DE102022119273A1 - Use of a lamella clarifier in a sedimentation device of a device for treating wastewater containing oil and/or fat - Google Patents
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Abstract
Eine Verwendung eines Lamellenklärers (230) in einer Sedimentationseinrichtung (200) einer Vorrichtung (2) zur Behandlung von öl- und/oder fetthaltigen Abwasser, wobei die Vorrichtung (2) folgende Elemente umfasst:- einen Zulauf (4) zum Zuführen des zu behandelnden Wassers,- die sich an den Zulauf (4) anschließende Sedimientierungseinrichtung (200) zur Sedimentierung von Schwebstoffen aus dem zu behandelnden Wasser wobei die Sedimentierungseinrichtung (200) zumindest- einen Anreicherungspfad (8) zum Anreichern des zu behandelnden Wassers mit einem Koagulanten (10) und- einen sich an den Anreicherungspfad anschließenden Regulierungspfad (18) zum Einbringen eines den pH-Wert des Wassers einstellenden Regulierungsmittels (22) aufweist, und- eine sich an die Sedimentierungseinrichtung (200) anschließende Filtereinrichtung (28) mit einem Filtermedium (30) und- eine sich an die Filtereinrichtung (28) anschließende Umkehrosmoseeinrichtung (40) zur weitergehenden Reinigung des Wassers und wobei die Anlage (2) ausgelegt ist zur Verarbeitung eines Zulaufvolumens von weniger als 1000 l/h.The use of a lamella clarifier (230) in a sedimentation device (200) of a device (2) for the treatment of wastewater containing oil and/or fat, the device (2) comprising the following elements: - an inlet (4) for feeding the wastewater to be treated water, - the sedimentation device (200) adjoining the inlet (4) for sedimentation of suspended matter from the water to be treated, the sedimentation device (200) having at least one enrichment path (8) for enriching the water to be treated with a coagulant (10) and - a regulating path (18) adjoining the enrichment path for introducing a regulating agent (22) which adjusts the pH value of the water, and - a filter device (28) adjoining the sedimentation device (200) with a filter medium (30) and - A reverse osmosis device (40) adjoining the filter device (28) for further purification of the water and the system (2) being designed to process an inflow volume of less than 1000 l/h.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verwendung eines Lamellenklärers in einer Sedimentationseinrichtung einer Vorrichtung zur Behandlung von öl- und/oder fetthaltigem Abwasser.The present invention relates to the use of a lamella clarifier in a sedimentation device of a device for treating wastewater containing oil and/or fat.
Eine mehrstufige Wasseraufarbeitung in der Sedimentierungseinrichtung kann sowohl die Verminderung und/oder Entfernung an Härtebildnern, insbesondere von Calciumionen, ermöglichen, als auch zu einer Verminderung von TOC (gesamter organischer Kohlenstoff) in Trinkwasser führen. Dieses zweistufige Vorgehen ist zwar bekannt allerdings bei der Wasseraufarbeitung nicht die Standardvorgehensweise und normalerweise widersprüchlich, da die TOC-Reduzierung durch einen geringen pH-Wert typischerweise zwischen 4,0-7,3 erreicht wird und die Reduzierung an Härtebildnern typischerweise bei höheren pH-Werten zwischen 9,5-11,5 erreicht werden kann. Die Anwesenheit von TOC's wirkt zudem als Inhibitor beim Ausfällen von Calcium.A multi-stage water treatment in the sedimentation device can enable both the reduction and/or removal of hardness formers, in particular calcium ions, and also lead to a reduction in TOC (total organic carbon) in drinking water. Although this two-stage procedure is known, it is not the standard procedure for water treatment and is usually contradictory, since the TOC reduction is typically achieved at a low pH value between 4.0-7.3 and the reduction in hardness formers is typically achieved at higher pH values between 9.5-11.5 can be achieved. The presence of TOCs also acts as an inhibitor in the precipitation of calcium.
Bei Ausführen dieses speziellen Verfahrens werden typischerweise umfangreiche Folgeschritte benötigt, welche die Dimensionierung der Anlage nahezu ungeeignet für den Einsatz von 50 EW's (Einwohnerwerte) - 1000 EW's macht. Derartige Angaben werden u.a. zur Spezifizierung von Kleinkläranlagen, gemäß
Das Einsatzgebiet der erfindungsgemäßen Anlage zur Wasserbehandlung und insbesondere Wasseraufarbeitung soll insbesondere im Bereich von bis zu 1000 EW's, vorzugsweise bis zu 200 EW's, besonders bevorzugt bis zu 50 EW's liegen.The area of application of the system according to the invention for water treatment and in particular water processing should in particular be in the range of up to 1000 PE, preferably up to 200 PE, particularly preferably up to 50 PE.
Ein entscheidender Vorteil für den Einsatz einer solchen Anlage ist deren geringer Bauraumbedarf als auch deren geringe Zahl an Wartungszyklen.A decisive advantage of using such a system is its small installation space requirement and its low number of maintenance cycles.
Ausgehend von dieser Vorbetrachtung ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Anlage zur Wasseraufarbeitung für ein vergleichsweise geringes anfallendes Wasservolumen von unter 1000 EW's zu bereitzustellen, welche sich durch einen kompakten Aufbau und durch einen nahezu wartungsfreien Betrieb bei möglichst hoher Reinigungseffizienz auszeichnet.Based on this preliminary consideration, the object of the present invention is to provide a system for water treatment for a comparatively small water volume of less than 1000 PE, which is characterized by a compact structure and almost maintenance-free operation with the highest possible cleaning efficiency.
Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Verwendung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The present invention solves this problem by using it with the features of claim 1.
Erfindungsgemäß wird ein Lamellenklärer in einer Sedimentationseinrichtung einer Vorrichtung zur Behandlung von öl- und/oder fetthaltigen Abwasser verwendet.According to the invention, a lamella clarifier is used in a sedimentation device of a device for treating wastewater containing oil and/or fat.
Die Vorrichtung umfasst folgende Elemente:
- - einen Zulauf zum Zuführen des zu behandelnden Wassers,
- - die sich an den Zulauf anschließende Sedimientierungseinrichtung zur Sedimentierung von Schwebstoffen aus dem zu behandelnden Wasser wobei die Sedimentierungseinrichtung zumindest
- - einen Anreicherungspfad zum Anreichern des zu behandelnden Wassers mit einem Koagulanten und
- - einen sich an den Anreicherungspfad anschließenden Regulierungspfad zum Einbringen eines den pH-Wert des Wassers einstellenden Regulierungsmittels aufweist, und
- - an inlet for supplying the water to be treated,
- - the sedimentation device adjoining the inlet for sedimentation of suspended matter from the water to be treated, the sedimentation device being at least
- - an enrichment path for enriching the water to be treated with a coagulant and
- - has a regulating path following the enrichment path for introducing a regulating agent which adjusts the pH value of the water, and
Dabei muss sich die Sedimentierungseinrichtung nicht unmittelbar an den Zulauf anschließen, sondern es können noch weitere Reinigungseinrichtungen, insbesondere ein Fettabscheider und/oder eine Abschöpfvorrichtung zwischen dem Zulauf und der Sedimentierungseinrichtung angeordnet sein.
- - eine sich an die Sedimentierungseinrichtung anschließende Filtereinrichtung mit einem Filtermedium und
- - eine sich an die Filtereinrichtung anschließende Umkehrosmoseeinrichtung zur weitergehenden Reinigung des Wassers.
- - a filter device connected to the sedimentation device with a filter medium and
- - A reverse osmosis device connected to the filter device for further purification of the water.
Die Anlage ist ausgelegt zur Verarbeitung eines Zulaufvolumens von weniger als 1000 l/h. Somit handelt es sich um eine Kleinanlage zur Wasseraufarbeitung.The system is designed to process an inflow volume of less than 1000 l/h. This is a small water treatment plant.
Der Einsatz eines Lamellenklärers in solchen Kleinanlagen ist bislang nicht bekannt. Er ermöglicht eine besonders kompakte Ausgestaltung der Anlage. Die Stufen einer Sedimentation, einer Filtration und einer Umkehrosmose werden zugleich benötigt, um eine effiziente Aufarbeitung von Abwässern mit überdurchschnittlich hoher Schmutzfracht zu ermöglichen.The use of a lamella clarifier in such small systems is not yet known. It enables a particularly compact design of the system. The stages of sedimentation, filtration and reverse osmosis are required at the same time to enable efficient processing of wastewater with above-average dirt loads.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the subclaims.
Der Lamellenklärer kann ein Gehäuse mit einer Längsachse aufweisen, wobei der Neigungswinkel der Lamellen zwischen 2-45°, vorzugsweise 5-25°, gegenüber einer Längsachse des Gehäuses ausgebildet ist. Dies vergrößert die effektive Klärfläche und ermöglicht zugleich ein schwerkraftbedingtes Abrutschen der sedimentierten Feststoffe in Richtung eines Bodenbereichs.The lamella clarifier can have a housing with a longitudinal axis, the angle of inclination of the lamellae being between 2-45°, preferably 5-25°, relative to a longitudinal axis of the housing. This increases the effective clarification area and at the same time allows the sedimented solids to slide towards a bottom area due to gravity.
Der durchschnittliche Lamellenabstand der Lamellen des Lamellenklärers kann zwischen 1-8 cm, vorzugsweise zwischen 2-4 cm betragen. Dieser Lamellenabstand ist bei größeren Wassermengen eher unüblich.The average slat spacing of the slats of the slat clarifier can be between 1-8 cm, preferably between 2-4 cm. This slat spacing is rather unusual for larger amounts of water.
Gibt es spezielle Adaptierungen der Lamellen an die Verwendung? - z.B. eine Elektropolierte Oberfläche, eine Beschichtung oder dergleichen?Are there special adaptations of the slats for use? - e.g. an electropolished surface, a coating or the like?
Bevorzugt kann Lamellenklärer einen Bodenbereich aufweisen, welcher konisch ausgebildet ist und einen Schlammauslass aufweist. Dadurch wird eine Sammlung und Kompaktierung des Schlamms erreicht.Lamella clarifier can preferably have a bottom area which is conical and has a sludge outlet. This results in the sludge being collected and compacted.
Weiterhin kann der Lamellenklärer ein Füllstandsmessgerät und/oder einen oder mehrere Grenzschalter, vorzugsweise ein kapazitives Füllstandsmessgerät, aufweisen. Das Füllstandsmessgerät ist eingerichtet sowohl zur Ermittlung und/oder der Überwachung eines Füllstands der Flüssigkeit als auch zur Ermittlung und/oder Überwachung einer Phasengrenze zwischen Schlamm und Flüssigkeit. Das Überwachen kann auch lediglich in der Detektion des Erreichens eines Grenzstands bestehen. Entsprechend kann eine Entleerung bei zuviel Schlammphase oder bei zu hohem Gesamtpegel erfolgen. Es ist bekannt, dass sich bei Änderung der Zusammensetzung eine Kapazitätsänderung ergibt. Beispielsweise werden kapazitive Füllstandsmessgeräte auch zur Detektion einer Schaumphase und deren Füllhöhe eingesetzt.Furthermore, the lamella clarifier can have a level measuring device and/or one or more limit switches, preferably a capacitive level measuring device. The level measuring device is set up both to determine and/or monitor a fill level of the liquid and to determine and/or monitor a phase boundary between sludge and liquid. Monitoring can also simply consist of detecting when a limit level has been reached. Accordingly, emptying can take place if there is too much sludge phase or if the overall level is too high. It is known that changing the composition results in a change in capacity. For example, capacitive level measuring devices are also used to detect a foam phase and its filling level.
