DE3010748C2 - Verfahren und Anlage zur Reinigung von Abwässern - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft Verfahren und Anlagen zur Reinigung von Abwässern. Ein derartiges Verfahren
und eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens bei der die physikalische Entfernung der Grobverschmutzungen
mit der Zerlegung der verschmutzenden Komponenten durch elektrochemische Oxidation kombiniert
ist, ist in der US-PS 40 09 104 beschrieben und dient zur Abwasserreinigung auf Schiffen. Das Verfahren
zur Abwasserreinigung nach der Patentschrift besteht darin, daß Abwasser in mehreren aufeinanderfolgenden
Stufen bearbeitet wird, wobei in der ersten Stufe die festen Komponenten von der Flüssigkeit des
Abwassers abgetrennt und gesammelt werden, in der nächsten Stufe wird die in der vorigen Stufe abgetrennte
Flüssigkeit angesammelt und in bezug auf Volumenauslastung und chemisch-physikalische Zusammensetzung
homogenisiert, und in der dritten Stufe wird eine elektrochemische Behandlung der homogenisierten
Flüssigkeit bei einer zur Bildung einer Oberflächen-Schaumschicht ausreichenden Strömungsgeschwindigkeit
mit nachfolgender Trennung der Verschmutzung vom Reinwasser durch Zuleitung der der elektrochemischen
Behandlung unterzogenen Flüssigkeit in den
Ό Rückumlaufbehälter durchgeführt, in dem ein Teil der in
der Flüssigkeit schwebenden Verschmutzungen auf dem Boden ausfällt, wonach die teilweise von den festen
Beimengungen befreite Flüssigkeit durch Filter durchgepumpt wird.
Die Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens zur Abwasserreinigung enthält eine Einheit zur Abtrennung
der festen Komponenten von der Flüssigkeit der Abwässer, einen Behälter zur Ansammlung und
Homogenisierung der abgetrennten Flüssigkeit, der mittels einer Rohrleitung mit der Einheit zur Abtrennung
der festen Komponenten verbunden ist, eine Einheit zur elektrochemischen Behandlung, die mit
Flüssigkeit und mit in diese eingetauchten Elektroden ausgefüllt und mit dem Behälter zur Ansammlung und
Homogenisierung der Flüssigkeit durch eine Druckrohrleitung verbunden ist, einen Behälter für das Reinwasser,
Filter, eine energetische Einheit, einen Rückumlaufbehälter, Pumpen und Rohrleitungen mit den in diese
eingebauten Ventilen. Die Wirkung der Anlage erfolgt mittels eines Zwangsdurchsatzes der abgetrennten
Flüssigkeit der Abwässer durch die Einheit zur elektrochemischen Behandlung, die Filter und den
Rückumlaufbehälter.
In der Anlage zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens stellt die Einheit zur elektrochemischen
Behandlung eine elektrolytische Zelle dar und ist in Form eines hohlen zylindrischen Gehäuses, das als
Kathode dient, mit in ihm untergebrachten, aus Graphit oder aus mit Platin überzogenen Stahl hergestellten
Anoden ausgeführt. Das Gehäuse der elektrolytischen Zelle hat einen hermetischen Aufbau. Die stromleitende
Lösung und Abwässer fließen durch den Ringspalt zwischen Anode und Katode.
In der Einheit zur Abtrennung der festen Komponenten in dieser Anlage werden die festen Beimengungen
aus den Abwässern mittels einer Beschickung des Abwassers auf ein Gitter entfernt, das in der Art
entweder eines Förderers oder eines Kreisels wirkt.
Das Verfahren und die Einrichtung zur Abwasserreinigung sind dadurch gekennzeichnet, daß die schwebenden
Teilchen, die sich im Rückumlaufbehälter absetzen müssen, unter Schiffsbedingungen, d. h. unter den
Bedingungen ständiger Schwingungen, Krängungen und Rollbewegungen, sich praktisch nicht absetzen, und
ihre Entfernung grundsätzlich nur mittels der Filter erfolgt. Da die Filter unter angespannten Bedingungen
wirken, sind sie schnell verstopft und erfordern eine häufige Regenerierung ihrer Arbeitsoberfläche bzw.
eine Auswechselung. Die unausreichend wirksame Absetzung der schwebenden Teilchen im Rückumlaufbehälter
führt zu deren Absetzung im Ventilsystem, wodurch ein Ausfall der Ventile sowie eine Herabsetzung
der Betriebssicherheit der Anlage wie auch der Wirksamkeit der Abwasserreinigung bedingt wird.
Wegen der geringen Oberfläche der Elektroden der elektrolytischen Zelle ist die Anlage mit dem vorliegenden
Aufbau nur bei einer hohen Stromdichte arbeitsfähig, wodurch eine schnelle übermäßige Erwärmung des
in der elektrolytischen Zelle bearbeiteten Wassers hervorgerufen wird und demzufolge eine periodische
Abschaltung der elektrolytischen Zelle von der Abwasserquelle erforderlich ist. Der letztere Umstand bedingt
eine nicht ausreichend hohe Arbeitsproduktivität der elektrolytischen Zelle. Außerdem steigen bei hohen
Dichten des zwischen den Elektroden fließenden Stroms die Verluste der wirksamen elektrischen
Energie in der zu bearbeitenden verschmutzten Flüssigkeit wesentlich an, wodurch ein Anstieg des
Verbrauchs der pro Kubikmeter der zu bearbeitenden Abwässer aufzuwenden Energie hervorgerufen wird.
Bei einem solchen Aufbau der elektrolytischen Zelle ist die Aufenthalsdauer der Abwässer im Zwischenelektrodenraum
gering, was zu einer Herabsetzung der Reinigungswirksamkeit infolge einer unausreichenden
Ausnutzung des Einwirkungseffektes des elektrischen Felds auf die Verunreinigungen führt. Bei der Behandlung
von Abwässern in der elektrolytischen Zelle mit diesem Aufbau wird die elektrochemische Flotation zur
Entfernung der Verschmutzungen aus Abwässern nicht ausgenutzt. Die Verschmutzungen werden entweder
durch das Absetzen im Rückumlaufbehälter entfernt, was, wie oben angegeben, unter Schiffsbedingungen
wegen Krängungen, Rollbcwcgungen und Schwingungen des Schiffs nicht effektiv ist, oder sie werden durch
Filter aufgehalten, was sich auf den Betrieb der gesamten Anlage negativ auswirkt.
Der Reinigungsvorgang der Abwässer unter Verwendung eines einzigen Elektrodensystems in der elektrolytischen
Zelle ist unausreichend wirksam und sicher, da beim Aufbrauchen der Elektroden oder bei einem Bruch
im elektrischen Kreis an der Kontaktstelle des Stromzuleiters mit der aktiven Elektrode die Anlage
vollständig ausfällt.
Zu einer Herabsetzung des Reinigungsgrads der Abwasser in der Einheit zur elektrochemischen
Bearbeitung führt auch die Passivierung der aktiven Elektroden der elektrolytischen Zelle. Die hermetische
Ausführung der Zelle sowie die Notwendigkeit des häufigen Abschaltens derselben vom Gesamtsystem der
Anlage erfordern ein kompliziertes Ventilsystem und ergeben Schwierigkeiten beim Betrieb der Anlage. Da
die Abwässer in der elektrolytischen Zelle von unten nach oben mittels einer Pumpe befördert werden,
entsteht im Fall einer Unterbrechung der Arbeit der Pumpe, z. B. bei einer übermäßigen Erwärmung der
Flüssigkeit in der elektrolytischen Zelle, eine Bewegung der schon gereinigten Flüssigkeit aus dem oberen Teil
der elektrolytischen Zelle in den unteren Teil, wobei sie sich mit der ungereinigten Flüssigkeit vermischt. Die
wiederholte Reinigung der schon gereinigten Flüssigkeit erfordert einen zusätzlichen Energieaufwand zur
Behandlung der Abwässer und führt zu einer Vergrößerung der Behandlungsdauer. Außerdem erfolgt in der ä5
elektrolytischen Zelle mit dem vorliegenden Aufbau keine vollständige Reinigung der Abwasser. Zur
endgültigen Entfernung sämtlicher Verschmutzungen aus den Abwässern müssen diese durch Filter
durchgepumpt werden.
Das Gitter in der Einheit zur Abtrennung der festen Komponenten aus den Abwässern ist flach ausgeführt
und senkrecht zum Abwasserstrom angeordnet Bei einer solchen konstruktiven Ausführung des Gitters
prallt der Abwasserstrahl ans Gitter fast nur in einer lokalen Zone an, was zu einer schnellen Verstopfung des
Gitters'mit festen Komponenten und zur Herabsetzung der Wirksamkeit des Abtrennens fester Beimengungen
füh.-t. Dabei sind in der Anlage keine speziellen Mittel zur Reinigung des Gitters vorgesehen. Zur Herabsetzung
der Verschmutzung des Gitters mit festen Komponenten wird in einzelnen Fällen ein Gitter, das in
der Art eines Förderers wirkt und sich hin und her bewegt, oder ein vibrierendes Gitter verwendet. Zur
Gewährleistung komplizierter Bewegungen des Gitters ist jedoch eine zusätzliche Ausrüstung erforderlich,
wodurch der Aufbau der Anlage zur Abwasserreinigung komplizierter wird.
Das Verfahren und die Anlage zur Abwasserreinigung sind also kompliziert und gleichzeitig nicht
ausreichend wirksam und sicher im Betrieb. Zum normalen Betrieb der Anlage ist eine sorgfältige
Wartung des Zustands der Filter und Ventile erforderlich, was den Reinigungsvorgang der Schiffsabwässer in
dieser Anlage bedeutend verteuert und kompliziert macht. Die Wirksamkeit des Reinigungsvorgangs wird
auch dadurch herabgesetzt, daß der Umlauf der gereinigten und ungereinigten Flüssigkeiten in der
Anlage durch dieselben Rohrleitungen erfolgt. Es soll auch die erhöhte Explosionsgefahr de? Anlage hervorgehoben
werden, in der keine Entfernung des sich beim Reinigungsvorgang der Abwässer in der Einheit zur
elektrochemischen Behandlung, d. h. in der elektrolytischen Zelle, bildenden Wasserstoffs vorgesehen ist.
Außerdem ist eine Belüftung in der Anlage nicht vorgesehen, was ein Eindringen von unangenehmen
Gerüchen in die Schiffsräume zur Folge hat. Die konstruktionsmäßigen Besonderheiten des zur Anlage
gehörenden Blocks zur elektrochemischen Behandlung, der Einheit zur Abtrennung der festen Beimengungen
und deren gegenseitige Verbindung gewährleisten keine wirksame und sichere Reinigung der Abwässer unter
Schiffsbedingungen, d. h. unter den Bedingungen ständiger Schwingungen, Krängungen und Rollbewegungen
des Schiffs.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Anlage zur Abwasserreinigung zu
schaffen, bei denen die Bewegungswege der Ströme der Abwässer in der Einheit zur Abtrennung der festen
Komponenten, der Verunreinigungen und des gereinigten Wassers, die in der Einheit zur elektrochemischen
Behandlung entstehen, so organisiert sind, und die
angegebenen Blöcke und ihre gegenseitigen Verbindungen eine solche konstruktive Ausführung aufweisen, daß
eine hohe Sicherheit und Wirksamkeit des Vorganges der Abwasserreinigung unter den Bedingungen von
Krängungen, des Rollens und Schwingungen des Schiffs, in das die vorliegende Anlage eingebaut ist, bei
gleichzeitiger Vereinfachung des konstruktiven Aufbaus der Anlage gewährleistet werden.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Anlage mit
den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst
Die Formierung der gegeneinandergerichteten Luftströme in der Schaumschicht der Einheit zur elektrochemischen
Behandlung, die den Schaum aus den Randgebieten der Schaumschicht in deren Zentrum
befördern, sowie das Abtreiben der gereinigen Flüssigkeit in das sich unter dem Mittelteil der Schaumschicht
befindende Gebiet gestatten es, den Schaum und das gereinigte Wasser in dem Teil der Einheit zur
elektrochemischen Behandlung anzusammeln, wo sie Verlagerungen in Vertikalrichtung am wenigstens
ausgesetzt sind und sich in ihrem Volumen auch bei starken Neigungen der Anlage zur Abwasserreinigung
infolge des Rollens und von Krängungen des Schiffs, in
dem die Anlage angeordnet ist, praktisch nicht ändern. Dieser Umstand trägt zur rechtzeitigen und hochwertigen
Entfernung des Schaums und des gereinigten Wassers aus der Einheit zur elektrochemischen
Behandlung bei.
Der Unterdruck, der in der Stufe zur Abtrennung der festen Komponenten (in der Einheit zur Abtrennung der
festen Komponenten von der Flüssigkeit der Abwässer) erzeugt und in die Stufe der elektrochemischen
Behandlung der homogenisierten Flüssigkeit (in die Einheit zur elektrochemischen Behandlung) übertragen
wird, gestattet es, gleichzeitig gegeneinandergerichtete Luftströme im Oberteil der Einheit zur elektrochemischen
Behandlung zu formieren und den Abtransport des Schaums aus der Einheit zur elektrochemischen
Behandlung in die Einheit zur Abtrennung der festen Komponenten von der Flüssigkeit der Abwasser zu
bewerkstelligen, wodurch der Reinigungsvorgang der Abwässer und der Aufbau der Anlage zu seiner
Ausführung wesentlich vereinfacht werden.
Die Durchführung der elektrochemischen Behandlung bei einer Strömungsgeschwindigkeit der homogenisierten
Flüssigkeit, die zur Ausbildung der Oberflächenschaumschicht in der Einheit zur elektrochemischen
Behandlung ausreichend ist, ermöglicht die Benutzung der elektrochemischen Flotation zum
Heraustragen der VcrSCmiiuUungen auf die Oberfläche
der zu bearbeitenden Flüssigkeit.
Die Vermischung des Schaums mit den festen Komponenten, die aus den Abwässern in der ersten
Stufe in der Einheit zur Abtrennung der festen Komponenien abgesondert werden, gestattet es, diese
festen Komponenten und die sich im Vorgang der elektrochemischen Behandlung bildenden Verschmutzungen
aus einem begrenzten Gebiet zu entfernen, wodurch das technologische Schema des Vorgangs und
der Aufbau der Anlage zu dessen Ausführung wesentlich vereinfacht werden.
Die gegenseitige Verbindung der Einheiten der Anlage — der Einheit zur Abtrennung der festen
Komponenten von der Flüssigkeit der Abwässer, der Einheit zur elektrochemischen Behandlung und des
Behälters zum Ansammeln und Homogenisieren den Abwasser — ermöglicht es, die Anzahl der Ventile in der
Anlage bis auf ein Minimum zu reduzieren, wodurch deren Aufbau und Betrieb bedeutend vereinfacht und
die Betriebssicherheit der Anlage erhöht werden.
