DE19845808C1 - Verfahren und Vorrichtung zur biologischen Reinigung von Abwasser - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur biologischen Reinigung von AbwasserInfo
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- DE19845808C1 DE19845808C1 DE1998145808 DE19845808A DE19845808C1 DE 19845808 C1 DE19845808 C1 DE 19845808C1 DE 1998145808 DE1998145808 DE 1998145808 DE 19845808 A DE19845808 A DE 19845808A DE 19845808 C1 DE19845808 C1 DE 19845808C1
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- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen von Abwasser, insbesondere von wäschereispezifischem Abwasser zwecks Wiederverwendung. DOLLAR A Aufgabe: Hoher Reinheitsgrad bei geringen Wasserverlusten und Regenerationszeiten. DOLLAR A Die Aufgabe wird gelöst, in dem dem Bioreaktor eine Flotation nachgeordnet oder vor- und nachgeordnet wird. Dabei kommen eine Elektroflotation mit einer Anode aus titanbeschichtetem V4A-Stahl oder eine Druckentspannungsflotation, die aus mehreren, miteinander kommunizierenden Kammern besteht und in deren Flotationskammer durch unterschiedliche Pumpenleistungen und Förderungszeiten Ruhe- und Absetzphasen und Schlammablaufphasen entstehen, zum Einsatz. Der nachgeordneten Flotation werden ein primäres kationaktives sauer reagierendes Fällungsmittel und ein sekundäres polymeres anionaktives Flockungshilfsmittel zugesetzt. Zum Animpfen des Bioreaktors werden wärme- und desinfektionsmittelbeständige Mikroorganismen, die bereits mit Nährstoffen versehen sind, eingesetzt. Es stellt sich eine spezielle Mischbiozönose auf die jeweils konkreten Bedingungen von selbst ein.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
biologischen Reinigung von Abwasser, insbesondere von
wäschereispezifischem Abwasser zwecks Wiederverwendung desselben.
Aus der DE-PS 44 07 734 ist ein Verfahren zur Reinigung und
Wiederverwendung von tensidhaltigen Abwässern bekannt, bei dem das
wäschereispezifische Abwasser von größeren Schmutzteilchen mittels
eines Filters befreit und zwischengelagert wird. Anschließend
gelangt es in einen unter aeroben Bedingungen arbeitenden
säulenförmigen Bioreaktor. In diesen wird von unten Luft
eingeleitet. Am oberen Ende verläßt das aufbereitete Wasser den
Bioreaktor und wird durch eine Aktivkohlesäule, die als Adsorber
wirkt, geleitet. Das so gereinigte Wasser wird in einem
Stapelbehälter für die Wiederverwendung in der Wäscherei
bereitgehalten.
Diese Erfindung hat den Nachteil, daß Probleme, wie die Aufsalzung
und die Aufhärtung nicht abschließend gelöst wurden, die
Entsorgung der beladenen Aktivkohle aus ökologischer und
ökonomischer Sicht bedenklich ist und das Verzichten auf eine
Nachklärung durch das Rückspülen des Bioreaktors ausgeglichen
werden soll. Mit zunehmender Betriebsdauer ist ein Absinken der
biologischen Leistungsfähigkeit des Bioreaktors auf Grund der
abgestorbenen Biomasse auf der Aufwuchsfläche zu verzeichnen. Der
Spülvorgang bedingt ein erneutes Anfahren bzw. die Gefahr eines zu
hohen Biomasseaustrages. Die Verfügbarkeit der Anlage verringert
sich dadurch deutlich. Die Anlage reagiert sensibel auf
Temperaturschwankungen, Stoßbelastung und Waschmittelzusammen
setzung, wodurch trübes Wasser entstehen kann.
Aus den DE-OS 32 22 590, 32 29 960 und 35 43 432 ist die
biologische Reinigung von kommunalem Abwasser unter Verwendung der
Flotation zur Abtrennung der Biomasse in der Vor- und/oder
Nachklärung bekannt.
