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Anlage zur Neutralisation alkalischer Abwässer
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Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Neutralisation alkalischer
Abwässer mittels C02, mit einem Behälter, der eine Zuflußleitung für das alkalische
Abwasser, eine Abflußleitung für das neutralisierte Abwasser, eine Zuleitung für
C02 oder C02-haltige Gase und ein Begasungsrührwerk sowie im Falle der Verwendung
von C02-haltigen Gasen eine Abgas-Ableitung aufweist.
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In der chemischen Industrie, in der Textilindustrie, in Molkereien,
Brauereien, Asbestzementfabriken, in der Getränkeindustrie, der Seifenindustrie,
der Papierindustrie, bei Kraftwerken und Sauerstoffwerken, um nur einige Beispiele
zu nennen, fallen alkalische Abwässer an, die vor Einleitung in das öffentliche
Abwassernetz auf den zulässigen pH-Wert neutralisiert werden müssen. Verglichen
mit der Neutralisierung durch Säuren, beispielsweise H2S04 oder HC1, die eine ständige
Gefahr für das Bedienungspersonal darstellt und korrosionsfeste Behälter
und
Leitungen sowie wartungsbedürftige, aufwendige Einrichtungen für die Zudosierung
der Säure erfordert, ist die Verwendung von C02 zur Neutralisierung völlig unproblematisch
und bei Verwendung von CO2-haltigen Rauchgasen erheblich billiger.
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Bei den bisherigen Neutralisierungsanlagen dieser Art wird das neutralisierte
Abwasser über einen Siphon von einer Stelle unterhalb des Flüssigkeitsspiegels aus
dem Behälter abgeführt.
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Dabei hat sich herausgestellt, daß insbesondere bei der Verwendung
von C02-haltigen Rauchgasen der Gasdruck oberhalb des Flüssigkeitsspiegels nicht
konstant bleibt, was zur Folge hat, daß sich der Füllungsstand im Behälter verändert,
wodurch die Verweilzeit des Abwassers im Behälter ebenfalls verändert wird.
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Bei hohem Gasdruck kann es daher vorkommen, daß die Verweilzeit zu
gering ist, um die erforderliche Neutralisierung durchzuführen. Eine Konstanthaltung
des Gasdruckes oberhalb des Flüssigkeitsspiegels ist jedoch nur mit einem erheblichen
Aufwand erreichbar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verweilzeit des Abwassers
im Behälter unabhängig von den Änderungen des Gasdruckes oberhalb des Flttssigkeitsspiegels
mit einfachen Mitteln konstant zu halten.
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Diese Erfindung wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Abflußleitung
eine den Flüssigkeitsspiegel im Behälter bestimmende Überlaufkante und im weiteren
Verlauf einen Siphon aufweist, dessen aufsteigender Abschnitt eine senkrechte Erstreckung
hat, die größer ist als die manometrische Höhe des Gasdrucks oberhalb des Flflssigkeitsspiegels.
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Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag wird die Höhe des FlAssigkeitsspiegels
von der Lage der Überlaufkante bestimmt und sie ist damit unabhängig von der Höhe
des Gasdruckes. Die Abführung
der Flüssigkeit am Flüssigkeitsspiegel
und nicht an einer tiefer gelegenen Stelle des Behälters hat den weiteren Vorteil,
daß aufschwimmende Stoffe unverzüglich abgeführt werden und keine Anreicherung des
im Behälter enthaltenen Wassers mit solchen Stoffen eintreten kann, wie dies bei
unter dem Flüssigkeitsspiegel liegenden Abflüssen der Fall ist. Dies ist beispielsweise
wesentlich bei Molkerei-Abwässern, bei denen sich durch die Wirkung des Rührers
die in ihnen noch enthaltenen Fettanteile zu einer leichten, krümeligen Masse zusammenballen.
Abwässer von Flaschenreinigungsmaschinen enthalten auch häufig Etikettenreste, die
ebenfalls aufschwimmen und bei tiefliegendem Abfluß allmählich den ganzen Behälter
füllen. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Vorschlages ergibt sich, wenn
eine pH-Meßsonde verwendet werden soll, die den pH-Wert des neutralisierten Abwassers
feststellt. Bisher scheiterte eine pH-Messung im Behälter daran, daß diese Sonde
sehr schnell zerstört wird, wenn sie nicht in Flüssigkeit eingetaucht ist.
