DE2343849A1 - Verfahren und vorrichtung zur abwasserbehandlung - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur abwasserbehandlungInfo
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Description
betreffend
Verfahren und Vorrichtung zur Abwasserbehandlung
Verfahren und Vorrichtung zur Abwasserbehandlung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von Abwässern und Abfällen, insbesondere unter
Verwendung eines neuen, geschlossenen, unter Druck stehenden Behälters zur Behandlung von Abwässern und Abfall mit Sauerstoff unter Druck, wobei das Abfallwasser in das Sauerstoffgas in 3?orm kleiner Teilchen eingeführt wird, um eine biologische und chemische Oxidation und Sterilisation, sowie eine Verminderung von unerwünschter Färbung, unerwünschtem Geschmack und Geruch, Phenol, Cyanid und Phosphat zu erreichen, wobei
diese vorzugsweise in Kombination mit einem Abwässervorbehandlungssystem verwendet wird, in welchem Sauerstoff direkt zu Abwässern und Abfällen, während diese von einem Sammelpunkt zu einem
Behandlungspunkt transportiert werden, zugeführt wird, um zu
Verwendung eines neuen, geschlossenen, unter Druck stehenden Behälters zur Behandlung von Abwässern und Abfall mit Sauerstoff unter Druck, wobei das Abfallwasser in das Sauerstoffgas in 3?orm kleiner Teilchen eingeführt wird, um eine biologische und chemische Oxidation und Sterilisation, sowie eine Verminderung von unerwünschter Färbung, unerwünschtem Geschmack und Geruch, Phenol, Cyanid und Phosphat zu erreichen, wobei
diese vorzugsweise in Kombination mit einem Abwässervorbehandlungssystem verwendet wird, in welchem Sauerstoff direkt zu Abwässern und Abfällen, während diese von einem Sammelpunkt zu einem
Behandlungspunkt transportiert werden, zugeführt wird, um zu
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verhindern, daß die Abwässer und Abfälle septisch werden, wobei
der Aufbau von unerwünschten Chemikalien, Gasen, Gerüchen und Bakterien während des Transportes geregelt und das Wachstum
der erwünschten, aeroben Bakterien gefördert wird.
Während etwa eines halben Jahrhunderts gab es nur wenige Fortschritte
bei der allgemeinen Auslegung von städtischen und industriellen Abwasser- und Abfallwässerbehandlungsanlagen.
lediglich Verbesserungen älterer Ausführungsformen wurden ins Auge gefaßt.
Bislang wurden Abwasser und Abfallwässer zu einem großen Teil von einem Sammelpunkt zu einer Behandlungsanlage ohne Ausnutzung
der Vorteile irgendeiner Vorbehandlung der Abwasser transportiert, wobei deren Fehlen einen Aufbau von unerwünschten
Chemikalien, Gasen, Gerüchen und Bakterien usw. während des Transportes als Folge des Mangels an geeignetem Sauerstoffgehalt
in den transportierten Abwässern und Abfällen ergab. Diese Abwässer wurden dann in einer Behandlungsanlage mit Hilfe
von verschiedenartigen Vorrichtungen und Verfahren behandelt. Diese Behandlung von Abwasser und Abfallwässern bestand aus
grundsätzlich drei chemischen Phasen. Zuerst wurde Sauerstoff, üblicherweise der in Luft enthaltene Sauerstoff, in den Abwässern
und Abfallwässern aufgelöst. Zweitens reagierte der in den Abwässern und Abfallwässern aufgelöste Sauerstoff direkt
und/oder indirekt mit den Verunreinigungen in den Abwässern und
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Abfallwässern, um diese Verunreinigungen in stabile Materialien zu überführen. Schließlich wurden Bakterien'unschädlich gemacht,
so daß das behandelte Wasser in ein Aufnahmegewässer abgeleitet
oder auf andere Weise abgegeben werden konnte.
Obwohl die spezifischenAuslegungen von bislang verwendeten
Abwasser- und Abfallbehandlungsanlagen entsprechend den besonderen Verwendungen und Anforderungen variierten, besaßen alle
diese vorbekannten Behandlungsanlagen viele der im folgenden aufgeführten Nachteile. Im allgemeinen ist der Ausfluß von
geringer Qualität und nicht für eine Abgabe oder eine Rückführung geeignet. Die einfließenden Abwasser umgehen zu Zeitpunkten
eines hohen !Flusses oftmals die Behandlung, so daß unbehandeltes Abwasser in die aufnehmenden Gewässer abgegeben wird.
Chlorierte Abgabewässer wird ein schädlicher Einfluß auf das empfindliche Gleichgewicht der Natur hinsichtlich der Ökologie
in strömungsabwärts vom Eingabepunkt gelegenen Gewässern zugeschrieben.
Mit Ozon behandelte Abgabewässer fördern keinen Eückstand in das aufnehmende Gewässer. Eine Phosphatentfernung
ist wirtschaftlich mit den derzeitigen Ausrüstungen für die Arbeitsvorgänge nicht praktizierbar. Es wird zu viel wertvolles
Land benötigt, um die derzeit zur Behandlung von Abwässern und Abfallwässern verwendeten, übermäßig großen und plumpen
Bauten aufzunehmen, wobei die Kosten von ausgedehnten Ausfallpumpen und Kraftleitungen viel zu groß sind, und die Atisgangskosten
der Behandlungsanlagen größer als der Betrag sind, der
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dem St euer ζ ah.1 er zugemutet werden kann. Die von konventionellen
Anlagen erforderliche, lange Zeit macht große Haltebecken
erforderlich. Derzeit wird eine zu große Landflache als Puffer
rings um die Behandlungsanlagen benötigt, um zu verhindern, daß Gerüche zu Beschwerden führen und die Gesundheit beeinträchtigen,
und schädliche Gerüche aus septischem Abfall und langen Ausfällen sind üblicherweise in vielen Wohngebieten
vorhanden. Behandlungsanlagen entsprechend derzeitigen Entwürfen
für Gemeinden können nicht fabrikmäßig in einer Montagestraße massenproduziert und nicht rasch im Gelände aufgestellt werden.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Behandlung von Abwässern und Abfällen,
in denen die Behandlung in einem oder mehreren, kompakten Bau— kastenbehältern durchgeführt werden kann, welche massenproduziert
und bequem an Ort und Stelle aufgestellt werden können, wodurch die zuvor genannten, ungünstigen Merkmale der konventionellen
Abwässerbehandlungsanlagen vermieden werden.
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe dient eine Abwasser- und Abfallbehandlungsvorrichtung zur biologischen, und chemischen
Oxidation und Sterilisation und Reduzierung von unerwünschter !Färbung, unerwünschtem Geschmack, unerwünschtem Geruch, Phenol,
Cyanid und Phosphat in Abwässer und Abfall, wobei dieser Vorrichtung
einen geschlossenen, unter Druck stehenden Behälter umfaßt, der vorzugsweise lediglich einen Einlaß zur Aufnahme
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von flüssigen Abwässern und Abfall in einem unteren Teil und einen Auslaß für die Abgabe der behandelten Flüssigkeit aufweist.
An den oberen Teil des Behälters ist eine Versorgungseinrichtung für hochreinen Sauerstoff angeschlossen, um in
dem oberen Teil des Behälters eine Atmosphäre von unter Druck stehendem, gasförmigem Sauerstoff zu bilden. Ferner ist eine
Einrichtung vorgesehen, um einen Strom von flüssigen Abwässern und Abfall von dem unteren Teil an dem Abgabeende einer jeden
Stufe des Behälters in die gasförmige Atmosphäre in dem oberen Teil des Behälters einzuspritzen, wobei eine Zerstäubungseinrichtung
bzw. Feinzerteilungseinrichtung in der gasförmigen Atmosphäre in dem oberen Teil des Behälters angeordnet ist,
gegen welche der Strom aus flüssigen Abwässern und Abfall gerichtet wird, um die Abfallfeststoffe enthaltenden, flüssigen
Abwasser hierin in kleine Teilchen unter Bildung von Abfallwasser aufzubrechen, welches die vielfache Oberfläche besitzt, die
praktisch durch Durchperlen des Gases durch die Flüssigkeit er-
durch
halten werden könnte, so daß/die flüssigen Abwässer und Abfälle der unter Druck stehende Sauerstoff in der gasförmigen Atmosphäre in dem Behälter durch Freilegen einer größeren Oberfläche der flüssigen Abwässer gegenüber dem Sauerstoff rasch, absorbiert wird, wobei eine schnelle biologische und chemische Oxidation und Sterilisation mit Ozon und die Verminderung der zuvor genannten, unerwünschten Stoffe erreicht wird.
halten werden könnte, so daß/die flüssigen Abwässer und Abfälle der unter Druck stehende Sauerstoff in der gasförmigen Atmosphäre in dem Behälter durch Freilegen einer größeren Oberfläche der flüssigen Abwässer gegenüber dem Sauerstoff rasch, absorbiert wird, wobei eine schnelle biologische und chemische Oxidation und Sterilisation mit Ozon und die Verminderung der zuvor genannten, unerwünschten Stoffe erreicht wird.
