DE1792172A1 - Verfahren zur Desinfektion von Abwaessern - Google Patents

Description

• Verfahren zur Desinfektion von Abwässern Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Desinfektion von vorzugsweise Feststoffe führenden Ab- wässern, bei dem nach Herstellung eines dispersionsartig homogenisierten Abwassergemisches dieses zunächst in einem nach dem Gegenstromprinzip arbeitenden Wärmeaustauscher vorgewärmt und anschließend durch Einbringung von Heißdampf auf Desinfektionstemperatur gebracht wird. Bei Abwässerng die in erhöhtem Maße mit verschiedenartigsten Krankheitserregern durchsetzt sind, wie es beispielsweise für die Abwässer von Kraakenhäusernt von biologischen Versuchsanstaltea, Schlachthäusern und dergleichen mehr der Fall ist, muß unbedingt darauf geachtet werden, daß diese vor ihrer Abgabe in die städtisehen Kanalisationsanlagen einer genauen Desinfektion unterzogen werden. Es ist bereits bekannt, zur Desinfektion der Abwässer Chlor zu verwenden, um hierdurch eine ausreichende Keimtötung zu bewirken. Dieses seit vielen Jahren praktizierte Verfahren weist jedoch vor allem eine Schwierigkeit dahingehend auf, daß der Anteil des Chlörzusatzes in bestimmten Grenzen gehalten und reguliert werden muß. Ein zu hoher Chlorzusatz birgt die Gefahr der Vernichtung von Lebewesen und Pflanzen in sich, welche in den Flüf isen, in die das Abwassir letzten Endes gelangt, vorhanden sind. Andererseits wird durch einen zu geringen Chlorzusatz die Desinfektion des Abwassers nicht In ausreichendem Maße sichergestellt. Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten hat man ander,e Wege aingeschlagen, wobei grundsätzlich von der Ohlorierung Abstand genommen wird. Die Sterilioation des Ab- wassers erfolgt hierbei vorzugsweise durch Erhitzen.
• Bei dieser thermischen Art der Sterilisation bzw. Des-Infektion wird das Abwasser zunächst über einen Wärmeaustauscher.vorgewärmtp um anschließend einer Heißdampfbehandlung unterzogen zu werden. Das mit Heißdampf beaufschlagte Abwasser wird nachfolgend In einer Verweilstufe eine bestimmte Zeit belassen, damit bei der durch überhitzten Dampf erreichten Sterilinationstemperatur eine ausreichende Desinfektion sichergestellt wird. Das aus der Verweilatufe austretende Abwasser wird, den Verfahrenskreislauf schließen, über den Wärmeaustauscher gegeben, wobei es seine Wärme an das ankommende, noch kalte Abwasser abgibt, so daß es nunmehr auf eine ausreichend niedrige Temperatur gebracht in die städItische Kanalisation abgelassen werden kann. Besondere Schwierigkeiten birgt dieses Verfahren dann in sich, wenn das Abwasser Feststoffe mit sich führt. In diesem Falle müssen die Feststoffe vor der Durchführung des Desinfektionsverfahrens zunächst zerkleinert werden. Bei einem bekannten derartigen Verfahren werden die Abwässer mit den Feststoffen zunächst durch im Fließweg der Abwässer liegende Mahlvorrichtungen hindurchgeleitet, in welchen die groben Feststoffe zerkleinert werden. Das so vorbehandelte Abwasser --1-ngt dann in einen Sammelbehälter, von wo es durch eine Pumpvorrichtung in den erwähnten Wärmeaustauscher gelangt. Die bekannten Mahlvorrichtungen gewährleisten jedoch keine ausreichend homogene Plischung der zerkleinerten Feststoffe mit dem Abwasser, so daß Zusammenballungen und Verstopfungen nicht zu verhindern sind. Ein weiteres Einschalten