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Bei dem wechselnden Flüssigkeitsstand der bekannten Anlagen erforderte
dies eine Anordnung der Sonde an einer verhältnismäßig tiefen Stelle des Behälters,
die mit Sicherheit unter dem Flüssigkeitsspiegel liegt. Hier trat nun die Schwierigkeit
auf, daß ein Ausbau der Meßsonde ohne Absenkung des Flüssigkeitsstandes unter diese
Stelle nicht möglich war. Ein derartiger Ausbau ist jedoch z.B. bei Molkereiabwässern
jede Woche wegen der auftretenden Verschmutzung durch Fettstoffe erforderlich. Man
behalf sich daher damit, die pH-Sonde in der Abflußleitung für das neutralisierte
Abwasser anzuordnen, was jedoch den Nachteil hat, daß bei Feststellen eines zu hohen
pH-Wertes ein Zurückpumpen in die Neutralisationsanlage erforderlich wurde. Da durch
den erfindungsgemäßen Vorschlag der Flüssigkeitsspiegel konstant bleibt, läßt sich
ohne Schwierigkeiten eine pH-Meßsonde im Behälter anordnen, wobei für diese Sonde
lediglich ein Einsteckrohr vorzusehen ist, das am Behälter so angebracht ist, daß
seine äußere oeffnung oberhalb des Flüssigkeitsspiegels liegt.
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Die Abflußleitung kann ein U-förmiges Abflußrohr aufweisen, dessen
Schenkel im wesentlichen senkrecht stehen, wobei mindestens ein Schenkel im Behälter
angeordnet ist und sein offenes Ende die Abflußöffnung mit der überlaufkante bildet.
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Die Abflußöffnung des Abflußrohres ist vorzugsweise trichterförmig
erweitert, um eine lange Überlaufkante für aufschwimmende Stoffe,wie wiebeispielsweise
die vorher erwähnten Fettmassen oder Flaschenetikettenpapiere, zu haben.
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Das U-förmige Abflußrohr kann vollständig innerhalb des Behälters
angeordnet sein, wodurch es der Rotation des Abwassers im Behälter durch das Rührwerk
entgegenwirkt und den Mischeffekt verbessert.
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Die Überlaufkante kann auch von dem Rand einer sich über mindestens
einen Teil des Innenumfanges des Behälters erstreckenden Rinne gebildet werden.
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In manchen Fällen tritt innerhalb des Behälters eine starke Schaumbildung
auf, die äußerst unerwünscht ist, da der Schaum durch die Abflußleitung oder auch
die gegebenenfalls vorhandene Rauchgas-Ableitung herausgedrückt wird und die Umwelt
verschmutzt. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist nach einem weiteren Vorschlag
der Erfindung in dem Behälter ein Rührer eines weiteren Begasungsrührwerks in einem
Rohr angeordnet, dessen Oberkante oberhalb des Flüssigkeitsspiegels liegt. Dieser
Rührer saugt den Schaum ab, zerstört ihn und rührt ihn in das Abwasser ein, so daß
das Austreten von Schaum in die Atmosphäre vermieden ist.
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Wie vorher erwähnt, können sich bei der Neutralisierung von Molkerei-Abwässern
Schwierigkeiten ergeben, da der Fettanteil sich beim Rühren zu einer spezifisch
leichten, krümeligen Masse zusammenballt, die auf der Flüssigkeit im Behälter schwimmt
und durch ausströmende Rauchgase mitgerissen wird, was zu Ablagerungen in der Leitung,
auf umliegenden Dächern usw. führen
kann. Diese Gefahr ist zwar
durch die Ableitung des Abwassers am Flüssigkeitsspiegel , eine lange Überlaufkante
sowie das vorstehend erwähnte zusätzliche Begasungsrührwerk verringert, jedoch nicht
vollständig beseitigt, wenn sehr viel krümelige Masse anfällt. Um auch in einem
solchen Fall ein Mitreißen der krümeligen Masse durch das abströmende Rauchgas zu
vermeiden, kann die Rauchgasableitung ein senkrechtes Rohr aufweisen, das an seinem
unteren Ende geschlossen ist und unterhalb des Flüssigkeitsspiegels endet und in
das eine mit ihrer Ausströmöffnung nach unten gerichtete Einlaßleitung mündet, die
mit dem Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in Verbindung steht, wobei in der
Wand des Rohres unterhalb des Flüssigkeitsspiegels seitliche Öffnungen vorgesehen
sind, die von dem umgewälzten Abwasser durchströmt werden und die Fettmasse mitreißen.
Auf diese Weise wird gewährleistet, daß nur von solchen Fettmassen freie Rauchgase
durch die Abgasleitung ins Freie strömen können.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der
folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen, in denen einige Ausführungsbeispiele
der Erfindung im Prinzip dargestellt sind. Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung
einer Neutralisationsanlage für fetthaltige Abwässer, beispielsweise für Molkereien,
und Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Neutralisationsanlage für schaumbildende
Abwässer.
