DE2219651A1

DE2219651A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Abfallstoffen, insbesondere Abwässern

Info

Publication number: DE2219651A1
Application number: DE19722219651
Authority: DE
Inventors: David N. Bellmore; Furey Richard F. Brentwood; Stahl Donald P. N. Bellmore; N. Y. Bybel (V.St.A.)
Original assignee: Telecommunications Industries, Inc., Copiague, N. Y. (V.St.A.)
Priority date: 1971-04-22
Filing date: 1972-04-21
Publication date: 1972-11-09
Also published as: DE2219651C3; GB1389291A; CA987037A; DE2219651B2; JPS509107B1; AU4135672A; DE2265287A1

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Abfallstoffen, insbesondere Abwässern

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Reinigen von Abfallstoffen, insbesondere häuslichen und industriellen Abwässern, sowie auf Vorrichtungen zum Behandeln von Abfallstoffen.

Abfallstoffe wie häusliche bzw. städtische oder industrielle Abwasser enthalten die verschiedensten anorganischen, organischen und schädlichen mikrobiologischen Verunreinigungen, welche sich durch herkömmliche Behandlungsverfahren nur teilweise abbauen lassen. Es wurde bereits vorgeschlagen, zur Umwandlung solcher Stoffe in ausscheidbare und/oder harmlose Oxide chemische Oxyda-

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tionsveriahren anzuwenden. Bisher angewendete Oxydations-verfaliren waren jedoch nicht ausreichend wirksam und ermöglichten nur das Oxydieren eines kleinen Teils der normalerweise in häuslichen oder industriellen Abwässern vorhandenen Verunreinigungen.

So wurden vielerorts Oxydationsmittel wie Kaliumpermanganat (KMnO^) und Chlor (CIp) zum Desinfizieren von städtischem Trinkwasser bzw. zur Verbesserung desselben hinsichtlich Geschmack und Geruch verwendet. Diese Chemikalien sind jedoch nicht zur Abwasserbehandlung geeignet, da sie eine zum Abbauen zahlreicher Bestandteile der Abfallstoffe nicht ausreiche "ride Oxydationswirkung haben, und weil jeweils Permanganat bzw. Chlor zurückbleibt, welches darm vor der Wiederverwendung oder Rückleitung des behandelten V/assers in Wässerläufe od. dergl. erst entfernt werden muß.

Ei.ie Behandlung von verunreinigten Gegenständen oder V/asser mit Ozon wurde bereits angewendet und ist beispielsweise in den US-Patentschriften 3 44? 001, 3 549 528 und 2 812 861 beschrieben. Im Gegensatz zu den vorstehend angeführten Chemikalien ist Ozon ein äußerst starkes Oxydationsmittel" und" hinterläßt keine schädlichen Rückstände. Das Ozonmolekül (0,) ist bekanntlich instabil und zerfällt in relativ kurzer Zeit zu Sauerstoff (Op). Somit hat Oxοη eine für die Behandlung von Abfallstoffen genügend starke Oxydationswirkung und sein Rückstand, nämlich Sauerstoff, ist eher nützlich als schädlich. Bisher wurde Ozon jedoch noch nicht zur Behandlung von ir großen Mengen anfallenden Abfallstoffen verwendet, da en noch keine Einrichtungen gab, in denen s:i ch eine wirksame Reaktion des Ozons mit in Abwässern vorhandenen Feststoffen erzielen ließ, und weil die Kosten der für die Behandlung großer Mengen von Abfalls!"oiXen erforderlichen Ozonmengen prohibitiv hoch waren.

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Ein weiteres schwerwiegendes Problem bei der Behandlung ' kv;. Reinigung von Abwässern ergab sich aus den Schwierigkeiten bei der Beseitigung von normalerweise darin enthaltenen-Feststoffen. Insbesondere primäre, rohe und sekundäre oder vorbehandelte städtische Abwasser, enthalten normalerweise einen beträchtlichen Anteil an Feststoffen, v;elche sich mit mechanischen Mitteln schwer-beseitigen lassen und welche schwer oxydierbar.sind.

Herkömmliche mechanische Einrichtungen zum Beseitigen oder Zerkleinern von in Abwässern enthaltenen Feststoffen sind aufgrund der großen Mengen der zu behandelnden Stoffe und/oder aufgrund deren Eigenschaften nicht voll geeignet oder versagen sogar völlig. Eine damit durchgeführte mechanische Behandlung ergibt häufig schmierig-zähe, klebrige Rückstände. Im Hinblick darauf wurde auch schon die Anwendung von Schallenergie bei der Behandlung von Abfallstoffen vorgeschlagen, so in der US-PS 3 489 679 ' »um Entfernen von Feststoffen aus Filtersieben und/oder zum Ausfällen von Feststoffteilchen, in der US-PS ,3 200 zum Abbauen bestimmter Arten von Emulsionen, in der US-PS 3 549 528 sowie US-PS 2 717 874 zum Mischen, Löslichmachen oder zum Reagieren mit Gasen, oder in der US-PS 3 3GS 654 zum Abtöten von Mikroorganismen« Ferner wurde die Anwendung von mechanischen Schwingungen zum Durchrühren und/oder Durchlüften oder Absetzen in den US-Patentschriften 3 264 213 und 2 ??0 593 vorgeschlagen.

V/eitere Hinweise zu diesem Themenkreis finden sich in den US-Patentschriften

3 123 043 1 195 067 2 958 655 "2 771 416 .. 3 382 980

2 138 349 3 068 172 2 864 502 3 421 999 2 417 722

3 481 868 2 874 316 3 5^6 114 3 320 161 _: 2 660 559 5 153 530 3 448 045,

sowie in den weiteren Druckschriften

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TREATMENT WIl¹H OZONE - Γ,C.O'Donovan, Journal American Water Works Association, Band 57 Nr. 9» 1965,

DISINFECTION OF DRINKING WATER WITH OZONE - V.A.Harm,· Journal American Water Works Association, Band 48, Nr. 10, 1956ι

THE ADVANOED WASTE TREATMENT RESEMCH PROGHAM - 1962 - 1964 " US Department of Health, Education and Welfare, AVJTR - 14, April 1965,

DEVELOPMENT OF A NEW TYPE OF RAPID SAND FILTER - R.E.Hebert, Journal of the Sanitary Engineering Division, proceedings of The American Society of Civil Engineers, Band 92,Nr.SA1, 1966,

A NM METHOD OF TREATMENT'FOR SURFACE WATER SUPPLIES E.W.J.Diaper - presented at the fall meeting of the New York Section AWWA, 1969,

ACTION OF OZONE ON TASTES AND ODORS AND COLlFORM ORGAiHSMS Marcus Powel et al. - Journal of American Water Works Association, Dezember 1952,

THE OZONATION OF TURRET AND OTHER SCOTTISH WATERS - R.M. Campbell und M.B.Pescod - Journal of Institute of Mater Engineers, 19:2:101-125, 1965,

USE OF OZONE IN THE RECLAMATION OF WATER FROM SEViAGE EFFLUENT P.L.Boucher et al.- Vorlesung bei einer Tagung von The Institution of Public Health Engineers, London, Dezember 1967,

Chemical Engineering, März 1958? S. 63-64,

PUT OZONE TO WORK TREATING PLANT WASTE WATER - Plant Engineering, November 1966,

OZONE COUNTERS VJASTE CYANIDE'S LETHAL PUNCH - Chemical Engineering, März 1958,

THE OZONATION OF CYANIDE WASTES - Richard G.Tyler, Purdue University, 1951,

OZONE IN AIR POLLUTION ABATEMENT - W.E.Cromwell, I/EC Industrial V/astes, Woorkbook Feature, Juni 1959,

OZONATION AT WHITING: 26 Years Later - James F.Bartuska, Public Works, August 1967 und

OZONE IN WATER TREATMENT AND WAGTE WATER RENOVATION D.Thirumuthi, W.&S.W. Reference Number 1968.

Angesichts der vorstehend an go rührte r. Probleme auf Sachgebiet und des zuiiühnjcndfui P-ft-ri·■■:!·fs schafft die Erfrin--' dung ein Verfahren der eingangs goηarm ton Art,'box welchen

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• vorgesehen ist, daß durch Behandlung der Abfallstoffe mit Schallenergie Kavitation und Emulgierung derselben herbeigeführt wird und daß die erhaltene Emulsion anschließend ozonisiert wird. ■ ,.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Beschallungskammer, durch Einrichtungen zum Zuführen von zum Kavitieren und Emulgieren von in der Beschallungskammer enthaltenen Abfallstoffen ausreichender Schallenergie in die Kammer *' und durch Einrichtungen zum Ozonisieren der erhaltenen Emulsion.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich durch die Behandlung, von Feststoffe und starke Verunreinigungen enthaltenden Abfallstoffen trinkbares V/asser als Endprodukt erzielen.

