DE19832916A1 - Method and device for separating process and / or waste water with a predetermined concentration of coagulable, hydrophobic constituents into a hydrophobic phase and a clear phase - Google Patents

Method and device for separating process and / or waste water with a predetermined concentration of coagulable, hydrophobic constituents into a hydrophobic phase and a clear phase

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Abstract

The invention relates to a method and a device for separating process and/or waste water having a defined concentration of coagulable constituents into a hydrophobic phase and a clear phase. The waste water to be separated is filled into a vessel (1) on the head side and withdrawn in the bottom area. The waste water filled into the vessel is heated from the base of the vessel (1) so as to create temperature inversion layers in said vessel (1). The hydrophobic constituents coagulate as they descend to a defined depth which corresponds to a coagulation layer and as a result of the inverse temperature gradient from there rise to the hydrophobic phase situated near the surface, where they are skimmed off. Below the coagulation layer the clear phase forms near the bottom, where it is withdrawn.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung von Prozeß- und/oder Abwasser mit vorgegebener Konzentration an koagulierbaren, hydrophoben Bestandteilen in eine Hydro­ phobphase und eine Klarphase.The invention relates to a method for separating Process and / or waste water with a given concentration coagulable, hydrophobic components in a hydro phob phase and a clear phase.

Bei Abwässern mit hoher Konzentration an koagulierbaren, hydrophoben Bestandteilen besteht das Problem, daß sich diese Bestandteile bzw. Inhaltstoffe nicht durch übliche Verfahren, wie z. B. Sieben, Filtern oder durch Pressen vom übrigen Abwasser abtrennen lassen. Es ist also keine Pha­ sentrennung in eine Hydrophobphase und eine Klarphase mög­ lich. Dies gilt auch für den Fall, daß mit Flotations- oder Sedimentationsverfahren gearbeitet wird.In the case of waste water with a high concentration of coagulable, hydrophobic components there is the problem that these constituents or ingredients are not replaced by conventional ones Methods such as B. screening, filtering or by pressing Have the remaining waste water separated. So it's not a Pha separation into a hydrophobic phase and a clear phase possible Lich. This also applies in the event that with flotation or Sedimentation process is working.

Derartiges gilt insbesondere für bluthaltige Abwässer der Fischmehlindustrie. Solche Abwässer weisen einen Gehalt an organischen Feststoffen von mehr als 3 Gew.-% auf. Schon bei den vorgenannten Konzentrationen besteht keine Möglich­ keit (mehr), durch Flotation oder ähnliche Verfahren die in Rede stehenden Inhaltsstoffe aufzukonzentrieren, damit diese in der Hydrophobphase abgeschöpft werden können. Hier setzt die Erfindung ein.This applies in particular to blood-containing wastewater Fishmeal industry. Such waste water has a content organic solids of more than 3% by weight. Nice at the above concentrations there is no possibility (more), by flotation or similar processes which Concentrate the ingredients in question, so these can be skimmed off in the hydrophobic phase. This is where the invention comes in.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfahren zur Trennung von Prozeß- und/oder Abwasser mit vorgegebener Konzentration an koagulierbaren, hydrophoben Bestandteilen der eingangs beschriebenen Art anzugeben, welches eine einwandfreie Trennung von Hydrophobphase und Klarphase - auch bei hoher Konzentration an koagulierbaren, hydrophoben organischen Bestandteilen - ermöglicht. Darüber hinaus soll eine besonders geeignete Anlage angegeben werden.The invention is based on the technical problem Process for the separation of process and / or wastewater predetermined concentration of coagulable, hydrophobic Specify components of the type described at the outset, which is a perfect separation of the hydrophobic phase and Clear phase - even with a high concentration of coagulable,  hydrophobic organic components - enables. About that In addition, a particularly suitable system is to be specified become.

Zur Lösung dieses technischen Problems ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Trennung von Prozeß- und/oder Abwasser mit vorgegebener Konzentration an koagulierbaren, hydrophoben Bestandteilen in eine Hydrophobphase und eine Klarphase mit folgenden Verfahrensschritten:
das zu trennende Abwasser wird kopfseitig in einen Be­ hälter, insbesondere Konzentrationstank, eingefüllt und im Bodenbereich als Klarwasser abgezogen;
das eingefüllte Abwasser wird fußseitig des Behälters unter Einstellen einer inversen Temperaturschichtung mit zumindest zwei Schichten unterschiedlicher Tempera­ tur im Behälter erwärmt;
die hydrophoben Bestandteile koagulieren beim Absinken in einer vorgegebenen Koagulations-Schichthöhe und steigen von dort aus aufgrund des inversen Temperatur­ gefälles zur oberflächennahen Hydrophobphase auf, wo sie abgeschöpft werden;
unterhalb der Koagulations-Schichthöhe bildet sich die bodennahe Klarphase aus, welche abgezogen wird.To solve this technical problem, the invention relates to a process for separating process and / or waste water with a predetermined concentration of coagulable, hydrophobic constituents into a hydrophobic phase and a clear phase with the following process steps:
the wastewater to be separated is poured into the top of a container, especially a concentration tank, and drawn off as clear water in the bottom area;
the filled wastewater is heated on the foot side of the container by setting an inverse temperature stratification with at least two layers of different temperature in the container;
the hydrophobic constituents coagulate when sinking at a predetermined coagulation layer height and rise from there due to the inverse temperature gradient to the near-surface hydrophobic phase, where they are skimmed off;
below the coagulation layer height, the clear phase near the ground forms, which is subtracted.

