DE2621698C3

DE2621698C3 - Vorrichtung und Verfahren zur Reinigung von Abwasser

Info

Publication number: DE2621698C3
Application number: DE2621698A
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. 6232 Neuenhain Disselbeck
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1976-05-15
Filing date: 1976-05-15
Publication date: 1979-10-25
Also published as: ZA772834B; DE2621698A1; DE2621698B2; BE854634A

Description

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Aus der DE-AS 16 58 052 ist eine Vorrichtung zum Klären von Abwasser bekannt, bestehend aus einem Becken mit einem Zulauf, mit einem in Strömungsrichtung hinter dem Zulauf liegenden Sieb zur Entfernung von Schwebstoffen einschließlich der Schwebstoffe mit einer Partikelgröße, die kleiner als die Siebmaschenweite ist, und mit einem in Strömungsrichtung hinter und über dem Sieb liegenden Auslauf, in der das Sieb waagerecht, vollständig unterhalb des Wasserspiegels und im Abstand von diesem angeordnet ist und zum Beispiel aus einem Draht- oder Fasergewebe besteht. Dabei kann dem zu klärenden Abwasser ein Koagulierungsmitiel zugegeben werden. Mittels einer solchen Vorrichtung soll eine Ausflockung kolloidaler Stoffe in Fiießrichtung hinter dem Sieb bewirkt werden. Die ausgeflockten Schlammteile sollen gleichzeitig eine zusätzliche Filterschicht auf der der Strömung abgewandten Siebfläche, also eine »Ausschwemmfilterschicht« bilden. Durch diese Anordnung besteht die Gefahr, daß bei hohen hydraulischen Belastungen die Filterschicht ausgeschwemmt und bei hohen Feststoffgehalten das Sieb zugesetzt wird. Beides führt zu einer Verminderung der Reinigungsleistung.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine derartige Vorrichtung so abzuwandeln, daß auch bei hohen Feststoffgehalten und hydraulischen Belastungen eine gute Filterwirkung erreicht wird.

Die Erfindung bedient sich dazu eines sackartigen, hängenden Stützgewebes für eine an seiner inneren Oberfläche gebildete primäre Filterschicht aus abgetrennten Feststoffen. Dieses Stützgewebe befindet sich nicht in der Flüssigkeit, sondern stellt die Grenzfläche zwischen Flüssigkeit und Atmosphäre dar. Es hat darüber hinaus die Aufgabe, die durch das Füllgut erzeugten Kräfte aufzunehmen. Dies wird durch das für die Abwasserreinigung neue Prinzip erreicht, daß der Filteraufbau in vertikaler, der Abfluß aus dem Filter dann jedoch in horizontaler Richtung erfolgt, und zwar durch eine Anschwemmfilterschicht, die sich an der Innenseite des Stützgewebes bildet.

Durch die Erfindung wird es ermöglicht, vorgefertigte Reinigungsanlagen in Montagebauweise unter weitgehendem Verzicht auf kostspielige Tiefbauarbeiten zu errichten, sowie die Investitions- und Betriebskosten für die Abwasserreinigung, insbesondere für kommunale Abwässer wesentlich zu verringern. Die Erfindung ermöglicht es auch, durch eine einfache apparative Anordnung eine sehr starke Verminderung des biochemischen Sauerstoffbedarfs (BSB) zu erreichen, der zur weiteren Reinigung von Abwasser erforderlich isc, von dem die Feststoffe in üblicher Weise durch Vorklärung abgetrennt sind. Hinzu kommt, daß das an der Außenseite des Stützgewebes ablaufende Filtrat infolge seiner großen Fläche durch die Berührung mit Luft große Mengen Sauerstoff aufnimmt, so daß es praktisch mit Sauerstoff gesättigt ist.

Gegenstand der Erfindung ist also eine Vorrichtung zur Reinigung von Abwasser mit einem in einer Halterung befestigten Gewebe, durch das das mit Flockungshilfsmitteln versetzte Abwasser leitbar ist und das zusammen mit einer an seiner Oberfläche haftenden, aus abgetrennten Feststoffen gebildeten Schicht einen Kombinationsfilter bildet, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Gewebe sackartig und als hängendes Stützgewebe für eine an seiner inneren Oberfläche gebildete primäre Filterschicht aus abgetrennten Feststoffen ausgebildet ist.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Reinigung von Abwasser ohne Zusatz von Filtrierhilfsmitteln und Adsorptionsmitteln, wobei man dieses mit Flockungshilfsmitteln versetzt und die Vorklärung mit der Abtrennung des größten Teils der kolloid-dispersen Anteile verbindet, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man auch schon einen Teil der echt gelösten Inhaltsstoffe entfernt, indem man dieses mit den Flockungshilfsmitteln versetzte, feststoffhaltige Abwasser unter Einwirkung der Schwerkraft durch die vorgenannte Vorrichtung leitet.