Diese Behandlungsvorrichtung in Form eines unter Druck stehenden Behälters wird vorzugsweise in Kombination mit einem
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Zwischenabwässerbehandlungssystem verwendet, welches Einrichtungen
zum Transport von flüssigen Abwässern und Abfall, der die Neigung besitzt, septisch zu werden und unerwünschte
Chemikalien, Gase, Gerüche, Bakterien während des Transportes als Folge des Mangels an einem geeigneten Sauerstoffgehalt
hierin aufzubauen, von einem Sammelpunkt zu einem Behandlungspunkt
umfaßt. Ein solches System umfaßt weiterhin direkt in dem Abwässertransportmechanismus angeordnete Einrichtungen,
um Sauerstoff zu den Abwässern und Abfällen während ihrer Strömung hierdurch zuzuführen, um zu verhindern, daß die Abwässer
und Abfälle septisch werden, wobei der Aufbau der zuvor genannten, unerwünschten Stoffe kontrolliert und das Wachstum
der erwünschten, aeroben Bakterien gefördert wird. Eine solche Arbeitsweise und Vorrichtung für die Abwässerzwischenbehandlung
ist mehr ins einzelne gehend in der US-Patentschrift 3 525 685
beschrieben. Eine solche Abwässerzwischenbehandlung ermöglicht die
Zulieferung von erwünschten, aerobe Bakterien enthaltenden Abwässern zu dem geschlossenen Druckbehandlungsbehälter, welche
daran gehindert wurden, septisch zu werden und die zuvor genannten, unerwünschten Stoffe hierin zu enthalten. Jedoch kann der
besondere, geschlossene Druckbehälter gemäß der Erfindung zur Behandlung von Abwässern- und Abfallwasserschlamm verwendet
werden, welche als Folge einer ausgedehnten Transportbehandlung oder anderer Vorbehandlungsmaßnahmen nicht septisch geworden
ist und nicht die zuvor genannten, unerwünschten Stoffe hierin enthält.
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Die Druck!) ehält er können an irgendeinem geeigneten Platz, z. B.
auf einer Bergspitze, unter der Erde, auf Schleppkähnen, Schiffen, unter Wasser, in der Innenstadt usw. angeordnet
werden, und sie sind für den Betrieb nicht von der Schwerkraft abhängig wie die meisten derzeitigen Systeme.
Spezifische Einzelheiten des erfindungsgemäßen Yerfahrens und
der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden im folgenden noch
näher erläutert, jedoch ergeben sich aus der zuvor gegebenen, kurzen Beschreibung der Erfindung bereits folgende klare Torteile:
Die Abfallfeststoffe enthaltenden Abwasser werden in
dem Druckbehälter in der Sauerstoffatmosphäre aufgebrochen
bzw. aufgeteilt, wodurch sich eine höhere und raschere Absorption des Sauerstoffs ergibt. Anstelle von Luft wird
hochreiner Sauerstoff für einen raschen Abbau der Abfälle verwendet. Alle Behandlungsstufen können in einem einzigen,
baukastenartigen Druckbehälter durchgeführt werden. In den meisten Fällen wird der Schlamm zu einer feinen Asche oxidiert,
wodurch getrennte Schlammbehandlungsprozesse unnötig werden. Durch das Aufbrechen bzw. Aufteilen der Abwasser und der Abfälle
in kleinere Teilchen und Exposition dieser kleineren Teilchen und damit einer größeren Oberfläche der Abwasser
gegenüber einer Atmosphäre von hochreinem Sauerstoff unter Druck findet eine raschere Reaktion mit dem Sauerstoff statt,
die eine rasche biologische und chemische Oxidation und Sterilisation und eine Verminderung von unerwünschter !Färbung,
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Geschmack, Geruch und Phosphat mit Ozon ergibt.
Zusätzlich werden in den modernsten Abfallwasserbehandlungssystemen
die Feststoffe durch Sedimentation und Floatation entfernt und getrennt von dem flüssigen Abfallwasser behandelt.
Die von dem Abfallwasser entfernten Feststoffe, d. h. der Schlamm, werden/wird für gewöhnlich biologisch unter anaeroben
Bedingungen abgebaut, was viele Tage Aufenthaltsdauer unter Temperaturkontrolle erfordert, wobei die Beseitigung des Endproduktes
noch schwierig ist. Der Prozeß wird leicht aus dem Gleichgewicht gebracht und liefert oftmals nicht die beabsichtigten
Ergebnisse. Die überstehende Flüssigkeit, welche zu der Behandlungsanlage rückgeführt werden muß, kann den normalen
Anlagenbetrieb außer Gleichgewicht bringen. Falls die Feststoffe, welche entfernt werden, nicht in geeigneter Weise abgebaut
werden, werden sie sehr stark riechend und sind schwierig zu entwässern.
Die Erfindung kann in Verbindung mit bereits vorhandenen Abfallwasserbehandlungsanlagen
zur aeroben Behandlung entfernter Feststoffe (Schlamm), zum Ersatz von Eieselfiltern oder zum
Ersatz von Belebtschlainmkammern verwendet werden, wodurch die Anlage größere hydraulische, biologische und chemische Belastungen
bewältigen und ein Endprodukt mit viel höherer Qualität erzeugen kann.
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Mit Hilfe der Erfindung können unter Verwendung von ansatzweisen Methoden oder kontinuierlichen Strömungsmethoden die
Abfallwässerfeststoffe (Schlamm) unter aeroben Bedingungen in einer viel kürzeren Zeitspanne behandelt werden und eine
überstehende Flüssigkeit (Abgabewässer) erzeugen, welche einen biologischen und chemischen Sauerstoffbedarf aufweisen, der
niedriger als der von normalen Haushaltsabfallwässern ist, welche einen normalen Anlagenbetrieb nicht stören. Die erhaltenen
Feststoffe sind geruchsfrei und steril und sie besitzen ein geringeres Volumen als diejenigen, welche mittels der
modernsten Einrichtungen erzeugt wurden. Die Abtrennung Feststoffe/Flüssigkeit
wird in starkem Maße gefördert.
Die Aufgabe und Vorteile der Erfindung wurden bereits beschrieben,
andere Möglichkeiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird; in
der Zeichnung sind:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer typischen Anordnung
eines erfindungsgemäß aufgebauten Behandlungssystems
für Abwasser und Abfallwässer;
Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht längs der Schnittlinie 2-2 von Fig. 1, welche die Abwässer-
Il
Zwischenbehandlungsvorrichtung erläutert;
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Fig. 3 eine schematische Ansicht des senkrechten Querschnittes
durch eine "bevorzugte Ausführungsform eines geschlossenen Druölbehandlungsbehälters, der erfindungsgemäß
aufgebaut ist;
Fig. '4 eine vergrößerte, teilweise, schematische , perspektivische
Ansicht des Einströ'niungsendabschnittes des geschlossenen Dru ckbehandlungsb ehält er s von Fig. 3 J
Fig. 5 eine Ansicht des senkrechten Schnittes durch eine
der Zerstäubungs- bzw. Zerkleinerungseinrichtungen, die in dem Behandlungsbehälter der Fig. 3 und 4
verwendet wird;
Fig. 6 eine Bodenaufsicht des Rotors der Zerstäubungs- bzw.