Dabei wird üblicherweise so gearbeitet, daß das Abwasser knapp unterhalb der sich im Behälter einstellenden Ober­ fläche eingeleitet wird, und zwar im Rahmen eines gleich­ mäßigen, nicht turbulenten Stromes. Auch das Klarwasser wird im Bodenbereich gleichmäßig und nicht turbulent abge­ zogen, um die sich einstellende Temperaturschichtung durch sich bildende Turbulenzen im Behälter nicht zu gefährden.It is usually done so that the waste water just below the waiter in the container area is initiated, as part of an equal  moderate, non-turbulent current. Even the clear water is distributed evenly and not turbulently in the floor area pulled through the emerging temperature stratification Turbulence that forms in the container must not be endangered.

Zur Einstellung der inversen Temperaturschichtung ist eine an den Querschnitt des Behälters angepaßte Heizeinrichtung vorgesehen, welche z. B. mittels Dampf oder elektrischer Energie beheizt wird. In der Regel liegen drei Schichten vor. Dabei wird die inverse Temperaturschichtung im allge­ meinen so eingestellt, daß sich in der Schicht unmittelbar oberhalb der Heizeinrichtung Temperaturen zwischen 80°C bis 95°C einstellen, im Bereich der Schicht mit der Koagu­ lations-Schichthöhe Temperaturen zwischen 55°C und 75°C vorliegen und schließlich in der oberflächennahen Schicht Temperaturen von ca. 30°C bis 50°C erreicht werden, wobei die Temperaturschichtung in Abhängigkeit von der Beschaf­ fenheit und Menge des eingefüllten Abwassers und der Koagu­ lationstemperatur der hydrophoben Bestandteile eingestellt wird.To set the inverse temperature stratification is a heating device adapted to the cross section of the container provided which z. B. by steam or electric Energy is heated. There are usually three layers in front. The inverse temperature stratification is generally mean set so that in the shift immediately above the heating device temperatures between 80 ° C set to 95 ° C, in the area of the layer with the Koagu layer height temperatures between 55 ° C and 75 ° C and finally in the near-surface layer Temperatures of approx. 30 ° C to 50 ° C can be reached, whereby the temperature stratification depending on the procurement openness and quantity of the sewage and the Koagu lation temperature of the hydrophobic components set becomes.

Im einzelnen wird die Temperaturschichtung größtenteils ge­ regelt eingestellt, wobei zumindest die Temperatur einer Schicht und die Menge an zulaufendem Abwasser als Regelein­ gangsgrößen und die zur Erwärmung der Heizeinrichtung er­ forderliche Heizenergie als Stellgröße eingesetzt werden. Eine der Temperaturschichtung entgegenwirkende Konvektion wird vorzugsweise durch in Richtung des Temperaturgefälles der Schichten angeordnete Leitbleche unterbunden. In particular, the temperature stratification is largely ge regulates set, at least the temperature of a Layer and the amount of incoming wastewater as a rule aisle sizes and those for heating the heating device required heating energy can be used as a manipulated variable. A convection counteracting temperature stratification is preferably by in the direction of the temperature gradient of the layers arranged baffles prevented.  

Insgesamt ist ein kontinuierlicher oder diskontinuierlicher Betrieb möglich. Zu diesem Zweck wird mit einem kontinuier­ lichen Zu- und Ablauf des Abwassers bzw. des Klarwassers oder mit einem entsprechenden diskontinuierlichen Zu- und Ablauf des Abwassers bzw. des Klarwassers im sogenannten "Batch"-Betrieb gearbeitet. Sofern das Abwasser salzhaltig ist, empfiehlt die Erfindung, in den Behälter oberflächen­ nah Süßwasser einzuleiten, um eine Verminderung des Salz­ gehaltes der Hydrophobphase zu erreichen.Overall is a continuous or discontinuous Operation possible. To this end, it is continued Liche inflow and outflow of wastewater and clear water or with a corresponding discontinuous feed and Drainage of wastewater or clear water in the so-called "Batch" operation worked. If the wastewater is saline is, the invention recommends surfaces in the container close fresh water to initiate a decrease in salt content of the hydrophobic phase.

