DE2444241C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen der anorganischen Feststoffe von den organischen aus Abwässern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruches 1, weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäß Oberbegriff des Anspruches 4.

Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung sind bekannt durch die DE-PS 427001; beide sind auf einen kontinuierlichen Zufluß von üblichem Abwasser angewiesen, wobei ein Absetzen von Schlamm im Absetzraum verhindert wird dadurch, daß eine bestimmte Fließgeschwindigkeit des Abwassers im Absetzraum von 30 cm/sek weder merklich überschritten noch unterschritten werden darf, um ein Mitreißen von Sand bzw. Absetzen von Schlamm auszuschließen. Dort üegt die Aufgabe vor, auch bei im Verhältnis 1 : 5 differierenden Zuflußmengen je Zeiteinheit (Trockenwetter zu Regenwetter) die erwünschte Fließgeschwindigkeit innerhalb des Sandfangs aufrechtzuerhalten, was dort durch eine jeweils entsprechend hohe Quer-FIießgeschwindigkeit einer kreisenden Strömung erreicht wird, die ihrerseits durch Lufteinblasen oder Rührpaddel bewirkt wird. Ein Ablösen der an Kies und Sand anhaftenden Kotschichten, wie das bei der Aufbereitung von aus Hauskläranlagen stammenden Fäkalschlämmen erforderlich ist, ist dort nicht möglich, da die Querströmung ausdrücklich derart gewählt ist, daß das Absinken der Sandkörner im Sandfang nicht gestönt wird, so daß ein Durcheinanderwirbeln und Umrühren von Sandkörnern und Kiessteinen bei gegenseitiger Reibung nicht erzielt werden könnte und damit auch die Möglichkeit entfällt, mit der bekannten Vorrichtung und dem bekannten Verfahren Fäkalschlämme aus Hauskläranlagen mit dem erstrebten Erfolg aufzuarbeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung zur Aufbereitung von Abwasser dahingehend zu entwikkeln, daß damit aus Hauskläranlagen angefahrener Fäkalschlamm von den als Sand und Kies vorliegenden anorganischen Feststoffen befreit wird und. diese ihrerseits weitgehend von anhaftendem organischen Bestandteilen befreit werden, wobei das Verfahren in

gründlicher und betriebssicherer Weise durchführbar wird und die Vorrichtung dazu einfach, raumsparend, wenig aufwendig und derart gestaltet werden kann, daß sie auch durch eine angelernte Hilfskraft oder eine Automatik wirksam und ohne Gefahr einer Beschädi- . s gung bedienbar bzw. das Verfahren ebenso ausführbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruches 1 für das Verfahren und durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruches 4 für die Vorrichtung. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung bringt den wesentlichen technischen is Fortschritt mit sich, daß die Aufgabe, Fäkalschlamm aus Hauskläranlagen von anorganischen Feststoffen zu trennen und diese weitgehend von anhaftenden organischen Bestandteilen zu befreien, vorteilhaft gelöst wird. Das diskontinuierliche Verfahren ent dem ladungsweisen Anfall des Fäkalschlamms angepaßt und bringt außerdem eine merkliche Energieersparnis durch den Wegfall der pausenlosen kontinuierlichen Umwälzung von Abwasser und Schlamm innerhalb des Absetzbeckens unter entsprechendem Energieaufwand für den Antrieb durch Druckluft oder Rührpaddel. Weiterhin wird durch den Verfahrensschritt des Abfließenlassens der die abgesetzten Sand- und Kiesmengen überdeckenden organischen Schlammschicht durch das besondere, nivsauspezifische Abflußrohr nicht nur Förderenergie um Umwälzen dieser Schlammengen eingespart, sondern auch eine Verdünnung dieser Schlammengen durch Umwälzwasser vermieden, so daß sich eine anschließende Abtrennung zusätzlicher Wassermengen erübrigt. Kies und Sand können — wegen der Ablösung der anhaftenden organischen Bestandteile durch die gegenseitige Reibungsberührung beim Umrühren der Kiessteine und Sandkörner im unteren Teil des Absetzraumes mittels Druck'Luft und/oder -Wasser - ohne Geruchsbelästigung auf Halde genommen und weiterverwendet werden. Auf diese Weise unterbleiben die sonst beim Zuführen der Hauskläranlagen-Fäkalschlämme in die Kanalisation durch Sand und Kies hervorgerufenen Verlegungen und Beschädigungen der Pumpen, Schieber und Ventile. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden infolge der speziellen Ausbildung der Mündung des besonderen Abflußrohres Rechen oder Gitter dort nicht mehr benötigt, wodurch ein sonst erfahrungsgemäß zu häufiger Verstopfung neigender Bauteil wegfällt und dennoch der freie Durchgang an der Mündung des Abflußrohres, trotz des Durchganges der groben organischen Feststoffe, immer erzielbar bleibt, weil durch die Abwärtsneigung des freien Rohrendes durch absinkende organische Stoffe oder anorganische Feststoffe die Mündung nicht verlegt werden kann und zudem immer die Möglichkeit besteht, mittels der im Inneren der Mündung angeordneten Strahldüse im Wege liegende Feststoffe in Richtung auf den Durchtritt hin wegzubefordern.