Zerkleinerungseinrichtung von Fig. 5 in der allgemeinen Richtung des Pfeiles 6 von Fig. 55
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht von einem der Zahnteile,
welches in dem Rotor der Zerstäubungs- bzw. Zerkleinerungseinrichtung
der Fig. 5 und 6 verwendet wird;
Fig. 8 eine Querschnit.tsansicht längs der Schnittlinie
8-8 von Fig. 6j
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2 3 4 3 8 A 9
Fig. 9 eine schematische, perspektivische Ansicht des
Ausflußendes des Behandlungs"behälters von Fig. 3>
wobei Teile weggelassen sindj
Fig. 10 eine Querschnittsansicht längs der Schnittlinie 10-10 von Fig. 3;
Fig. 11 eine Querschnittsansicht durch einen geschlossenen Druckbehälter, der erfindungsgemäß aufgebaut ist,
wobei hierin zusätzlich UV-Licht erzeugende Einrichtungen vorhanden sind;
Fig. 12 eine Ansicht ähnlich Fig. 11, welche den zusätzlichen Einbau von Einrichtungen zur Erzeugung von Ultraschallwellen
zeigt;
Fig. 13 eine perspektivische Ansicht eines geschlossenen
Druckbehälters für eine ansatzweise Behandlung von flüssigen Abwässern oder Abfall (Schlamm) gemäß der
Erfindung in der Form eines Einkammerkugelbehälters; und
Fig. 14 eine schematische Querschnittsansicht durch den Behälter von Fig. 13.
In der Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer beispielhaften Auslegung eines möglichen Behandlungssysüems für Abwasser und
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Abfallwässer, das erfindungsgemäß aufgebaut ist, gezeigt. Im oberen Teil der Fig. 1 zeigt der Pfeil den Fluß der Abwasser
und des Abfalls von einem nicht gezeigten Sammelpunkt durch.
ein Abwässerzwischenbehandlungssystem, welches ganz allgemein eine Einrichtung zum Transport der Abwasser und des Abfalls
in Form einer länglichen, im wesentlichen geschlossenen Hohlleitung 10 umfaßt, welches die Abwasser und den Abfall S
(siehe Fig. 2) hierdurch mittels Schwerkraft fördert. Obwohl die Leitung 10 die üblicherweise verwendete und bevorzugte
Einrichtung zum Transport von Abwässern und Abfällen S von einem Sammelpunkt zu einem Behandlungspunkt ist, kann diese
Transporteinrichtung eine beliebige Art von Abwässerfördereinrichtungen
einschließlich Sammelabwasserkanälen, Vorflutleitungen,
Hauptleitungen, Kanälen und anderen Einrichtungen sein, die zum Zweck der Förderung von Abwässern und Abfall ausgelegt
und konstruiert sind.
Die Abwässertransportleitung 10 befindet sich normalerweise unter der Erde und tritt durch die üblichen Zugangsschachte
11 durch, welche sich von der Oberfläche bis unter die Erde zu und ringsum die Abwässertransportleitung in bestimmten Abständen
längs dieser für eine geeignete Wartung der Leitung 10 erstrecken. Die Oberseite der Zugangsschächte 11 sollten abgedichtet
sein, um das Entweichen von Sauerstoff zu verhüten. Die Zwischenbehandlung der Abwässer während des Transportes durch
die Leitung 10 dient zur Verhinderung des Septischwerdens der
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Abwässer und zur Steuerung der Neigung von Abwässern und
Abfällen zum Aufbau von unerwünschten Chemikalien, Gasen, Gerüchen, Bakterien usw. als Folge des Fehlens eines geeigneten
Sauerstoffgehaltes in den Abwässern und dem Abfall. Zu
diesem Zweck ist ein längliches, hohles Sauerstoffabgaberohr
12 (siehe Fig. 2) mit geringeren Querschnittabmessungen als
derjenigen der Abwässertransportleitung 10 vorhanden und direkt in dem Bodenteil der Leitung 10 (siehe Fig. 2) angeordnet.
Zu dem Luft- oder Sauerstoffabgaberohr 12 wird Luft oder Sauerstoff
von irgendeiner geeigneten Versorgungsquelle wie von einem Op-Vorratsbehälter 14 und einem O^-Generator 15 (siehe
I1Ig. 1) durch eine geeignete Rohrleitung 16 zu voneinander
getrennten Abschnitten des Sauerstoffabgaberohres 12 zugeführt.
Es können Pumpen 17 (Fig. 2) an irgendwelchen geeigneten Stellen in der Rohrleitung 16 angeordnet sein, um Sauerstoff hieraus
in das Sauerstoffversorgungsrohr 12 innerhalb der Abwässerund
Abfall-Leitung 10 zu pumpen. Das Sauerstoffversorgungsrohr 12 weist geeignete angeordnete Öffnungen hierin auf, um den
Sauerstoff hieraus in die Abwasser und den Abfall S, während dieser durch die Leitung 10 strömt, abzugeben und blasenförmig
durchzuleiten. Eine geeignete Rohrleitung 19 geht von dem unteren Abschnitt der Leitung 10 (Fig. 2) aus und ist mit der
Leitung 16 zur Rückführung des hochreinen Sauerstoffs verbunden· Verschiedene Kontrollventile 20 und Druckfühlereinrichtungen
können gegebenenfalls angewandt werden.
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Die Größe des Sauerstoffabgaberolires 12 und dessen Länge
variieren entsprechend den Geländebedingungen für jede Installation, normalerweise werden eine Vielzahl von vorbestimmten
Längen von Sauer stoff abgab erohren 12 in getrennten Abschnitten der Abv/ässer- und Abfallgesamtleitung 10 für die aufeinanderfolgende
Zufuhr von Sauerstoff zu den Abwässern und Abfällen S verwendet, um sicherzustellen, daß die Abwasser und
Abfälle während ihres Transportes von dem Sammelpunkt zu dem Behandlungspunkt ausreichend Sauerstoff in sich für die oben
beschriebenen Zwecke erhalten.
Wie bereits beschrieben, ist ein solches Abwässerzwischenbehandlungsverfahren
und die Vorrichtung hierzu mehr ins einzelne gehend in der US-Patentschrift 3 525 685 beschrieben,
so daß wegen weiterer Einzelheiten hierauf verwiesen wird·
Wie weiter aus der Pig. 1 ersichtlich ist, können die Abwässer
und Abfälle vor dem Eintritt in die Behandlungsvorrichtung durch eine übliche Gasabdichtungsfalle 25» Scheideanlage 26
und Sandentfernungseinrichtung 27 hindurchfließen.
Aus der Abwäss,er-und Abfalltransportleitung 10 können die Abv/ässer
und die Abfälle in eine geeignete Leitung 30 eingeführt
werden, welche die Abv/ässer und Abfälle zu einer Vielzahl von Verteilungsköpfen 31 und 32 führt, v/elche ihrerseits die flüssigen
Abwässer und Abfälle durch Pumpen in eine Vielzahl von
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Leitungen 33 verteilen, durch welche die Abwasser und Abfälle
durch geeignete Ventile in und durch die geschlossenen Druckbehandlung sb ehält er 40 strömen, wo die Abwasser und Abfälle
mit Sauerstoff in Form von O^ unter Druck zur Herbeiführung
des biologischen und chemischen Oxidation behandelt werden. Sauerstoff in Form von Ü£ wird zu den geschlossenen Druckbehältern
40 durch eine geeignete Rohrleitung 41 angeliefert, welche von dem Op-Lager und dem Op-Generator 14 und 15 herkommt.
Nach der Behandlung der Abwasser und Abfälle in den geschlossenen Druckbehältern 40 werden die Abwasser und Abfälle hierauf
durch Leitungen 42, welche Ventile 43 aufweisen können,
zu einer gemeinsamen Leitung 44 und in einen Verteilungskopf 45 geführt, der die Abwässer und Abfälle in Leitungen 46, welche
Ventile 47 aufweisen können, verteilt. Von den Leitungen 46 werden die Abwässer und Abfälle in zusätzliche, geschlossene
Druckbehandlungsbehälter 50 geführt, in welchen die Abwässer
und Abfallwässer mit Sauerstoff in Form von Ο,, (Ozon) unter
Druck zur Sterilisation und zur Verminderung von Färbung, Geschmack, Geruch, Phenol, Cyanid und Phosphat behandelt werden.
Zu den geschlossenen Druckbehältern wird Sauerstoff in Form von O^ aus einem Ozongenerator 52 und einer Rohrleitung 53 zugeführt.
Ferner kann eine Rohrleitung 5^ zur Rezirkulation des Ozons
aus den Behältern 50 zu dem Ozongenerator 52 verwendet werden.
