DE102005034371A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Wasseraufbereitung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Wasseraufbereitung, wobei Luft (L), die einer Belebungsanlage (1) für Abwasser zugeführt wird, mit Hilfe eines Verdichters (3) verdichtet wird. Die Luftzufuhrvorrichtung, die den Verdichter (3) mit der Belebungsanlage (1) verbindet, ist mit einer Schlammentwässerungseinrichtung (4) derart gekoppelt, dass Wärme bzw. Energie aus der verdichteten Luft (L) dem in der Schlammentwässerungseinrichtung (4) stattfindenden Schlammtrocknungsprozess zugeführt wird. Durch die Erfindung wird eine verbesserte Wasseraufbereitung ermöglicht und insbesondere eine Energieeinsparung bewirkt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wasseraufbereitung mit mindestens einer Belebungsanlage, der verdichtetes Gas, insbesondere Luft zugeführt wird, mit mindestens einer Schlammentwässerungseinrichtung und mit einer Heizvorrichtung für die Schlammentwässerungseinrichtung. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Wasseraufbereitung mit mindestens einem Belebungsprozess, wobei zur Belebung von Wasser Gas verdichtet wird, und mit mindestens einem Klärprozess, wobei aus dem Klärprozess stammender Schlamm zumindest teilweise getrocknet wird.
  • Bei der Schlammtrocknung wird der Wassergehalt des Klärschlamms beispielsweise durch mechanische und/oder thermische Verfahren zur Trocknung reduziert. Hierzu muss der Vorrichtung zur Wasseraufbereitung in erheblichem Maße externe Energie zugeführt werden.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine energieeffizientere Wasseraufbereitung zu ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Wasseraufbereitung mit mindestens einer Belebungsanlage der verdichtetes Gas, insbesondere Luft, zugeführt wird, mit mindestens einer Schlammentwässerungseinrichtung und mit einer Heizvorrichtung für die Schlammentwässerungseinrichtung, wobei die Heizvorrichtung mit einer Wärmetransfervorrichtung zur Aufnahme von Wärme aus dem der Belebungsanlage zuzuführenden verdichteten Gas, insbesondere Luft, gekoppelt ist.
  • Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zur Wasseraufbereitung mit mindestens einem Belebungsprozess, wobei zur Belebung von Wasser Gas verdichtet wird, und mit mindestens einem Klärprozess, wobei zumindest ein Teil des aus dem Klärprozess stammenden Schlamm getrocknet wird, wobei Energie, die beim Verdichten des Gases, das zur Belebung verwendet wird, frei wird, zum Trocknen zumindest von Teilen des aus dem Klärprozess stammenden Schlamms verwendet wird.
  • Durch die Kopplung der beim Verdichten des Gases frei werdenden Energie mit dem Prozess des Schlammtrocknens ergibt sich eine wesentliche Energieeinsparung. Der Vorrichtung zur Wasseraufbereitung muss dementsprechend weniger externe Energie zugeführt werden.
  • In vorteilhafter Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Schlammentwässerungseinrichtung Zuführmittel für Schlamm aus dem Klärbecken auf.
  • Mit Vorteil ist das Klärbecken zur Aufnahme von Wasser aus der Belebungsanlage bzw. zur Aufnahme von belebtem Abwasser aus der Belebungsanlage ausgebildet.
  • Es kann zweckmäßig sein, dass die Schlammentwässerungseinrichtung eine Filterpresse aufweist.
  • In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die frei werdende Energie dem Schlamm S in Form von Wärme zugeführt, um den Schlamm zu trocknen.
  • Mit Vorteil wird zur Belebung Luft verwendet.
  • Mit Vorteil wird zum Trocknen des Schlamms eine Filterpresse verwendet.
  • Mit Vorteil wird ein Teil des aus dem Klärprozess stammenden Schlamms dem Belebungsprozess zugeführt.
    •
  • Nachfolgend werden weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt:
  • 1 schematisch den erfindungsgemäßen Prozess zur Wasseraufbereitung mit Schlammtrocknung.
