DE2543353B2 - Verfahren und Einrichtung zur Behandlung von Abwasser auf Schiffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung und Desinfektion von auf Schiffen anfallendem Abwasser, bei dem das gereinigte Abwasser über Bord abgelassen wird.

Bisher war auf Schiffen d^:~ Anwendung der bekannten biologischen Verfahren zur Reinigung und Desinfektion des Abwassers üblich. F'-e ist jedoch wegen der auf Schiffen gegebenen besonderen Betriebsbedingungen mit Problemen verbunden. Die für diese Verfahren notwendigen Bakterienkulturen sind nämlich sehr empfindlich Sie können z. B. während der Tropenfahrl oder bei längerem Aufenthalt eines Schiffes im Dock absterben. Zu ihrer Neubildung ist eine längere Zeitspanne erforderlich. Auf Schiffen ist ;s jedoch wichtig, daß das Abwasser jederzeit und ohnt längere Anlaufzeitspanne gereinigt und desinfiziert werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein zur Anwendung auf Schiffen geeignetes Verfahren zu schaffen, das ohne Bakterienkulturen eine einwandfreie Reinigung und Desinfektion des Abwassers ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das in einem Pufferbehälter gesammelte Abwasser unter Zugabe von Flockungschemikalien durch Zerkleinerung seiner Feststoffe homogenisiert und die absetzbaren und die aufschwimmenden Fremdstoffe in einem Vorklärbecken entfernt werden, daß danach das vorgereinigte Abwasser einer so leistungsstarken Elektrolyse unterworfen wird, daß der freigemachte Sauerstoff die in dem Abwasser noch enthaltenen organischen Stoffe sofort oxidiert und der freigemachte Wasserstoff mit den anorganischen Stoffen, z. B. Schwefel- oder Chlorverbindungen, sofort eine keimtötende Säure bildet, daß noch vorhandene Fcststoffbcstandteile in einem Nachklärbecken ausgeschieden werden und daß der abgezogene Klärschlamm in einem Schlammbchälter gesammelt und darauf beseitigt wird.

Als Anhaltspunkt für die Bemessung von Volumen und Leistungsaufnahme des bei dem Verfahren nach der Erfindung für die Elektrolyse benötigten Elektrorcaktorgefäßes kann davon ausgegangen werden, daß bei einem Volumen von etwa 1 m^! für das Elcktroreaktorgefäß und die abrigen, jeweils eine entsprechende Teilmenge des Abwassers während einer Stufe des Verfahrens aufnehmenden Behälter und bei einer Leistungsaufnahme des Elektroreaktorgefäßes von 3 kW die elektrolytische Behandlung des vorgereinigten Abwassers etwa eine Stunde dauert Durch Vergrößerung der Leistung, bezogen auf das Volumen, wird die erforderliche Behandlungsdauer verkürzt, durch Verkleinerung der Leistung wird sie verlängert. Als Energiequelle für die Elektrolyse kann Gleichstrom mit einer niedrigen Spannung, z.B. von 20 bis 30V, verwendet werden, der über einen Gleichrichter aus dem Wechselstromnetz des Schiffes entnommen wird.

Die Zugabe von Flockungschemikalien zur Erleichterung der Abtrennung fester Fremdstoffe aus Abwasser und auch die Behandlung von Abwasser mit einer Elektrolyse sind an sich schon bekannt (Meinck, »Industrie-Abwässer«, 4. Auflage, 1968, Seiten 91 bis 93 bzw. Seite 149; »Wasser + Abwasser«, 1969, Heft 8, Seiten 230 bis 235). Bei einem der mit Elektrolyse arbeitenden bekannten Verfahren, bei dem städtische Abwässer in einer großen, ortsfest an Land montierten Anlage der Behandlung mit Elektrolyse unterworfen werden (»Wasser + Abwasser«, 1969, Seite 232 ff.), wird das Abwasser vor der Elektrolysebehandlung mit einer maximal 50% der Abwassermenge betragenden Menge Meerwasser vermischt. Der BSB₅-Wert wird nach den Angaben in der genannten Literaturstelle (a. a. O, Seite 232, vorletzter Absatz) aber nur wenig, der Schwebstoffgehalt gar nicht herabgesetzt. Bei dem bekannten Verfahren wird ebenso wie auch bei anderen Elektrolyseverfahren zur Behandlung von Abwässern mit einer im Vergleich zu dem Verfahren nach der Erfindung sehr kleinen elektrischen Leistung (etwa 0,1 bis 03 kWh/m³) gearbeitet, so daß die Elektrolyse im wesentlichen eine Abscheidung der Fremdstoffe nur durch Flotation mittels der bei der Zersetzung des Wassers gebildeten, aufsteigenden Gasbläschen bewirkt. Bei einem älteren, 1888 entwickelten, aber als zu kostspielig wieder aufgegebenen Verfahren nach Webster (a. a. O, Seite 230) wurde durch Auflösung der positiven HIektrodenplatte (Anode) eine Abscheidung der Schwebstoffe in städtischem Abwasser durch Bildung einer voluminösen Eisen-(lll)-hydroxid-Flokkung als schwerer Schlamm herbeigeführt.

Das Verfahren gemäß der Erfindung hat den Vorteil, daß es jederzeit, euch nach längeren Einsatzpausen, ohne Anlaufzeitspanne einsatzbereit ist, auch unter den Bedingungen wechselnder Belastung, wie sie auf Schiffen gegeben sind, eine gleichbleibend hohe Reinigungsleistung ergibt sowie keine Einarbeilungszciten zur Anpassung an unterschiedliche Belastungen, Temperaturen und Wasserzusammensetzungen benötigt. Es gewährleistet dabei eine hohe Betriebssicherheit und gleichbleibend hohe Ablaufqualität. Durch die leistungsstarke Elektrolyse wird infolge der sofortigen Säurebildung eine Entkeimung des Abwassers erreicht, ohne daß es einer Mitwirkung von Meerwasser oder von zusätzlich zugegebenem Kalk oder Chlor bedarf.