Die Erfindung geht zunächst einmal von der Erkenntnis aus, daß mit koagulierbaren, hydrophoben, organischen Bestand­ teilen belastete Abwässer nicht nur die Umwelt schädigen, sondern die vorgenannten organischen Bestandteile vorteil­ haft wiedergewonnen werden können. Bei diesen organischen Bestandteilen kann es sich um Proteine handeln, welche bei der Fischmehlerzeugung anfallen. Diese Proteine werden heutzutage praktisch ungeklärt ins Meer geleitet und tragen zu einer nicht unerheblichen Verschmutzung bei. Außerdem gehen sie für eine Weiterverarbeitung unwiederbringbar ver­ loren und stellen dementsprechend auch einen wirtschaft­ lichen Verlust bei der Fischmehlverarbeitung dar.The invention starts out from the knowledge that that with coagulable, hydrophobic, organic stock share polluted wastewater not only harm the environment, but the aforementioned organic components advantage can be regained. With these organic Ingredients can be proteins that are involved in of fish meal production. These proteins are nowadays practically unsettled and carried into the sea to a not inconsiderable level of pollution. Moreover they become irretrievable for further processing Accordingly, they also lor and represent an economy loss in fish meal processing.

Die Erfindung hat nun erkannt, daß diese hydrophoben orga­ nischen Bestandteile, d. h. nichtlöslichen Sedimente, üb­ licherweise innerhalb eines bestimmten Temperaturbereiches koagulieren, mit anderen Worten durch physikalisch­ chemische Vorgänge in sedimentierbare Niederschläge über­ führt werden können. Das heißt die zuvor feinstdispersen bis kolloidalen hydrophoben Bestandteile erfahren gleichsam eine Teilchenvergrößerung. Dieser Vorgang der Koagulation erfolgt in einer bestimmten Schicht des Behälters, der Koagulations-Schichthöhe. Bei Proteinen liegt die Koagula­ tionstemperatur, d. h. die Temperatur, bei welcher der vor­ genannte Gerinnungs-Prozeß einsetzt, bei. ca. 60°C bis 70°C.The invention has now recognized that this hydrophobic orga African components, d. H. insoluble sediments, ex Licher within a certain temperature range coagulate, in other words, physically chemical processes into sedimentable precipitates can be led. That means the previously finely dispersed to colloidal hydrophobic components, as it were a particle enlargement. This process of coagulation  takes place in a certain layer of the container, the Coagulation layer height. The coagula lies with proteins tion temperature, d. H. the temperature at which the before called coagulation process begins at. approx. 60 ° C to 70 ° C.

Bekanntermaßen bestehen Proteinmoleküle aus hunderten bis tausenden Aminosäureresten, welche durch Peptidbindungen aneinandergeknüpft sind. Das heißt, bei Proteinen handelt es sich wie bei Zellulose und Stärke um makromolekulare Naturstoffe mit Molekülmassen zwischen 10.000 und einigen Millionen. Proteine, die vom Wasser aufgenommen werden, bilden kolloide Lösungen, denn die Durchmesser ihrer Mole­ küle betragen 10-5 bis 10-6 cm; dementsprechend diffundie­ ren sie nicht durch eine Membran und können folglich (bis zu einer gewissen Konzentration im Wasser) mittels Membran­ filtern ausgesondert werden.As is known, protein molecules consist of hundreds to thousands of amino acid residues which are linked to one another by peptide bonds. This means that, like cellulose and starch, proteins are macromolecular natural substances with molecular weights between 10,000 and several million. Proteins that are absorbed by the water form colloidal solutions, because the diameter of their molecules is 10 -5 to 10 -6 cm; accordingly, they do not diffuse through a membrane and can consequently (up to a certain concentration in water) be filtered out using membrane filters.

Die Erfindung ermöglicht nun eine einwandfreie Trennung in Hydrophobphase und Klarphase. Die Proteine ändern dabei in der Koagulations-Schichthöhe beim Gerinnen oder Koagulieren ihre Struktur sowie ihre chemischen und physikalischen Eigenschaften und können infolge der inversen Temperatur­ schichtung oberflächennah im Behälter aufschwimmen. Dieser Flotationsvorgang gelingt ohne die sonst übliche Luft­ einblasung einfach dadurch, daß die spezifisch leichter (als das Prozeß- bzw. Abwasser) ausgebildeten hydrophoben suspendierten Teilchen bzw. Flocken zur Hydrophobphase auf­ steigen können. Demgegenüber ist ihre Bewegung in entgegen­ gesetzter Richtung gehemmt. Dies läßt sich auf den Energie­ gewinn der suspendierten Teilchen bzw. Flocken durch Kon­ vektion zurückführen.The invention now enables a perfect separation in Hydrophobic phase and clear phase. The proteins change to the coagulation layer height when clotting or coagulating their structure as well as their chemical and physical Properties and can be due to the inverse temperature Float the layer near the surface in the tank. This The flotation process works without the usual air injection simply by making it specifically lighter (as the process or waste water) trained hydrophobic suspended particles or flakes to the hydrophobic phase can rise. In contrast, their movement is contrary inhibited direction. This is due to the energy  gain of the suspended particles or flakes by Kon return vection.

