DE2821742A1 - Verfahren zum entkeimen und zur verminderung der schadstoffbelastung von infektioesem krankenhausabwasser sowie von kommunalem mischabwasser mittels anodischer oxidation - Google Patents

Description

• Verfahren zum Entkeimen und zur Verminderung der Schad-
• stoffbelastunq von infektiösern Krankenhausabwasser sowie von kommunalem Mischabwasser mittels anodischer Oxidation Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entkeimung und Desinfektion von infektiösem Krankenhausabwasser und kommunalem Mischabwasser mittels der anodischen Oxidation.
• Dabei wird ein in der PA 27 57 854.7 bereits beschriebener elektrochemischer Reaktor in geeigneter Weise mit zum Teil bekannten Methoden der Abwasserreiniqung zu einem Gesamtverfahren kombiniert, bei dem der Reaktor die eiqentlicht Ent#eirnungsstufe bildet.
• Aus der Literatur ist ein Verfahren zur Aufbereitung von Abwässern durch elektrochemische Abscheidung von Metallen, Salzen und organischen Verbindungen und anschliessender biologischer Reinigungsstufe bekannt, bei dem ebenso ein gewisser Entkeimunaseffekt erreicht wird. Grundlegend unterscheidet jedoch das Verfahren in den angewandten physikalisch-chemischen Effekten. Während bei der vorliegenden Erfindung die entkeimende Wirkung ausschließlich durch primäre und sekundäre oxidative Vorgänge an den Anoden erreicht wird,beruht bei jener die Inaktivierung der Mikroorganismen und die Schadstoffelimination auf dem Einfluß von pulsierenden elektristhen Feldern hoher Feldstärke und auf der Feinstfiltration durch poröse Kohleelektroden. Zusätzlich tritt eine Flockung durch Entladung der kolloidal gelösten Teilchen auf.
• Für eine Reduzierung der Gesamtkeimzahl um ca. 99,7% sind etwa 7 Minuten Behandlungszeit notwendig, während mit der vorliegenden Erfindung eine Entkeimungsrate von 99,9% in etwa 5 Sekunden erreicht wird. Dies schlägt sich in wesentlich geringeren Betriebskosten nieder. Ausschlaggebende Bedeutung für eine ausreichende Desinfektionswirkung besitzt die, im Gegensatz zum Hartkorn-Elektro-M-Verfahren gesicherte Inaktivierung sämtlicher im Krankenhausabwasser vorkommenden Virusarten.
• Ziel der Erfindung ist es, ein im Vergleich zur herkömmlichen Hitzedekontamination und zur chemischen Abwasserdesinfektion kostengünstigeres und in der Inaktivierung von hitzeresistenten Mikroorganismen wirksameres Desinfektionsverfahren anzugeben. Dies läßt sich dadurch erreichen, daß das stark organisch belastete und verkeimte Rohabwasser mittels mechanischer und biologischer Reinigungsstufe so weit vorgereiniqt wird, daß in der folgenden Entkeimunqs-Stufe mit geringst möglichem elektrischen Energieeinsatz eine vollständige Desinfektion des Abwassers erfolgt. Zusätzlich lassen sich die organischen und anorganischen Belastungsstoffe - als Sekundäreffekt - so weit reduzieren, daß die Endlauf-Qualität des Abwassers der von herkömmlichen mechanisch-biolosischen Kläranlagen entspricht.
• Die weiteren Merkmale der Erfindung werden nun anhand der Abbildungen 1 und 2 näher erläutert. Die erste Stufe der Verfahrenskette bildet eine mechanische Reinigung, die sämtliche Feststoffe bis herab zu einem Durchmesser von etwa o,1 mm aus dem Abwasser entfernt. Am qeeianetsten fUr diese Aufgabe, insbesondere bei Anlagen mit kleinen und mittleren Durchsatzleistungen, ist eine kombinierte Sieb-Filteranlage, bei der die selbstreinigende Siebstufe qröbere Feststoffe bis zu einem unteren Durchmesser von ca.
• 2-3 mm zurückhält. Nachgeschaltete Sandfilter übernehmen die Feinfiltration der restlichen Feststoffteilchen bis etwa o,1 mm Durchmesser. Die Filterstufe setzt sich aus zwei parallel geschalteten Einheiten zusammen, von denen jedoch nur jeweils eine in Betrieb ist. Beim periodisch notwendigen Rückspülvorgang kann somit auf den unbeladenen Filter umgeschaltet werden, so daß ein ununterbrochener Betrieb der Filterstufe möglich ist.
• 3 Für'größere Anlagen ab etwa 10 m Durchsatzleistung pro Stunde läßt sich anstelle der Filtration auch ein Absetzbecken wirtschaftlich einsetzen. Der bei der Feststoffabscheidung anfallende Schlamm wird nach der Entwässerung mit herkömmlichen Methoden verbrannt.
