DE10100260A1

DE10100260A1 - Verfahren zur Ausfällung und Trennung von eiweiß- und fetthaltigen Inhaltsstoffen aus Abwasser

Info

Publication number: DE10100260A1
Application number: DE2001100260
Authority: DE
Inventors: Friedrich Kramer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-01-05
Filing date: 2001-01-05
Publication date: 2002-08-14

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur chemisch-physikalischen Abwasserreinigung. Durch bedarfsgerechte Zugabe verschiedener Chemikalien werden flüssige und feinpartikuläre Inhaltsstoffe wie Blut, Fett, Eiweißpartikel o. ä. ausgefällt und anschließend durch Sedimentation, Zentrifugierung oder Flotation vom Abwasser getrennt. DOLLAR A In bisher bekannten Anlagen dieser Art werden die Chemikalien in Abhängigkeit vom Volumenstrom, nicht jedoch nach dem tatsächlichen aktuellen Bedarf, zudosiert. DOLLAR A Erfindungsgemäß erfolgt die genaue Dosierung in Abhängigkeit von der Säurepufferkapazität des Abwassers, welche über die permanente Messung des pH-Wertes im Abwasser ermittelt wird. Bis zum Erreichen des pH-Zielwertes wird die jeweils benötigte Menge an Chemikalien zudosiert, bei Erreichen des Zielwertes wird die Dosierung auf einen Minimalwert zurückgefahren.

Description

Anwendungsgebiet

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, welches zur Ausfällung und Trennung von eiweiß- und fetthaltigen Inhaltsstoffen aus Abwasser dient.

Diese Verfahren werden häufig zur Abwasserbehandlung in industriellen Betrieben und Kläranlagen eingesetzt, vorwiegend in den Bereichen der Lebensmittelindustrie (Schlachthöfe).

Charakterisierung der bekannten technischen Lösungen

Die Behandlung oben genannter Abwässer unter Zugabe von Chemikalien wie Eisen- oder Aluminiumsalzen in Kombination mit Natronlauge und Polyelektrolyten wird bereits häufig mit Erfolg angewendet.

Nach der Entstehung des Abwassers wird dieses zunächst durch Siebung oder Sedimentation/Zentrifugierung von festen Inhaltsstoffen befreit.

Danach erfolgt die Zwischenspeicherung des Abwassers in Misch- und Ausgleichsbecken. Diese Einrichtungen dienen zur Vergleichmäßigung des Volumenstromes und schaffen die Möglichkeit, die anschließende Dosierung der Chemikalien gleichmäßig stattfinden zu lassen.

Aus dem Misch- und Ausgleichsbecken wird dann das Abwasser mit einer Beschickungspumpe in einen Koagulator gefördert und dort mit Chemikalien beimpft. Zunächst werden Eisensalze mengenproportional zur Leistung der Beschickungspumpe über eine Dosierpumpe zugegeben. Durch die Zugabe der Eisensalzlösung sinkt der pH-Wert des ursprünglich neutralen Abwassers ab. Je nach der Belastung des Abwassers mit Blut und vergleichbaren Stoffen wird eine mehr oder weniger große Menge an Eisensalzlösung als versauerndem Medium gebraucht, um den pH Wert zu senken. Man spricht in diesem Zusammenhang von der Säurepufferkapazität eines Abwassers.

In der bisher bekannten Verfahrenstechnik erfolgt die Zugabe der Chemikalien stets in Abhängigkeit der Abwassermenge, die pro Zeiteinheit in den Koagulator gepumpt wird, z. B. 1 l Eisensalzlösung pro 1 m³ Abwasser.

Die Menge an Chemikalien wird aufgrund von Erfahrungswerten oder durch Laborversuche mit dem entsprechenden Abwasser festgelegt, wobei dann ein Tagesdurchschnittswert für den Bedarf an Chemikalien bestimmt wird wird. Dieses Vorgehen hat den Nachteil, daß die auftretenden starken Schwankungen im Abwasser nur teilweise berücksichtigt werden und somit die Dosierung der Chemikalien zeitweise zu groß oder zu gering ist.

Denn es gibt sehr starke Schwankungen in der Zusammensetzung von Schlachthofabwasser, die nur teilweise im Misch- und Ausgleichsbecken egalisiert werden.

Die genannten Schwankungen werden durch die Produktionsabläufe bestimmt. In der Schlachtphase enthält das Abwasser deutlich mehr Blut und Öle bzw. Fette und hat somit eine wesentlich größere Säurepufferkapazität. Das bedeutet, es werden in diesem Produktionsschritt größere Mengen an Eisensalzlösung notwendig, um den gewünschten niedrigen pH-Wert im Abwasser einzustellen. In der anschließenden Reinigungsphase enthält das Abwasser im Vergleich zur Schlachtphase nur relativ wenig der Stoffe, die durch den beschriebenen Verfahrensablauf entfernt werden sollen. Demzufolge reicht hier eine sehr geringe Menge an Eisensalzlösung aus, um den pH-Wert auf das gewünschte Niveau zu senken.