eines Zwischenbehälters, welcher zusätzlich mit einem Rührwerk versehen werden kann, verteuert zwar die Anl,--ige, bringt jedoch keine abschließend zufriedenstellende Lösung. Der Verstopfung karin. unter anderem durch zwei unabhängig arbeitende Piii.,ipeti entgegengewirkt werden, was jedoch wiede- Zur Beseitigung dieser Mängel ist eine Vorrichtung bekannt geworden, bei welcher das in einem Sammelbehälter sich befindende, Feststoffe führende Ab- wasser im ständigen Kreislauf über eine Umlaufpumpe abgesaugt wird, die in Form einer sogenannten Zerreißpumpe ausgebildet ist und mittels der die groben Fedtstoffe in Zahnsegmenten zerrissen bzw. zerquetscht werden. Dadurch entsteht letzten Endes eine dispersionsartige Abwasserlösung in dem Sammelbehälter. Der ständige, durch die Umlaufpumpe in Bewegung gehaltene Kreislauf des Abwassers stellt darüber hinaus eine ausreichend gute Vermischung sicher. Aus dem Saugrohr der Umlaufpumpe wird ein kleiner Teil des homogenisierten Abwassers abgesaugt und nachfolgend dem Wärmeaustauscher zugeführt. Die bekannte thermische Sterilisierung von Abwässern weist eine Reihe von Nachteilen auf, die das Desinfektionsverfahren erheblich erschweren und störanfällig gestalten. So haben beispielsweise die großflächigen Wandungen des Wärmeaustauschers den Nachteil, daß sich an ihnen verhältnismäßig schnell Verunreinigungen, insbesondere Kallublagerungen absetzen, wobei letztere durch die thermische Härte des Abwassers bedingt sind. Demzufolge sind in gewissen Zeitabständen Reinigungsmaßnahmen erforderlich, die den gesamten Verfahrensprozeß zwangsläufig unterbrechen und darüber hinaus verhältnismäßig zeitraubend sind. Ein weiterer erheblicher Nachteil der bisher bekannten Verfahren zur thermischen Sterilisation von Abwasser beruht auf dem sehr hohen Dampfverbracht für die Erreichung der Desinfektionstemperatur. Der Dampf muß mittels einer eigens dafür vorgesehenen Wärmequelle erzeugt und überhitzt werden. Die dafür notwendigen Zusatzvorrichtungen vergrößern die Gesamtanlage erheblich. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Desinfektion von vorzugsweise Feststoffe führenden Abwässern zu schaffen, bei welchem die vorerwähnten Nachteile und Mängel der bekannten derartigen Verfahren vermieden werden. Die Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Heißdampf aus dem durch denWärmeinhalt des Abwassers entstehenden$ absaugbaren Wasserdampf mittels adiabatischer Zustandsänderung hergestellt wird. Da die positive adiabatische Zustandeänderung eines Gases, hier des Wasserdampfes dadurch definiert ist, daß an dem Gas Arbeit geleistet wird, ohne daß diesem von außen her Wärme zugeführt oder abgeführt wird, ist es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren möglichx auf eine besondere Erhitzungsvorrichtung zur Herstellung des überhitzten Dampfes zu verzichten. Erfindungsgemäß wird die adiabatische Kompression des abgesaugten Wasserdampfes in einem Ausführungsbeispiel durch einen zweistufigen Drehkolbenkompreasor bewirkt. Die an dem Wasserdampf durch diesen Drehkolbenkompressor zu leiErtende Arbeit muß dabei 'so groß sein, daß die Temperaturdifferenz zwischen dem auf der Baugseite des Kompressors sich befindenden Wasserdampfes und demjenigen der druckseitig abgegeben wird, ausreicht, um ein sterilisierendes Heißdampf-Abwassergemisch zu erzeugen.