Diese Erfindungen haben den Nachteil, daß sie für die Reinigung
von wäschereispezifischen Abwässern zwecks Wiederverwendung
derselben in der Wäscherei ungeeignet sind, da durch die Flotation
nur die Biomasse zurückgewonnen wird und kein absolut klares
Wasser entsteht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zu entwickeln, mit denen insbesondere wäscherei
spezifische Abwässer mittels einer Kombination von biologischen
und mechanischen Verfahren nahezu vollständig, unter Entfernung
kleinster Teilchen bis zu 0,1 µm, bei nur geringen Wasserverlusten
und kurzen Regenerationszeiten der Anlage, ökonomisch günstig
gereinigt werden und somit erneut als Prozeßwasser in der
Wäscherei einsetzbar sind.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der
Patentansprüche gelöst. Dem Bioreaktor wird eine Flotation
nachgeordnet bzw. vor- und nachgeordnet. Diese Flotation steht mit
der biologischen Reinigung und der Absonderung des Belebtschlammes
nicht im Zusammenhang. Die nachgeordnete Flotation dient
ausschließlich der Absonderung kleinster Teilchen, die als
Emulsion noch im bereits biologisch gereinigten Wasser vorhanden
sind. Durch die Zugabe eines primären kationaktiven Fällungs
mittels und danach eines sekundären polymeren anionaktiven
Flockungshilfsmittels werden Teilchen bis zu einer Größe von 0,1
µm entfernt. Die Flotation wird im leicht sauren Bereich bei einem
PH-Wert zwischen 6,0 und 6,8 durchgeführt. Bei diesem PH-Wert
werden die besten Fällungsergebnisse erzielt. Die Einstellung des
PH-Wertes erfolgt vorteilhafterweise durch das sauer reagierende
primäre kationaktive Fällungsmittel. Es ist jedoch auch möglich,
durch andere geeignete Chemikalien wie Säuren den PH-Wert zu
regulieren.
Ist dem Bioreaktor in einer anderen Ausführungsform noch eine
Flotation vorgeschaltet, dann wird nur der Schlamm aus dieser
Flotation biologisch im Bioreaktor gereinigt. Der nachgeordneten
Flotation werden in diesem Fall das Wasser aus der ersten
Flotation und das dem Schlamm entzogene Wasser aus dem Bioreaktor
zugeführt.
Als Flotation wird eine Elektroflotation oder eine Druckent
spannungsflotation eingesetzt. In dem Anwendungsfall in dem zwei
Flotationen eingesetzt werden, besteht die Möglichkeit, die
gleiche Flotationsart oder unterschiedliche Flotationsarten
anzuwenden.
Verwendet man die Elektroflotation, so bestehen Anode und Katode
aus inertem Material. Vorteilhafterweise kommen eine Anode aus
titanbeschichtetem V4A-Stahl und eine Katode aus V4A-Stahl zum
Einsatz. Wird eine Reinigung der Elektroden erforderlich, so
geschieht das durch Umpolen derselben.
Die Elektroflotation besteht aus dem Elektrolyseur mit den
Elektroden, in den das primäre kationaktive sauer reagierende
Fällungsmittel dosiert eingeleitet wird. Die Dosierung erfolgt PH-
abhängig. Im Elektrolyseur entsteht neben Wasserstoff und
molekularem Sauerstoff Ozon. Dieses Ozon zerstört auf Grund seiner
Aggressivität Keime und Gerüche im Wasser, so daß auf eine
Desinfektion des Reinwassers sowie den Durchlauf desselben durch
einen Aktivkohlefilter verzichtet werden kann. Dem Elektrolyseur
folgt eine Beruhigungskammer, in der die eigentliche Fällung der
Teilchen, die die Wassertrübung hervorrufen, erfolgt. An die
Beruhigungskammer schließt sich der Dekanter an. Vor dem Eintritt
in den Dekanter wird das sekundäre polymere anionaktive
Flockungshilfsmittel zugesetzt, das zu einer Ausflockung des
schwimmfähigen Schlammes führt, der dann oben abgezogen wird.
Aus dem Dekanter wird das Wasser unten abgezogen und in
Nachtrennkammern gebracht, woraus schließlich das Reinwasser
abgeleitet wird. Der Einsatz der soeben beschriebenen
Elektroflotation bewirkt eine sehr gute Wasserqualität. Das
schließt aber nicht aus, daß eine Elektroflotation anderer Bauart
einsetzbar ist.
Kommt eine Druckentspannungsflotation zum Einsatz, dann wird von
unten in die Flotationskammer ein Luft-Wasser-Gemisch eingeleitet.