Dieser Zusammenhang zwischen den Einheiten der Anlage gestattet es außerdem, die Durchführung des
Reinigungsvorgangs ohne Vermischung der Ströme des gereinigten Wassers und der ungereinigten Flüssigkeit
und ohne Durchleitung derselben durch dieselben Rohrleitungen durchzuführen, wodurch sowohl die
Wirksamkeit der Reinigung als auch die Arbeitsproduktivität der Anlage noch mehr erhöht werden. Bei der
Behandlung der homogenisierten Flüssigkeit in der Einheit zur elektrochemischen Behandlung wird die
elektroschemische Flotation zwecks Entfernung der Verschmutzungen aus den Abwässern verwendet,
wobei diese Entfernung der Verschmutzungen infolge des rationellen Zusammenhangs zwischen der Einheit
zur elektrochemischen Behandlung und der Einheit zur Abtrennung der festen Komponenten von der Flüssigkeit
der Abwässer nach dem einfachsten Verfahren durchgeführt wird, bei dem die schwebenden Verschmutzungen
gemeinsam mit dem sich in der Einheit zur elektrochemischen Behandlung bildenden Schaum
durch eine Rohrleitung in die Einheit zur Abtrennung der festen Komponenten abtransportiert und dann von
dort entfernt werden. Gleichzeitig damit erfolgt die Entfernung der sich im Block zur elektrochemischen
Behandlung bildenden Wasserstoffs sowie eine Belüftung der Anlage.
Die Ausrüstung des in der Einheit zur Abtrennung der festen Komponenten von der Flüssigkeit der Abwässer
angeordneten Behälters mit einem Rohrstutzen, dessen unteres Ende in die Flüssigkeit eingetaucht ist, die sich
ständig in der Einheit zur Abtrennung der festen Komponenten befindet und die dorthin bei der
Abtrennung der festen Komponenten gemeinsam mit den bei der elektrochemischen Behandlung ausgesonderten
Verschmutzungen gelangt, gewährleistet eine wirkungsvolle Entfernung und Löschung des Schaums
und führt zu einer Vermischung der Verschmutzungen, die in der Einheit zur elektrochemischen Behandlung
und in der Einheit zur Abtrennung der festen Komponenten ausgeschieden werden.
Die Anlage zur Abwasserreinigung weist also eine Reihe von konstruktions- und betriebsmäßigen Besonderheiten
auf, die es gestatten, diese Anlage erfolgreich und mit hoher Betriebswirksamkeit zur Durchführung
der Abwasserreinigung unter Schiffsbedingungen, d. h. unter den Bedingungen ständiger Schwingungen,
Krängungen und Rollbewegungen des Schiffs, zu
v\,l WCIIUV.il.
Es ist nach einer Ausführungsform des Verfahrens zur Abwasserreinigung vorteilhaft, vor der Vermischung
des Schaums mit den festen Komponenten die letzteren mittels Filtrierung der Abwässer durch eine kegelförmige
filtrierende Oberfläche abzutrennen, wobei die Abwässer in Richtung zu deren Spitze befördert
werden, wonach die sich auf der filtrierenden Oberfläche ansammelnden festen Komponenten mit Hilfe von
Fliehkräften und durch die Einwirkung eines Mediums, das die Adhäsion zwischen den Verschmutzungen und
der filtrierenden Oberfläche vermindert und unter Druck auf die Innenseite dieser Oberfläche gerichtet
wird, die der Seite gegenüberliegt, der das Abwasser zufließt.
Die Filtrierung der Abwässer durch eine kegelförmige
filtrierende Oberfläche mit Zufuhr des Abwasserstroms zu ihrer Spitze trägt zur optimalen Verteilung
des Abwassers über die filtrierende Oberfläche bei, wodurch eine hohe Wirksamkeit der Abtrennung der
festen Komponenten von den Abwässern und eine gleichmäßige, sich allmählich in Richtung zur Grundfläche
des Kegels verstärkende Verschmutzung der filtrierenden Oberfläche bedingt werden. Das letztere
begünstigt nachfolgend die Verbesserung der Reinigungswirksamkeit der filtrierenden Oberfläche, die mit
Hilfe von Fliehkräften erfolgt, deren Stärke sich desgleichen in Richtung zur Grundfläche des Kegels der
filtrierenden Oberfläche erhöht
Die Einwirkung auf die Verschmutzungen, die sich auf der filtrierenden Oberfläche ansammeln, mit einem
Medium, das die Adhäsion zwischen den Verschmutzungen und der filtrierenden Oberfläche vermindert und
unter Druck auf die Innenseite dieser Oberfläche, die der Seite gegenüberliegt, der die Abwasser zufließen,
gerichtet wird, trägt zur besseren Reinigung der filtrierenden Oberfläche bei, da dabei eine Auflockerung,
Schmelzung und Auflösung der auf der filtrierenden Oberfläche abgelagerten Verschmutzungen sowie
eine Abspülung dieser Oberfläche mit dem Strom des die Adhäsion vermindernden Mediums, der der
Strömungsrichtung des Abwassers entgegengesetzt ist.
erfolgt. Da das angegebene Medium unter Druck zugeführt wird, wird das Eindringen von Verschmutzungen
auf die Innenseite der filtrierenden Oberfläche ausgeschlossen, wodurch wiederum das Eindringen von
Verschmutzungen von der filtrierenden Oberfläche in die gereinigte Flüssigkeit ausgeschlossen wird.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorteilhaft, die Zufuhr des die Adhäsion der Verschmutzungen
vermindernden Mediums zu der filtrierenden Oberfläche nach einer Verunreinigung von 50—60%
der filtrierenden Fläche vorzunehmen.
Bei einer solchen Ausführung des Verfahrens wird ein Eindringen der Abwasser in die angesammelten festen
Komponenten vermieden und die Wirksamkeit des Filtrierens durch Schaffen eines optimalen hydraulischen
Widerstands der filtrierenden Oberfläche erhöht.
Nach einer anderen Ausführungsform des Verfahrens zur Abwasserreinigung ist es vorteilhaft, als Medium zur
Verminderung der Adhäsion zwischen den Verschmutzungen und der filtrierenden Oberfläche heißes Wasser
zu verwenden.
Das unter Druck an die Innenseite der filtrierenden Oberfläche zugeleitete heiße Wasser gewährleistet eine
Erweichung der Fettablagerungen.die sich mit faserigen
Verschmutzungen verkleben und Konglomerate bilden, welche nachfolgend von der filtrierenden Oberfläche
ieicni durch die Einwirkung von Fliehkräften entfernt
werden. Außerdem werden bei der Zuleitung des heißen Wassers die sich auf der filtrierenden Oberfläche
befindenden faserigen Verschmutzungen aufgelockert, was desgleichen zu einer Erhöhung der Reinigungswirksamkeit
der filtrierenden Oberfläche mit Hilfe von Fliehkräften führt.
Nach einer anderen Ausführungsform des Verfahrens zur Abwasserreinigung ist es vorteilhaft, als Medium das
die Adhäsion zwischen den Verschmutzungen und der filtrierenden Oberfläche vermindert, ein Gemisch von
Dampt mit Wasser zu verwenden.
Bei der Verwendung eines Gemisches von Dampf mit Wasser als adhäsionsverminderndes Medium wird eine
Herabsetzung der Bewässerung der von der filtrierenden Oberfläche zu entfernenden festen Komponenten
sowie eine Verminderung der in die festen Komponenten eindringenden Wassermenge beim Ansammeln
dieser Komponenten erreicht.
Nach einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist es vorteilhaft, als Mittel zur Herabsetzung der
Adhäsion von Verschmutzungen an der filtrierenden Oberfläche Dampf zu verwenden.
Die Verwendung von Dampf als Mittel zur Verminderung der Adhäsion von Verschmutzungen an der
filtrierenden Oberfläche ermöglicht eine Herabsetzung der Bewässerung der von der filtrierenden Oberfläche
zu entfernenden festen Komponenten sowie eine Verminderung der Menge des in die festen Komponnenten
bei deren Ansammlung eindringenden Wassers.
Nach einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Abwäasserreinigung ist es vorteilhaft, als
Medium, das die Adhäsion der Verschmutzungen an der filtrierenden Oberfläche vermindert, heiße Luft zu
verwenden.
Bei der Verwendung von heißer Luft als Medium zur Verminderung der Adhäsion von Verschmutzungen an
der filtrierenden Oberfläche wird eine Erhöhung der Bewässerung der sich an der filtrierenden Oberfläche
ablagerenden festen Komponenten ausgeschlossen und es wird sogar eine gewisse Trocknung derselben
erreicht, wodurch die nachfolgende Bearbeitung der von der filtrierenden Oberfläche zu entfernenden
Verschmutzungen erleichtert wird.
Nach einer der Ausführungsformen der Anlage zur Realisierung des Verfahrens zur Abwasserreinigung ist
es vorteilhaft, die Einheit zur elektrochemischen Behandlung in Form eines unterteilten Behälters mit
einem in der Mitte des Behälters angeordneten Rohr zur Aufnahme der gereinigten Flüssigkeit auszuführen,
wobei das Rohr senkrecht angeordnet und mit der
ίο Vorrichtung zur Ableitung der reinigten Flüssigkeit und
mit der Sektion des Behälters, in der die endgültige Desinfektion der Flüssigkeit erfolgt, hydraulisch verbunden
ist, dabei ist es vorteilhaft, das obere Ende des Rohrs zur Aufnahme der gereinigten Flüssigkeit über
den Wasserpegel im angegebenen Behälter herausragend anzuordnen.
Die Teilung der Einheit zur elektrochemischen Behandlung in Abteile gestattet es, durch die nacheinanderfolgende
Verlagerung der zu reinigenden Flüssigkeit aus einem Abteil in ein anderes ihre Reinigung und
Desinfektion vollständiger und effektvoller durchzuführen und ermöglicht es außerdem, die hydraulischen
Stöße in der Anlage bei Krängungen und Rollschwingungen des Schiffs bis auf ein Minimum zu reduzieren.
Die Anordnung des Rohrs zur Aufnahme der gereinigten Flüssigkeit in der Mitte des Behälters und
die Verbindung dieses Rohrs nur mit demjenigen Abteil,
in dem die endgültige Desinfektion der Flüssigkeit erfolgt, gewährleistet unter Schiffsbedingungen das
Vermeiden einer Vermischung des gereinigten Wassers und der ungereinigten Flüssigkeit, da das Gebiet in der
Mitte des Behälters durch ein konstantes Volumen der Flüssigkeit und durch die geringste vertikale Verlagerung
derselben bei Krängungen und Rollbewegungen
3ϊ des Schiffs gekennzeichnet ist.
Dieser Umstand bedingt eine Stabilisierung der Reinigungsgüte der in der Einheit zur elektrochemischen
Behandlung behandelten Flüssigkeit, das Vermeiden, des Vergießens der Flüssigkeit aus dem Behälter
4ii und das Ausschließen der Möglichkeit eines Heraustauchens
der Elektroden.
Die Ausführung der Rohrs zur Aufnahme der gereinigten Flüssigkeit in einer solchen Weise, daß ihr
oberes Ende über den Flüssigkeitspegel im angegebe-
4"i nen Behälter herausragt, trägt zur Vermeidung des
Eindringens von ungereinigter Flüssigkeit und von Schaum in den Behälter für das gereinigte Wasser und
weiter in das Außenbordwasser, bei.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Anlage zur
Realisierung des Verfahrens zur Abwasserreinigung enthält die pneumatische Einrichtung zur Schaumenttemung
einen Luftieiter, der am oberen Rend der Einheit zur elektrochemischen Behandlung angeordnet
ist und in ihm ausgeführte Luftauslaßöffnungen, die an den ins Innere der Einheit zur elektrochemischen
Behandlung gerichteten Oberflächen angebracht sind und Luftaufnahmeöffnungen sowie einen Schaumaufnehmer,
der in der Mitte der Einheit zur elektrochemischen Behandlung über der oberen Grenze des
Flüssigkeitspegels in dieser angeordnet ist und mit einem Lüfter in Verbindung steht der einen Unterdruck
in dem in der Einheit zur Abtrennung der festen Komponenten von der Flüssigkeit der Abwasser
angebrachten Behälter, im Schaumaufnehmer und im
Raum, der durch die Oberfläche der sich in der Einheit zur elektrochemischen Behandlung befindenden Flüssigkeit
den Deckel der genannten Einheit und den Luftleiter begrenzt ist, erzeugt
Dor am oberen Rand der Einheit zur elektrochemischen
Behandlung angeordnete Luftleiter mit den Luftauslaß- und den Lufteinsaugöffnungen ermöglicht
eine rationale Gewährleistung der Luftverteilung über den gesamten Umfang am oberen Rand den Einheit zur
elektrochemischen Behandlung. Die Luftströme treiben dabei den Schaum von den Randgebieten der Einheit
zur elektrochemischen Behandlung zum Zentrum, wo die Flüssigkeit und die Schaumschicht am geringsten
vermischt werden. Bei starken Neigungen der Anlage, die durch Rollbewegungen, Schwingungungen und
Krängungen des Schiffs, in dem die Anlage angeordnet ist. hervorgerufen werden, bleibt das Volumen des zu
reinigenden Wassers und des Schaums im Mittelteil der Einheit zur elektrochemischen Behandlung praktisch
unverändert, was zur rechtzeitigen und hochwertigen Entfernung des Schaums in den Schaumsammler
beiträgt.
Der im Zentrum des Behälters untergebrachte Schaumaufnehmer ermöglicht das Ansammeln des
Schaums im Gebiet der elektrochemischen Behandlung, wo die Flüssigkeit und der Schaum der geringsten
vertikalen Verlagerung ausgesetzt sind, was desgleichen die Entfernung des Schaums aus der Einheit zur
elektrochemischen Behandlung erleichtert.
Die Anordnung des Schaumaufnehmers über der oberen Grenze des Flüssigkeitspegels in der Einheit zur
elektrochemischen Behandlung verhindert das Eindringen von gereinigter Flüssigkeit in den Schaumaufnehmer.