Im Ergebnis stellt die erfindungsgemäß erreichte inverse Temperaturschichtung in ruhendem Wasser ein metastabiles Gleichgewicht dar, aus welchem heraus die spezifisch leich­ teren, suspendierten Teilchen bzw. Flocken unter Energiege­ winn verbessert aufsteigen können, während ihre Bewegung in entgegengesetzter Richtung gehemmt wird. Hierdurch wird ein Flotationseffekt erreicht, welcher einerseits zu einer ver­ besserten Aufkonzentrierung der hydrophoben Inhaltsstoffe im Flotat bzw. in der Hydrophobphase führt und andererseits eine scharfe Trennlinie zwischen Flotat bzw. Hydrophobphase und Klar(wasser)phase bedingt. Durch das vorgenannte Ver­ fahrensprinzip wird insbesondere bei Prozeß- bzw. Abwässern mit einem hohen Gehalt an z. B. Blutproteinen gegenüber derzeit üblichen Flotationsverfahren mit beispielsweise chemischer oder thermischer Koagulation eine verbesserte Abtrennung der hydrophoben Bestandteile bei höherem organi­ schen Trockensubstanzgehalt in der organischen Substanz zwischen Klarwasser und Flotat erzielt. Das heißt die abge­ schöpfte Hydrophobphase läßt sich zu einer Trockensubstanz weiterverarbeiten, welche einen hohen organischen Gehalt aufweist, folglich für die (Fischmehl-)Weiterverarbeitung besonders geeignet ist. - Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung, welche sich zur Durchführung des be­ schriebenen Verfahrens besonders eignet und in den Ansprü­ chen 10 bis 17 beschrieben wird.The result is the inverse achieved according to the invention Temperature stratification in still water is a metastable Equilibrium, from which the specifically easy tter, suspended particles or flakes under Energiege winn can rise up while moving in opposite direction is inhibited. This will be a Flotation effect achieved, which on the one hand leads to a ver improved concentration of the hydrophobic ingredients leads in the flotate or in the hydrophobic phase and on the other hand a sharp dividing line between flotate or hydrophobic phase and clear (water) phase conditional. By the aforementioned Ver The principle of driving becomes especially with process or waste water with a high content of e.g. B. against blood proteins currently usual flotation processes with, for example chemical or thermal coagulation an improved Separation of the hydrophobic components with higher organi dry matter content in the organic substance achieved between clear water and flotate. That means the abge Scooped hydrophobic phase can be made into a dry substance process further, which has a high organic content has, consequently for (fish meal) further processing is particularly suitable. - The subject of the invention is also a device which is used to carry out the written method is particularly suitable and in the claims Chen 10 to 17 is described.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläu­ tert; es zeigen:In the following, the invention is based on only one Exemplary embodiment illustrating the drawing tert; show it:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung und Fig. 1 shows the device according to the invention and

Fig. 2 eine Anlage zur Abwasseraufbereitung, welche die Vorrichtung nach Fig. 1 aufweist. Fig. 2 shows a plant for wastewater treatment, which has the device of FIG. 1.

In den Figuren ist eine Vorrichtung zur Trennung von Prozeß- und/oder Abwasser mit vorgegebener Konzentration an koagulierbaren, hydrophoben Bestandteilen in eine Hydro­ phobphase und eine Klarphase dargestellt. Diese Vorrichtung weist in ihrem grundsätzlichen Aufbau einen (rota­ tionssymetrischen) zylindrischen Behälter 1, insbesondere Konzentrationstank 1, mit kopfseitigem (Ab-)Wassereinlauf 2 auf. Der Behälter 1 bzw. Konzentrationstank 1 besitzt einen konischen Fuß 3 mit einem Sedimentabzug 4. Darüber hinaus findet sich eine fußseitig im Behälter 1 angeordnete Heizeinrichtung 5. Diese Heizeinrichtung 5 besitzt nicht gezeigte innenseitige (Durchström-)bohrungen für (Wasser-) Dampf und wird über eine Regeleinrichtung 6 mit der erforderlichen Heizenergie beaufschlagt. Selbstverständlich ist auch eine elektrische oder auch andere Art der Erwärmung der Heizeinrichtung 5 möglich. Die vorgenannte Heizeinrichtung 5 dient zur Einstellung der bereits be­ schriebenen inversen Temperaturschichtung im Behälter 1 mit Schichten A, B und C unterschiedlicher Temperaturen im Be­ hälter 1. In the figures, a device for separating process and / or waste water with a predetermined concentration of coagulable, hydrophobic constituents is shown in a hydro phobic phase and a clear phase. In its basic structure, this device has a (rotation-symmetrical) cylindrical container 1 , in particular a concentration tank 1 , with a head-side (waste) water inlet 2 . The container 1 or concentration tank 1 has a conical foot 3 with a sediment removal. 4 In addition, there is a heating device 5 arranged on the foot side in the container 1 . This heating device 5 has (not shown) inside (flow) holes for (water) steam and is supplied with the necessary heating energy via a control device 6 . Of course, an electrical or other type of heating of the heating device 5 is also possible. The aforementioned heating device 5 is used to set the already described inverse temperature stratification in the container 1 with layers A, B and C different temperatures in the container 1 .

