DE2000986B2 - Verfahren zum klaeren von abwasser - Google Patents

Description

von Festkörpern enthält, die sich auch ohne beson-

25 dere Vorkehrungen rasch absetzen. Das Abwasser wird daher für gewöhnlich mechanisch vorgeklärt

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Klären und dann in einer entsprechenden Anlage ein'-r von Abwasser durch Bestrahlen des Abwassers mit aeroben biologischen Behandlung unterzogen, der elektromagnetischen Wellen kurzer Wellenlänge zum sich eine zweite Klärung anschließt. Dadurch wird Zwecke des Ausfällens der Abwasserinhaltsstoffe. 30 von einem relativ klaren Klärwasser ein konzen-Durch die britische Patentschrift 1 079 632 ist be- trierter Schlamm abgetrennt. In einer weiteren Alsreits ein Verfahren zur Erhöhung der Absetz- gestaltung des Verfahrens, bei dem eine mechanische geschwindigkeit von im Abwasser enthaltenen Fest- und biologische Reinigung des Abwassers sowie eine körpern der vorstehend genannten Art bekannt- Eindickung des Klärschlammes erfolgt, ist nun ergeworden, bei dem das Abwasser mit Gamma- 35 findungsgemäß vorgesehen, daß der bei der biolo-Strahlen, d. h. also mit sehr kurzwelliger Strahlung, gischen Reinigung anfallende und/oder der eingebehandelt wird. Als Strahlungsquelle werden bei dickte Klärschlamm mit elektromagnetischen Wellen diesem bekannten Vorschlag verbrauchte Brennstoff- des Mikrowellenbereiches bestrahlt wird,
elemente aus Kernreaktoren eingesetzt. Abgesehen Es hat sich gezeigt, daß das erfindungsgemäße davon, daß während des Antransportes und des Ein- 40 Verfahren zu einer außerordentlichen Erhöhung der Satzes der Brennstoffelemente dadurch gesondeite Absetzgeschwindigkeit der im Abwasser suspen-Schutzmaßnahmen erforderlich werden, die das Ver- dierten Teilchen führt. Es wird angenommen, daß fahren unnötig verteuern, hat sich gezeigt, daß bei der diese Wirkung der Mikrowellenenergie dadurch zuAnwendung von derart kurzwelliger Strahlungs- stände kommt, daß die Festkörperteilchen mit gleienergie eine gewisst Neigung zur Ionisation der sus- 45 eher Ladung im Abwasser depolarisiert werden. Gependierten Teilchen auftritt, die der Koagulation ladene Teilchen sind bereits von Hause aus im Abdieser Teilchen gerade entgsgenwirkt. Auch in der wasser bzw. Schlamm enthalten oder entstehen durch französischen Patentschrift 701 733 wird zur Tren- Zusatz eines Polyelektrolyts während eines cheminung emulgierter oder suspendierter Komponenten sehen Behandlungsschrittes. Derartige Teilchen eines chemischen Systems eine Kurzwellenbestrah- 50 stoßen sich gegenseitig ab und bleiben nahezu ständig lung vorgeschlagen. Hierzu werden als Strahlungs- in Suspension. Im Gegensatz zu den vorstehend erquelle ebenfalls radioaktive Körper, Röntgen- oder läuterten bekannten Verfahren, bei denen durch Quecksilberdampfröhren vorgeschlagen. Hierdurch Ionisierung eine Neigung zur Erzeugung derartiger wird zwar gegenüber dem zuerst geschilderten be- geladener Teilchen entsteht; werden bei dem erfinkannten Verfahren wegen der geringeren Anforde- 55 dungsgemäßen Verfahren offensichtlich durch Derungen an die Schutzvorkehrungen eine gewisse Ver- polarisierung dieser Teilchen die Ladungen beseitigt besserung erzielt, jedoch sind die Einrichtungen zur oder deren Wirkung neutralisiert, so daß die Teilchen Erzeugung der kurzwelligen Strahlung sehr empfind- sich zusammenballen können. Dadurch wird das Auslich und aufwendig. Vor allem aber wird auf Grund fallen relativ großer Teilchen beschleunigt,
des vorstehend erwähnten Ionisiereffektes keine Ver- 60 Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines besserung des Kläreffektes erzielt. Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Es ist weiterhin aus der deutschen Patentschrift Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein 905 360 ein Verfahren bekanntgeworden, bei dem Blockdiagramm für einen typischen Abwasserklärdas Abwasser der Wirkung eines Gleichstromfeldes Vorgang mit Desinfektion des geklärten Abwassers, ausgesetzt wird, dem sich ein Hochfrequenz-Wechsel- 65 in dessen Verlauf erfindungsgemäß Mikrowellenfeld mit einer Frequenz von 50 bis 150 MHz über- energie zugeführt wird.