Überdies kann die Sedimentationseinrichtung eine Steuer-und Auswerteeinheit aufweisen, welche ausgebildet ist zur Regulierung des Schlammauslasses in Abhängigkeit vom Niveau der Phasengrenze. Somit wird kann das Öffnen und Schließen des Schlammauslasses nicht nur aufgrund des Gesamtfüllstands sondern auch bei starker Schlammbildung erfolgen, bei welcher der Klärer ab einem bestimmten Schlammpegel unzureichend arbeitet.In addition, the sedimentation device can have a control and evaluation unit which is designed to regulate the sludge outlet depending on the level of the phase boundary. This means that the sludge outlet can be opened and closed not only based on the overall filling level but also in the event of heavy sludge formation, in which the clarifier works inadequately above a certain sludge level.
Die Sedimentationseinrichtung kann einen Schlammsammelbehälter mit einem Schlammsammelraum aufweisen, in welchen der Schlamm von Schlammauslass des Lamellenklärers geleitet wird. Weiter weist die Sedimentationseinrichtung ein Filtermedium auf, welches bereichsweise den Schlammsammelraum begrenzt. Das Filtrat kann an einem Flüssigkeitssammelraum im Schlammsammelbehälter gesammelt werden.The sedimentation device can have a sludge collection container with a sludge collection space into which the sludge is passed from the sludge outlet of the lamella clarifier. The sedimentation device also has a filter medium which limits the sludge collection space in some areas. The filtrate can be collected at a liquid collection space in the sludge collection tank.
Das Filtermedium kann vorzugsweise als Einweg-Filtermedium, besonders bevorzugt Filterpapier, ausgebildet sein. Auch dies ist eine Besonderheit der vorliegenden Erfindung, da der Einsatz teurer Keramikfilter an dieser Stelle bei einer Kleinanlage keinen Sinn macht und ein Filterpapier zur Aufkonzentration des Schlamms ausreichend ist.The filter medium can preferably be designed as a disposable filter medium, particularly preferably filter paper. This is also a special feature of the present invention, since the use of expensive ceramic filters at this point makes no sense in a small system and a filter paper is sufficient to concentrate the sludge.
Der Schlammsammelbehälter kann ebenfalls füllstandsüberwacht sein, auch hier kann sowohl der Pegel der Phasengrenze zwischen Wasser und Schlamm als auch der Gesamtfüllstand ermittelt und/oder überwacht werden. In diesem Fall kann auch ein Grenzstandsmessgerät eingesetzt werden.The sludge collection container can also be filled level monitored, here too both the level of the phase boundary between water and sludge and the overall fill level can be determined and/or monitored. In this case, a level measuring device can also be used.
Die Sedimentationseinrichtung kann eine Steuer- und Auswerteeinheit aufweisen, die eingerichtet ist zur Steuerung der Entleerung des Schlammsammelbehälters in Abhängigkeit vom Füllstand.The sedimentation device can have a control and evaluation unit that is set up to control the emptying of the sludge collection container depending on the fill level.
Die Sedimentationseinrichtung kann eine Trocknungsanlage zur Trocknung der Schlammphase aufweisen.The sedimentation device can have a drying system for drying the sludge phase.
Die Sedimentationseinrichtung kann überdies eine Rückleitung aufweisen, zur Rückleitung eines Filtrats aus dem Schlammsammelbehälter in einen der Sedimentationsanlage vorgelagerten Fettabscheider bzw. einer Fettabscheidevorrichtung. Diese Fettabscheidevorrichtung arbeitet vorzugsweise nach dem Prinzip der schwerkraftbedingten Phasentrennung. Dadurch wird das Volumen an Abfallströme verringert.The sedimentation device can also have a return line for returning a filtrate from the sludge collection container into a fat separator or a fat separation device upstream of the sedimentation system. This fat separator device preferably works according to the principle of phase separation caused by gravity. This reduces the volume of waste streams.
Überdies kann der Lamellenklärer Mittel zur Reingung in einem CIP-Verfahren aufweisen. Auch dies ist bei Kleinanlagen eher unüblich und ermöglicht eine weitergehende Automatisierung des Betriebs der Anlage.In addition, the lamella clarifier can have cleaning agents in a CIP process. This is also rather unusual for small systems and enables further automation of the operation of the system.
Die Kleinanlage ermöglicht es, Wasser mit sehr hohem Fettgehalt und mit einem CSB-Wert von durchschnittlich mehr als 3.000 mg/l zu verarbeiten. Derartige Küchenabwässer fallen z.B. in der Systemgastronomie an.The small system makes it possible to process water with a very high fat content and a COD value of more than 3,000 mg/l on average. Such kitchen wastewater occurs, for example, in system catering.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise wie diese erreicht werden, werden verständlicher im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
-
1 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Verfahrens und einer Anlage.
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1 a schematic sketch of a method according to the invention and a system.