Vorliegend lassen sich grob drei Schichten A, B und C unterscheiden. In der unmittelbar oberhalb der Heizeinrich­ tung 5 angeordneten Schicht A werden üblicherweise Tempera­ turen zwischen 80°C und 95°C erreicht. Zu diesem Zweck wird die Heizvorrichtung 5 von der Regeleinrichtung 6 ent­ sprechend beaufschlagt. Eine Rückmeldung der erreichten Temperatur erfolgt über Temperatursensoren 7, welche innen­ wandseitig des Behälters 1 angeordnet und mit der Regel­ einrichtung 6 verbunden sind. Nach dem Ausführungsbeispiel ist jeder Schicht A, B und C ein eigener Temperatursensor 7 zugeordnet.In the present case, roughly three layers A, B and C can be distinguished. In the layer A arranged immediately above the heating device 5 , temperatures between 80 ° C. and 95 ° C. are usually achieved. For this purpose, the heating device 5 is acted upon accordingly by the control device 6 . A feedback of the temperature reached takes place via temperature sensors 7 , which are arranged on the inside wall side of the container 1 and are connected to the control device 6 . According to the exemplary embodiment, each layer A, B and C is assigned its own temperature sensor 7 .

Die oberhalb der Schicht A sich ausbildende Schicht B weist Temperaturen zwischen 55°C und 75°C auf. In dieser zwei­ ten Schicht B erfolgt die Koagulation der hydrophoben Be­ standteile des Abwassers, und zwar in einer bestimmten Koagulations-Schichthöhe, welche letztlich von der Gerin­ nungstemperatur der Bestandteile abhängt. Jedenfalls wird die inverse Temperaturschichtung im Behälter 1 so einge­ stellt, daß die Koagulations-Schichthöhe in etwa in der Mitte des rotationssymmetrischen Zylinderbehälters bzw. Konzentrationstankes 1 angeordnet ist.Layer B, which forms above layer A, has temperatures between 55 ° C. and 75 ° C. In this two-th layer B, the hydrophobic components of the wastewater are coagulated, specifically at a certain coagulation layer height, which ultimately depends on the coagulation temperature of the components. In any case, the inverse temperature stratification is so inserted in the container 1, that is, the coagulation layer in amount approximately in the center of the rotationally symmetrical cylinder container or concentration tank 1 is disposed.

Darauf folgend findet sich die Schicht C mit Temperaturen von ca. 30°C bis 50°C, in welcher sich die Hydrophobphase an der Oberfläche ausbildet. Um die sich bildenden Flocken abschöpfen zu können, ist eine oberflächennahe Abschöpf­ vorrichtung 8, nach dem Ausführungsbeispiel ein rotierendes Paddel 8 mit einem Überlauf 9, für das Flotat verwirklicht. Während sich die Hydrophobphase folglich in der Schicht C ausbildet, ist die Klarphase bzw. Klarwasserphase in der Schicht A angeordnet, so daß eine scharfe Trennung beider Phasen erreicht wird. Im übrigen ist im Bereich der Klar­ phase ein Klarwasserabzug 10 vorgesehen.This is followed by layer C with temperatures of approx. 30 ° C to 50 ° C, in which the hydrophobic phase forms on the surface. In order to be able to skim off the flakes that form, a skimming device 8 close to the surface, according to the exemplary embodiment a rotating paddle 8 with an overflow 9 , is realized for the flotate. While the hydrophobic phase consequently forms in layer C, the clear phase or clear water phase is arranged in layer A, so that a sharp separation of the two phases is achieved. For the rest, a clear water drain 10 is provided in the clear phase.

Um die inverse Temperaturschichtung möglichst stabil einzu­ stellen, ist die Heizeinrichtung 5 als an den Zylinderquer­ schnitt des Behälters bzw. Konzentrationstankes 1 angepaßte Kreisscheibe ausgeführt. Zusätzlich finden sich zwei Hohlzylinder 11 mit Durchbrechungen 12 zur Unterbindung einer der Temperaturschichtung entgegenwirkenden Konvek­ tion. Da die zur Erwärmung der Heizeinrichtung 5 erforder­ liche Heizenergie vom Wasserzufluß (sowie dessen Tempera­ tur) abhängt, ist im (Ab-)Wassereinlauf 2 eine entspre­ chende Meßvorrichtung 13 vorgesehen, welche Temperatur und Fluß des Wassers ermittelt. Diese Meßvorrichtung 13 ist wie die Temperatursensoren 7 an die Regeleinrichtung 6 ange­ schlossen. Die vorgenannten Einrichtungen 7, 13 liefern Regeleingangsgrößen für die Regeleinrichtung 6, die in Abhängigkeit hiervon die der Heizeinrichtung 5 zugeführte Heizenergie ausgangsseitig steuert. Dementsprechend handelt es sich bei der zugeführten Heizenergie um die Stellgröße der Regeleinrichtung 6.In order to set the inverse temperature stratification as stable as possible, the heating device 5 is designed as a circular disc adapted to the cylinder cross section of the container or concentration tank 1 . In addition, there are two hollow cylinders 11 with openings 12 to prevent a convection which counteracts the temperature stratification. Since the heating energy required for heating the heating device 5 depends on the water inflow (and its temperature), a corresponding measuring device 13 is provided in the (waste) water inlet 2 , which determines the temperature and flow of the water. This measuring device 13 is like the temperature sensors 7 to the control device 6 is closed. The aforementioned devices 7 , 13 provide control input variables for the control device 6 , which controls the heating energy supplied to the heating device 5 on the output side as a function thereof. Accordingly, the heating energy supplied is the manipulated variable of the control device 6 .