• ie Zufuhr von Fremddampf wird somit überflüssig. Ein Merkmal der Erfindung besteht auch darin, daß dem Drehkolbekompressor der Wasserdampf des zuvor bereits dem Desinfektionsvorgang unterworfenen Abwassers zugeführt wird. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, den Heißdampf durch Wasserdampf zu erzeugen, der beispielsweise von dem Wärmeaust-auscher absaugbar ist oder der in einer anderen Verfahrenostufe entsteht. Es hat sich jedoch als besonders vorteilhaft herausgestellt, den auf einer besonders hohen Temperatur befindlichen Wasserdampf des zuvor sterilisierten Abwassers als-Ausgangsdampf für die Kompression zu verwenden. Weiter ist es für die Erfindung von Bedeutung, daß der Heißdampf dem Abwasser in einem Heißdampf-Mischbehälter zugegeben wird, und zwar während das Abwasser unter Überdruck steht. Das aus dem Sammelbehälter durch eine Druckpumpe abgeBaugte und zuvor homogenisierte Abwasser steht hinter der Druckpumpe bereits unter einem Vordruckt so daß eine unerwünschte Dampfbildung in dem Wärmeaustauscher und damit ein unschädliches Absetzen von durch die natürliche Härte des Wassers bedingtem Kalak vermieden wird. Besonders vorteilhaft ist es für das erfindungegemäße Verfahren, daß die Wandungen des Heißdampf-MischbehälterB mittels eines mit Heißdampf beschickbaren Doppelmantels, Verkrustungen abspregend, in notwendig erscheinenden Abständen aufheizbar sind. Schließlich ist für die Erfindung noch von Bedeutung, daß der Drehkolbeakompressor den Wasserdampf aus einem, einer Verweilstufe, in welche das in dem Behälter mit Heißdampf beaufschlagte Abwasser einer längeren Einwirkung der Desinfektionstemperatur ausgesetzt ist, nachgeschalteten, Behälter absaugt. Der um den Heißdampf-Mischbehälter angeordnete Doppelmantel verhindert also durch die Möglichkeit des plötzlichen Erwärmens der Behälterwandungen eine überstarke Verkrustungg da die Ausdehnungskoeffizienten des abgesetz ten Kalksteins einerseits sowie der Metallwandungen andererseits so unterschiedlich sind, daß die Verkrustung beim Hindurchschicken von Heißdampf durch den Doppelmantel abgesprengt wird, wonach sie aus dem Bodenbereich des Behälters leicht abgeführt werden kann. Die beiliegende Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform einer Vorrichtung mittels der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. Das aus Krankenhäusern oder ähnlichen Anstalten kommende infizierte Abwasser wird zunächst in einem Sammeibehälter 1 aufgefangen. boweit das Abwasser Festatoffe mit sich führt, ist dem Sammelbehälter 1 eine Umlaufpumpe 2 beigeschlossen, die ständig vorzugsweise aus dem Bodenbereich des Sammelbehälters 1 Abwasser ansaugt, um es über geeignete, die Feststoffe zerkleinernde Zahnsegmente wieder in den Sammelbehälter zurückzuführen. Durch die ständige Tätigkeit dieser zerkleinernden Umlaufpumpe wird aus dem mit Feststoffen angereicherten Abwasser ein dispersionsartiges bzw. emulgiertes, homogenes Abwassergemisch, welebes nachfolgend einer Weiterbehandlung unterzogen werden kann, hergestellt. Aus dein Kreislauf der Umlaufpumpe 2 wird ein Teil des homogenisierten Abwassers miltels einer Druckpumpe 3 abgesaugt, welche eine nur kleine Volumenleistung, je- doch eine verhältnismäßig hohe Druckleistung aufweist. Das auf diese Weise hinter der Druckpumpe 3 unter Vordruck stehende Abwasser wird nunmehr einem Wärmeaustauscher zugeleitet, in dem es auf eine geeignete Vortemperatur gebracht wird. Hierbei hat sich eine Vortemperatur von 50 bis 60 0 0 als verhältnismäßig günstig herausgestellt. Dem Wärmeaustauscher 4 ist ein Heißdampf-Mischbehälter 5 nachgeschaltet, in welchem dem Abwasser unter verhältnismäßig hohem Druck stehender überhitzter Dampf untergemischt wird, der im Ausführungsbeispiel eine Temperatur von etwa 240 0 C hat.