  • 1 zeigt eine Vorrichtung zur Wasseraufbereitung mit einer Belebungsanlage 1 und mit einem Klärbecken 2. Die gezeigte Vorrichtung bzw. das beschriebene Verfahren zur Wasseraufbereitung ist sowohl für kommunale Abwässer als auch für Industrieabwässer, insbesondere Abwässer der Papierindustrie, geeignet. Der Belebungsanlage 1 wird Wasser W bzw. Abwasser zugeführt. In der Belebungsanlage 1 findet ein Belebungsprozess statt, wobei im Anschluss an den Belebungsprozess Wasser W bzw. Abwasser aus der Belebungsanlage 1 dem Klärbecken 2 zugeführt wird. Wasser W bzw. belebtes und geklärtes Abwasser, das den im Klärbecken 2 ablaufenden Klärprozess durchlaufen hat, verlässt schließlich das Klärbecken 2. Aus dem Klärbecken 2 wird Schlamm S abgeführt, der teilweise als sogenannter Rückschlamm der vorzugsweise als Belebungsbecken ausgebildeten Belebungsanlage 1 zugeführt wird und teilweise als sogenannter Überschussschlamm einer Schlammentwässerungseinrichtung 4 zugeführt wird. Für den in der Belebungsanlage 1 ablaufenden Belebungsprozess wird Luft L mit Hilfe eines Verdichters 3 verdichtet und dem Belebungsbecken 1 zugeführt. Beim Verdichten der Luft L wird Energie frei, die mit Hilfe einer Wärmetransfervorrichtung 6 in einer Heizvorrichtung 5 dazu verwendet wird, Wärme für die Schlammentwässerungseinrichtung 4 bereitzustellen.
  • Die Schlammentwässerungseinrichtung 4 nutzt die Wärme, die der für den Belebungsprozess verwendeten Luft L entzogen wird, zur Reduzierung des Wassergehaltes des Schlamms S, der die Schlammentwässerungseinrichtung 4 durchläuft.
  • Die Belebungsanlage 1 ist eine Anlage zur vorzugsweise biologischen Abwasserreinigung, wobei schmutzabbauende Bakterien und Kleinlebewesen frei im Wasser schwebende sogenannte Belebtschlammflocken bilden. In der Belebungsanlage 1 werden auf engstem Raum durch Umwälzen und Belüftung mit verdichteter Luft L große Mengen von Belebtschlamm mit Sauerstoff ver sorgt, wodurch eine schnelle Abwasserreinigung durch Adsorbtion an die Belebtschlammflocke und/oder durch biochemischen Abbau erzielt wird. Die Belüftung in der Belebungsanlage 1, die vorzugsweise als Belebungsbecken ausgebildet ist, kann in verschiedener Art erfolgen, z.B. durch Belüftungskreisel, Bürstenwalzen, durch ein oder mehrere Gebläse und/oder andere Belüftungseinrichtungen. Belüftung bedeutet allgemein Gasaustausch zwischen Wasser und Luft L zum Einbringen von Sauerstoff und/oder gegebenenfalls zum Entfernen gelöster Gase.
  • Der Belebungsanlage 1 vor und/oder nachgeordnet, sind ein oder mehrere Klärbecken 2. Das in der Zeichnung dargestellte, der Belebungsanlage 1 nachgeordnete Klärbecken 2 ist ein sogenanntes Nachklärbecken. Im Nachklärbecken wird durch Verlangsamung der Fließgeschwindigkeit des Wassers W eine Sedimentation der absetzbaren Stoffe bewirkt. Im Klärbecken 2 wird der Schlamm S vom geklärten Wasser W, dass das Klärbecken 2 anschließend verlässt, getrennt, wobei in der Regel ein Teil des getrennten Schlamms S in die Belebungsanlage 1 zurückgeführt wird und ein Teil des Schlamms S einer Schlammentwässerungseinrichtung 4 zugeführt wird. Schlamm S der in die Belebungsanlage 1 zurückgeführt wird, wird als Rückschlamm bzw. Rücklaufschlamm bezeichnet. Der laufende Schlammzuwachs, der sogenannte Überschussschlamm wird dem Schlammkreislauf entnommen und zumindest teilweise einer Schlammentwässerungseinrichtung 4 zugeführt.
