DE2327306A1 - Anlage zur klaerung von stadtabwasser - Google Patents

Description

Reg.-Nr. NiF .1 Dr.Pck/Pt

Br. Hans Niklas, 6239 ülppstein/Ts., Goethestr. 3 Zusatzanmeldung zur Patentanmeldung P 22 14 756.4

Anlage zur Klärung von Stadtabwasser

Die Erfindung betrifft eine anlage zur Klärung von Stadtabwasser

nach dem Verfahren des Patents ....... (Patentanmeldung P 22 14 756.4).

Die otadtabwasser werden seit Jahren immer mehr durch Netzmittel und Phosphate verschmutzt, die vorwiegend aus den im Haushalt verwendeten \vaschmitteln stammen. Die oberflächenaktiven Mittel lagern sich an die im Wasser schwebenden Schmutzteilchen an, halten sie in Schwebe und erschweren dadurch das Absetzen und Filtrieren und damit die Ausscheidung des Schmutzes aus dem wasser.

Nach dem Verfahren des deutschen Patents ....... (Patentanmeldung P 22 14 756.4) vird das ^tadtabwasser dadurch aufbereitet, daß ihm Kalziumhydroxid in einer solchen Menge zugesetzt wirci, daß der pH->»ert des Abwassers hoher als 11,0, vorzugsweise zwischen etwa

11,0 und etwa 12,5, eingestellt wird, worauf die durch den Kalkzusatz ausgeflockten Verunreinigungen vom derart geklärten Abwasser

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abgetrennt werden, und daß gegebenenfalls in das geklärte Abwasser Luft eingeblasen und der an der überfläche des Abwassers gebildete.und an ausgeschäumten Netzmitteln angereicherte Schaum abgezogen und beseitigt wird,

eis stellte sich die Aufgabe, eine Anlage zu konstruieren, in der dieses Verfahren in vorteilhafter, technisch einwandfreier und wirtschaftlicher weise ausgeübt v/erden könnte.

Diese Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß die erfindungsgemäbe Anlage eine Vorrichtung zur Herstellung und pH- oder leitfähigkeitsgesteuerten Einmischung von Kalkmilch, eine Reifvorrichtung, eine Absetzvorrichtung und eine Vorrichtung zur Neutralisation des geklärten Hassers und zum Abschäumen der darin enthaltenen Netzmittel hat, die aus mehreren parallel geschalteten bchaumsäulen mit überlaufen und Abläufen und einem Drucklufterzeuger mit einer Mischkammer für COg-haltige Abgase besteht.

Die dabei verwendete Vorrichtung zur Herstellung und Einmischung von Kalkmilch besteht vorteilhafterweise aus einem Wassertank, einem Behälter für Kalkhydrat, einem Vorratsbehälter für Kalkmilch, mit iiühr vor richtung und einer Mischkammer zum

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Einmischen der Kalkmilch in das Rohwasser.

Die Reifvorrichtung kann einen länglichen aufrechtstehenden Zylinder darstellen, der ein langsam laufendes Rührwerk und/oder strömungsbrechende Umbauten hat, oder auch ein Gerinne mit bewegungshemmenden Einbauten sein.

Dem Absetzbecken wird vorteilhafterweise eine Filtriervorrichtung für den abgesetzten Schlamm, die z.B. ein Trommelfilter oder eine Zentrifuge sein kann, nachgeordnet.

Zweckmäßigerweise sind der Abschäumvorrichtung ein Sammeltank für das abgeschäumte Netzmittelkonzentrat und eine vorrichtung zu seiner Vernichtung; nachgeschaltet. .

Im Ablauf der Schaumsäulen ist, um einen einwandfreien Betrieb zu gewährleisten, ein pH-Regler angeordnet, der die Dosierung der CO_Q-haltigen Gase zur Druckluft steuert.

In Figur 1 ist die erfindungsgemäße Anlage schematisch dargestellt. Die Vorrichtung zur Herstellung und Einmischung der Kalkmilch ist auf dem Schema mit 1 bezeichnet. Sie setzt sich aus einem Wassertank 9, einem Behälter für Kalkhydrat 10, einem Vorratsbehälter für Kalkmilch 11 mit Rührvorrichtung 12 und

