DE2000986C - Verfahren zum Klaren von Abwasser - Google Patents

Description

ehe; Stelle die Mikrowelienenergie am vorteilhaftesten eingestrahlt weraen kann.

Da-. Rohabwasser wird durch eine Leitung 1 zugeführt und durch ein Vorklärbecken 3 gelei'et. Der cior gesammelte Klärschlamm wird durch eine Leitung i abgeführt, während das vergeklärte Abwasser (IUfLV: eine weitere Leitung" cner Aniane ^!> zugeführt wird, in der eine aerobe biologische behandlung durchgeführt wird. Sn dieser Anlage 9 wird das Abua.^er mit ein,.! großen Menge von Lun in Beruh- : rung gebracht. Dies erfolgt beispielsweise durch Versprühen des Abwassers auf Gitterroste, wodurch eine groue Flüssigkeitsoberfläche der Luft ausgesetzt wird, oder dadurch, daß man Luft in das Abwasser einbiast. Auch eine Kombination beider Verfahren is; moülich. Durch diese Behandlung wird das Abwasser in bekannter Weise biologisch gereinigt, wobei sich Flocken von belebtem Schlamm bilder.. 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 einem Behälter 15 einem Desinfektionsschritt unterzogen 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 durch eine Leitung 29 ausgebracht wird.

Die erfindungsgemäße Mikrowellenbehandlung kann in verschiedenen Verfahrensstufen dieses vorstehend geschilderten Prozesses du-chgeführt werden. So k^nn beispielsweise bereits das Rohabwasser dieser Behandlung unterzogen werden. Dies stellt jedoch eine relativ teuere Behandlung dar, da die hereinkommenden Abwassermengen 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°/o Festkörper. In diesem Stadium kann deshalb die Mikrowellenenergie durch eiren in die Leitung 19 eingeschalteten Mikrowellengenerator 31 zugeführt werden-, wodurch die Absetzgeschwir.digkeit in dem Eindicker 23 stark erhöht wird. Zur Behandlung des konzentrierten Schlammes vor der letzten Entwässerung wird ein weiterer Mikrowellengenerator S3 angewendet, wodurch die Leistung der Entwässerungseinrichtung 27 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 I

In diesen; Wr.v.ich wurde Belebtschlamm aus dein /w:-iien KlürsJiritt der Kliiraniage wv. San Jo-e. Caiifornien. verwendet. Der ichkimn: wurde in /v.·.·; Proben unterteilt, vor· denen eine 2^ Milhs. künden hin» Her Lnerüie von Mikrowellen jUsg-^et;" wurJ.-. Die Mikrowdienenergie w.:'-de he. eiT.er i-reoue.;/ von 2-!5i) NiH/ nut einer Leistung von M'\ kW l. .--zeuei. Die beide:: Proben wurden ;:i Nießhehülie: mit einem Fassungsvermögen '·:>η ΙιΚίΐπ! gebrach! und das Absetzen in Abfänden von ! Minute beobachtet, in de: nachfolgenden Tabelle gebe:' du Zahlen die Trübung u.-r Flüs.sigS-.er. :ί den Be-•viilern an

Tagesze;;	Konir.it1-	M:i MiIj-. - w.-.:!!en hch ·"- ^Ile PfD!-,;
Vormittag: 10.15 10 30	100 100	100 99
10.45	100	98
11 00	99	97
11 15	99	96
11 30	98	95
Nachmittag· 12 50	97 97	86
1.30	96 96	81
2.15 3 00	96	75 70
3 30	96	o7
4.15	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 6? ⁰O Trübung auf wies.

Beispiel 2

Es wurde ein dem Beispiel 1 ähnlicher Versuch durchgeführt. Hier wurden die Proben Mikrowellen-

energie 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 Mikrowellenenergie beaufschlagt. Sie wurde von Zeit zu Zeit beobachtet, um

die Koagulation zu bestimmen. Eine Kontrollprobe, die der Mikrcwellenenergie nicht ausgesetzt worden war, zeigte, daß nach 3stündigem Stehen die Koagulation noch kaum eingesetzt hatte. Die Proben, die 2 und 4 Millisekunden mit Mikrawellencnergie be aufschlagt worden waren, zeigten eine sichtbare Koa gulation nach etwas mehr als 1 Stunde und nach 2 Stunde", 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 Koagulatiuw eintrat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. drngen bzw. Kolloiden Re^onanzerscheinungeu zu

   P ^i t c r ι i a η s ρ r ι ι c η - erzeugen, durch die die Fiigenladuni; der zu trennenden Moleküle periodisch geschwächt wird, damil

