DE1114444B - Anlage zur selbsttaetigen Desinfektion von Abwaessern - Google Patents

Anlage zur selbsttaetigen Desinfektion von Abwaessern

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DE1114444B
DE1114444B DESCH16141A DESC016141A DE1114444B DE 1114444 B DE1114444 B DE 1114444B DE SCH16141 A DESCH16141 A DE SCH16141A DE SC016141 A DESC016141 A DE SC016141A DE 1114444 B DE1114444 B DE 1114444B
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    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02Treatment of water, waste water, or sewage by heating

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  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)

Description

  • Anlage zur selbsttätigen Desinfektion von Abwässern Die mit Krankheitskeimen infizierten Abwässer, z. B. die Abwässer der Isolierstationen von Krankenhäusern, bilden eine ständige Gefahr für die allgemeine Gesundheit, gleichviel, ob die Abwässer durch Kläranlagen oder direkt in die Abwässerleitungen und damit letzten Endes in die Vorfluter gelangen oder ob sie als Düngemittel verwendet werden. Sie stellen eine ständige Bedrohung der Bevölkerung durch Seuchen dar.
  • Im ersteren Fall können die Bakterien in das aus den Flüssen oder dem Grundwasser entnommene Trinkwasser gelangen, aus dem sie auch durch die besten üblichenReinigungsanlagen nicht entfernt werden können. Im Fall der Verwendung als Düngemittel, z. B. durch Berieselung der Felder mit Abwässern, besteht die Gefahr, daß die Bakterien in die pflanzliche oder tierische Nahrung gelangen und dann wieder von den Menschen aufgenommen werden. MancheNahrungsmittel stellen bekanntlich die besten Nährböden für Bakterien dar, z. B. Milch für Typhusbazillen und Butter für Tuberkeln.
  • Um die Bakterien zu vernichten, kann man die Abwässer mit Chlor, etwa in Form des Chlorkalkes oder der Chlorimpfung, behandeln. Es fallen aber auf die Dauer meist große Mengen infektiöser Abwässer an, und für die Abtötung aller Krankheitskeime ist so viel Chlor erforderlich, daß nach der Bindung des freien Chlors an das Wasser bzw. an die darin enthaltenen Stoffe noch 0,5 mg/1Ü Überschuß nachzuweisen ist.
  • Da die im Abwasser vorhandenen hochmolekularen Stoffe das Chlor in großen Mengen binden, die dann nicht mehr zur Desinfektion frei sind, muß je nach der Beschaffenheit derAbwässer bis zum 10 000fachen der vorgenannten Menge Chlor zugegeben werden.
  • In den Isolierstationen ist beispielsweise je Bett und Tag mit 5001 Abwässern zu rechnen. Es ist leicht einzusehen, daß die Kosten der Chlorierung solcher Abwässer schnell das erträgliche Maß Überschreiten. Abgesehen davon, sind mit Chlor behandelte Abwässer sehr aggressiv und zerstören z. B. die Dichtungen der Leitungsrohre. In den Flüssen töten sie auf weite Strecken zumindesten alle höhere Lebewesen ab. Die Chlorbehandlung verhindert auch die biologische Reinigung in den Vorlutern. Namhafte Forscher haben gezeigt, daß mit Chlor keine Viren, z. B. Kinderlähmungsviren oder Gelbsuchtsviren, abgetötet werden können.
  • Es ist bekannt, solche Flüssigkeiten der Ultraviolettbestrahlung und im Zusammenhang damit der Ultrabeschallung auszusetzen, ein Verfahren, das zumindest bei der Anwesenheit von Feststoffen die Abtötung von Bakterien und ähnlichen resistenten Krankheitserregern nicht erreichen kann. Zudem dringen Strahlen dieser Art nur wenige Millimeter in Flüssigkeiten ein.
  • In Kläranlagen, die mit Faulschlamm arbeiten, sind Wärmebehandlungen der verschiedensten Art vorgeschlagen worden, mit denen aber eine Desinfektion von Krankheitserregern nicht erreicht wird.
  • So arbeitet z. B. eine bekannte Anlage zur Faulgaserzeugung mit einem gasbeheizten Wärmeaustauscher. Die Temperatur der Anlage ist dadurch begrenzt, daß die Fäulniserreger nicht in ihrer Tätigkeit beeinflußt oder gar abgetötet werden dürfen. Bei der Beheizung des Faulraumes auf etwa 36° C und Heißwassertemperaturen von 55 bis 68° C sind hohe Wassergeschwindigkeiten von 1,5 m/sec im Wärmeaustauscher angewendet worden.