Auch bei dem durch die DE-OS 1459 503 bekannten Verfahren zur Entsandung von üblichem Abwasser handelt es sich um ein kontinuierliches Verfahren mit permanent umlaufendem Rührorgan, um ein Absetzen des organischen Schlammes zu verhindern, im Gegensatz zu der Erfindung, bei der das Absetzen des organischen Schlammes auf den abgesetzten anorganischen Feststoffen ohne Umwälzvorgang angestrebt wird. Bei dem bekannten Verfahren soll ein Waschvorgang des abgesetzten Sandes während des Durchflusses von Abwasser durch das Absetzbecken vor sich gehen; er wird durch Einwirkung von Waschwasser und Druckluft erzeugt, und das Sand-Wasser-Gemisch wird durch eine Ejektorpumpe aus dem Absetzbecken abgepumpt.

Diese bekannte Vorrichtung und dieses Verfahren sind gleichfalls zur Aufbereitung von Fäkalschlamm iius Hauskläranlagen nicht geeignet, da beide auf das Vorhandensein relativ großer Wassermengen (Schmutzwasser) angewiesen sind. Da das Absetzen organischen Schlammes im Absetzraum durch den kontinuierlichen Betrieb des Rührwerkes verhindert wird, fällt der Schlamm in erheblicher Verdünnung an, so daß er anschließend konzentriert werden muß. Durch den Waschprozeß sollen lediglich zwischen den Sandkörnern etwa lagernde, von den absinkenden Sandkörnern etwa mitgenommene organische Feststoffe freigesetzt werden und Sand zu einem pumpbaren Sand-Wässer-Gemisch aufbereitet werden. Eine Entfernung von an Kiessteinen haftenden Kotschichten aus Fäkalschlamm unter Reibungs-Umrühren der Kiesel ist beim Bekannten nicht möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, das nachstehend näher erläutert wird. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt,

Fig. 2 einen Horizontalschnitt der Anlage.

Durch einen A.bfüllstutzen 1 gelangt der Fäkalschlamm aus einem Transportfahrzeug od. ä. in einen Einfüllschacht 14 eines Absetzbeckens, wo sich der Schlamm in einem Absetzraum 2 mit trichterbildenden Wänden für die Abscheidung der Sinkstoffe beruhigen kann. Die abgesetzten Feststoffe füllen den unteren Teil 3 des Absetzraumes 2, während der Schlamm mit den Schwimm- und Schwebstoffen direkt über ein oberes, als Überlauf dienendes Abflußrohr 4 dem Kanal 15 bzw. der Kläranlage zufließen kann. Oberhalb des Teiles 3 des Absetzraumes 2 mündet in einer schrägen Wandung 13 bzw. Bodenfläche das untere Abflußrohr 5, das mittels eines Schiebers 6 in einem Ablaufschacht 19 abgesperrt werden kann und zum Kanal 15 bzw. zur Kläranlage führt.

Die Mündung des Abflußrohres 5 ist, wie später erläutert wird, derart ausgebildet, daß beim öffnen des Schiebers 6 die abgesetzten anorganischen Stoffe durch den abfließenden Schlamm nicht mitgezogen werden und die Abflußrohröffnung beim Absetzvorgang nicht verstopfen kann. Dadurch wird unter Fortfall von Rechen oder Sieben, die zur Verlegung und Verstopfung durch organische Feststoffe neigen, ein Eindringen von Kies und Sand in das Abflußrohr 5 vermieden.

Um Kies und Sand von den an ihnen noch haftenden organischen Feststoffen (Pflanzenteile, Papier, Textilien) zu trennen, sind Strahldüsen 10 vorgesehen, die mit Wasser oder Luft oder mit beiden Medien gleichzeitig betrieben werden können; die Strahlwirkung ist derart gerichtet und so stark, daß ein Waschen der anorganischen Feststoffe unter Umrühren und Aufwirbeln der abgesetzten Stoffe erfolgt, wobei jedoch die schweren Sand- und Kieskörner von den Strahlen, die zweckmäßig abwärts gerichtet sind, an der Mündung des Abflußrohres 5 vorbei immer wieder nach unten befördert werden und so nicht in das Abflußrohr 5 eindringen. Zu diesem Zweck ist der

freie Stutzen des Abflußrohres 5 - es können auch mehrere Abflußrohre vorgesehen sein - etwa in Richtung der Strahlen ausgerichtet.

