DE19615620A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von kontaminiertem Wasser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von kontaminiertem Wasser, insbe­ sondere von Wasser, daß mit Viren, Mikroorganismen, Kleinlebewesen und Eiern von Helminthen, mit Kohlenwasserstoffverbindungen wie Teere, Fette, Öle und Lösungsmit­ teln, bevorzugt bis ca. 40 mg/l, mit Herbiziden und Pestiziden, mit Salzverbindungen, insbesondere Phosphaten, Nitraten, Sulfaten, Halogeniden etc., mit Schwermetallverbin­ dungen, insbesondere Blei-, Eisen-, Chrom- und Cadmiumverbindungen und mit organi­ schen Bestandteilen, wie Reste von Pflanzen und Tieren bis zu einer Teilchengröße von ca. 2 mm einzeln oder in beliebiger Kombination kontaminiert ist und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Die Erfindung kann sowohl für die Reinigung bela­ steter Abwässer aus Industrie, Landwirtschaft und dem kommunalen Bereich, als auch für die Aufbereitung von Brauchwasser beispielsweise für Schwimmbäder und die Trink­ wasseraufbereitung angewendet werden.

Es ist bekannt, stationäre Magnetfelder zur Aufbereitung von Wasser einzusetzen. Diese bewirken insbesondere eine verbesserte Koagulation von Schwermetallen, von Eisen­ verbindungen und von harten Salzen. Bei Wasser, daß mit Kohlenwasserstoffverbindun­ gen, Mikroorganismen, Viren, Kleinlebewesen und/oder organischen Bestandteilen kontaminiert ist, ist die Aufbereitungswirkung aber begrenzt und wenig effektiv Es ist weiterhin bekannt, kontaminiertes Wasser mit Ozon zu beaufschlagen, und so eine Säuberung und Entkeimung des Wassers zu erreichen. So wird beispielsweise in der US 5190648 ein Verfahren und eine Vorrichtung zu Reinigung von Wasser beschrie­ ben, bei dem mit Ozon angereicherte Luft in das zu reinigende Wasser eingebracht wird. Diese Lösung erfordert aber lange Bearbeitungszeiten und die Säuberungs- bzw. Entkeimungswirkung ist auf bestimmte Gruppen von Mikroorganismen, Viren und Klein­ lebewesen begrenzt.

In der US 5130032 wird weiterhin ein Verfahren zur Behandlung von flüssigen Medien beschrieben, bei dem die Flüssigkeit durch einen Säuberungskreislauf gepumpt wird, wobei sie zunächst eine Einheit durchläuft in der elektrostatische Entladungen generiert werden, danach mit Ozon angereichert wird, das zuvor der Wirkung eines stationären Magnetfeldes ausgesetzt war, dann das mit Ozon angereicherte flüssige Medium mit Ultraschall beauschlagt wird, und schließlich die Flüssigkeit abgekühlt und in den Ausgangsbehälter zurückgeleitet wird. All diese Verfahrensschritte bewirken eine Säube­ rung des flüssigen Mediums. Die Aneinanderreihung einer Vielzahl von Verfahrensschrit­ ten, die in verschiedenen Einrichtungen ablaufen erfordern aber eine aufwendige Anla­ gentechnik und Technologie.

Den bisher genannten Verfahren haftet außerdem gemeinschaftlich der Nachteil an, daß sie bei der Aufbereitung von kontaminiertem Wasser, das Pest und Choleraerreger sowie Eier von Helminthen enthält, in ihrer Wirkung sehr uneffektiv sind.

Es ist schließlich aus der WO 92/12933 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abtren­ nung von Fett und Öl aus Abwässern bekannt, bei dem die Oberfläche des zu behan­ delnde Abwasser während des Hinwegfließens über eine Kante mit konzentrierten elektrischen Impulsentladungen beaufschlagt wird. Trotz des vom verfahrenstechni­ schen Ansatz her recht breiten möglichen Anwendungsgebietes dieses Verfahrens haftet dem beschriebenen Verfahren aber der Nachteil an, daß seine Wirkung im wesentlichen auf die Abtrennung von Fett und Öl aus dem Abwasser beschränkt ist und daß die Reinigungswirkung erheblichen Schwankungen unterliegt.

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung zur Aufberei­ tung von Wasser zu schaffen, die bei geringem technologischen Aufwand eine effektive Reinigungswirkung entfalten.