Aus den Druckbehältern 50 kann das behandelte Wasser zu einem
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Verteilungskopf 55 durch Leitungen 56» welche Rückschlagventile
57 hierin aufweisen können, eingespeist werden. Von den Leitungen 56 wird das Wasser in Becken 60 zur Endklärung
geführt, falls dies erforderlich ist, und dann durch Leitungen 62 in das Aufnahmegexrässer oder zu einer anderen Stelle.
Die Leitung 62 kann ferner Verteilungsköpfe oder Ventile 63
aufweisen.
Während das o"ben beschriebene System für die Abwasser- und
AbfallSammlung und Behandlung (Fig. 1) getrennte, geschlossene
Druckbehälter 40 und 50 zur Behandlung von Abwässern und Abfällen
mit Sauerstoff in Form von Op und 0-, umfaßt, kann diese
Behandlung mit Sauerstoff in Form von Op und O3, auch in einem
einzigen, geschlossenen Druckbehälter durchgeführt werden, wie dies im folgenden beschrieben wird.
In der Fig. 3 ist eine schematische Ansicht durch eine bevorzugte
Ausführungsform eines geschlossenen Druckbehandlungsbehälters 100 gezeigt, der gemäß der Erfindung aufgebaut ist.
Dieser geschlossene Druckbehandlungsbehälter kann ein geschlossener
Fiberglastank oder ein anderer Tank sein, und die Größe und die Länge des Tanks werden durch das Volumen und die
wesentlichen Kerkmale der zu behandelnden Abwässer und Abfälle
bestimmt. Für größere Installationen, können Vielfachtankanordnungen, wie oben mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben, verwendet
werden, um eine angemessene Kapazität und einen minimalen
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Raumbedarf herbeizuführen.
Der geschlossene Druckbehälter 100 ist im Inneren durch eine Tauchwand 102 allgemein in zwei Hauptabteilungen 103 und 104
aufgeteilt, welche ganz allgemein als getrennte Behandlungssysteme wirken. Die erste Abteilung 1OJ umfaßt eine Vielzahl
von Tauchwänden 106 in dem unteren Abschnitt hiervon, welche die Abteilung 103 in eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden
Behandlungslcammern für die Vielstufenbehandlung unterteilen.
Ebenfalls weist die Abteilung 104 Tauchwände 108 im unteren
Abschnitt hiervon und Tauchwände 109 im oberen Abschnitt hiervon auf, welche die Abteilung 104 in eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden
Behandlungskammern für die VielStufenbehandlung
unterteilen. Der einfließende Strom von Abwässern und Abfällen wird in den Behandlungsbehälter 100 durch die Leitung 112, die
Pumpe 113 und die Leitung 114, welche ein Ventil 115 aufweisen
kann, aufgenommen. Die Abwässer und Abfallwässer füllen einen unteren Abschnitt des Behandlungsbehälters 100 und die erste
Kammer der Abteilung 103, wie dies durch die, durch die gestrichelte
Linie in Fig. 3 gezeigt ist.
Ein (^-Lagertank 116 und Og-G-enerator 117 liefert Sauerstoff
in IPorm von Op durch das Rohr 118, welches in den oberen Abschnitt
der Abteilung 103 führt, so daß eine unter Druck stehende Gasatmosphäre von O2 im oberen Teil der Abteilung
des geschlossenen Druckbehälters 100 gebildet wird. Eine jede Kammer der Abteilung 103 umfaßt eine Einrichtung zum Einspritzen
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eines Stromes von flüssigen Abwässern und Abfall aus dem unteren Abgabewässerteil hiervon in ,die gasförmige Atmosphäre
des Sauerstoffs in Form von O^ unter Druck im oberen Teil
hiervon. Die Einrichtung umfaßt eine Leitung 120, welche von dem Boden des Behälters 100 führt, eine Pumpe 121 zum Abziehen
der flüssigen Abwässer und Abfälle von dem Boden des Behälters 100 durch die Leitung 120 und eine Leitung 122, welche zurück
zu dem Behälter 100 führt und im oberen Teil einer jeden Kammer der Abteilung 103 zum Einspritzen eines Stromes der flüssigen
Abwässer und Abfälle in die gasförmige Atmosphäre von Sauerstoff in Form von Op im oberen Teil eines jeden der Abteilungen
der Kammer 103 des Behälters 100 endet.
Eine Zerstäubungseinrichtung 125 ist im oberen Teil einer jeden
Abteilung der Kammer 103 innerhalb der gasförmigen Atmosphäre angeordnet, gegen welche der Strom aus flüssigen Abwässern und
Abfällen zum Aufbrechen der flüssigen Abwasser und Abfälle in kleine Teilchen gegengespritzt wird, damit die flüssigen Abwasser
und Abfälle unter rascher Absorption des Sauerstoffs
in Form von Op unter Druck in der gasförmigen Atmosphäre in
jeder Kammer der Abteilung 103 fallen können, so daß eine größere Oberfläche von flüssigen Abwässern und Abfällen gegenüber
dem Sauerstoff exponiert wird, um eine rasche biologische und chemische Oxidation herbeizuführen.
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Die Zerstäubeeinrichtungen umfassen, wie dies klarer aus den Pig. 5 "bis 8 zu ersehen ist, einaiallgemexn umgekehrten,
konusförmigen Eotor 127>
der an dein Ende einer Welle 128 befestigt ist, welche durch eine Druckdichtung und Buchse 129
durchführt und für die Drehung in einer Kugellagereinrichtung 130 eingerichtet ist. Die Kugellagereinrichtung I30 wird von
einer Platte I3I getragen, die mit Schrauben und Kuttern 132
entfernbar an einem heraufragenden Teil des Gehäuses des Behälters 100 festgemacht ist. Die heraufragenden Teile der Behälter
100, an denen die Platte 131 "befestigt ist, weisen Öffnungen auf, durch welche sich die Wellen 128 in den oberen Teil
des Behälters für die Aufhängung der Rotormechanismen 127 erstrecken. Die oben beschriebene Anordnung ermöglicht eine
leichte Entfernung der gesamten Zerstäubungseinrichtung, falls ein Ersatz oder eine Reparatur erforderlich sind, und sie bietet
ebenfalls die Möglichkeit eines Zuganges zum Inneren des Behälters 100.
Der Rotor 12? weist spiralförmige Vertiefungen 135 auf, welche
rings auf ihm voneinander entfernt angebracht sind, so daß beim Auftreffen eines Stromes von flüssigen Abwässern und Abfall
auf seinen Umfang dieser Rotormechanismus wegen der Einwirkung des Stromes auf die Vertiefungen 135 rotiert.
Längs der Oberfläche des Rotormechanismus 127, gegen welchen der Strom aus Abwässern und Abfällen gerichtet wird, sind eine
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Vielzahl von voneinander entfernt angeordneten Zähnen 137
angebracht, welche in Vertiefungen 138 in der Oberfläche des
Hot or s 127 gelagert und hierin durch Gewinde schraub en 139
werden
gehalten^ wie dies in der Fig. 8 gezeigt ist. Die besondere Form dieser Zähne 137* wie dies besonders in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist, liefert eine spitze und schneidende Oberfläche, gegen die die Abwasser und Abfälle stoßen, und als Folge der Drehwirkung des Rotors 127 wirken diese schneidenden Oberflächen der Zähne 137 zum Zerreißen und Zerschneiden der Feststoffe innerhalb der Abwässer und Abfälle S und zur Zerkleinerung auf kleinere Teilchen.
gehalten^ wie dies in der Fig. 8 gezeigt ist. Die besondere Form dieser Zähne 137* wie dies besonders in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist, liefert eine spitze und schneidende Oberfläche, gegen die die Abwasser und Abfälle stoßen, und als Folge der Drehwirkung des Rotors 127 wirken diese schneidenden Oberflächen der Zähne 137 zum Zerreißen und Zerschneiden der Feststoffe innerhalb der Abwässer und Abfälle S und zur Zerkleinerung auf kleinere Teilchen.
Wenn daher ein Strom von Abwässern und Abfällen gegen dLe
Zerstäubungseinrichtung 125 in der gasförmigen Atmosphäre von
Sauerstoff in Form von O2 unter Druck in den oberen Teil
einer jeden aufeinanderfolgenden Kammer der Abteilung I03 indem geschlossenen Druckbehälter 100 gegengeschleudert wird,
werden - wie ersichtlich - die flüssigen Abwässer und Abfälle in viele kleine Teilchen aufgeteilt bzw. aufgebrochen, welche
eine äußerst große Oberfläche für die Absorption des Sauerstoffs hierin für eine rasche biologische und chemische
Oxidation liefern.
