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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abbau von Fetten in
Abwässern
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine entsprechende Vorrichtung
zur Durchführung
des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4. Derartige Verfahren
zum Abbau von Fetten in Abwässern
und die entsprechenden Vorrichtungen zu deren Durchführung werden
in der kommunalen und in der gewerblichen Abwasserwirtschaft verwendet.
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Sowohl
private Haushalle als auch gewerbliche Unternehmungen leiten in
zunehmendem Maße mit
fertigen Anteilen belastete Abwässer
in die Kanalisation ein. Insbesondere Abwasserpumpwerke, in denen
Abwasser bis auf ein bestimmtes Niveau angesammelt und erst dann
abgeführt
wird, verschmutzen schnell durch die an Wänden und Installationen anhaftenden
fettigen Anteile. Regelmäßige Wartungsarbeiten
einerseits und Zugabe Fett lösender Präparate andererseits
bilden das momentane Möglichkeitsspektrum
zur Beseitigung von sich bildenden Fettschichten und -verkrustungen
in Abwasserpumpwerken. Dabei fallen mit der Durchführung von
Wartungsarbeiten hohe Kosten an und die Zugabe fettlösender Präparate belastet
zusätzlich
die Umwelt erheblich.
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Um
fettige Anteile bereits am Ort der Entstehung vor der Einleitung
in die Kanalisation zurückzuhalten,
sind eine Reihe von Fettabscheidern bekannt, bei denen die auf einer
Wasseroberfläche
aufschwimmenden fettigen Anteile abgeschöpft und getrennt entsorgt werden.
Nachteilig ist, dass Fettabscheider durch hohe Anschaffungs- und
Betriebskosten nur in sehr begrenztem Umfang zum Einsatz kommen.
Nachteilig ist auch, dass die Fettabscheider selbst in regelmäßigen Abständen gereinigt
werden müssen.
Die dazu eingesetzten Mittel, mit denen der Fettabscheider abgespült wird,
bewirken nur eine Verflüssigung
der Fette, keinen Abbau. Somit gelangt jeweils eine große Menge
mit fettigen Anteilen behafteten Abwassers in die Kanalisation.
Langkettige Fettsäuren
führen
insbesondere in Wässern
mit einem hohen Härtegrad
durch ihre Verbindung mit Erdalkalielementen zu sogenannten Kalkseifen.
Diese haften dann an den Wänden
der Abwasserleitungen und der Abwasserpumpwerke in verschmutzender Weise
an. Von dem Wartungspersonal muss dann dieser Teil des anhaftenden
Fettes mechanisch aus den betroffenen Abwasserbauwerken entfernt
und gesondert entsorgt werden. Der restliche Teil der fettigen Anteile
wird zusammen mit dem Abwasser in eine nachgelagerte Kläranlage
zur Reinigung des Abwassers abtransportiert.
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Aus
der
DE 100 09 014
A1 und der
DE
38 34 244 A1 sind Verfahren und Einrichtungen bekannt, die
Schadstoffe im Abwasser mit Hilfe von Mikroorganismen abbauen. Dazu
sind aber bauliche Anlagen und gerätetechnische Einrichtungen
erforderlich, die bei einleitungsnahen Abwasserbauwerken nicht zu realisieren
sind.
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In
Kläranlagen
wird in an sich bekannter Weise der Abbau von Fetten durch Mikroorganismen durchgeführt, so,
wie es in der
DE 199
32 903 A1 beschrieben ist. Nachteilig ist, dass dies unter
Nutzung aufwendiger Vorrichtungen und nur bei entsprechend langer
Verweildauer nachhaltig möglich
ist. Dabei stoßen
kommunale Kläranlagen
sehr schnell an Kapazitätsgrenzen,
weil durch Fette das Wachstum fadenförmiger Mikroorganismen gefördert wird,
die durch Blähschlammbildung
die Reinigungsleistung des Klärwerkes
einschränken.
Der Aufbau und der Betrieb der Klärwerke ist sehr kostenintensiv.
Meist existieren nur wenige, dezentral angeordnete Klärwerke.
