DE2400602C2 - Verfahren zur Behandlung von in einem Abwasserkanal befindlichem Abwasser - Google Patents
Verfahren zur Behandlung von in einem Abwasserkanal befindlichem AbwasserInfo
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- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
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Description
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von in einem Abwasserkanal befindlichem Abwasser
mit einem mit Sauerstoff angereicherten Gas, das unter Druck in das Abwasser eingeleitet wird.
Aus der US-PS 35 25 685 ist ein Verfahren der eingangs genannten Art bekanntgeworden. Bei diesem
Verfahren wird in das durch Gefällekanäle strömende Abwasser mit Sauerstoff angereichertes Gas eingeleitet,
um zu verhindern, daß das Abwasser septisch wird, sich unerwünschte Stoffe bilden sowie Geruchsbelästigungen
auftreten. Das mit Sauerstoff angereicherte Gas wird in den Abschnitten, in die es eingeleitet wird, nicht
vollständig gelöst. Vielmehr entweichen Gasblasen aus dem Abwasser, um den Raum über der Oberfläche des
Abwassers zu füllen und die leichteren Abwassergase aus dem Abwassersystem auszutreiben.
Dieses Verfahren ist ungeeignet für die Abwasserbehandlung in Steigkanälen, in denen sich keine Gastaschen
bilden sollen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem 6«
Verfahren der eingangs genannten Art die bakterielle Bildung von Schwefelwasserstoff in einem Abwasser-Steigkanal
zu unterdrücken.
Ausgehend von dem Verfahren der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
in dem durch einen Steigkanal geleiteten Abwasser im wesentlichen das gesamte in dieses eingeleitete, mit
Sauerstoff angereicherte Gas gelöst wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren bringt gegenüber dem oben dargelegten bekannten Verfahren den
Vorteil, daß es nunmehr möglich ist, bei durch einen Steigkanal geleitetem Abwasser die Konzentration des
in dem Abwasser gelösten Säuerstoffes genügend groß zu haken, so daß die in dem Abwasser befindlichen
Bakterien daran gehindert werden, in dem Abwasser enthaltene sauerstoffhaltige Verbindungen abzubauen.
Durch die erfindurigsgemäße Behandlung mit einem mit Sauerstoff angereichertem Gas ist es außerdem
möglich, ggf. in dem betreffenden Abwasser vorhandenen Schwefelwasserstoff zu oxydieren. Außerdem ist es
für den Pumpvorgang von Vorteil, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren keine ungelösten Gasvolumina
auftreten.
Unter dem Ausdruck »Steigkänal« ist ein geschlossener
Kanal zu verstehen, in dem die Abwasserströmung entgegen der Neigung des Kanals oder zumindest eines
Teiles des Kanals mittels einer Pumpanlage hervorgerufen wird. Er verläuft zwischen einer Quelle unbehandelten
Abwassers und einer Behandlungsstelle oder einer Ablagerungsstelle, wobei eine solche Behandlungsstelle
beispielsweise ein Belebtschlammbecken oder eine biologische Filteranlage sein kann und wobei eine
solche Ablagerungsstelle beispielsweise ein Vorfluter sein kann. Steigkanäle folgen im allgemeinen den
Bodenunebenheiten des Geländes, in weichem sie verlegt sind. Mit »Steigkanal« können auch zylindrische
Rohrleitungen bezeichnet werden, die fortgesetzt oder über den größten Teil ihrer Länge in Richtung der
Abwasserströmung ansteigen. Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise längs einer Teilstrecke
des Steigkanals angewandt.
Unter dem Ausdruck »mit Sauerstoff angereichertes Gas« sind im Zuge der nachstehenden Darlegungen
entweder nahezu reiner Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gasgemisch zu verstehen, bei welchem der
Sauerstoffanteil größer ist als der Sauerstoffanteil in Luft.
Das mit Sauerstoff angereicherte Gas kann ggf. einen kleinen Anteil von Ozon oder einem anderen Gas
aufweisen, welches günstige Wirkungen hat.
Falls erwünscht, kann das mit Sauerstoff angereicherte Gas in der Weise erzeugt werden, daß Luft mit
Sauerstoff angereichert wird.