Dazu besteht die Aufgabe, ein Verfahren und eine dazugehörige Vorrichtung zu entwickeln, bei denen eine Vielzahl von verschiedenen Kontaminationen im Wasser, die einzeln und/oder in Kombination auftreten können, mit wenigen Verfahrenschritten effektiv beseitigt werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß des 1. Patentanspru­ ches, das mit einer Vorrichtung gemäß des 13. Patentanspruches realisiert werden kann gelöst.

Das Wesen des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß das kontaminierte Wasser zunächst zu einer gleichmäßig dicken sich fortbewegenden Wasserschicht formiert wird und durch diese Wasserschicht hindurch eine Folge sehr kurzzeitiger elektrischer Hochspannungsimpulsentladungen generiert wird, so daß gleichzeitig ther­ mische Schläge, Ozon, Peroxide, Ultraschall, ultravioletten Strahlung und starke Magnet­ felder auf das kontaminierte Wasser einwirken. Es ist dabei von besonderer Bedeutung, daß die Hochspannungsimpulsentladungen direkt durch die Schicht kontaminierten Wassers hindurch erfolgen. Die Formierung des zu behandelnden Wassers zu einer gleichmäßigen, sich fortbewegenden Schicht gestattet es, optimal die notwendigen Hochspannungsimpulsentladungen zu generieren und ihre Wirkungen zur Anwendung zu bringen. Dies betrifft zum einen die direkt in der Wasserschicht entstehenden o. g. Ereignisse und zum anderen, daß ausreichend lange Einwirken eines intensiven elektri­ schen Wechselfeldes auf das kontaminierte Wasser, was in besonderer Weise zur Abtö­ tung von Viren, Mikroorganismen, Kleinlebewesen und Eiern von Helminthen beiträgt. Es wurde gefunden, daß brauchbare Wirkungen hinsichtlich der Beseitigung von Konta­ minationen erst bei einem Energieeinsatz von 6 J je cm³ des zu behandelnden Wassers erreicht werden, und daß bei jeder einzelnen elektrischen Hochspannungsimpulsentla­ dung mindestens ein Energiegehalt von 50 J zur Entladung gelangen muß. Diese Werte stellen natürlich untere Grenzen dar, in Abhängigkeit der Kontamination und der Menge des zu behandelnden Wassers können zur Erreichung der gewünschten Reinigungswir­ kung auch wesentlich größere Energieeinsätze notwendig sein. Analog verhält es sich mit der Anzahl der Hochspannungsimpulsentladungen, die je Zeiteinheit erfolgen müssen, um eine entsprechende Aufbereitungswirkung zu erzielen. Je nach Menge und Kontaminationsgrad des zu behandelnden Wassers und der damit im Zusammenhang stehenden Bewegungsgeschwindigkeit der Wasserschicht sollten zwischen 50 und 10000 Hochspannungsimpulsentladungen je Sekunde erfolgen. Dabei ist es zweck­ mäßig, wenn mehrere Hochspannungsimpulsentladungen parallel an verschiedenen Orten der Wasserschicht generiert werden. Räumlich sollten die gleichzeitig generier­ ten Hochspannungsimpulsentladungen entsprechend des Wirkradiusses einer einzel­ nen Hochspannungsimpulsentladung gleichmäßig über einen bestimmten Flächenab­ schnitt der sich fortbewegenden formierten Wasserschicht verteilt sein, um zu errei­ chen, daß der betreffende Abschnitt optimal der Wirkung von Hochspannungsimpuls­ entladungen ausgesetzt ist. Die Taktfrequenz der nacheinander an einem Ort generier­ ten Hochspannungsimpulsentladungen ist dann so zu wählen, daß in Abhängigkeit von der Bewegungsgeschwindigkeit der Wasserschicht und der im Wasser enthaltenen Kontamination jedes Flächenelement der Wasserschicht optimal aufbereitet wird. Die infolge der Hochspannungsimpulsentladung entstehende ultraviolette Strahlung sol­ lte eine Wellenlänge zwischen 200 und 350 · 10^-9 m besitzen und eine Intensität von 3,5- 7,0 kJ je cm² zu behandelnder Wasserschicht aufweisen. Zu realisieren sind diese Werte über die Energie des einzelnen Hochspannungsentladeimpulses sowie über die insgesamt je Flächenelement behandelte Wasserschicht zum Einsatz gebrachter Entla­ dungen. Natürlich hängt die Wirkung der ultravioletten Strahlung in hohem Maße davon ab, inwieweit das kontaminierte Wasser von ultravioletter Strahlung durchdrungen werden kann, d. h. wie stark die Kontamination mit Bestandteilen ist, die das Hindurch­ treten von ultravioletter Strahlung verhindern. Eine ausreichende Wirkung des Verfah­ rens ist nur dann gegeben, wenn die Durchlässigkeit des kontaminierten Wassers für ultraviolette Strahlung mindestens 2 cm beträgt. Gegebenenfalls kann es für den Verfah­ renseinsatz notwendig sein mit geeigneten Methoden der Vorreinigung die erforderliche Durchlässigkeit sicherzustellen. Dies trifft im übrigen auch für Kontaminationen in Teil­ chenform mit Teilchenabmessungen größer 2 mm zu. Auch hier ist es für die Verfahrens­ funktion notwendig, größere Teilchen als 2 mm mit geeigneten bekannten Methoden der Vorreinigung zu entfernen.