Wie sich aus der Fig. 3 ergibt, treten die flüssigen Abwässer
und Abfälle S nach ihrer Behandlung in einer ersten Kammer der Abteilung 103 in aufeinanderfolgende Kammern ein und werden
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in ähnlicher Weise behandelt, bis der biologische Sauerstoffbedarf
der Abwässer und Abfälle vollständig befriedigt ist. Zusätzlich sind am Ende der Abteilung 103 vor der Tauchwand
102 eine Rezirkulationsleitung 14-0, eine Pumpe 141 und eine
Leitung 14-2 zur Rückführung von gewünschten Mengen der behandelten,
aktivierten Abwässer und Abfallwässer zurück zu der Einflußleitung 114 vorgesehen, um die einfließenden Wässer
mit Bakterien für Belebtschlamm zu impfen.
Nach der Behandlung der Abwässer und Abfälle S zur Herbeiführung der chemischen und biologischen Oxidation in den aufeinanderfolgenden
Kammern der ersten Abteilung 103 des geschlossenen
Druckbehandlungsbehälters 100 treten die so behandelten flüssigen Abwässer und Abfälle unter der Tauchwand 102 in die
erste Kammer der Abteilung 104·. Eine jede dieser aufeinanderfolgenden
Kammern der Abteilung 104- umfaßt ähnliche Einrichtungen zum Einspritzen eines Stromes der flüssigen Abwässer
und Abfälle in den oberen Teil der Kammern und gegen eine Zerstäubeeinrichtung 125, wie sie zuvor in Verbindung mit den
aufeinanderfolgenden Kammern der Abteilung 103 beschrieben wurde. In der Abteilung 104- liegt die gasförmige Atmosphäre
von Sauerstoff im oberen Teil hiervon in Form von Op und einem
gewissen Prozentsatz von O5, vor. Das O^ wird zu der Abteilung
104- von einem 0-,-Generatur 14-5 und der Rohrleitung 14-6 zugeführt.
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Wie sich, insbesondere aus Fig. 9 ergibt, führt die Rohrleitung
146 zu einem Abgaberohr 14-7, welches durch den unteren Teil der Abteilung 104 durchführt und öffnungen aufweist,- um das
0, direkt in die Abwasser und Abfälle und gegen ein sich in
Längsrichtung erstreckendes, gekrümmtes Ablenkblech 149 durchperlen
zu lassen bzw. abzugeben, wobei dieses Ablenkblech 149 eine Misch- und Zirkulationswirkung der Abwässer und Abfallwässer
in der Abteilung 104 bewirkt. Das gasförmige O7, perlt
durch die Abwasser und Abfallwässer zur Ozonisierung des O^
mit den Abfallwässern und in den oberen Teil der Abteilung 104 zur Bildung einer gasförmigen Atmosphäre in dem oberen Teil
einer jeder der aufeinanderfolgenden Kammern in der Abteilung 104 durch. Eine ReZirkulationsleitung 150 erstreckt sich von
dem oberen Teil der Abteilung 104 und sie umfaßt eine geeignete Pumpe 151 j um das 0, zurück durch den 0-,-Generator 145 zu
zirkulieren, wie dies aus der Fig. 3 ersichtlich ist.
In gleicher Weise, wie dies zuvor in Verbindung mit der Abteilung 103 beschrieben wurde, treten die flüssigen Abwasser und
Abfälle nacheinander durch jede dieser Kammern der Abteilung 104 durch und werden mit Sauerstoff in Form von O7, zur Sterilisation
und zur Verminderung der Färbung, des Geschmacks, des Geruchs, von Phenol, Cyanid und Phosphat behandelt. Im
Anschluß an die abgeschlossene Behandlung der Abwasser und Abfälle treten die so behandelte Flüssigkeit oder das so behandelte
Wasser aus der letzten Kammer der Abteilung 104 zu einer
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Abgabewässerleitung 160 und durch eine Schaumentfernungs- und
Entspannungstaiikeinrichtung 161, in welcher überschüssiger,
aufgelöster Sauerstoff und überschüssiges, aufgelöstes 0-,
zu einem Gas entspannt, aufgefangen und durch eine geeignete Leitung 174- durch einen Trockner 175 und dann zu dem Ozongenerator
für eine erneute Verwendung abgezogen werden.
Es sei darauf hingewiesen, daß die schematische Darstellung in der 51Xg. 3 zahlreiche Ventile usw. zeigt, welche für ein
volles Verständnis der Erfindung nicht notwendigerweise beschrieben werden müssen, und daß verschiedene Steuerungen
und Ventile gegebenenfalls angewandt werden können. Im allgemeinen kann irgendeine Art von "überwachungsausrüstung, die
schematisch in Blockform in der Fig. 3 angedeutet ist, angewandt werden, und diese tJberwachungsausrüstung und die Schaltung
hierfür kann sich in jede der Kammern der Abteilungen und 104- erstrecken. Zusätzlich können geeignete, elektrische
Steuerungen zwischen der Einflußleitung und der Ausflußseite des geschlossenen Druckbehälters vorhanden sein, um einen
geeigneten Druck in dem Behälter aufrechtzuerhalten. Solche Steuerungen sind ebenfalls allgemein schematisch in der Fig.
angedeutet, es ist jedoch nicht erforderlich, sie im einzelnen näher zu erläutern. Auf jeder Seite der Tauchwand 102, welche
den Behälter 100 in die Abteilungen 103 und 104· aufteilt, und an dem Ausflußende des Behälters 100 kann eine Schaumbeseitigungseinrichtung
verwendet werden, um den Schaum aus dem
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Behälter 103 zu dem Behälter 104· für eine Behandlung und zur
Entfernung irgendeines zurückbleibenden Schaumes zu überführen.
Weiter ist in der Fig. 3 in schematischer Blockform ein Einspeismechanismus
für ein Polymeres oder eine andere Chemikalie gezeigt, welche die Einspeisung von Polymeren oder anderen
Chemikalien, wenn dies gewünscht wird, durch das Rohr 170
direkt in jede der Kammern der Abteilungen 103 und 104 ermöglicht.
Biologische Prozesse, wie sie bei der Behandlung von Abwässern und Abfällen angewandt werden, sind relativ
billig, jedoch begrenzen sie die Leistungsfähigkeit und Wirksamkeit der Behandlung. Venn ein hohes Ausmaß der Wirksamkeit der
Behandlung gefordert wird, oder falls spezifische, Verunreinigungen wie toxische Substanzen oder Nährstoffe entfernt
werden müssen, bietet eine chemische Behandlung neue Möglichkeiten. Diese Chemikalien, welche durch die Polymereinspeisung ·
eingespeist werden können* umfassen anionische, kationische und nicht-ionische, organische Polymere, welche die Sedimentation
und Entfernung von Feststoffen in starkem Maße erhöhen und
die Wirksamkeit der Entwässerung von Schlamm und die Entfernung verbessern.
Wie ferner in der Fig. 3 gezeigt, ist eine pH-Kontrolleinrichtung mit einer geeigneten Rohrleitung 173 verbunden, um die
gewünschten Chemikalien in die Abwasser und Abfälle in den Behälter 100 zur Aufrechterhaltung eines geeigneten pH-Wertes
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einzuspeisen. Der pH-Wert einer Flüssigkeit ist einfacher ausgedrückt das relative Ausmaß der Azidität oder Alkalität
der Flüssigkeit. Eine maximale Abfallwässerbehandlung wird in einem relativ schmalen pH-Bereich des Abfallwassers erhalten.
Wenn bestimmte industrielle Abfälle in die Auffangeinrichtungen abgegeben werden, kann der entstandene pH-Wert
des Abfallwassers zu hoch oder zu niedrig für eine optimale Behandlungswirksamlceit sein. In solchen Fällen wird der pH-Wert
des Abfallwassers durch Einspeisen von Chemikalien durch die Rohrleitung 173 in die Abwasser und Abfallwässer in dem
Behälter 100 zur Erhöhung oder Erniedrigung des pH-V/ertes eingeregelt, so daß der optimale Wert für die Behandlung erhalten
wird.