• Die biolosische Reinigung stellt die zweite Stufe des Verfahrens dar, deren Aufgabe es ist, die gelösten organischen Belastunosstoffe zu reduzieren. Für einen kostengünstigen Betrieb des elektrochemischen Reaktors bei einer gesicherten Entkeimung von 99,99% müssen folgende Näherungswerte der charakteristischen Abwasserparameter erreicht werden: BSB5 25 mg/l CSB 45 mg/l TOC 30 mg/l Der Feststoffanteil im Endlauf der Biologiestufe soll im Durchschnitt 30 mq/l nicht überschreiten. Die Art des Verfahrens ist dabei nur von zweitrangiger Bedeutung, doch hat sich insbesondere bei der hochbelasteten Betriebsweise das Schlamm-Kontaktverfahren mit Druckluft belüfteten Belebungsbecken gut bewährt. Neben der kompakten bauweise zeichnet es sich durch weitgehende Unempfindlichkeit gegenüber Belastungsschwankunqen aus. Mit dem nachgeschalteten Absetzbecken läßt sich keine vollständige Schlammfreiheit des biologisch gereinigten Abwassers erreichen, so daß der Restschlammqehalt mittels Sandfilter eliminiert werden muß. Zur Sicherung des kontinuierlichen Betriebs während der Rückspülphase werden ähnlich wie bei der mechanischen Reinigungsstufe zwei Einheiten parallel geschaltet. Die Filter müssen so ausgelegt sein, daß sich im Filtrat visuell kein Schlamm mehr nachweisen läßt. Bewährt hat sich ein Einschicht-Quarzsandfilter mit einer Korngröße von 1,5 f 2 mm.
• Als dritte Stufe folgt der Entkeimungsreaktor mit nachseschalteter Entgasungskammer. Das bei der Elektrolyse des Wassers im Reaktor entstehende fl2-02-Gasgemisch (Knallgas) kann entweder unter entsprechenden Sicherheitsvorkehrunsn ins Freie abgeblasen oder als wertvoller Energieträger. weiterverwendet werden (z.B. Betrieb von Gasmotoren).
• Bei einer Einleitung des desinfizierten Krankenhausabwassers in die Kommunale Kläranlage ist keine weitergehende Nachbehandlungsstufe notwendig. Bei direkter Einleitung des behandelten Wassers in Vorfluter mit geringerem Verdünnunssverhältnis als etwa 1:10 muß das anodisch #xidierte Abwasser über eine Reduktionsstufe geleitet werden, die ebenfalls Geqenstand der Erfindung ist. Die Reduktionsstufe besitzt die Aufgabe, den bei der anodischen Oxidation von Wasser entstehenden sehr reaktionsfreudicten atomaren Sauerstoff(O) in statu nascendi oder in Form von Wasserstoffperoxid (mol02) und gegebenenfalls sekundär entstehende stark oxidierend wirkende Radikale zu reduzieren. Diese Stoffe können in höheren Konzentrationen das Ökosystem des Vorfluters schädigen.
• Die Reduktion geschieht dadurch, daß ein mit Eisen, wahlweise auch mit minderwertigem Stahl, Kohle, Grafit oder sonstigen leicht oxidierbaren Reduktionsmitteln in Frm von Granulat, Füllkörnern oder Wolle gefüllter Behälter von oben nach unten mit einer minimalen Kontaktzeit von 5 Minuten durchströmt wird. Dabei wird der Füllstoff zu leicht abschwemmbaren, unschädlichen Reaktionsprodukten oxidiert, die oxidierend wirkenden Wasserinhaltsstoffe reduziert.
• Gegenüber anderen Eliminationsmethoden, wie z.B. der Adsoprtlon mitteLs Aktivkohle, tritt durch die Reduktionsstufe keine nennenswerte Wiederverkeimung des Abwassers ein. Ebenso liegen die Betriebskosten wesentlich niedriqer, da keine Reaktitzierunq sondern lediqlich ein zeitweiser Ausgleich des äußerst aerinaen Reduktionsmittelverbrauchs nötig ist.
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Claims (5)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Desinfektion und Entkeimunq von infektiösem Krankenhaus- und Kommunalabwasser, dadurch qekennzeichnet, daß die Inaktivierung der Mikroorganismen einschließlich der Viren durch anodische Oxidation in einem elektrochemischen Reaktor erfolgt, an den nötigenfalls eine Reduktionsstufe angeschlossen ist.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorreinigung des Abwassers in der genannten Reihenfolge durch eine mechanische und biologische Reirigungastufe mit nachfolgender Filterstufe vorgenommen und anschließend dem Reaktor zugeführt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Bedarf das anodisch oxidierte Wasser über eine Reduktionsstufe geleitet wird.
4. 4. Verfahren zur Reduktion stark oxidierend wirkender Wasserinhaltsstoffe, dadurch gekennzeichnet, raR das Wasser über eine Füllschicht aus leicht oxidierbaren Stoffen geleitet wird, deren Oxidationsprodukte leicht abschwemmbar und unschLdlich sind.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gefrennzeichnct, daß die Füllschicht aus Eisen, minderwertigem Sta Kohle oder Grafit in Form von Granulat, Füllkörpern, Wolle oder Geflecht besteht.