Bezogen auf die vielen Orte der Entstehung und der Einleitung von
mit fettigen Anteilen behafteter Abwässer, sind Klärwerke daher
ungeeignet.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gattungsmäßiges Verfahren
zum Abbau von Fetten in Abwässern
und eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu entwickeln, mit
dem unter Nutzung vorhandener Abwasserbauwerke und bereits nahe
an den Orten der Entstehung und der Einleitung fetthaltiger Abwässer in
die Kanalisation deren Abbau nachhaltig möglich ist.
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Verfahrensseitig
wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs
1 gelöst.
Zweckdienliche Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 und
3. Im Bezug auf die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird diese
Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 4 gelöst und zweckmäßig durch
die Unteransprüche
5 bis 7 ausgeslaltet.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zum Abbau von Fetten in Abwässern
und die entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beseitigt
die genannten Nachteile des Standes der Technik.
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Vorteilhaft
bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der entsprechenden Vorrichtung
ist es, dass den fettabbauenden Mikroorganismen einerseits mir einer
Vielzahl von Formteilehen einer Trägerschicht der notwendige Ansiedlungsraum
und andererseits den Mikroorganismen die zum Fettabbau notwendige
Zeit zur Verfügung steht,
da sich die Trägerschicht
an sich ändernde Wasserstände innerhalb
des Abwasserbauwerkes anpasst. Dadurch entsteht eine kompakte Anordnung
innerhalb derer der Abbau von Fetten durch Mikroorganismen nachhaltig
stattfindet. Besonders vorteilhaft wirken sich die durch das Einleiten
oder das Abführen
von Abwasser entstehenden Strömungen aus,
die zu einer intervallartigen Durchmischung der Formteilchen der
Trägerschicht
und des mit fettigen Anteilen behafteten Abwassers führt. Dies
führt zu
einer permanenten Versorgung der Mikroorganismen mit weiteren fettigen
Anteilen. Dadurch wird die Konzentration fettiger Anteile in dem
Abwasser nachhaltig gesenkt. Dies führt einerseits zu längeren Wartungszyklen
für die
Abwasserbauwerke und andererseits zu einer geringeren Belastung
der Klärwerke. Dabei
kann der Prozess des Abbaus weitgehend selbstgesteuert ablaufen,
weil sich nur die Kulturen von Mikroorganismen entwickeln, die eine
ausreichende Nahrungsgrundlage vorfinden.
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Verfahrensseitig
kann es von Vorteil sein, wenn das Wachstum der Mikroorganismen
durch Zugabe von Präparaten
initiiert oder verstärkt
wird, weil dadurch in kürzerer
Zeit größere Kulturen
von Mikroorganismen angesiedelt werden, die dann auch mehr Fettabbauen.
Auch kann dadurch in einfacher Weise die Ansiedlung spezieller Kulturen
von Mikroorganismen gefördert
werden. Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn mindestens einer der
an sich bekannten Verfahrensschritte des Fettabbaus durch die Mikroorganis men
durch Zugabe von Präparaten
initiiert oder verstärkt
wird, weil sich dadurch der Abbau von Fetten anforderungsgerecht
beeinflussen lässt.
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Vorrichtungsseitig
ist es von Vorteil, wenn die Formteilchen der Trägerschicht kugelförmig ausgeführt sind,
eine glatte Oberfläche
für ein
reibungsarmes Aneinandervorbeigleiten aufweisen und die aus aufgeschäumtem Polystyrol
oder einem Material mit vergleichbaren Eigenschaften bestehen, weil
dies der notwendigen Durchmischung der Trägerschicht mit der fettführenden
Abwasserschicht zuträglich
ist. Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Formteilchen der Trägerschicht
einen einheitlichen Durchmesser oder einen unterschiedlichen Durchmesser
in einem Bereich von 3 bis 50 mm aufweisen, weil dadurch in einfacher
Weise sowohl die Trägerschicht
an unterschiedliche räumliche
Bedingungen als auch an das Siedlungsverhalten der Mikroorganismen
anpassen lässt.
Dabei ist es von Vorteil, wenn die Anzahl und Größe der Formteilchen der Trägerschicht
so bemessen ist, dass sich ein auf die konkrete Belastung des Abwassers
mit fettigen Anteilen angepasster Ansiedlungsraum für die Mikroorganismen
ergibt, so dass den Mikroorganismen eine für den nachhaltigen Abbau der
fettigen Anteile notwendige Wirkzeit zur Verfügung steht, weil dadurch eine
einfache Anpassung an die konkret vorherrschenden Bedingungen möglich ist.