Bei hintereinandergeschalteten Steigkanälen ist es im allgemeinen zweckmäßig, daß das mit Sauerstoff
angereicherte Gas an einer oder mehreren Stellen zwischen dem Kanalauslaß und einem in der Nähe einer
Abwasserpumpe angeordneten Rückschlagventil eingeleitet wird, so daß sichergestellt ist, daß die bakterielle
Reduktion der sauerstoff- und schwefelhaltigen Abwasserbestandteile erst an der bzw. denjenigen Stellen
beginnt, an welcher bzw. welchen das mit Sauerstoff angereicherte Gas eingeleitet wird. Es kann auch
zweckmäßig sein, das mit Sauerstoff angereicherte Gas in der Nähe des Rückschlagventils einzuleiten.
Vorzugsweise sollte das mit Sauerstoff angereicherte Gas mindestens 90 Volumenprozent Sauerstoff enthalten,
besonders bevorzugt jedoch mindestens 98 Volumenprozent Sauerstoff. Dadurch wird der Anteil von
unerwünschten Gasen, beispielsweise von Stickstoff, die im Abwasser gelöst werden müssen, in erträglichen
Grenzen gehalten.
Die Mindestmenge an mit Sauerstoff angereichertem Gas, welche benötigt wird, um zu verhindern, daß die in
dem Abwasser herrschende Konzentration gelösten Sauerstoffes unter einen Pegel abfällt, bei welchem der
24 OO
bakterielle Abbau von sauerstoff- oder schwefelhaltigen Verbindungen im Abwasser einsetzt, hängt von einer
Anzahl verschiedener Faktoren ab. Wichtige Faktoren sind die Abwassertemperatur, die Zeit während welcher
sich das Abwasser in dem Kanal befindet, und die Geschwindigkeit, mit welcher das Abwasser den
gelösten Sauerstoff aufnimmt Wichtig sind auch die Innenabmessungen des Abwasserkanals, da die ggf. in
dem Abwasser vorhandenen Bakterienvölker das Bestreben haben, sich in der Nähe der Innenwandungen κι
des Abwassei kanals anzusiedeln. Da alle diese Parameter
leicht empirisch bestimmt werden können, kann die Mindestmenge von mit Sauerstoff angereichertem Gas,
die hinsichtlich einer gegeoenen Abwassermenge in den Kanal eingeführt werden muß, leicht berechnet werden,
wenn man weiß, wie hoch in dem in den Abwasserkanal einströmenden Abwasser die Konzentration des darin
gelösten Sauerstoffes ist Folglich ist es zweckmäßig, daß stromab der Stelle, an der das mit Sauerstoff
angereicherte Gas in das Abwasser eingeleitet wird, entweder die Konzentration des im Abwasser gelösten
Sauerstoffs oder/und der bipchemische Sauerstoffbedarf des Abwassers überwacht werden, und die
Einleitung des mit Sauerstoff angereicherten Gases in das Abwasser jeweils aufgrund von Änderungen des 2r>
überwachten Wertes geregelt wird.
Durch ein derartiges Vorgehen ist es möglich, irgendwelchen, durch den jeweiligen Tagesablauf
bedingten oder klimatisch bedingten Änderungen des Sauerstoffbedarfs des Abwassers Rechnung zu tragen, in
Falls gewünscht, kann eine entsprechende automatische Steueranlage vorgesehen sein, mit deren Hilfe jeweils
der Grad der Einführung des mit Sauerstoff angereicherten Gases in das Abwasser selbsttätig eingestellt
wird, wobei die Erhöhung der einzuführenden Gasmen- » ge jeweils vorzugsweise schrittweise in jeweils bestimmten
zuzuführenden Mengen erfolgt, wenn sich zeigt, daß die Konzentration des in dem Abwasser
gelösten Sauerstoffs um einen bestimmten Wert abgenommen hat, während vorzugsweise die Menge des
jeweils zugeführten Gases wiederum schrittweise vermindert wird, wenn sich zeigt, daß der Gehalt an
gelöstem Sauerstoff in dem Abwasser um einen gegebenen Wert angestiegen ist. So kann beispielsweise
das Gerät zur Messung der Konzentration des in dem « Abwasser gelösten Sauerstoffs so eingerichtet sein, daß
es elektrische Signale erzeugt, die dazu verwendet werden, ein oder mehrere Solenoide in einem
Regelkreis zu erregen, in welchem die Regelung der Zufuhr des mit Sauerstoff angereicherten Gases zu dem >»
betreffenden Gasinjektor mittels solenoidbetätigter Ventile erfolgt
Wird das erfindungsgemäße Verfahren in einem Steigkanal angewendet, dessen Länge kurz genug ist, so
daß die Einführung des mit Sauerstoff angereicherten 5r>
Gases nur an einer einzigen Stelle zu erfolgen braucht, so ist es zweckmäßig, die Konzentration des in dem
Abwasser gelösten Sauerstoffs in oder nahe des Kanalauslasses vorzunehmen. Ist der verwendete
Steigkanal so lang, daß die Einführung des mit W) Sauerstoff angereicherten Gases an mehr als nur einer
einzigen Stelle erforderlich ist, so erfolgt die Überwachung der jeweiligen in dem Abwasser herrschenden
Konzentration gelösten Sauerstoffs vorzugsweise zwischen einer dieser Stellen und einer mit Bezug auf die μ
Abwasserströmungsrichtung stromab der dem Kanalauslaß nächstgelegenen Stelle.