  • Die sogenannte Konditionierung des Faulschlammes wird bei anderen Anlagen durch Erwärmung des dem Faulbecken zufließenden Schlammes in offenen Kanälen bei langsamer Bewegung vorgenommen. Mit ähnlichen Anlagen kann man bei "erhöhten Temperaturen von 50 bis 769 C auch Askarideneier abtöten.
  • Gerade dieser Temperaturbereich ist aber recht günstig für die Entwicklung von Bakterienkulturen, so daß durch eine solche Behandlung, selbst wenn die Askarideneier wirksam vernichtet werden, andererseits die Bakterien geradezu gezüchtet statt vernichtet werden.
  • Schließlich ist es bekannt, die Feststoffe aus Abwässern zur Eindickung von einer Pumpe durch einen Zerkleinerer hindurch anzusaugen und sie zunächst durch einen Grundwärmeaustauscher, dann durch einen Spitzenwärmeaustauscher, durch ein verlängertes Rohrsystem und schließlich zur Abgabe der fühlbaren Wärme wieder durch den Grundwärmeaustauscher zu führen. Die eingedickten Massen werde zu Kuchen verpreßt, die als Düngemittel oder als Brennstoff verwendet werden.
  • Diese Maßnahmen dienen nicht der Desinfektion, sondern der Eindickung des Schlammes. Abgesehen davon, daß die Behandlung, bei der eine Temperatur von ungefähr 180° C angewendet wird, einen hohen Aufwand an Energiekosten erfordert, erhält man auch mit ihr keine Abtötung der Bakterien, es sei denn, daß der vorher abgetrennte flüssige Anteil der Abwässer einer intensiven Sauerstoffbehandlung unterzogen würde, die in der Regel aus dem bereits erwähnten Zusatz von sauerstoffabgebenden Chlorverbindungen besteht. Darüber hinaus ist bei getrennter Behandlung der konsistenten Massen die Wärmeübertragung bis in den Kern der einzelnen Festbestandteile während des Durchlaufs durch ein Rohrsystem schwierig, weil bei zu geringen Durchlaufgeschwindigkeiten die Massen Ablagerungen bilden können, welche in kurzerZeit dasRohrleitungssystem verstopfen. Dringt andererseits bei Anwendung hoher Durchlaufgeschwindigkeiten für den Schlamm die Wärmeeinwirkung nicht bis zum Kern der festen Bestandteile vor, so verbleiben in diese. Infektionsherde, die alsbald wieder die gesamte Masse infizieren.
  • Bei einer weiteren vorgeschlagenen Desinfektionseinrichtung werden die Abwässer mit den Feststoffen in einen Behälter gebracht, in welchem sie unter Anwendung von Druck und von Temperaturen über 100° C desinfiziert werden. Nach einer durch Meßeinrichtungen überwachten Behandlungsdauer wird der Behälter entleert und mit weiteren Abwässern aus einem Sammelbehälter gefüllt. -Gemäß der Erfindung werden die gesamten Abwässer, so wie sie anfallen, also die Flüssigkeit und die Feststoffe, von Anfang an und dauernd gemeinsam durch eine kontinuierlich arbeitende Anlage geführt. Zu diesem Zweck ist eine Anlage zur selbsttätigen Desinfektion von Abwässern, insbesondere aus Infektionskrankenanstalten, unter Verwendung eines Sammelbehälters und unter Anwendung von Druck und Temperaturen über 100° C gemäß der Erfindung in der Weise ausgebildet, daß vor dem Sammelbehälter mindestens eine die Feststoffe im Abwasser bis zur Griesförmigkeit verarbeitende Mahlvorrichtung angeordnet ist und daß zum Absaugen des Abwasserfeststoffgemisches aus dem Sammelbehälter mindestens ein Pumpenaggregat dient, dem mindestens ein in bekannter Weise im Gegenstrom betriebener Grundwärmeaustauscher sowie ein dampfbeheizter Spitzenerwärmer nachgeschaltet sind, wobei zur Ableitung des desinfizierten Abwasserfeststoffgemisches aus dem Grundwärmeaustäuscher ein durch seine Länge den Druck in dem Grundwärmeaustauscher und in dem durchflossenen Teil des Spitzenerwärmers bestimmendes Standrohr angeordnet ist.
