DE19958621A1

DE19958621A1 - Grauwasseraufbereitungsanlage

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Publication number: DE19958621A1
Application number: DE19958621A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: H & G Abwassertechnik 57299 Burbach De GmbH
Priority date: 1998-12-09
Filing date: 1999-12-06
Publication date: 2000-08-24
Anticipated expiration: 2019-12-07
Also published as: DE19958621B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Grauwasseraufbereitungsanlage, DOLLAR A - wobei der Grauwasseraufbereitungsanlage zugeführtes Grauwasser in einem Vorfilter (2) vorgefiltert wird, DOLLAR A - wobei das vorgefilterte Grauwasser über eine Einspeiseeinrichtung (4) einem Reaktionsgefäß (5) mit Gefäßwänden (7) und einem Gefäßboden (6) zugeführt und dort flotiert wird, so daß sich auf dem flotierten Grauwasser Flotat bildet, DOLLAR A - wobei das Flotat über ein Flotatabführelement (9) abgeführt wird und DOLLAR A - wobei das flotierte Grauwasser über ein Reinwasserabführelement (15) in einen Ablaufbehälter (16) eingespeist wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Grauwasseraufbereitungsanlage.

Für eine Vielzahl von Haushaltsanwendungen wird Trinkwasser verwendet, ob wohl das benutzte Wasser nicht Trinkwasserqualität besitzen muß. Beispiele der artiger Anwendungen sind das Waschen von Wäsche, das Putzen von Fenstern oder Böden und die Toilettenspülung.

Andererseits fällt in Haushalten eine große Menge an Grauwasser an, welches zumeist in die Kanalisation geleitet wird, obwohl es prinzipiell für die zuvor er wähnten Haushaltsanwendungen verwendbar wäre. Beispiele sind wieder das Waschen von Wäsche und das Putzwasser. Darüber hinaus kommen auch Spül maschinenwasser, Duschwasser, Badewasser oder Regenwasser in Frage.

Bei den Grauwasseraufbereitungsanlagen des Standes der Technik wird das zu geführte Grauwasser lediglich in einem Vorfilter gefiltert. Das vorgefilterte Grau wasser wird nicht weiter gereinigt. Es ist daher im wesentlichen nur für die Toilet tenspülung verwendbar.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Grauwasseraufbe reitungsanlage zu schaffen, bei der das aufbereitete Grauwasser auch für andere Zwecke als nur die Toilettenspülung verwendbar ist.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst,

- daß das vorgefilterte Grauwasser über eine Einspeiseeinrichtung einem Re aktionsgefäß mit Gefäßwänden und einem Gefäßboden zugeführt und dort flotiert wird, so daß sich auf dem flotierten Grauwasser Flotat bildet,
- daß das Flotat über ein Flotatabführelement abgeführt wird und
- daß das flotierte Grauwasser über ein Reinwasserabführelement in einen Ablaufbehälter eingespeist wird.

Derart aufbereitetes Grauwasser besitzt zwar nicht Trinkwasserqualität, ist aber rein und klar, so daß es auch als Wasch- und Putzwasser, gegebenenfalls sogar als Dusch- oder Badewasser verwendbar ist.

Wenn dem vorgefilterten Grauwasser vor dem Zuführen zum Reaktionsgefäß Luft beigemischt wird und das so gebildete Luft-Grauwasser-Gemisch unter Druck na he des Gefäßbodens tangential zu den Gefäßwänden in das Reaktionsgefäß ein gespeist wird, wird verhindert, daß sich im Grauwasser vorhandene Schwebeteil chen am Gefäßboden absetzen.

Wenn das Luft-Grauwasser-Gemisch durch eine Leitung geführt wird, deren In nenquerschnitt sich in Flußrichtung verringert, erfolgt eine besonders intensive Vermischung von Luft und Grauwasser. Insbesondere hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Innenquerschnitt sich auf 50% bis 85% seines anfänglichen Querschnitts verringert.