Die Verbindung des Schaumaufnehmers mit dem Lüfter, der einen Unterdruck in dem im oberen Teil der
Einheit zur Abtrennung der festen Komponenten von der Flüssigkeit des Abwassers angeordneten Behälter,
im Schaufaufnehmer selbst und im Raum, der durch die Oberfläche der sich in der Einheit zur elektrochemischen
Behandlung befindenden Flüssigkeit, durch den Deckel dieser Einheit und durch den Luftleiter begrenzt
ist, erzeugt, gestattet es, gleichzeitig die Verteilung der durch die Luftansaugöffnungen des Luftleiters angesaugten
Luft über die Luftauslaßöffnungen, den Abtransport des Schaums aus der Einheit zur elektrochemischen
Behandlung in die Einheit zur Abtrennung der festen Komponenten und die Lüftung der Anlage
mit Hilfe einer einzigen Einrichtung, und zwar des Lüfters, durchzzuführen, d. h. sie führt zur einer
Vereinfachung des Aufbaus der Anlage und der technologischen Verbindungen zwischen den Reinigungseinheiten.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Anlage zur Realisierung des Verfahrens zur Abwasserreinigung ist
es vorteilhaft, im Raum, der durch die ÄuBenoberfiäche
des Schaumaufnehmers und die innenoberfläche des Luftleiters begrenzt ist, senkrechte Trennwände zur
Teilung des angegebenen Raums in Abteile anzuordnen. Eine solche konstruktive Ausführung ermöglicht es,
das gegenseitige Kreuzen der Luftströme zu vermeiden, was zu einer rationaleren Bewegung derselben und
damit zu einer wirksameren Abtreibung des Schaums in der Einheit zur elektrochemischen Behandlung führt
Nach einer anderen Ausführungsform der Anlage zur Realisierung des Verfahrens zur Abwasserreinigung ist
es vorteilhaft, die senkrechten Trennwände in einer solchen Weise anzuordnen, daß ihre unteren Enden in
die sich in der Einheit zur elektrochemischen Behandlung befindende Flüssigkeit eingetaucht sind und die
oberen Enden mindestens bis zum oberen Rand des Luftleiters reichen.
Eine solche Ausführung der Trennwände schließt eine Verlagerung der Luftströme ober- oder unterhalb der
genannten Trennwände aus, wodurch eine optimale Bewegung der Luftströme bedingt und also auch das
Abtreiben des Schaums in der erforderlichen Richtung erleichtert wird.
Nach einer anderen Ausführungsform der Anlage für die Realisierung des Verfahrens zur Abwasserreinigung
enthält die Einheit zur Abtrennung der festen
ίο Komponenten von der Flüssigkeit der Abwässer einen
Rohrstutzen zur Einleitung der Abwässer, unter dessen Austrittsöffnung sich an einer Welle ein Kegelfilter
befindet, dessen Seitenfläche in Richtung zur Spitze abgebogen ist, und die Welle an dieser Spitze ein
montiertes Prallblech aufweist, wobei unter der Grundfläche des Fiiterkegels ein Aufnahmcirichtcr für
die abgetrennte Flüssigkeit mit einem Ableitungsstutzen angeordnet ist, und in einem Abstand von der
Grundfläche des Filterkegels, der die größten Ausmaße der abzutrennenden festen Beimengungen überschreitet,
ist koaxial zur Welle ein in Form eines Zylinders aus einem elastischen Werkstoff ausgeführter Schutz
angebracht.
Die Ausführung des Kegelfilters mit einem an der Spitze auf der Welle montierten Prallblech gestattet eine gleichmäßige Verteilung des Stroms des zu reinigenden Abwassers über die filtrierende Oberfläche, und vermeidet das Anhäufen von festen Beimengungen in der Nähe der Drehachse, wo die beim Rotieren des Kegelfilters entstehenden Fliehkräfte gering sind. Der letztere Umstand gestattet eine Herabsetzung der Drehgeschwindigkeit der Welle des Kegelfilters bei der Reinigung der filtrierenden Oberfläche, was zum Betrieb des Filters unter Schiffsbedingungen besonders wichtig ist.
Die Ausführung des Kegelfilters mit einem an der Spitze auf der Welle montierten Prallblech gestattet eine gleichmäßige Verteilung des Stroms des zu reinigenden Abwassers über die filtrierende Oberfläche, und vermeidet das Anhäufen von festen Beimengungen in der Nähe der Drehachse, wo die beim Rotieren des Kegelfilters entstehenden Fliehkräfte gering sind. Der letztere Umstand gestattet eine Herabsetzung der Drehgeschwindigkeit der Welle des Kegelfilters bei der Reinigung der filtrierenden Oberfläche, was zum Betrieb des Filters unter Schiffsbedingungen besonders wichtig ist.
Die gleichmäßige Verteilung der Abwasserströme über die Oberfläche des Kegelfilters trägt zur Erhöhung
der Reinigungswirksamkeit sowohl seiner filtrierenden Oberfläche als auch der zu reinigenden Flüssigkeit bei.
Die Ausführung der Austrittsöffnung des einleitenden Stutzens über der Spitze des Filterkegels ermöglicht
eine gleichmäßige Verteilung des zu reinigenden Abwassers über die Oberfläche des Kegelfilters und
trägt also auch zur gleichmäßigen Verteilung der Verschmutzungen über die filtrierende Oberfläche bei,
wodurch die Wirksamkeit der Reinigung der verschmutzten Abwässer und der filtrierenden Oberfläche
des Kegelfilters erhöht wird.
Die Ausführung des Kegelfilters mit einer in Richtung zur Spitze abgebogenen Seitenfläche verhindert das
Eindringen von über die Außenoberfläche des Kegelfilters abfließendem Abwasser in den Behälter zum
Ansammeln der festen Komponenten, d. h. sie gestattet es, ausseparierte feste Verschmutzungen mit geringstem
Wassergehalt zu erhalten und dadurch die Wirksamkeit der Reinigung der verschmutzten Flüssigkeit zu
erhöhen. Eine solche Ausführung der Seitenfläche begünstigt das Anhäufen der festen Komponenten an
der Grundfläche des Filterkegels, was die Wirksamkeit der Reinigung der filtrierenden Oberfläche des Kegelfilters
erhöht, da in der Nähe der Grundfläche des Filterkegels die auf die Verschmutzungen einwirkenden
Fliehkräfte größer sind als an dessen Spitze.
Das Anbringen eines aus elastischem Werkstoff ausgeführten Schurzes koaxial zur Welle, an der das Kegelfilter befestigt ist, verhindert das Anhaften der Verschmutzungen an den Gehäusewänden des Filters und den Erosionsverschleiß seiner Wandungen. Das
Das Anbringen eines aus elastischem Werkstoff ausgeführten Schurzes koaxial zur Welle, an der das Kegelfilter befestigt ist, verhindert das Anhaften der Verschmutzungen an den Gehäusewänden des Filters und den Erosionsverschleiß seiner Wandungen. Das
Vorhandensein des Schurzes stört dabei das Eindringen der festen Verschmutzungen in den Unterteil der
Einheiten zur Abtrennung der festen Komponenten nicht, verhindert jedoch das wiederholte Auftreffen der
Verschmutzungen auf die filtrierende Oberfläche infolge der Elastizität des Schurzes.
Es ist nach einer Ausführungsform der Anlage zur Durchführung des Verfahrens zur Abwasserreinigung
vorteilhaft, die Seitenfläche des Filters unter einem stumpfen Winkel abzubiegen.
Bei einer solchen Ausführung der Seitenfläche bilden sich keine Blindtaschen in der Konstruktion des
Kegelfilters aus, was zur Wirksamkeitserhöhung der Reinigung sowohl der filtrierenden Oberfläche des
Filters als auch des verschmutzten Abwassers beiträgt
Nach einer weiteren Ausführungsform der Anlage zur Realisierung des Verfahrens zur Abwasserreinigung ist
es zweckmäßig, den Schurz so anzuordnen, daß sein unterer Rand mindestens bis an den Pegel der
Grundfläche des Kegelfilters reicht.
Eine solche Anordnung des Schurzes trägt zum besseren Schutz der Gehäusewände des Filters gegen
das Anhaften von festen Verschmutzungen und also auch zur Vermeidung des Erosionsverschleißes der
Wandungen des Gehäuses bei.
Nach einer anderen Ausführungsform der Anlage zur Realisierung des Verfahrens zur Abwasserreinigung ist
es vorteilhaft, im Aufnahmetrichter für das gereinigte Abwasser an seinem der Grundfläche des Filterkegels
zugwandten Oberrand ein Ringrohr mit öffnungen anzuordnen, die an der der Innenoberfläche des
Kegelfilters zugewandten Oberfläche des Rohrs ausgeführt sind, wobei das Rohr über einen Druckregler mit
der Quelle des Mediums verbunden ist, das die Adhäsion der Verschmutzungen an der filtrierenden Oberfläche
des Filters vermindert.
Die Anordnung eines Ringrohrs mit öffnungen, das mittels eines Druckreglers mit der Quelle des Mediums
zur Verminderung der Adhäsion der Verschmutzungen an der filtrierenden Oberfläche verbunden ist, im
Aufnahmetrichter für die gereinigten Abwasser, gestattet es, das die Adhäsion vermindernde Medium in
flüssigem oder gasförmigem Zustand an die Innenseite der filtrierenden Oberfläche unter einem Druck
zuzuleiten, wobei dieses Medium auf die Ablagerungen an der filtrierenden Oberfläche einwirkt und den
Stärkegrad ihrer Anhaftung an dieser Oberfläche herabsetzt, was zur besseren Reinigung der filtrierenden
Oberfläche und zur wirksameren Ausnutzung der Fliehkräfte beiträgt, die infolge der Rotation des Filters
während dessen Reinigung entstehen.
Dabei sind die Öffnungen im Rohr, durch die das angegebene Medium an die Innenseite des Filters
zugeführt wird, in einer solchen Weise angeordnet, daß die Strahlen des aus den öffnungen ausfließenden
adhäsionsvermindernden Mediums die gesamte Innenseite der filtrierenden Oberfläche des Kegelfilters
überstreichen.
Die Zuleitung des die Adhäsion der Verschmutzungen an der filtrierenden Oberfläche des Filters vermindernden
Mediums die unter Druck mit Hilfe des Druckreglers erfolgt, trägt zum Ausschließen des Eindringens der
Verschmutzungen an die Innenseite der filtrierenden Oberfläche bei, was wiederum das Eindringen der
Verschmutzungen von der filtrierenden Oberfläche in die gereinigte Flüssigkeit ausschließt.
Es ist nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Anlage zur Realisierung des Verfahrens zur Abwasserreinigung
zweckmäßig, die öffnungen im Ringrohr sich aufweitend zu dessen Außenwandung auszuführen.
Eine solche Ausführung der öffnungen gestattet es, besonders rational die Kinetik des Strahls des
ausfließenden Mediums zur Verminderung der Adhäsion der Verschmutzungen an der filtrierenden Oberfläche
auszunutzen.
Nach einer anderen Ausführungsform der Anlage zur Realisierung des Verfahrens zur Abwasserreinigung ist
ίο es vorteilhaft, die öffnungen im Ringrohr mit konischen
divergierenden Aufsätzen zu versehen.
Eine solche Ausführung der Öffnungen gestattet es, auf Kosten einer unwesentlichen konstruktiven Verkomplizierung
die Kinetik des Strahls des aus den Aufsätzen ausfließenden Mediums zur Verminderung
der Adhäsion der Verschmutzungen an der filtrierenden Oberfläche in einem noch höheren Grad rational
auszunutzen. Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf Zeichnungen
näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 ein technologisches Schema des Verfahrens zur Abwasserreinigung gemäß der Erfindung;
F i g. 2 ein prinzipielles Schema der erfindungsgemäßen Einheit zui elektrochemischen Behandlung, das die
Lage der Flüssigkeit und der Schaumschicht bei starken Neigungen der Einheit illustriert;
F i g. 3 ein Diagramm der Abhängigkeit des hydraulischen Widerstandes der filtrierenden Oberfläche von
deren Blockierungsgrad;
Fig.4 ein prinzipielles Schema der Anlage zur
Ausführung des Verfahrens zur Abwasserreinigung gemäß der Erfindung;
F i g. 5 dito wie in F i g. 4, in Draufsicht;
F i g. 6 dito wie in F i g. 4, in Gesamtansicht;
F i g. 7 die in den F i g. 4, 5 und 6 dargestellte Einheit zur elektrochemischen Bearbeitung im Schnitt mit vergrößertem Maßstab gemäß der Erfindung;
F i g. 7 die in den F i g. 4, 5 und 6 dargestellte Einheit zur elektrochemischen Bearbeitung im Schnitt mit vergrößertem Maßstab gemäß der Erfindung;
F i g. 8 dito wie in F i g. 7 eine Draufsicht;
F i g. 9 einen Schnitt nach der Linie IX-IX in F i g. 7;
Fig. 10 eine weitere Ausführungsform der in den F i g. 4, 5 und 6 dargestellten Einheit zur elektrochemischen Behandlung im Schnitt mit vergrößertem Maßstab gemäß der Erfindung;
Fig. 10 eine weitere Ausführungsform der in den F i g. 4, 5 und 6 dargestellten Einheit zur elektrochemischen Behandlung im Schnitt mit vergrößertem Maßstab gemäß der Erfindung;
Fig. 11 einen Schnitt nach der Linie XI-XI in F ig. 10;
Fig. 12 eine dritte Ausführungsform der in den F i g. 4, 5 und 6 dargestellten Einheit zur elektrochemischen
Behandlung im Schnitt mit vergrößertem Maßstab gemäß der Erfindung;
F i g. 13 einen Schnitt nach der Linie XII-XII in F i g. 5 mit vergrößertem Maßstab;
Fig. 14 den in den Fig.4, 5, 6 und 7 dargestellten
Luftleiter in Axonometrie mit vergrößertem Maßstab (in Form eines Sechskames);
Fi g. 15 dito wie in Fi g. 14 (runde Form);
F i g. 16 dito wie in F i g. 14 mit zylindrischer Einheit zur elektrochemischen Behandlung;
F i g. 16 dito wie in F i g. 14 mit zylindrischer Einheit zur elektrochemischen Behandlung;
Fig. 17 die in den Fig.4 und 6 dargestellte Einheit
zur Abtrennung der festen Komponenten von der Flüssigkeit der Abwässer im Schnitt mit vergrößertem
Maßstab und mit dem auf ihm angeordneten Kegelfilter gemäß der Erfindung;
Fig. 18 das in der Fig. 17 dargestellte Ringrohr mit
vergrößertem Maßstab gemäß der Erfindung;
Fig. 19 einen Schnitt nach der Linie XIX-XIX in Fig. 17;
Fig. 20die Baugruppe Din Fi g. 19;
F i g. 21 ein Diagramm zur Kennzeichnung der Arbeit der in den Fig.4, 5 und 6 dargestellten Anlage gemäß
der Erfindung.