Das Stützgewebe, das sich in einer Aufhängevorrichtung befindet, braucht selbst keine Filterwirkung zu entfalten, sondern es hat lediglich die Aufgabe, als Stütz- und Festigkeitsorgan zu fungieren und die durch das Füllgut erzeugten Kräfte aufzunehmen. Es kann im Prinzip aus jedem Material bestehen, das diese Aufgabe erfüllt, z. B. auch aus Maschendraht. Zweckmäßig verwendet man aber sackartige Stützgewebe aus Filament- oder Fasergarngeweben aus Synthesefasern. Besonders vorteilhaft eignen sich solche aus Fäden aus Polyestern wie Polyäthylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Poly-1,4-dimethylol-cyclohexan-terephthalat bzw. analogen Produkten auf Basis von Isophthalsäure, Polyamiden wie Polyhexamethylenadipinsäureamid, Polyhexamethylensebacinsäureamid, Polyundecansäureamid, Poly-caprolactam, ferner aus Poly-p-phenylenterephthalamid. Geeignet sind auch Säcke aus Fäden von Polyacrylnitril, aus Copolymeren von Acrylnitril und wenigstens einem weiteren Monomeren, deren Acrylnitrilgehalt wenigstens 85% beträgt, aus Polyvinylchlorid oder aus Polyolefinen wie Polyäthylen oder Polypropylen.

Das Stützgewebe weist zweckmäßig eine nicht zu dichte Fadenstellung in Kette und Schuß auf, weil bei einer zu dichten Einstellung der Durchsatz stark absinken kann. Bei einer Stärke von Polyäthylenterephthalatfäden von dtex. 2200 ist eine Gewebeeinstellung

von 7,8 bis 9,2, vorzugsweise 8,2 bis 8,8 Fäden pro cm in Kett- und Schußrichtung bevorzugt. Bei einer anderen Fadenstärke ist die Fadenstellung entsprechend zu ändern. Die Einstellungen für Polyamidgewebe lassen sich vom Fachmann unter Berücksichtigung der Dehnungsverhältnisse des Polyamids ohne große Schwierigkeiten ermitteln. Dies gilt analog auch für Stützgewebe aus anderen Materialien.

Als Flockungshilfsmittel kommen z. B. in Frage Aluminiumchlorid, Eisenchlorid, Kalziumhydroxyd, Polyacrylate oder Polyacrylamide. Eine Belastung des Abwassers durch diese Flockungshilfsmittel erfolgt praktisch nicht, da normalerweise Mengen von 1 bis 150, vorzugsweise von 2 bis 50 g Flockungshilfsmittel je cbm Wasser zur ausreichenden Flockung genügen, wobei innerhalb dieser Bereiche die Menge bei steigendem Trockenstoffgehalt ansteigt.

Es ist überraschend, daß es auf diese Weise gelingt, den biochemischen Sauerstoffbedarf, der zur weiteren Reinigung des erfindungsgemäß behandelten Abwas- 2η sers erforderlich ist (1), gegenüber dem biochemischen Sauerstoffbedarf, der zur Reinigung von in üblicher Weise vorgeklärtem kommunalem Abwasser notwendig ist (II), so stark zu senken. Von dem biochemischen Sauerstoffbedarf (II) entfallen im allgemeinen 30% auf absetzbare, etwa 20% auf kolloidal gelöste und etwa 50% auf echt gelöste Stoffe. Durch die erfindungsgemäße Arbeitsweise wird aber ein Filtrat (I) erhalten, für dessen Reinigung ein biochemischer Sauerstoffbedarf erforderlich ist, der um mindestens 45%, im allgemein en 50 bis 70%, evtl. sogar bis zu 80% oder gar bis zu 90% geringer ist, als der biochemische Sauerstoffbedarf (II). Dieser überraschende Effekt läßt sich nur dadurch erklären, daß nicht nur die absetzbaren und auch der wesentliche Teil der kolloidal gelösten Stoffe durch das J5 erfindungsgemäß verwendete Kombinationsfilter abgetrennt wird, sondern auch ein Teil der echt gelösten Stoffe, und zwar im wesentlichen wohl als Folge von Absorptions- bzw. Adsorptionsvorgärgen.