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Es sei zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, in welcher ein Behälter
1 dargestellt ist, der eine Zuflußleitung 2 für das alkalische Abwasser, eine Abflußleitung
3 für das neutralisierte Abwasser, eine Zuleitung 4 für C02-haltige Rauchgase, eine
Ableitung 5 für die Abgase sowie ein Begasungsr(lbrverk aufweist.
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Das Rührwerk enthält einen Rührer 6, der von einem Elektromotor 7
über eine Welle 8 angetrieben wird, die in einem Rohr 9 angeordnet ist, in das die
Zuleitung 4 für die C02-haltigen Rauchgase mündet und das an seinem unteren, dem
Rührer 6 benachbarten
Ende offen ist. Die Abflußleitung 3 weist
ein U-förmiges Abflußrohr 10 auf, dessen Schenkel 11 und 12 im wesentlichen senkrecht
stehen, wobei das offene Ende des Schenkels 11 trichterförmig erweitert ist und
sein Rand eine überlaufkante 13 für die im Behälter 1 befindliche Flüssigkeit bildet.
Der andere Schenkel 12 erstreckt sich nach außen und ist mit einer Abwasserleitung
14 verbunden. Das Abflußrohr 10 bildet einen Siphon und die senkrechte Höhe des
Schenkels 12 ist, gemessen in mm, größer als der oberhalb des Flüssigkeitsspiegels
15 herrschende Gasdruck, gemessen in mmWS. Dadurch wird verhindert, daß das Abflußrohr
10 durch den Gasdruck entleert wird.
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Der Rand 13 des Schenkels 11 des Abflußrohres 10 bestimmt die Höhe
des Flüssigkeitsspiegels 15, der somit unabhängig von dem Gasdruck in dem Raum 16
oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 15 konstant bleibt. Dadurch wird auch die Verweilzeit
des Abwassers im Behälter 1 konstant gehalten, da das durch die Zuflußleitung 2
zugeführte Abwasser durch den Rührer nach unten gedrückt und mit dem von dem Rührer
6 angesaugten C02-haltigen Rauchgasvermischt wird und erst durch das nachfolgende,
vom Rührer 6 erfaßte Abwasser nach oben befördert wird, wo es über die Überlaufkante
13 abfließen kann.
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Die in Fig. 1 gezeigte Anlage dient zur Neutralisation von Molkerei-Abwässern,
die insofern besondere Probleme aufwerfen, als der in ihnen enthaltene Fettanteil
durch den Rührvorgang eine leichte, krümelige Masse bildet, die oben aufschwimmt
und von den durch die Ableitung 5 aus strömenden Rauchgasen mitgerissen wird, was
zu erheblichen Verschmutzungen der Ableitung 5 und des daran anschließenden Kamins
sowie der Umgebung führt. Um dies zu vermeiden, ist das Abgasrohr 5 an seinem unteren
Ende 17 geschlossen und es erstreckt sich bis unter den Flüssigkeitsspiegel 15.
Eine Leitung 18, die mit dem Raum 16 oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 15 in Verbindung
steht, erstreckt sich in das Rohr 5 und ist innerhalb des Rohres 5 um 900 umgebogen,
so daß seine öffnung 19 nach unten gerichtet ist. Unterhalb
des
Flüssigkeitsspiegels 15 ist die Wand des Rohres 5 mit seitlichen öffnungen 20 versehen.
Das Rauchgas, das sich nach Durchströmen des Abwassers in dem Raurn#6sammelt, gelangt
durch die Leitung 18 in das Abgasrohr 5, wobei die mitgerissene schaumartige Fettmasse
in dem Abgasrohr 5 nach unten fällt und von der ständig durch die Öffnungen 20 zirkulierende
Flüssigkeit mitgenommen wird. Das durch das Abgasrohr 5 nach oben steigende Rauchgas
ist somit weitgehend frei von dieser Schaummasse.
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Die trichterförmige Erweiterung des offenen Endes des Schenkels 11
der Abflußöffnung bildet eine lange überlaufkante, die das schnelle Entfernen der
Schaummasse begünstigt, wodurch vermieden wird, daß sich das im Behälter 1 befindliche
Abwasser allmählich mit dieser Masse anreichert. Dieser Gesichtspunkt ist auch von
Bedeutung bei der Neutralisation von Abwässern, die andere aufschwimmende Bestandteile
enthalten, beispielsweise Abwässer von Flaschenspülmaschinen mit Etikettenresten.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist auch eine pH-Meßsonde 30 vorgesehen,
die in einem Einsteckrohr 31 angeordnet ist, das am Behälter 1 so angebracht ist,
daß seine äußere Öffnung 32 oberhalb des konstanten Flüssigkeitsspiegels 15 liegt.