   !. Veriahrx-n zun Klare·¹ \:>'.\ Abwasser dinv'r. diese dem aufgek-iner; Gleichstrom folgen können. Hesirani.T. des Ab^a^-r- ;v.a elektromagnet 5 Da~ V. echseifeld die:;· soinit bei diesem Verfahren tischen Weiter; kurzer Wellenlänge 7ur.i Zm c:k nich¹ zur Aiisr'Ynur.i: der Abv, jssermhaltsstofie.
   des Aiisia'lens der ViVAC^scnrihak^ioiTe. Ua- G-iienübv.! diesen" S:and der Technik liegt somii durch e c k e π η ./-eic h η ε ι. daß aa.^; Abv- as- d-.-r hrundune die Aufgihe zugrunde, bei einem Versrr mit elektromagnet!?Then V^ciien ce. Mikro- fahren d.-r c-inuaiis:-. ce-chüderten Art den konstruksveüanbereichis bestrahlt vi.-J. io m-er und .eriahren>te;hni-chep. Aufwand nei gleichet. Verfuhren, nach Anspruch !. dacurcii ;;e- /tMiaer Verbesserung der Wirksamkeit des Verfah-Keni'.rei-.Tine:. daJ die F're^ier/ der ciekir;v _rep·- /u ■ ernpuervi. Rrfmdungsgernäß wird rliese Au;- !na<ine:ischer· W-*l!o" 3i'i' i-.tilz (¹I-. 30 Gi!;'. w- >;_cibe dadurch aeiosi. da3 das Abwasser mit eiektro-/u-jsueise 2-oi; MH,:. betr::-::. nia-inetischL'i We,ler des Mikrowellenbereichea bej. ^veiiahren m.·.·* Anspruch ! ou-c- 2 mi· \_: s;r;ihit wird. Z'-'.cckmiiL'iiger-Aeite betragt die Fre- ;^v.ech<:r.ischer und biitiogischer Rciniguriu dey -ⁱ.b- -.iut.r.z i!.cr eiektrcmagneuschen Weilen 3Of) MHz "?iä wassers >üuic ν-ΛΛ Lindick'jng d\.·- K'.ärs./hüimn-'-js. ;.) C1H2, vorzugsweise 2450 MHz.
   -.adurc'.i ^c' ..iz-ei hnet. J-.'ä de; bei der hiolo- Oie Niikrowellcüenerati- kann in verschiedenen. gischen Rei, .gung anfallende urniodei der ■<.'::·.- ^tci^ncien Vertahrenfstadkn des KUirvorgangcs zugedickte k ärschlamr.' mit elektromagnetischen ao geführt werden. Das könnte z. B. bereits bei dem Wellen des Mikroweilenbereiches bestrahlt wird. rohen Abwasser geschehen. Dies ist jedoch gewöhnlich unwirtschaftlich, da in diesem Zustand das Abwasser sehr dünnflüssig ist und eine ganze Anzahl

   von Festkörpern enthält, die sich auch ohne beson-

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

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Klären und dann in eintr entsprechenden Anlage einer von Abwasser durch Bestrahlen des Abwassers mit aeroben biologischen Behandlung unterzogen, der elektromagnetischen Welten kurzer Wellen'änge zum sich eine zweite Klärung anschließt. Dadurch wird Zwecke des Ausfällens der Abwägennhalusioffe. 30 von einem relativ klaren Klärwasser ein konzen-Durch die bruische Patentschrift 1 079 632 ist be- trierter Schlamm abgetrennt. In eintr weiteren Ausreits ein Verfahren ζ jr Er* öhung der Absetz- gestaltung des Verfahrens, bei dem eine mechanische geschwii.digkeit von im Abwasser enthaltenen Fest- und biologische Reinigung des Abwassers sowie eine körpern der vorstehend genau ten 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 Mikroweilenbereiches bestrahlt wird,
   elemente aus Kernreaktoren eingesetzt. Abgeseher. Es hat sich gezeigt, daß das erfindungsgemäße davon, daß während des Antransporte-, und des Ein- 40 Verfahren zu einer außerordentlichen Erhöhung der satzes der Brennstoffelemente dadurch gesonderte 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 gewisse 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 entgegenwirkt. Auch in der wasser bzw. Schlamm enthalten oder entstehen durch französischen Patentschrift 7Ol 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 Quecksilberdampfröhreu 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 besscrung 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 Teilehen beschleunigt,
   des vorstehend erwähnten lonisiereffektes 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-

   in den im Abwasser vorhandenen Komplexverbin- wassers durch eine Kläranlage und gibt an, an WeI-