Durch die vom PH-Wert abhängige dosierte Einleitung eines primären
kationaktiven Fällungsmittels und, eines sekundären polymeren
anionaktiven Flockungshilfsmittels in die Flotationskammer, wie
bei der Elektroflotation beschrieben, entsteht in Verbindung mit
den die Trübung hervorrufenden, im Wasser emulgierten Teilchen
Schlamm, der an die Wasseroberfläche steigt. Die Flotationskammer
ist durch wasserundurchlässige Wände von der ihr benachbarten
Kammer und der ihr benachbarten Flockungskammer getrennt. Die Wand
zur benachbarten Kammer ist die niedrigste Wand in der gesamten
Druckentspannungsflotation und dient als Überlauf von der
Flotationskammer in die Kammer. Die Wand, die die Kammer vom
Überlauf für den Schlamm trennt, ist höher als die eben
beschriebene andere Wand der Kammer. Das Wasser fließt über ein
Rohrsystem aus dem unteren Bereich der Kammer in den oberen
Bereich der Flockungskammer ab, nach dem Prinzip der
kommunizierenden Gefäße. Die Flockungskammer ist mit der
Reinwasserkammer über Ausnehmungen oder Bohrungen im unteren
Bereiche der sie trennenden Wand verbunden. Dort fließt das
Reinwasser vom Boden der Flockungskammer in die Reinwasserkammer,
aus der es oben abgepumpt wird. Diese Reinwasserpumpe arbeitet in
Intervallen und hat eine große Förderleistung. Die Pumpe, die das
zu flotierende Wasser in den unteren Bereich der Flotationskammer
pumpt, arbeitet kontinuierlich und hat eine kleine Förderleistung.
Bei abgeschalteter Reinwasserpumpe steigt der Wasserspiegel in der
Flotationskammer, das Wasser läuft über die niedrigste Wand des
Systems in die Kammer. Nun steigt der Wasserspiegel weiter in der
Flotationskammer und der Kammer, bis er den Überlauf über die Wand
zwischen Kammer und Ablauf erreicht hat. Jetzt läuft der Schlamm
über diese Wand in den Ablauf. Ist der größte Teil der
Schlammschicht abgelaufen, schaltet die Reinwasserpumpe ein und
zieht in kleiner Zeiteinheit eine große Menge Reinwasser ab. Das
hat zur Folge, daß der Wasserspiegel in den kommunizierenden
Gefäßen, also in allen Kammern sinkt, bis er unter dem Überlauf
der Wand zwischen Flotationskammer und Kammer angekommen ist. Nun
schaltet die Reinwasserpumpe ab. In der Flotationskammer hat jetzt
der Schlamm Zeit sich an der Oberfläche zu sammeln, bis er wieder
in die Kammer überläuft.
Bei einem Abwasseranfall bis zu 15 m3 pro Tag kommt als Bioreaktor
vorteilhafterweise ein Batchreaktor zum Einsatz, d. h. man arbeitet
nach der Zeitachse. Ist der Abwasseranfall größer, dann ist es
günstiger nach der Fließachse zu arbeiten. Es hat sich als
vorteilhaft erwiesen, einen mehrstufigen Bioreaktor einzusetzen.
Zum Animpfen benutzt man desinfektionsmittelbeständige
Mikroorganismen, die bereits mit Nährstoffen versehen sind. Die
spezielle Mischbiozönose stellt sich auf die konkreten Bedingungen
von selbst ein. Vorzugsweise verwendet man zum Animpfen Abwässer
industrieller Melkanlagen, die mit Milchresten, Tensiden und
tierischen Exkrementen versehen sind und in den sich bereits
entsprechende Mikroorganismen gebildet haben. Ein Nachimpfen sowie
Nährstoffzugaben sind bei ungestörten biologischen Vorgängen im
Bioreaktor nicht erforderlich. Sie sind nur beim Anfahren oder
erneutem Anfahren des Bioreaktors von Nöten. Der Trocken
substanzgehalt des beschriebenen Belebtschlammes liegt zwischen
4,5 und 8 kg TS/ m3. Jeder Stufe des Bioreaktors ist eine separat
ansteuerbare Injektorbelüftung zugeordnet, so daß ein Zu- und
Abschalten der einzelnen Injektorbelüftungen lastabhängig, d. h.
entsprechend des speziellen Sauerstoffbedarfes in den einzelnen
Stufen erfolgt.
