DE2202162A1

DE2202162A1 - Anordnung zur Reinigung von Abwasser od.dgl. durch Aufschwemmung

Info

Publication number: DE2202162A1
Application number: DE19722202162
Authority: DE
Inventors: Svanteson Sven Elis Aake
Original assignee: Electrolux AB
Current assignee: Electrolux AB
Priority date: 1971-02-09
Filing date: 1972-01-18
Publication date: 1972-08-17
Also published as: CA977078A; JPS5550710B1; DD95795A5; NO131708B; CH535723A; FR2124330B1; GB1351882A; AT311276B; FR2124330A1; PL77428B1; BE779047A; ZA72612B; HU165039B; US3799345A; IT949700B; NO131708C; NL7201566A; ES399586A1; SE360026B

Description

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Dipl.-Ing. Werner Beyer LLK)L I O £ Dipl.-Wiitsdi.-l.-.g. Bernd Jodlern

In Sachen:

Aktiebolaget Electrolux Stockholm/Schweden Luxbacken 1

Anordnung zur Reinigung von Abwasser od.dgl. durch Aufschwemmung.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Reinigung von Abwasser od.dgl. durch Aufschwemmung mit einem Klärbehälter sowie Mitteln zur Einleitung und Feinverteilung von«Gas, vorzugsweise Luft unter Druck in das Abwasser und zur Abführung der Luft unter niedrigerem Druck in Form kleiner Luftblasen.

Bei Aufschwemmanordnungen der Art, auf die sich die Erfindung bezieht, ist es wichtig, daß die Luft- oder Gasblasen, welche die die Verunreinigungen bildenden festen Partikel od.dgl. zur Wasseroberfläche befördern, so klein wie möglich ist. Dies ist deshalb erforder lich, weil nur sehr kleine Blasen eine ausreichende Adhäsion für die Partikel ermöglichen. Mit zunehmender Größe der Luft oder Gasblasen wird die Adhäsionswirkung erheblich beeinträchtigt. Außerdem verursachen große Blasen nach aufwärts gerichtete Strömungen, welche die beispielsweise durch Beimischung von Flockiüigs- agentien gebildeten Flocken zersetzen. Um eine wirksame Aufschwemmung zu erzielen, ist es auch wichtig, daß eine große Anzahl kleiner Blasen gebildet wird, was

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damit gleichbedeutend ist, daß die größtmögliche Menge an Gas in dem verschmutzten Abwasser gelöst worden int.

Bei bekannten Anordnungen ist es bisher nicht in größerem Ausmaß möglich gewesen, die vorerwähnten Bedingungen zu erfüllen. So ist es beispielsweise üblich, in das Abwasser eine sogenannte Dispersion von Luft im Wasser einzuleiten. Dies bedeutet, daß nicht nur gelöste Luft, sondern auch Luft in Form kleiner und großer Blasen schon zu Beginn des Aufschwemmvorganges vorhanden ist. Gemäß einem anderen bekannten Verfahren wird Luft in Wasser unter einem verhältnismäßig hohen Druck gelöst, wonach die Lösung unter kräftiger Druckverminderung in das Abwasser freigegeben wird. Dadurch tritt eine spontane Ausfällung der gelösten Luft auf, und es werden explosivartig Luftblasen gebildet. Aus den vorerwähnten Gründen ist das Aufschwemmungsergebnis außergewöhnlich schlecht.

Aufgabe der Erfindung ist es, die vorerwälnten Nachteile zu vermeiden und eine Aufschwemmanordnung zu schaffen, die unter Verwendung sehr einfacher und billiger Mittel einen Aufschwemmprozeß ermöglicht, der beträchtlich wirksamer als bisher ist. Die diese Aufgabe erfindungsgemäß lösende Anordnung ist in der Hauptsache gekennzeichnet durch mindestens ein unter Druck stehendes Gefäß zur Aufnahme einer Mischung aus Luft und Wasser, vorzugsweise zu reinigendem Abwasser und zur Einleitung der darin gebildeten Luft-Wasserlösung in das Abwasser des Klärbehälters nach einer bestimmten Zeitspanne von vorzugsweise nicht weniger als 3 Minuten ohne wesentliche Druckänderung, wobei das Gefäß mit Mitteln zur Abführung der nicht im

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Wasser gelösten Luft vor der Einleitung der Lösung in dem Klärbehälter versehen ist.