Obwohl jede einzelne der vom Hochspannungsimpuls verursachten Ereignisse (thermi­ sche Schläge, Ozon, Peroxide, Ultraschall, ultravioletten Strahlung, magnetische Felder) spezifische Wirkungen hinsichtlich spezieller Kontaminationen hervorruft, wird die besondere Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens im gleichzeitigen direkten Wirken all dieser Ereignisse gesehen. Die durchgeführten Untersuchungen bestätigen, daß mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens alle im Anwendungsgebiet genannten Kontaminationen sicher, und verglichen mit der separaten Anwendung dieser Ereignisse, mit wesentlich geringeren Konzentrationen bzw. Energiemengen und wesentlich schneller beseitigt werden können. So werden beispielsweise Kohlenwasserstoffverbin­ dungen wie Teere, Fette, Öle und Lösungsmittel infolge der thermischen Wirkung der Hochspannungsimpulsentladungen beseitigt, bzw. vom Wasser getrennt. Dies geschieht sowohl durch Spaltung dieser Verbindungen bis hin zu CO₂, Wasserstoff, Wasser und niedrigsiedenden Kohlenwasserstoffverbindungen, die unmittelbar in die Gasphase übergehen, sowie Kohlenstoff der beispielsweise in Form von Graphit oder Ruß als Endprodukt anfällt, als auch durch Verbrennung. Rückstände können entweder im behandelten Wasser verbleiben oder bei einer späteren Fraktionierung abgeschieden werden. Unterstützt wird die thermische Wirkung der Hochspannungsimpulsentladung durch parallel wirkende Ereignisse wie Ultraschall und ultraviolette Strahlung. Die angege­ bene Grenze von ca. 40 mg/l stellt dabei keine verfahrensbedingte Grenze dar, sondern ist als eine wirtschaftliche Grenze anzusehen. Bei größeren Belastungen des Wassers mit derartigen Verbindungen ist es sinnvoll, zunächst eine Vorabscheidung mit bekann­ ten Methoden vorzusehen und danach das erfindungsgemäße Verfahren zur Anwen­ dung zu bringen, um die verbliebenen Restmengen zu beseitigen. Neben den bereits genannten Kohlenwasserstoffverbindungen können auch eine Vielzahl weiterer Verbin­ dungen abgetrennt bzw. inertisiert werden. Dies geht nach bisherigem Kenntnisstand bis hin zu kleinen Farbpartikeln und Partikeln aus Polyethylen.

Die intensive ultraviolette Strahlung führt im Komplex mit der Wirkung des Ozons und der Peroxide zur Abtötung von Viren, Mikroorganismen und Kleinlebewesen. Insbeson­ dere letztere sowie auch Reste von Pflanzen und Tieren mit Zellstruktur werden auch durch den entstehenden Ultraschall regelrecht zerstört.