Das Reinwasser wird kontinuierlich enthärtet.
Mit dieser Erfindung wird ein außerordentlich hoher Umsatz des
Reinwassers von 75% bis 93% erreicht.
Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher f5
erläutert werden. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1: Die Fließlinie des Arbeitsverfahrens,
Fig. 2: Die Fließlinie des Arbeitsverfahrens mit der biologischen
Reinigung in der Nebenlinie,
Fig. 3: Die Elektroflotationsanlage und
Fig. 4: Die Druckentspannungsflotationsanlage.
Im Ausführungsbeispiel wird die Reinigung von wäscherei
spezifischen Abwässern dargelegt, unter Einsatz einer hier nicht
beschriebenen Mischbiozönose.
Die aus der Wäscherei 1 kommenden Abwässer, die stark tensidhaltig
sind, werden durch einen Filter 2, der vorzugsweise ein Bogensieb
ist, geleitet. In dem Filter 2 werden Feststoffe 3 bis zu einer
Teilchengröße von ca. 280 µm separiert und zum Beispiel durch
Abtropfen oder eine andere Entwässerungsart nochmals entwässert.
Das daraus gewonnene Trübwasser gelangt zusammen mit dem Wasser
aus dem Filter 2 und einer geringen Menge Frisch- oder
vorzugsweise Regenwasser dosiert zum Ausgleich der Wasserverluste
in die Pumpenvorlage 4. Die Pumpenvorlage 4 ist kein
Speicherbecken im herkömmlichen Sinn, sondern faßt nur geringe
Mengen Wasser, die zum kontinuierlichen Pumpenbetrieb beim
Beschicken des Bioreaktors 5 erforderlich sind.
Der Bioreaktor 5 ist der Größe und der Bauart der Wäschereianlagen
angepaßt. Bei kleinen Wäschereianlagen mit geringem Wasseranfall
wird aus ökonomischen Gründen als Bioreaktor 5 ein Batchreaktor
eingesetzt, der diskontinuierlich nach der Zeitachse arbeitet. Bei
größeren Wäschereianlagen ist es günstig, einen mehrstufigen
Bioreaktor 5 zu verwenden, der kontinuierlich nach der Fließachse
arbeitet. Vorteilhafterweise erfolgt die biologische Reinigung in
zwei bis fünf Stufen, je nach Schmutzfracht. Alle Stufen sind als
Belebtschlammanlage ausgebildet.
Nach Animpfen mit desinfektionsmittelstabilen Mikroorganismen
entwickelt sich eine spezielle Mischbiozönose. Ein Nachimpfen ist
bei ungestörtem Ablauf nicht erforderlich.
Der Belebtschlamm weist einen Trockensubstanzgehalt von
4,5 bis 8 kg TS/m3 auf. Eine Nährstoffzugabe ist nicht
erforderlich. Die Menge Sauerstoff, die zum Leben und zur
Vermehrung der Mikroorganismen erforderlich ist, wird in den
Bioreaktor 5 eingeleitet. Dabei wird jede Stufe des Bioreaktors 5
mittels Injektionsbelüftung getrennt angesteuert, so daß es
möglich ist, je nach Bedarf, unterschiedliche Sauerstoffmengen in
Form von Luft einzutragen.
Nach der letzten biologischen Reinigungsstufe weist das gereinigte
Wasser noch eine Suspension von Teilchen über 0,1 µm auf, die zu
einer Trübung führen. Deshalb durchläuft das Wasser nach dem
Bioreaktor 5 eine Flotation 6. Diese Flotation 6 ist gemäß einer
Variantenlösung eine Elektroflotation und in der anderen
Variantenlösung eine Druckentspannungsflotation. Der Flotation 6
wird ein primäres kationaktives Fällungsmittel zugegeben, das in
der Flotation 6 einen schwach sauren PH-Wert von 6,0 bis 6,8
einstellt. Nach dem sich durch das primäre Fällungsmittel eine
lockere Ausfällung der Teilchen ergeben hat, wird ein sekundäres
polymeres Flockungshilfsmittel zugegeben. Durch sein anionaktives
Verhalten bilden sich nun große Flocken. Die günstigste Anwendung
beträgt bei dem primären kationaktiven Fällungsmittel 0,6 bis 1,3
mg/l und bei dem sekundären anionaktiven Flockungshilfsmittel
0,002 bis 0,0029 mg/l. Der aus der Flotation 6 ausgetragene
Schlamm wird entwässert und das Wasser daraus der Pumpenvorlage 4
zugeführt. Das die Flotation 6 verlassende klare Wasser gelangt
über einen Druckfilter 7, vorzugsweise einen Kiesfilter, in dem
vereinzelte noch vorhandene Teilchen zurückgehalten werden, in den
Reinwasserspeicher 8. Dort werden geringe Wasserverluste aus der
Wäscherei 1 durch Frischwasserzulauf ausgeglichen.