Mit dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Erfindung kann jede Art von industriellen oder häuslichen Abfallstoffen, insbesondere Abwässern, behandelt und gereinigt werden, so zum Beispiel verunreinigtes Oberflächenwasser, rohe Abwasser, vorbehandelte Abwasser und Industrieabwässer. Diese Stoffe enthalten normalerweise hohe Anteile an Feststoffen in wässriger Lösung und/oder Suspension. Die zu behandelnden Stoffe führen etwa 1 bis 50 oder 5 his 30$ an Feststoffen mit, deren Teilchengrößen zwischen 2 pm und etwa 100 mm, insbesondere zwischen 4 um und etwa 50 mm betragen. '

Die gemäß der Erfindung zu behandelnden Abfallstoffe können durch verschiedene Arten von Mikroorganismen und Bakterien, einschließlich pathogener Bakte?:'ien.und Viren verunreinigt sein. Ferner können diese Stoffe verunreinigende Bestandteile wie SchwefeJ ,, YrInon., Mangan., Iiignit, Tannin,. Phosphate, Hibrate, Säuren, Chlor, Cyanide sowie die üblichen

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organischen Abfallstoffe wie Rückstände von synthstischen· Detergentien, Fäkalien und dergl. mehr enthalten.

Die angeführten Mikroorganismen und Verunreinigungen lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren abbauen und v/irksam aus dem Trägerstoff entfernen.Als Ergebnis des Verfahrens erhält man ein' trinkbares Wasser, welches entweder direkt verwendet oder dem natürlichen Wasserhaushalt zugeführt werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Reinigen von Abfallstoffen läuft in zwei Schritten ab. Beim ersten Schritt wird zum Kavitieren und Emulgieren der Abfallstoffe ausreichende Schallenergie zugeführt. Im zweiten Schritt wird dann die erhaltene Emulsion ozonisiert.

Der zum Ozonisieren angewendete Ozon übt auf die durch Behandlung mit Schallenergie zum Kavitieren gebrachten, und emulgierten Abfallstoffe eine überraschende Wirkung aus. Wenngleich nämlich Ozon als Oxydationsmittel und Desinfektionsmittel bekannt war, wurden die damit gemäß der Erfindung erzielbaren Wirkungen bisher nicht für möglich gehalten, nämlich die weitgehende oder vollständige Klärung von Abwässern durch Abbau der darin enthaltenen Peststoffe zu harmlosen gasförmigen Oxiden und das wirksame Abtöten oder Neutralisieren von vielerlei in Abwässern, insbesondere feststoffhaltigen Abwässern, auftretenden Mikroorganismen und Giftstoffen. Die besonders wirksame und Vorteilhafte Wirkung von Ozon auf Abfallstoffe steht in unmittelbarem Zusammenhang mit dem ersten Schritt.bei der Behandlung der Stoffe mittels Beschallung und der dadurch bewirkten Kavitation und Emulgierung.

Für den ersten Behandlungschritt der Beschallung int jede belibige bekannte Art von Beschallungsque.l.lcn verwendbar, welche die zum Kavitieren und Emulgieren erforderliche

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akkustische Energie zu erzeugen vermag. Aufgrund ihres . hohen Wirkungsgrades von etwa 90$ bei der Energieumsetsung und ihres hohen Curiepunktes sind Bleizirkonat-Blockwandler für diesen Zweck besonders geeignet. Solche Wandler erlauben die Anwendung von hohen Antriebsleistungen ohne Schädigung oder Ermüdung des Wandlers.

Vorzugsweise findet eine an harmonischen Frequenzen reiche akkustische Energie in Rechteckwellenform mit geringer Unterdrückung von Seitenzipfeln Anwendung. Derartige Eigenschaften der zugeführten Energie begünstigen die gewünschte Kavitation und Emulgierung.

Die den Wandlern zugeführte Antriebsleistung sowie die übrigen Parameter der Schallbehandlung sind je nach Form und Größe der Behandlungszone und der zu behandelnden Abwassermengen veränderlich. Vorzugsweise wird eine Antriebsleistung von 100 bis 10 000 fcVA, insbesondere von 500 bis 1000 KVA, und besonders vorteilhaft von 500 kVA mit einer mittleren Frequenz von 20' bis 70 kHz, insbesondere von 28 kHz, an Bleizirkonatwandler gelegt, welche einen Abstrahlungsbereich von 20 bis 60 , besonders vorteilhaft von 50 haben. Damit wird eine vollständige akkustisehe Bestreichung der Kammer mit einem Niveau von etwa 14O bis 145 &BV erzielt.

Wie vorstehend bereits bemerkt, stellen die zu behandelnden Abfallstoffe gewöhnlich Gemische aus !Feststoffen ,und Wasser dar. In den Feststoffen sind zumeist Luft- oder Gaseinschlüsse vorhanden. Eine mit ausreichender Leistung und geeigneter Frequenz über das V/asser zugeführte akkustische Energie dringt bis tief ins Innere der Feststoffteile ein. Bei Erreichen der Resonanzfrequenz der Masse tritt bei der Beschallung eine Kavitation der Feststoffe ein. Bei Annäherung an die betreffende Frequenz beginnt die Masse ζυ schwingen und erregt dabei die darin vorha;:donon Gaseinschlüsse. Aufgrund der Erregung steigt der

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in den Einschlüssen herrschende Druck auf annähernd das Doppelte des Ausgangsdrucks an und zersprengt das betreffende Feststoffteil in kleinere Stücke. Das breite Band der akkustischen Frequenzen überdeckt nachher auch die Resonanzfrequenzen der kleineren Bruchstücke, so daß diese in der beschriebenen Weise in noch kleinere iPeile zerfallen. Im weiteren Verlauf dieses Kavitationsprozesses werden die immer weiter zerkleinerten Teilchen in der Flüssigkeit emulgiert. Im Anschluß an die vorzugsweise vollständige Emulgierung kanu dann im zweiten Schritt des Verfahrens Ozon zugeführt x^erden.

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Die Dauer der akkustischen Behandlung richtet sich nach der Anzahl der verwendeten Wandler, der diesen zugeführten Antriebsleistung und der zu behandelnden Materialffienge. Gewöhnlich kann die Schallbehandlung jedoch, ge nachdem,, ob die behandelten Abfallstoffe in Fluß sind oder stagnieren, nach 0,5 bis 30 min, vorzugsweise nach 1 bis 15 _vsiin beendet sein.

Da hohe Drücke die Kavitation behindern können, findet die Schallbehandlung vorzugsweise unter einem dem atmosphärischen entsprechenden Druck statt.

Am Ende der Schallbehandlung hat sich der.Feststoffgehalt im Abwasser gewöhnlich um 20 bis 100$, insbesondere um 40 bis 90$ verringert, und die Teilchengröße der verbleibenden Feststoffe liegt zwischen etwa 1 und 5 V™> höchstens bei etwa 20 um. Damit bildet das Abwasser nun eine dünnflüssige, ohne Schwierigkeit pumpbare Emulsion. Der hier verwendete Ausdruck "Emulsion" bezeichnet entsprechend der lexikalen Definition "eine Dispersion feinster Teilchen.oder Kügelchen in einer Flüssigkeit",

Im zweiten Schritt des Verfahrens wird die durch Beschallung im ersten Schritt erhaltene Emulsion durch Berührung mit

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Ozon ozonisiert. Wenngleich diese Berührung auch auf ver*- schiedene Weise herbeigeführt werden kann, ist das Hiiidiirchleiten des Ozons in Bläschenform durch die Emulsion, besonders geeignet. Dies läßt sich durch Einblasen des Ozons in feiner Verteilung In den unteren Teil einer die Emulsion enthaltenden Kammer bewerkstelligen, wobei dann die Ozonbläschen in der Emulsion aufsteigen.

Ozon (0,) ist bekanntlich eine aktivierte Form des Sauerstoffs (Og). Er ist ein sehr starkes Oxydationsmittel" und relativ instabil, so daß er nach einiger Zeit zu Sauerstoff zerfällt. Der für das- Ozonisieren benötigte Ozon kann auf verschiedene herkömmliche Weise erzeugt werden, insbesondere unter Hindurchleiten von trockenem Sauerstoff oder trockener Luft durch ein Koronaentladungsgitter. Derartige Ozonerzeuger sind Im Handel erhältlich. Ihr Wirkungsgrad liegt bei weniger- als 100^, so daß in der Auslaßströmung noch immer etwas Sauerstoff bzw. luft vorhanden ist. Bei der Zufuhr von reinem Sauerstoff zum Ozonerzeuger enthält die Auslaßströmung gewöhnlich etwa 5 bis 8$ Ozon., während der Rest aus Sauerstoff besteht. Bei der Zufuhr von Luft enthält die Auslaßströmung gewöhnlich etwa 1,75 bis 5$ Ozon, Rest Sauerstoff und Stickstoff.