Das Verfahren zur Abwasserreinigung wird anhand des in F i g. 1 dargestellten Schemas erläutert Die
Behandlung des verschmutzen Abwassers wird in mehreren nacheinanderfolgenden Stufen durchgeführt,
wobei in der ersten Stufe Abwasser 1 einer Filtrierung durch eine kegelförmige filtrierende Oberfläche 2
unterzogen werden. Dabei werden feste Komponenten 3 von der Flüssigkeit der Abwässer 1 abgetrennt, im
unteren Teil einer Einheit 4 zur Abtrennung der festen Komponenten 3 von der Flüssigkeit angesammelt und
dann zur Vernichtung oder Verwertung befördert, während die separierte Flüssigkeit 5 in einem Behälter 6
angesammelt und in bezug auf die Volumenauslastung und die chemisch-physikalische Zusammensetzung
homogenisiert wird. Die homogenisierte Flüssigkeit 7 wird einer elektrochemischen Behandlung unterzogen.
Bei der elektrochemischen Behandlung wird eine Koagulation der kolloidalen Teilchen, eine Flotation der
koagulierten kolloidalen Teilchen mit den Bläschen des sich bei der Elektrolyse bildenden Wasserstoffs und eine
Desinfektion der Flüssigkeit der Abwasser durchgeführt.
Die elektrochemische Desinfektion der Abwässer kann in Abhängigkeit vom Gehalt der Chloride darin
mittels Chlor (bei einem großen Gehalt von Chloridan), Wasserstoffperoxid und Ozon (bei geringem Gehalt an
Chloriden) erfolgen. Dabei kann sich die Menge des sich bei der Elektrolyse der Abwasser mit verschiedener
Konzentration an Chloriden bildenden Chlors, Wasserstoffperoxide und Ozons ändern, während die summarische
Menge der obigen desinfizierenden Stoffe in dem zu bearbeitenden Abwasser konstant bleibt.
Die elektrochemische Behandlung wird bei einer Strömungsgeschwindigkeit der homogenisierten Flüssigkeit
7 durchgeführt, die zur Ausbildung einer Schaumschicht 9 ausreichend ist. Dabei werden in der
Schaumschicht 9 unter Einwirkung des durch einen Lüfter 10 erzeugten Unterdrucks in der Einheit 4 zur
Abtrennung der festen Komponenten 3 der Flüssigkeit der Abwässer 1 und also auch in der mit ihr
verbundenen Einheit 8 zur elektrochemischen Behandlung gegeneinandergerichtete Luftströme 11 formiert,
die den Schaum aus den Randgebieten der Schaumschicht 9 in das Zentrum der in Fig. 1 durch ein
gestricheltes Rechteck bezeichnet ist, treiben, von wo die im Schaum schwebenden Verschmutzungen 12 in die
Einheit 4 zur Abtrennung der festen Komponenten 3 von den flüssigen Abwässern 1 unter Einwirkung
gleichen Unterdrucks transportiert werden. Danach werden die Verschmutzungen 12 mit den in der Einheit 4
von den flüssigen Abwässern 1 abgetrennten festen Komponenten 3 vermischt und dieses Gemisch 13 wird
aus der Einheit 4 zur Abtrennung der festen Komponenten 3 von den flüssigen Abwässern 1 zur
Vernichtung oder Verwertung befördert.
Das gereinigte Wasser 14 wird in das sich unter dem Zentrum der Schaumschicht 9 befindende Gebiet, das im
Schema mit einem gestrichelten Rechteck bezeichnet ist, abgeleitet, von wo es in den Sammelbehälter
entfernt, nachfolgend benutzt oder nach außen abgeleitet wird.
Die Formierung der gegeneinandergerichteten Luftströme 11 in der Schaumschicht 9 bei der elektrochemischen
Behandlung, die den Schaum aus den Randgebieten der Schaumschicht 9 in deren Zentrum befördern,
sowie das Ableiten des gereinigten Wassers 14 in das Gebiet, das sich unter dem Zentrum der Schaumschicht
9 befindet, gestatten es, den Schaum und das gereinigte
Wasser 14 in der Zone mit den geringsten Verlagerungen derselben in vertikaler Richtung und mit praktisch
sich nicht verändernden Volumina bei starken Neigungen der Einheit 8 zur elektrochemischen Behandlung,
die bei Krängungen und Rollbewegungen des Schiffs, in dem sie angeordnet ist, möglich sind, anzusammeln. Dies
wird durch das prinzipielle Schema (F i g. 2) der Einheit 8 zur elektrochemischen Behandlung erläutert, das die
Lage der Flüssigkeit und der Schaumschicht 9 bei starken Neigungen derselben illustriert
Wie das aus dem Schema ersichtlich ist, kann Lei starken Neigungen der Einheit 8 zur elektrochemischen
Behandlung die Grenze zwischen der Schaumschicht 9 und der sich in der Einheit 8 zur elektrochemischen
Behandlung befindenden Flüssigkeit z. B. über die Linien A und B verlaufen. Dabei bleiben nur im
Mittelteil der Schaumschicht 9 oder in dem daran angrenzenden Flüssigkeitsvolumen, im Punkt C, die
Pegel des Wassers und der Schaumschicht 9 konstant, und demzufolge bleiben auch die sich in der Nähe vom
Punkt Cbefindenden Schaum- und Flüssigkeitsvolumina konstant Auf diese Weise wird die Zweckmäßigkeit des
Ableitens des Schaums und des gereinigten Wassers in das Gebiet, das sich in der Nähe des Mittelpunkts der
Schaumschicht 9 befindet, bei der Verwendung des angegebenen Verfahrens zur Abwasserreinigung in
Anlagen, die zum Betrieb auf Schiffen, d.h. unter Bedingungen ständiger Schwingungen, Krängungen
und Rollbewegungen des Schiffs bestimmt sind, offensichtlich.
Das Verfahren ist auch dadurch gekennzeichnet, daß Abwässer 1 (Fig. 1) der kegelförmigen filtrierenden
Oberfläche 2 an deren Spitze zugeführt werden, wodurch eine optimale Verteilung der Abwässer 1 über
die filtrierende Oberfläche 2 erreicht wird. Dieser Umstand bedingt seinerseits eine hohe Wirksamkeit der
Abtrennung der festen Komponenten 3 von den flüssigen Abwässern 1 und eine gleichmäßige, sich
allmählich zur Grundfläche des Kegels der filtrierenden Oberfläche 2 verstärkende Verschmutzung ihrer Fläche.
Die sich an der filtrierenden Oberfläche 2 ansammelnden festen Komponenten 3 werden unter Einwirkung
der bei der Drehung der,filtrierenden kegelförmigen Oberfläche 2 entstehenden Fliehkräfte sowie unter
Einwirkung eines Mediums 15, das ihre Adhäsion an der filtrierenden Oberfläche 2 vermindert und unter Druck
auf die der Außenseite der filtrierenden Oberfläche 2, an die die Abwässer 1 zugeführt werden, gegenüberliegende
Innenseite der filtrierenden Oberfläche 2 gerichtet wird, von der filtrierenden Oberfläche 2 entfernt.
Die Einwirkung durch das Medium 15, das die Adhäsion der Verschmutzungen an der filtrierenden
Oberfläche 2 vermindert, auf die sich der filtrierenden Oberfläche 2 ansammelnden festen Komponenten trägt
zur besseren Reinigung der filtrierenden Oberfläche 2 bei, da dabei ein Auflockern, Schmelzen und Auflösen
der an der filtrierenden Oberfläche 2 abgelagerten Verschmutzungen erfolgt. Demzufolge, daß das angegebene
Medium 15 unter Druck zugeleitet wird, ist das Eindringen der Verschmutzungen an die Innenseite der
filtrierenden Oberfläche 2 ausgeschlossen, wodurch wiederum das Eindringen von Verschmutzungen von
der filtrierenden Oberfläche 2 in die abgetrennte Flüssigkeit 5 ausgeschlossen wird.
Der Druck, mit dem das Medium 15 zur Verminderung der Adhäsion der Verschmutzungen an der
filtrierenden Oberfläche 2 zugeleitet werden muß, kann
sich in einem weiten Bereich ändern und hängt von einer Reihe Einflußfaktoren ab, von denen folgende die
wichtigsten sind: Art des die Adhäsion vermindernden Mediums 15, das sich im flüssigen oder gasförmigen
Zustand befinden sowie ein Gemisch von Flüssigkeit und Gas darstellen kann; Temperatur des angewandten
Mediums 15; Art der Ablagerungen an der filtrierenden Oberfläche 2 u. a.
Besonders zweckmäßig ist die Wahl folgender Druckwerte: für das flüssige Medium 15 von 1 bis 2 atü
(1 —2 ■ 105 N/m2), für das gasförmige Medium von 3 bis
5 atü (3—5 · 10j N/m2), für das Gemisch eines flüssigen
und gasförmigen Mediums von 2,5 bis 3 atü (2,5— 3 · 105 N/m2).
Es soll hervorgehoben werden, daß die Zuleitung des Mediums 15, das die Adhäsion der Verschmutzungen an
der filtrierenden Oberfläche 2 vermindert, einen positiven Einfluß auf die Wirkung der Fliehkräfte
ausübt, die das Hauptmittel zur Entfernung der Verschmutzungen von der filtrierenden Oberfläche 2
darstellen. Die Verschmutzungen, deren Verbindungen mit der filtrierenden Oberfläche 2 geschwächt sind,
werden leicht unter Einwirkung der Fliehkräfte entfernt, wobei die Einwirkung der Fliehkräfte auf die Verschmutzungen
entweder gleichzeitig mit der Zuleitung des Mediums 15 zur Verminderung der Adhäsion oder
nachfolgend nach dieser erfolgen kann.
Die Zuleitung des Mediums 15 zur Verminderung der Adhäsion der Verschmutzungen an der filtrierenden
Oberfläche 2 beginnt nach der Verunreinigung von 50—60% der filtrierenden Oberfläche 2. Diese Grenze
ist durch den Astieg des hydraulischen Widerstands der filtrierenden Oberfläche 2 bedingt, der mit der
Überdeckung der filtrierenden Oberfläche durch größere Verschmutzungen (Papier, Watte u. a.) verbunden ist.
Dabei hängt der Anstieg des hydraulischen Widerstands exponential vom Überdeckungsgrad der filtrierenden
Oberfläche 2 ab, wie das im Diagi amm (F i g. 3) gezeigt
ist. An der Ordinatenachse des angegebenen Diagramms sind die Werte des hydraulischen Widerstands
der verschmutzten filtrierenden Oberfläche 2 ohne Berücksichtigung des hydraulischen Widerstands der
reinen filtrierenden Oberfläche 2 auftragen. Die Abszissenachse gibt die Werte des Verschmutzungsgrades
der filtrierenden Oberfläche 2 in Prozenten von der Gesamtfläche der filtrierenden Oberfläche 2 an. Aus
dem Diagramm folgt, daß bei einer Blockierung der Fläche um 50—60% der hydraulische Widerstand der
filtrierenden Oberfläche 2 im optimalen Bereich liegt, wobei oberhalb der angegebenen Werte ein steiler
Anstieg der hydraulischen Widerstände beobachtet wird, demzufolge ein verstärktes Eindringen der
flüssigen Komponente des Abwassers 1 in die Einheit 4 (Fig. 1) zur Abtrennung der festen Komponenten
erfolgt.
Bei einer Zuleitung des Mediums 15 zur Verminderung der Adhäsion der Verschmutzungen bei einem
Verschmutzungsgrad der filtrierenden Oberfläche 2 von weniger als 50—60% erfolgt ein hoher Verbrauch des
angegebenen Mediums, und es wird außerdem die Reinigungswirksamkeit wegen des Zeitverlusts bei der
sich oft wiederholenden Regenerierung der filtrierenden Oberfläche 2 herabgesetzt.
Als Medium 15 zur Verminderung der Adhäsion der Verschmutzungen an der filtrierenden Oberfläche 2
können verschiedene Stoffe oder deren Gemische verwendet werden, die sich sowohl in flüssigem als auch
gasförmigem Zustand befinden. Besonders bevorzugt ist die Verwendung als Medium, das die Adhäsion der
Verschmutzungen an der filtrierenden Oberfläche vermindert, solcher Stoffe wie heißes Wasser, ein
Gemisch von Dampf und Wasser, ein Gemisch von Wasser mit Waschmitteln, z. B. mit oberflächenaktiven
Stoffen, sowie Dampf, heiße Luft u. a.
Nachfolgend werden konkrete Beispiele zur Durchführung der Reinigung der filtrierenden Oberfläche 2
von der auf ihr abgelagerten festen Komponenten 3 mit ίο Hilfe von Fliehkräften und der Einwirkung auf die
Innenseite der filtrierenden Oberfläche 2 mit verschiedenen Medien 15, die die Adhäsion der Verschmutzungen
an der filtrierenden Oberfläche 2 vermindern, angeführt
Als Beispiel der Ausführung des Verfahrens zur Abwasserreinigung sei der Fall der Reinigung einer mit
fettigen und faserigen Ablagerungen verschmutzten filtrierenden Oberfläche mit Hilfe von Fliehkräften und
der Einwirkung auf ihre Innenseite mit heißem Wasser betrachtet.
Durch &e filtrierende Oberfläche 2 wurden 300 Liter
Abwässer 1 mit einer Temperatur von 20° C durchgeleitet, die im Mittel 650 mg/1 Verschmutzungen enthielten,
in denen im Mittel 0,1 g/l fettige Verschmutzungen und 0,05 g/l faserige Verschmutzungen anwesend waren.
Auf der filtrierenden Oberfläche 2 wurden 27 g fettiger und 12 g faseriger Verschmutzungen festgehalten. Die
Regenerierung der filtrierenden Oberfläche 2 wurde bei einer Drehzahl derselben von 1000 U/min und unter
Zuleitung an ihre Innenseite von 60 Liter Wasser mit einer Temperatur von 50°C und einem Druck von 1 atü
(1 ■ 105 N/m2) durchgeführt.
3■> Bei der Verwendung für die Spülung der filtrierenden
Oberfläche 2 von heißem Wasser mit einer Temperatur von 50° C wurde festgestellt, daß die fettigen Verschmutzungen
mit den faserigen Verschmutzungen Konglomerate bilden, die unter Einwirkung von
to Fliehkräften leicht entfernt werden können. Es wurden elf Versuche mit einer Spülung der filtrierenden
Oberfläche 2 mit heißem Wasser und ebensoviele Versuche nur mit Fliehkraftreinigung durchgeführt. Die
Ergebenisse der Versuche sind in der Tabelle zusammengestellt. Aus der Tabelle folgt, daß die Wirksamkeit
der Reinigung der filtrierenden Oberfläche 2 unter Verwendung einer kombinierten Einwirkung auf die
Verschmutzungen (mit Fliehkräften und heißem Wasser) infolge einer Steigerung der Wirksamkeit des
Fliehkraftverfahrens zur Reinigung der filtrierenden Oberfläche 2, bedingt durch die Verminderung der
Adhäsionskräfte der Verschmutzungen an der filtrierenden Oberfläche 2 bei Einwirkung auf diese von heißem
Wasser, erhöht wird.