Die Figur ist eine rein schematische Darstellung. Tatsächliche geometrische Verhältnisse können von der Figur abweichen.The figure is a purely schematic representation. Actual geometric relationships may vary from the figure.
Es wird auf
Die Vorrichtung 1 umfasst einen Zulauf 4, über die sich der Vorrichtung 2 das zu behandelnde Wasser in einer Strömungsrichtung 5, nachfolgend auch Fließrichtung genannt, zuführen lässt. Der Zulauf 4 kann einen Küchensiphon umfassen.The device 1 comprises an
Die Vorrichtung weist sodann nach dem Zulauf 4 einen Fettabscheider 100 auf, welcher in Strömungsrichtung unmittelbar dem Zulauf nachgeordnet ist.The device then has a
Die maximal zu verarbeitende Zulaufmenge an zu behandelnden Wasser, insbesondere Küchenabwasser, durch die erfindungsgemäße Anlage kann zumindest 100 l/h, vorzugsweise zwischen 150-500 l/h betragen.The maximum inflow quantity of water to be treated, in particular kitchen wastewater, to be processed by the system according to the invention can be at least 100 l/h, preferably between 150-500 l/h.
Der Fettabscheider 100 weist einen Behälter 101 auf, welcher einen Aufnahmeraum 113 begrenzt. Der Behälter 101 weist zumindest eine Trennwandung 102 auf, welche den Behälter in zumindest zwei Trennbereiche bzw. Kammersegmente 104, 105 segmentiert. Eine Leitung 103 zwischen dem Zulauf 4 und dem Fettabscheider 100 dient dem Zuleiten des zu behandelnden Wassers in den ersten Trennbereich 104. Der zweite Trennbereich 105 weist einen Überlauf 106 auf. Die Trennwand 102 kann insbesondere als Tauchwand ausgebildet sein. Die Füllhöhe des ersten und/oder zweiten Trennbereichs 104, 105 wird über einen Füllstandssensor 107, z.B. einen Schwimmer, überwacht.The
Weiter weist der Fettabscheider eine Belüftungsvorrichtung 108 zum Einleiten eines sauerstoffhaltigen Gases, insbesondere von Druckluft, in das aufzuarbeitende Wasser in den Behälter 101 auf.The grease separator further has a
Bevorzugt ist die Belüftungsvorrichtung 108 unmittelbar nach einer Anschlusskupplung eines Zulaufs 2 der Vorrichtung zum Anschluss an einen Küchenablauf, insbesondere einen Siphon, angeordnet ist. Somit wird bereits unmittelbar nach Zulauf die CSB-Menge reduziert, wodurch das Umkippen in den anaeroben Zustand verhindert wird.The
Dadurch wird eine Durchmischung erreicht und ein Kippen des Wassers in einen anaeroben Zustand verhindert. Der Druck sollte zumindest 2 bar, vorzugsweise 3-5 bar betragen. Belüftungsvorrichtung 108 kann eine Anlage zur Drucklufterzeugung 109 aufweisen. Eine Druckgasdüse 120 welche z.B. mediumsdicht an der Wandung des Behälters 101 festgelegt ist, verfügt über eine Einlassöffnung von Gas in das zu reinigende Wasser und ist im unteren Bereich des Flüssigkeitspegels des Behälters 101 angeordnet, so dass eine genügend große Strecke bereitgestellt wird, in welcher der Sauerstoffeintrag in die Flüssigkeit erfolgen kann.This achieves thorough mixing and prevents the water from turning into an anaerobic state. The pressure should be at least 2 bar, preferably 3-5 bar.
Das zu behandelnde Wasser wird sodann in den Vorabscheider 110 überführt, insbesondere gepumpt. Der Vorabscheider 110 dient einerseits als Sedimentationstank und andererseits zur weitergehenden Fettabtrennung durch eine Abschöpfvorrichtung 111 in Form eines sogenannten Bandskimmer 111.The water to be treated is then transferred, in particular pumped, into the pre-separator 110. The pre-separator 110 serves on the one hand as a sedimentation tank and on the other hand for further fat separation using a
Bandskimmer bzw. Band-Abschöpfvorrichtungen sind in größeren Anlagen an sich bekannt. Mittels eines Fließbandes wird aufschwimmendes Fett abgeschöpft. Allerdings hat sich in der praktischen Anwendung gezeigt, dass der Fettgehalt des zu gehandelnden Wassers trotz dem vorhergehenden Fettabscheider noch überraschend derart hoch sind, dass sich durch den Einsatz des Bandskimmers 111 die Wasserqualität für die nachfolgenden Prozessschritte erheblich verbessert.Band skimmers or band skimming devices are known in larger systems. Floating fat is skimmed off using a conveyor belt. However, practical use has shown that the fat content of the water to be treated is still surprisingly so high despite the previous fat separator that the use of the
Die abgeschöpften Öle und Fette werden in einem Auffangbehälter 112 gesammelt und gemeinsam mit anderen in der Küche anfallenden Fetten, wie Fritierfett und Bratenfett, durch ein entsprechendes Entsorgungsunternehmen fachgerecht entsorgt.The skimmed oils and fats are collected in a collecting
