-
Verfahren und Einrichtung für eine Abwasseranlage Die Erfindung betrifft
ein Verfahren ftir die Behandlung von Rohabwässern mit Zerkleinerungsmaßnahmen,
um
die Abwässer aufnahmefähiger flir die Zufuhr von ionisierenden, ballenden und hochabsorbierenden
und adsorbierenden anorganischen Stoffen zu machen, die schwebenden und zusammengeballten
Stoffe abzusetzen, um einen Schlamm zu bilden, sowie zur Filterung der Klarflüssigkeit
für die endgültige Reinigung, und damit der Schlamm für Bodenverbesserungszwecke
verwendet werden kann. Die Erfindung betrifft ferner eine Anlage, um das Verfahren
durchzuführen.
-
Die Behandlung von Abwässern und ähnlicher Pltlssigkeits anfall wird
Ublicherweise auf zweierlei Arten vorgenommen: Entweder durch biologische Verfahren
oder durch Behandlung des Rohabwassers mit chemischen Mitteln. Der frühere Stand
der Technik kannte nur Mittel, welche der letsteren Behandlung angehörten, jedoch
konnte kein bekanntes Verfahren mit verschiedenen Arten von Zusätzen gefunden werden,
durch welches ein genügend vollkomenes Ergebnis erzielt werden kann, insbes. für
die Einleitung der behandelten Klkarflüssigkeit in Seen, Flüsse oder Ströme ohne
Schädlichkeit fllr die Wasserlebewelt darin. Die Schaffung von reinem Wasser, inabes.
bakterienfreiem und hygienisch gereinigtem Wasser ist sehr wichtig flir die Gesundheit
von Mensch und Tier, es ist daher notwendig, das Abfallwasser und die Abwässer von
Gemeinden und industriellen Anlagen sorgfältig su reinigen, um zu verhindern, daß
die nattirliohen Wasserquellen terunreinigt werden. Die Bestandteile in einem Abwasser
oder einer ähnlichen Abfall flüssigekit können in drei Gruppen eingeteilt werden,
nämlich
in Schwebeteilchen, solche in Lösung und solche in kolloidaler
Porm. Die letzteren sind am schwierigsten zu entfernen und können erfolgreich nur
durch Ionisierungsverfahren und durch Zusammenballen behandelt werden. Es ist auch
bekannt, daß viele Bestandteile bestrebt sind, zu fermentieren und schnell zu verfaulen,
besonders bei erhöhten Temperaturen, und dabei heftige Geruchsstoffe freigeben,
wie z. B. Indole, Scatole, Schwefelwasserstoff und Merkaptane. Daher ist es eine
besondere Aufgabe, alle diese angreifenden und widerlichen Geruchsstoffe sofort
zu überwachen und die weitere Behandlung der Abfallstoffe ohne sie durchzufUhren.
Die oben dargelegten umfassenden Aufgaben werden durch die vorliegende Erfindung
gelöst.
-
Die Erfindung befaßt sich mit der Behandlung von Abwässer-und ähnlichen
Abfallstoffen, um eine Wasserverunreinigung zu verhindern und betrifft inabes. ein
neues und verbessertes Verfahren fUr die Behandlung solcher Stoffe, durch welches
hygienisch einwandfreies Trinkwasser ersielbar ist, sowie mit einer neuen Anlage
und einer Gerätekombination zur Durchftihrung des Verfahrens.
-
Im einzelnen befaßt sich die Erfindung mit einem Verfahren für die
Behandlung von Abwässern oder dgl. Stoffen, die organische Bestandteile in kolloidaler
Form enthalten, in der Weise, daß das Abwasser gefiltert und der Abfall zerkleinert
wird, um ihn in eine möglichst gleichmäßig verteilte Form zu bringen, worauf dem
zerkleinerten Abfall
eine Mischung von natürlichen mineralischen
und chemischen Stoffen, z.B0 Mergel, Lehm, ionisierbaren und sonstigen Wirkstoffen
zugefahrt wird, welche die in dem Abfall enthaltenen organischen Kolloidalstoffe
zusammenballen, mit Absorbieren der zusammengeballten Stoffe durch die Mineralstoffe,
Absetzen der zusammengeballten und adsorbierten Stoffe, sowie Filtern der sich schließlich
ergebenden klaren Flüssigkeit nach dem Absetzen.
