DE3714531A1

DE3714531A1 - Vorrichtung zur physikalisch-chemischen behandlung von wasser

Info

Publication number: DE3714531A1
Application number: DE19873714531
Authority: DE
Inventors: Francois Blondeau; Louis Divet
Original assignee: OTV Omnium de Traitements et de Valorisation SA; OTV SA
Current assignee: OTV Omnium de Traitements et de Valorisation SA; Veolia Water Solutions and Technologies Support SAS
Priority date: 1985-12-11
Filing date: 1987-04-30
Publication date: 1988-11-10
Also published as: GB2204031A; FR2591215A1; GB8710231D0; FR2591215B1; GB2204031B; CH673645A5

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur physikalisch-chemischen Behandlung von Wasser, um fassend die Einschaltung einer mechanischen Ausflockungs einrichtung und anschließend einer Absetzung bzw. Abklärung mittels Absetzbecken. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Ausbildung von Behandlungs einrichtungen für Wasser, wobei es sich um industriel le Abwässer oder zu Trinkwasser aufzubereitende Wässer handelt, bei welchen eine Kombination der Ausflockung und der Abklärung in einem Arbeitsgang vorgesehen ist.

Bei den bekannten Behandlungsvorrichtungen für Was ser führt man in das Wasser Koagulationsmittel in Form von Kolloidteilchen ein und zwar durch Mischen unter schnellem Rühren, worauf das Wasser in einen Ausflockungsraum, der mit langsamen Rührern ausge rüstet ist, eingeführt und anschließend in Abklärbehälter weitergeleitet wird. Häufig sind die Abklärbehälter in Etagen angeordnet, um insbesondere die Absetzflächen zu vervielfältigen. Bei Anlagen dieser Art treten häufig Schwierigkeiten aufgrund der Tatsache auf, daß das in der Ausflockungseinrichtung durch Zusammen backen der Kolloidteilchen des Wassers mit Hilfe von koagulierenden Mittel erhaltene Ausgeflockte nicht vollständig erhalten bleibt, wenn später die Überleitung in das Abklärbecken stattfindet, insbesondere aufgrund der Tatsache, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers sich verändert; beispielsweise werden die in der Ausflockungseinrichtung erhaltenen großen Flocken beim Überleiten in die aufeinanderfolgenden beiden Arbeitseinrichtungen sehr fein, wenn die Übertra gungsgeschwindigkeit in die Absetzungeinrichtung zunimmt.

Man hat bereits in den 60iger Jahren die Möglichkeit einer Umgruppierung der beiden Phasen des Ausflockens und des Abklärens in ein einziges, in Abteile unter teiltes Bassin, das als beschleunigte oder kompakte Abklärvorrichtung bezeichnet wird, vorgeschlagen. Jedoch haben die zahlreich ausgeführten Versuche zu Schwierigkeiten, insbesondere zu einer Instabili tät der Schlammschleier oder Schlammschichten und zu einer sehr empfindlichen Bedienung und Steuerung der kombinierten Einrichtungen geführt, besonders wenn diese zur Behandlung von städtischen Abwässern oder industriellen Abwässern eingesetzt wurden. Schließ lich paßt dieser Anlagentyp vielmehr für eine Behand lung von trinkbar zu machendem Wasser und insbesondere für eine Behandlung, bei der man eine Wasserenthär tung ins Auge gefaßt hat. Für Abwässer ist es notwen dig, auf die Wahl von zwei für die Ausflockung und Ausfällung getrennte Arbeitsgänge zurückzukehren.

Ein wirklicher Fortschritt wurde seit ein paar Jahren bei der Abklärung erreicht, dank der Verwirklichung von mit Lamellen versehenen Abkläreinrichtungen bei denen in der oberen oder aktiven Zone eine Reihe von geneigten Platten angeordnet sind, zwischen denen das Wasser wandert und sich dabei von seinen Verunrei nigungen durch Ablagerungen auf den Platten befreit. Man kann auch ein Optimum an Wirksamkeit durch ein mehrfaches und aufeinanderfolgendes Hindurchtreten der verschmutzten Flüssigkeit zwischen einer Reihe von Schikanen erhalten.