  • Die erfindungsgemäße Ausbildung der Anlage gewährleistet durch die gleichzeitige Behandlung der Flüssigkeit und der Feststoffe eine tatsächliche Beseitigung der Infektionsgefahr. Durch die Mahlvorrichtung und das Pumpenaggregat wird erreicht, daß das Abwasserfeststoffgemisch weitgehend homegenisiert wird. Es kann daher nicht vorkommen, daß zeitweise zuviel Feststoffe durchgesetzt und diese dann nicht bis zum Kern der festen Bestandteile desinfiziert werden. Auch werden Ablagerungen in den Wärmeaustauschem vermieden, zumal wenn Durchlaufgeschwindigkeiten in der Größenordnung von 800 mm je Minute angewendet werden. Andererseits wird dadurch auch vermieden, daß das Abwasserfeststoffgemisch zu hoch erhitzt werden muß, wodurch die Gefahr der Dampfblasenbildung und von Flüssigkeitsstößen entstehen würde.
  • Schließlich ist es für die Zerkleinerungseinrichtung günstig, wenn nicht durch sie hindurchgesaugt wird, weil das Saugen das Mitreißen ohne Zerkleinern von schwer zerschneidbaren Stoffen, z. B. von Nylonfäden und überhaupt von Fasern, begünstigt, die dann leicht Anlaß zur Verstopfung der Rohrleitungen geben können, zumal wenn hohe Temperaturen angewendet werden.
  • Die Wirtschaftlichkeit der Anlage wird dadurch sehr unterstützt, daß in an sich bekannter Weise die Erhitzung des in den Grundwärmeaustauscher einlaufenden Abwasserfeststoffgemisches weitgehend durch das bereits desinfizierte Gemisch erfolgt, so daß im Spitzenerwärmer nur die zur Erreichung der über 100° C liegenden Temperaturspitze von etwa 105 bis 110° C erforderliche Wärmemenge durch Dampf zugeführt werden muß.
  • Durch die erfindungsgemäße Anlage wird also erreicht, daß die Abwässer; so wie sie anfallen, ohne Anwendung chemischer und aggressiver Mittel voll wirksam und ausreichend wirtschaftlich desinfiziert werden, wobei keine schädliche Einwirkung auf die Pflanzen oder Tierwelt in den Flüssen oder gegebenenfalls auf den Rieselfeldern erfolgt und wobei das Absetzen von Feststoffen und damit die Verstopfung der Rohrleitungen vermieden wird.
  • Die Anlage ist vom Zulauf bis zum Ablauf völlig geschlossen, so daß das Bedienungspersonal nirgends mit den infektiösen Abwässern in Berührung kommt, also auch nicht gefährdet ist.
  • Das Schema der Gesamtanlage nach der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben, aus deren nachfolgender Erläuterung weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung zu entnehmen sind.
  • Die Abwässer werden ohne Vorschaltung einer Rechenanlage od. dgl. durch die Leitung A und die Abwasserschieber C einer Mahlvorrichtung D zugeführt, die aus zwei Abfallzerkleinerern besteht, von denen in der Regel nur der eine in Betrieb ist. Sollte dieser ausfallen, weil etwa ein zu sperriges Stück im Abwasser enthalten ist, so tritt der übliche Motorschutzschalter in Tätigkeit, der mit einer Meldevorrichtung gekoppelt ist, die dieBedienungsleute darauf aufmerksam macht, daß der Abfallzerkleinerer ausgefallen ist. Bis auf Grund dieser Meldung der zweite Abfallzerkleinerer in Tätigkeit gesetzt ist, werden die Abwässer in die Schlammwanne B übergeleitet, welche die Feststoffe auffängt, während die dünnflüssigen Teile durch den Überlauf in den linken Teil des Sammelbehälters O gelangen.
  • Wird der zweite Abfallzerkleinerer nunmehr eingeschaltet, so wird auch die Schlammwanne B entleert, so daß also die gesamten Feststoffe gemahlen in den Sammelbehälter gelangen. Der Zerkleinerer ist so gebaut, daß er nach Abstellen des Zuflusses mit Frischwasser durchgespült werden kann und dann, ohne auseinandergenommen zu werden, seitlich herausgedreht und nachgesehen bzw. gereinigt werden kann.