Bei der im erfindungsgemäßen Verfahren angewendeten Ozonbehandlung wird der Ozon in Form einer Gasströmung mit einem Ozongchalt von 0,5 bis 10$, insbesondere 1 bis 4$, Rest Sauerstoff und/oder andere Gase in fein verteilter Form in die Emulsion eingeblasen.

Bei der Berührung mit der Emulsion reagiert der Ozon mit den darin enthaltenen Verunreinigungen und oxydiert diese, wobei er gleichzeitig zu Sauerstoff und Oxiden, der Verunreinig jungen reduziert wird. Die Keηge des jeweils verbrauchten Ozons ist abhängig vom Anteil der Verunreinigungen in der Emulsion. Zur Erzielung einer"bestmöglichen Berührung und

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größtmöglicher Wirkungen leitet man vorzugsweise einen- ' Überschuß an Ozon durch die Emulsion hindurch.

Das Ozonisieren erfolgt vorzugsweise unter etwa atmosphärischem oder etwas höherem Druck in einer geschlos- . senen Kammer. Die in die Emulsion eingeblasene ozonhaltige Strömung' muß dagegen einen zum Überwinden des Gegendrucks der Emulsion ausreichenden Überdruck haben. Dementsprechend soll der Druck in. der Özon-Zufuhrleitung sowie im übrigen Leitungssystem im Bereich zwischen 0,07 und 2,1 atü und vorzugsweise zwischen 0,21 und 0,70 atü liegen. · ■

Die Dauer des Ozonisierens, d.h. die Zeitspanne, während welcher Oson in die Emulsion eingeblasen wird, ist $e nach Art und Menge des behandelten Abwassers sowie nach der Zufuhrmenge des Ozons in weitem Bereich veränderlich. Sie beträgt je nachdem, ob sich das behandelte Abwasser in ELuß oder im Stillstand befindet, 0,5 bis 30 und insbesondere 3 bis 10 min»

Das an der Oberfläche der Emulsion austretende restliche Gas, welches neben Ozon den beim Ozonisieren gebildeten sowie den als Bestandteil der Zufuhrströrnung in die Emulsion eingeblasenen Sauerstoff enthält, kann gegebenenfalls in die freie Umgebung abströmen. Vorzugsweise läßt man Jedoch den restlichen Ozon mit dem Sauerstoff nicht einfach entweichen, sondern führt das Ozonisieren in einer geschlossenen Kammer aus, so daß man das aus der Emulsion aufsteigende Gas sammeln und erneut in Umlauf bringen kann. Das Zurückleiten des Ozon-Sauerstoffgemdschs bietet die Vorteile, daß der Ozon nicht zur Umgebungsluft tritt und damit die sonst entstehenden Vergiftungs- und Feuergefahren insbesondere in unzureichend belüfteter Umgebung vermieden sind, daß sich aus der Erhaltung dec für die Erzeugung von Ozon benötigten Sauerstoffs Kosteneinspa-

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rungen ergeben und daß die Zufuhrströmung laufend mit Ozon angereichert wird.

Zum Aufrechterhalten eines kontinuierlichen Gasstroms in dem System und ζϊΜ Überwinden des Gegendrucks der Emulsion beim Einblasen der Ozon-Zufuhrströmung in dieselbe empfiehlt es sich, das beim Ozonisieren austretende und anschließend gesammelte Ozon-Sauerstoffgemisch zu komprimieren. Nun ist das Komprimieren von Ozon wegen der damit verbundenen Explosionsgefahr bekanntlich sehr gefährlich* Dementsprechend ist bei-einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein besonderer Schritt vorgesehen, in dem die ozonhaltige ßückführströmung vor dem Komprimieren stabilisiert wird. Zu diesem Zweck wird die ozonhaltige Strömung in einer Wirbelströmung mit reinem Sauerstoff öder mit luft vermischt, wodurch der Ozon schnell zu Sauerstoff zerfällt und damit stabilisiert wird»

Da der zurückgeführte ozonhaltige Gasstrom gegebenenfalls etwas Feuchtigkeit, beispielsweise 70 bis 80$ relative Feuchtigkeit enthält, welche von der Emulsion herrührt, wird er vor dem Stabilisieren und Zuleiten zum Ozonerzeuger vorzugsweise getrcknet. Ebenso wird dem Ozonerzeuger gegebenenfalls zugeführter Sauerstoff bzw» !Luft vorher getrocknet, so daß der in die Emulsion eingeblasene Gasstrom eine relative Feuchtigkeit von weniger als 5# hat»

Nach dem Ozonisieren kann das ozonisierte Abwasser gerührt und in die freie Umgebung entlüftet werden. Beim Rühren, welches vorzugsweise unter gleichzeitiger Belüftung erfolgt, zerfällt gegebenenfalls noch vorhandener Ozon, und die gasförmigen Ozonisierungsprodukte aus den ursprünglichen Verunreinigungen und Sauerstoff werden freigegeben» Die verbleibende gereinigte Flüssigkeit ist frei von unangenehmen Gerüchen und Verfärbungen und ist trinkbar. Bei Beendigung des Verfahrens sind Mikroorganismen und Gift-

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stoffe- entweder gänzlich beseitigt- bzw. abgebaut oder bis auf ein ungefähr].! ehe s Maß verringert, und der Freindstoffanteil in der Flüssigkeit ist ura wenigstem; 80^₅ ira günstigen Fall sogar um 100$ reduziert.

Für die Schallbehandlung und/oder die Ozonbehandlung sind keiner hohen Temperaturen erforderlich und entstehen dabei auch nicht. Dementsprechend ist das gesamte Verfahren bei normaler Umgebungstemperatur durchführbar. Die Temperatur des gereinigten Endprodukts ist nicht' nennenswert hoher als die der zugeführten Abfall-Stoffe bzv;. Abwasser, so daß also auch keine Gefährdung des Wärvoehaushalts auftritt.

V/eitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigen:

Fig. 1 ein Flußdiagrainm des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine schematisierte Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung, bei der die Schallbehandlung und die Ozonbehandlung in ein und derselben Kammer stattfinden,

Fig. 3 eine schematisierte Darstellung der Ozon-Diffusoren und Schaliwandler in einer kombinierten Beschallungs- und Ozonisierungskammer,

Fig. 4 eine Einzeldarstellung einer bevorzugten Ausführung eines Ozon-Diffusors,

Fig. 5 eine Draufsicht auf den Diffusor nach Fig. 4,

Fig. 6 und 7 eine Stirnansicht und eine Draufsicht auf den Diffusor nach Fig. 4 und 5, · ·

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Fig. 8 eine Längsschnittannicht eines in der Ozon-Rückführleitung der Anordnung nach. Fig. 1 oder 2 vor-, wendeten Ozon-Stabilisators und

Fig. 9 eine Querschnittansicht des Ozonstabilisators entsprechend der Linie· 9-9'in Fig. 8. .

In der Anordnung nach Fig. 1 werden Abfallstoffe 1, insbesondere Abwässer, in eine Beschallungskammer 2 geleitet. Darin werden sie mit akustischer Energie vorzugsweise in Form von Ultraschall-Rechteckwellen 3 behandelt. Die akustische Energie wird von mit hohem Wirkungsgrad arbeitenden, über eine Oszillatoranordnung 5 gespeisten Schallwandlern 4- erzeugt. Die Schallwellen 3 bewirken in don in der Flüssigkeit vorhandenen Feststoffteilen Kavitationen, wodurch die Feststoffteile zu kleinsten Teilchen zerfallen und emulgiert werden. D.Iu also, die feinen Teilchen werden in der Flüssigkeit dispergiert. Unabhängig von der Art der zugeführten Stoffe 1 wird deren Gehalt an Feststoffen bei der Schi!behandlung durch Kaviation und Emulgierung in hohem Maße verringert. !licht emulgierte oder emulgierbare Feststoffteile v/erden über eine Leitung aus der Kammer 2 abgeführt.