Es hat sich nun das Problem ergeben, die Vorteile eines gut geregelten mechanischen Ausflockungsvor ganges mit seiner Größe des Ausgeflockten mit einem Abklärvorgang mittels Lamellen und großer Wirksam keit zu vereinen. Dies ist das von der Erfindung angestrebte Ziel, aufgrund welcher nach einer Anzahl von Untersuchungen und Versuchen man in der Lage ist, die wesentlichen kritischen Faktoren zu bestim men und die spezifischen Bedingungen bei der Anpassung von zwei kombinierten Arbeitsgängen in einer einzigen kompakten Anlage anzugeben.

Gemäß dem Hauptmerkmal der Erfindung ist die einheit liche Arbeitseinheit derart aufgebaut, daß sie einen direkten Durchgang bei gleichbleibender Geschwindig keit des behandelten Wassers von der Ausflockungs zone bis zur Abklärzone gestattet.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung, deren Resul tat sich in der Abwesenheit von Turbulenz zwischen den beiden vorerwähnten Zonen äußert, wird dieses Resultat dadurch erreicht, daß man eine Ausflockungs vorrichtung verwendet, deren unterer, in Bodennähe befindliche Abströmbereich auf dem Niveau der Fenster oder Öffnungen liegt, die eine Speisung der mit Lamellen besetzten Abkläreinrichtung gestatten. Daher gelangen die sehr schweren Flocken, die in der Ausflockungsein richtung gebildet sind, direkt in die Abklärzone ohne Gefahr einer Ablagerung in der Ausflockungseinrich tung, wo diese Flocken fermentieren und die Funktion der Anlage stören könnten. Außerdem sind die Verbin dungsfenster zwischen den beiden Zonen so berechnet, daß die Wassergeschwindigkeit in der Ausflockungsein richtung praktisch die gleiche ist, wie in der Abklär einrichtung, wobei diese Geschwindigkeit im allgemeinen zwischen 0,02 und 0,1 m/s beträgt.

Außer dem vorerwähnten Vorteil der Nicht-Zerstörung der Flocken am Eintritt des Wassers in die Lamellen abkläreinrichtung, gestattet die kompakte Arbeitsein heit gemäß der Erfindung die geringere Verwendung von Mitteln zum Koagulieren und die Erhöhung der Wirksamkeit der Lamellenabkläreinrichtung um mindestens 15 bis 20%. Aufgrund dieser Tatsache kann man die Abkläreinrichtung mit wesentlichen kleineren Abmessungen als denjenigen ausführen, die üblicherweise notwendig sind, um ein gegebenes Volumen an verschmutztem Was ser zu behandeln. Im übrigen erreicht man eine gute Energiewirtschaft aufgrund der Tatsache, daß keine Energie verbraucht wird, im Gegensatz zu den bekannten Verfahren, um das Wasser durch Kanäle von einer Zone zur anderen zu befördern, wobei die einzige Energie die aufgewendet wird, diejenige ist, die bei der Ausflockung zum Einsatz kommt.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten, nicht einschränkenden Ausführungsbeispieles, das in der Zeich nung dargestellt ist. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine kompakte Ausflok kungs- und Abkläreinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Lamellen-Abkläreinrichtung im Schnitt entsprechend der Linie A-A in Fig. 1;

Fig. 3 eine Ausflockungseinrichtung im Schnitt gemäß der Linie B-B in Fig. 1; und

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie C-C in Fig. 1, der eine Mischvorrichtung für die Koagu lationsmittel und zwei Lamellen Abklärein richtungen zeigt, die der Mischeinrichtung benachbart sind.

Wie in der Zeichnung und insbesondere in der Haupt figur 1 dargestellt, umfaßt die Einrichtung zur phy sikalisch-chemischen Behandlung von Wasser im wesent lichen: einen Behälter 1 für die schnelle Mischung durch Umrühren der Koaguliermittel mit Wasser; eine zentrale Ausflockungseinrichtung 2, die ebenfalls mit einem Rührsystem versehen ist; und zwei identi sche Abkläreinheiten 3, 4, die zu beiden Seiten der Mischeinrichtung und der Ausflockungseinrichtung angeordnet sind.