Es ist besonders vorteilhaft, dass eine kurzfristige Anpassung an
geänderte
Bedingungen gleichfalls möglich
ist.
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Die
Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert werden.
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Dazu
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Abwasserpumpwerkes mit einer aus
Formteilchen bestehenden und auf der Abwasseroberfläche schwimmenden
Trägerschicht,
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2 in
einer vergrößerten Ansicht
A eine schematische Darstellung der Trägerschicht mit darauf angesiedelten
Mikroorganismen und anhaftenden fettigen Anteilen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Durchführung
des Verfahrens ist gemäß 1 in
einer typischen Anordnung in einem Abwassersammelraum 1 eines
Abwasserpumpwerkes dargestellt. Das Abwasserpumpwerk besteht in
der Regel aus einem zylindrischen Körper mit einer Wandung 2,
einer unteren Sohlplatte 3 und einer oberen Deckplatte 4, die
den Abwassersammelraum 1 allseitig umschließen. Die
obere Deckplane 4 weist zudem einen Öffnungsdeckel 5 auf.
In den Abwassersammelraum 1 des Abwasserpumpwerkes mündet einerseits
ein Abwasserzulauf 6 ein und andererseits führt eine
Abwasserabführung 7 heraus.
Auf der Sohlplatte 3 ist eine Abwasserpumpe 8 installiert,
die saugseitig mittels eines Sauganschlusses 9 mit dem
Abwassersammelraum 1 und druckseitig mittels einer Druckleitung 10 mit
der Abwasserabführung 7 verbunden
ist. In dem Abwassersammelraum 1 des Abwasserpumpwerkes
ist durch den Abwasserzulauf 6 zulaufendes Abwasser von
einem unteren Ausschaltniveau 11 der Abwasserpumpe 8 bis
auf ein oberes Einschaltniveau 12 der Abwasserpumpe 8 stapelbar.
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Auf
der Oberfläche
des Abwassers ist in erfinderischer Weise eine Trägerschicht 13 ausgebreilet,
die den Abwassersammelraum 1 in eine Luftkammer 14 oberhalb
und eine Abwasserkammer 15 unterhalb der Trägerschicht 13 aufteilt.
Die Trägerschicht 13 bestehe
dabei aus einer Vielzahl runder, schwimmfähiger Formteilchen 16,
so dass die Trägeschicht 13 in
ihrer Gesamtheit mit einem ansteigenden Abwasserspiegel aufschwimmt
und mit einem abnehmenden Abwasserspiegel entsprechend absinkt.
Die Trägerschicht 13 ist
kompakt ausgebildet, indem die Formteilchen 16 ineinander
verschachtelt angeordnet sind. Dabei sind die Formteilchen 16 der Trägerschicht 13 in
einer solchen Menge eingesetzt und besitzen eine solche Grüße, dass
die Abwasserkammer 15 trotz der den Abwassersammelraum 1 des
Abwasserpumpwerkes vertikal durchziehenden Installationen weitgehend
gegen einen Austausch von Gasen mit der Luftkammer 14 abgetrennt
ist. Die Formteilchen 16 weisen eine solche Dichte auf,
dass die Formteilchen 16 nicht ohne weiteres von aus dem Abwasser
aufsteigenden Abgasen aufgetrieben werden, aber sich den Massekräften von
oben einfallendem Wassers ergeben können. Zudem weisen die Formteilchen 16 eine
glatte Oberfläche
auf, die ein reibungsarmes Aneinandervorbeigleiten der Formteilchen 1fi ermöglicht.
Die Formteil chen 16 bestehen aus aufgeschäumtem Styropor
oder aus einem Material mit ähnlichen
Eigenschaften. Die Vielzahl der Formteilchen 16 der Trägerschicht 13 weisen
einen einheitlichen Durchmesser auf. Der Durchmesser der Formteilchen 16 liegt
dabei in einem Bereich von 3 bis 50 mm. Die einzusetzende Menge
an Formteilchen 16 ist auf die Erreichung einer Dicke der
Trägerschicht 13 von
100 bis 1.000 mm abgestimmt. Es ist auch möglich, gleichzeitig Formteilchen 16 mit
unterschiedlichen Durchmessern einzusetzen.