Die durch die Beschallung entstandene Emulsion 7 wird anschließen einer Ozonisierungskammer 8 zugeführt. .Diese ist vorzugsweise ein· geschlossener Behälter, in welchem Ozon in Form von Bläschen 9 durch die Emulsion hindurchgeleitet wird. Überschüssiger Ozon oder Sauerstoff, welcher nicht mit den Abfallstoffen reagiert hat, sammelt sich im oberteil der Ozonisierungskammer und kann über eine mit einem Absperrorgoji 11 versehene Leitung 12 abgeführt werden. Das Absperrorgan 11 ist vorzugsweise ein Schwimmerventil, welches den Austritt von Flüssigkeit aus der Kammer- 8 sperrt. Der über die Loibring 12 abgeführte Ozon und/oder Sauerstoff, durch- läuft einen Ozonstabilisator 15» i& welchem er zunächst getrocknet und dann stabilisiert wird. Anschließend wird

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der Ozon- und/oder Sauerstoffstrom in einem an der Auslaßseite des Stabilisators 13 angeordneten Kompressor 14 komprimiert. Zum Ersatz des beim Ozonisieren durch Reaktion verbrauchten Ozons kann dem System am Stabilisator und/oder am Kompressor Zusatzluft oder -sauerstoff 15 bzw. 16 in entsprechender Menge zugeführt werden.

Die komprimierte Ozonströmung wird über eine Leitung 1? einen vorzugsweise wärmefrei arbeitenden Trockner 18 und nach Durchlaufen desselben einem Ozonerzeuger 19 zugeleitet. Darin wird beispielsweise mittels eines Koronaentladungsgitters weiterer Ozon erzeugt, so daß die Strömung am Einlaß 20 der Kammer 8 jeweils den erforderlichen Ozongehelt hat. Der Einlaß 20 führt über ein Rückschlagventil 21 und Diffusoren 22 in die Kammer 8. In dieser Weise ist ein geschlossener Ozonisierungskreislauf gebildet. .

In einem anschließenden Verfahrensschritt wird die ozonisierte, jedoch im wesentlichen ozonfreie Flüssigkeit über eine Leitung 23 einer Entlüftungs- oder Entgasungskammer 24 zugeleitet, in der sie in die freie Umgebung entlüftet wirdc Dabei können die zumeist als gasförmige Oxide vorhandenen Reaktionsprodukte der Ozonisierung über den Auslaß 25 in die freie Umgebung austreten, so daß als Endprodukt gereinigtes V/asser 26 abgeführt werden kann. l)ie Entgasungskammer 24 ist beispielsweise als Freifall-Stufenkammer aungebildet, in der der freie Fall 27, 28, 29 der Flüssigkeit in aufeinanderfolgende, jeweils niedrigere Abteilungen 29a bis 29cL eine Rührwirkung und Durchlüftung hervorruft. In der Flüssigkeit gegebenenfalls noch vorhandener Ozon wird in der Kammer 24 zu Sauerstoff abgebaut und abgeführt.

Die Durchführung; der Schallbohaiidlung una der Ozonbehaudlung in ein und derselben Kammer bietet gewisse Vorteile. Dabei

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ist je.doch auf eine Trennung, des Bereichs, in dem die Oaonotrömung in die Kammer eingeblasen wird, von dem Bereich, in dem die Kavitation und Emulgierung der Abfallstoffe stattfindet, zu achten. Anderenfalls bewirken die Oson- und Sauerstoffbläschen eine·Dämpfung der \ akustischen Energie und beeinträchtigen so die erforderliche Kavitation in. den Abfallstoffen.

Fig, 2 zeigt eine Ausführung der Erfindung, bei der die Schallbehandlung und die Ozonbehandlung in ein und derselben kammer erfolgen, wobei getrennte Bereiche für die beiden Behandlungsschritte gebildet sind, so daß die Ozonbläschen die Kavitation der "Feststoffe nicht stören können.

Die in !Fig. 2 gezeigte kombinierte ,Kammer für die Sehall- und Ozonbehandlung setst sich im wesentlichen zusammen aus einem Behälter 30 für !Flüssigkeiten und Gase, einer Trenneinrichtung 37 zwischen einer oberen und einer unteren Abteilung 32 bzw. 31 des Behälters 30» Vielehe den Austausch von !Flüssigkeit 40 zv/ischen den Abteilungen gestattet, für Schallwellen 38 jedoch eine Sperre bildet, Einrichtungen 39 zur Abgabe von * akustischer Energie in die untere Abteilung 31 und Einrichtungen 36 zum Einblasen von Gasen in fein verteilter Form in die obere Abteilung 32. "

Damit enthält der Behälter 30 eine Abteilung 31 für die Schallbehandlung und eine-Abteilung 32 für die Ozonbehandlung, mit einer dazwischenliegenden Trenneinrichtung welche den Durchtritt von !Flüssigkeiten gestattet, für Schallenergie jedoch undurchlässig ist. Im Betrieb der Kammer 30 wird .der unteren Abteilung 31 über einen nahe dem Boden 34 liegenden Einlaß 33 Abwasser zugeleitet- ]?ür das Einblasen von Ozonbläschen 35 sind mit im wesentlichen aufwärts gerichteten Austrittsöffnungen versehene .Diffu-

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soren 36 derart in einer Ebene angeordnet, daß sie einen großen Teil, beispielsweise 90$ der Querschnittsfläche der Kammer einnehmen. Beim Einblasen von Über die Leitung 48 zügeführtem Ozon in die Kammer bildet sich in der Ebene der Mffusoren eine aus Gasbläschen bestehende Sperre 37_}■ welche die Kammer in eine Beschallungsabteilung 51 und eine Ozonisierungsabteilung 52 unterteilt. Die von den Wandlern 39 ausgehenden Schallwellen 38 können diese Sperre nicht durchdringen und werden in die Beschallungskammer 51 reflektiert, in der die Kavitation und Emulgierung stattfindet. Die in der Beschallungsabteilung 31 emulgierte Flüssigkeit steigt in Richtung des Pfeils 40 in die özonisierungsabteilung, da ja die aus den Grasbläschen gebildete Sperre 37 den Durchtritt von Flüssigkeiten zuläßt.

Das Ableiten und Zurückführen von überschüssigem Ozon und Sauerstoff über ein Rückschlagventil 41 _f die Leitung 42» einen Stabilisator 43» einen Kompressor 44 _¥ einen Trockner 44a«und einen Ozonerzeuger 45 kann in gleicher Weise erfolgen wie vorstehend anhand von Fig. 1 beschrieben, wobei auch hier Einrichtungen 46, 47 zum Zuführen von Zusatzluft bzw. -sauerstoff vorgesehen sind.

Gereinigtes Wasser wird über einen Ablaß 49 aus der oberen Abteilung 32 der Kammer JG abgeführt, und ssma Austragen von nicht zerkleinerten und emulgieren Feststoffen ist ein Auslaß 50 mit einem Absperrorgan V vorgesehen.

Fig* 3 zeigt eine schematisierte Schräganeicht einer vorteilhaften Ausführung der kombinierten Beschallungs- und Ozonisierungskammer 51 mit einer Anzahl von rohrförmigen und vorzugsweise mit Rippen 53 versehenen Diffusoren 52, darin. Am Boden 55 des Behälters 51 sind Schallwandler 56 eng beieinanderliegend angeordnet.

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Zur Erzielung eines Betriebs mit besonders hohem Wirkungsgrad sind die länge A der Diffusoren, der Abstand B der; jeweils äußeren Diffusoren 52 zur Seitenwand des Behälters, die Abstände 0 zwischen den Diffusoren', der· Abstand: D ■· zwischen den Diffusoren und dem. Boden des Behälters und die Länge Έ des Behälters derart, aufeinander abgestimmt, ' daß die gerippten Diffusorrohre und die Wandungen des B.ehälters einen Resonanzraum bilden. Die Abmessungensind je nach der .erforderlichen Größe des· Behälters und der mittleren Frequenz der aklcustischen Energie veränderlich. Bei Anwendung einer akkustischen Energie mit einer besonders vorteilhaften/ Frequenz von 28 kHz betragen die zur Erzielung eines Resonanzraums gewählten Abmessungen beispielsweise:

A =	4 699	mm
B =	990	,6 mm
C —	990	,6 mm
D =	990	,6 mm

E = 8 915,4 mm .
oder Vielfache davon.

Fig. 4 zeigt eine Schrägansicht eines in der Anordnung von Fig. 3 verwendbaren Diffusorrohrs 57 mit daran sitzenden Rippen 58, 59· Fig· 5 zeigt das Diffusorrohr 57 in einer Draufsicht. Zur Erzielung einer gleichmäßigen Verteilung des Ozons in der Kammer und zur. Ausbildung der vorstehend beschriebenen Sperre aus Gasbläschen haben die /Ausströmöffnungen 58a vom Einlaßende. 59a ausgehend zunehmenden Durchmesser. So beträgt der Durchmesser im ersten Drittel F des Diffucors etwa 0,342 mm, im zweiten Drittel G etwa 0,711 mm und im letzten Drittel H 1,016 mm.