Das biologisch und chemisch-physikalisch gereinigte Abwasser wird
vor der Wiederverwendung in der Wäscherei 1 mittels einer
Enthärtung 9 von den durch den Waschprozeß, den Schmutz sowie das
Waschmittel in das System eingetragenen Härtebildnern befreit.
Setzt man als Flotation 6 die Elektroflotation gemäß Fig. 3 ein,
so ist ein Aktivkohlefilter 10 sowie eine Desinfektion 11 z. B. mit
UV-Strahlen nicht erforderlich. Verwendet wird eine Elektro
flotation, bei der dem Elektrolyseur 12 mit der Anode 14 und der
Katode 15 das Wasser aus dem Bioreaktor 5 und das primäre
kationaktive Fällungsmittel über eine Leitung 13 zugeführt werden.
Die Anode 14 besteht aus inertem Material vorzugsweise
titanbeschichtetem V4A-Stahl. Die Katode 15 ist aus V4A-Stahl
gefertigt. Das aus dem Bioreaktor 5 kommende Wasser wird mit einem
kationaktiven Fällungsmittel versetzt und unter elektrolytischen
Bedingungen flocken die im Wasser befindlichen Teilchen bis zu
einer Größe von 0,1 µm aus. Außerdem bilden sich im Elektrolyseur
12 molekularer Sauerstoff, Wasserstoff und geringe Mengen Ozon.
Letzteres hat eine starke Desinfektionswirkung, so daß eine
weitere Desinfektion des Reinwassers nicht mehr erforderlich ist.
Das Wasser mit den ausgeflockten Substanzen durchfließt eine
Beruhigungskammer 16, wo sich kleine Schlammflocken bilden und
gelangt, unter Zusatz eines sekundären polymeren anionaktiven
Flockungshilfsmittels über eine Leitung 17 in den Dekanter 18.
Hier wird der großflockige, schwimmfähige Schlamm 19 oben
abgezogen. Das Wasser wird unten abgeleitet und gelangt in
Nachtrennkammern 20, die eine weitere Trennung von Flocken und
Klarwasser bewirken. Aus der letzten Kammer wird das Reinwasser
dem Druckfilter 7 zugeführt. Die Rückstände aus der ersten Kammer
werden zurück in den Elektrolyseur 12 gepumpt. Für die Zugabe des
primären Fällungsmittels und des sekundären Flockungshilfsmittels
sind je eine Dosierpumpe angeordnet. Außerdem wird der PH-Wert
ständig überwacht und die Dosierpumpe für das primäre
Fällungsmittel nach den Meßwerten des PH-Wertes angesteuert.
Bei der Lösungsvariante einer Druckentspannungsflotation schließen
sich an den Reinwasserspeicher 8 ein Aktivkohlefilter 10 und eine
Desinfektion 11, vorzugsweise eine UV-Desinfektion an.
Die Druckentspannungsflotation besteht aus einer Flotationskammer
21, in die über einen Zulauf 22 das aus dem Bioreaktor 5 kommende,
noch trübe Wasser eingepumpt wird. Dieser Vorgang erfolgt
kontinuierlich. Diesem Wasser wird, wie oben bereits beschrieben,
dosiert ein primäres kationaktives Fällungsmittel und ein
sekundäres polymeres anionaktives Flockungshilfsmittel zugesetzt.
Von unten wird in die Flotationskammer 21 ein Gemisch aus Luft und
einer kleinen Menge Reinwasser aus der Reinwasserkammer 23
eingetragen. Unter diesen Bedingungen flocken die das Wasser
trübenden, bis zu 0,1 µm kleinen Teilchen aus und setzen sich oben
als Schlamm 24 ab. Dadurch, daß die Wand 25 niedriger als die Wand
26 ist, sammelt sich der Schlamm 24 bei kontinuierlichem
Wasserzulauf in der Flotationskammer 21 an der Wand 26 und kann
erst in den Ablauf 28 abfließen, wenn er ihr Niveau überragt. Das
Reinwasser läuft in die Kammer 27 und von dort über das Rohr 29,
das durch die Wand 36 geführt ist, in den oberen Bereich der
Nachflockungskammer 30. Hier werden Restflocken abgeschieden.