Es sei darauf hingewiesen, daß die oben beschriebene Anordnung eines bevorzugten, geschlossenen Druckbehandlungsbehälters
für die Behandlung von Abwässern und Abfall mit Sauerstoff lediglich in Form von Ü£ verwendet werden kann, in diesem Fall
besitzt der gesamte Behälter die allgemeine Anordnung, wie sie mit Bezug auf die Abteilung 103 beschrieben ist, und ein
getrennter Behälter könnte für die Behandlung der Abwässer und Abfallwässer mit Sauerstoff in Form von 0-, verwendet werden,
in diesem Falle besäße der gesamte Behälter die allgemeine Anordnung, wie sie zuvor in Verbindung mit der Abteilung
erläutert wurde. Dies ist die allgemeine Anordnung, welche oben in Verbindung mit dem Gesamtsystem von Fig. 1 beschrieben
wurde.
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In der Pig. 11 kann der geschlossene Druckbehandlungsbehälter Einrichtungen 180 umfassen, welche sich in den oberen Teil
der gewünschten Kammer in Form von Niederdruck-Kaltkathodenquecksilberbogenlampen
zur Aussendung von UV-Lichtstrahlung verschiedener Wellenlängen erstrecken. UV-Licht wirkt als
Katalysator für Sauerstoff durch Anhebung des Potentials der Elektronen der Sauerstoffiaoleküle und unterstützt hierdurch
die Sauerstoffbehandlung der -Abwässer und Abfälle S. Zusätzlich
kann eine Desinfektion der Abwasser und Abfälle vor der Abgabe in einen Strom durch Erzeugung von Sauerstoff in Form von O^
in einer speziellen Reaktionskammer durchgeführt v/erden, welche ganz allgemein entsprechend den oben gemachten Angaben aufgebaut
ist, und in welcher die Niederdruck-Kaltkathodenquecksilberbogenlampen
zur Aussendung von UV-Lichtstrahlung angeordnet sind. O^ (Ozon) wird fotochemisch erzeugt, wenn ein Strom
von Sauerstoff oder Luft durch UV-Licht bestrahlt wird, welches Strahlung bei Wellenlängen von 210 nm oder weniger aussendet.
Ebenfalls können ausgewählte Kammern des geschlossenen, Druckbehandlungsbehälters
100 Ultraschallwellen erzeugende Einrichtungen 185 (siehe Fig. 12) zur Erzeugung von Ultraschallwellen
in dem Behälter umfassen, um die Verminderung von Phosphaten und ähnlichen Stoffen in den flüssigen Abwässern und Abfällen S
zu unterstützen, und um die durch die gasförmige Atmosphäre durchtretenden Flüssigkeitsteilchen zu noch kleineren Teilchen
zu zerkleinern, weiche eine größere Oberfläche oder größere
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23Λ3849
Grenzflächen besitzen, wodurch die Aktivität des Sauerstoffs
und der Flüssigkeitsmoleküle erhöht wird, und um das Aufeinandertreffen der Teilchen für eine raschere Überführung von
Sauerstoff in die Flüssigkeitsteilchen zu erhöhen.
In den Fig. 13 und 14 kann, ein geschlossener Druckbehandlungsbehälter
gemäß der Erfindung die Form eines allgemein als Kugel geformten Behälters 200 annehmen, der aus denselben
Materialien aufgebaut ist, wie sie zuvor mit Bezug auf den Behälter 100 beschrieben wurden. Dieser Behälter 200 wird
von Füßen 201 getragen. Diese Art von geschlossenem Druckbehandlungsbehälter ist besonders für eine ansatzweise Abfallbehandlung
oder für eine höhere Rate einer biologischen und chemischen Oxidation von Schlamm unter Erzeugung eines
stabilen Schlammendproduktes, welches geruchsfrei, steril und leicht in der kürzest möglichen Zeitspanne zu entwässern
ist, geeignet. Für die besten Ergebnisse mit einer solchen Art von Behandlungsbehälter sollten die Abwässer und Abfälle'
oder der Schlamm vor dem Eintritt in den Behandlungsbehälter aerob aktiviert (belebt) werden.
Bei dieser Anordnung treten die einkommenden Stoffe in den Behälter durch die Pumpe 205 und die Leitung 206 und können
aus dem Behälter nach der Behandlung durch die Leitung 206 und 207 austreten. Diese Leitungen können natürlich geeignete Ventile
aufweisen, wie dies schematisch in der Fig. 14 angedeutet ist.
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■ - 28 -
Ähnlich zu dem oben beschriebenen Behandlungsbehälter 100
füllen die Abwasser oder der Schlamm den unteren Teil dieses
Behandlungsbehälters 200, und Sauerstoff in Form von Op oder
Ο-, wird von geeigneten Versorgungseinrichtungen 209 und 210
durch die Rohrleitung 211, die Pumpe 212 und die Rohrleitung 213 .in den Behandlungsbehälter 200 geführt.
Bei diesem besonderen .Arbeitsvorgang wird es vorgezogen, den
Sauerstoff mit Hilfe eines öffnungen aufweisenden Diffusorringes 214 direkt in die Abwasser oder den Schlamm zu verteilen,
so daß der Sauerstoff durch die Abwässer oder den Schlamm hindurchperlt
und eine gasförmige Atmosphäre von Sauerstoff unter Druck in dem oberen Teil des Behälters 200 bildet. Dies bewirkt
ein Vermischen und eine Zirkulation der Abwässer und des Schlammes
im unteren Teil des Behälters. Für die Rezirkulation des Sauerstoffs von dem oberen Teil des Behälters führt eine Rohrleitung
216 von dem oberen Teil des Behälters und ist an die Pumpe 212 angeschlossen.
Ein solcher Behandlungsbehälter 200 umfaßt ferner eine Einrichtung
zum Injizieren eines Stromes der Abwässer oder des Schlammes von dem unteren Teil hiervon in die gasförmige Atmosphäre
von Sauerstoff unter Druck im oberen Teil hiervon. Diese Einrichtung umfaßt ferner eine Leitung 220, welche von dem Boden des
Behälters 200 führt, eine Pumpe 221 zum Abziehen der Abwässer oder des Schlammes von dem Boden des Behälters durch die Leitung
220 und eine Leitung 222, welche zurück zu dem Behälter 200 führt
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und im oberen Teil hiervon endet, um einen Strom der Abwässer
oder des Schlammes in die gasförmige Atmosphäre von Sauerstoff im oberen Teil des Behälters 200 einzuspritzen. Eine Zerstäubeeinrichtung
225, welche genau so aufgebaut ist, wie die zuvor beschriebene Zerstäubeeinrichtung 125, ist im oberen Teil des
Behälters 200 innerhalb der gasförmigen Sauerstoffatmosphäre
angeordnet, gegen diese Zerstäubeeinrichtung wird der Strom von Abwässern oder Schlamm zum Aufbrechen der Abwässer oder
des Schlammes in feine Teilchen gegengespritzt, so daß die Abwässer oder der Schlamm den unter Druck in der gasförmigen
Atmosphäre vorliegenden Sauerstoff rasch absorbieren können, so daß eine größere Oberfläche der Abwasser oder des Schlammes
gegenüber dem Sauerstoff freigelegt wird, um die rasche Behandlung hiervon sicherzustellen.
Dieser Behandiungsbehälter 200 kann ferner eine Polymereinspeiseeinrichtung
230 und eine pH-Steuereinrichtung 235 umfassen,
welche mit der Leitung 220 durch Leitungen 237 bzw. 238 verbunden
sind. Die Aufgaben dieser Einrichtungen sind dieselben, wie sie zuvor mit Bezug auf den Behandlungsbehälter 100 erläutert
\tfurden.
Dieser Behandlungsbehälter 200 kann für Behandlungen der Abwässer
oder des Schlammes mit Sauerstoff in Form von On oder 0-,
nacheinander oder abwechselnd verwendet werden. «
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Hieraus ist ersichtlich, daß eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Behandlung von Abwässern und Abfallwässern durch
die Erfindung geschaffen wurden, in welchen die Endbehandlung von Abwässern und Abfallwässern in einem oder mehreren,
kompakten, Baukastenbehältern, welche massenproduziert und bequem an Ort und Stelle aufgebaut werden können, durchgeführt
werden kann, wodurch die unvorteilhaften Merkmale der konventionellen Abwässerbehandlungsanlagen vermieden werden. Durch
Behandlung von Abwässern und Abfällen unter Druck mit hochreinem Sauerstoff wird ein viel wirksameres und schnelleres
Behandlungsverfahren erreicht. Im allgemeinen beträgt die Löslichkeit von Sauerstoff (Op) in frischem Wasser bei 1 Atm.