Nach dieser Vorkonditionierung ist das zu behandelnde Wasser optimal vorbereitet für eine anschließende Sedimentation. Das zu behandelnde Wasser vom Vorabscheider 110 in über eine Leitung 130 in eine einen Lamellenklärer 230 umfassende Sedimentierungseinrichtung 200 geleitet, in welchem die Sedimentation von Verunreinigungen erfolgt. Im Übergang zwischen dem Vorabscheider 110 und dem Lamellenklärer wird ein Koagulat 10, vorzugsweise eine Eisen(III)-Lösung, besonders bevorzugt als Eisen(III)chlorid-Lösung, zugesetzt. Eine entsprechende Dosiereinheit 140 zur Einstellung des Gehalts an Flockungsmittels ist entlang der Leitung 130 angeordnet. Ein Teil der Leitung 130 und die Dosiereinheit 140 sind Teil eines Anreicherungspfades 8 der Sedimentierungseinrichtung 200. Vorzugsweise weist der Lamellenklärer ein Füllstandsmessgerät 231 und/oder einen Grenzschalter auf. Idealerweise detektiert das Füllstandsmessgerät 231 und/oder der Grenzschalter oder eine Anordnung aus mehreren Grenzschaltern sowohl das Gesamtfüllniveau als auch das Füllniveau des Schlamms bzw. der Phasengrenze, wobei dieEntleerung nicht nur basierend auf dem Gesamtfüllniveau sondern basierend auf einem der beiden Werte erfolgt. Hierfür kann ein kapazitiver Sensor genutzt werden, welcher die Phasengrenze anhand einer Kapazitätsänderung erkennt.After this preconditioning, the water to be treated is optimally prepared for subsequent sedimentation. The water to be treated is passed from the pre-separator 110 via a
Zudem erfolgt eine Einstellung des pH-Werts auf einen neutralen oder leicht basischen Wert, vorzugsweise zwischen 7,2-7,5. Dies kann insbesondere durch Zugabe eines Regulierungsmittels 22, vorzugsweise eines basischen Mittels, besonders bevorzugt von NaOH, insbesondere einer NaOH-Lösung, erfolgen. Eine Dosiereinheit 150 zur Einstellung des pH-Werts ist entlang der Leitung 130 angeordnet. Die Dosiereinheit 150 und/oder die Leitung 130 und/oder ein entlang der Leitung angeordnetes Mittel kann einen pH-Sensor 151 aufweisen, welcher mit der Dosiereinheit 150 mittels einer Signalverbindung, als wireless-Verbindung oder als Signalkabel, verbunden ist. Insbesondere kann die Dosiereinheit 150 eine Steuer- und Auswerteeinheit aufweisen, zur Verarbeitung der Messignale des pH-Sensors 151 und zur Einstellung der Dosiermenge des basischen Mittels zum auszuarbeitenden Wasser. Ein weiterer Teil der Leitung 130 und die Dosiereinheit 150 sind Teil des Regulierungspfades 18 der Sedimentatierungsvorrichtung 200.In addition, the pH value is adjusted to a neutral or slightly basic value, preferably between 7.2-7.5. This can be done in particular by adding a regulating
Die Fließstrecke ist derart ausgelegt, dass ausreichend Zeit zur Flokkulation verbleibt. Zwischen dem Vorabscheider 110 und der Sedimentierungseinrichtung 200 ist ein Mittel 160 zur Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit angeordnet. Das Mittel kann entlang der Leitung 130 oder in der Leitung 130 angeordnet sein oder Teil der Leitung 130 sein. Dies erleichtert die Sedimentation und verringert die Tendenz der Verwirbelungen. Besonders bevorzugt ist das Mittel 160 zur Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit als ein Rohrreaktor ausgebildet. Der Rohrreaktor kann eine Temperiereinrichtung aufweisen, um konstante Bindungsbedingungen bereitzustellen. DieThe flow path is designed in such a way that there is sufficient time for flocculation. A means 160 for reducing the flow velocity is arranged between the pre-separator 110 and the
Die Sedimentierungseinrichtung 200 weist einen Lamellenklärer 230 auf, welcher bodenseitig einen konisches Teilsegment 201 zum Absetzen der Sedimente aufweist, an dessen zulaufenden Ende sich ein Schlammablass 202 befindet. Im neutralen bis basischen pH-Wert bilden sich Hydroxidflocken in der Sedimentierungseinrichtung 200 aus, insbesondere Eisenhydroxidflocken, welche ungefähr 90% der nichtgelösten Stoffe und 50% der gelösten Stoffe erfassen. Der sedimentierte Schlamm wird mit einem TS-Gehalt von vorzugsweise 3-5% periodisch in einen Schlammsammeltank 250 abgeleitet.The
Der Schlammsammeltank 250 weist einen Schlammsammelraum 255 auf und weist zudem einen konischen Boden 251 mit einem Schlammablass 252 am spitz-zulaufenden Ende des Bodens 251 auf. Weiter weist der Schlammsammeltank 250 einen Füllstandssensor und/oder einen Füllstandsgrenzschalter 253 auf. Bei Erreichen eines vorbestimmten Füllstands kann ein Ablassen des Schlammsammeltanks 250 erfolgen. Durch die Überwachung und/oder Ermittlung des Füllstandes wird eine optimale Nachsedimentation innerhalb des Schlammsammeltanks 250 erreicht.The
Der Schlammsammeltank 250 weist ein permeables Filterelement 254 auf, welches vorzugsweise einen Wandungsbereich 256 des Schlammsammelraumes 255, besonders bevorzugt des konischen Boden 251, bildet. Bevorzugt ist das permeable Filterelement 254 ein Filterpapier oder Filtertuch.The