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einer Mischkammer 13 zusammen. Der Kalkmilchvorrat wird durch einen langsam laufenden Rührer 12 in Bewegung gehalten, um ein Absetzen zu verhindern. Der Auslauf des Vorratsbehälters 11 mit Dosiervorrichtung wird direkt über oder nahe bei der nächsten ^tufe des Prozesses, der Mischkammer 13 angebracht. In üer Mischkammer wird das übwasser bei einer V^erweilzeit von 1-10 Sekunden möglichst rasch und gleichmäßig mit der Kalkmilch Vermischt, um die Fällung einzuleiten. Si^-kann entweder in vorhandenen Turbulenzstrecken, z.B. dem bandfang, geschehen oder vorzugsweise in der bereits erwähnten Mischkammer 13. Diese kann als vertikaler Zylinder mit rundem oder ovalem querschnitt ausgebildet sein. In ihm befindet sich im ersten Falle (runder querschnitt) eine rasch laufende iüihrerwelle mit etagenweise angeordneten lauerst üben. An der Zylinderwand sind Stäbe fest angebracht, die in den Zwischenräumen der etagenförmig angeordneten Kührstäbe in den Wasserstrom hineinragen und eine heftige Turbulenz herbeiführen. Im zweiten Falle (ovaler querschnitt) können zwei vertikale Kührerwellen mit ^uerstäben in der Mischkammer installiert werden, die sich gleich- oder gegensinnig drehen und dadurch für eine ausreichende Turbulenz sorgen. Anschließend strömt das wasser durch ein enges nohr mit dadurch bedingter hoher Strömungsgeschwinui'jkeit (um jedes Absetzen zu verhindern) m-ch oben und tritt in die nächste Stufe ein.

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lie ■ :eiiVorrichtuni': 2 oder ieeif strecke (Gerinne) dient der ivachreaktion des Kalkhydrats mit den kolloidalen Schmutz st offen. Hierbei soll aas Wasser in ßewe&un_t°; bleiben, damit die sehr feint eiligen üa(üH) ,,-Teilchen in Lösung gehen und nicht von der entstehenden Fällung okkludiert werden. Diese bewegung darf jedoch nicht so turbulent sein, daß die durch Assoziation entstandenen flocken wieder zerteilt werden, wenn in der Anlage genügend Gefälle vorhanden ist, kann dies auch durch eine rlinienförmige Strecke erreicht werden, in der durch feste Hindernisse die laminare btrömung gebrochen wird. Vorzugsweise wird jedoch die Reifung in einer zylindrischen Kammer mit einer vertikal fallenden rtasserbewegung durchgeführt, in der das Wasser durch einen langsam laufenden üührer bewegt wird. Diese Kammer ist in Figur 1 mit 2 bezeichnet. Am Halde der Reif strecke oder am Auslauf der lieifkammer ist eine Signalvorrichtung angebracht, die, vorzugsweise kontinuierlich, einen Meßwert erfaßt, welcher tier Menge des freien gelösten Ca(üH)2 proportional ist, wie z.B. der pH-Wert oder die Leitfähigkeit. Dieses Signal wird nach seiner Verstärkung zur Steuerung der Dosiervorrichtung der Kalkmilch verwendet. Der pH-wert muu in engen Grenzen konstant gehalten werden, um den Gehalt an gelöstem, d.h. für die Fällung nicht genutzten Ca(OH)₂ ,möglichst klein zu halten.

Die -^setzvorrichtung 3 wird vorzugsweise als Trichterbecken

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oder als Becken mit rechteckigen (irundriii und V-förmige« Querschnitt ausgeführt, an dessen Grund eine bammelvorrichtung angebracht werden kann, z.B. eine Sammelschnecke, die das Pälj^fi,ut in die Ansaugleitung einer pumpe, z.B. einer Membranpumpe, Exzenterschnecke ο.dgl. transportiert. Das Fällgut wird Aircn ein Trommelsaugfilter 14 oder eine Zentrifuge entwässert.

Der Absetzvorrichtung 3 ist eine Abschäumvorrichtung 4 nachgeordnet, die mehrere parallel geschaltete ächaumsäulen 5 hat. In der Abschäumvorrichtung werden die Netzmittel ausgeschäumt und das Vvasser durch Cü_o neutralisiert. Das dabei entstehende CaCu₃ wird durch den gebildeten Schaum zusammen mit den Resten des Niederschlags, die gegebenenfalls in den Absetzbecken nicht abgetrennt wurden, aus dem Wasser herausflottiert. In den Schaumsäulen fließt das wasser von oben nach unten entgegen einem aufsteigenden Strom von mittel feinen Luftblasen (1-5 mm 0), die am ßoden der Säule durch Verteileinrichtungen in das wasser eingebracht werden. Als Verteilereinrichtung können z.B. Serien von Luftüüsen oder auch rotierenden Einrichtungen dienen, welche die Luft zu feinen Blasen zerteilen. Lm eine gleichmäßige Verteilung der Luftblasen über den ganzen querschnitt zu erreichen, sollen die Säulen möglichst eng sein und/oder vertikale einbauten

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(Trennwände) enthalten, die einge gleichmäßige Verteilung gewährleisten. Ihr «querschnitt wird bei engen Säulen nicht über

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25ÜÖ cm liegen» entsprechend einem Rechteck von 50 χ 50 cm.