-
Die Erfindung befaßt sich ferner mit einer Anlage für die Behandlung
des Rohabfallwassers oder dgl. mit Mitteln zur Zerkleinerung des Abfalls und für
die Zuführung einer zusammengesetzten Mischung von Behandlungszusätzen für den zerkleinerten
Abfall und ferner Schaffung von Absetzkammern für die Trennung der Feststoffe von
den Flüssigkeiten sowie Mittel für die weitere Behandlung der Feststoffe.
-
Die Erfindung besteht in solchen neuen Merkmalen, baulichen Einrichtungen,
Kombinationen von Teilen und Verbesserungen, wie sie in Verbindung mit der hier
geoffenbarten Einrichtung lediglich als Beispiel und zur Erläuterung einer bevorzugten
Ausführungsform im folgenden dargestellt und beschrieben werden. Merkmale und Varteile
der Erfindung werden näher erläutert und sind teilweise ohne weiteres ersichtlich
oder können bei der Ausführung der Erfindung erkannt werden. Das gleiche kann verwirklicht
und erhalten werden mit Hilfe der Geräte tind Kombinationen, wie sie in den anliegenden
Ansprdchen herausgestellt sind.
-
Ein Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung eines neuen Verfahrens
für die Behandlung von Abwässern und anderen Abfallflüssigkeiten mit anorganischen
Mineralien.
-
Ein anderer Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung eines Abwasserbehandlungsverfahrens
ohne die Verwendung von Chlor-SalzenO Weiterhin ist ein Gegenstand der Erfindung
die Schaffung eines Verfahrens zur Behandlung von Abwässern ohne die Freigabe von
üblen, widerwärtigen, faulenden und glgreifenden Geruchsstoffen. Ein weiterer Gegenstand
der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Behandlung von Rohabfaliwässern,
um ein reines, hygienisch nicht zu beanstandendes Wasser zu erhalten.
-
In der folgenden Beschreibung und in den Ansprüchen werden die Teile
bequemlichkeitshalber durch besondere Namen bezeichnet, aber diese Namen sollen
in ihrer Anwendung für ähnliche Teile als Sammelnamen angesehen werden, wie der
Stand der Technik es erlaubt. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen gleiche Teile in
den Figuren der Zeichnung.
-
Es zeigent Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Abwasseranlage
gemäß der Erfindung, Fig. 2 aine Draufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Anlage.
-
In Fig. 1 ist schematisch in Seitenansicht ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
dargestellt, durch welches die Erfindung verwirklicht werden kann. Eine Behandlungsanlage,
die in Fig. 1 in schematischer Seitenansicht dargestellt ist, ist mit dem allgemeinen
Bezugszeichen 10 versehen. Die Rohabwässer werden durch einen Kanal 11 in einen
offenen Tank 12 geleitet. Ein langsam bewegter schräg aufwärts gezogener Filter
oder Reiniger 13, der ein endloses Filterband enthält, ist im Tank 12 für die Entfernung
von Steinen, Holz, Stroh und ähnlichen größeren Teilen vorgesehen. Die entfernten
Teile werden durch das Förderband 14 fortgeleitetO Ein motorisch angetriebener Zerkleinerer
15 ist im Tank 12 angeordnet, um den Rohabfall nach der Reinigung in eine homogene
Flüssigkeitsmasse umzuwandeln. Nahe dem Ende des Tanks 12 ist ein Trichter 16 vorgesehen,
durch welchen die für die Behandlung der Abwässer benutzten Stoffe in die Flüssigkeit
eingeführt werden. Vorzugsweise werden vier Kammern 17 -20 vorgesehen, welche Mergel
(17'), Lehm (18'), Schlamm (19') und Aktivkohle (20') enthalten und über dem Trichter
16 angeordnet sind, so daß bestimmte Mengen dieser Stoffe der Flüssigkeit für die
Durchführung des Verfahrens, das weiter unten im einzelnen beschrieben wird, hinzugefügt
werden können0 Ein Rührer (in der Zeichnung nicht dargestellt) kann im Tank 12 vorgesehen
sein, um die Zusätze mit der Flüssigkeit zu mischen.
-
Die chemische Reaktion beginnt natürli.oti, sofort und der gebildete
weiche Schlamm wird nun durch eine Sohlsompumpe
21, durch eine Rohrleitung
22 in einen Absetztank 29 geleitet, der aus einer größeren Zahl von Sinzelkammern
24 besteht. Die Kammern 24 sind voneinander durch Wände 25 getrennt, die etwas unterhalb
der Außenwände 26 enden und der Flüssigkeit gestatten, über die obere I(ante zu
treten, wie bei einem Wehr. Die Böden 27 der Kammern 24 sind halbzylindrisch konkav
zum Sam@eln des abgesetzten Schlammes und mehrere Auslässe 28 sind vorgesehen (die
Seichnung Fig. 2 zeigt je 3) um den Schlamm abzuführen.