Um in jedem Fall zu verhindern, daß sich die Mündung des Abflußrohres 5 durch Textilien od. ä. verlegt und um gegebenenfalls in die Mündung des Abflußrohres 5 gelangte Sand- und Kiesmengeri ebenfalls dem Spülvorgang auszusetzen, wird zweckmäßig in der Oberseite der Krümmung des Abflußrohres 5 eine Strahldüse 10 so eingebaut, daß sie in Richtung eines Durchtrittes 9 zu einem Kiesförderschacht 15 weist und gleichzeitig die Mündung des Abflußrohres 5 durchspült.

Der Boden 13 des Absetzraumes 2 des Einfüllschachtes 14 ist zweckmäßig aus Stahlblech mit einer unten liegenden Versteifung ausgeführt und über den Ablaufschacht 19 von unten her zu erreichen. Es ist dann möglich, alle erforderlichen Strahldüsen 10 und das Abflußrohr 5 auf einfache Weise zu montieren, zu befestigen, einzustellen, zu kontrollieren und gegebenenfalls zu reparieren oder auszuwechseln. Die Abdichtung des Stahlblechs an den Betonwänden kann entweder durch Auflagerung auf dem Beton oder aber durch Stahlwinkelleisten erzielt werden, die an den Wänden befestigt sind.

Die Anordnung der Wand- und Bodenflächen des Einfüllschachtes 14 ist darauf abgestellt, die abgesetzten Sand- und Kiesmengen aus dem unteren Teil 3 des Absetzraumes 2 nach Öffnen eines Schiebers 7 durch den Durchtritt 9 in einen Trichter 8 eines Kiesförderschachtes 15 selbsttätig abgleiten zu lassen. Zur Unterstützung des Abgleitens können auch ein oder mehrere Wasserstrahlen aus den Strahldüsen 10, die in Abgleitrichtung wirken, mit herangezogen werden. Zur Lösung etwaiger Verklemmungen in oder vor dem Durchtritt 9 kann auch eine aufwärts gerichtete Strahldüse 12 vorgesehen werden.

Zur Entleerung des Kiesförderschachtes 15 dient eine übliche Kratze, Förderschnecke oder eine umlaufende Becherkette 11, die den Sand und den Kies mit dem Restwasser in einen Abfuhrbehälter befördert. Der Boden des Abfuhrbehälters weist Löcher auf. durch die das Wasser absickern und im Freifluß dem Kanal 15 bzw. der Kläranlage zufließen kann.

L'm jederzeit die Höhe 18 der abgesetzten Stoffe erkennen zu können, ist eine an einer mit Markierungen versehenen Stange 16 absenkbare Fühlplatte 17 bereitgestellt bzw. eine automatische Abtastung.

Der Verfahrensablauf ist folgender:

Die Schieber 6 und 7 sind geschlossen. Aus dem Transportfahrzeug wird der Fäkalschlamm durch den Abfüllstutzen 1 in den Einfüllschacht 14 abgeleitet, wobei Sand und Kies und der mit ihm verbundene Teil der organischen Feststoffe nach unten sinken.

ί während der Schlamm mit den Schwimm- und Schwebstoffen durch das als Überlauf dienende Abflußrohr 4 abgeht.

Das Entleeren, gegebenenfalls von mehreren Transportfahrzeugen hintereinander, wird so lange

ίο fortgesetzt, bis mittels der Fühlplatte 17 festgestellt wird, daß die Höhe 18 der abgesetzten Stoffe eine Grenzhöhe erreicht hat. Sobald dies der Fall ist, wird der Schieber 6 geöffnet, damit der im Absetzraum 2 befindliche Schlamm abfließen kann.

Sodann setzt der Spülvorgang ein: unter der Wirkung der Spülstrahlen aus den Düsen 10 werden die abgelagerten Feststoffe aufgerührt und umhergewirbelt und die an den anorganischen Feststoffen haftenden, ebenso die zwischen den anorganischen Stoffen liegenden, organischen Stoffe aufgewirbelt. Mit dem durch das Abflußrohr 5 abfließenden Wasser, das aus den Strahldüsen 10 stammt, werden die leichteren also die organischen, Feststoffe mit abgeführt. Im unteren Teil 3 des Absetzraumes 2 bleibt der von der organischen Feststoffen befreite Sand und Kies, zusammen mit dem Rest des Spülwassers, zurück. Dei Schieber 6 wird nun geschlossen.