Im Schlammsammeltank 250 ist jenseits des Schlammsammelraumes 255 ein Flüssigkeitssammelraum 257 angeordnet. In diesem Flüssigkeitssammelraum 257 wird das Retentat des Filterelements 254 gesammelt, während das Permeat im Schlammsammelraum 250 verbleibt, wodurch die Schlammphase weiter aufkonzentriert wird. Dies erfolgt bevorzugt über einen Zeitraum von 12-24 Stunden.In the
Das Retentat 258 wird sodann aus dem Flüssigkeitssammelraum 257 in den Vorabscheider 110 rückgeführt, während der aufkonzentrierte Schlamm 259, vorzugsweise nach Erreichen des vorbestimmten Füllstands, aus dem Schlammsammelraum 255 und dem Schlammsammeltank 250 abgeleitet und kann einer Trocknungsanlage 260, beispielsweise einem biologischen Trocknung, zugeführt werden. Ein Verfahren zur biologischen Trocknung ist grundsätzlich bekannt und entsprechendes beispielhaftes Verfahren zur biologischen Trocknung von Klärschlamm wird u.a. in der
Die Sedimentierungseinrichtung 200 weist einen Mehrzahl an Schräglamellen 203 auf, welche schräg in einem Winkel 2-45°, vorzugsweise 5-25° gegenüber einer lotrechten Ausrichtung der Lamellen, angeordnet sind. Die als Lamellenklärer ausgebildete Sedimentierungseinrichtung kann zudem eine Längsachse 204 aufweisen, die vorzugsweise parallel zur Lotrichtung angeordnet ist. Das Lamellenpaket wird dabei von unten nach oben durchströmt. Unterstützend und bevorzugt kann hierfür ein gasförmiges Medium, insbesondere Luft, eingeblasen werden. Entsprechend weist die Sedimentierungseinrichtung 200 einen nicht-dargestellten Gaseinlass auf, welcher vorzugsweise unterhalb einzelner Lamellen oder eines Lamellenpakets angeordnet ist.The
Die Sedimentierungseinrichtung 200 weist zudem eine Zulauföffnung 205 auf an welchem die Leitung 130 in der Sedimentierungseinrichtung 200 mündet. Die Zulauföffnung 205 ist oberhalb des Schlammablasses 202 angeordnet. Überdies weist die Sedimentierungseinrichtung 200 eine Ablauföffnung 206 für eine geklärte Flüssigphase auf, welche oberhalb der Zulauföffnung 205 angeordnet ist. An der Ablauföffnung 206 ist eine Überleitung 220 angeordnet. Bevorzugt ist innerhalb der Sedimentierungseinrichtung 200 ein nicht-dargestelltes Überlaufwehr angeordnet, welches im Bereich der Ablauföffnung 206 angeordnet ist.The
Die Überleitung 220 mündet sodann in einem Vorlagebehälter 310 einer Ultrafiltrationanlage 300. Die Ultrafiltrationsanlage 300 umfasst zudem ein dynamische Tangentialfluss-Filtrationsanlage (engl. Cross Flow) 320 mit einer oder mehreren rotierbar in einem Gehäuse 331 gelagerte keramischen Filtrationsscheiben 332. Die durchschnittliche Porengröße der keramischen Scheiben kann vorteilhaft zwischen 10-50 nm betragen. Sie definieren eine sogenannte keramische Rotationsmembrane. Das vorgereinigte Abwasser wird im Kreislauf zwischen der dynamischen Tangential-Filtrationsanlage 320 und den Vorlagenbehälter 310 geführt. The
Ein Filtrat zwischen 50-500 l/h, vorzugsweise zwischen 150-400 l/h wird in Richtung eines Vorlagentanks 410 der Umkehrosmoseanlage 400 geleitet. Die Ultrafiltrationsanlage verfügt über entsprechende Mittel, z.B. eine Pump, eine oder mehrere Leitungen, sowie eine Steuereinheit, welche ein Freispülen der Rotationsmembran, vorzugsweise durch Erzeugung von Rückspülimpulse erzeugt. Zur Steuerung der Periodizität der Erzeugung der Rückspülimpule kann eine Sensoreinheit, insbesondere an einer Ableitung des Filtrats vorgesehen sein. Eine Sensoreinheit kann z.B. ein Drucksensor und/oder ein optischer Sensor zur Ermittlung eines Trübungsgehalts im Filtrat und/oder ein Durchflusssensor sein.A filtrate between 50-500 l/h, preferably between 150-400 l/h, is directed towards a
Aufgrund der Rückimpulse werden Kolloide und/oder Bakterien auf der Oberfläche der Rotationsmembran entfernt und können als Retentat ausgespült oder in den Vorlagenbehälter 310 rezirkuliert werden, wodurch eine Konzentrierung der zugeführten Phase erfolgt.Due to the return pulses, colloids and/or bacteria on the surface of the rotating membrane are removed and can be rinsed out as retentate or recirculated into the receiving
Kurzkettige Fettsäuren, die eine erhebliche Geruchsbelästigung darstellen können, so u.a. Buttersäure oder dergl., werden nicht zurückgehalten und als Teil des Filtrats in den Vorlagentank 410 der Umkehrosmoseanlage 400 gesammelt.Short-chain fatty acids, which can cause a significant odor nuisance, such as butyric acid or the like, are not retained and are collected as part of the filtrate in the receiving
Die Umkehrosmoseanlage 400 ist mit einer Membran 402 ausgestattet und wird mit einer Ausbeuterate von vorzugsweise mehr als 60 Vol.%, vorzugsweise zwischen 65-75 Vol.% betrieben. Die Umkehrosmose ist an sich bekannt. Die Anlage ist ausgelegt zur maximalen Bereitstellung von mehr als 100 l/h, vorzugsweise zur maximalen Bereitstellung einer Menge zwischen 120-300 l/h. Sie weist einen Osmosebehälter 410, beispielsweise mit einer Wickelmembran oder einer anderen semipermeablen Membran 411 und einen daran anschließenden Speichertank 420 für das Permeat auf. Die Umkehrosmoseanlage 400 eine Ablaufleitung 430 für das Permeat auf, welche an einem Permeatablauf 401. der Umkehrosmoseanlage angeordnet istThe