Die Anlage besteht aus folgenden Verfahrensstufen

a) Übliche Vorrichtung zur Flockung der im Abwasser enthaltenen Feststoffe,

b) Abtrennung der absetzbaren und kolloidal gelösten Wasserinhaltsstoffe in einem Schwerkraft-Kombinationsfilter aus einem Stützgewebe und einer Anschwemmfilterschicht, die während des Filtrationsvorganges aus den abgetrennten Feststoffen entlang dem Stützgewebe aufgebaut wird, so daß das Filtrat abweichend von den bisher üblichen Filtervorgängen im wesentlichen in horizontaler Richtung durch Filterschicht und Stützgewebe austritt,

c) biologische und/oder chemisch-physikalische Behandlung des feststofffreien Filirats, wobei die biologische Behandlung bevorzugt ist, und die chemisch-physikalische Behandlung z. B. in einer Fällung mit Aluminiumsulfat bestehL

d) Nachklärung durch Abtrennung des in der Stufe c) erhaltenen Schlamms z. B. durch Sedimentation oder Filtration in einem Schwerkraftfilter der unter b) genannten Art, ggf. unter Vereinigung mit dem Schlamm der ersten Stufe.

Das Abwasser wird also durch Zugabe von Flokkungshilfsmitteln geflockt und einem Schwerkraftfilter zugeführt. Im Filter erfolgt die Abtrennung der absetzbaren und kolloidal gelösten Wasserinhaltsstoffe. Das Filtrat ist durch die spezielle Art der Entwässerung praktisch feststofffrei und die BSB-Belastung ist gegenüber der Ausgar.gskonzentration des Abwassers um bis zu 90% reduziert.

Das Filtrat wird z. B. einer biologischen Behandlungsstufe und vorzugsweise einem Kunststoff-Tropfkörper zugeführt, z. B. einem solchen, dessen Herstellung in der DE-OS 2119 321.5 beschrieben ist. Die gelösten organischen Wasserinhaltsstoffe werden biologisch abgebaut und in eine feste organische Form übergeführt. Die Feststoffe werden in einem Schwerkraftfilter aufkonzentriert. Das Filtrat kann dann ohne Bedenken in einen Vorfluter gegeben werden.

Die veifahrenstechnische Neuerung des Verfahrens besteht darin, daß die bekannten Sedimentations-, Räum- und Schlammeindickungsvorgänge sowie darüber hinaus teilweise biologische Abbauvorgänge durch einen Filtrationsvorgang mittels Schwerkraft ersetzt werden. Mit anderen Worten werden durch das erfindungsgemäße Verfahren die Vorklärung, die Schlammräumung, die Schlammeindickung, die Schlammentwässerung und teilweise der biologische Abbau, letzterer vor allem durch vorherige Entfernung der Kolloide, durch ein einfaches, die abgetrennten Feststoffe als Anschwemmfilterschicht benutzendes Reinigungsverfahren ersetzt. Da auch die Schwebestoffe fast gänzlich durch diese Filterschicht zurückgehalten werden, wird die nachgeschaltete biologische Reinigung entsprechend geringer belastet. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens wird darin gesehen, daß in der einen Stufe ohne Einsatz weiterer Einrichtungen eine Anreicherung der Feststoffe auf über 15, vorzugsweise 20 bis 25% und ggf. bis zu 30% Trockensubstanz erreicht werden kann.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Reinigung von Abwasser mit einem in einer Halterung befestigten Gewebe, durch das das mit Flockungshilfsmitteln versetzte Abwasser leitbar ist und das zusammen mit einer an seiner Oberfläche haftenden, aus abgetrennten Feststoffen gebildeten Schicht einen Kombinationsfilter bildet, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe sackartig und als hängendes Stützgewebe für eine an seiner inneren Oberfläche gebildete primäre Filterschicht aus abgetrennten Feststoffen ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützgewebe ein Polyester- bzw. Polyamidgewebe ist.

3. Verfahren zur Reinigung von Abwasser ohne Zusatz von Filtrierhilfsmitteln und Adsorptionsmitteln, wobei man dieses mit Flockungshilfsmitteln versetzt und die Vorklärung mit der Abtrennung des größten Teils der kolloid dispersen Anteile verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß man auch schon einen Teil der echt gelösten Inhaltsstoffe entfernt, indem man dieses mit den Flockungshilfsmitteln versetzte, feststoffhaltige Abwasser unter Einwirkung der Schwerkraft durch eine Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2 leitet.