DE1784635A1 - Verfahren und Einrichtung fuer eine Abwasseranlage - Google Patents

Description

• 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.

Claims (12)

1. Patent ansprüche -.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-1. Verfahren zur Behandlung von Abwässern oder ähnlichen Abfallstoffen, welche organische Bestandteile in kolloidaler Borm enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallstoffe zur Umwandlung in eine gleichmäßig verteilte Masse zerkleinert werden, daß ferner den zerkleinerten Stoffen ein Gemisch zugeführt wird, das mindestens einen mineralischen Wirkstoff und mindeatena einen chemischen Reaktionsstoff enthält, um die organischen kolloidalen Bestandteile im Abwasser zusammenzuballen, die zusammengeballten Teile durch das Mineral zu adsorbieren, anschließend die zusammengeballten und adsorbierten Bestandteile abzusetzen, und die schließlich abgesetzte Flüssigkeit zu filtern.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch Mergel enthält.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch Alaun als ionisierbaren Stoff enthält, um die organischen kolloidalen Bestandteile in Zusammenwirkung mit dem Mergel zusammenzuballen.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung Aktivkohle enthält.
5. 5. Verfahren nach Anspruoh 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die ionisierende Zwlechenwirkung des Mergel3 und des Alaun oder irgendeinen anderen chemisch wirksamen Stoff entstehende naszente Sauerstoff für die weitere Behandlung ausgenutzt wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung außer Mergel und Alaun noch Lehm und Aktivkohle enthält.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerung des Abfalles auf mechanischem Wege erfolgt,
8. 8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallstoffe vor der Zerkleinerung gefiltert werden.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die abgesetzten zusammengeballten und adsorbierten Bestandteile getrocknet werden, um sie zur Bodenverbeaserung nutzbar zu machen.
10. 10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die abgefilterte Flüssigkeit durch eine Ultraviolettstrahlen-Sterilisationseinrichtung geführt wird.
11. 11. Einrichtung für die Durchführung des Verfahrene nach Anaspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Absetzkammern für die Trennung der festen Stoffe von der Flüssigkeit des Abwassers und Mittel für die weitere Behandlung der Feststoffe vorgesehen sind.
12. 12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Absetzkammern halbzylindrische konkave Böden besitzen.