Das bereitgestellte Permeat weist alle Erfordernisse zum Einleiten in ein herkömmliches Wassernetz auf und kann z.B. für die Toilettenspülung genutzt werden. Daher kann die Ablaufleitung 430 vorteilhaft einen Anschluss 431 an eine Sanitäranlage aufweisen. Der Speichertank 420 ist dabei Teil der Ablaufleitung 430. Der Speichertank 420 weist überdies eine Füllstands- und/oder Grenzstandsüberwachungsvorrichtung 421 auf, welcher eine Notentleerung bei Erreichen eines bestimmten Grenzstands im Speichertank initiiert.The permeate provided has all the requirements for introduction into a conventional water network and can be used, for example, to flush toilets. Therefore, the
Entlang der Ablaufleitung 430 ist zudem eine Desinfektions-Dosiereinheit 440 zur Zuleitung eines Desinfektionsmittels in das Permeat angeordnet. Die Desinfektions-Dosiereinheit 440 weist einen Lagertank mit Desinfektionsmittel zur Wasserdesinfektion einer vorbestimmten Konzentration auf. Typischerweise kann es sich dabei Chlor oder ein anderes Desinfektionsmittel wie z.B. NaClO, insbesondere zwischen 0,1-1 ppm, handeln.A
Weiterhin ist im oder am Osmosebehälter 410 oder entlang der Ablaufleitung 430 ein Aktivkohlefilter 450 vorgesehen. Dieser ist in Strömungsrichtung vorzugsweise vor der Desinfektions-Dosiereinheit 440 angeordnet.Furthermore, an activated
Der Osmosebehälter 410 weist eine Konzentratablauf 412 auf, welcher der Ableitung eines Konzentrats dient. Das Konzentrat, in welchem die nach der Ultrafiltration verbliebenen Verunreinigungen verblieben sind, werden über den Konzentratablauf 412 in den Fettabscheider 100 zurückgeführt. In dem Konzentrat kann ein erhöhter CSB-Gehalt bis zu 3300 mg/l vs. 1000 mg/l feststellbar sein. Wegen der vergleichsweise geringen Abwassermenge des Konzentrats fällt die Schmutzfracht nicht wesentlich ins Gewicht.The
Absetzbare Stoffe werden durch die vorbeschriebene Vorrichtung 2 vollständig und schwerflüchtige lipophile Stoffe weit übergehend entfernt.Detachable substances are completely removed by the above-described
In einen Zeitraum von einem Jahr wurden Proben des Küchenabwassers entnommen und verschiedene Parameter durch Vollanalysen ermittelt:
- 1. Küchenwasser vor Einleitung Abwassermenge (m3/d) = 1,9 Schwerflüchtige lipophile Stoffe, ber. als TR (mg/l) <150 CSB, ber. als O2 (mg/l) < 1000 Absetzbare Stoffe, ber. als ABS (ml/l) < 10 Temperatur (°C) <35
- 2. Küchenwasser am Filtrat-Ablauf der Ultrafiltration Abwassermenge (m3/d) = 1,9 pH-Wert7,0 - 7,5 Schwerflüchtige lipophile Stoffe, ber. als TR (mg/l) <5 CSB, ber. als O2 (mg/l) < 1000 Absetzbare Stoffe, ber. als ABS (ml/l) < 1,0 Temperatur (°C) <35
- 3. Küchenwasser am Konzentratablauf der Umkehrosmose Abwassermenge (m3/d) = 0,57 pH-Wert7,0 - 7,5 Schwerflüchtige lipophile Stoffe, ber. als TR (mg/l) <20 CSB, ber. als O2 (mg/l) <3333 Absetzbare Stoffe, ber. als ABS (ml/l) < 2,0 Temperatur (°C) <35
- 4. Küchenwasser am Permeatablauf der Umkehrosmose Abwassermenge (m3/d) = 1,33 pH-Wert6,5 - 7,5 Schwerflüchtige lipophile Stoffe, ber. als TR (mg/l) <2,0 CSB, ber. als O2 (mg/l) <200 Absetzbare Stoffe, ber. als ABS (ml/l) < 0,5 Temperatur (°C) <35
- 1. Kitchen water before discharge Amount of wastewater (m 3 /d) = 1.9 Semi-volatile lipophilic substances, calculated as TR (mg/l) <150 COD, calculated as O 2 (mg/l) < 1000 Settable substances, calculated. as ABS (ml/l) < 10 temperature (°C) <35
- 2. Kitchen water at the filtrate outlet of the ultrafiltration Amount of wastewater (m 3 /d) = 1.9 pH value 7.0 - 7.5 Semi-volatile lipophilic substances, calculated as TR (mg/l) <5 COD, calculated as O 2 (mg/l) < 1000 Settable substances, calculated as ABS (ml/l) < 1.0 Temperature (°C) <35
- 3. Kitchen water at the concentrate outlet of the reverse osmosis Amount of wastewater (m 3 /d) = 0.57 pH value 7.0 - 7.5 Semi-volatile lipophilic substances, calculated as TR (mg/l) <20 COD, calculated as O 2 ( mg/l) <3333 Settable substances, calculated as ABS (ml/l) < 2.0 Temperature (°C) <35
- 4. Kitchen water at the permeate outlet of the reverse osmosis Amount of wastewater (m 3 /d) = 1.33 pH value 6.5 - 7.5 Semi-volatile lipophilic substances, calculated as TR (mg/l) <2.0 COD, calculated as O 2 (mg/l) <200 Settable substances, calculated as ABS (ml/l) < 0.5 Temperature (°C) <35
Das vorgenannte Verfahren und die vorgenannte Vorrichtung verarbeitet Küchenwasser der Systemgastronomie (QSR) in Brauchwasser, welches zur Spülung von Toiletten oder zur Gartenbewässerung geeignet ist.The aforementioned method and the aforementioned device processes kitchen water from system catering (QSR) into service water, which is suitable for flushing toilets or for watering gardens.