Danach wird der Schieber 7 geöffnet, damit Sanc und Kies in den Kiesförderschacht 15 abrutschen kön-

jo nen. Um die Rutschbewegung in Gang zu bringen unc zu unterstützen, kann mit Wasserstrahlen aus den Du sen 10 nachgeholfen werden. Bei Verklemmungen voi dem Durchtritt oder auch zur Verhinderung solche! Verklemmungen können - eventuell stoßweise Wasserstrahlen aus der Düse 12 gestoßen werden, de ren Strahlrichtung der Kiestransportbewegung entge gen gerichtet ist.

Nach Beendigung der Entleerung des Absetzrau mes 2 wird der Schieber 7 wieder geschlossen. De im Kiesförderschacht 15 angesammelte Sand und Kie wird mittels einer Fördereinrichtung, z. B. der Be cherkette 11, geleert.

Das Verfahren ist wegen des einfachen Aufbaue: der Vorrichtung einer Automatisierung leicht zugang Hch; das Abrutschenlassen des Kieses aus dem unterei Teil 3 des Abseteraumes 2 kann dabei entweder re gelmäßig nach jedem Entleeren eines Transportfahr zeuges erfolgen oder auch erst nach Erreichen de Grenzhöhe der abgesetzten Feststoffe im unterei

so Teil 3 des Absetzraumes 2.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Abtrennen der anorganischen Feststoffe von den organischen aus Abwässern in einem Absetzbecken unter Einführen von Druckluft, wobei die organischen Feststoffe abgeführt werden und die anorganischen Feststoffe sich im unteren Teil des Absetzbeckens absetzen, von wo aus sie am Verfahrensende über einen absperrbaren Durchtritt in einen Fördeischacht abrutschen gelassen werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei diskontinuierlichem Anfall von relativ dickflüssigem und mit Kies durchsetzten Fäkalschlamm aus Hauskläranlagen vor dem Abrut- schenlassen der aus Sand und Kies bestehenden anorganischen Feststoffe folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:

a) der Fäkalschlamm wird ladungsweise in einen Einfüllschacht (14) des Absetzraumes (2) des Absetzbeckens abgelassen unter Überlaufen des Abwassers einschließlich der Schwimm- und Schwebstoffe, wobei zunächst alle Feststoffe zusammen in dem Absetzraum (2) absinken gelassen werden bis zur Anfüllung des unteren Teiles (3) des Absetzraumes (2);

b) sodann wird der die abgesetzten anorganischen und organischen Feststoffe überdekkende Schlamm abfließen gelassen über ei- jo nen absperrbaren Abfluß, der oberhalb des unteren Teiles (3) in den Absetzraum (2) mündet;

c) sodann werden bei weiterhin geöffnetem Abfluß die abgesetzten Feststoffe mittels diese umrührenden Wasser- und/oder Luft-Strahlen durchgespült, bis die organischen Feststoffe von den Kieseln im wesentlichen abgelöst und durch den Abfluß abgeführt sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abrutschenlassen der anorganischen Feststoffe zumindest anfangs unter Mitwirkung von etwa in Transportrichtung gerichteten Wasserstrahlen geschieht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein automatischer Ablauf der Verfahrensschritte gesteuert wird entweder durch die Beendigung jedes Fäkalschlamm-Abfüllvorganges oder durch Erreichen einer Grenzhöhe der abgesetzten Feststoffe im unteren Teil (3) des Absetzraumes (2).

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Absetzbecken am oberen Rande des Absetzraumesein als Überlauf dienendes Abflußrohr sowie mindestens eine Wand- und Bodenfläche des Absetzraumes aufweist, die sich nach unten hin trichterförmig erstreckt, und bei der ferner am Grunde des unteren Teiles des Absetzraumes in einem Durchtritt zu einem Sand- und Kies-Förderschacht mit Entleerungsvorrichtung ein Schieber und Luftdüsen angeordnet sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) der oberhalb des unteren Teiles (3) des Absetzraumes (2) mündende Abfluß ist gebildet durch ein oder mehrere Abflußrohre (5), deren Mündung, unter Fortfall von Rechen, Gittern etc. an der Rohroffnung, eine Wandung (13) des Absetzraumes (2) durchbrechend, als freier Rohrstutzen endet;

b) der freie Rohrstutzen der Abflußrohre (5) ist an seiner Mündung aus der Horizontalen nach unten geneigt;

c) mindestens einer der Strahldüsen (10) für Wasser und/oder Luft ist derart angeordnet, daß der von ihr erzeugte Druckstrahl von innen durch die Mündung des Abflußrohres (5) in Richtung auf den Durchtritt (9) weist,

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung des Abflußrohres (5) und alle erforderlichen Strahldüsen (10) an einer herausnehmbaren Stahlplatte (13) befestigt sind, die einen Teil der Wandung (13) des Absetzraumes (2) bildet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Strahldüse (12) in bekannter Weise im Bereich des Durchtritts (9) mit Strahlrichtung entgegen der Kiestransportrichtung angeordnet ist.