  • Die Schlammentwässerungseinrichtung 4 reduziert den Wassergehalt des Schlamms S beispielsweise durch eine thermische Trocknung, vorzugsweise in Verbindung mit einer mechanischen Schlammentwässerung. Dabei kann dem Schlamm S Energie beispielsweise über eine beheizte Wand zugeführt werden. Der Schlamm S kann beispielsweise auch mit Heizluft und/oder mit Hilfe von erwärmtem, über Rohrleitungen geführtem Wasser behandelt werden. Vorzugsweise weist die Schlammentwässerungseinrichtung 4 mindestens eine Filterpresse auf. Der Schlamm S verlässt die Filterpresse vorzugsweise als sogenannter stichfester Filterkuchen mit einem Trockensubstanzgehalt von vor zugsweise über 30%. Mit Hilfe der Schlammentwässerungseinrichtung 4 können Trockensubstanzgehalte von 80% und deutlich darüber, insbesondere über 80% erzielt werden. Ziel der Schlammentwässerung ist die Entsorgung des Schlamms S auf einer Deponie oder im idealen produktionsintegrierten Fall, die Rückführung des aus Wertstoffen bestehenden Schlamms S in den Produktionsprozess.
  • Die Schlammentwässerungseinrichtung 4 ist mit einer Heizvorrichtung 5, z.B. ein Boiler für Wasser gekoppelt, wobei der Heizvorrichtung 5 mit Hilfe der Wärmetransfervorrichtung 6 Wärme bzw. Energie aus der Luft L zugeführt wird. In dem die Luft L mit Hilfe des Verdichters 3 verdichtet wird, erhöht sich ihre Temperatur. Die Luft L verlässt den Verdichter 3 in der Regel mit einer Temperatur die weit über der für den Belebungsprozess wünschenswerten Temperatur liegt. Der Wärme bzw. Energieentzug aus der Luft L mit Hilfe der Wärmetransfervorrichtung 6 ist somit auch für den in der Belebungsanlage 1 stattfindenden Belebungsprozess vorteilhaft.
  • Der wesentliche der Erfindung zugrunde liegende Gedanke lässt sich wie folgt zusammenfassen:
    Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Wasseraufbereitung, wobei Luft L die einer Belebungsanlage 1 für Wasser W bzw. Abwasser zugeführt wird, mit Hilfe eines Verdichters 3 verdichtet wird. Die Luftzufuhrvorrichtung die den Verdichter 3 mit der Belebungsanlage 1 verbindet, ist mit einer Schlammentwässerungseinrichtung 4 derart gekoppelt, dass Wärme bzw. Energie aus der verdichteten Luft L dem in der Schlammentwässerungseinrichtung 4 stattfindenden Schlammtrocknungsprozess zugeführt wird. Durch die Erfindung wird eine verbesserte Wasseraufbereitung ermöglicht und insbesondere eine Energieeinsparung bewirkt.

Claims (9)

  1. Vorrichtung zur Wasseraufbereitung mit mindestens einer Belebungsanlage (1), der verdichtetes Gas, insbesondere Luft (L), zugeführt wird, mit mindestens einer Schlammentwässerungseinrichtung (4), und mit einer Heizvorrichtung (5) für die Schlammentwässerungseinrichtung (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (5) mit einer Wärmetransfervorrichtung (6) zur Aufnahme von Wärme aus dem der Belebungsanlage (1) zuzuführendem, verdichteten Gas, insbesondere Luft (L), gekoppelt ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einem Klärbecken (2), wobei die Schlammentwässerungseinrichtung (4) Zuführmittel für Schlamm (S) aus dem Klärbecken (2) aufweist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Klärbecken (2) zur Aufnahme von Wasser (W) aus der Belebungsanlage (1) ausgebildet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Schlammentwässerungseinrichtung (4) eine Filterpresse aufweist.
  5. Verfahren zur Wasseraufbereitung mit mindestens einem Belebungsprozess, wobei zur Belebung von Wasser (W) Gas verdichtet wird, und mit mindestens einem Klärprozess, wobei zumindest ein Teil des aus dem Klärprozess stammenden Schlamms (S) getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verdichten des zur Belebung verwendeten Gases freiwerdende Energie zum Trocknen des Schlamms (S) verwendet wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die freiwerdende Energie dem Schlamm (S) in Form von Wärme zugeführt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei zur Belebung Luft (L) verwendet wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei zum Trocknen des Schlamms (S) eine Filterpresse verwendet wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei ein Teil des aus dem Klärprozess stammenden Schlamms (S) dem Belebungsprozess zugeführt wird.
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