Dabei wird das gesamte anfallende Küchenwasser nahezu vollständig von schwerflüchtigen lipophilen Stoffen (SLS) und den abgesetzten Stoffen (ABS) gereinigt. Der pH-Wert des Abwassers wird neutralisiert. Das Konzentrat der Umkehrosmose, die den Abwasserstrom um 70% reduziert, weist eine erhöhte CSB-Konzentration bei gleichbleibender Schutzfracht nach der Ultrafiltrationsbehandlung auf, wenn es zurück in den Fettabscheider gelangt. Die gelösten und nicht gelösten Inhaltsstoffe des Abwassers werden im Schlamm gebunden, der im Trockner gemeinsam mit Speiseresten zu Dünger zur Verwendung in der biologischen Landwirtschaft verarbeitet werden kann.All of the resulting kitchen water is almost completely cleaned of low-volatility lipophilic substances (SLS) and the settled substances (ABS). The pH value of the wastewater is neutralized. The reverse osmosis concentrate, which reduces the wastewater flow by 70%, has an increased COD concentration while maintaining the same protective load after ultrafiltration treatment when it returns to the grease separator. The dissolved and undissolved ingredients of the wastewater are bound in the sludge, which can be processed in the dryer together with food waste into fertilizer for use in organic farming.
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 22
- Vorrichtungcontraption
- 44
- ZulaufIntake
- 55
- StrömungsrichtungDirection of flow
- 88th
- AnreicherungspfadEnrichment pathway
- 1010
- KoagulantCoagulant
- 1818
- RegulierungspfadRegulatory path
- 2222
- Regulierungsmittelsmeans of regulation
- 100100
- FettabscheiderGrease separator
- 101101
- Behältercontainer
- 102102
- TrennwandungPartition
- 103103
- Leitungencables
- 104104
- Trennbereichsseparation area
- 105105
- Trennbereichseparation area
- 106106
- Überlaufoverflow
- 107107
- FüllstandssensorLevel sensor
- 108108
- BelüftungsvorrichtungVentilation device
- 109109
- Vorrichtung zur DrucklufterzeugungDevice for generating compressed air
- 110110
- VorabscheiderPre-separator
- 111111
- AbschöpfvorrichtungSkimming device
- 112112
- AuffangbehälterCollection container
- 113113
- Aufnahmeraum des Behälters des FettabscheidersReceiving space for the grease separator container
- 120120
- Druckgas-DüseCompressed gas nozzle
- 130130
- LeitungLine
- 140140
- DosiereinrichtungDosing device
- 150150
- DosiereinheitDosing unit
- 151151
- Sensorsensor
- 160160
- Mittel zur Reduzierung der StrömungsgeschwindigkeitMeans for reducing the flow velocity
- 200200
- Sedimentierungseinrichtungsedimentation device
- 201201
- TeilsegmentSub-segment
- 202202
- Schlammablassesmud drain
- 203203
- SchräglamellenSlanted slats
- 204204
- LängsachseLongitudinal axis
- 205205
- ZulauföffnungInlet opening
- 206206
- AblauföffnungDrain opening
- 210210
- VorlagenbehälterTemplate container
- 220220
- ÜberleitungTransition
- 230230
- LamellenklärerLamella clarifier
- 231231
- FüllstandsmessgerätLevel measuring device
- 250250
- SchlammsammeltankSludge collection tank
- 251251
- BodenFloor
- 252252
- Schlammablassesmud drain
- 253253
- Füllstandssensor und/oder FüllstandsgrenzschalterLevel sensor and/or level limit switch
- 254254
- FilterelementFilter element
- 255255
- SchlammsammelraumMud collection room
- 256256
- WandungsbereichWall area
- 257257
- FlüssigkeitssammelraumLiquid collection room
- 258258
- Retentatretentate
- 259259
- aufkonzentrierter Schlammabgeleitetderived from concentrated sludge
- 260260
- TrocknungsanlageDrying system
- 300300
- UltrafiltrationsanlageUltrafiltration system
- 310310
- Vorlagebehälterstorage container
- 331331
- GehäuseHousing
- 332332
- keramische Filtrationsscheibenceramic filtration discs
- 400400
- UmkehrosmoseanlageReverse osmosis system
- 401401
- PermeatablaufPermeate drain
- 410410
- Vorlagentank / OsmosebehälterMaster tank / osmosis container
- 412412
- KonzentratablaufConcentrate drain
- 420420
- Speichertankstorage tank
- 421421
- Füllstands- und/oder GrenzstandüberwachungsvorrichtungFill level and/or limit level monitoring device
- 430430
- AblaufleitungDrain line
- 431431
- Anschluss (Sanitäranlage)Connection (sanitary system)
- 440440
- Desinfektions-DosiereinheitDisinfectant dosing unit
- 450450
- AktivkohlefilterActivated carbon filter
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 4111314 C2 [0048]DE 4111314 C2 [0048]
Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited
- DIN EN 12566 [0003]DIN EN 12566 [0003]
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