Infolge der direkt durch die Wasserschicht hindurchtretenden stromführenden Plasma­ kanäle wirken auf diese starke magnetische Felder ein. Diese führen bei Salz- und Schwermetallverbindungen zu einer verstärkten Koagulation und damit einer Abtren­ nung. Es wurde festgestellt das bei einer magnetischen Feldstärke von ca. 250 mA/m eine obere Grenze der Wirkung der magnetischen Felder erreicht ist. Eine weitere Erhöhung der magnetischen Feldstärke führt zu keiner nennenswerten Verbesserung der erzielten Reinigungswirkung. Dabei wurden bisher neben verschiedenen Salzen insbesondere blei-, eisen-, chrom- und cadmiumhaltige Verbindungen untersucht. An früherer Stelle wurde bereits darauf hingewiesen, daß starke elektrische Wechselfel­ der (Feldstärke größer 1000 V/m) in besonderer Weise zur Abtötung von Viren, Mikroor­ ganismen, Kleinlebewesen und Eiern von Helminthen beitragen. Insbesondere bei letz­ teren aber auch bei Pest- und Coleraerregern wurde ein sicheres Abtöten erreicht, wenn starke elektrische Wechselfelder im Komplex mit ultravioletter Strahlung, Ozon, Peroxiden und Ultraschall zur Anwendung gebracht wurden. Es wurde gefunden, daß die Wirkung der elektrischen Wechselfelder in besondere Weise dadurch verstärktwerden kann, wenn auf ein Volumenelement kontaminierten Wassers in unmittelbarer Folge nacheinander zwei zeitlich gering versetzte elektrische Wechselfelder einwirken. Der zeitliche Versatz des Wirkens der Wechselfelder sollte dabei im Bereich von 1-50 · 10^-9 s liegen. Eine bevorzugte Ausführungsform für die Erzeugung der elektrischen Wechsel­ felder wird darin gesehen, daß beim generieren der Hochspannungsimpulsentladung direkt starke elektrische Impulsfelder die auf das kontaminierte Wasser einwirken, miterzeugt werden.

Es ist bekannt, Ozon zur Aufbereitung von Ab-, Brauch- und Trinkwasser einzusetzten. Die vom Ozon ausgehenden positiven Wirkungen werden auch bei dem erfindungs­ gemäßen Verfahren ausgenutzt. Ozon entsteht hier direkt bei jeder Hochspannungsim­ pulsentladung und wirkt hierbei auch direkt auf das zu behandelnde Wasser ein. Aller­ dings sind die bei der Hochspannungsimpulsentladung bzw. im Entladungsraum realisier­ baren Einwirkzeiten sehr kurz, so daß das Ozon oft nicht seine optimale Wirkung entfal­ ten kann. Erfindungsgemäß kann es deshalb von Vorteil sein, das zu behandelnde Wasser in einem getrennten Verfahrensschritt mit Ozon bzw. mit mit Ozon angerei­ cherter Luft zu versetzen. Zweckmäßigerweise wird dazu ein Ozon-Luftgemisch aus dem Entladungsraum abgesaugt, und mit dem zu behandelnden Wasser vermischt. Dies ist deshalb besonders vorteilhaft, weil das im Entladungsraum entstehende Ozon der Wirkung starker Magnetfelder ausgesetzt war und dadurch in bekannter Weise sehr gut mit Wasser vermischbar ist und lange im Wasser enthalten bleibt. Die Beimischung eines Ozon-Luftgemisches in das zu behandelnde Wasser kann grundsätzlich sowohl vor der Behandlung des Wassers mit Hochspannungsimpulsentladungen, als auch danach erfol­ gen. Vorgeschlagen wird hier aber die Ozonbehandlung in einem nachgeordneten Verfahrensschritt durchzuführen, weil für eine optimale Wirkung Behandlungszeiten des Wassers mit dem Ozon-Luftgemisch von ca. 20 Minuten erforderlich sind und diese Zeiten günstiger im Anschluß an die Behandlung mit Hochspannungsimpulsentladungen realisiert werden können. Die Wirkung des Ozon-Luftgemisches kann dadurch noch verbessert, daß das mit dem Ozon-Luftgemisch versetzte Wasser in eine turbulente Strömung gebracht wird.

Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann das erfindungsgemäße Verfahren opti­ mal realisiert werden. Die Wasserformierungsanordnung erzeugt eine gleichmäßig dicke Wasserschicht. Vorteilhaft ist es, wenn sich diese Wasserschicht im freien Fall bewegt und beispielsweise kreisförmig eine in der Horizontalen geschlossene Kontur aufweist, so daß ein nach oben offenes zylinderförmiges Luftvolumen seitlich einge­ schlossen wird. Günstig ist es, wenn die Wasserformierungsanordnung konstruktiv so gestaltet ist, daß die entstehende Wasserschicht sich nicht nur im freien Fall in axialer Richtung bewegt, sondern auch insgesamt um ihre Längsachse rotiert, so daß sich jedes Flächenelement dieser Schicht auf einer spiralförmigen Bahn bewegt. Dies kann beispielsweise durch tangentiales Einleiten des kontaminierten Wassers oder durch speziell angeordnete Leitbleche erreicht werden.