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Die 2 zeigt
in einer vergrößerten Ansicht A
einige der Formteilchen 16 der Trägerschicht 13. Auf
der Oberfläche
der Formteilchen 16 siedeln schichtweise Mikroorganismen 17 an,
die bestenfalls die gesamte Oberfläche jedes der Formteilchen 16 bedecken.
An die Schicht der Mikroorganismen 17 haften fettige Anteile 18 des
Abwassers an.
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Die
Handhabung des erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Abbau von Fellen in Abwässern
und der entsprechenden Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens soll nun
anhand einer Funktionsbeschreibung erläutert werden. Dazu tragen die
auf der Abwasseroberfläche
schwimmenden Formteilchen 16 der Trägerschicht 13 eine
Ansiedlung von Mikroorganismen 17. Die Mikroorganismen 17 sind
dabei ein natürlicher
Bestandteil des Abwassers, die sich, entsprechend des Verhältnisses
der Bestandteile des Abwassers spezialisieren. Zur Erreichung einer
kürzeren
Anlaufzeit bei einem erstmaligen Einsatz können dem Abwasser entsprechende
Präparate
beigegeben werden.
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Bei
dem Einleiten des Abwassers in den Abwassersammelraum 1 entstehen
Strümungen,
die durch das Abwasser auf die Formteilchen 16 der Trägerschicht 13 übertragen
werden. Dadurch wird der Zusammenhalt mehrerer Formteilchen 16 der
Trägerschicht 13 überwunden,
so dass die fettigen Anteile 18 des Abwasser mit den Formteilchen 16 in
einen anhaftenden Kontakt kommen. Bei jedem Zulauf von Abwasser
schwimmen fettige Anteile 18 an die Abwasseroberfläche auf
und es wiederholt sich die beschriebene Durchmischung der Formteilchen 16 der
Trägerschicht 13 und
der fettigen Anteile 18.
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Während des
Stapelns des Abwassers bauen die auf der Oberfläche der Formteilchen 16 der Trägerschicht 13 siedelnden
Mikroorganismen 17 die anhaftenden fettigen Anteile 18,
wie an sich bekannt, in einem mehrstufigen Verfahren ab. Dabei werden zuerst
die Fettmoleküle
gespalten und danach in Kohlendioxid und Wasser veratmet.
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Auch
bei dem Abführen
des Abwassers werden Strömungen
erzeugt, die wiederum auf die Vielzahl der Formteilchen 16 der
Trägerschicht 13 übertragen
wird, so dass deren Zusammenhalt überwunden wird und die fettigen
Anteile 18 des Abwassers mit den Formteilchen 16 in
einen anhaftenden Kontakt kommen. Dadurch wird weitgehend von den
fettigen Anteilen 18 vorgereinigtes Abwasser aus dem Abwassersammelraum 1 abgeführt.
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Einerseits
durch das intervallartige Durchmischen der Trägerschicht 13 der
Mikroorganismen 17 mit dem Abwasser wird eine kontinuierliche
Versorgung der Mikroorganismen 17 mit fettigen Anteilen 18 verwirklicht.
Andererseits erhalten durch die Kompaktheit der Trägerschicht 13 die
Mikroorganismen 17 die zum nachhaltigen Fettabbau notwendige
Zeit.
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- 1
- Abwassersammelraum
- 2
- Wandung
- 3
- untere
Sohlplatte
- 4
- obere
Deckplatte
- 5
- Öffnungsdeckel
- 6
- Abwasserzuführung
- 7
- Abwasserabführung
- 8
- Abwasserpumpe
- 9
- Sauganschluss
- 10
- Druckleitung
- 11
- unteres
Ausschaltniveau
- 12
- oberes
Einschaltniveau
- 13
- Trägerschicht
- 14
- Luftkammer
- 15
- Abwasserkammer
- 16
- Formteilchen
der Trägerschicht
- 17
- Mikroorganismen
- 18
- fettige
Anteile des Abwassers