Durch die Zugabe der Eisensalzlösung stellt sich ein niedriger pH-Wert ein, dadurch werden Emulsionen gespalten und reagieren mit der Eisensalzlösung zu Primär- oder Mikroflocken. Das im Abwasser enthaltene Blut koaguliert durch die pH-Wert Absenkung und der Blutfarbstoff reagiert ebenfalls mit der Eisensalzlösung. Auch hierbei kommt es zur Flockenbildung im Abwasser.

Mittels handelsüblicher pH-Meßtechnik wird der aktuelle pH-Wert gemessen und zielwertbezogen über Messumformer Befehle an die Dosierpumpen für NaOH übertragen. Hierdurch wird der pH-Wert wieder neutralisiert.

Anschließend werden mengenproportional zur Eisendosierung über eine weitere Dosierpumpe Polyelektrolyte hinzu gegeben, und zwar zum Zwecke der Makroflockenbildung. Nach einer entsprechenden Reaktionszeit mit dem Abwasser werden die gebildeten Flocken durch bekannte Trenntechniken wie Sedimentation, Zentrifugierung oder oft Flotation vom Abwasser getrennt und das Abwasser dadurch erheblich von seiner Schmutzfracht gereinigt und anschließend in Richtung einer biologischen Kläranlage abgeführt.

Wesentliche Nachteile dieser bekannten Verfahren sind:

- die Dosierung der Chemikalien erfolgt nach dem Volumenstrom, nicht aber nach der exakten aktuellen Belastung an Abwasserinhaltsstoffen
- die Notwendigkeit der Nutzung eines großen Volumens für ein Misch- und Ausgleichsbecken inklusive der notwendigen technischen Einrichtungen wie Homogenisierung, Belüftung und Abluftbehandlung
- während des Aufenthaltes des Abwassers im Misch- und Ausgleichsbecken treten biologische und biochemische Reaktionen ein, welche die Effizienz der einzusetzenden Chemikalien teilweise erheblich negativ beeinflussen, sodass die anschließende Reinigung weniger erfolgreich verläuft. Dies gilt im besonderen für die Stickstofffraktionen im Abwasser, die zunächst vorwiegend in organischer Form vorliegen, welche durch die beschriebene Verfahrenstechnik gut aus dem Abwasser abtrennbar ist. Bereits nach sehr kurzer Zeit jedoch geht der organisch gebundene Stickstoff in die Form des Ammonium über; diese Art der Stickstoffbelastung kann mit der beschriebenen Technik nur noch zu einem sehr geringen Anteil aus dem Abwasser entfernt werden.

Merkmale der Erfindung

Es wurde gefunden, daß es möglich ist, das Abwasser direkt nach der mechanischen Behandlung (Siebung) ohne Zwischenspeicherung direkt über eine Beschickungspumpe in den Koagulator zu fördern und dort mit den Chemikalien zu behandeln und anschließend von den gebildeten Flocken zu trennen.

Die Menge an benötigten Chemikalien richtet sich hierbei nach der Säurepufferkapazität des Abwassers, d. h., je mehr Blut o. ä. im Abwasser enthalten ist, desto mehr Eisen wird zum Erreichen des pH-Zielwertes benötigt und umgekehrt. Die Differenz zwischen Eingangs-pH-Wert, beispielsweise 7 und dem Ziel-pH- Wert, beispielsweise 5,5 wird dabei durch Zugabe von Eisensalzen ausgeglichen. Diese Zugabe erfolgt über die Dosierpumpe für Eisensalze.

Der Ist-pH-Wert wird bei Abwasserfluss permanent (online) gemessen und gibt die Signale über einen Messumformer direkt an die Chemikaliendosierung weiter. Wird die Differenz zwischen Ist-pH-Wert und Ziel-pH-Wert trotz Dosierung einer Mindestmenge an Eisensalzlösung, beispielsweise 1 l/1 m³ Abwasser nach einer wählbaren Zeitspanne von beispielsweise 15 Sekunden nicht geringer, so wird die zu dosierende Menge an Eisensalzlösung erhöht.

So erfolgt die Dosierung automatisch genau in der benötigten Menge. Bei Erreichen des Ziel-pH-Wertes wird die Dosierung automatisch auf ein Minimum gedrosselt oder alternativ ganz ausgeschaltet.

Anschließend werden über eine weitere Dosierpumpe die zur Makroflockenbildung benötigten Polyelektrolyte zudosiert, und zwar proportional zur Dosierpumpe für die Eisensalzlösung.

Um ein im pH-Wert neutrales Abwasser in die kommunale Kläranlage abzugeben, steuert eine weitere pH-Elektrode die Dosierpumpe für Natronlauge an. Auch diese pH-Wert Messung arbeitet permanent bei Abwasserfluß.

Danach erfolgt in einer Trenneinrichtung die Abscheidung des gebildeten Schlammes aus dem Abwasser. Die Trenneinrichtungen sind üblicherweise Sedimentations-, Flotations- oder Zentrifugaleinrichtungen.