Durch die erfindungsgemäß formierte Wasserschicht wird es möglich, daß innerhalb des seitlich eingeschlossenen Volumens die Hochspannungselektroden radial nach außen gerichtet angeordnet werden können, wobei günstigerweise mindestens in zwei Ebenen übereinander je 3 Elektroden gleichmäßig über den Kreisumfang verteilt (um 120° versetzt) vorzusehen sind. Von Ebene zu Ebene sind die Elektroden dann nochmals so zu versetzten, daß die in der Horizontalen geschlossene Kontur der Wasserschicht gleichmäßig mit Hochspannungsimpulsentladungen belegt werden kann (schachbrett­ musterartig). Die Masseelektroden sind außerhalb des von der Wasserschicht einge­ schlossenen Luftvolumens beispielsweise als Kreisringe ausgeführt anzuordnen. Sie bilden somit horizontal um die formierte Wasserschicht verlaufende Aquipotentiollini­ en. Die Wasserschicht selbst wird weder von den Hochspannungselektroden, noch von den Masseelektroden berührt.

Bei der Generierung der Hochspannungsimpulsentladungen bilden sich zwischen den Hochspannungselektroden und den Masseelektroden durch die Wasserschicht hindurch elektrische Impulsfelder aus. Mit dem im Entlademoment fließenden intensi­ ven Impulsstrom ist ein starkes Impulsmagnetfeld verkoppelt. Dieses wirkt insbesondere im Bereich des durch die Wasserschicht hindurchtretenden Plasmakanales auf das kontaminierte Wasser ein, aber auch über die Elektrodenzuleitungen, die innerhalb des von der formierten Wasserschicht umgebenen Luftvolumens verlaufen. Hierin wird ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung gesehen.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 ein Schema zur Verdeutlichung des Verfahrensablaufes, in

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestehend aus Wasserformierungsanordnung, Hochspannungselektroden und Masseelektro­ den, und in

Fig. 3 eine flächige, schematische Darstellung der Wirkorte der Hochspannungsim­ pulsentladungen auf die formierte Wasserschicht.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele schränken das Anwendungsgebiet der Erfin­ dung in keiner weise ein, sondern dienen lediglich der Verdeutlichung.