Die erfindungsgemäße Anordnung bringt eine Menge Vorteile mit sich. Dadurch, daß das Luft-Wasser-Gemisch dem Druck während einer beträchtlichen Zeitspanne ausgesetzt wird, wird eine große Menge an Luft im Wasser gelöst. Die Tatsache, daß der Klärbehälter mit Mitteln zur Abführung der nicht im Wasser gelösten Luft versehen ist, stellt sicher, daß nur eine Lösung von Luft und Wasser vom Gefäß in den Klärbehälter gelangt. Da weiterhin die Lösung unter einem im wesentlichen ungeänderten Druck weitergeleitet wird, können keine Luftblasen spontan entstehen. Im ersten Augenblick tritt überhaupt keine Bildung von Luftblasen auf, sondern das Wasser steigt langsam im Klärbehälter hoch, bis der Druck allmählich einen derart verminderten Wert erreicht hat, daß die Bildung von Luftblasen sanft einsetzt. Aufgrund des geringen Ausmasses dieses Vorgangs bleiben die Luftblasen sehr klein, und da ferner eine große Menge Luft im Wasser gelöst worden ist, entsteht eine große Anzahl von Luftblasen. Alle diese Faktoren tragen zu einer Wirksamkeit des Aufschwemmvorganges bei, wie sie bisher nicht erreicht worden ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 2 eine Einzelheit aus Fig. 1 im Vertikalschnitt und

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Fig· 3 eine abgeänderte Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Anordnung, die sich besonders zur Verwendung in solchen Fällen eignet, wo die Zuflußmenge an Abwasser variiert.

In den Figuren sind ein Klärbehälter mit 10 und mindestens ein darin enthaltenes Gefäß mit 11 bezeichnet. Mit Hilfe einer Flüssigkeitspumpe 12 mit einem Einlaß 13 für verschmutztes Abwasser und einer Luftpumpe 14-wird ein Gemisch aus Abwasser und Luft über eine Leitung 15 in das Gefäß 11 gepumpt, welches sich in einer solchen Tiefe innerhalb des Klärbehälters 10 befindet, daß die Mischung aus Luft und Wasser dem gewünschten Gegendruck ausgesetzt wird. Weiterhin ist das Volumen des Gefässes derart in bezug auf die pro Zeiteinheit geförderte Luft-Wasser-Menge bemessen, daß die Verweilzeit des^Gemisches im Gefäß ausreichend lang, vorzugsweise nicht weniger als 3 Minuten ist. Durch Auswahl eines geeigneten Drucks und einer geeigneten Berührungszeit zwischen Luft und Wasser wird eine ausreichende Menge Luft im Wasser gelöst. Als Beispiel sei erwähnt, daß bei einer Steigerung des Drucks auf seinen doppelten Wert grundsätzlich die doppelte Menge Luft im Wasser gelöst werden kann.

Der Transport der Mischung von Luft und Wasser durch die Leitung 15 muß mit einer solchen Geschwindigkeit vonstatten gehen, daß die Luftblasen mit Sicherheit das Gefäß 11 erreichen. Diese Geschwindigkeit muß deshalb höher liegen als die Geschwindigkeit der auf steigenden Luftblasen und sollte zweckmäßig 40 cm/s überschreiten. Die Luft kann natürlich auch auf andere Weise in das Gefäß geleitet werden.

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Din Auribi ..!dünn dn:i Geriir.r.or. i τη e i n/.c I η<·η |';<ΊιΙ; iui.'i Fill. ^ horvor. VIo d.nrnur; ersichtlich, mündet djo Leitung 15 dicht vor dom Boden dor. Gof u.'iiscr, 11, Sowohl die Außenwandung des Rohrs 15 wie die Innenwandung des Gefässes 11 sind mit Rippen 16 vergehen, wodurch das Gefäß 11 als Mischer wirkt. Am oberen Ende hat das Gefäß 11 Ausströmöffnungen 17 für die Luft-Wasser-Lösung. Diese strömt dann nach unten durch einen Ringkanal 18 und wird über einen Auslaß 19 am unteren Teil des Gefässes in den Klä.rbehälter eingeleitet. Die Lösung strömt sehr schnell und ohne wesentliche Druckänderung im Verhältnis zum Druck innerhalb des Gefässes aus. Um sicherzustellen, daß nur die Lösung ohne begleitende Luftblasen in das Abwasser im Klärbehälter eingeleitet wird, ist das Gefäß 11 mit einer Auslaßleitung 20 versehen, durch welche überschüssige Luft abgeführt wfrd. Dies ist von besonderer Bedeutung, wenn, wie oft gewünscht, eine größere Luftmenge durch die Leitung 15 zugeführt wird, als mit Sicherheit im Wasser gelöst werden kann.

Normalerweise wird im oberen Teil des Gefässes 11 ein Luftkissen gebildet. Sollte die Gefahr bestehen, daß soviel Gemisch über die Leitung 15 zugeführt wird, daß dieses Luftkissen weggedrückt wird, kann das Gefäß 11 mit einer zusätzlichen Auslaßleitung versehen werden, die als Überlaufschutz dient.