Als Quellen für mit Sauerstoff angereichertes Gas kommen die verschiedensten Einrichtungen in Frage. So
kann beispielsweise flüssiger Sauerstoff in einem Isoliergefäß gelagert werden und durch einen Verdampfer
geführt werden, bevor er als reiner Sauerstoff in den Abwasserkanal eingeleitet wird. In Abwandlung dessen
kann reiner Sauerstoff auch aus einer oder mehreren Sauerstofflaschen zugeführt werden, in welchen er unter
Druck gelagert wird. Mit Sauerstoff angereicherte Luft kann beispielsweise aus einer Lufitrertnanlage bezogen
werden, in welcher durch periodische Druckänderungen ein Wechsel-Adsorptions-Desorptionsprozeß aufrechterhalten
wird. Falls erforderlich, können dem Sauerstoff bzw. der mit Sauerstoff angereicherten Luft
andere Gase beigemischt werden.
Das mit Sauerstoff angereicherte Gas wird zweckmäßig mit einem Druck im Bereich zwischen 1,5 bar und
5,0 bar in den Abwasserkanal eingeführt. Ein Druck zwischen 5 bar und 10 bar ist ebenfalls noch günstig.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das mit Sauerstoff angereicherte Gas vorzugsweise in Form
von kleinen Gasblasen in das Abwasser eingeführt, welche vorzugsweise einen Durchmesser zwischen
0,05 mm und 0,15 mm haben sollten, wodurch die Löslichkeit des Gasgemisches wesentlich erhöht wird.
Die Einspeisung des Gases kann länger andauern als Abwasser durch den Steigkanal gepumpt wird.
Bei vielen Abwasserkanälen wird jeweils vertikal oberhalb der Stelle, an welcher das mit Sauerstoff
angereicherte Gas in den Kanal eingeführt werden soll, kein Einstiegschacht vorhanden sein. In solchen Fällen
kann man eine starre oder biegsame Röhre vorsehen, welche von der betreffenden Quelle des mit Sauerstoff
angereicherten Gases über einen Einstiegschacht in den Abwasserkanal eingeführt wird und sich ein Stück
weiter längs des Abwasserkanals bis zu der Stelle hin erstreckt, an welcher das mit Sauerstoff angereicherte
Gas eingeführt werden soll, wo die Röhre dann in Form eines Injektors endet.
Der oder die Injektorauslässe sind zweckmäßig mit Bezug auf die Abwasserströmung stromab gerichtet, so
daß die Gefahr, daß Feststoffe den oder die Auslässe verstopfen, verringert ist.
Die Zeichnung zeigt eine Vorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden
kann.
Der Steigkanal 2 weist einen Einlaß 4 auf, der eine unterirdische Pumpstation 6 versorgt. In dieser Pumpstation
befindet sich ein Sumpf 3, welcher Abwasser vom Einlaß 4 aufnimmt, und an den Auslaß des Sumpfes
3 ist eine Pumpe 5 angeschlossen, deren Auslaß wiederum an den Einlaß einer Leitung 7 angeschlossen
ist, längs welcher Abwasser nach oben abgepumpt wird. Die Leitung 7 steigt in Strömungsrichtung des
Abwassers an und endet in einem zur Reinigungsstelle führenden Hauptkanal 8, über welchen das Abwasser in
einen nicht dargestellten Gefällekanal gelangt In der Nähe des Einlasses des Kanals 7 befindet sich ein
Rückschlagventil 9, welches ein Zurückströmen des Abwassers aus dem Steigkanal 7 in die stillstehende
Pumpe 5 verhindert. In der Nähe dieses Rückschlagventils 9 befindet sich im Steigkanal 7 ein Injektorrohr 16
zwischen diesem Rückschlagventil 9 und dem zur Reinigungsstelle führenden Hauptkanal 8. Über das
lnjel'torrohr 16 wird Sauerstoff in den Abwasserkanal
eingeleitet. Der Sauerstoff gelangt zum Injektorrohr 16 über eine Leitung 18, die von einem überirdisch
angeordneten Sauerstoffkonverter 20 durch einen Einstiegschacht 22 hindurch nach unten geführt ist. Der
Sauerstoffkonverter 20 weist einen vakuumisolierten Behälter 24 und einen Verdampfer 26 auf.