Beispiel 1

Aufbereitet werden soll Abwasser aus einer Schweinemastanlage. Die Ausgangsparame­ ter des Abwassers sind: CSB (chemischer Sauerstoffbedarf) = 20000 mg/l, bakterielle Flora 1 · 10¹² Einheiten/ml, Fett = 20 mg/l, allgemeine Schwebeteilchen 100 mg/ml. Aufgrund des hohen Gehaltes großer Schwebeteilchen im Abwasser wird es zunächst durch eine mechanische Filtereinrichtung mit Sandfang geleitet, um Teilchen größer 2 mm abzuscheiden. Der sich hieran anschließende Verfahrensablauf ist dem in Fig. 1 dargestellten Schema zu entnehmen. Das von groben Bestandteilen befreite Abwasser gelangt mit einer Geschwindigkeit von 2 m/s in die Wasserformierungseinrichtung 1. Wie aus Fig. 2 zu entnehmen ist, besteht diese aus einem kreisförmig gebogenen Hohlprofil mit rechteckiger Querschnittsfläche an dessen unterer innerer Kante sich ein kreisförmi­ ger Schlitz mit einer Breite von 5 mm befindet. Das Abwasser wird an der Außenfläche des gebogenen Hohlprofiles tangential eingeleitet, durchströmt das kreisförmig geboge­ ne Hohlprofil und tritt durch den kreisförmigen Schlitz aus. Es entsteht dadurch eine herabfallende Wasserschicht mit der Form eines Hohlzylinders, die eine Breite von 5 mm besitzt. Durch das tangentiale Einleiten des Wassers in die Wasserformierungsein­ richtung wird der Wasserschicht eine Drallbewegung verliehen. Je Sekunde durchströ­ men 6,9 l die Wasserformierungseinrichtung. Die formierte Wasserschicht gelangt in einen aus Hochspannungselektroden 2 und Masseelektroden 3 gebildeten Entladungs­ raum 4. Dabei sind 9 Hochspannungselektroden 2 in drei Ebenen innerhalb der hohlzylin­ drischen Wasserschicht und drei als Kreisringe gestaltet Masseelektroden 3 außerhalb angeordnet. Fig. 3 zeigt, wie durch die Anordnung der Elektroden die Fläche der als Hohlzylinder formierten Wasserschicht entsprechend des Wirkradiusses jedes einzel­ nen Hochspannungs-Masse-Elektrodenpaares schachbrettmusterartig mit elektrischen Hochspannungsimpulsentladungen belegt wird. Über die Hochspannungselektroden 2 werden mit einer Wiederholrate von 100 Hz Hochspannungsimpulsentladungen mit einer Impulsdauer von 5 · 10^-6 s gezündet. Je Entladetakt kommt je Hochspannungselek­ trode 2 eine Energie von 200 J zur Entladung. Das so behandelte Abwasser gelangt über eine Wasserführung 5 in einen Ejektor 6. Beim Durchströmen des Ejektors 6 wird über eine Verbindungsleitung 7 ozonhaltige Luft aus dem Entladungsraum 4 abgesaugt und mit dem Wasser vermischt. Innerhalb des Ejektors 6 sind Leitbleche angeordnet, die eine turbulente Strömung erzeugen, wodurch eine bessere Vermischung der ozonhalti­ gen Luft mit dem Wasser erreicht wird. Das aufbereitete Wasser wird abschließend einem Abscheider 8 zugeführt, in dem es ca. 20 min. verbleibt. Hier werden im Wasser verbliebene inertisierte Feststoffteilchen abgeschieden. Bei einem Durchsatz von 600 m³/Tag wird für die Aufbereitung des Abwassers der Schweinemastanlage eine Energie von 1 kW/m³ benötigt. Das aufbereitete Abwasser weist folgende Parameter auf: CSB = 300 mg/l, bakterielle Flora 3 Einheiten/l, Fett = 1,5 mg/l, allgemeine Schwebeteil­ chen 50 mg/l.

Beispiel 2

Es besteht die Aufgabe Abwasser aus einem Baumwollverarbeitungsbetrieb so aufzube­ reiten, daß es nach der Aufbereitung problemlos in einen Flußlauf eingeleitet werden kann. Die Ausgangsparameter des Abwassers sind: CSB (chemischer Sauerstoffbedarf) = 677 mg/l, allgemeine Schwebeteilchen 130 mg/l, Darmbakteri­ en = 97500 Einheiten/ml, Fett = 59 mg/l, synthetische Lösungsmittel 3,2 mg/l, Erdölpro­ dukte 4,0 mg/l, Sulfide 9,6 mg/l sowie eine Wasserdurchsichtigkeit von 3,0 cm. Zur Entfer­ nung großer Schwebeteilchen wird das Abwasser zunächst durch ein Gitter sowie einen Sandfang geleitete. Danach wird das Abwasser der bereits im Beispiel 1 beschriebenen Anlage zugeführt und analog behandelt, d. h. es werden gleiche Abwasserdurchsätze realisiert und die erzeugten elektrischen Hochspannungsimpulsentladungen haben glei­ che Parameter. Ebenso wie im Beispiel 1 erfolgt nach der Behandlung mit elektrischen Hochspannungsimpulsentladungen in einem weiteren Verfahrensschritt eine Vermi­ schung des Abwassers mit ozonhaltiger Luft, wobei eine Einwirkdauer des Ozons von mindestens 20 Minuten eingehalten wird. Das aufbereitete Abwasser weist folgende Parameter auf: CSB (chemischer Sauerstoffbedarf) = 38,9 mg/l, allgemeine Schwebeteil­ chen 50 mg/l, Darmbakterien: nicht nachweisbar Fett nichtnachweisbarsynthetische Lösungsmittel 2,6 mg/l, Erdölprodukte 4,0 mg/l, Sulfide 2,6 mg/l sowie eine Wasserdurch­ sichtigkeit von 18 cm.