Dadurch kann die Meßsonde 30 ohne Absenken des Flüssigkeitsspiegels 15 jederzeit
herausgenommen werden. Dies ist gerade bei der Neutralisation von Molkereiabwässern
von Bedeutung, bei der aufgrund des Fettgehaltes dieser Abwässer eine häufige Reinigung
der Meßsonde 30 erforderlich ist.
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Um den Neutralisationswirkungsgrad zu verbessern, ist in dem Behälter
1 eine Kühlschlange 34 unterhalb des Rührers 6 vorgesehen. Da die Kühlschlange 34
aufgrund der Zirkulation des Abwassers im Behälter intensiv umspült wird, ergibt
sich eine sehr gute Kühlwirkung bei einfachstem Aufbau des Kühlers, der sowohl Reaktionswärme
als auch die fühlbare Wärme des Rauchgases und die Kondensationswärme des Wasserdampfes
abführt, im Gegensatz
zu den üblichen, hinter dem Neutralisationsgefäß
angeordneten Kühlern, die nur dazu bestimmt und geeignet sind, das neutralisierte
Abwasser auf ane den Abwasserbestimmungen entsprechende Temperatur abzukühlen.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2, bei dem für gleiche Teile wie
in Fig. 1 die gleichen Bezugszeichen, jedoch mit dem Index a verwendet sind, ist
besonders geeignet für die Neutralisation von Abwässern, die stark schäumende Bestandteile
enthalten. Der sich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 15a bildende Schaum 22 kann
ohne besondere Gegenmaßnahmen in kürzester Zeit den Raum 16a vollständig füllen,
was zur Folge hat, daß er in erheblichen Mengen von dem durch das Abgasrohr 5a abströmenden
Rauchgasen mitgerissen wird, was äußerst unerwünscht ist. Um dies zu vermeiden,
ist in dem Behälter la ein weiteres Begasungsrührwerk mit einem Rührer 23 vorgesehen,
dessen Welle 24 in einem Rohr 25 angeordnet ist, das an seinem unteren, dem Rührer
23 zugewandten Ende 26 offen ist und dessen oberes Ende 27 oberhalb des Flüssigkeitsspiegels
15a liegt. Durch die Saugwirkung des Rührers 23 wird der Schaum 22 durch das Rohr
25 hindurch angesaugt, zerstört und mit der Flüssigkeit im Behälter la vermischt.
Durch diese Einrichtung wird also verhindert, daß der Schaum 22 im Raum 16a wesentlich
über das Ende 27 des Rohres 25 hinaus ansteigen kann, so daß ein Mitreißen von Schaum
durch die abströmenden Rauchgase nicht zu befürchten ist.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ist unterhalb des Rührers 6a auf einer
Verlängerung 28 der Rührwerkswelle 8a ein weiterer Rührflügel 29 angebracht, der
die Aufgabe hat, die Blasen, die durch die Vermischung des C02-haltigen Rauchgases
mit dem Abwasser mittels des Rührers 6a erzeugt werden, zu zerkleinern. Dadurch
wird die Gesamtoberfläche der Blasen vergrößert und der Neutralisationswirkungsgrad
verbessert. Selbstverständlich könnte der Rührflügel 29 auch von einem eigenen Motor
angetrieben werden.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Überlaufkante 13a von dem
Rand einer Rinne 36 gebildet, die sich über den Innenumfang des Behälters la erstreckt.
Die Abflußleitung 3a wird hierbei von einem Abflußrohr lla gebildet, der in ein
senkrechtes Standrohr 12a einmündet, welches seinerseits mit dem Abwasserrohr 14a
in Verbindung steht. Die Rohre lla und 12a bilden einen Siphon 10a,der dem U-förmigen
Abflußrohr 10 in Fig. 1 äquivalent ist.
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Selbstverständlich sind viele Abwandlungen der dargestelltn Ausführungsbeispiele
möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. In Fig. 1 ist das U-förmige
Abflußrohr 10 vollständig innerhalb des Behälters 1 bzw. la angeordnet, was den
Vorteil hat, daß die durch das Rührwerk 6 erzeugte Rotation des Abwassers im Behälter
1 abgebremst wird, wodurch der Mischeffekt verbessert wird. Man kann jedoch bei
diesem Beispiel den Schenkel 12 auch außerhalb des Behälters 1 verlegen. Während
vorstehend die Neutralisation mittels C02-haltiger Rauchgase beschrieben wurde,
kann die Neutralisation grundsätzlich auch mit reinem CO2 erfolgen. Auch können
die CO2-haltigen Rauchgase, wie an sich bekannt, im Behälter selbst erzeugt werden,
beispielsweise mittels eines Tauchbrenners.
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- Patentansprüche -
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