Ihre Höhe wird so gewählt, daß die Aufenthalts ze it des \vassers zwischen 1 und IO Minuten beträgt, vorzugsweise zwischen 2 und 5 Hinuten. In der Praxis ergeben sich meist Bauhöhen der Säulen zwischen 1 und 2,5 m. £ine Säule dieser Art ist in Figur 2 schematisch dargestellt. Der in der Säule entstehende &haumwird oben durch einen überlauf oder ein Ableitungsrohr 22 abgezogen und in einen Sammelbehälter geleitet. Das ausgeschäumte und neutralisierte wasser tritt am Boden der Säule in ein Steigrohr 18 ein und fließt durch einen Überlauf 19 ab. Der Überlauf des Klarwassers kann in der Höhe variabel angeordnet werden. Dadurch läßt sich über den variablen Druckunterschied zwischen iiin- und Auslauf die Strömungsgeschwindigkeit in der Säule regulieren. Das vvasser wird der Säule durch den Zulauf 17 zugeführt, die Luft bei 20 eingeleitet und durch die Verteilervorrichtung 21 über den v^uerschnitt gleichmäßig verteilt. Die Einbauten sind in der Schemazeichnung nicht dargestellt. Im Ablauf der Säule ist. ein pH-Messer angebracht, dessen signal zur Steuerung der Cüp-Menge in der zum ausschäumen verwendeten Luft dient.

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Beispiel für die uimensionierung der baule: In eine bäule mit quadratischem querschnitt von 50 χ 50 cm Littnaß und ä m wirksamer Höhe werden 9 m /h wasser eingeleitet, Das wasser fließt mit eel. 40 m/h durch die baule, d.h. es hat eine Verweilzeit von ca. 180 bekunden, > wobei die eingeblasene Luft ca. 6^-10 Vol.?« ües bäuleninhalt s ausmacht.

Um einen optimalen 'Wirkungsgrad zu gewährleisten, soll die strömungsgeschwindigkeit des wassers in den bäulen möglichst konstant gehalten werden. Die in weiten (irenzen schwankende iibwassermenge in einer Kläranlage wird daher stets auf mehrere solcher üchaumsäulen verteilt, die alle parallel geschaltet sind. Je nach ivasseranfall werden bchaumsäulen ab- oder zugeschaltet. Dies kann in einfacher weise über die Messung der »vassermerige an einem geeigneten Punkt der iinlage geschehen.

Der aus den ochaumsailen 5 oben abfliegende oder abp,ezogene bchaum wird in einen bammeltank 15 geleitet, wo er nach kurzer Zeit zu einem Öligen Konzentrat kollabiert. Die darin enthaltenen otoffe werden vernichtet, z.B. naßchemisch auf oxidative«! wege oder auch - wie bereits in der Literatur beschrieben - durch

Verdüsen in einen Brenner. Die anlage enthält somit anschließend an einen Sammeltank für das Netzmittelkoiizentrat 15 eine Pumpe

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sowie die Vorrichtung zur Vernichtung des Konzentrats 16.

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Claims (7)

1. ΠΑ Anlage zur Ausübung des Verfahrens zur klärung von otadtabwasser nach Patent ....... (Patentanmeldung P 22 14 756.4), gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Herstellung und pH- oder leitf ühigkeitsgesteuerten iiiinmischung von Kalkmilch (1), eine !leitvorrichtung (2), eine ±\bsetzvorrichtung (3), z.ri. ein Absetzbecken mit sammelvorrichtung, insbesondere einer bammel_ schnecke, und eine Vorrichtung zur Neutralisation des geklärten Wassers und zum Abschäumen eier darin enthaltenen Netzmittel (4), die aus mehreren parallel geschalteten Schaumsaulen (5) mit Überläufen (6) und Abläufen (7) und einem urucklufterzeuger (8) mit einer Mischkammer Lar Cüg-haltipe übgase besteht.
2. 2. .anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daij die vorrichtung zur Herstellung und jünmisciiurig"""der Kalkmilch (1) aus einem ,.assertank (9), einem Behälter für Kalkhydrat (10), einem Vorratsbehälter x.r i*alkmilch (11) mit rührvorrichtung (12) und einer Mischkammer £13·) zum einmischen der Kalkmilch in das icohwasser besteht.

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3. 3. anlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ice if vorrichtung (2) ein länglicher aufrechtstehender Zylinder ist und ein langsam laufendes Rührwerk und/oder strömungsbrechende Einbauten hat.
4. 4. Anlage nach den iuisprüchen l'und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lie if vorrichtung (2) ein Gerinne mit bewegungshemmenden Einbauten darstellt.
5. 5. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Absetzbecken (3) eine i'iltriervorrichtung (14) für den abgesetzten Schlamm, z.U. ein Trommelsaugfilter mit Vakuumpumpe oder eine Zentrifuge, nachgeordnet ist.
6. 6. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschäumvorrichtung (4) ein Sarameltank für das abgeschäumte Netzmittelkonzentrat (15) und eine Vorrichtung zu seiner Vernichtung (16), z.B. eine Verbrennungs-vorrichtung, nachgeschaltet sind.
7. 7. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß int Ablauf (7) der Schaumsäulen (5) ein pil-itegler angeordnet ist, derate Dosierung der CO^-haltigen Gase zur

   Druckluft steuert.

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