Fig. 6 und 7 zeigen einen in der Anordnung nach 'Fig. 3 verwendbaren Diffusor 60 in einer Stirnansicht und in Draufsicht. Die Rippen 61, 62 sind in Bezug aufeinander und auf die Ausströmöffnungen 63, 64, 65 so angeordnet,

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daß sie eine gleichmäßige Verteilung von Ozon-in der . Kammer unterstützen und die Ausbildung der aus Gasbläs- ' chen bestehenden Sperre sowie des voi^stehend beschriebenen Resonanzraumes begünstigen.

Bei Verwendung einer mittleren Frequenz von 28 kHz und Abmessungen A 'bis E entsprechend der vor stehenden Aufstellung betragen die in Fig. 6 bezeichneten Abmessungen'

I = 28,575 mm M= 3,175 mm J =11,43 mm H =12,70 mm K = 22,86 mm. O= 100°,

I. = 2,362 mm ; P * 30° · .

Für die in Fig. 3 bis 7'S©2eigten bevorzugten Ausführungsformen empfiehlt sich die .'Anwendung eines Impulsverfahrens bei der Zufuhr von akkustischer Energie. So kann der Beschallungszone wahrend 30 msec akustische Energie in Rechteckwellenform zugeführt, während 60 msec unterbrochen, während weiterer 30 msec erneut zugeführt werden und so fort. Bei Anwendung einer solchen Technik trifft der von den Wandlern am Boden der Kammer ausgehende Schallimpuls unter Erzeugung eines hohen Anteils an stehenden V/ellen in der Beschallungsabteilung an der aus Gasbläschen gebildeten Sperre auf. Die stehenden V/ellen v/erden an den Boden der Kammer zurückgeworfen und treffen dort zwischen zwei Impulsen auf.

Wird die Impulstechnik in Verbindung mit'einem Resonanzraum angewendet, so ergibt sich eine konstante Wellenfunktion und damit ein hoher Wirkungsgrad des Verfahrens. So kann sich die zum Kavitieren der Feststoffe abgegebene akustisch oder Wellenenergie bei gleicher Antriebsleistung der Wandler wenigstens vordoppeln _c

Wie vorstehend bereits bemerkt, empfiehlt sich bei Rück-

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führung iron tibe-rscMssigeffi Özongemisch die.Stabilisierung' des darin enthaltenen Ozons durch, Vermischung mit ljuft oder Sauerstoff im einer Wirbelströmung,., . .

Fig. B und 9 zeigen eine X-äags- bzw. Qtterschnitjkänsicht; einer vorteilhaften Ausführung eines im Rahmen der Epfindung verwendbaren Ozonstabilisators. In einem gasdichten · Gehäuse 71a befindet sich eine Wirbelkammer 75» die mit dem: übrigen Innenraum 71 des Gehäuses 71 ä über eine Mm&ül Vön Bohrungen 74 stromungsverbunden ist. An der Zuström** -seifce der Wirbelkammer 73 bat das Gehäuse 71aeinen BinlaÖ 7^a für einen ozonhaltigen Gasstrom sowie Einlasse 75» 7ß> .^; zum Einleiten von Gasströmen * und an der Abströiöseite der Wirbelkammer einen Gasauslaß 78. Der ozonhaltige /^; Gasstrom und die anderen zugeleiteten Gasströme vermischen sich im Innenraum 77 der Wirbelkammer.- Zwischen dem gas-■ dichten Gehätise 71a und einem abnehmbaren Deckel 68 ist eine Dichtung 67 eingelegt. Öle aus Messing oder einem anderen geeigneten Material gefertigte Vfirbelkaiamer 75 im Innenraum des GebJlüBes ist vorzugsweise zylindrisch = mit in Schraubenlinien in ihrea? Wandung gebildeten Bohrungen 7^· Mn ozonhaltiger Öftßßtröm tritt an der Zuströmrseite der Wirbelkammer öLürch^ disn |!inlaß ?4a in das Gehäuee 71a, während über die ,an der Zuetromseitö der Wirbelkaiamer liegenden Einlasse 75» 76 eip. üufi;- oder Sauer st offstrom in das Gehäuse geleitet «ir&. Äum !Entfernen von gegebenen«- falls in den Gasströmen vorhandener teucUtigkeit kann im GeMuse eine ^lteranördiiung 69» 70 angeoränet .sein, Sie ist vorzugsweise aus porÖBem MIz und liegt unmittelbar im Strömungsweg der verschiedenen Gas ströme |p Gehäuse 71a» Zum Entfernen von in den Filzfiltern nicht ausgeschiedener feuchtigkeit ist ein ßekundarfilter 72 beispielsweise in Form eines kontinuierlichen Bandes aus Zellulösefaser um die Wirbelkammer 75 herum gewickelt» Der entfeuchtete ozonhaltige Gasstrom und die Luft- oder Sauerstoftströme treten durch die vorzugsweise im Winkel von ^5^ sur Achse

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und zu den Radien der Wirbelkammer 73 verlaufenden Bohrungen 74 in den Innenraum 77 der Wirbelkammer, in der sich bei der Abwärtsbewegung der Gase eine Wirbelströmung ausbildet.

Die schnelle und heftige Durchmischung des Ozons mit Sauerstoff oder Luft bewirkt in der Wirbelströmung einen schnellen Zerfall des Ozons zu Sauerstoff, welcher dann in der Gasströmung über den Auslaß 78 der Wirbelkammer ausströmt. Mittels· des beschriebenen Stabilisators kann eine Feuchtigkeit und Ozon' enthaltende Gasströmung kontinuierlich, sicher und schnell getrocknet und der Ozon zu Sauerstoff abgebaut werden. In gewissen Zeitabständen werden die Filter zum Trocknen aus dem Stabilisator entfernt.

Die Behandlung und Reinigung von Abwässern zur Gewinnung von trinkbarem Wasser unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der beschriebenen Vorrichtungen ist nachstehend anhand eines Beispiels erläutert.

Als Ausgangsmaterial für das Beispiel wurden aus dem Einlaufbehälter einer Behandlungsanlage für städtische Abwasser 9,46 1 Roh-Abwasser entnommen. Es hatte einen pH-Wert von 6,5» einen scharfen, ekelerregenden Geruch und eine trübe, dunkelbraune Färbung. Die Verunreinigungen bestanden vorwiegend aus Fäkalien mit etwa 10$ Feststoffen, deren Teilchengröße zwischen 4 bis 5 um und 12,7 mm betrug.

Die Abwasserprobe wurde in eine Beschallungskammer in Form eines Behälters aus 1,5 mm dickem rostreiem Stahlblech mit einem Fassungsvermögen von 26,5 1 gebracht. Ein solcher Behälter wird unter der Typenbezeichnung VST-42, 25 kHz von der Firma Dri-Olave, Inc. hergestellt. Am Boden der Kammer waren acht Bleizirkönat-Schallwandler in gleichen Abständen angeordnet.

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An den Wandlern wurde über einen Behälteranschluß ein durch die Firma Dri-Clave unter der Typenbezeichnung VSG-42 hergestellter Oszillator angeschlossen. Die Schaltungsanordnung wurde bis zur Sättigung der· Leistungsverstärkerrohren ausgesteuert, so daß die Wandler '-akustische Energie in Rechteckwellenform mit einer Leistung- von 400 W bei einer mittleren Frequenz von 25 kHz mit einer Vielzahl von harmonischen Schwingungen und geringer Seitenzipfelunterdrückung abstrahlten. .

Das in die Kammer gebrachte Material wurde der angegebenen akkustisehen Energie über eine-Zeitspanne von 30 min ausgesetzt. Sofort bei Beginn der Zufuhr von akküstischer Energie begannen die Feststoffe in' der Flüssigkeit zu kavitieren und zu zerfallen. Bei fortgesetzter Kavitation und fortschreitender Zerkleinerung der Feststoffe kam es zur Emulgierung. Nach 30 min war das Material im wesentlichen vollständig emulgiert und enthielt weniger als 5$ nicht emulgierte Feststoffe, mit Teilchengrößen von weniger als etwa 5 pn· Die Emulsion war dünnflüssig und gut gießbar.

Zwei Liter der erhaltenen Emulsion wurden aus der Beschällungskammer in eine Ozonisierungskammer überführt. Diese war ein zylindrischer Behälter mit einer Höhe von 915 mm bei einem lichten Durchmesser von 76 mm. Sie war aus einem unter der Handelsbezeichnung Lucite erhältlichen, transparenten und inerten Plastikmaterial gefertigt und oben und unten verschlossen. Der obere Verschlußdeckel · war mit einer Abzugsleitung für überschüssiges Ozongemisch versehen, in v/elcher ein·Schwimmerventil zum Verhindern des Austritts von Flüssigkeit aus der Ozonisierungskammer eingesetzt war. Am Boden der Kammer waren vier Porenstein-Diffusoren angeordnet und über einen Bodenanschluß mit einer Ozon-Zufuhrleitung verbunden.