Das gereinigte Abwasser wird in der Regel anschließend einer kommunalen Kläranlage zugeführt.

Wesentliche Vorteile dieser Erfindung sind:

- Die Dosierung der Chemikalien erfolgt nach dem jeweils aktuellen Bedarf. Über- bzw. Unterdosierungen werden ausgeschlossen; es kommt also nicht zu einer unnötigen Aufsalzung des Abwassers
- es kann auf ein Misch- und Ausgleichsbecken inklusive der notwendigen technischen Einrichtungen verzichtet werden
- das Abwasser wird sofort nach der Entstehung behandelt, d. b. es ist frisch und läßt sich mit geringerem Aufwand effizienter behandeln

Ausführungsbeispiel

In Fig. 1 wird als Beispiel ein bekannter Verfahrensablauf dargestellt. Das zu behandelnde Abwasser (1) wird einer Siebung (2) zugeführt. Der abgeschiedene Feststoff (3) wird aus der Anlage herausgeführt, während die, in einem Ausgleichsbecken (4) hinsichtlich der Quantität und Qualität vereinheitlichte, gesiebte Flüssigkeit von der Pumpe (5) in den Rohrkoagulator (6) gepumpt wird. In Abhängigkeit von der geförderten Menge der Pumpe (5) werden von der Dosierpumpe (7) Eisensalze zum Aufspalten der Emulsionen zugeführt. Dadurch sinkt der pH-Wert in der Flüssigkeit ab.

Der von der Messelektrode (8) ermittelte pH-Wert wird im Messumformer (9) mit einem Zielwert verglichen und damit die Dosierpumpe (10) für die Zugabe von Natronlauge zur Neutralisierung des Abwassers gesteuert.

Ebenfalls in Abhängigkeit von der geförderten Menge der Pumpe (5) werden von der Dosierpumpe (11) Polyelektrolyte zur Verbesserung der Flockenbildung zugegeben. Mit einer Trenneinrichtung (12) wird der ausgeflockte Schlamm (13) abgetrennt und das gereinigte Wasser (14) einer kommunalen Kläranlage zugeleitet.

In Fig. 2 wird der erfingsgemäße Verfahrensablauf näher erläutert.

Wie im bekannten Verfahrensablauf der Fig. 1 wird das zu behandelnde Abwasser (1) einer Siebung (2) zugeführt und der abgeschiedene Feststoff (3) aus der Anlage ausgeschleust.

Durch die erfindungsgemäße bedarfsgerechte Zuführung der Chemikalien ist ein Ausgleichsbecken in den meisten Fällen nicht erforderlich.

Von der Pumpe (5) wird die vorgereinigte Flüssigkeit in den Rohrkoagulator (6) gepumpt.

Mit einer Dosierpumpe (7) werden ebenfalls Eisensalze zugeführt, deren Menge aber nun dadurch bestimmt wird, daß der von der Messelektrode (8) ermittelte pH-Wert, welcher sich durch de unterschiedliche Kapazität der Säurepufferung des unterschiedlich verschmutzten Abwassers einstellt, mit dem im Messumformer (9) vorgegebenen Zielwert verglichen wird.

Nachfolgend erfolgt die Zugabe der Polyelektrolyte mit der Dosierpumpe (11) proportional zur dosierten Menge der Pumpe (7) für die Eisensalze.

Um ein neutrales Abwasser der kommunalen Kläranlage zuzuleiten, steuert die pH- Meßelektrode (15) nun die Dosierpumpe (10) für die Zugabe der Natronlauge. Ebenfalls mit einer Trenneinrichtung (12) wird der ausgeflockte Schlamm (13) abgetrennt und das gereinigte Abwasser (14) einer kommunalen Kläranlage zugeleitet.

Bezugszeichenliste

Zu

Fig.

2

1

Abwasser

2

Siebung

3

Feststoff

4

(nicht im neuen Verfahren)

5

Pumpe zur Beschickung des Abwassers

6

Rohrkoagulator

7

Dosierpumpe für Eisensalzlösung

8

pH-Messelektrode

9

Messumformer der pH-Messung

10

Dosierpumpe für Natronlauge

11

Dosierpumpe für Polyelektrolyte

12

Trenneinrichtung

13

Schlamm

14

Gereinigtes Abwasser

Claims

Verfahren zur Abscheidung von Blut sowie emulgierten und freien Ölen und Fetten aus Abwasser durch Zudosierung von Spaltmitteln, welche die genannten Stoffe durch chemische Reaktion abscheidbar machen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zudosierung der benötigten Chemikalien nach dem jeweils aktuellen Bedarf erfolgt, wobei der Bedarf durch die Säurekapazität des Abwassers bestimmt wird, welche indirekt durch die Differenz zwischen permanent gemessenem ist-pH-Wert- im Vergleich zum Ziel-pH-Wert ermittelt wird.