Die Luft kann unter Überdruck in das Grauwasser eingepreßt werden. Besonders einfach ist es jedoch, wenn das Beimischen von Luft durch Einziehen der Luft unter Unterdruck erfolgt.

Wenn die Einspeiseeinrichtung mehrere, vorzugsweise vier, entlang des Umfangs des Reaktionsgefäßes angeordnete Einspeiseöffnungen aufweist, ergibt sich eine besonders gleichmäßige Kreiselströmung des dem Reaktionsgefäß zugeführten Grauwassers.

Wenn das Flotatabführelement eine zwischen einem Grauwasserbereich und ei nem Abführbereich angeordnete Trennwand mit einer Oberkante aufweist und die Oberkante zum Abführbereich hin angefast ist, werden Flotatflecken sofort in den Abführbereich überführt, sowie sie die Oberkante erreichen. Das Flotatabführele ment hat somit eine Siphonwirkung.

Wenn das flotierte Grauwasser über eine an ihrem oberen Ende offene Steiglei tung in den Ablaufbehälter eingespeist wird, so daß das obere Ende den Wasser spiegel im Reaktionsgefäß bestimmt, ist auf besonders einfache Weise eine defi nierter Grauwasserpegel im Reaktionsgefäß erreichbar.

Wenn das obere Ende höhenverstellbar ist, ist der Pegel auf besonders einfache Weise einstellbar.

Wenn im Ablaufbehälter eine Nachflotation durchgeführt wird und das nachflo tierte Grauwasser in einen Sammelbehälter eingespeist wird, ist die Reinigungs wirkung der Grauwasseraufbereitungsanlage besonders hoch.

Wenn die Grauwasseraufbereitungsanlage ein Volumen zwischen 0,5 m³ und 2,0 m³ umfaßt, eignet sie sich besonders für Privathaushalte. Gegebenenfalls kann die Grauwasseraufbereitungsanlage aber auch größer oder kleiner dimensioniert werden.

Wenn die Grauwasseraufbereitungsanlage mindestens eine Anzapfung für das Ausspeisen von Reinwasser aufweist, ist ein vollautomatischer Betrieb der Anlage möglich.

Wenn das Flotat durch Microblasen an die Wasseroberfläche gefördert wird, er gibt sich eine besonders hohe Reinigungswirkung. Unter Microblasen sind dabei Luftblasen zu verstehen, welche in ansonsten stehenden Wasser pro Sekunde um maximal 1,5 cm aufsteigen.

Die Reinheit des Grauwassers ist noch höher, wenn das Grauwasser entkeimt wird. Das Entkeimen des Grauwassers kann beispielsweise durch eine physikali sche Behandlung, z. B. Bestrahlung mit UV-Licht, oder durch Beimischen eines chemisch wirksamen Zusatzmittels erfolgen. Als Zusatzmittel kommt insbesondere ein Oxidationsmittel, z. B. Ozon oder Wasserstoffperoxid, in Frage.

Wenn dem Grauwasser ein Flockungsmittel beigemischt wird, ergibt sich eine besonders wirksame Flotation.

Das Grauwasser wird dem Reaktionsgefäß über eine Pumpe zugeführt. Das Bei mischen des Zusatzmittels und/oder des Flockungsmittels kann wahlweise vor oder nach der Pumpe erfolgen.

Die Umweltbelastung durch das Grauwasser ist besonders gering, wenn das Flo tat und/oder das flotierte Grauwasser pH-neutralisiert werden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei bung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen. Dabei zei gen in Prinzipdarstellung

Fig. 1 eine Grauwasseraufbereitungsanlage von vorne,

Fig. 2 die Grauwasseraufbereitungsanlage von Fig. 1 von der Seite und

Fig. 3 die Grauwasseraufbereitungsanlage von Fig. 1 von oben.