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Zur Erzeugung von Ozon wurde trockener Sauerstoff . ■ durch einen Koronaentladungs-Ozonerzeuger mit einer Leistungsaufnahme von 250 V/ bei 10 000 V und e.inem Osonausstoß von 680g pro 24 h hindurch'geleitet. Der Ozon wurde über die mit einem Rückschlagventil versehene Zufuhrleitung den Porenstein-Diffusoren zugeleitet.. Der Ozo.ngehalt des den Diffusor en zugeführten Gaser, betrug annähernd 3$, Rest im wesentlichen Sauerstoff. Der Druck" in der Zufuhrleitung und in der Ozonisierungskammer betrug etwa 0,211 atü..

Das im Oberteil der. Ozonisierungskammer gesammelte Gas enthielt Reste von Ozon sowie Sauerstoff. Das Gasgemisch wurde über" das Schwimmerventil aus der Ozonisierungskammer abgeführt und durch einen Ozonstabilisator geleitet, in welchem es getrocknet und durch Abbau des Ozons zu Sauerstoff.in einer Wirbelströmung unter Zusatz von Sauerstoff stabilisiert wurde. Der Stabilisator hatte ein gasdichtes Gehäuse mit darin angeordneten Filtern aus Filz und Zellulose sowie einer aus Messing gefertigten Wirbelkammer, deren Wandungen von im Winkel von 45° zur Achse und den Radien der Kammer verlaufenden Bohrungen in einer Schraubenlinienanordnung durchsetzt waren.

Der aus dem Stabilisator austretende, stabilisierte, d.h. ozonfreie Strom wurde zusammen mit trockenem Zusatz-Sauerstoff einem schmierungsfrei arbeitenden Kompressor mit einer Nennleistung von 850 nl/h bei 0,211 bis 0,352 atü zugeleitet. Eine Ozon-Durchströmungsrate von 680g/24h der Ozonisierungskammer wurde über eine Zeitspanne von 10 min aufrechterhalten, wobei etwa 4,7 S Ozon verbraucht wurden. Beim Aufsteigen der Ozonbläschen in der Emulsion stellte sich aufgrund der Oxydation der darin enthaltenen Verunreinigungen Schaumbildung ein. Im Laufe der 10 min währenden Ozonisierung veränderte sich das Aussehen der Emulsion in bemerkenswerter Weise von einer

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trüben.dunkelbraunen in eine durchscheinend bernsteinfarbige Färbung. Bei Beendigung des Ozonisierens nach 10 min wurde die nun etwa 0,5 Teile pro Million (ppm) gelösten Ozon enthaltende Flüssigkeit in eine Entgasungskammer umgepumpt. . .

Diese war als quadratischer Kasten mit einer Seitenlänge von 305 mm aus durchsichtigem, inertem Plastikmaterial ausgeführt und in vier Abteilungen unterschiedlicher Höhe unterteilt. Der Kasten war so ausgebildet, daß die eingeleitete Flüssigkeit zunächst in die- höchste Abteilung und anschließend in die aufeinanderfolgenden, jeweils niedrigeren Abteilungen floß. Der freie Fall der Flüssigkeit von einer Abteilung zur anderen bewirkte eine Durchmischüng und Belüftung, so daß der darin gelöst verbliebene Ozon zu Sauerstoff abgebaut und dieser zusammen mit den im wesentlichen aus gasförmigen Oxyden der ursprünglichen Verunreinigungen gebildeten gasförmigen Oxydationsprodukten in die freie Umgebung abgeführt wurde. Die in die freie ümgebund abgeführten Gase enthielten, bezogen auf 100$ Sauerstoff, weniger als etwa 4 bis 5 Teile pro Million (ppm) an Reaktionsprodukten.

Die zurückbleibende, gereinigte Flüssigkeit war geruchfrei und trinkbar. Die nachstehend in Tabelle 1 angeführten Werte zeigen die wesentlichen Eigenschaften der Flüssigkeit vor und nach der in dem Beispiel beschriebenen Behandlung.

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	Tabelle 1	Gereinigte Flüssigkeit
Eigenschaft	Abwasser unbehandelt	geruchlos,neutral
Geruch	scharf,ekelerregend	klar,hell bern steinfarben
Färbung	trüb dunkelbraun	•6,5
pH	6,5	133 ppm/ml
Bakterien auszählung	13 400 ppm/ml	weniger als 10 ppm
Nitrate	25Ö ppm (geschätzt)	1-2# (1-5 um)
Feststoffe	10# (4-5 um bis 13 mm)	25 ⁰O
Temperatur	25 °c

Die vorstehend im einzelnen beschriebenen Ausführungsbeispiele der Verfahren und Anordnungen sind im Rahmen der Erfindung in verschiedener Weise abwandelbar. So kann das als schritt- oder chargenweise beschriebene Verfahren auch kontinuierlich durchgeführt werden. Ebenso können anstelle $.er beschriebenen tankförmigen. Behälter rohrförmige oder Durchlauf-Reaktionsbehälter Verwendung finden.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlieh sein.

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Claims

Patentansprüche:

1. .Verfahren zum Reinigen von Abfallstoffen, insbesondere häuslichen oder industriellen Abwassern, dadurch ■· g e k e η η ζ e i c h η ,e t, daß die· Abfallstoffe durch Behandlung mit Schallonergie zur Kavitation und Emulgierung gebracht werden und daß die erhaltene Emulsion anschließend ozonisiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Abfallstoffe in Form, einer 1 bis 50$ Feststoffe enthaltenden wässrigen Lösung behandelt werden.

5· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffe Teilchengroßen von 2 um bis 100 mm haben.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffe Teilchengrößen von 4 um bis 5° mm haben.

5· Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffgehalt der Abfallstoffe durch die Behandlung mit Schallenergie um 20 bis 100$ verringert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nach der Schallbehandlung zurückbleibenden Feststoffe Teilchengrößen zwischen 1 und 20 um haben.

7· Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffgehalt der Abfallstoffe durch die Schallbehandlung um 40 bis 90$ verringert wird und daß die zurückbleibenden Feststoffe Toilcliongrößon zwischen 1 und 5 pm haben.

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8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 -bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Schallbehand-3ung unter atmosphärischem Druck stattfindet»

9. ■ Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ·? zeichnet, daß zur Schallbehandlung akustische Energie· in Rechteckwellenform angewendet wird.

10. Ver'fahnen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die ..akustische Energie in Rechteckwellenform reich an harmonischen Frequenzen ist und geringe Seitenzxpfelunterdruckung aufweist.

11. ' Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch

g e k e rt hz e ic h. ns t, daß die .akustische Energie in Rechteckwellenform mittels mehrerer Bleizirkonat-Blockwandlern erzeugt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch g e k e η η - ■ zeichnet, daß den Wandlern eine Antriebsleistung zwischen 500 und 1000 kVA mit einer !Frequenz von 20 bis 7Q kHz zugeführt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß den,Wandlern, Antriebsenergie iqit einer Frequenz von 28 kHz zugeführt wird und daß die Wandler die Schallenergie mit einem Öffnungswinkel von 20 bis 60° abstrahlen.

Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandler die Schallenergie mit einem Öffnungswinkel von 30 abstrahlen und daß die rechteckwellenförmige akustische Energie einen Schalldruck von 140 bis 145 dBV hat.

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15· ■ Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung mit .akustischer Energie in einer Schallbehandlungszone stattfindet, daß die Ozonisierung in einer Ozonisierungszone erfolgt und daß die Schallbehandlungszone zur Ausbildung eines Resonanzraums abgestimmt ist.

16. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1" bis dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ozonisierung Ozon in fein verteilter Form in eine die Emulsion enthaltende Kammer eingeblasen wird, so daß er in Bläschenform in der Emulsion aufsteigt.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß in die Emulsion ein Überschuß an Ozon in einer 0,5 bis 10$ Ozon enthaltenden Gasströmung eingeblasen wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom unter einem Überdruck von 0,0703 bis 2,11 at eingeblasen wird.

19« Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Ozon unter Hindurchleiten von Sauerstoff durch ein Koronaentladungsgitter erzeugt 'wird.

20. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch g e k e η η zeochnet, daß das beim Ozonisieren aus der Emulsion aufsteigende Restgas gesammelt und zur weiteren Behandlung der Emulsion zurückgeführt wird.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dor Emulsion aufsteigende, Ozon und Sauerstoff enthaltende Restgas gesammelt wird, daß das gesammelte Gas stabilisiert wird, daß das stabi-

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lisiert.e Gas komprimiert wird und daß unter Hindurclileiten des komprimierten Gaa-es durch ein Koronaentladung*! gitter.' erneut Ozon erzeugt wird.

22- Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß dan Gas vor dem Stabilisieren entfeuchtet wird.

25· Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas zum Stabilisieren in einer Wirbelströmung mit Luft oder Sauerstoff vermischt und dabei der darin enthaltene Ozon zu Sauerstoff abgebaut wird „

24. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis

25, dadurch gekennzeichnet, daß das im zweiten Verfahrensschritt ozonisierte f-iaterial in einem anschließenden Schritt gerührt und entgast wird. ■

25' Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das ozonisierte Material zum Rühren und Entgasen durch eine Freifall-Stufenkammer hindurchgeleitet wird.

26,. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem letzten Verfahrensschritt trinkbares Wasser zurückbleibt.

27« Verfahren nach Anspruch "Ί 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom mittels einer Anordnung von rohrförmigen, gerippten Diffusoren in die Emulsion e ingeblas en wird.

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28. Vorrichtung zum Behandeln von Abfallstoffen, insbesondere Abwässern, unter Anwendung eines Verfahrens nach -wenigstens einem der/Ansprüche 1 bis 26, g e k e η η ζ e i c h·- n.e t durch eine. Beschallungskämmer■(2), durch Einrichtungen (4,5) zum Zuführen von zum Kavitieren und Emulgieren von in der Beschallungsltaramer enthaltenen Abfallstoffen

(1) ausreichender Schallenergie (3) in die Kammer und{durch Einrichtungen (8) zum Ozonisieren der erhaltenen Emulsion,

29. Vorrichtung nach .Anspruch 28, dadurch g e k e η η ~ zeichnet,, daß die Einrichtungen zum Zuführen von Schallenergie eine'Anzahl von Bleizirkonatwandlern zum Erzeugen von -äkustischei? Energie in Rechteckweilenform mit einer Frequenz von 20 bis 7OkHa mit.zahlrechen harmonischen Frequenzen und geringer Seitenzipfelunterdrückung enthalten, welche eine Leistungsaufnahme von 500 bis 1000 kVA haben. ·

30. Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschallnngskammer

(2) zur Bildung eines Resonanzraumes abgestimmt ist.

31. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Ozonisieren der Emulsion eine mit Gaszufuhr- und Abzugseinrichtungen (20, 21 bzw. 11, 12) versehene Ozonisierungskammer (8), einen Ozonerzeuger (19) ₅ Einrichtungen (22) zum Einblasen von vom Ozonerzeuger gelieferten Ozon in die Ozonisierungskammer und Einrichtungen (10 bis 22) zum Zurückführen von Ozon und Sauerstoff vom Auslaß der Ozonisierungskammer zum Ozonerzeuger aufweisen.

32. Vorrichtung naeft Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß dor Ozonerzeuger (19) ein Koronaent- . ladurigügitter enthält.

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33· Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch" gekennzeichnet, daß die Ozonisierungnkammer (8) gegenüber der freien Umgebung abgeschlossen ist.

34. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Einblaseinrichtungen durch eine Anzahl von gerippten Diffusorrohren (22) gebildet sind.

' Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführeinrichtungen einen-Stabilisator (13) zum Stabilisieren von am Kammerauslaß abgeführtem Ozon und Sauerstoff, einen Kompressor (14) sum Komprimieren des stabilisierten Gases, Einrichtungen- (18) zum Entfeuchten des komprimierten Gases und Einrichtungen zum Zuführen des entfeuchteten Gases zu dem Ozonerzeuger (19) aufweisen. ■

36. Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß an der Zuströmseite des Stabilisators (13) Einrichtungen zum Entfeuchten von vom Kammerauslaß abgeführtem Ozon und Sauerstoff angeordnet sind.

37. Vorrichtung nach Anspruch 35 , dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator (19) Einrichtungen (73, 7*0 zum Vermischen von Ozon und Sauerstoff mit weiterem Sauerstoff in einer Wirbelströmung enthält.

38. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator ein gasdichtes Gehäuse (71a) eine im Gehäuse angeordnete Wirbelkammer (73), eine Anzahl den Innenraum des Gehäuses mit dem der Wirbelkammer verbindender Bohrungen (74), Einrichtungen (74a) zum Einleiten einer ozonhaltigen Strömung in das Gehäuse an der Zuströmseite der Wirbelkammer, Einrichtungen (75,76) zum Einleiten eines Gasstrom« in das Gehäuse an der Zuströni-seite der Wirbelkammer und Einrichtungen (78) zum Ableiten

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einer in der Wirbelkammer durch, eine Wirbelströmung aus ö.o.ü ozonhaltigen Strömung und dem Gasstrom gemischten Gasströmung aus dem Gehäuse an der Abströmseite der Wirbelkammer,aufweist,

39« "Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet., daß die Wirbelkammer (73) zylindrisch ist und daß die Bohrungen (74) in einem Schraubenlinienmuster angeordnet sind*

-40. Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß an der Zuströmseite der Wirbelkammer und an der Abströmseite der Einrichtung zum Einleiten der ozonhaltigen Strömung und des Gasstroms eine aus Putern (69, 70, 72) gebildete EntföuchtimgT.einrichturig im Gehäuse angeordnet ist.

41. Verfahren zur kombinierten Schallbehandlung und Ozonisierung von Abfallstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallstoffe in einen Behälter eingebracht werden, daß ein ozonhaltiger Gasstrom in einer sich im wesentlichen über die Querschnittsfläche des Behälters erstreckenden Ebene in den Behälter eingeblasen wird, wodurch der Behälter durch eine Gassperre, welche den Durchtritt von I'lüssigkeiten gestattet, den Durchtritt von akkustischer Energie jedoch sperrt, in eine obere und eine untere Abteilung unterteilt wird, und daß der unteren Abteilung akustische Energie zugeführt wird.

42. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß der unteren Abteilung zum Kavitieren und Emulgieren der darin befindlichen Abfcillstoffe ausreichende akustische Energie zugeführt wird.

43 > Verfahren nach Anspruch 41_} dadurch g e k e 11 11 zoic h η ο t, daß der Behälter zur freien Umgebung hin

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verschlossen ist und daß Oaon und Sauerstoff in der oberen Abteilung gesammelt und dem ozonhaltigen Gasstrom ernout zugeführt werden.

44. Verfahren nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß das gesammelte Ozon-und Sauerstoffgemisch entfeuchtet wird, daß der Ozon durch Vermischen des Gemischs mit Sauerstoff in einer Wirbelströmung zu Sauerstoff abgebaut und damit stabilisiert wird, daß der Sauerstoff komprimiert wird, daß der komprimierte Sauerstoff durch ein Koronaentladungsgitter hindurchgeleitet wird und daß der aus dem Gitter austretende ozonhaltige Gasstrom zur Ozonisierung in den Behälter eingeblasen wird.

45· Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom mittels einer Anzahl von in der Sperrebene angeordneten, gerippten Diffusorrohren in den Behälter eingeblasen wird.

46. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß der unteren Abteilung eine an harmonischen !Frequenzen reiche akustische Energie in Rechteckvrellenform mit geringer Seitenzipfelunterdrückung zugeführt wird.

47· Verfahren nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die ,akustische Energie mittels einer Anzahl von über den Boden des Behälters verteilten Bleizirkonwandlern mit einer Leistungsaufnahme von 5OO bis 1000 kVA bei einer mittleren Frequenz, von 20 bis 70 kHz erzeugt wird.

48. Verfahren nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß die imtere Abteilung des Behälters zur Bildung eines .Resonanzraums abgestimmt ist.

49- . Verfahren nach Anspruch ''-18, dadurch, g e Ic e η η -

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ζ ei c Ii η e t, daß. die 'akustische. Energie der unteren Abteilung des Behälters in Form von Impulsen mit solchem zeitlichen Abstand zugeführt -wird," daß an der Gassperre reflektierte ^akustische Energie in der Mitte zwischen zwei Impulsen am Boden der Abteilung .auftrifft- :·. .

50. Verfahren nach Anspruch 49, dadurch g e k en η -

ζ Q i c h η e t, daß die _r'akustische Energie in der unteren Abteilung als konstante'Wellenfunktion vorhanden ist,

51. Kombinierte Vorrichtung für Schallbehandlung und Gaskontaktbehandlung, g e k e η; η ζ e i c· ii η e t durch einen Behälter^ (30) für Flüssigkeiten und Gage, durch; eine Trenn- oder Sperreinrichtung (37) zwischen einer oberen und einer unteren Abteilung des Behälters, welche für Flüssigkeiten durchlässig und für. , akustische Energie undurchlässig ist, durch Einrichtungen (39) zum Zuführen von .akustischer Energie zur unteren Abteilung (32) des Behälters und durch Einrichtungen- (36) zum Einblasen von Gas in die obere Abteilung (31) des Behälters.