Die Verwendung von heißem Wasser mit einer Temperatur bis 50° C zur Reinigung der filtrierenden
Oberfläche 2 ist zweckmäßig auf großen Fahrgastschiffen, bei denen für den Bedarf der Fahrgäste und der
Besatzung große Wasservorräte mit solcher Temperatür vorhanden sind.
Es sei als ein anderes Ausführungsbeispiel des Verfahrens die Reinigung der filtrierenden Oberfläche 2
mit Hilfe von Fliehkräften und der Einwirkung auf ihre Innenseite mit heißem Wasser, dessen Temperatur die
Schmelztemperatur der Fettablagerungen an der filtrierenden Oberfläche 2 überschreitet, betrachtet.
Reinigung der filtrierenden Oberfläche von fettigen und faserigen Verschmutzungen mittels der Verwendung von
Fliehkräften sowie von Fliehkräften in Kombination mit einer Spülung der filtrierenden Oberfläche mit heißem
Wasser
Oberfläche festgehaltenen Verschmutzungen
Gewicht der Verschmutzungen,
die auf der filtrierenden Oberfläche nach deren Reinigung mittels der Verwendung von Fliehkräften zurückgeblieben sind
Gewicht der Verschmutzungen, die auf der filtrierenden Oberfläche nach
deren Reinigung raititls der Verwendung von Fliehkräften in Kombination mit der Spülung der filtrierenden Oberfläche mit heißem Wasser
zurückgeblieben sind
| fettige | faserige | fettige | faserige | fettige | faserige | |
| g | g | g | g | 8 | g | |
| 1 | 27 | 12 | 0,5 | 1 | fettige Einschlüsse | ΙΟ"3 |
| 2 | 20 | 8 | 0,3 | 0,6 | lassen sich visual | 2 · 10~3 |
| 3 | 28 | 4 | 0,8 | 0,4 |
nicht feststellen. Die
Spülung mit einem |
1 · 10~3 |
| 4 | 15 | 10 | 0,1 | 0,9 | Lösungsmittel mit | 5 ■ 10~3 |
| 5 | 17 | 5 | 0,09 | 0,1 | nachfolgender Ex | 1 · HT3 |
| 6 | 23 | 14 | 0,4 | 0,12 | traktion des Fetts | 6 ■ KT3 |
| 7 | 12 | 9 | 0,8 | 0,08 |
zeigte nur Spuren
der Anwesenheit |
1 ■ KT3 |
| 8 | 16 | 12 | 0,25 | 0,13 | von fettigen Ver | 1 · 10~3 |
| 9 | 22 | 7 | 0,4 | 0,2 | schmutzungen | 8 ■ 10~3 |
| 10 | 21 | 9 | 0,18 | 0,12 | 1,5 ■ 10"3 | |
| 11 | 13 | 4 | 0,6 | 0,26 | 4 ■ 10~3 |
Durch die filtrierende Oberfläche wurden 300 Liter Abwässer mit einer Temperatur von 20°C durchgeleitet,
die im Mittel 650 mg/1 Verschmutzungen enthielten, in denen im Mittel 0,1 g/l fettige Verschmutzungen und
0,05 g/l faserige Verschmutzungen anwesend waren. Auf der filtrierenden Oberfläche 2 wurden 26 g fettiger
und 13 g faseriger Verschmutzungen festgehalten. Die Regenerierung der filtrierenden Oberfläche 2 wurde bei
einer Drehzahl derselben von 1000 U/min und bei Zuleitung an ihre Innenseite von heißem Wasser mit
einer Temperatur von 70°C, die die Schmelztemperatur fettiger Ablagerungen an der filtrierenden Oberfläche 2
überschritt, und einem Druck von 1 atü (1 · 105 N/m2)
durchgeführt. Zum Erreichen eines gleichen Reinigungsgrades der filtrierenden Oberfläche 2 wie im oben
betrachteten Beispiel 1 war bedeutend weniger heißes Wasser, dessen Temperatur 70°C betrug, insgesamt nur
36 Liter, erforderlich, d. h. 24 Liter weniger, als bei der Verwendung von Wasser mit einer Temperatur von
50° C.
Die Verwendung dieser heißen Form des Verfahrens gestattet es, heißes Spülwasser einzusparen, und die
Anwendung dieser Variante ist zweckmäßig auf kleineren Schiffen, bei denen der Vorrat an heißem
Wasser begrenzt ist.
Als weiteres Ausführungsbeispiel des Verfahrens betrachten wir eine Reinigung der mit fettigen und
faserigen Ablagerungen verschmutzten filtrierenden Oberfläche mit Hilfe von Fliehkräften und der
Einwirkung auf ihre Innenseite mit einem Gemisch von Dampf und Wasser.
Durch die filtrierende Oberfläche 2 wurden 300 Liter Abwässer mit einer Temperatur von 20° C durchgeleitet,
die im Mittel 650 mg/1 Verschmutzungen enthielten, bei denen im Mittel 0,1 g/l fettige Verschmutzungen und
0,05 g/l faserige Verschmutzungen anwesend waren. Auf der filtrierenden Oberfläche wurden 24 g fettiger
und 12 g faseriger Verschmutzungen festgehalten. Die Regenerierung der filtrierenden Oberfläche 2 wurde bei
einer Drehzahl derselben von 1000 U/min und bei Zuleitung an ihre Innenseite eines Gemisches von
Dampf und Wasser mit einem Druck von 2,5 atü (2,5 · 105 N/m2) durchgeführt.
Bei einer Dampftemperatur von 127°C betrug die Beziehung zwischen der Dampf- und Wassermenge
2 kg Dampf pro 0,8 kg Wasser. Dabei wurden zur Spülung 21 I Wasser verbraucht.
Es ist zweckmäßig, diese Ausführungsform des Verfahrens auf Schiffen zu verwenden, die ein zentrales
Dampfversorgungssystem besitzen.
Als weiteres Ausführungsbeispiel des Verfahrens betrachten wir eine Reinigung der mit fettigen und
faserigen Ablagerungen verschmutzter, filtrierenden Oberfläche mit Hilfe von Fliehkräften und der
Einwirkung auf ihre Innenseite mit einem Gemisch von Dampfund Wasser.
Durch die filtrierende Oberfläche 2 wurde die gleiche Menge von Abwasser wie im vorangehenden Beispiel 3
mit gleichen mittleren Konzentrationen der Verschmutzungen durchgeleitet. Dabei wurden auf der filtrierenden
Oberfläche 28 g fettiger und 10 g faseriger Verschmutzungen festgehalten. Die Regenerierung der
filtrierenden Oberfläche wurde bei einer Drehzahl derselben von 1000 U/min und bei der Zuleitung an ihre
Innenseite eines Gemisches von Dampf und Wasser mit einem Druck von 3 atü (3-105 N/m2) bei einer
Dampftemperatur von 1340C durchgeführt. Die Beziehung zwischen der Dampf- und Wassermenge betrug
1 kg Dampf pro 0,6 kg Wasser. Dabei wurden zur Spülung 16 Liter Wasser verbraucht.
Mit einer Erhöhung der Temperatur und des Drucks des verwendeten Dampfes wird der Verbrauch des
Wassers für die Regenerierung der filtrierenden Oberfläche 2 herabgesetzt, und als Folge dessen wird
die Bewässerung der von der Filtrierenden Oberfläche 2 abgetrennten festen Komponenten 3 aus den Abwässern
1 vermindert.
10
Als weiteres Ausführungsbeispiel des Verfahrens betrachten wir eine Reinigung der mit fettigen und
faserigen Ablagerungen verschmutzten filtrierenden Oberfläche mit Hilfe von Fliehkräften und der
Einwirkung auf ihre Innenseite mit Dampf.
Durch die filtrierende Oberfläche 2 wurden desgleichen wie in den vorangehenden Fällen 300 Liter
Abwasser mit einer Temperatur von 200C durchgeleitet,
das im Mittel 650 mg/1 Verschmutzungen enthielt, in denen im Mittel 0,1 g/l fettige Verschmutzungen und
0,05 g/l faserige Verschmutzungen anwesend waren. Auf der filtrierenden Oberfläche 2 wurden 24 g fettiger
und 13 g faseriger Verschmutzungen festgehalten. Die Regenerierung der filtrierenden Oberfläche wurde bei
einer Drehzahl derselben von 1000 U/min und bei einer
Zuleitung an ihre Innenseite von Dampf mit einer Temperatur von 120°C und einem Druck von 2 atü
(2 · 105 N/m2) durchgeführt.
Bei einem gleichen Reinigungsgrad der filtrierenden Oberfläche 2 wie in den oben betrachteten Beispielen
sind in die von der filtrierenden Oberfläche entfernten Verschmutzungen infolge der Kondensierung des
Dampfs nur 2,8 Liter Wasser eingedrungen.
Bei einer weiteren Behandlung der Verschmutzungen, z. B. bei deren thermischer Behandlung, gestattet die
Verminderung der Bewässerung der Verschmutzungen bei Verwendung von Dampf zur Reinigung der
filtrierenden Oberfläche, den Brennstoffverbrauch zur thermischen Behandlung wesentlich zu reduzieren.
Es ist zweckmäßig, diese Variante beim Vorandensein im Schiff von Dampferzeungungsquellen zu verwenden.
Eine Erhöhung der Dampftemperatur und des Drucks, unter dem der Dampf zur filtrierenden
Oberfläche zugeleitet wird, führt zu einer Steigerung der Reinigungswirksamkeit der filtrierenden Oberfläche,
die Wahl dieser Parameter muß jedoch mit der technischen Zweckmäßigkeit und mit der Art der
Ablagerungen an der filtrierenden Oberfläche in Übereinstimmung gebracht werden.
Als weiteres Ausführungsbeispiel des Verfahrens betrachten wir eine Reinigung der mit fettigen und
faserigen Ablagerungen verschmutzten filtrierenden Oberfläche mit Hilfe von Fliehkräften und der
Einwirkung auf ihre Innenseite mit heißer Luft.
Durch die filtrierende Oberfläche 2 wurden desgleichen wie in den vorangehenden Beispielen 300 Liter
Abwasser mil einer Temperatur von 20° C durchgeleitet, das im Mittel 650 mg/1 Verschmutzungen enthielt, in
denen im Mittel 0,1 g/l fettige Verschmutzungen und 0,05 g/l faserige Verschmutzungen anwesend waren.
Auf der filtrierenden Oberfläche 2 wurden 24 g fettiger und 13 g faseriger Verschmutzungen festgehalten. Die
Regenerierung der filtrierenden Oberfläche wurde bei einer Drehzahl derselben von 1000 U/min und bei einer
Zuleitung an ihre Innenseite von heißer Luft mit einer Temperatur von 250°C und einem Druck von 2 atü
(2 ■ 105 N/m2) durchgeführt.
Bei einem gleichen Reinigungsgrad der filtrierenden Oberfläche 2 wie in den oben betrachteten Beispielen
hat sich die Bewässerung der von der filtrierenden Oberfläche 2 entfernten Verschmutzungen um 20%
vermindert (anfängliche Bewässerung der Verschmutzungen 92—98%). Bei einer weiteren Behandlung der
Verschmutzungen, z. B. bei deren thermischer Bearbeitung, gestattet die Trocknung der Verschmutzungen im
Laufe deren Entfernung von der filtrierenden Oberfläche 2 den Brennstoffverbrauch zur thermischen
Behandlung wesentlich zu reduzieren.
Es ist zweckmäßig, diese Variante des Verfahrens beim Vorhandensein eines Ofens für die Verbrennung
der festen Komponenten, in der Nähe der Anlage zur Abwasserreinigung, die das vorliegende Reinigungsverfahren
realisiert, wodurch der Transport derselben in den Ofen wesentlich vereinfacht wird, sowie bei
Vorhandensein im Schiff einer Heißgasquelle, wie z. B. auf Tankschiffen, bei denen ein Edelgaserzeuger
vorgesehen wird, zu verwenden.
Die Anlage zur Ausführung des beschriebenen Verfahrens zur Abwasserreinigung enthält die Einheit 4
(F i g. 4) zur Abtrennung der festen Komponenten 3 von der Flüssigkeit der Abwässer 1, die durch eine
Rohrleitung !6 mit dem Behälter 6 zur Ansammlung und Homogenisierung der in der Einheit 4 verbunden ist, und
die Einheit 8 zur elektrochemischen Behandlung, die durch eine Druckrohrleitung 17 desgleichen mit dem
Behälter 6 zur Ansammlung und Homogenisierung der abgetrennten Flüssigkeit in Verbindung steht. Zwischen
dem Behälter 6 zur Ansammlung und Homogenisierung der abgetrennten Flüssigkeit und der Einheit 8 zur
elektrochemischen Behandlung der homogenisierten Flüssigkeit ist eine Pumpe 18 für die Umwälzung der
homogenisierten Flüssigkeit aus dem Behälter 6 zur Ansammlung und Homogenisierung der Flüssigkeit in
die Einheit 8 zur elektrochemischen Behandlung der homogenisierten Flüssigkeit angeordnet. Die Einheit 8
zur elektrochemischen Behandlung der homogenisierten Flüssigkeit ist durch eine Rohrleitung 19 mit einem
Behälter 20 für das gereinigte Wasser 14 verbunden. Der Behälter 20 für gereinigtes Wasser 14 steht durch
eine Rohrleitung 21 mit einer Pumpe 22 in Verbindung, die zur Beförderung des gereinigten Wassers nach
außenbords dient.
Die Einheit 4 zur Abtrennung der festen Komponenten von der Flüssigkeit der Abwasser ist durch eine
Rohrleitung 23 mit einer Pumpe 24 verbunden, die zur Entfernung des Gemisches 13 aus festen Komponenten
3 und bei der elektrochemischen Behandlung abgetrennten Verschmutzungen 12 im Schaum aus der
Einheit 4 zur Abtrennung der festen Komponenten dienen.
Die Pumpe 24 ist durch Rohrleitungen 23, 25, 26 mit dem Behälter 6 zum Ansammeln und Homogenisieren
der abgetrennten Flüssigkeit, durch Rohrleitungen 23, 25, 27, 28, 29 und 30 mit der Einheit 8 zur
elektrochemischen Behandlung der homogenisierten Abwasser und durch Rohrleitungen 23,25,27 und 31 mit
der Einheit 4 zur Abtrennung der festen Komponenten von der Flüssigkeit der Abwasser verbunden.