In der Fig. 2 ist ein Flußdiagramm einer Abwasseraufberei­ tung in Verbindung mit der zuvor beschriebenen Vorrichtung mit inverser Temperaturschichtung gezeigt. Eingangsseitig ist ein Eingangspuffer 14 mit Schlammabzug (gestrichelte Linie) vorgesehen. Das hieraus abgezogene Abwasser hat im beschriebenen Beispiel eine Temperatur von ca. 20°C und einen Proteingehalt von ca. 4 Gew.-%. Darüber hinaus ist hierin ca. 3 Gew.-% Fischöl enthalten. Dieses (Ab-)Wasser wird über zwei Wärmetauscher 15, 16 auf Temperaturen von ca. 30°C nach dem ersten Wärmetauscher 15 und ca. 50°C nach dem zweiten Wärmetauscher 16 erwärmt. Anschließend gelangt das (Ab-)Wasser über den (Ab-)Wassereinlauf 2 in den Behälter bzw. Konzentrationstank 1. Hier stellt sich die bereits beschriebene inverse Temperaturschichtung und das hiermit verbundene metastabile Gleichgewicht ein. Die mittlere Temperatur des (Ab-)Wassers im Konzentrationstank 1 beträgt ca. 70°C.In Fig. 2 is a flow chart of a sewage treatment in connection with the previously described device with inverse temperature stratification is shown. An input buffer 14 with sludge discharge (dashed line) is provided on the input side. In the example described, the wastewater drawn off from this has a temperature of approximately 20 ° C. and a protein content of approximately 4% by weight. It also contains about 3% by weight fish oil. This (waste) water is heated via two heat exchangers 15 , 16 to temperatures of approximately 30 ° C. after the first heat exchanger 15 and approximately 50 ° C. after the second heat exchanger 16 . The (waste) water then reaches the container or concentration tank 1 via the (waste) water inlet 2 . This is where the inverse temperature stratification already described and the metastable equilibrium associated with it occur. The average temperature of the (waste) water in concentration tank 1 is approx. 70 ° C.

Die Beheizung der Heizeinrichtung 5 erfolgt vorliegend mit Dampf. Ausgangsseitig wird ein Flotat über den Überlauf 9 abgezogen, welches ca. 8 Gew.-% Proteingehalt und ca. 7 Gew.-% Fischölgehalt aufweist. Dieses Flotat weist eine Temperatur von ca. 40°C bis 50°C auf. Im Anschluß hieran wird das Flotat mittels eines dritten Wärmetauschers 17 auf ca. 70°C erwärmt und einem Koagulator 18 sowie einem Tricanter 19 zugeführt. Der Tricanter 19 dient zur Konzen­ trierung des Proteins und einer Abtrennung von (Fisch-)Öl und Wasser. Ein Teil der im Wasser nicht koagulierten Proteine wird aus dem Tricanter 19 ausgeschleust und ggf. in den Konzentrationstank 1 zurückgeführt. Das Konzentrat aus dem Tricanter 19 wird der Weiterverarbeitung zugeführt und weist mehr als 20 Gew.-% Protein in der Trockensubstanz auf. Der aus dem Tricanter 19 darüber hinaus abgehende Zweig stellt das abgetrennte (Fisch-)Öl dar.In the present case, the heating device 5 is heated with steam. On the output side, a flotate is drawn off via the overflow 9 , which has about 8% by weight of protein and about 7% by weight of fish oil. This flotate has a temperature of approx. 40 ° C to 50 ° C. Following this, the flotate is heated to approximately 70 ° C. by means of a third heat exchanger 17 and fed to a coagulator 18 and a tricanter 19 . The tricanter 19 is used to concentrate the protein and to separate (fish) oil and water. A part of the proteins not coagulated in the water is removed from the tricanter 19 and possibly returned to the concentration tank 1 . The concentrate from the tricanter 19 is fed to further processing and has more than 20% by weight of protein in the dry substance. The branch leaving Tricanter 19 also represents the separated (fish) oil.

Das aus dem Konzentrationstank 1 gewonnene Klarwasser wird über den Klarwasserabzug 10 und den Wärmetauscher 16 abge­ zogen und weist lediglich noch ca. 1 Gew.-% organische Be­ standteile auf. The clear water obtained from the concentration tank 1 is drawn off via the clear water drain 10 and the heat exchanger 16 and has only about 1% by weight of organic constituents.