Die vorteilhafte Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich wie folgt erklären:

Durch die Elektrolyse wird in bekannter Weise Wasser in seine chemischen Grundbestandteile /erlegt. Dabei entstehen Wasserstoff und Sauerstoff als Gase. Infolge der bei dein Verfahren nach der Erfindung anzuwendenden leistungsstarken Elektrolyse des vorgereinigten Abwassers werden die in dem Abwasser enthaltenen organischen Schmutzstoffe und Keime

offenbar deshalb infolge einer sehr heftig verlaufenden chemischen Reaktion in überraschend kurzer Weise zersetzt und vernichtet, weil der Sauerstoff im Augenblick der elektrolytischen Spaltung atomar auftritt und in dieser Form unmittelbar und besonders stark oxidierend auf die organischen Schmutzstoffe einwirkt, wogegen normal in Wasser gelöster, molekular als O₂ vorhandener Sauerstoff zur Oxidation organischer Stoffe Enzyme aus pflanzlichen und tierischen Organismen benötigt, und weil der durch die leistungsstarke Elektrolyse freigesetzte Wasserstoff mit den anorganischen Stoffen im Abwasser, z. B. Schwefeloder Chlorverbindungen, schweflige und unterchlorig Säuren bildet, weiche die Abtötung der Keime bewirken.

Während der Elektrolyse geht, wenn Eisenelektroden verwendet werden, außerdem Eisen als Fe³⁺ in Lösung. Die Eisenionen verbinden sich mit dem im Abwasser vorhandenen Phosphat PO4 zu schwerlöslichem Eisenphosphat, das durch Ausfällen abtrennbar ist Dies ist ein sehr erwünschter Nebeneffekt, da Phosphat als Nährsalz eine der wesentlichen Ursachen für die Sekundärverschmutzung in Gewässern ist. Ferner wirken auch die Eisenionen im Wasser flockenbildend und beschwerend. Aufgrund ihrer positiven Ladung ziehen sie die negativ geladenen Schmutzstoffe des Abwassers an und erleichtern dadurch deren Abtrennung.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert.

Das anfallende Abwasser wird zunächst in einem Pufferbehälter 10 gespeichert. Von dort gelangt es schrittweise, in gleich großen Teilmengen zunächst über eine Dosierpumpe U, in welcher Flockungsehemikalien aus einem Vorratsbehälter 12 zugegeben werden, und über eine Zerkleinerungspumpe 13 in ein Vorklärbekken 14, In diesem schlagen sich aus dem homogenisierten, mit den Flockungsehemikalien versetzten Abwasser die absetzbaren Stoffe nieder, während die Fette zur Oberfläche aufschwimmen. Das auf diese Weise vorgereinigte Abwasser wird danach in dem Elektroreaktorgefäß 15 der Elektrolyse unterworfen, die so leistungsstark ist, daß der durch die Elektrolyse freigemachte Sauerstoff die in dem vorgereinigten Abwasser noch enthaltenen organischen Stoffe unmittelbar und sofort oxidiert und der freigemachte Wasserstoff unmittelbar und sofort mit den anorganischen Stoffen im Abwasser Säuren bildet, welche alle Arten von Keimen abtöten. In dem elektrochemisch behandelten Abwasser noch vorhandene Feststoffbestandteile setzen sich in dem Nachklärbecken 16 ab. In einem Schlammbehälter 17 wirü darauf der aus Vorklärbecken, Elektroreaktorgefäß und Nachklärbekken abgezogene, aus Absetz- bzw. Aufschwimmstoffen gebildete Schlamm gesammelt. Der Schlamir wird endgültig beseitigt, indem er einer Verbrennungsanlage 18 zugeführt oder an einem Ort, an dem er keinen Schaden anrichten kann, abgeladen wird. Das geklärte Abwasser wird aus dem Nachklärbecken 16 über Bcrd abgelassen. Es kann vorteilhaft «-ein, an geeigneter Stelle, z. B. am unteren Ende eines kegelförmig ausgebildeten Schlammbehälters, zusätzlich Druckluft einzubiascn, um Schwimmschlamm zu vermeiden. Ein solcher Schlammbehälter kann mit dem Elektroreaktorgefäß baulich vereinigt sein, indem er ohne Zwischenwand an dessen unteres Ende angesetzt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Reinigung und Desinfektion von auf Schiffen anfallendem Abwasser, bei dem das gereinigte Abwasser über Bord abgelassen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das in einem Pufferbehälter (10) gesammelte Abwasser unter Zugabe von Flockungschemikalien durch Zerkleinerung seiner Feststoffe homogenisiert und die absetzbaren und die aufschwimmenden Fremdstoffe ι ο in einem Vorklärbecken (14) entfernt werden, daß danach das vorgereinigte Abwasser einer so leistungsstarken Elektrolyse unterworfen wird, daß der freigemachte Sauerstoff die in dem Abwasser noch enthaltenen organischen Stoffe sofort oxidiert und der freigemachte Wasserstoff mit den anorganischen Stoffen, z. B. Schwefel- oder Chlorverbindungen, sofort eine keimtötende Säure bildet, daß noch vorhandene Feststoffbestandteile in einem Nachklärbecken (16) ausgeschieden werden und daß der abgezogene Klärschlamm in einem Schlammbehälter (17) gesammelt und darauf beseitigt wird.