-
Die Uahl der Auslässe 28 kann je nach der Grö#e der Kammern geändert
sein. Steuerventile 29 sind für die Auslässe 28 vorgesehen und die Rohrleitungen
30 dienen für die Abfuhr des Schlammes. Jede Kammer 24 hat eine Zwischenwand 31,
die sich abwärts bis iu die Kammer erstreckt und in einem festgelegten Abstand von
dem halbzylindrischen Boden 24. endet.
-
Ein Salld-und Kiesfilter 32 wird in der letzten hbsetzkammer eingebaut.
Das Wasser oder die sonstige Flüssigkeit, welche nun von Fremdstoffen, die darin
ursprtinglich in Schwebe- und Kolloidalform enthalten waren, vollständig frei ist,
fließt aus dem Absetztank 23 in einen Überlaufbehälter 33, von wo es über die Rohrleitung
34 durch eine Pumpe 43 in einen Ultraviolettstrahlen-Sterilisierer oder -Reiniger
45 geleitet wird, wo es gereinigt und durch Ultraviolettstrahlung sterilisiert wird,
um hygienisch einw;indfreies Wasjrer zu erhalten. Der Schlamm, der durch die Rohrleitungen
30 abgeführt wird, wird in einem Ansaugrohr 35 gesammelt, von dem er durch eine
Schlammpumpe 36 in
einen umlaufenden Vakuumfilter 37 gepumpt wird,
der von einem Motor 38 über ein Untersetzungsgetriebe 39 angetrieben wird. Der entwässerte
Schlamm wird vom Filter 37 abgekratzt und durch einen Förderer 40 zu einer langsam
umlaufenden Trockentrommel 41 geleitet, wo er bei niedriger Hitze getrocknet wird.
Das Trockenerzeugnis wird auf ein Förderband 42 entladen um entweder unmittelbar
zur Verwendung als Bodenverbesserer verpackt oder als Dünger weiter behandelt zu
werden.
-
Das Behandlungsverfahren, das in der oben beschriebenen Anlage durchgeführt
wird, beruht auf Reaktionen, die wie folgt beschrieben werden können: Oben war bereits
erwähnt, daß die Bestandteile des Abwassers in drei Gruppen, nämlich Schwebeteilchen,
gelöste und kolloidale Teilchen, eingeteilt werden können. Es ist nicht schwierig,
Schwebeteilohen zu filtern oder abzusetzen. Gelöste Teilchen können chemisch behandelt
werden, aber die kolloidalen Teilchen, die bei weitem den größten Anteil der Fremdstoffe
in Abwässern ausmachen, erfordern eine Sonderbehandlung durch das erfindungegemäße
Verfahren. Gemäß der Erkenntnis des bekannten Oheaikers Svante Arrhenius können
die Kolloide koaguliert und anschließend abgesetzt oder in Flockenform gefiltert
werden durch Anwendung der Ionenchemie.
-
Es ist notwendig für diesen Zweck, zwittohst die Flüssigkeit vollständig
alkalisch zu machen durch Hinzufügen von Lehm und natürlichem Kalkmineral in Form
von Mergel. Mergel ist porös und hat sowohl gute Absorptions- als auch Adsorptions
eigenschaften.
Diese unterstützen nicht nur die Alkalisation des rohen Abwassers, sondern binden
auch sofort die faulenden, angreifenden Geruchsstoffe des Abwassers, die bei dem
schnellen Zerfall der organischen kolloidalen Stoffe entwickelt werden. So wird
die weitere Fäulnis des Abwassers sofort angehalten und das Verfahren wird ohne
angreifende üble Geruchsetoffe weitergeführt. Die beiden Zusatzstoffe machen die
Flüssigkeit alkalisch und die Ionen in der alkalischen Lösung haben ein negatives
Vorzeichen. Durch weiteres Hinzufügen eines ionisierberen Metallsalzes mit positiven
Ionen wie z.B. Alaun, das eine Verbindung von Kalium und Aluminium ist, beginnt
die Zusammenballung der Kolloide. Dieses Metallsalz ist ein, einen guten Elektrolyten
liefernder Stoff, welcher geeignet ist, bei seiner Lösung in dem Lösungsmittel den
ueberschuß von positiv geladenen Ionen freizugeben. Da der ho¢habsorbierende Mergel
anwesend ist, wird die Vereinigung oder Adsorption der positiv geladenen Ionen an
den negativ geladenen Ionen in der alkalischen Lösung und die Ausfällung und Zusammenballung
der Kolloide bewirkt. Die Reaktion der negativ geladenen Ionen ergibt ferner einen
bemessbaren Betrag von naazierendem Sauerstoff, welcher beträchtlich zur Zerstörung
von Bakterien und zur Ausscheidung der fau lenden Geruchsstoffe beiträgt und das
Verfahren beachtlich beschleunigt.