lagert. Der Zweck dieser Maßnahme besteht darin, Das Blockdiagramm zeigt den Durchfluß des Ab-

h den im Abwasser vorhandenen Komplexverbin- wassers durch eine Kläranlage und gibt an, an wel-

IO

eher Stelle die Mikrowellenenergie am vorteilhaftesten eingestrahlt werden kann.

Das Rohabwasser wird durch eine Leitung 1 zugeführt und durch ein Vorklärbecken 3 geleitet. Der dort gesammelte Klärschlamm wird durch eine Leitung 5 abgeführt, während das vorgeklärte Abwasser durch eine weitere Leitung 7 einer Anlage 9 zugeführt wird, in der eine aerobe biologische Behandlung durchgeführt wird. Ia dieser Anlage 9 wird das Abwasser mit einer großen Menge von Luft in Berührung gebracht. Dies erfolgt beispielsweise durch Versprühen des Abwassers auf Gitterroste, wodurch eine große Flüssigkeitsoberflächc der Luft ausgesetzt wird, oder dadurch, daß man Luft in das Abwasser einbläst. Auch eine Kombination beider Verfahren ist möglich. Durch diese Behandlung wird das Abwasser in bekannter Weise biologisch gereinigt, wobei sich Flocken von belebtem Schlamm bilden. Dieses biologisch gereinigte Abwasser wird durch ein Nachklärbecken 11 geführt. Das Klärwasser, das nunmehr im wesentlichen frei von Festkörpern und organischen Stoffen ist, wird durch eine Leitung 13 geführt, in eintm Behälter 15 einem Desinfektionsschritt unter zogen und anschließend als relativ sauberes Wasser durch eine Klärwasserleitung 17 abgeführt.

Der aus dem Nachklärbecken 11 entfernte Schlamm wird über eine Leitung 19 einem Behälter 21 zugeführt, in dem er in bekannter Weise mit chemischen Mitteln behandelt wird. Anschließend wird er in einem Eindicker 23 einer weiteren Konzentrierung unterzogen. Der konzentrierte Klärschlamm wird anschließend durch eine Leitung 25 einer Entwässerungsvorrichtung 27 zugeführt, aus der der entwässerte Schlamm 'jjrch eine Leitung 29 ausgebracht wird.

Die erfindungsgemäße Mikrowellenbehandlung kann in verschiedenen Verfahrensstufen dieses vorstehend geschilderten Prozesses durchgeführt weiden. So kann beispielsweise bereits das Rohabwasser dieser Behandlung unterzogen werden. Dies stellt jedoch eine relativ teuere Behandlung dar, da die hereinkommenden Ab .vassermengen derartig groß sind, daß die Mikrowellenbehandlung bereits des Rohabwassers unwirtschaftlich ist. Der im Nachklärbecken abgetrennte Schlamm ist jedoch bereits relativ stark konzentriert und enthält etwa 2% Festkörper. In diesem Stadium kann deshalb die Mikrowellenenergie durch einen in die Leitung 19 eingeschalteten Mikrowellengenerator 31 zugeführt werden, wodurch die Absetzgeschwindigkeit in dem Eindicker 23 stark erhöht wird. Zur Behandlung des konzentrierten Schlammes vor der letzten !Entwässerung wird ein weiterer Mikrowellengenerator 33 angewendet, wodurch die Leistung der Entwässerungseinrichtung stark erhöht wird.

Zusätzlich hat sich gezeigt, daß die Mikrowellenenergie die Wirkung des Desinfektionsvorganges stark unterstützt, so daß es günstig ist, in der Desinfiziereinrichtung, wie bei 15 dargestellt, einen Mikrowellengeber anzuordnen, was jedoch nicht Gegenstand der Erfindung ist.

Die nachstehenden Beispiele erläutern die Leistungsfähigkeit des Verfahrens.

Beispiel 1

In αϊ nachfolgend, Tatelle geben die die Trübnng der Flüssigkeit Ui den Be-

15 hältern an.