Für die Trockenlegung der Einheit 8 zur elektrochemischen
Behandlung der homogenisierten abgetrennten Flüssigkeit dienen Ventile 32 und 33, zur Trockenlegung
des Behälters 6 zum Ansammeln und Homogenisieren der abgetrennten Flüssigkeif dient ein Ventil 34 und zur
Trockenlegung der Einheit 4 zur Abtrennung der festen Komponenten von den flüssigen Abwässern dient ein
Ventil 35. Nötigenfalls wird zwischen der Einheit 4 zur Abtrennung der festen Komponenten von den flüssigen
Abwässern und der Pumpe 24 ein Zerkleinerer 36 eingeschaltet. Das Zu- und Abschalten des Zerkleinerers
36 geschieht mittels des Ventils 37. Der Behälter 6 zum Ansammeln und Homogenisieren der abgetrennten
Flüssigkeit ist mit einer Rückumlaufrohrleitung 38 versehen, die zur Auswaschung des sich im Behälter 6
zum Ansammeln und Homogenisieren der Flüssigkeit bildenden Absatzes und zur Regelung der Zuleitungsgeschwindigkeit
der homogenisierten Flüssigkeit in die Einheit 8 zur elektrochemischen Behandlung der
homogenisierten Flüssigkeit ist durch eine Rohrleitung 39 mit einem Behälter 40 verbunden, der sich in der
Einheit 4 zur Abtrennung der festen Komponenten von den flüssigen Abwässern befindet und unter durch den
Lüfter 10 erzeugtem Unterdruck steht. Der Behälter 40 ist mit einem Rohrstutzen 41 versehen, dessen unteres
Ende in die Flüssigkeit eingetaucht ist, die sich ständig im unteren Teil der Einheit 4 zur Abtrennung der festen
Komponenten von den flüssigen Abwässern befindet und dorthin bei der Abtrennung der festen Komponenten
sowie gemeinsam mit den bei der elektrochemischen Behandlung ausgesonderten Verschmutzungen zufließt.
Der Behälter 40 hat außerdem eine öffnung 42. die zur
Belüftung der Einheit 4 zur Abtrennung der festen Komponenten von den flüssigen Abwässern dient. In
der Einheit 4 zur Abtrennung den festen Komponenten von den flüssigen Abwässern ist ein Einleitungsstutzen
43 vorhande:., unter dessen Austrittsöffnung an einer Welle 44 ein Kegelfilter 45 angeordnet ist, und unter der
Grundfläche des Kegelfilters befindet sich der Aufnahmetrichter 46 für die abgetrennte Flüssigkeit (der
Antrieb des Kegelfilters 45 ist in der Zeichnung nicht dargestellt).
Die Einheit 4 (Fig. 5 und 6) zur Abtrennung der festen Komponenten vom flüssigen Abwasser, die
Einheit 8 zur elektrochemischen Behandlung der homogenisierten Flüssigkeit, der Behälter 6 (Fig.5)
zum Ansammeln und Homogenisieren der abgetrennten Flüssigkeit unc der Behälter 20 (F i g. 5 und 6) für das
gereinigte Wasser der Anlage sind in kompakter Bauweise ausgeführt und auf einer gemeinsamen
Plattform 47 angeordnet. Im Mittelteil der Einheit 8 (Fig. 5) zur elektrochemischen Behandlung der homogenisierten
abgetrennten Flüssigkeit ist eine Öffnung 48 ausgebildet, die zur Luftaufnahme dient. Es können auch
mehrere Öffnungen 48 zur Luftaufnahme vorgesehen werden. Durch den Stutzen 43 (Fig. 5 und 6) ist die
Anlage mit der (in der Zeichnung nicht dargestellten) Abwasserquelle des Schiffs verbunden. Auf dem
Gehäuse der Einheit 4 zum Abtrennen der festen Komponenten von den flüssigen Abwässern ist eine
energetische Einheit 49 angeordnet Die Einheit 8 zur elektrochemischen Behandlung der homogenisierten
abgetrennten Flüssigkeit ist auf den Behältern 6 (F i g. 5) und 20 (Fig.6) angebracht. Die Einheit 4 zur
Abtrennung der festen Komponenten von den flüssigen Abwässern steht auf der Plattform 47. Eine solche
Anordnung der Behälter 6 und 20 und der Einheiten 4 und 8 der Anlage trägt zur Erhöhung deren konstruktiven
Steifigkeit und zur Verminderung ihrer Abmessungen bei. Am oberen Rand der Einheit 8 zur
elektrochemischen Behandlung der homogenisierten abgetrennten Flüssigkeit ist eine pneumatische Einrichtung
50 (Fig.4, 5, 6) zur Entfernung des sich in der Einheit 8 zur elektrochemischen Behandlung bildenden
Schaums angebracht. Der Lüfter 10 wird durch einen Elektromotor 51 (Fig.5), die Pumpe 24 durch einen
Elektromotor 52, die Pumpe 18 durch einen Elektromotor 53 und die Pumpe 22 durch einen Elektromotor 54
angetrieben.
Die Einheit 4 zur Abtrennung der festen Komponenten von den flüssigen Abwässern, der Behälter 6 zum
Ansammeln und Homogenisieren der abgetrennten
ίο Flüssigkeit und die Einheit 8 zur elektrochemischen
Behandlung der homogenisierten abgetrennten Flüssigkeit haben Böden, die mit einer Neigung in Richtung zu
den Rohrleitungen 31 (Fig.4, 5) bzw. 26, 29 und 30 ausgeführt sind.
Die Einheit 8 (Fig. 7) zur elektrochemischen Behandlung der homogenisierten Abwässer ist in Form
eines unterteilten Behälters 55 ausgeführt, der durch Trennwände 56, 57 und 58 (F i g. 8) unterteilt ist. In der
Mitte des unterteilten Behälters 55 (F i g. 7) ist ein Rohr 59 zur Aufnahme des Reinwasser angeordnet, das
senkrecht steht und mit einer Vorrichtung 60 zur Ableitung des Reinwassers, die in Form eines Abflußrohrs
ausgeführt ist, sowie mit dem Abteil 61 des Behälters 55, in der die endgültige Desinfektion der
behandelten Abwässer erfolgt, hydraulisch verbunden ist. Das obere Ende des Rohrs 59 zur Aufnahme des
gereinigten Wassers ist so angebracht, daß es über den Pegel der Flüssigkeit im Behälter 55 hervorragt.
Im Abteil 62 sind aktive Aluminiumelektroden 63, im Abteil 64 inerte Graphitelektroden 65 und im Abteil 61
inerte Graphitelektroden 66 montiert. Die Elektroden 63,65 und 66 sind parallel zur energetischen Einheit 4S
(Fig.5, 6) so zugeschaltet, daß bei einem Bruch im Speisekreis der Elektroden oder bei einer Zerstörung
der Elektroden in irgendeinen Abteil der Einheit 8 zur elektrochemischen Behandlung zwischen den Elektroden
in den anderen Abteilen das Durchfließen des elektrischen Stroms nicht unterbrochen wird.
Außerdem ist zur Vorbeugung einer Passivierung der
«ο Elektroden durch Oxide und unlösbare Verbindungen,
die bei der Elektrolyse entstehen, eine automatische Änderung der Polarität der Elektroden vorgesehen.
Das Abteil 67 (F i g. 7) ist zur Entfernung von Gasbläschen und koagulierten kolloidalen Verschmutzungen
aus den Abwässern bestimmt.
Die pneumatische Einrichtung 50 enthält einen am oberen Rand der Einheit 8 zur elektrochemischen
Behandlung der homogenisierten abgetrennten Flüssigkeit angeordneten Luftleiter 68 mit in ihm ausgeführten
Luftauslaßöffnungen 69, die sich an den zum Innern der Einheit 8 zur elektrochemischen Behandlung zugewandten
Oberflächen des Luftleiters 68 befinden.
Zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Ausströmung der Luft aus den öffnungen 69 sind im Oberteil
des Luftleiters 68 Klappen 70 angebracht
In der Wandung des Luftleiters 68 ist auch eine öffnung 48 mit einem Stutzen 71 ausgeführt, die zur
Aufnahme von Luft aus dem umgebenden Raum dient. Im Innern des Luftleiters 68 ist unter dem Stutzen 71
eine Trennwand 72 (Fig.8) angebracht, die zwecks
gleichmäßiger Verteilung der Luft zwischen den beiden Hälften des Luftleiters 68 vorgesehen ist In den Ecken
des Luftleiters 68 sind Teiler 73 angeordnet, die zur Verminderung der Turbulenz der Luftströme und zur
Beseitigung der Stauzonen in den Ecken des Luftleiters 68 bestimmt sind. Hinter jeder Luftauslaßöffnung 68
sind Leitbleche 74 angebracht die zur Ableitung eines Teil der Luft zum Zentrum des Raums bestimmt sind.
der durch den Luftleiter 68, die Oberfläche der sich in der Einheit 8 zur elektrochemischen Behandlung und
den in der Zeichnung nicht dargestellten Deckel dieser Einheit 8 gebildet wird. Im Luftleiter 68 ist an der dem
Stutzen 71 gegenüberliegenden Seite eine Trennwand 75 ausgeführt, die zur Verhinderung einer Vermischung
der entgegengerichteten Luftströme im Luftleiter 68 dient. Die Trennwände 72 und 75 verhindern auch das
Überfließen des gereinigten Wassers aus einer Hälfte des Luftleiters 68 in die andere Hälfte desselben bei
Neigungen der Anlage.
Im Zentrum der Einheit 8 zur elektrochemischen Behandlung ist über dem oberen Grenzpegel der
Flüssigkeit in dieser Einheit ein Schaumaufnehmer 76 (F i g. 7) angeordnet, welcher mit dem Lüfter 10 (F i g. 4,
5 und 6) verbunden ist, der den Unterdruck in dem in der Einheit 4 zur Abtrennung der festen Komponenten von
den flüssigen Abwässern angeordneten Behältern 40, in dem Schaumaufnehmer 76 (Fig. 7) und dem durch die
Oberfläche der sich in der Einheit 8 zur elektrochemischen Behandlung befindenden Flüssigkeit, den Deckel
der genannten Einheit und den Luftleiter 68 begrenzten Raum erzeugt. Der Schaum mit den in ihm schwebenden
Verschmutzungen wird aus dem Schaumaufnahmer 76 durch eine Rohrleitung 77 und weiter durch die
Rohrleitung 39 (Fig.4, 5 und 6) in den Behälter 40 transportiert, von wo er in die Einheit 4 zur Abtrennung
der festen Komponenten von den flüssigen Abwässern gelangt, hier mit den festen Komponenten vermischt
und aus der Einheit 4 zur Abtrennung der festen Komponenten von den flüssigen Abwässern mittels der
Pumpe 24 entfernt wird, in dem durch die Außenoberfläche des Schaumaufnehmers 76 (Fig.8) und die
Innenoberfläche des Luftleiters 68 begrenzten Raum sind senkrechte Trennwände 78 angeordnet, die zur
Teilung des angegebenen Raums in Abteile dienen, wobei die Trennwände 78 so angebracht werden, daß
ihre unteren Enden in die sich in der Einheit 8 zur elektrochemischen Behandlung der homogenisierten
Abwasser befindende Flüssigkeit eingetaucht sind, und die oberen Enden mindestens bis an den oberen Rand
des Luftleiters 68 reichen. Die angegebenen Trennwände 78 können sich auch über den oberen Rand des
Luftleiters 68 erstrecken und bis an den Deckel der Einheit 8 zur elektrochemischen Behandlung der
homogenisierten abgetrennten Flüssigkeit reichen. Die Trennwände 78 teilen den durch den Luftleiter 68 und
die Oberfläche der sich in der Einheit 8 zur elektrochemischen Behandlung der homogenisierten
Abwasser befindenden Flüssigkeit gebildeten Raum in Abteile und verhindern dadurch die Vermischung der
Luitströme, die aus den zwei Hälften des Luftieiters 68 zum Zentrum des angegebenen Raums gerichtet
werden. Diese Trennwände 78 begünstigen auch die Verlagerung des Schaums in Richtung zum Aufnehmer
76. Zwecks Verhinderung einer Bewegung der Luftströme oberhalb oder unterhalb der Trennwände 78 sind
diese mit ihren unteren Enden in die sich in der Einheit 8 zur elektrochemischen Behandlung der homogenisierten
abgetrennten Flüssigkeit befindenden Flüssigkeit eingetaucht, und die oberen Enden werden mindestens
fluchtend mit dem oberen Rand des Luftleiters 68 angeordnet (wenn der Deckel der Einheit 8 zur
elektrochemischen Behandlung der homogenisierten abgetrennten Flüssigkeit am oberen Rand des Luftleiters
68 anliegt). Ist der Deckel der Einheit 8 zur elektrochemischen Behandlung der homogenisierten
Abwässer mit einem Spalt über dem oberen Rand des Luftleiters 68 ausgeführt so müssen die Trennwände 78
mit ihren oberen Kanten den Deckel der Einheit 8 zur elektrochemischen Behandlung der homogenisierten
abgetrennten Flüssigkeit berühren.
Die Einheit 8 zur elektrochemischen Behandlung ist mit einer Druckrohrleitung 17 (Fig. 5 und 8) zur Zuleitung der homogenisierten Flüssigkeit in dieselbe versehen. Die Ableitung des gereinigten und desinfizierten Wassers erfolgt aus der Sektion 61 (F i g. 7) durch ίο einen Doppelboden 79 (F i g. 7 und 9), eine öffnung 80 im Rohr 59 zur Aufnahme des gereinigten Wassers, die in Form eines Abflußrohrs ausgeführte Vorrichtung 60 zur Wasserableitung und die Rohrleitung 19 (F i g. 5) in den Behälter 20 für gereinigtes Wasser.
Die Verbindung der Sektion 61 mit dem Rohr 59 zur Aufnahme des gereinigten Wassers kann mittels eines Rohrs 81 (F ig. 10 und 11) erfolgen.
Die Einheit 8 zur elektrochemischen Behandlung ist mit einer Druckrohrleitung 17 (Fig. 5 und 8) zur Zuleitung der homogenisierten Flüssigkeit in dieselbe versehen. Die Ableitung des gereinigten und desinfizierten Wassers erfolgt aus der Sektion 61 (F i g. 7) durch ίο einen Doppelboden 79 (F i g. 7 und 9), eine öffnung 80 im Rohr 59 zur Aufnahme des gereinigten Wassers, die in Form eines Abflußrohrs ausgeführte Vorrichtung 60 zur Wasserableitung und die Rohrleitung 19 (F i g. 5) in den Behälter 20 für gereinigtes Wasser.
Die Verbindung der Sektion 61 mit dem Rohr 59 zur Aufnahme des gereinigten Wassers kann mittels eines Rohrs 81 (F ig. 10 und 11) erfolgen.
Die Vorrichtung 60 zur Ableitung des gereinigten Wassers kann im Innern des Rohrs 59 zur Aufnahme des
gereinigten Wassers, wie das in der F i g. 12 dargestellt ist, untergebracht sein. Die Ableitung erfolgt in diesem
Fall durch den Boden der Einheit 8 zur elektrochemischen Behandlung.