9,2 ppm bei 20 0C (Teile pro Million). Theoretisch könnte
beim Arbeiten bei 4- Atm. die Menge von aufgelöstem Sauerstoff (Op) 175 ppm erreichen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Abwässer- und Abfallsammel-
und -behandlungssystem, welches Einrichtungen zum Transport
von flüssigen Abwässern und Abfällen, welche die Neigung septisch zu werden und unerwünschte Chemikalien, Gase, Gerüche, Bakterien
des Mangels
usw. während des Transportes als Eolgey'eines geeigneten Sauerstoff
gehaltes hierin besitzen, von einem Sammelpunkt zu einem Behandlungspunkt, direkt in diesen Transporteinrichtungen zur
Zufuhr von Sauerstoff zu den Abwässern und Abfällen während deren Strömung hierdurch zur Verhinderung des Septischwerdens
der Abwässer und Abfälle, Kontrolle des Aufbaues der zuvor
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genannten unerwünschten Stoffe und zur Förderung des Wachstums
von erwünschten, aeroben Bakterien angeordnete Einrichtungen sowie eine Behandlungsvorrichtung zur Aufnahme der flüssigen
Abwässer und Abfälle aus der Transporteinrichtung und zur Behandlung hiervon zur Herbeiführung der biologischen und
chemischen Oxidation und Sterilisation sowie zur Verminderung von unerwünschter Färbung, Geschmack, Geruch, Phenol, Cyanid
und Phosphat, wobei diese Behandlungsvorrichtung einen geschlossenen Druckbehälter aufweist,' umfaßt.
Bei einem solchen Abwässer- und Abfallsammel- und -behandlungssystem,
wie es zuvor beschrieben wurde, kann die Behandlungsvorrichtung einen geschlossenen Behälter, der einen unteren
und einen oberen Teil hierin.begrenzt und Einlaßeinrichtungen
zur Aufnahme von flüssigen'Abwässern und Abfällen in dem
unteren Teil aus der Transporteinrichtung unter Bildung eines Flüssigkeitspegels und Ausiaßeinrichtungen zur Abgabe der
behandelten Flüssigkeit einschließt, Einrichtungen, welche mit dem Behälter zur Zufuhr von Sauerstoff zu dem unteren Teil
des Behälters zur Bildung einer sauerstoffreichen Atmosphäre
oberhalb dem Flüssigkeitspegel verbunden sind, Zerstäubeeinrichtungen, welche in dem oberen Teil des Behälters und in
getrennter Anordnung oberhalb des Flüssigkeitspegels angeordnet sind, und Einrichtungen zur Richtung eines Stromes der flüssigen
Abwasser und Abfällen von dem unteren Teil des Behälters nach oben zum Austritt in die Sauerstoffatmosphäre und zum
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Auftreffen auf die Zerstäubeeinrichtung unter Aufbrechen der
flüssigen Abwasser und Abfälle in Tausende von kleinen Teilchen umfassen, wodurch die Teilchen der flüssigen Abwasser
und Abfälle eine wesentliche Steigerung der Grenzfläche zwischen den flüssigen Abwässern und Abfällen einerseits und
dem Sauerstoff andererseits erfahren, so daß der Sauerstoff rasch beim Pallen der Teilchen durch die sauerstoffreiche
Atmosphäre absorbiert werden kann.
Bei dem zuvor beschriebenen Abwasser- und Abfallsammel- und
-behandlunsssystem, können die in den Transporteinrichtungen zur Zufuhr von Sauerstoff angeordneten Einrichtungen eine Vielzahl
von voneinander entfernt längs der Länge der Transporteinrichtung angeordnete Einrichtungen umfassen, um nacheinander
Sauerstoff zu den flüssigen Abwässern und Abfällen während deren Strömung hierdurch zuzuführen.
Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere
die räumliche Ausgestaltung, werden als erfindungs-• wesentlich beansprucht, soweit sie gegenüber dem Stand der
Technik einzeln oder in Kombination neu sind.
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Claims (20)
1. Verfahren zur Behandlung von flüssigen Abwässern und Abfällen, dadurch gekennz eichnet, daß die flüssigen
Abwasser und die Abfälle in den unteren Teil eines geschlossenen Behälters eingeführt werden, daß Sauerstoff in den
oberen Teil des geschlossenen Behälters zur Schaffung einer sauerstoffreichen Atmosphäre über den flüssigen Abwässern
und Abfällen zugeführt wird, und daß ein Strom von flüssigen Abwässern und von Abfällen von dem unteren Teil des Behälters
nach oben zum Austritt in die sauerstoffreiche Atmosphäre und zum Aufprallen auf einen Zerstäuber, der im oberen Teil
des Behälters in räumlich getrennter Anordnung von dem Pegel der flüssigen Abwasser und Abfälle angeordnet ist, gerichtet
wird, um die flüssigen Abwasser und Abfälle in Tausende feinster Teilchen aufzuteilen und unter rascher Absorption
des Sauerstoffs durch die Teilchen auf die Oberfläche der flüssigen Abwasser und Abfällen herabfallen zu lassen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zufuhr des Sauerstoffs zu dem oberen Teil des geschlossenen Behälters das Unterdrucksetzen von Sauer-
so
stoff einschließt,/daß die sauerstoffreiche Atmosphäre bei einem Druck oberhalb 1 Atm. zur weiteren Erleichterung der Absorption des Sauerstoffs durch die Teilchen gehalten wird.
stoff einschließt,/daß die sauerstoffreiche Atmosphäre bei einem Druck oberhalb 1 Atm. zur weiteren Erleichterung der Absorption des Sauerstoffs durch die Teilchen gehalten wird.
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3. „Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichn
e t, daß zusätzlich ein zweiter Strom der flüssigen Abwässer und Abfälle von dem unteren Teil des Behälters nach
oben unter Austritt in die sauerstoffreiche Atmosphäre und Auftreffen auf einen zweiten Zerstäuber, der im oberen Teil
und
des Behälters/in getrennter Anordnung oberhalb des Pegels der flüssigen Abwasser und Abfälle angeordnet ist, gerichtet wird, so daß die flüssigen Abwässer und Abfälle aufeinanderfolgend zu kleinen Teilchen aufgebrochen und der sauerstoffreichen Atmosphäre ausgesetzt werden.
des Behälters/in getrennter Anordnung oberhalb des Pegels der flüssigen Abwasser und Abfälle angeordnet ist, gerichtet wird, so daß die flüssigen Abwässer und Abfälle aufeinanderfolgend zu kleinen Teilchen aufgebrochen und der sauerstoffreichen Atmosphäre ausgesetzt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Zuführen von Sauerstoff in den Behälter die Zufuhr von Sauerstoff in Form von (X zur Sterilisation und
zur Verminderung von Färbung, Geschmack, Geruch, Phenol, Cyanid und Phosphat in den flüssigen Abwässern und Abfällen
umfaßt.