Über Öffnungen 32 in der Wand 31 gelangt das Reinwasser aus der
Nachflockungskammer 30 in die Reinwasserkammer 23. Dort wird es
durch eine schnell fördernde Pumpe über das Rohr 33 in Intervallen
abgezogen. Da alle Kammern 21; 23; 27 und 30 untereinander
verbunden sind und somit wie kommunizierende Gefäße reagieren,
stellt sich in ihnen der gleiche Pegelstand ein, so daß mit dem
schnellen Abzug des Reinwassers aus der Reinwasserkammer 23 auch
der Pegel in der Flotationskammer 21 sinkt. Die Wassermenge aus
dem Zulauf 22 läßt das Wasser in der Flotationskammer 21 langsam
steigen, so daß in dieser eine gewisse Ruhe zwecks Ansammeln des
Schlammes 24 an der Oberfläche eintritt.
In einer anderen Lösungsvariante gemäß Fig. 2 ist zwischen Filter
2 und Bioreaktor 5 bzw. Pumpenvorlage 4 eine weitere Flotation 34
geschaltet, die entweder eine Druckentspannungs- oder eine
Elektroflotation ist. Das die Flotation 34 verlassende Wasser
gelangt direkt zur Pumpenvorlage 4 und von dort zur Flotation 6.
Der Schlamm 35, der aus der Flotation 34 abgesondert wird,
zusammen mit dem Trübwasser der Feststoffe aus dem Filter 2 werden
in dem Bioreaktor 5 geleitet und dort behandelt. Der
Überschußschlamm aus dem Bioreaktor 5 wird entfernt und das Wasser
aus demselben der Pumpenvorlage 4 zugeführt.
Bei allen Lösungsvarianten werden in gewissen Zeitabständen mit
Wasser aus dem Reinwasserspeicher 8 der Filter 2 der Druckfilter 7
und so vorhanden, der Aktivkohlefilter 10 rückgespült.
1 Wäscherei
2 Filter
3 Feststoffe
4 Pumpenvorlage
5 Bioreaktor
6 Flotation
7 Druckfilter
8 Reinwasserspeicher
9 Enthärtung
10 Aktivkohlefilter
11 Desinfektion
12 Elektrolyseur
13 Leitung
14 Anode
15 Katode
16 Beruhigungskammer
17 Leitung
18 Dekanter
19 Schlamm
20 Nachtrennkammer
21 Flotationskammer
22 Zulauf
23 Reinwasserkammer
24 Schlamm
25 Wand
26 Wand
27 Kammer
28 Ablauf
29 Rohr
30 Nachflockungskammer
31 Wand
32 Öffnung
33 Rohr
34 Flotation
35 Schlamm
36 Wand
2 Filter
3 Feststoffe
4 Pumpenvorlage
5 Bioreaktor
6 Flotation
7 Druckfilter
8 Reinwasserspeicher
9 Enthärtung
10 Aktivkohlefilter
11 Desinfektion
12 Elektrolyseur
13 Leitung
14 Anode
15 Katode
16 Beruhigungskammer
17 Leitung
18 Dekanter
19 Schlamm
20 Nachtrennkammer
21 Flotationskammer
22 Zulauf
23 Reinwasserkammer
24 Schlamm
25 Wand
26 Wand
27 Kammer
28 Ablauf
29 Rohr
30 Nachflockungskammer
31 Wand
32 Öffnung
33 Rohr
34 Flotation
35 Schlamm
36 Wand
Claims (29)
1. Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwasser insbesondere
von wäschereispezifischem Abwasser unter Verwendung eines Filters
zur Feststoffabtrennung und eines Bioreaktors, dadurch
gekennzeichnet, daß
dem Bioreaktor eine mit dessen Wirkungsweise, nämlich der biologischen Reinigung nicht ursächlich im Zusammenhang stehende Flotation nachgeordnet oder vor- und nachgeordnet wird
und zum Animpfen wärme- und desinfektionsmittelbeständige Mikroorganismen, die bereits mit Nährstoffen versehen sind, eingesetzt werden und sich eine spezielle Mischbiozönose auf die jeweils konkreten Bedingungen von selbst entwickelt
und das Reinwasser kontinuierlich enthärtet wird.
