikel mit. Diese Partikel bilden einen ziemlich dichten Schaum, der, wenn er unberührt bliebe, der bakteriologischen Zersetzung widerstehen würde. Dies ist dank der Vor richtung 37 bis 40 nicht der Fall.
Die Gasschicht 52 zwischen der Querwand 12, dem Flansch 51 der Wand 11, der Mantelfläche 45 und dem Flüssigkeitkspiegel 48, verhindert einen Wärmeverlust vom Behälter 20 zum Becken 24. Dies ist besonders günstig, weil die bakteriologische Ak tivität im Behälter 20 mit der Temperatur, bei wel cher die biochemischen Reaktionen stattfinden, ab nimmt.
Dank der Anordnung einer seitlichen Gaskammer stören die aufsteigenden Gase die Flüssigkeit im Klärbecken 24 nicht.
Die Densität an soliden Partikeln nimmt im Be hälter 20 von oben nach unten zu. Der Einlass der Leitung 21 ist daher im obern Teil des Behälters 20, jedoch genügend unter der Schaumzone angeordnet. Die eintretende Flüssigkeit, die schwerer ist als die bereits teilweise behandelte Flüssigkeit, verursacht die Steigung der letzteren in die Leitung 21.
Der sich auf dem Boden des Klärbeckens 24 niederlegende Schlamm besteht im wesentlichen aus or ganischer Materie in einem Zustand von teilweiser Zer setzung. Es ist wichtig, dass in diesem Becken keine den Niederschlag störenden Gase entstehen. Der Schlamm muss daher schnell abgeführt werden. Dies erfolgt mittels der Abstreifvorrichtung 41 bis 43, die den Schlamm in den Sammler 29 befördert. Die Platte 46 des letzteren ist fest auf der Antriebs welle 44 angeordnet. Vom Behälter 20 kann keine Flüssigkeit in den Sammler 29 eintreten, weil der Schlamm den ringförmigen Spalt verstopft. Diese Bodenplatte 46 weist ferner einen Ringflansch 57 auf, der den untern Rand der Mantelfläche 45 über lappt. Der Sammler 29 bildet somit einen Einweg durchgang.
Method for cleaning liquids containing organic impurities and apparatus for carrying out the method The present invention relates to a method for cleaning liquids containing organic impurities by decomposing these impurities and to an apparatus for carrying out the method.
The method according to the invention is characterized in that the liquid to be cleaned is introduced into a first zone of a device in which an active, anaerobic, bacteriological decomposition takes place, as a result of which some of the organic impurities settle, whereupon the liquid is introduced into a clarification zone is, in which solid particles suspended in the liquid settle under the action of gravity, which particles are then returned to the first zone, while the cleaned liquid is discharged, and that the gases generated in the first zone and that of the precipitated Impurities formed sludge are discharged.
The device according to the invention is characterized by means for introducing the liquid into a container in which it is to come into contact with bodies in an active bacteriological decomposition state, means for removing solid particles of decomposition from this container, Means for removing the gases he generated from this container, means for transferring the liquid treated in the container into a clarification basin arranged above this, with an approximately horizontal transverse wall forming the bottom of the clarification basin and the top of the container,
further by means for removing the cleaned liquid and means for removing the solid particles from the clarification basin, which are arranged at a distance from the means for transferring the liquid. In the accompanying drawing, an exemplary embodiment of the device according to the invention is shown. 1 shows a schematic representation, FIG. 2 shows a vertical section through the device and FIG. 3 shows a detail on a larger scale.
In Fig. 1 a device for performing the method according to the invention is shown for example and schematically. The liquid to be purified is introduced through a line 15 with a valve 16 into the lower container 20 for anaerobic treatment. The impurities in the liquid are absorbed in this container 20 by biochemically active bodies which expose these impurities to anaerobic decomposition.
When more liquid is introduced, the already treated liquid rises through line 21 with valve 22 and flows into the middle distributor 23. From this distributor 23 the liquid flows into the upper clarifier 24. At least partially decomposed, bodies suspended in the liquid lie on the bottom of this clarifier 24. The cleaned liquid overflows into a channel 26 and is discharged from there by means of a line 27 with valve 28.
Solid bodies which have sunk under the force of gravity are collected in a collector 29 by means of stripping means (see FIG. 2) and fall back into the container 20 in order to carry out the anaerobic treatment of the contaminated liquid which occurs. These solid bodies remain in the container 20 for a relatively long time, particularly with regard to the amount of liquid entering. It is therefore necessary to temporarily remove completely decomposed matter and sludge from the container 20 in order to avoid too high a density of solid bodies. This takes place via a line 35 with valve 36.