In der Fig. 13 ist die Verbindung des Schaumaufnehmers
76, der im Zentrum der Einheit 8 zur elektrochemischen Behandlung über dem oberen
Grenzpegel der Flüssigkeit in dieser Einheit angeordnet ist, mit dem Lüfter 10 gezeigt, der den Unterdruck im
Behälter 40 der Einheit 4 zur Abtrennung der festen Komponenten von den flüssigen Abwässern, im
Schaumaufnehmer 76 und in dem durch die Oberfläche der sich in der Einheit 8 zur elektrochemischen
Behandlung befindenden Flüssigkeit, den Deckel der genannten Einheil 8 und den Luftleiter 68 begrenzten
Raum erzeugt. Im Behälter 40 ist zur Trennung des Schaums von der Luft eine Trennwand 82 angeordnet.
In den Fig. 14. 15 und 16 sind verschiedene Formen
der konstruktiven Ausführung des Luftleiters 68 in Axonometrie dargestellt.
•to In der Fig. 14 ist der Luftleiter in Form eines
Sechskants (im Plan), in der Fig. 15 mit runder Form
ausgeführt. Die Fig. 16 zeigt ihn in Form eines Sechskants mit einer zylindrischen Einheit 8 zur
elektrochemischen Behandlung.
In der Fig. 17 ist die Einheit 4 zur Abtrennung der
festen Komponenten mit dem in ihr angeordneten Kegelfilter 45 dargestellt.
In der Einheit 4 zur Abtrennung der festen
Komponenten von den flüssigen Abwässern ist unter
so der Austrittsöffnung des Stutzens 43 an der Welle 44 das Kegelfilter 45 angeordnet, dessen Seitenfläche 83 in
Richtung zur SpiUc abgebogen ist.
Die Seitenfläche 83 des Kegelfilters 45 stellt ein Netz glatter Flechtung dar.
An der Spitze des Kegelfilters 45 ist an der Welle 44 ein Prallblech 84 montiert Unter der Grundfläche des
Kegelfilters 45 ist ein Aufnahmetrichter 46 für die abgetrennte Flüssigkeit mit einem mit dem Behälter 6
verbundenen Ableitungsstutzen 16 angeordnet, und in einem Abstand von der Grundfläche des Kegelfilters 45,
der die größten Ausmaße der abzutrennenden festen Beimengungen überschreitet, ist koaxial zur Welle 44
ein in Form eines Zylinders aus elstischem Werkstoff, z. B. aus Gummi, ausgeführter Schutz 85 angebracht
Die Seitenfläche des Kegelfilters 45 ist unter einem stumpfen Winkel abgebogen, und der Schurz 85 ist so angeordnet daß sein unterer Rand mindestens bis an den Pegel der Grundfläche des Kegelfilters 45 reicht
Die Seitenfläche des Kegelfilters 45 ist unter einem stumpfen Winkel abgebogen, und der Schurz 85 ist so angeordnet daß sein unterer Rand mindestens bis an den Pegel der Grundfläche des Kegelfilters 45 reicht
In dem Aufnahnietrichter 46 für die abgetrennte Flüssigkeit ist an seinem Oberrand, der der Grundfläche
des Gehäuses des Filters 45 zugewandt ist, ein Ringrohr 86 mit öffnungen 87 (F ig. 18 und 19) angeordnet, wobei
diese Öffnungen an der der Innenfläche des Kegelfilters 45 (Fig. 17) zugewandten Oberfläche des Rohrs
ausgeführt sind. Das Ringrohr 86 ist über einen (in der Zeichnung nicht dargestellten) Druckregler mit der (in
der Zeichnung nicht dargestellten) Quelle des Mediums 15, das die Adhäsion der Verschmutzungen an der
filtrierenden Oberfläche des Filters 45 vermindert, verbunden.
Die öffnungen 87 (Fig. 19) im Ringrohr 86 können
sich aufweitend zur Außenwandung des Rohrs ausgeführt sein oder mit konischen auseinandergehenden
Aufsätzen 88 (F i g. 20) versehen werden.
In der Einheit 4 (Fig. 17) zur Abtrennung der festen
Komponenten ist das Rohr 16 mit einem für Notzustände bestimmten Überlaufstutzen 89 mit netzartigen
Wandungen versehen, der zur Gewährleistung des Betriebs der Anlage bei schadenbedingtem Ausfall
des Kegelfilters 45 dient. Zur visuellen Kontrolle des Zustands der Seitenfläche 83 des Kegelfilters 45 dient
das Sichtfenster 90.
Die Anlage wirkt folgenderweise:
Abwässer werden von den sanitärtechnischen Ausrüstungen
des Schiffs durch den Stutzen 43 (F i g. 4) dem Kegelfilter 45 zugeleitet, in dem aus den Abwässern
größere Verschmutzungskomponenten (Papier, Watte, Speiseabfälle usw.) entfernt werden. Die abgetrennte
vorgeklärte Flüssigkeit gelangt in den Aufnahmetrichter 46 und wird durch das Rohr 16 in den Behälter 6 zum
Ansammeln und Homogenisieren der abgetrennten Flüssigkeit zugeleitet Die homogenisierte Flüssigkeit
wird im Behälter 6 angesammelt. Wenn die Flüssigkeit einen bestimmten Pegel im Behälter 6 erreicht, spricht
ein (in der Zeichnung nicht dargestellter) Geber an, wodurch die Speisung der Elektroden 63,65,66 (F i g. 7)
und des Lüfters 10 (Fig. 4) eingeschaltet wird. Gleichzeitig damit wird die Pumpe 18 eingeschaltet, die
die homogenisierte Flüssigkeit durch die Druckrohrleitung 17 in die Einheit 8 zur elektrochemischen
Behandlung fördert Ein Teil der Flüssigkeit wird durch die Rohrleitung 38 zurück in den Behälter 6 zum
Ansammeln und Homogenisieren der abgetrennten Flüssigkeit befördert, wo es den sich im Behälter 6
ansammelnden Absatz unterspült, und die Flüssigkeit in diesem Behälter 6 zwecks Homogenisierung der
chemisch-physikalischen Zusammensetzung derselben und Gewährleistung der erforderlichen Strömungsgeschwindigkeit
der homogenisierten Flüssigkeit die in die Einheit 8 zur elektrochemischen Behandlung mittels
des Rückumlaufs eines Teils der Flüssigkeit durch die Rohrleitung 38 zugeleitet wird, durchmischt.
Die Abwasser gelangen durch die Rohrleitung 17 (F i g. 8) in den unteren Teil des Abteils 62 (F i g. 7) der
Einheit 8 zur elektrochemischen Behandlung. Im Abteil 62 sind die aktiven Aluminiumelektroden 63 parallel
angeordnet, durch deren Spalte die zu bearbeitende Flüssigkeit durchfließt Dabei werden die kolloidalen
Verschmutzungen der Flüssigkeit unter Einwirkung des elektrischen Felds und der Aluminiumionen, die durch
die Wirkung des elektrischen Stroms in Lösung übergehen, koaguliert Gleichzeitig damit erfolgt der
Vorgang der Wasserstoffauslösung an den Elektroden, die als Katoden wirken. Der sich auslösende Wasserstoff
bildet Gasmikrobläschen, die die koagulierten und schwebenden feindispersen Verschmutzungen auf die
Oberfläche der Flüssigkeit heraustragen, wodurch sich an der Oberfläche der zu bearbeitenden Flüssigkeit
Schaum bildet. Die Flüssigkeit umströmt danach die Trennwand 56 und gelangt von oben nach unten in das
Abteil 64, in der eine parallele Reihe von inerten Graphitelektroden 65 angeordnet ist. Beim Durchfließen
des elektrischen Stroms durch die inerten Graphitelektroden 65 löst sich an ihnen desgleichen
Wasserstoff, der die Verschmutzungen aus der zu bearbeitenden Flüssigkeit durch Flotation aussondert.
An den Anoden werden dabei desinfizierende Stoffe ausgelöst: Chlor, Wasserstoffperoxid und Ozon. Danach
fließt die zu bearbeitende Flüssigkeit aus dem unteren Teil des Abteils 64 unter der Trennwand 57 (F i g. 8,9) in
das Abteil 67 (F i g. 7) über, wo aus derselben die Verschmutzungen mit den besonderen kleinen Wasserstoffbläschen,
die durch den absteigenden Flüssigkeitsstrom aus dem Abteil 64 mitgenommen wurden,
entfernt werden. Aus dem Abteil 64 fließt die Flüssigkeit in das Abteil 61 mit den in ihr parallele zueinander
angeordneten Graphitelektroden 66 über. Im Abteil 61 erfolgt die Entfernung der in der zu bearbeitenden
Flüssigkeit zurückgebliebenen Verschmutzungen mittels Flotation und die endgültige Desinfektion dieser
Flüssigkeit. Aus dem Unterteil des Abteils 61 gelangt die endgültig gereinigte Flüssigkeit — gereinigtes Wasser
— entweder unter dem Doppelboden 79 (F i g. 7, 9, 12) oder durch ein Rohr 81 (Fig. 10, 11) in das Rohr 59
(F i g. 7) zur Aufnahme des gereinigten Wassers, von wo es durch die in Form eines Rohrs ausgeführte
Vorrichtung 60 zur Ableitung des gereinigten Wassers und durch die Rohrleitung 19 (Fig.4, 5, 6) in den
Behälter 20 für das gereinigte Wasser fließt; von dort wird das gereinigte Wasser mittels der Pumpe 22 durch
die Rohrleitung 21 entweder zur weiteren Verwendung oder nach außenbords abgeleitet.
Die Ableitung des gereinigten Wassers aus der Einheit 8 zur elektrochemischen Behandlung kann
durch die Vorrichtung 60 (F i g. 12) erfolgen, die in Form
eines Rohrs ausgeführt ist, das im Innern des Rohrs 59 zur Aufnahme des gereinigten Wassers untergebracht
wird. In diesem Fall wird Flüssigkeit durch den Boden der Einheit 8 zur elektrochemischen Behandlung
abgeleitet Dabei wird eine Verbesserung der technologischen Fertigungsgerechtigkeit den Einheit 8 zur
elektrochemischen Behandlung erreicht.
Bei der elektrochemischen Behandlung der Flüssigkeit bilden die koagulierten und feindispersen Verschmutzungen,
die auf die Oberfläche der zu bearbeitenden Flüssigkeit durch die bei der Elektrolyse ausgelösten
Wasserstoffblächsen herausgetragen werden, auf dieser Fiüssigkeitsoberfiache eine Schaumschicht 9
(Fig. 1,8).
Zur Entfernung des Schaums im Laufe der elektrochemischen
Bearbeitung wird durch den Lüfter 10 (F i g. 4,5,6) ein Unterdruck im Behälter 40 (F i g. 4,5,6,
13) erzeugt der durch die Rohrleitung 77 (Fig. 13) in den Schaumaufnehmer 76 und den durch die Oberfläche
der sich in der Einheit 8 zur elektrochemischen Behandlung befindenden Flüssigkeit, den Deckel der
angegebenen Einheit 8 und den Luftleiter 68 begrenzten Raum übertragen wird. Infolge des erzeugten Unterdrucks
gelangt die Außenluft durch den Stutzen 71 und die öffnungen 48 in den Luftleiter 68, von wo sie durch
die Öffnungen 69, die die gegeneinandergerichteten Luftströme formieren, in den Schaumaufnehmer 76
einströmt und den Schaum mitnimmt
Der durch die Ströme der Außenluft mitgenommene
Der durch die Ströme der Außenluft mitgenommene
Schaum wird aus dem Schaumaufnehmer 76 durch die Rohrleitung 77 in den Behälter 40, der sich in der Einheit
4 zur Abtrennung der festen Komponenten befindet, abgeleitet Dabei v;rd der Schaum infolge einer
scharfen Änderung der Geschwindigkeit und Bewegungsrichlung des Schaums und der Luft in der
Rohrleitung 77 und im Behälter 40 gelöscht Die sich bildende Suspension wird durch den Stutzen 41 in den
unteren Teil der Einheit 4 zur Abtrennung der festen Komponenten von den flüssigen Abwässern abgeleitet
wo sie sich mit den von den flüssigen Abwässern im Kegelfilter 45 (Fig.4, 6, 17) abgetrennten festen
Komponenten vermischt
Die vom Schaum abgetrennte Luft und der Wasserstoff werden durch den Lüfter 10 nach außen abgeleitet
Zur Abtrennung der durch die Luftströme mitgenommenen Flüssigkeitstropfen dient eine Trennwand 82
(Fig. ί3). Die auf der Seitenfläche 83 (Fig. 17) des
Kegeifilters 45 festgehaltenen festen Komponenten aus dem Abwasser werden von diesem durch eine
periodische Rotation des Kegelfilters 45 mittels eines (in der Zeichnung nicht dargestellten) Antriebs entfernt.
Zur gleichmäßigeren Verteilung des Abwasserstroms über die Seitenfläche 83 des Kegelfilters 45 werden die
Abwasser der Kegelspitze des Filters 45 zugeleitet, wobei eine Prallblech 84 mit glatter Oberfläche zur
besseren Verteilung der Verschmutzungen über die Seitenfläche 83 beiträgt. Demzufolge lagern sich die
Verschmutzungen an der Seitenfläche 83 hauptsächlich in einem solchen Abstand von der Drehachse des
Kegelfilters 45 ab, in dem die bei seiner Drehung entstehenden Fliehkräfte zur Entfernung der Verschmutzungen
von dieser Oberfläche ausreichend sind.
Zur Verminderung des Wassermenge, die mit den Verschmutzungen in den unteren Teil der Einheit 4 zur
Abtrennung der festen Komponeten eindringt, ist die Seitenfläche 83 zur Spitze des Kegelfilters 45 unter
einem stumpfen Winkel zum Auffangen der von der Seitenfläche 83 abfließenden Abwässer abgebogen.
Bei einer scharfen Belastungserhöhung des Kegelfil- «o
ters 45 wird Flüssigkeit, die durch die Seilenfläche 83 nicht hindurchfiltrieren konnte, durch diese abgebogene
Kante aufgehalten.
Außerdem werden die durch die abgebogene Seitenfläche 83 aufgehaltenen Verschmutzungen bei
deren nachfolgender Regenerierung leicht von dieser Oberfläche entfernt, was durch die Größe des
Abbiegungswinkels dieser Oberfläche und den ausreichenden Abstand der Verschmutzungen von der
Drehachse des Kegelfilters 45 bedingt ist.
Der in der Einheit 4 zur Abtrennung der festen Komponenten angeordnete Schurz 85 dient zum
Löschen der Geschwindigkeit der von der Seitenfläche 83 im Laufe der Filtrierung der Abwasser sowie bei der
Regenerierung der filtrierenden Oberfläche des Kegelfilters 45 unter der Wirkung der bei Feiner periodischen
Rotation entstehenden Fliehkräfte abfliegenden festen Komponenten. Außerdem dient der angegebene Schurz
85 zur Verhinderung des Festklebens der festen Komponenten an den Wandungen der Einheit 8 zur
Abtrennung der festen Komponenten und zum Schutz dieser Wandungen gegen Erosion.