dem Bioreaktor eine mit dessen Wirkungsweise, nämlich der biologischen Reinigung nicht ursächlich im Zusammenhang stehende Flotation nachgeordnet oder vor- und nachgeordnet wird
und zum Animpfen wärme- und desinfektionsmittelbeständige Mikroorganismen, die bereits mit Nährstoffen versehen sind, eingesetzt werden und sich eine spezielle Mischbiozönose auf die jeweils konkreten Bedingungen von selbst entwickelt
und das Reinwasser kontinuierlich enthärtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
Flotation eine Elektroflotation oder eine Druckentspannungs
flotation eingesetzt wird, wobei aus dem Wasser Teilchen bis zu
einer Größe von 0,1 µm entfernt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der dem Bioreaktor nachgeordneten, mit dem biologisch gereinigten
Wasser beschickten Flotation zuerst ein als primäres
Fällungsmittel fungierendes kationaktives Fällungsmittel und im
geringen Zeitabstand danach ein sekundäres polymeres anionaktives
Flockungshilfsmittel zugesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der
dem Bioreaktor nachgeordneten Flotation ein PH-Wert zwischen 6,0
und 6,8 eingestellt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Einstellung des PH-Wertes das primäre kationaktive Fällungsmittel
verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei
der Elektroflotation im biologisch gereinigten Wasser molekularer
Sauerstoff, Wasserstoff und Ozon bilden und das Ozon während der
Elektroflotation als Desinfektionsmittel verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum
Animpfen des Bioreaktors Abwasser von industriellen Melkanlagen,
das mit Milchresten, Tensiden und Exkrementen versehen ist und in
dem sich entsprechende Mikroorganismen gebildet haben, eingesetzt
wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß
der Belebtschlamm einen Trockensubstanzgehalt zwischen 4,5 und 8
kg TS/m3 aufweist.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei
größerem Abwasseranfall Bioreaktoren eingesetzt werden, die nach
der Fließachse arbeiten und bei geringerem Abwasseranfall solche,
die nach der Zeitachse arbeiten.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei
einer Leitfähigkeit von < 6.000 µS/cm ein Teil des Wassers im
Kreislaufsystem ausgetauscht bzw. durch eine externe Entsalzung
wie Umkehrosmose auf ca. 1.000 µS/cm reduziert wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim
Einsatz der Druckentspannungsflotation das Reinwasser durch UV-
Bestrahlung desinfiziert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß geringe
Wasserverluste in der Wäscherei durch die Zugabe mechanisch
gereinigten Regenwassers in die Pumpenvorlage bzw. Frischwasser in
den Reinwasserspeicher ergänzt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Umsatzgrad des Reinwassers 75 bis 93% beträgt.
14. Vorrichtung zur biologischen Reinigung von Abwasser,
insbesondere von wäschereispezivischem Abwasser, dadurch
gekennzeichnet, daß
dem Abwasser ein Filter (2) zum Abtrennen der Feststoffe (3) bis zu einer Größe von ca. 280 µm zugeordnet ist und dem Filter (2) ist eine Pumpenvorlage (4) nachgeordnet, deren Pumpe das gefilterte Trübwasser in den nachgeordneten Bioreaktor (5) fördert und
dem Bioreaktor (5) ist eine Flotation (6) nachgeschaltet, der ein Druckfilter (7) und ein Reinwasserspeicher (8) nachgeordnet sind.