  • Der Sammelbehälter O ist so bemessen, daß bei Ausfall der Stromzuführung, des Dampfes für den Spitzenerhitzer oder der Pumpen die während mehrerer Stunden anfallende Abwassermenge aufgenommen werden kann. In dem Sammelbehälter werden durch das ständige Zuströmen aus dem Abfallzerkleinerer und durch das Ansaugen durch die Pumpen E die Feststoffe so mit der Flüssigkeit vermischt, daß ein annähernd gleichmäßiger Anteil von Feststoffen in der von den Pumpen E angesaugten Flüssigkeitsmenge vorhanden ist.
  • Durch ein Grobsieb F gelangt das Abwasser mit den feingemahlenen Feststoffen in den Pumpenraum R, von dessen tiefster Stelle die von den Motoren S angetriebenen Pumpen E das Abwasserfeststoffgemisch ansaugen und über das Rückschlagventil G unter Druck in den ersten der Grundwärmeaustauscher J1, J2, J3 fördern. Die Pumpen sind als Schlammförderpumpen ausgebildet und fördern das Gemisch mit einer Geschwindigkeit von etwa 800 mm je Minute, eine Geschwindigkeit, bei der das befürchtete Absetzen der Feststoffe und etwaiger Sandbestandteile nicht stattfinden und andererseits der Wärmeaustausch mit Flächen durchgeführt werden kann, die noch bequem in der Anlage unterzubringen sind.
  • Auch von den Pumpen Eist in der Regel nur eine in Betrieb, während die andere als Reserve dient. Fällt eine der Pumpen aus, so tritt wieder die durch den Motorschutzschalter betätigte Meldevorrichtung in Tätigkeit, so daß die parallel dazu liegende zweite Pumpe in Betrieb gesetzt werden kann.
  • In den Grundwärmeaustauschern f1, J2, J3 wird das Abwasser im Gegenstrom allmählich erwärmt, wie auch in der Zeichnung schematisch angegeben ist. Das Wasser gelangt nacheinander in die Wärmeaustauscher J1, J2, J3 und von dem letzten in den dampfbeheizten Spitzenerwärmer K.
  • Im vorliegenden Beispiel werden die Abwässer in den drei Grundwärmeaustauschem J1 bis J3 bis auf etwa 100° C erhitzt. Im Spitzenerwärmer K wird die Erwärmung bis auf etwa 105 oder 110° C vorgenommen.
  • Nachdem durch die Einwirkung der über 105° C liegenden Temperaturen die Bakterien abgetötet sind, strömt das heiße Gemisch nunmehr in umgekehrter Richtung durch die GrundwärmeaustauscherJ3, J2, J1, um dann schließlich über das Standrohr N in den Vorfluter oder in eine andere Behandlungsanlage zu gelangen.
  • Die Länge des Standrohrs ist so bemessen, daß die gewünschte Temperatur und der entsprechende Druck ohne Dampfbildung des Abwassers erreicht werden.
  • Die im Gegenstrom arbeitenden Grundwärmeaustauscher werden zweckmäßig in an sich bekannter Weise so eingerichtet, daß die für den Vorlauf bestimmten Rohre innerhalb der für den Rücklauf bestimmten Rohre liegen. Die Kopfseiten der Wärmeaustauscher lassen sich öffnen, so daß man die Verbindungsbögen abschrauben und die Rohre freilegen kann.
  • Zwischen den Pumpen E und dem Grundwärmeaustauscher J1 ist ein Preßluftventil 1 eingebaut, mit dem die gesamte Anlage durch Preßluft leergedrückt und getrocknet werden kann und mit dem auch Spül-oder Löseflüssigkeiten, z. B. Säuren od. dgl., durchgeblasen werden können.
  • Auch der Spitzenerwärmer K kann aus einzelnen Elementen bestehen, die kurzgeschlossen werden können, so daß ein Reinigen der Einzelelemente ohne Einstellen des Betriebes möglich ist.
  • In der Zeichnung sind die Rohrschlangen nur schematisch angegeben. In Wirklichkeit bestehen Wärmeaustauscher und Spitzenerwärmer aus Rohrgruppen, die getrennt befestigt sind und gereinigt werden können.