Die Regenerierung der Seitenfläche 83 des Kegelfilters 45 erfolgt automatisch. Nach dem Durchströmen
einer bestimmten Menge von Abwässern durch die Seitenfläche 83 wird von den im Behälter 6 zum
Ansammeln und Homogenisieren der abgetrennten Flüssigkeit angeordneten (in der Zeichnung nicht
dargestellten) Pegelgeber der Antrieb der Welle 44 eingeschaltet Die Arbeitsdauer des Antriebs wird durch
ein (in der Zeichnung nicht dargestelltes) Zeitrelais
vorgegeben. Vor Beginn der Rotation des Kegelfilters 45 wird durch ein Ringrohr 86 an die Innenoberfläche
des Kegelfilters 45 ein Medium zugeleitet das die Adhäsion der Verschmutzungen an der filtrierenden
Oberfläche des Kegelfiliers 45 vermindert Die Zuleitung
des angegebenen Mediums wird gleichzeitig mit der Abstellung des Antriebs unterbrochen. Die Zuführung
des die Adhäsion der Verschmutzungen an der filtrierenden Oberfläche des Kegelfilters 45 vermindernden
Mediums kann vor Beginn der Rotation des Kegeifilters 45 erfolgen und im Einschaltmomtent
dessen Antrieb unterbrochen werden.
Dabei ist zweckmäßig, das erste Verfahren der Zuleitung des die Adhäsion der Verschmutzungen an
der filtrierenden Oberfläche des Kegelfilters 45 vermindernden Mediums dann zu verwenden, wenn nur
Fäkalabwässer bearbeitet werden, und bei der Behandlung der gesamten sich im Schiff bildenden Abwässer ist
es zweckmäßig, das zweite Verfahren der Zuleitung des angegebenen Mediums zu benutzen.
Bei der Arbeit der Anlage in automatischer Betriebsweise wird ein bestimmter Druck gewählt, mit
dem das die Adhäsion der Verschmutzungen an der filtrierenden Oberfläche des Kegelfilters 45 vermindernde
Medium an seiner Innenseite zugeleitet wird. Bei einer Störung des normalen Filtrierungsbetriebs, die
durch das Aufkommen auf die filtrierende Oberfläche 83 von sehr großen oder ein erhöhtes Adhäsionsvermögen
aufweisenden Verschmutzungen hervorgerufen werden, kann jedoch der Druck des angegebenen Mediums
bedeutend erhöht werden.
Das die Adhäsion der Verschmutzungen an der Seitenfläche 83 vermindernde Medium 15 (F i g. 17) wird
durch öffnungen 87 (F i g. 19) oder Aufsätze 88 (F i g. 20)
des Ringrohrs 86 zugeleitet, wobei diese so ausgeführt sind, daß die aus ihnen ausströmenden Strahlen des
Mediums die gesamte Innenoberfläche des Kegelfilters 45 gleichmäßig überstreichen.
Die im Ringrohr 86 mit einer Aufweitung zu dessen Außenseite ausgeführten öffnungen 87 (Fig. 19) gewährleisten
einen optimalen hydrodynamischen Ausströmungszustand des die Adhäsion der Verschmutzungen
an der filtrierenden Oberfläche des Kegelfilters 45 vermindernden Mediums. Das Gleiche gilt auch für die
Ausführung dieser öffnungen mit Aufsätzen 88 (F ig. 20).
Bei der Durchführung der reglementierten Arbeiten, bei der Konservierung der Anlage und bei Beseitigung
von Beschädigungen wird eine Trocknung der Einheit 4 (F i g. 4) zur Abtrennung der festen Komponenten vom
Abwasser, der Einheit 8 zur elektrochemischen Behandlung der abgetrennten Flüssigkeit und des Behälters 6
zum Ansammeln und Homogenisieren der abgetrennten Flüssigkeit mittels der Pumpe 24 vorgenommen.
Die genannten Einheiten und der Behälter können sowohl gleichzeitig als auch getrennt getrocknet
werden. Bei der gleichzeitigen Trocknung wird das Ventil 37 geschlossen und die Ventile 32, 33, 34 und 35
werden geöffnet. Bei der getrennten Trocknung wird das Ventil 37 gesperrt und nur das Ventil geöffnet, das
zur entsprechenden Einheit oder zum Behälter führt.
Zur Erleichterung des Transports der festen Komponenten durch das System der Rohrleitungen und deren
Vernichtung in dem für diesen Zweck bestimmten Schiffsofen (Insinerator) werden die festen Komponen-
ten in einem Zerkleinerer 36 (F i g. 4,5,6) zerkleinert
Der Lüfter 10 dient außer zur Funktion des Schaumabtransports und der Entfernung des Wasserstoffs
aus der Anlage auch zur Belüftung der Einheiten und Behälter, zum Aufrechterhalten eines geringen
Unterdrucks in der Anlage und verhindert das Eindringen von unangenehmen Gerüchen in die
Schiffsräume.
In den Diagrammen (Fig.21) sind die Ergebnisse
einer Betriebsprüfung der Anlage im Laufe von 90 Tagen angeführt, auf denen an der Ordinatenachse
die Konzentrationswerte der schwebenden Stoffe (K) und die Werte des biochemischen Sauerstoffverbrauchs
(BSV5) a getragen sind, wobei der Gehalt der Kolibakterien in ungereinigten Abwässern 1010—
1014 St/1 und in gereinigten Abwässern 20 St/1 betrug.
Im Diagramm E ist die Güteänderung der ungereinigten Abwässer gezeigt (schwebende Stoffe — Kurve G'und
BSV5- Kurve H').
Nach der Reinigung in der Anlage ist die Güte der bearbeiteten Abwasser im Diagramm F gezeigt aus
dem folgt daß die Konzentration der schwebenden Stoffe (Kurve G) und der BSV5 (Kurve H) den
Forderungen des Internationalen Vertrags über den Schutz der Gewässer gegen Verschmutzung von
Schiffen von 1973 genügt
Das erfindungsgemäße Verfahren und die Anlage zi-.r
Abwasserreinigung können mit einem hohen betriebstechnischen und technologischen Effekt auf Schiffen
sämtlicher Klassen verwendet werden.
Hierzu 12 Blatt Zeichnungen
Claims (18)
1. Verfahren zur Reinigung von Abwässern durch deren Behandlung in mehreren aufeinanderfolgenden
Stufen, wobei in der ersten Stufe die festen Bestandteile von der Flüssigkeit abgetrennt und
gesammelt werden, in der zweiten Stufe die in der vorherigen Stufe abgetrennte Flüssigkeit hinsichtlich
Volumenauslastung und chemisch-physikalischen Zusammensetzung homogenisiert wird und
die so homogenisierte Flüssigkeit dann in der dritten Stufe einer elektrochemischen Behandlung bei einer
zur Bildung einer Oberflächen-Schaumschicht ausreichenden Strömungsgeschwindigkeit mit nachfolgender
Trennung der Verschmutzungen vom gereinigten Wasser unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet,
daß
— in der ersten Stufe während der Abtrennung der
festen Bestandteile ein Unterdruck erzeugt wird, der in der dritten Stufe während der
elektrochemischen Behandlung derart aufrechterhalten wird, daß
— unter der Einwirkung des Unterdrucks in der Schaumschicht gegeneinander gerichtete, den
Schaum von den Randgebieten der Schaumschicht zu deren Zentrum treibende Luftströmungen
gebildet und von dort derart in die erste Stufe der Abtrennung der festen Bestandteile
von der Flüssigkeit befördert werden, daß sich der Schaum mit den festen Bestandteilen
vermischt und daß
— zu der sich unter dem Zentrum der Schaumschicht befindenden Zone elektrochemisch
gereinigtes Wasser zugeleitet und dort aus » dieser Zone abgezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet,
daß vor der Vermischung des Schaums mit den festen Komponenten diese durch filtrieren der
Abwasser durch eine kegelförmige filtrierende Oberfläche abgetrennt werden, wobei die Abwasser
in Richtung zu deren Spitze befördert werden, wonach die sich auf der filtrierenden Oberfläche
ansammelnden festen Komponenten mit Hilfe von Fliehkräften und durch die Einwirkung eines, die
Adhäsion der Verschmutzungen an der filtrierenden Oberfläche vermindernden Mediums und unter
Druck auf die Innenseite dieser Oberfläche, auf deren Außenseite die Abwässer zugeführt werden,
entfernt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr des die Adhäsion
vermindernden Mediums nach der Verschmutzung von 50—60% der filtrierenden Fläche vorgenommen
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Medium zur Verminderung
der Adhäsion heißes Wasser verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Medium zur Verminderung
der Adhäsion ein Gemisch von Dampf und Wasser verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Medium zur Verminderung
der Adhäsion Dampf verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Medium zur Verminderung
der Adhäsion heiße Luft verwendet wird.
8. Anlage zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die eine Einheit zur Abtrennung der
festen Komponenten von den Abwässern, einen mittels einer Rohrleitung mit dieser Einheit verbundenen
Behälter zum Ansammeln und Homogenisieren der Abwasser, eine mit Elektroden versehene
Einheit zur elektrochemischen Behandlung, die mit Vorrichtungen zur Zu- und Ableitung der des
Abwassers versehen ist und mit dem Behälter zum Ansammeln und Homogenisieren des Abwassers
über eine Druckleitung in Verbindung steht, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Einheit
(4) zur Abtrennung der festen Komponenten (3) von den Abwässern (1) ein unter Unterdruck stehender
Behälter (40) angeordnet ist, der einen Rohrstutzen (41) aufweist, dessen unteres Ende in die sich ständig
in der Einheit (4) zur Abtrennung der festen Komponenten (3) von den Abwässern (1) befindende
Flüssigkeit eingetaucht ist, und der mittels einer Rohrleitung (39) mit der Einheit (8) zur elektrochemischen
Behandlung in Verbindung steht, die mit einer pneumatischen Einrichtung (50) zur Entfernung
des sich bei der elektrochemischen Behandlung bildenden Schaums versehen ist.
9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (8) zur elektrochemischen
Behandlung in Form eines unterteilten Behälters (55) mit einem in der Mitte des Behälters (55)
angeordneten Rohr (59) zur Aufnahme des Reinwassers ausgeführt ist, wobei das Rohr (59) senkrecht
angeordnet und hydraulisch mit der Vorrichtung (60) zur Ableitung des Reinwassers und mit der Sektion
(61) des Behälters (55) verbunden ist, wobei das obere Ende des Rohrs (59) zur Aufnahme des
Reinwassers hervortretend über den Flüssigkeitspegel im genannten Behälter (55) angeordnet ist.
10. Anlage nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die pneumatische Einrichtung (50) zur Schaumentfernung einen Luftleiter (68) enthält, der
am oberen Rand der Einheit (8) zur elektrochemischen Behandlung angeordnet ist und in ihm
ausgeführte Luftauslaßöffnungen (69), die an den ins Innere der Einheit (8) zur elektrochemischen
Behandlung gerichteten Oberflächen angebracht sind und öffnungen (48) zur Aufnahme der Luft (11)
besitzt sowie einen Schaumaufnehmer (76) aufweist, der in der Mitte der Einheit (8) zur elektrochemischen
Behandlung über der oberen Grenze des Flüssigkeitspegels angeordnet ist und mit einem
Lüfter (10) in Verbindung steht, der einen Unterdruck in dem in der Einheit (4) zur Abtrennung der
fester, Komponenten (3) von der Flüssigkeit der Abwasser (1) angeordneten Behälter (40), im
Schaumaufnehmer (76) und im Raum, der durch die Oberfläche der sich in der Einheit (8) zur
elektrochemischen Behandlung befindenden Flüssigkeit, den Deckel der genannten Einheit (8) und
den Luftleiter (68) begrenzt ist, erzeugt.
11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß im Raum, der durch die Außenoberfläche des Schaumaufnehmers (76) und die Innenoberfläche
des Luftleiters (68) begrenzt ist, senkrechte Trennwände (78) zur Unterteilung des Raums in
Abteile angeordnet sind.
12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die senkrechten Trennwände (78) in einer solchen Weise angeordnet sind, daß ihre
unteren Enden in die Flüssigkeit eingetaucht sind, und die oberen Enden mindestens bis zum oberen
Rand des Luftleiters (68) reichen.
13. Anlage nach einem der Ansprüche 8 bis 12, zur
Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (4) zur
Abtrennung der festen Komponenten (3) von der Flüssigkeit der Abwässer (1) einen Rohrstutzen (43)
zur Einleitung der Abwasser (1) enthält, unter dessen Austrittsöffnung an einer Welle (44) ein Kegelfilter
(45) angeordnet ist, dessen Seitenfläche (83) in Richtung zur Spitze abgebogen ist, und die Welle
(44) an dieser Spitze ein Prallblech (84) aufweist, wobei unter dar Grundfläche des Kegels des Filters
(45) ein Aufnahmetrichter (46) für die separierte Flüssigkeit mit einem Ableitungsstutzen (16) angeordnet
ist, und daß in einem Abstand von der Grundfläche des Kegels des Filters (45), der die
größen Ausmaße der abzutrennenden festen Beimengungen überschreitet, ist koaxial zur Welle (44)
ein in Form eines Zylinders aus elastischem Werkstoff ausgeführter Schutz (85) angebracht.
14. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenfläche (83) des Filters (45)
unter einem stumpfen Winkel abgebogen ist.
15. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schurz (85) so angeordnet ist, daß
sein unterer Rand mindestens bis an den Pegel der Grundfläche des Kegelfilters (45) reicht.
16. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Aufnahmetrichter (46) für die
abgetrennte Flüssigkeit an seinem der Grundfläche des Kegels des Filters (45) zugewandten oberen
Rand ein Ringrohr (86) mit öffnungen (87) angeordnet ist, die an der der Innenoberfläche des
Kegelfilters (45) zugewandten Oberfläche des Rohrs (86) ausgeführt sind, wobei das Rohr (86) über einen
Druckregler mit der Quelle des Mediums (15) verbunden ist, das die Adhäsion der Verschmutzungen
an der filtrierenden Oberfläche des Filters (45) vermindert.
17. Anlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (87) im Ringrohr (86)
sich aufweitend zu dessen Außenwandung ausgeführt sind.
18. Anlage nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet daß die öffnungen (87) im Ringrohr (86)
mit konischen divergierenden Aufsätzen (88) versehen sind.
Applications Claiming Priority (7)
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Family
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Family Applications (1)
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| GB (1) | GB2044240B (de) |
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