Der Ringkanal 18 kann durch eine oder mehrere verschiedene Leitungen ersetzt werden, dir; an die Ausströmöffnungen 17 angeschlossen cind. Die AnoX-UiUng kann dann so getroffen sein, daß das Gefäß 11 /■.ichfc notwenigerwei.se innerhalb des Klärbehalt;er« 10 angeordnet ist.

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Aus den 'Fig. 1 und 3 geht hervor, daß der Klärbehälter 10 sich nach oben erweitert. Der Gehälter int vor- ■ zugsweise so geformt, daß er sich ab einer Stelle 21 sprunghaft erweitert, an welcher die Druckverminderung die im Abwasser gelöste Luft veranlaßt, in Form von sehr kleinen Luftblasen, die den gebildeten Schmutzflocken anhaften, auszufällen. Dies kann durch Zugabe eines Ausfällmittels wie beispielsweise Aluminiumsulfat zu dem verschmutzten Wasser vor der Flüssigkeitspumpe 12 und vorzugsweise durch weitere Beimengung eines sogenannten Koagulierungsmittels aus einem Vorratsgefäß 22 über eine Dosierpumpe 23 in die Leitung 15 erreicht werden. Da sowohl das Ausfällmittel wie das Koagulierungnmittel für eine lange Zeitdauer auf das Gemisch im Gefäß 11 einwirken können, wird die Ausflockung äußerst wirkungsvoll. Da ferner keine kräftigen Strömungen innerhalb des Klärbehälters entstehen und die kleinen Gasblasen sehr langsam gebildet werden, werden die Flocken nicht zersetzt. Da bei diesem Vorgang eine große Menge von Luft im Wasser gelöst ist, und die Luftblasen nicht nur sehr klein sind, sondern auch in großer Menge auftreten, erfolgt die Ausbringung des Schlamms mit sehr hoher Leistung.

In seinem oberen Teil hat der Klärbehälter eine öffnung 24 und einen erweiterten Bereich 25· An den unteren Teil 26 des erweiterten Bereichs 25 ist eine Auslaßleitung 27 für das gereinigte Wasser angeschlossen. Der ausgefällte Schlamm steigt bis zur Wasseroberfläche an der öffnung 2A und tritt über die Öffnungskante 28 und die Außenseite 29 des erweiterten Abschnitts in eine JRinne 30 über, welche den aufgeweiteten Abschnitt umgibt. An die Hinne 30 ist eine Auslaßleitung 31 für den Schlamm angeschlossen. Durch die Abscheideeinrichtung· 28, 29, 30, 31 kann

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die Abscheidung des Schlammes kontinuierlich erfolgen· Es ist jedoch auch mit Hilfe eines Ventils 32 in der Auslaßleitung 27 möglich, die Schlammabscheidung dis kontinuierlich vorzunehmen. Hierzu wird das Ventil 32 in Intervallen vollständig oder teilweise soweit geschlossen, daß der Wasserspiegel im Klärbehälter 10 ansteigt und der Schlamm durch die Leitung y\ abzufließen vermag.

Die Aufschwemmanordnung nach der Erfindung kann für verschiedene Zwecke verwendet werden. So kann beispielsweise bei der Reinigung von Wasser in Seen oder Flüssen die Anordnung zur Bildung einer Aufschwemm-Kläranlage verwendet werden. Weiterhin kann die Anordnung von beträchtlicher oder geringer Größe beispielsweise zur Reinigung von Industrieabwässern sein. Im letzteren Fall kann der Abwasserzustrom beträchtlich schwanken. Es ist jedoch nicht notwendig, das Gefäß 11 für den größtmöglichen Zustrom von Wasser zu bemessen. Wie Pig. 3 zeigt, kann ein Klärbehälter 10 stattdessen mit mehreren Gefässen 11 versehen werden. In Abhängigkeit von der zugeführten Wassermenge kann dann ein Verteiler 33 über mehrere Leitungen 15 eine oder mehrere Gefässe 11 mit Wasser versorgen. In diesem Fall kann das System vorzugsweise mit einer selbst tätig arbeitenden Überwachungseinrichtung ausgerüstet werden, die den Verteiler 33 in Abhängigkeit vom Wasserzustrom steuern.

Für den Fall, daß die Zufuhr von Abwasser vollständig aufhört, ist es erwünscht, daß kein nichtaufgeschwemmtes Wasser im Klärbehälter 10 verbleibt, weil, sofern dies geschehen würde, die gebildeten Flocken auf den Behälterboden absinken und dort zu Betriebsstörungen führen wurden. Wie Fig. 3 zeigt, kann zu diesem Zwecke