Tageszeit

Vormittag:

35 Nacnmmag.

30 10.15 .
10.30 .
10.45 .
11.00.
11.15 .
11.30

12.50
1.30
2.15
3.00

,, ι MitMikro-Kontroll- _{|weUen bl}._hun. probe | _{dehe Probe}

100

100

100

99

99

98

97 97 96 96 96 96

100 99 98 97 96 95

86 81 75 70 67 63

Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß nach gleicher Absetzdauer die Kontrollprobe immer noch eine Trübung von 96% aufwies, während die Probe, die mit einem kurzen Stoß von Mikrowellenenergie behandelt worden war, lediglich 63 %> Trübung aufwies.

Beispiel 2

Es wurde ein dem Beispiel 1 ähnlicher Versuch durchgeführt. Hier wurden die Proben Mikrowellenenergie gleicher Leistung und Frequenz wie im Beispiel 1 unterzogen, jedoch während unterschiedlicher Zeitdauer. Die Proben wurden 2, 4, 10, 20, 200 und 1000 Millisekunden mit Mikroweltenenergie beaufschlagt. Sie wurde von Zeit zu Zeit beobachtet, um

die Koagulation zu bestimmen. Eine Kontrollprobe, die der Mikrowellenenergie nicht ausgesetzt worden war, zeigte, daß nach 3stündigem Stehen die Koagulation noch kaum eingesetzt hatte. Die Proben, die 2 und 4 Millisekunden mit Mikrowellenenergie be-

aufbchlagt worden waren, zeigten eine sichtbare Koagulation nach etwas mehr als 1 Stunde und nach 2 Stunden eine deutliche Koagulation. Bei der Probe, die 200 Millisekunden der Mikrowellenenergie ausgesetzt worden war, zeigte sich eine fortgeschrittene

Koagulation in weniger als 2 Stunden, während die Probe, die 1000 Millisekunden behandelt worden war, zum Kochen kam, wodurch eine unmittelbare Koagulation eintrat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

düngen bzw. Kolloiden Resonanzerscheinungen zu Patentansprüche: erzeugen, durch die die Eigenladung der zu trennenden Moleküle periodisch geschwächt wird, damit

1. Verfahren zum Klären von Abwasser durch diese dem aufgelegten Gleichsttom folgen kränen. Bestrahlen des Abwassers mit elektromagne- 5 Das Wechselfeld dient somit bei diesem Verfahren tischen Wellen kurzer Wellenlänge zum Zweck nicht zur Ausfällung der Abwassennhaltsstoffe.

des Ausfällens der Abwassennhaltsstoffe, da- Gegenüber diesem Stand der Technik hegt somit

c· u rch gekennzeichnet, da_Ä das Abwasser der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei unem Ver-

mit elektromagnetischen Wellen des Mikrowellen- fahren der eingangs geschilderten Ai t den konstruk-

bereiches bestrahlt wird io tiven und verfahrenstechnischen Aufwand bei gleich-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- zeiüger Verbesserung der Wirksamkeit des Verfahkennzeichnet, daß die Frequenz der elektro- rens zu verringern. Erfmdungsgemaß wird diese Aufmagnetischen Wellen 300 MHz bis 30 GHz, vor- gäbe dadurch gelöst, daß das Abwasser mit elektrozugsweise 2450 MHz beträgt. magnetischen Wellen des Mikrowellenbereiches be-

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 mit 15 strahlt wird. Zweckmäßigerweise betragt die Fu: mechanischer und biologischer Reinigung des Ab- quenz der elektromagnetischen Wellen 300 MHz bis wassers sowie mit Eindickung des Klärschlammes, 30 GHz, vorzugsweise 2450 MHz.

dadurch ge^ nnzeichnet, daß der bei der biolo- Die Mikrowellenenergie kann in verschiedenen, gischen Reinigung anfallende und/oder der ein- geeigneten Verfahrensstadien des Klärvorganges zugedickte Klärschlamm mit elektromagnetischen 20 geführt werden. Das könnte z. B. ' creits bei dem Wellen des Mikrowellenbereiches bestrahlt wird. rohen Abwasser gesrhehen. Dies ist jedoch gewohnlich unwirtschaftlich, da in diesem Zustand das Abwasser sehr dünnflüssig ist und eine ganze An/uhl