• Der Heißdampf steht unter einem Druck von etwa 1,4 ata. Das Abwasser-Heißdampfgemisch, welches eine Mischtemperatur von ungefähr 10#.! 0 C besitzt, wird in eine Verweilstufe 10 geleitet, in welcher dem Abwasser für den eigentlichen Desinfektionsvorgang ausreichend Zeit gegeben wird. Von der Verweilstufe 10 gelangt das noch unter einem Druck von 0,35 ata stehende Abwasser in einen Behälter #-" an welchen etwa in dessen oberem Teil ein zweistufiger Drehkolbenkompressor 6 angeschlossen ist. Der Drehkolbenkompreasor 6 saugt den sich über dem desinfizierten Abwasser bildenden Wasserdampf, wobei diese Wasserdampfbildung durch den Absaugvorgang verstärkt wird, kontinuierlich ab und erhöht durch einen adiabatischen Kompressionsvorgang die Temperatur dieses Dampfes auf die oben angegebene Heißdampftemperatur von ca. 240 0 0. Über die Druckleitung 7 wird dieser Dampf dem Heißdampf-Mischbehälter 5 zugeführt, wobei innerhalb des Heißdampf-Mischbehälters ein Düseniystem vorgesehen ist, welches vorteilhafterweise aus einem den gesamten Behälter hindurchragend angeardneten, mit einer Vielzahl von Lochungen versehenen Rohrstück besteht. Das sich in dem Behälter 8 ansammelnde sterilisierte Abwasser hat etwa noch eine Temperatur von 700 C und wird über eine Pumpe 9 abgesaugt und dem Wärmeaustauscher 4 zugeführt. Hier gibt es soviel von seinem noch*vorhandenen Wärmeinhalt ab, daß das Abwasser schließlich ohne Bedenken bei einer Temperator von ca. 30 0 C in die Kanalisation abgeführt werden kann. Der Heißdampf-Mischbehälter 5 ist von,einem Doppelmantel 11 umgeben, welchem Heißdampf zugeführt werden kann. Die Heißdampfzufuhr erfolgt in geeigneten Abständen, um eine schnelle Erwärmung der Metallwandungen des Heißdampf-Mischbehälters 5 zu bewirken, welche ihrerseits das Absprengen sich bildender Ablagerungen an diesen Wandungen ermöglicht. Somit arbeitet das erfindungsgemäße Verfahren vollkommen ohne Zugabe von Fremddampf, wobei die dem Heißdampf innewohnende Energie ausschließlich durch einen adiabatischen Vorgang des zweistufigen Drehkolbenkompressors erzeugt wird. Es ist jedoch bei der Inbetriebnahme der Desinfektionsaalage wünschenswert, die Anlaufzeit dadurch zu beschleunigen, daß zunächst etwas Heißdampf von außer her zugegeben wird. Der sich innerhalb des Heißdampf-Mischbehälters 5 an dessen Boden absetzende Abwasserschlamm, der mit der von den Wandungen abgesprengten KaliRkhärte vermischt wird, kann teilweise durch von Zeit zu Zeit erfolgende Entleerung des Behälters beseiti#-,-t werdeng wobei hierfür ein Mannloch in dem Behälter ist. Er kann aber auch - soweit es sich um feiakörnigere Anteile handelt - einfach aus dem Behälter ausgespült we-"den. Dadurch, daß sich die thermische Härte des Abwassers als Kaiksteinbeiag an den Wandungen des Heißdampf-Mischbehälters 5 abschAgt, ist ein Verstoßfen der CD Rotirteile oder anderer Engstellen innerhalb der Desitifektionsanlage weitgehend ausgeschlossen. Schließlich soll noch erwähnt werden, daß die Verweilstufe 10 mit einem zusätzlichen Dampfeinlaß versehen werden kann, durch welchen in dieselbe unter hohem Druck stehender Dampf eingeführt werden .kann. Dieser Dampf kann entweder Fremddampf sein oaer er kann von der Druckseite des zweistufigen Drehkolbenkompressors abgenommen werden. Ein derartiger zusätzlicher Einlaß für Heißdam pf ist dann wünschenswert, wenn in der Verweilstufe eine nochmalige Sterilisation des Abwassers erfolgen soll.

Claims (1)

1. A n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Desinfektion von vorzugsweise Feststoffe führenden Abwässern, bei dem nach Herstellung eines disperionsartio- homogenisierten Abwassergemisches dieses zunächst in einem nach dem Gegenstromprinzip arbeitenden Wärmeaustauscher vorgewärmt und anschließend durch, Einbringung T-#n Heißdampf auf Desinfektionstemper2-tur gebr,?(-#it wird, d a d u r c h Ü e #,- e n n WaaL3erdampf des zuvor bereits dem Desinfektionsvorgang unterworfenen Abwassers zugefUhrt wird. 4. Verfahrennach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ileißdampf dem Abwasser in einem Heißdampf-Mischbehätter (5) zugeführt wird, während es unter Überdruck steht. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wandungen des Heißdampf-Mischbehälters (5) mittels eines mit Heißdampf beschickbaren Doppelmantels (11), Verkrustungen-absprengend, in notwendig erscheinenden Abständen aufheizbar sind. b. Verfal-ren nach Ailsp"-uch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkolbenkompressor (6) den Wasserdampf aus einem, einer Verweilstufe (10), in welche das in dem Behälter (5) mit Heißdampf beaufschlagte Abwasser einer längeren Einwirkung der Desinfektionstemperatur ausgesetzt ist, nachgeschalteten, Behälter (8) absaugt.