Der Zustrom von Sauerstoff zum Injektorrohr 16 wird mittels eines Strömungssteuerventils 28 gesteuert.
Dieses Ventil ist vorzugsweise ein Solenoidventil, welches selbsttätig derart betätigt wird, daß der Grad
des Sauerstoffzustroms zum Injektorrohr 16 jeweils von Änderungen des Konzentrationswertes des im Abwasser
gelösten Sauerstoffs abhängt, welcher in dem zur Reinigungsstelle führenden Hauptkanal 8 des Steigkanal-Hauptsammlers
2 mittels eines Meßgerätes 30 für gelösten Sauerstoff gemessen wird.
Anhand des nachstehend wiedergegebenen Ausführungsbeispiels wird nunmehr das erfindungsgemäße
Abwasserbehandlungsverfahren noch weiter erläutert.
Ausführungsbeispiel
In den Sumpf eines 1140 m langen Steigkanals mit einer lichten Weite von 200 mm wurden stündlich 26 800 I häusliches Abwasser eingeleitet. Die Konzentration von in dem ankommenden Abwasser gelöstem Sauerstoff betrug 6 mg/1. Die Temperatur des ankommenden Abwassers betrug i5°C.
In den Sumpf eines 1140 m langen Steigkanals mit einer lichten Weite von 200 mm wurden stündlich 26 800 I häusliches Abwasser eingeleitet. Die Konzentration von in dem ankommenden Abwasser gelöstem Sauerstoff betrug 6 mg/1. Die Temperatur des ankommenden Abwassers betrug i5°C.
Der Sumpf des Steigkanals hatte ein Fassungsvermögen von 6000 1 und immer, wenn der Sumpf vollgelaufen
war, wurde mit dem Pumpen begonnen, und das Pumpen wurde jeweils auf eine Dauer von nur 2 min
50 see fortgesetzt. Während jeder Pumpperiode wurden jeweils 0,108 m3 reinen Sauersloff gases mit einem Druck
von 3 bar in das Abwasser eingeleitet. Die Sauerstoffeinleitung in das Abwasser wurde jeweils in dem
Augenblick unterbrochen, wenn mit dem Pumpen aufgehört wurde.
An dem zur Reinigungsstelle führenden Hauptkana! des Steigkanals wurden keinerlei Spuren von Schwefelwasserstoff
mehr nachgewiesen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Verfahren zur Behandlung von in einem Abwasserkanal befindlichem Abwasser mit einem
mit Sauerstoff angereicherten Gas, das unter Druck in das Abwasser eingeleitet wird, dadurch
gekennzeichnet, daß in dem durch einen Steigkanal geleiteten Abwasser im wesentlichen das
gesamte in dieses eingeleitete, mit Sauerstoff angereicherte Gas gelöst wird. '<
ο
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das mit Sauerstoff angereicherte Gas an einer oder mehreren Stellen zwischen dem
Kanalauslaß und einem in der Nähe einer Abwasserpumpe angeordneten Rückschlagventil eingeleitet
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daS das mit Sauerstoff angereicherte Gas
in der Nähe des Rückschlagventils eingeleitet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Sauerstoff
angereicherte Gas mindestens 90 Vol.-% Sauerstoff enthält
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das mit Sauerstoff angereicherte Gas mindestens 98 Vol.-% Sauerstoff enthält.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß stromab der Stelle, an
der das mit Sauerstoff angereicherte Gas in das Abwasser eingeleitet wird, entweder die Konzentration
des im Abwasser gelösten Sauerstoffes oder/und der biochemische Sauerstoffbedarf des
Abwassers überwacht werden, und die Einleitung· des mit Sauerstoff angereicherten Gases in das
Abwasser jeweils aufgrund von Änderungen des überwachten Wertes geregelt wird.
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AU2005217123A1 (en) * | 2004-03-01 | 2005-09-09 | Intelligent Environmental Systems B.V. | Method of operating a sewage system and such a sewage system |
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1973
- 1973-01-08 GB GB102873A patent/GB1452961A/en not_active Expired
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1974
- 1974-01-08 BR BR7480A patent/BR7400080D0/pt unknown
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- 1974-01-08 DE DE2400602A patent/DE2400602C2/de not_active Expired
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