Claims (17)

1. Verfahren zur Aufbereitung von kontaminiertem Wasser unter Anwendung elektri­ scher Hochspannungsimpulsentladungen, dadurch gekennzeichnet, daß das zu behandelnde kontaminierte Wasser zu einer kontinuierlichen, sich fort­ bewegenden Wasserschicht definierter Dicke formiert wird und durch diese Wasser­ schicht hindurch eine Folge von elektrischen Hochspannungsimpulsentladungen derart gezündet werden, daß eine über die Fläche der Wasserschicht nahezu gleich­ mäßige Verteilung von Hochspannungsimpulsentladungen auftritt, wobei je cm³ kontaminierten Wassers mindestens eine Energie von 6 J zur Entladung gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je Hochspannungsimpulsentladung mindestens eine Energie von 50 J zur Entla­ dung gebracht wird.

3. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer eines Hochspannungsentladungsimpulses nicht länger als 10 · 10^-6 s beträgt.

4. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß je Sekunde zwischen 50 und 10000 Hochspannungsimpulsentladungen erfolgen.

5. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das die elektrischen Hochspannungsimpulsentladungen derart konfiguriert werden daß eine ultraviolette Strahlung mit einer Wellenlänge von 200-350 · 10^-9 m entsteht, deren Intensität je cm² zu behandelnder Wasserschicht zwischen 3,5-7,0 kJ liegt.

6. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abschnitt der sich fortbewegende Wasserschicht mit elektrischen Wech­ selfeldern derart beaufschlagt wird, daß in Bewegungsrichtung der Wasserschicht räumlich versetzt mindestens zwei zeitlich versetzte elektrische Wechselfelder wirken.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Feldstärke der elektrischen Wechselfelder einen Spitzenwert von mindestens 1000 V/m aufweist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das die elektrischen Wechselfelder zeitlich um 1-50 · 10^-9 s versetzt wirken.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß das die elektrischen Wechselfelder Impulsfelder sind.

10. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß das kontaminierte Wasser in einem weiteren Verfahrensschritt mit mit Ozon angereicherten Luft versetzt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömung des mit ozonhaltiger Luft angereicherten Wassers in eine turbulen­ te Strömung überführt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ozon zur Anreicherung der Luft aus dem Raum, in dem die elektrischen Hochspannungsimpulsentladungen durch die Schicht kontaminierten Wassers hindurch gezündet werden abgesaugt wird.

13. Vorrichtung zur Realisierung des Verfahrens zur Aufbereitung von kontaminiertem Wasser unter Anwendung elektrischer Hochspannungsimpulsentladungen beste­ hend aus einer Wasserformierungsanordnung sowie Hochspannungs- und Masse­ elektroden für elektrische Hochspannungsimpulsentladungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserformierungsanordnung einen Schlitz mit konstanter Breite und geschlossener Kontur aufweist, der so angeordnet ist, daß beim Hindurchströmen von kontaminiertem Wasser eine herabfallende, ununterbrochene in der horizonta­ len Ebene eine geschlossene Kontur aufweisende Wasserschicht definierter Dicke entsteht, die ein entgegen der Fallrichtung der Wasserschicht oben offenes Luftvolu­ men nahezu gleichmäßig umgibt, daß in diesem Luftvolumen Hochspannungselek­ troden angeordnet sind, daß außerhalb der herabfallenden, ununterbrochenen in der horizontalen Ebene eine geschlossene Kontur aufweisenden Wasserschicht Masse­ elektroden angeordnet sind und daß Hochspannungs- und Masseelektroden paar­ weise derart zueinander stehen, daß elektrische Impulsentladungen durch die Wasserschicht hindurch generiert werden können.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die geschlossener Kontur ein Kreis ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Schlitzes der Wasserformierungsanordnung zwischen 3-5 mm beträgt.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13-15, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungs-/Masseelektroden so angeordnet sind, daß die Wasser­ schicht in gleichmäßigen Abständen azimutal vollständig und in Fallrichtung über einen bestimmten Bereich schachbrettmusterartig von elektrischen Hochspannungs­ impulsentladungen durchschlagen werden kann.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Masseelektroden die Form von Kreisringen aufweisen und mindestens zwei derartige Masseelektroden außerhalb der herabfallenden Wasserschicht in Fallrich­ tung des Wassers nacheinander so angeordnet sind, daß sich die Wasserschicht in der kreisförmigen Öffnung der Masseelektroden befindet und das die Hochspan­ nungselektroden innerhalb des Volumens, das die herabfallende Wasserschicht umgibt angeordnet sind und daß jeder Masseelektrode mehrerer Hochspannungselek­ troden zugeordnet sind.