dem Abwasser ein Filter (2) zum Abtrennen der Feststoffe (3) bis zu einer Größe von ca. 280 µm zugeordnet ist und dem Filter (2) ist eine Pumpenvorlage (4) nachgeordnet, deren Pumpe das gefilterte Trübwasser in den nachgeordneten Bioreaktor (5) fördert und
dem Bioreaktor (5) ist eine Flotation (6) nachgeschaltet, der ein Druckfilter (7) und ein Reinwasserspeicher (8) nachgeordnet sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen Filter (2) und Pumpenvorlage (4) eine weitere Flotation
(34) zwischengeordnet ist, deren abgesondertem Schlamm (35) der
Bioreaktor (5) nachgeordnet ist, wobei der Wasserausgang des
Bioreaktors (5) und der Flotation (34) in die Pumpenvorlage (4)
eingeleitet sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet,
daß der Bioreaktor (5) bei einem Abwasseranfall bis ca. 15 m3 pro
Tag ein Batchreaktor ist und bei einem größeren Abwasseranfall als
mehrstufiger Reaktor ausgebildet ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 und 16, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Stufe des Bioreaktors (5) eine Injektorbelüftung
zugeordnet ist und jede Injektorbelüftung unabhängig von den
anderen ansteuerbar und entsprechend des Sauerstoffbedarfes in den
einzelnen Stufen lastabhängig ab- bzw. zuschaltbar ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die
Flotation (6) eine Elektroflotation oder eine Druckentspannungs
flotation ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die
Flotation (34) eine Elektroflotation oder eine Druckentspannungs
flotation ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18 und 19, dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Elektroflotation Anode (14) und Katode (15) aus
inertem Material hergestellt sind.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die
Anode (14) aus titanbeschichtetem V4A-Stahl und die Katode (15)
aus V4A-Stahl hergestellt ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckentspannungsflotation
aus einer Flotationskammer (21), die durch wasserundurchlässige Wände (25) und (36) von der Kammer (27) und der Nachflockungs kammer (30) getrennt ist, wobei die Wand (25) als Überlaufwand ausgebildet ist,
sowie der Reinwasserkammer (23), die durch eine im unteren Bereich wasserdurchlässige Wand (31) von der Nachflockungskammer (30) getrennt ist und
einem Ablauf (28) für den Schlamm (24), der durch eine im oberen Bereich mit einem Überlauf versehenen Wand (26) von der Kammer (27) getrennt ist, besteht.
aus einer Flotationskammer (21), die durch wasserundurchlässige Wände (25) und (36) von der Kammer (27) und der Nachflockungs kammer (30) getrennt ist, wobei die Wand (25) als Überlaufwand ausgebildet ist,
sowie der Reinwasserkammer (23), die durch eine im unteren Bereich wasserdurchlässige Wand (31) von der Nachflockungskammer (30) getrennt ist und
einem Ablauf (28) für den Schlamm (24), der durch eine im oberen Bereich mit einem Überlauf versehenen Wand (26) von der Kammer (27) getrennt ist, besteht.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß in
der Wand (31), in ihrem unteren Bereich, mehrere Ausnehmungen oder
Bohrungen angeordnet sind.
24. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kammer (27) über ein oder mehrere wasserundurchlässige Rohre (29),
die in einer Öffnung im unteren Bereich der Wand (25) beginnen,
durch die Flotationskammer (21) und die Wand (36) hindurch bis in
den oberen Bereich der Nachflockungskammer (30) führen, mit dieser
verbunden ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß in
der Flotationskammer (21) in Bodennähe Öffnungen für das
Einbringen eines Luft-Wasser-Gemisches angeordnet sind und ein
Zulauf (22) für das aus dem Bioreaktor (5) kommende Wasser im
unteren Bereich der Flotationskammer (21) endet.
26. Vorrichtung nach Anspruch 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wand (25) niedriger ist als die Wand (26).
27. Vorrichtung nach Anspruch 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pumpe, die das Reinwasser über das Rohr (33) aus der
Reinwasserkammer (23) abzieht, in definierten Intervallen arbeitet
und eine wesentlich größere Förderleistung hat, als die
kontinuierlich arbeitende Pumpe, die den Zulauf (22) und damit die
Flotationskammer (21) mit Wasser aus dem Bioreaktor (5) speist.
28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß
sich auf Grund dieser unterschiedlichen Förderleistungen und -
zeiten der Pumpen das Flüssigkeitsniveau mit dem darauf
befindlichen Schlamm (24) in der Kammer (27) und der
Flotationskammer (21) zwischen zwei Pegeln einstellt, wobei der
untere Pegel der Höhe der Wand (25) entspricht und der obere Pegel
der Höhe der Wand (26).
29. Vorrichtung nach Anspruch 27 und 28, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schlamm (24) während des unteren Pegelstandes eine Schicht
bildet und während des oberen Pegelstandes diese Schicht in den
Ablauf (28) abfließt.
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