Gemäß den Figuren wird Grauwasser über einen Zulauf 1 einer Grauwasserauf bereitungsanlage zugeführt. Dort wird das Grauwasser zunächst in einem Vorfilter 2 vorgefiltert. Der Vorfilter 2 weist eine Porengröße zwischen 200 µm und 400 µm auf, z. B. 300 µm.

Das vorgefilterte Grauwasser fließt zunächst in ein Sammelbecken 3. Von dort wird es über eine Einspeiseeinrichtung 4 einem Reaktionsgefäß 5 zugeführt und dort flotiert. Das Reaktionsgefäß 5 weist selbstverständlich einen Gefäßboden 6 und Gefäßwände 7 auf.

Zum Zuführen des vorgefilterten Grauwassers wird dieses zunächst durch eine nicht dargestellte Pumpe aus dem Sammelbecken 3 abgesaugt und unter Druck in das Reaktionsgefäß 5 eingespeist. Wie besonders deutlich aus Fig. 3 ersicht lich ist, weist die Einspeiseeinrichtung 4 vier Einspeiseöffnungen 8 auf, welche entlang des Umfangs des Reaktionsgefäßes 5 angeordnet sind. Gemäß Fig. 3 sind die Einspeiseöffnungen 8 derart ausgebildet, daß das vorgefilterte Grauwas ser nahe des Gefäßbodens 6 und tangential zu den Gefäßwänden 7 in das Reak tionsgefäß 5 eingespeist wird.

Vor der Pumpe durchläuft das vorgefilterte Grauwasser einen Bypass. An diesem Bypass wird unter Unterdruck Luft in das vorgefilterte Grauwasser eingezogen. Somit wird im Ergebnis ein Luft-Grauwasser-Gemisch gebildet, welches dann in das Reaktionsgefäß 5 eingespeist wird. Vor oder nach der Pumpe kann dem Grauwasser ein chemisch wirksames Zusatzmittel und/oder ein Flockungsmittel beigemischt werden.

Mittels des chemisch wirksamen Zusatzmittels wird ggf. das Grauwasser entkeimt. Als Zusatzmittel kommt insbesondere ein Oxidationsmittel, z. B. Ozon oder Was serstoffperoxid, in Frage. Alternativ oder zusätzlich kann das Grauwasser auch durch eine physikalische Behandlung, z. B. Bestrahlung mit UV-Licht, entkeimt werden.

Zwischen der Pumpe und der Einspeiseeinrichtung 4 wird das Luft-Grauwasser- Gemisch durch eine feste Rohrleitung geführt, deren Innenquerschnitt sich in Flußrichtung verringert. Gemäß Ausführungsbeispiel verringert sich der Innen querschnitt von anfänglich 20 mm Durchmesser auf 16 mm Durchmesser. Der Innenquerschnitt verringert sich also auf 64% seines anfänglichen Querschnitts. Mit einem derartigen Rohr werden besonders viele Microblasen gebildet. Micro blasen sind dabei Blasen, welche in ansonsten stehendem Wasser eine Aufsteig geschwindigkeit von maximal 1,5 cm/s aufweisen. Durch die Microblasen wird das Flotat infolge einer Druckentspannung an die Wasseroberfläche gefördert. Die Verringerung des Innenquerschnitts muß nicht auf 64% erfolgen. In der Re gel sollte der Innenquerschnitt der Rohrleitung bei Erreichen der Einspeiseein richtung 4 aber zwischen 50% und 85% des anfänglichen Querschnitts der Rohrleitung liegen.

Durch die Microblasen, ggf. unterstützt durch den Zusatz des Flockungsmittels, bildet sich auf dem Grauwasser Flotat, so daß das Grauwasser also flotiert wird. Das Flotat wird über ein Flotatabführelement 9 und ein Abflußrohr 10 der Kanali sation zugeführt, also vom Grauwasser abgeführt. Das Flotatabführelement 9 weist eine Trennwand 11 auf. Die Trennwand 11 ist zwischen einem Grauwasser bereich 12 und einem Abführbereich 13 angeordnet, trennt also diese beiden Be reiche 12, 13 voneinander. Es weist eine Oberkante 14 auf, welche zum Abführ bereich 13 hin angefast ist. Hierdurch werden zusammenhängende Flotatflecken quasi in den Abführbereich 13 hineingezogen, sowie sie die Trennwand 11 errei chen.