5« Vorrichtung zur Behandlung von flüssigen Abwässern und von
Abfällen zur chemischen Oxidation der Verunreinigungen mit einem hohen Grad an Sauerstoffabsorption und -ausnutzung,
insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
dadurch gekennz eichnet, daß sie einen geschlossenen Behälter (100), der einen unteren Teil und einen oberen
Teil begrenzt, Einlaß einrichtungen (,112, 11J, 114) zur Aufnahme
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von flüssigen Abwässern und Abfällen in dem unteren Teil unter Bildung eines Flüssigkeitspegels, Auslaßeinrichtungen
(160) zur Abgabe der behandelten Flüssigkeit, mit dem Behälter verbundene Einrichtungen (116, 117, 118) zur Zuführung
von Sauerstoff zu dem oberen Teil des Behälters zur Bildung einer sauerstoffreichen Atmosphäre oberhalb dem Flüssigkeitspegel,
im oberen Teil des Behälters und in getrennter Anordnung oberhalb des Flüssigkeitspegels angeordnete Zerstäubeeinrichtungen
(125) und Einrichtungen (120, 121, 122) zum Eichten eines Stromes der flüssigen Abwasser und Abfälle
von dem unteren Teil des Behälters nach oben zum Austritt in die Sauerstoffatmosphäre und zum Auftreffen auf die
Zerstäubeeinrichtungen unter Aufbrechen der flüssigen Abwässer
und Abfälle in Tausende von kleinen Teilchen und wesentlicher Vergrößerung der Grenzfläche der Teilchen von
flüssigen Abwässern und Abfall und·Sauerstoff, so daß der
Sauerstoff leicht während des Falls der Teilchen durch die sauerstoffreiche Atmosphäre absorbiert werden kann, umfaßt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5? dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubeeinrichtungen (125) einen allgemein
umgekehrten, konusförraigen Kopfteil (127), Einrichtungen (128, 129» 130, 131) zum Montieren des Kopfteiles für eine
freie Rotation um eine allgemein senkrechte Achse und spiralförmige Vertiefungen (135) in dem Kopfteil umfassen, so daß
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der Strom von flüssigen Abwässern und Abfall, der gegen den Kopfteil aufprallt, eine Rotationsbewegung hoher Geschwindigkeit
des Kopfteiles ergibt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zerstäubeeinrichtungen (125) weiterhin eine
Vielzahl von auf dem Kopfteil zur Unterstützung des Aufbrechens der flüssigen Abwasser und des Abfalles in kleine
Teilchen und zum Zermahlen irgendwelcher in den Abwässern und Abfällen vorhandenen Feststoffen montierten Zähnen (137)
umfassen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zähne (137) Einrichtungen ( 139) für die entfernbare Montage der Zähne auf dem Kopfteil (127) zu
deren leichter Entfernbarkeit umfassen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 55 dadurch gekennzeichnet,
daß der Behälter (IOO) einen Innendruck von wenigstens
4 Atm. aushalten kann, und daß die Einrichtungen (II6, 117j
118) zur Zuführung von Sauerstoff zu dem oberen Teil des Behälters Einrichtungen umfassen, um die sauerstoffreiche
Atmosphäre innerhalb des Behälters unter weiterer Erhöhung der Absorption von Sauerstoff durch die Teilchen von flüssigen
Abwässern und Abfällen unter Druck zu setzen.
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10. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet,
daß der geschlossene Behälter (100) ein Kugelbehälter
(200) von allgemeiner Kugelform für einen ansatzweisen Betrieb ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekennz eichn
e t, daß der geschlossene Behälter (100) einen länglichen, allgemein zylindrischen, sich waagerecht erstreckenden Behälter
umfaßt, wobei die Einlaßeinrichtungen (112, 113, 114)
an einem Ende und die Auslaßeinrichtungen (160) am anderen Ende hiervon angeordnet sind, und wobei der Behälter weiterhin
eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Behandlungskammern hierin umfaßt, wobei jede eine Einrichtung (120, 121,
122) zum Eichten eines Stromes von flüssigen Abwässern und Abfall nach oben und eine Zerstäubeeinrichtung (125) zum
Aufbrechen der flüssigen Abwasser und Abfälle in kleine Teilchen umfaßt, so daß die flüssigen Abwasser und Abfälle
aufeinanderfolgend während des Durchströmens durch den
Behälter behandelt werden.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Behälter (100) sich in Querrichtung erstreckende Tauchwände (106, 10S) umfaßt, welche längs seiner
Länge getrennt voneinander angeordnet und im unteren Teil zur Aufteilung des Behälters in eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden
Behandlungskamnern angeordnet sind, wobei die
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Tauchwände eine geringere Höhe als die Tiefe der flüssigen Abwasser und Abfälle in dem Behälter besitzen, so daß
flüssige Abwasser und Abfälle rings um die Tauchwände während ihres Fließens durch den Behälter strömen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet,
daß der Behälter (100) weiterhin eine sich in Querrichtung erstreckende Tauchwand (102) umfaßt, die im oberen
Teil hiervon zur Aufteilung des oberen Teils des Behälters in eine erste Abteilung (103) und eine zweite Abteilung (104)
angeordnet ist, und wobei die Einrichtungen (118) zur Zuführung von Sauerstoff in den oberen Teil des Behälters Einrichtungen
zur Zufuhr von Sauerstoff in Form von O^ in den oberen Teil in der ersten Abteilung (I03) für die biologische
und chemische Oxidation der flüssigen Abwasser und Abfälle und Einrichtungen (146) zur Zufuhr von Sauerstoff
in Form von O^ in den oberen. Teil der zweiten Abteilung
(104) zur Sterilisation und zur Verminderung von Färbung, Geschmack, Geruch, Phenol, Cyanid und Phosphat in den
flüssigen Abwässern und Abfällen umfaßt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet,
daß Einrichtungen (146, 147) zur Sauerstoffzufuhr ,
Einrichtungen zur Rezirkulation von Sauerstoff und zum
Vermischen von Abwässern und Abfällen einschließen, welche
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eine Leitung (150) und eine Pumpe (151) umfassen, die
zwischen dem oberen Teil des Behälters (100) und dem unteren teil des Behälters zum Abziehen von Sauerstoff
von dem oberen Teil und zum Einspritzen dieses Sauerstoffes in die flüssigen Abwässer und Abfälle im unteren Teil
verbunden sind, sowie ein gekrümmtes Ablenkblech (14-9) aufweisen, das im unteren Teil des Behälters zum Hervorrufen
einer Mischwirkung in den flüssigen Abwässern und Abfällen beim Injizieren des Sauerstoffes und beim Diffundieren
hierdurch angeordnet ist.
15· Vorrichtung nach Anspruch 5? dadurch geke. nnz eichn
e t, daß sie weiterhin Einrichtungen (180) zur Erzeugung von UV-Licht aufweist, die im oberen Teil des Behälters
(100) angeordnet sind, um in der gasförmigen Atmosphäre UV-Licht als Katalysator für den hierin befindlichen Sauerstoff
zu erzeugen.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennz eichn
e t, daß sie weiterhin Einrichtungen (185) zur Erzeugung von Ultraschallwellen umfaßt, welche mit"dem oberen Teil
des Behälters (100) verbunden sind, um in dem Behälter Ultraschallwellen herzustellen, um die Verminderung von Phosphaten
und ähnlichen Stoffen in den flüssigen Abfällen zu unterstüzten,
und um die durch die gasförmige Atmosphäre durchtretenden Flüssigkeitsteilchen au noch kleineren Teilchen
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zu zerkleinern und die Zusammenstöße der Teilchen für einen rascheren übergang von Sauerstoff in die ITüssigkeitsteilchen
zu erhöhen.
17- Vorrichtung nach Anspruch 55 dadurch gekennz eichn
e t, daß sie weiterhin Polymereinspeiseeinrichtungen (Ί70,
•■230) umfaßt, welche mit dem Behälter(100, 200) verbunden
sind, um geeignete Chemikalien in den Behälter für eine chemische und physikalische Reaktion von nicht-oxidierbaren
Substanzen in den flüssigen Abwässern und Abfällen zuzuführen.
18. Vorrichtung nach Anspruch 5> dadurch ge Ic en η ζ e i ch~
net, daß sie weiterhin eine pH-Regeleinrichtung (1735 235)
umfaßt, welche mit dem Behälter (100, 200) verbunden ist, um geeignete Chemikalien in den Behälter zur Regelung des
pH-Wertes der flüssigen Abwasser und Abfälle hierin innerhalb
eines gewünschten Bereiches zuzuführen.
19· Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis
18 in einem Abwasser- und Abfallsammel- und -behandlungssystem,
welches Einrichtungen für den Transport von flüssigen Abwässern und Abfällen von einem Sammelpunkt zu einem
Behandlungspunkt, wobei diese flüssigen Abwasser und Abfälle die Neigung besitzen, septisch zu werden und unerwünschte
Chemikalien, Gase, Gerüche, Bakterien usw. während des
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Transportes als Folge des Mangels von einem geeigneten Sauerstoffgehalt hierin aufzubauen,und Einrichtungen
umfaßt, welche direkt in der Transporteinrichtung zur Zufuhr von Sauerstoff zu den Abwässern und Abfällen
während deren Strömung hierdurch zur Verhinderung des Septischwerdens der Abwasser und Abfälle, der Steuerung
des Aufbaues der zuvor genannten, unerwünschten Stoffe und zur Förderung des Wachstums von gewünschten, aeroben
• Bakterien^ angeordnet ist, wobei die Vorrichtung am Ende des Sammelsystems angeordnet ist.-
20. Ausführungsform nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Transporteinrichtungen
zur Zufuhr von Sauerstoff angeordneten Einrichtungen eine Vielzahl von voneinander entfernt längs der Länge der
Transporteinrichtung angeordneten Einrichtungen umfassen, um nacheinander Sauerstoff zu den flüssigen Abwässern
und Abfällen während deren Strömung hierdurch zuzuführen.
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