Sofern das (Ab-)Wasser salzhaltig ist, läßt sich in den Konzentrationstank 1 oberflächennah Süßwasser einleiten, um eine Verminderung des Salzgehaltes der Hydrophobphase zu erreichen, welcher bei der anschließenden Aufbereitung zum Endprodukt nachteilig wäre.If the (waste) water contains salt, fresh water can be introduced into the concentration tank 1 near the surface in order to achieve a reduction in the salt content of the hydrophobic phase, which would be disadvantageous in the subsequent treatment to the end product.

Claims (17)

1. Verfahren zur Trennung von Prozeß- und/oder Abwasser mit vorgegebener Konzentration an koagulierbaren, hydrophoben Bestandteilen in eine Hydrophobphase und eine Klarphase mit folgenden Verfahrensschritten:
  • 1. 1.1) das zu trennende Abwasser wird kopfseitig in einen Behälter (1), insbesondere Konzentra­ tionstank (1), eingefüllt und im Bodenbereich als Klarwasser abgezogen;
  • 2. 1.2) das eingefüllte Abwasser wird fußseitig des Be­ hälters (1) unter Einstellen einer inversen Tem­ peraturschichtung mit zumindest zwei Schichten (A, B und C) unterschiedlicher Temperatur im Be­ hälter (1) erwärmt;
  • 3. 1.3) die hydrophoben Bestandteile koagulieren beim Ab­ sinken in einer vorgegebenen Koagulations- Schichthöhe und steigen von dort aus aufgrund des inversen Temperaturgefälles zur oberflächennahen Hydrophobphase auf, wo sie abgeschöpft werden;
  • 4. 1.4) unterhalb der Koagulations-Schichthöhe bildet sich die bodennahe Klarphase aus, welche abgezo­ gen wird.
1. Process for the separation of process and / or waste water with a predetermined concentration of coagulable, hydrophobic constituents into a hydrophobic phase and a clear phase with the following process steps:
  • 1. 1.1) the wastewater to be separated is poured into the top of a container ( 1 ), in particular a concentration tank ( 1 ) and drawn off in the bottom area as clear water;
  • 2. 1.2) the filled wastewater is heated on the foot side of the container ( 1 ) by setting an inverse temperature stratification with at least two layers (A, B and C) of different temperature in the container ( 1 );
  • 3. 1.3) the hydrophobic components coagulate when sinking from a predetermined coagulation layer height and rise from there due to the inverse temperature gradient to the near-surface hydrophobic phase, where they are skimmed off;
  • 4. 1.4) below the coagulation layer height, the near-ground clear phase forms, which is subtracted.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser knapp unterhalb der sich im Behälter (1) ein­ stellenden Oberfläche eingeleitet wird, und zwar im Rahmen eines gleichmäßigen, nicht turbulenten Stromes.2. The method according to claim 1, characterized in that the wastewater is introduced just below the surface in the container ( 1 ), in the context of a uniform, non-turbulent flow. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Klarwasser im Bodenbereich gleichmäßig und nicht turbulent abgezogen wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized net that the clear water in the floor area evenly and is not withdrawn turbulently. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Einstellung der inversen Temperatur­ schichtung eine an den Querschnitt des Behälters (1) ange­ paßte Heizeinrichtung (5) vorgesehen ist, welche z. B. mittels Dampf oder elektrischer Energie beheizt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that for adjusting the inverse temperature stratification to the cross-section of the container ( 1 ) is fitted heater ( 5 ) is provided, which, for. B. is heated by means of steam or electrical energy. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im wesentlichen drei Schichten (A, B, C) vorliegen, wobei die inverse Temperaturschichtung so einge­ stellt wird, daß sich in der Schicht (A) unmittelbar ober­ halb der Heizeinrichtung (5) Temperaturen zwischen 80°C bis 95°C einstellen, im Bereich der Schicht (B) mit der Koagulations-Schichthöhe Temperaturen zwischen 55°C und 75°C vorliegen und schließlich in der oberflächennahen Schicht (C) Temperaturen von ca. 30°C bis 50°C erreicht werden, wobei die Temperaturschichtung in Abhängigkeit von der Beschaffenheit und Menge des eingefüllten Abwassers und der Koagulationstemperatur der hydrophoben Bestandteile eingestellt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that there are essentially three layers (A, B, C), the inverse temperature stratification being such that the layer (A) is immediately above the half Set the heating device ( 5 ) between 80 ° C and 95 ° C, in the layer (B) with the coagulation layer height there are temperatures between 55 ° C and 75 ° C and finally in the near-surface layer (C) temperatures of approx. 30 ° C to 50 ° C can be reached, the temperature stratification depending on the nature and amount of the waste water and the coagulation temperature of the hydrophobic components. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Temperaturschichtung geregelt einge­ stellt wird, wobei zumindest die Temperatur einer Schicht (A, B und C) und die Menge an zulaufendem Abwasser als Regeleingangsgrößen und die zur Erwärmung der Heizein­ richtung (5) erforderliche Heizenergie als Stellgröße eingesetzt werden.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the temperature stratification is regulated, at least the temperature of a layer (A, B and C) and the amount of incoming wastewater as control input variables and for heating the heating direction ( 5 ) required heating energy can be used as a manipulated variable. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine der Temperaturschichtung entgegen­ wirkende Konvektion durch in Richtung des Temperatur­ gefälles der Schichten (A, B, C) angeordnete Leitbleche (11) unterbunden wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that a convection counteracting the temperature stratification by in the direction of the temperature gradient of the layers (A, B, C) arranged baffles ( 11 ) is prevented. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mit kontinuierlichem Zu- und Ablauf des Abwassers bzw. des Klarwassers oder diskontinuierlich im "Batch"-Betrieb gearbeitet wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized ge indicates that with continuous inflow and outflow of the Wastewater or clear water or discontinuously in "Batch" operation is being worked on. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Abwasser salzhaltig ist und in den Behälter (1) oberflächennah Süßwasser eingeleitet wird, um eine Verminderung des Salzgehaltes der Hydrophobphase zu erreichen.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the waste water is saline and in the container ( 1 ) near the surface fresh water is introduced to achieve a reduction in the salinity of the hydrophobic phase. 10. Vorrichtung zur Trennung von Prozeß- und/oder Abwasser mit vorgegebener Konzentration an koagulierbaren, hydro­ phoben Bestandteilen in eine Hydrophobphase und eine Klar­ phase, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit
  • 1. 10.1) einem Behälter (1), insbesondere Konzentra­ tionstank (1), mit kopfseitigem (Ab-)Wasser­ einlauf (2),
  • 2. 10.2) einer fußseitig im Behälter (1) angeordneten Heizeinrichtung (5) zur Einstellung der inversen Temperaturschichtung mit zumindest zwei Schichten (A, B, C) unterschiedlicher Temperatur im Behäl­ ter (1),
  • 3. 10.3) einer oberflächennahen Abschöpfvorrichtung (8) z. B. Paddel (8), zur Abschöpfung der hydrophoben Bestandteile aus der Hydrophobphase, und mit
  • 4. 10.4) einem bodenseitigen Klarwasserabzug (10) unter­ halb der Koagulations-Schichthöhe.
10. A device for separating process and / or wastewater with a predetermined concentration of coagulable, hydro phobic components in a hydrophobic phase and a clear phase, for carrying out the method according to one of claims 1 to 9, with
  • 1. 10.1) a container ( 1 ), in particular a concentration tank ( 1 ), with a head-side (waste) water inlet ( 2 ),
  • 2. 10.2) a heating device ( 5 ) arranged on the foot side in the container ( 1 ) for setting the inverse temperature stratification with at least two layers (A, B, C) of different temperatures in the container ( 1 ),
  • 3. 10.3) a near-surface skimmer ( 8 ) z. B. paddle ( 8 ), to skim the hydrophobic constituents from the hydrophobic phase, and with
  • 4. 10.4) a clear water discharge on the bottom ( 10 ) below half the coagulation layer height.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) als rotationssymmetrischer Zylinderbe­ hälter mit konischem Boden (3) ausgebildet ist.11. The device according to claim 10, characterized in that the container ( 1 ) is designed as a rotationally symmetrical cylinder container with a conical bottom ( 3 ). 12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Heizeinrichtung (5) als an den Zylinder­ querschnitt angepaßte Kreisscheibe ausgeführt ist.12. The apparatus of claim 10 or 11, characterized in that the heating device ( 5 ) is designed as a circular disc adapted to the cylinder cross-section. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (5) innenseitige Bohrungen zur Beaufschlagung mit (Wasser-)Dampf aufweist.13. Device according to one of claims 10 to 12, characterized in that the heating device ( 5 ) has internal bores for the application of (water) steam. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Hohlzylinder (11) als Leitblech (11) mit Durchbrechungen (12) zur Unterbindung einer der Temperaturschichtung entgegenwirkenden Konvektion vorgesehen ist. 14. Device according to one of claims 10 to 13, characterized in that at least one hollow cylinder ( 11 ) is provided as a guide plate ( 11 ) with openings ( 12 ) to prevent convection which counteracts the temperature stratification. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Temperaturmeßfühler (7) innenwandseitig des Behälters (1) angebracht ist, um die inverse Temperaturschichtung zu erfassen.15. Device according to one of claims 10 to 14, characterized in that at least one temperature sensor ( 7 ) is mounted on the inner wall side of the container ( 1 ) in order to detect the inverse temperature stratification. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flußmeßgerät (13) im (Ab-)Wasser­ einlauf (2) angeordnet ist, um den Abwasserfluß zu ermit­ teln.16. The device according to any one of claims 10 to 15, characterized in that a flow meter ( 13 ) in the (waste) water inlet ( 2 ) is arranged to determine the waste water flow. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regeleinrichtung (6) verwirklicht ist, an welche eingangsseitig der Temperaturmeßfühler (7) und das Flußmeßgerät (13) und ausgangsseitig die Heizein­ richtung (5) angeschlossen sind.17. The device according to one of claims 10 to 16, characterized in that a control device ( 6 ) is realized, to which the temperature sensor ( 7 ) and the flow meter ( 13 ) on the input side and the heating device ( 5 ) on the output side are connected.
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