-
Als weiterer Bestandteil wird Aktivkohle hinzugefügt. Dieser Stoff
ist als hoohadsorptiv bekannt und wird in das Verfahren eingeführt zum Zweoke einer
weiteren starken Adsorption
der zusammengeballten Kolloide und
gleichzeitig zum Absorbieren anderer fein verteilter Schwebestoffe, um sie in der
Absetkammer des Tanks sich absetzen zu lassen.
-
Die Wirkung der Aktivkohle verkürzt nioht nur die Absetzzeit beträchtlich,
sondern unterstützt auch die Zerstörung der üblen angreifenden Geschmacks- und Geruchsstoffe
des Wassers.
-
Eine typische Analyse des anwesenden Mergele ist die folgende Silicium
SiO2 0.90 Aluminium Al2O3 0.35 Ferrioxyd FeO3 0.01 Perrooxyd FeO 0.12 Pyrit FeS2
0.03 Magnesium-Oxyd MgO 1.05 Kalcium-Oxyd CaP 53.55 Stronoium-Oxyd SrO 0.01 Barium-Oxyd
BaO 0.01 Natrium-Oxyd Na2O 0.01 Kalium-Oxyd x20 0.03 hygroskopisches Wasser H2O-
0.44 gebundenes Wasser H2O+ 0.10 Kohlendioxyd CO2 43.22 Titanoxyd TiO 0.02 Phosphorpentoxyd
P205 0.07 Schwefeltrioxyd SO3 0.01 Manganoxyd MnO 0.03 organische Kohle 0.01 Im
Hinbliok auf die quantitative Zusammensetzung oder Formel der Mischung von Mergel,
Lehm, Alaun und Aktivkohle
kann diese sich ändern, je nach dem
Typ des Abwassers, Industriewassers oder anderen Abfallstoffes, der behandelt werden
soll.
-
In Bezug auf die Verwendung von Mergel ist zu bemerken, daß dieser
praktisch für alle Gertichstoffe bildenden Verbindungen in Abwässern geeignet ist
und zwar sowohl wegen seiner Reaktionsfreudigkeit, als auch wegen seiner Absorptions-
und Adsorptionskräfte. Eine andere wichtige Eigenschaft des Mergel besteht darin,
daß er ein natürlich wirkender Filter ist mit genau etwa dem richtigen spezifischen
Gewicht, um einen ausgezeichneten Schlammstoff für die Behandlung ohne irgendeine
Geruchsbildung zu ergeben. Er wird nicht schimmeln oder sauer werden unter irgendwelchen
Verhältnissen.
-
Das abfließende Wasser durchläuft vorzugsweise eine Ultraviolettsterilisationseinrichtung,
welche schematisch durch das Bezugszeichen 45 angedeutet ist, worunter irgendeine
geeignete Einrichtung oder ein Gerät, das für diesen Zweck benutzt werden kann,
zu verstehen ist. Die Verwendung einer Ultraviolett-Sterilisationseinrichtung vermeidet
irgendeine mögliche Verunreinigung durch Mikroorganismen oder Krankheitserzeuger
für Cholera, Kinderlähmung, ansteckende Gelbsucht und dgl. Dies ist eine bakteriologische
Sicherheitsmaßnahme ohne Verwendung von Chlorverbindungen.
-
Während die Erfindung im Hinblick auf gewisse bevorzugte Ausführungsbeispiele
dargestellt und beschrieben wurde,
welche zufriedenstellende Ergebnisse
liefern, ist es doch für Fachleute nach Kenntnis des Grundgedankens der Srfindung
selbstverständlich, daß verschiedene Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden
können, ohne den S¢hutsumfang der Erfindung zu verlassen und die folgenden Ansprüche
sollen daher alle derartigen Änderungen und Abwandlungen umfassen.