  • Im Sammelbehälter O, der sich beiderseits des Pumpenraumes R fortsetzt, ist ein Schwimmer Z angeordnet, der mit einem Schalter Y in Verbindung steht, bei zu niedrigem Flüssigkeitsstand im Sammelbehälter O die Pumpen stillsetzt und bei Erreichung des Normalstandes wieder einschaltet.
  • In die Leitung hinter dem Spitzenwärmer K ist einThermostatM eingebaut, der bei zu geringerTemperatur, also beispielsweise unter 105° C, die eine Desinfektion nicht mehr gewährleistet, die Pumpen abschaltet und erst bei Erreichung der erforderlichen Temperatur wieder einschaltet.
  • Parallel dazu arbeitet- der Thermostat L; der- bei überschreiten der Temperatur, welche der Höhe des Standrohres entspricht, das Dampfzulaufventil schließt und nach Absinken der Temperatur auf ein einstellbares Maß wieder öffnet.
  • Zweckmäßig wird außer der geschilderten selbsttätigen Schaltung der Anlage auch noch eine Handschaltung für jeden Motor und für die Ventile vorgesehen, so daß die Anlage auch wahlweise von Hand, beispielsweise zur Erprobung der Funktionsfähigkeit einzelner Teile, geschaltet werden kann.

Claims (4)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Anlage zur selbsttätigen Desinfektion von Abwässern, insbesondere aus Infektionskrankenanstalten, unter Verwendung eines Sammelbehälters und unter Anwendung von Dfuck und von Temperaturen über 100°C, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Sammelbehälter (O) mindestens eine die Feststoffe im Abwasser bis zur Griesförmigkeit verarbeitende Mahlvorrichtung (D) angeordnet ist und daß zum Absaugen des Abwasserfeststoffgemisches aus dem Sammelbehälter (O) mindestens ein Pumpenaggregat (S) dient, dem mindestens ein in bekannter Weise im Gegenstrom betriebener Grundwärmeaustauscher (J1, J2, J3) sowie ein dampfbeheizter Spitzenerwärmer (K) nachgeschaltet sind, wobei zur Ableitung des desinfizierten Abwasserfeststoffgemisches aus dem Grundwärmeaustauscher (J1, J2, J3) ein durch seine Länge den Druck in dem Grundwärmeaustauscher (J1, J2, J3) und in dem durchflossenen Teil des Spitzenerwärmers (K) bestimmendes Standrohr (N) angeordnet ist.
  2. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpenaggregat so ausgelegt ist, daß die Geschwindigkeit des Abwasserfeststoffgemisches im Grundwärmeaustauscher (J1, J2, J3) und im Spitzenerwärmer (K) in der Größenordnung von 800 mm je Minute liegt.
  3. 3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Auslauf des Spitzenerhitzers (K) ein Thermostat (M) angeordnet ist, der beim Absinken der Abwassertemperatur unter 105° C das Pumpenaggregat abstellt, bis die Desinfektionstemperatur wieder erreicht 'ist.
  4. 4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß einweiterer Thermostat (L) am Auslauf des Spitzenerhitzers (K) angeordnet ist, der beim überschreiten einer einstellbaren Temperatur den Dampfzutritt zum Spitzenerhitzer (K) auf die Dauer der überschreitung der eingestellten Temperatur schließt. 5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoren für die Mahlvorrichtung undloder das Pumpenaggregat mit bekannten Schutzschaltern versehen sind, die zugleich mit der Abschaltung eines der Motoren eine Meldeeinrichtung in Tätigkeit setzen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 855 521, 865 580, 894 980; britische Patentschrift Nr. 653 984; französische Patentschrift Nr. 893 537; deutsche Patentanmeldung p 366 D IV b,185 c (bekanntgemacht am 7. 6.1951); »Handbuch der Lebensmittelchemie«, Bd. 8, TeilI, 1939, Berlin, S. 180; »Industrie-Abwässer« von Meink, Stooff, W aldert und Kohlschütter, Stuttgart, 1953, S. 213; Dunbar, »Leitfaden für die Abwasserreinigungsfrage«, 1954, 3. Auflage, S. 556; Sonderdruck aus »Bauamt und Gemeindebau«, 1954, Heft 4; »Chemisches Zentralblatt«, 1951, Bd.II, S.286; 1953, S. 271 und 5721; »Der öffentliche Gesundheitsdienst«, 16. Jahrgang, 1954, Heft 1, S. 1 bis B. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 952 026.
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