During the anaerobic treatment in the container 20, gases are also generated, among other things. These gases rise through the liquid into a gas chamber 53 and are discharged via suitable means.
In Fig. 2, an example embodiment of the device is shown. It has a base 10, a lateral surface 11 and a transverse wall 12. This transverse wall 12 lowers slightly towards its center and divides the entire device into two hydraulically connected spaces: the container 20 and the clarifier 24. A main supply line 13 for the liquid to be cleaned has a branch 14 and two branches 15 and 17 with valves 16 and 18 respectively. The branch 15 is used to supply the container 20, while the branch 17 is connected to the central lower recess 19 of the container 20.
Liquid that has already been partially treated in container 20 rises via line 21 with valve 22 into distributor 23 and flows from there into septic tank 24. Purified liquid runs over edge 25 into channel 26 and is from there via line 27 discharged with valve 28.
The gas chamber 53 is in direct hydraulic connection with the container 20 and extends up to approximately the upper edge of the channel 26. It has a common wall, both with the clarifier 24 and with the channel 26. The lower part of the with The wall common to the clarifier has a flange 51, as a result of which gas from the container 20 can remain trapped under the transverse wall 12 and thus forms a certain thermal insulation layer between the container 20 and the clarifier 24. Furthermore, the chamber 53 has a gas bell 54, to which the discharge line 55 with veptile 56 is connected.
The container 20 has stripping means consisting of arms 30, a hanging structure 31 and downwardly directed blades 32. The whole is driven by means of a drive shaft 44. This drive shaft is rotatably mounted in a frame 50 and a bearing 47 and is driven by a motor 49.
Furthermore, a skimming device consisting of arms 37, a support structure 38 and blades 39 is provided in the container 20. To increase the foaming effect and to better dissolve the foam that forms. blades 40 are also provided on the underside of the Ouerwand 12. The blades 39, 40 are arranged offset with respect to one another, and the skimming device is also driven by the shaft 44.
The container 20 is provided with two sludge discharge lines 33 and 35 with valves 34 and 36, respectively. When liquid to be cleaned is introduced through line 15. the sludge is discharged through the line 35. On the other hand, when the liquid is introduced through the conduit 17, the sludge becomes through the conduit.
33 discharged. The clarifier 24 also has a stripping device, consisting of arms 41, hanging mechanism 42 and downwardly directed blades 43. This device is also driven by the shaft 44. The sludge collected by the blades 43 flows into a collector 29 consisting of a jacket surface 45 and a bottom 46. Between the bottom 46 and the jacket surface 45, an annular gap is provided (FIG. 3).
The contaminants in the liquid entering the container 20 are brought into contact with the decomposing sludge and the bacteriological organisms it contains. The absorption, the entrainment and the biochemical decomposition that has taken place remove the organic impurities, which form a type of humus and gases, mainly methane and carbonic acid, as well as various liquids in small quantities. The sludge obtained can be removed either periodically or continuously. In order to increase the biochemical effect of the treatment, it is necessary to provide agitators. The device 30 to 32 forms such an agitator and constantly agitates the sludge. This sludge moves slowly sam towards the middle of the container and accumulates in the recess 19, from where it is discharged via the device 35 Lei.
The agitator formed by the stripping device, however, also distributes the sludge evenly in the container 20 so that it can also be removed via the line 33.
The rising gases, such as methane or carbonic acid, take small solid particles with them. These particles form a fairly dense foam which, if left untouched, would resist bacteriological decomposition. This is not the case thanks to the device 37 to 40.
The gas layer 52 between the transverse wall 12, the flange 51 of the wall 11, the lateral surface 45 and the liquid level 48 prevents heat loss from the container 20 to the basin 24. This is particularly favorable because the bacteriological activity in the container 20 increases with the temperature, at which the biochemical reactions take place decreases.
Thanks to the arrangement of a side gas chamber, the rising gases do not disturb the liquid in the clarifier 24.
The density of solid particles increases in the loading container 20 from top to bottom. The inlet of the line 21 is therefore arranged in the upper part of the container 20, but sufficiently below the foam zone. The incoming liquid, which is heavier than the already partially treated liquid, causes the latter to rise into the line 21.
The sludge deposited on the bottom of the clarifier 24 consists essentially of organic matter in a state of partial decomposition. It is important that no gases are produced in this basin that could interfere with precipitation. The sludge must therefore be removed quickly. This takes place by means of the scraper device 41 to 43, which conveys the sludge into the collector 29. The plate 46 of the latter is fixedly arranged on the drive shaft 44. No liquid can enter the collector 29 from the container 20 because the sludge clogs the annular gap. This base plate 46 also has an annular flange 57 which overlaps the lower edge of the lateral surface 45. The collector 29 thus forms a one-way passage.