52. Vorrichtung nach Anspruch 51, dadurch g e k- e η η zeichnet, daß die Trenneinrichtung (37) eine aus Gasen gebildete Sperre ist.

53· Vorrichtung nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperre (37) aus mittels in einer, sich im wesentlichen über den Querschnitt des Behälters erstreckenden Ebene angeordneten Diffusoren (36) in fein verteilte!] Form in den Behälter eingeblasenem Gas gebildet ist.

54. Vorrichtung nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusoren als gerippte Rohre mit im wesentlichen aufwärts gerichteten Diffusoröff mangen (63., 64,'65) ausgebildet sind. .

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55- -Vorrichtung nach Anspruch 54* dadurch •gekenn zeichnet, daß die Einrichtungen zum Zuführen von-* akustischer Energie eine Anzahl von über den Boden des Behälters verteilt angeordneten Bleizirkon-Blockwandlern mit einer Leistungsaufnahme von 500 bis 1000 kVA bei einer mittleren Frequenz von 20 bis 70 kHz enthalten.

56. Vorrichtung nach Anspruch 54 oder 55» dadurch gekennzeichne t, daß die gerippten Rohrdiffusoren und. die Wandungen des Behälters zur Bildung eines Resonanzraums abgestimmt sind.

Vorrichtung" nach Anspruch 54, dadurch , g e k e. η η ζ eic h n e't, daß die Diffusoröffnungen. mit zunehmendem Abstand vom Gaseinlaß dea Piffüsors fortschreitend weiter sind,

'58. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 51 bis 57 j dadurch gekennz ei chne t, daß der Behälter zur freien Umgebung hin abgeschlossen ist und daß die Vorrichtung einen Ozonerzeuger (45), Einrichtungen (48) zum Zuleiten einer Ozon und Sauerstoff enthaltenden Strömung vom Ozonerzeuger zu der Diffusoranordnung (36), einen an der oberen Abteilung (31) angeordneten Gasauslaß und Einrichtungen (41 bis 44a) zum Zurückführen von Ozon und Sauerstoff von dem Gasauslaß zum Ozonerzeuger aufweist.

59· Vorrichtung nach Anspruch 58, dadurch g e k e n/n zeichnet, daß der Ozonerzeuger ein Koronaentladungsgitter enthält.

60. Vorrichtung nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückfuhreinrichtungen einen Stabilisator (43) zum Stabilisieren deg aus dem Gasauslaß abgeführten Ozon-Sauerstoffgemische, einen Kompressor (44) zum Komprimieren des stabilisierton Gasgemischs, eine Einrieb- ;

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• * . ι

tung (44a) zum Entfeuchten des komprimierten Gasgemischs und Einrichtungen zum Zileiten des komprimierten, entfeuchteten Gasgemischs zum Ozonerzeuger

61. Vorrichtung nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß an der Zuströmseite des Stabilisators (43) Einrichtungen zum Entfeuchten des vom Gasauslaß abgeführten Ozon-Sauerstoffgemischs vorgesehen sind.

62. Vorrichtung nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß dor Stabilisator Einrichtungen zum Vermischen des Ozon-Sauerstoffgemische mit Sauerstoff in einer Wirbelströmung aufweist.

63. Vorrichtung nach Anspruch 61, dadurch .gekennzeichnet, daß der Stabilisator ein gasdichtes Gehäuse, eine im Gehäuse angeordnete Wirbelkammer, eine Anzahl den Innenraum des Gehäuses mit dem der Wirbelkammer verbindender Bohrungen, Einrichtungen zum Einleiten einer Gasströmung in das Gehäuse an der Zuströmseite der Wirbelkammer, Einrichtungen eines weiteren Gasstroms in das Gehäuse an der Zuströmseite der Wirbelkammer und Einrichtungen zum Ableiten einer in der Wirbelkammer durch eine Wirbelströmung aus Ozon und der zweiten Gasströmung gemischten,Gasströmung aus dem Gehäuse an der Abströmseite der Wirbelkammer aufweist.

64. Vorrichtung nach Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelkammer zylindrisch ist und daß die Bohrungen in einem Schraubenlinierimuster angeordnet sind.

65. Vorrichtung nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet daß zwischen der Zuströmseite der Wirbelkammer und der Abströmseite der Einrichtung zum Einleiten der ozonhaltigen Strömung und des zweiten Gasstroms eine aus Pi]tern' gebildete Entfeuchtungseinrichtung im Gehäuse angeordnet ist.

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66. .Verfahren sum Stabilisieren eines ozonhaltigen Gasstroms, dadurch gekennzeichnet, daß das ozonhaltige Gas in einer Wirbelströmung mit Luft · oder. Sauerstoff vermischt und dabei der Ozon zu Sauerstoff abge'baut wird.

67. Verfahren nach Anspruch 66, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Strom eines ozonhaltigen Gases in ein gasdichtes Gehäuse leitet, in dessen Innenraum eine mit dieεein über eine Anzahl von Bohrungen strömungsverbundene Wirbelkammer angeo3?dnet ist, daß man an der Zuströmseite der Wirbelkammer einen Luft- oder Sauerstoff strom in das Gehäuse leitet, so daß der ozonhaltige Gasstrom und die Luft bzw. Sauerstoff durch die Bohrungen in die Wirbelkammer einströmen und sich darin in einer Wirbelströmung vermischen, und daß man den vermischten Gasstrom an der Abströmseite der Wirbelkammer von dem Gehäuse abführt.

68. Verfahren nach Anspruch 67, dadurch gekennzeichnet, daß der ozonhaltige Gasstrom und der Luft- bzw. Sauerstoffstrom durch Hindurch!eiten durch an der Zuströmseite der Wirbelkammer im Gehäuse auge-"' ordnete Filter entfeuchtet werden.

69- Verfahren nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, daß Filter aus Filz und/oder Zellulose verwendet werden.

70. Ozonstabilisator, gekennzeichnet durch ein gasdichtes Gehäuse, durch eine im Gehäuse angeordnete Wirbelkammer, durch eine den Innenraum des Gehiruses mit dem der Wirbelkammer verbindende Anzahl von Bohrungen, durch Einrichtungen sum Zuleiten von Gasströmen in das Gehäuse an der ZustT-ömr.eite der Wirbelkammer und durch Einrichtungen zum Abrühren einer Gasströmung aus dem

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Gehäuse an der Abströmseite der Wirbelkammer, wobei in der Wirbelkammer eine Wirbelströmung zum Vermischen von Osoti und Gas erzeugbar ist*

71. Vorrichtung "nach Anspruch 70·, dadurch g e'k en η -*■ ζ e i c h η e t,. daß die' Wix'belkaminer zylindrisch, ist und daß die Bohrungen: in einem Sehraubenlinienmüster angeordnet sind. . .-"". "■■-..'■ ; ■ ■ ^v '.■■_-'■ . ■..·■ ■ ■■ ;' ""'.

72. Vorrichtung nach Anspruch 70» dadurch g eic e η h.■-* ζ e i c h η et, daß zwischen der Zuströmseite der ^firbel-.: kammer und der- Abstromseiteder Einrichtunge&aua"Zuleiten der Gasströme eiue aus Filtern gebiliäete: Ent'f-e"uetitimgsei^~ ■■ richtung im Gehäuse· laiige ordnet isHi. .·.... ■ ν ^Λ, ■ .■: ^v: .' ·■ \

73. Vorrichtung■ nach Anspruch 72^/dadurch g ek"^;e;n ή - ζ e i c h η et, daß die Mlter aus· Filz und/öder Zellulose

Oaonisieranordnung, g e ken η ze i c h η et-; durch Einrichtungen zum Erzeugen von Ozon, durch eine Einrichtung zum Kontaktieren des zu. ozonisierenden-Materials' mit Ozon, durch Einrichtungen zum Sammeln von nach deitt Kontaktieren noch Vorhandenem Ozon und durch Einrichtungen zum Zurückführen des gesammelten Ozons zur Kontaktiereinrichtung mit Einrichtungen zum vermischen des. Ozons.mit Sauerstoff oder Luft in einer Wirbelströmung. = ■""..

75· Ozonisierverfahren, dadurch g e k e η η ζ e i c h net, daß man ein zu ozonisierendes Material mit einem Überschuß an Ozon kontaktiert, daß man den nach dem Kon-^;· taktieren noch vorhandenen Oaon sammelt, daß man den gesammelten Ozon zum Abbauen desselben zu Sauerstoff in einer Wirbelströmung mit Sauerstoff oder Luft vermischt und daß renn den so gebildeten Sauerstoff an einen Ozonerzeuger zurückführt.

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