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die Anordnung mit einem zusätzlichen Ventil einer Rückleitung 35 versehen werden, über welche reines Wasser zum Einlaß für das verschmutzte Wasser zurückgeführt werden kann, wo ein weiteres Ventil 36 angeordnet ist. Die Ventile 3^ und 36 können durch die vorerwähnte selbsttätig arbeitende Überwachungseinrichtung gesteuert werden, die dann in der Weise arbeitet, daß bei einer Unterbrechung des Zustroms von Schmutzwasser frisches Wasser in den Klärbehälter eingeführt wird, bis dieser vollständig oder zum Teil mit reinem Wasser angefüllt ist. Wie aus der vorstehenden Erläuterung folgt, hat die Aufschwemmanordnung gemäß der Erfindung eine Wirksamkeit, die beträchtlich höher liegt, als sie zuvor erreichbar war. Ein mitwirkender Grund hierfür ist, daß bei dieser Anordnung die Luft in der gesamten Menge des schmutzigen Abwassers gelöst wird und nicht nur in einem kleinen Teil davon, wie dies be|L den bekannten Aufschwemmanordnungen der Fall ist.

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Claims

Patentansprüche

1./ Anordnung zur Reinigung von Abwasser od.dgl. durch Aufschwemmung mit einem Klärbehälter sowie Mitteln zur Einleitung und Feinverteilung von Gas, vorzugsweise Luft unter Druck in das Abwasser und zur Abführung der Luft unter niedrigerem Druck in Form kleiner Luftblasen, gekennzeichnet durch mindestens ein unter Druck stehendes Gefäß (11) zur Aufnahme einer Mischung aus Luft und Wasser, vorzugsweise zu reinigendem Abwasser und zur Einleitung der darin gebildeten Luft-WasseKLösung in das Abwasser des Klärbehälters (10) nach einer bestimmten Zeitspanne von vorzugsweise nicht weniger als 3 Minuten ohne wesentliche druckänderung, wobei das Gefäß (11) mit Mitteln (20) zur Abführung der nicht im Wasser gelösten Luft vor der Einleitung der Lösung in dem Klärbehälter (10) versehen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine oder mehrere Pumpen (12,14) für den Luft- und Wassertransport, welche über eine oder mehrere Leitungen (Λ3ι 15) an das Gefäß (11) angeschlossen sind, dessen Volumen derart an die transportierte Luft- und Wassermenge angepaßt ist, daß die Luft- und Gaschmischung in dem Gefäß (11) während der vorerwähnten Zeitspanne verbleibt.

3· Anordnung nach Anspruch 1 ο α \τ ; , Ί a <■' χ ■ c h gekennzeichnet , i ■ !·' r'-.r; <k'taß (TI,- al ■: Mischtopf ausgebildet ist, df;?, in g ' '-m obiiryi· Teil mit einem Auslaß (20) für überech^:;oo,i^;,; Luft vergehen ist.

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4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Klärbehälter (10) aus einem oben offenen Bottich besteht, der vorzugsweise im oberen Teil weiter als im unteren ist, wobei das Gefäß (11) im unteren Teil des Bottichs angeordnet ist und der Bottich mindestens einen Auslaß (27) für reines Wasser und einen Auslaß (24, 31) für aufgeschwemmten Schlamm besitzt.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Auslaß (27) für das reine Wasser mit einem Ventil (34) vereehen ist, das zur Anhebung des Wasserspiegels im Klärbehälter (10) ganz oder teilweise schließbar ist, und daß der Querbehälter (10) eine Abscheideeinrichtung (28,29,30,31) besitzt, durch welche der aufgeschwemmte Schlamm dem Schlammauslaß (31) zuführbar ist.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (11) Auslässe (19) zur Einleitung der Luft-Wasser-Lösung in grundsätzlich derselben Tiefe initerhalb des Klärbehälters (10) aufweist wie der Tiefe des Gefässes.

7· Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Dosierpumpe (23) od.dgl·, durch welche dem Luft-Wasser-Gemisch Zuschläge wie beispielsweise ein Koagulierungsmittel beimischbar sind.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7» S ^e ~ kennzeichnet durch eine Einrichtung (34, 35» 36) zur Rückführung von gereinigtem Wasser in eine oder mehrere solcher Leitungen (15) die an daε Gefäß angeschlossen sind und Luft und Wasser in diesen leiten»

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9· Anordnung nach Anspruch 8, gekennzeich net durch eine selbsttätig arbeitende Überwachungseinrichtung, durch welche bei einer Unterbrechung der Zufuhr von Abwasser zu dem Klärbehälter (10) die Wnsser- rückführeinrichtung (3A-, 35» 36) für die erforderliche Zeitdauer einschaltbar ist, um den Klärbehälter (10) ganz oder zum Teil mit reinem Wasser aufzufüllen.

10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit mehreren Gefässen innerhalb des Klärbehälters, gekennzeichnet durch einen vorzugsweise selbst tätig arbeitenden Verteiler (33), durch welchen, insbe sondere bei sich änderndem Zustrom von Abwasser, dieses zu einem oder mehreren Gefässen (11) verteilbar ist.

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