Das flotierte Grauwasser wird über ein Reinwasserabführelement 15 in einen Ab laufbehälter 16 eingespeist. Das Reinwasserabführelement 15 ist gemäß Fig. 1 als Steigleitung ausgebildet, welche an ihrem oberen Ende 17 offen ist. Das obe re Ende 17 der Steigleitung 15 bestimmt somit den Wasserspiegel im Reaktions gefäß 5. Wie besonders deutlich aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist das obere Ende 17 an einer Muffe 18 angeordnet, welche bezüglich der Steigleitung 15 höhenver stellbar ist. Damit ist auf einfache Weise der Wasserspiegel im Reaktionsgefäß 5 einstellbar.

Im Ablaufbehälter 16 wird eine Nachflotation durchgeführt. Die Nachflotation kann wieder dadurch erfolgen, daß - z. B. mittels Luftdüsen - Microblasen im Ablauf behälter 16 erzeugt werden.

Das nachflotierte Grauwasser wird dann über ein weiteres Steigrohr 19 in einen Sammelbehälter 20 eingespeist. An dem Sammelbehälter 20 sind eine oder meh rere Anzapfungen 21 angeordnet, mittels derer das in den Sammelbehälter 20 eingespeiste Reinwasser aus dem Sammelbehälter 20 ausspeisbar ist. Zur Ver ringerung einer etwaigen Umweltbelastung können das Flotat und/oder das nach flotierte Grauwasser erforderlichen falls pH-neutralisiert werden.

Die erfindungsgemäße Grauwasseraufbereitungsanlage wird vorzugsweise derart dimensioniert, daß sie in Privathaushalten verwendbar ist. In diesem Fall weist sie ein Bauvolumen zwischen 0,5 m³ und 2,0 m³ auf. Vorzugsweise ist die Grauwas seraufbereitungsanlage im wesentlichen würfelförmig ausgebildet. Sie weist daher eine Kantenlänge zwischen 0,8 m und 1,25 m auf. Gegebenenfalls könnten aber auch andere Anordnungen mit anderen Bauvolumina konzipiert werden.

Mit der erfindungsgemäßen Grauwasseraufbereitungsanlage ist ohne Zusatz von Chemikalien mit geringem Energieaufwand in kurzer Zeit eine hohe Reinigungs leistung erzielbar. Das Flotat kann ohne weitere Maßnahmen direkt der Kanalisa tion zugeführt werden. Die Wasserverluste betragen nur ca. 10%.

Die Grauwasseraufbereitungsanlage kann ggf. mittels einer speicherpro grammmierbaren Steuerung vollautomatisch betrieben werden. Auch ein manuel ler Betrieb ist aber möglich.

Bezugszeichenliste

1

Zulauf

2

Vorfilter

3

Sammelbecken

4

Einspeiseeinrichtung

5

Reaktionsgefäß

6

Gefäßboden

7

Gefäßwände

8

Einspeiseöffnungen

9

Flotatabführelement

10

Abflußrohr

11

Trennwand

12

Grauwasserbereich

13

Abführbereich

14

Oberkante

15

Reinwasserabführelement

16

Ablaufbehälter

17

oberes Ende

18

Muffe

19

Steigrohr

20

Sammelbehälter

21

Anzapfungen

Claims

1. Grauwasseraufbereitungsanlage,

- wobei der Grauwasseraufbereitungsanlage zugeführtes Grauwasser in einem Vorfilter (2) vorgefiltert wird,
- wobei das vorgefilterte Grauwasser über eine Einspeiseeinrichtung (4) einem Reaktionsgefäß (5) mit Gefäßwänden (7) und einem Gefäßbo den (6) zugeführt und dort flotiert wird, so daß sich auf dem flotierten Grauwasser Flotat bildet,
- wobei das Flotat über ein Flotatabführelement (9) abgeführt wird und
- wobei das flotierte Grauwasser über ein Reinwasserabführelement (15) in einen Ablaufbehälter (16) eingespeist wird.

2. Grauwasseraufbereitungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem vorgefilterten Grauwasser vor dem Zuführen zum Reaktionsgefäß (5) Luft beigemischt wird und daß das so gebildete Luft-Grauwasser-Ge misch unter Druck nahe des Gefäßbodens (6) tangential zu den Gefäßwän den (7) in das Reaktionsgefäß (5) eingespeist wird.

3. Grauwasseraufbereitungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Luft-Grauwasser-Gemisch durch eine Leitung geführt wird, deren Innenquerschnitt sich in Flußrichtung verringert.

4. Grauwasseraufbereitungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenquerschnitt sich auf 50% bis 85% seines anfänglichen Quer schnitts verringert.

5. Grauwasseraufbereitungsanlage nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Beimischen von Luft durch Einziehen der Luft unter Unterdruck er folgt.

6. Grauwasseraufbereitungsanlage nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorfilter (2) eine Porengröße zwischen 200 µm und 400 µm auf weist.

7. Grauwasseraufbereitungsanlage nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspeiseeinrichtung (4) mehrere, vorzugsweise vier, entlang des Umfangs des Reaktionsgefäßes (5) angeordnete Einspeiseöffnungen (8) aufweist.

8. Grauwasseraufbereitungsanlage nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Flotatabführelement (9) eine zwischen einem Grauwasserbereich (12) und einem Abführbereich (13) angeordnete Trennwand (11) mit einer Oberkante (14) aufweist und daß die Oberkante (14) zum Abführbereich (13) hin angefast ist.

9. Grauwasseraufbereitungsanlage nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das flotierte Grauwasser über eine an ihrem oberen Ende (17) offene Steigleitung (15) in den Ablaufbehälter (16) eingespeist wird, so daß das obere Ende (17) den Wasserspiegel im Reaktionsgefäß (5) bestimmt.

10. Grauwasseraufbereitungsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende (17) höhenverstellbar ist.

11. Grauwasseraufbereitungsanlage nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Ablaufbehälter (16) eine Nachflotation durchgeführt wird und daß das nachflotierte Grauwasser in einen Sammelbehälter (20) eingespeist wird.

12. Grauwasseraufbereitungsanlage nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Volumen zwischen 0,5 m³ und 2,0 m³ umfaßt.

13. Grauwasseraufbereitungsanlage nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine Anzapfung (21) für das Ausspeisen von Reinwas ser aufweist.

14. Grauwasseraufbereitungsanlage nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Flotat durch Microblasen an die Wasseroberfläche gefördert wird.

15. Grauwasseraufbereitungsanlage nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Grauwasser entkeimt wird.

16. Grauwasseraufbereitungsanlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Entkeimen des Grauwassers durch eine physikalische Behandlung, z. B. Bestrahlung mit UV-Licht, erfolgt.

17. Grauwasseraufbereitungsanlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Entkeimen des Grauwassers durch Beimischen eines chemisch wirksamen Zusatzmittels erfolgt.

18. Grauwasseraufbereitungsanlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzmittel ein Oxidationsmittel, z. B. Ozon oder Wasserstoffpero xid, ist.

19. Grauwasseraufbereitungsanlage nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Grauwasser ein Flockungsmittel beigemischt wird.

20. Grauwasseraufbereitungsanlage nach Anspruch 17, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Grauwasser dem Reaktionsgefäß (5) über eine Pumpe zugeführt wird und daß das Beimischen des Zusatzmittels und/oder des Flockungs mittels vor oder nach der Pumpe erfolgt.

21. Grauwasseraufbereitungsanlage nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Flotat und/oder das flotierte Grauwasser pH-neutralisiert werden.