Die Verbindung zwischen dem schnellen Mischer 1 und der Ausflockungseinrichtung erfolgt durch Öffnungen 5, 6 und entsprechend einem wesentlichen Merkmal der Er findung sind die Öffnungen in den Trennwänden der Ausflockungseinrichtung und der Abkläreinrichtungen in identischen Reihen 7 und 8 auf gleichem Niveau in diesen Einrichtungen vorgesehen. Die Fenster oder Öffnungen 7 der Trennwände der Ausflockungseinrichtung 2 sind auf dem gleichen Niveau wie die Fenster 8 für die Zuführung des Wassers zu der mit Lamellen besetzten Abkläreinrichtung 3, 4.

In der Draufsicht gemäß Fig. 1 ist der Wassereinlaß 9 in den oberen Bereich der Mischeinrichtung 1 und der Auslaß 10 des behandelten Wassers dargestellt. Mit Hilfe der in der Zeichnung dargestellten Zirku lationspfeile erkennt man, daß das bei 9 ankommende zu behandelnde Wasser nach einer Misch-Koagulation in den oberen Bereich der Ausflockungseinrichtung strömt, die mit Rührern 11 versehen ist; das Wasser fließt zum Boden der Ausflockungseinrichtung 2 und durchströmt die Verteilöffnungen 7, 8; dann steigt es in den mit Lamellen versehenen Einheiten nach oben und wird in den Wiederaufnahmekanälen 13 gesam melt, welche in einen Hauptableitungskanal 14 münden, der zum Auslaß 10 des behandelten Wassers führt.

Die Anlage ist ebenfalls an der Oberseite einer jeden Abkläreinrichtung 3 mit einer Abstreifbrücke 15, die zum Wiedergewinnen von Schaum vorgesehen ist, der darauf aufgenommen und bei 16 abgeleitet wird, sowie mit einer Räumeinrichtung 17 am Boden (in Fig. 2 dargestellt) versehen, die ein Abziehen des Schlammes, der auf dem Boden 18 einer jeden Abkläreinrichtung fällt, gestattet. Der Schlamm und der Schaum werden anschließend bei 19 und 20 abgepumpt und abgesaugt, um nach außen außerhalb der Anlage gebracht zu werden.

Um die Vorteile , die mit einer solchen kompakten Anlage erzielbar sind, zu erläutern, hat man eine Reihe von Vergleichsversuchen durchgeführt, in dem man Abwasser von der gleichen Art einerseits in einer Anlage entsprechend obiger Beschreibung und andererseits in einer üblichen Anordnung einer Ausflockungs- und Abkläreinrichtung behandelt hat, bei der die beiden Einrichtungen voneinander getrennt und mittels eines Verbindungskanals verbunden waren.

Die Zeit zum Mischen sowie die für die Ausflockung war in beiden Fällen die gleiche und betrug zwei Minuten für die Mischung und 15 Minuten für die Aus flockung. Man hat jedoch die Mengen an Mittel zum Ausflocken bei der Kompaktanlage erheblich vermindert, nämlich: 100 mg/l Aluminiumsulfat für die bekannte Ausflockungseinrichtung und 80 mg/l für die mit La mellen besetzte Einrichtung sowie 1 mg/l Polyelektrolyt bei der bekannten Einrichtung und 0,8 mg/l bei der erfindungsgemäßen Einrichtung. Das eingesetzte Poly elektrolyt war ein mittleres anionisches Polyelektro lyt (bekannt unter der Bezeichnung "Percol 725"). Die positive Auftriebsgeschwindigkeit des Wassers "zum Spiegel" (gemessen wie bekannt in m³/m²/h in bezug auf die Oberfläche des Wassers oder der Wasser spiegel bei einer offenen Anlage) betrugen 1,6 m/h bei der bekannten Abkläreinrichtung, während diese Geschwindigkeiten zwischen 20 und 30 m/h bei der Lamellenabkläreinrichtung gemäß der Erfindung betrugen.

Wenn man das Wasser am Ausgang nach der Behandlung untersucht, und zwar in bezug auf die in Suspension befindlichen Teilchen (M.E.S.) einerseits, und den Restgehalt an Phosphor (P) andererseits, so erhält man die nachfolgenden Ergebnisse:

Bekannte Einrichtung:
M.E.S. (behandeltes Wasser):50 mg/l P. (gesamt): 1 mg/l

Einheitliche Anlage gemäß der Erfindung:
M.E.S. (behandeltes Wasser):15 mg/l P. gesamt: 0,5 mg/l

Man stellt also eine beträchtliche Steigerung der Wirksamkeit der Behandlung durch Einsatz der kompakten Anlage gemäß der Erfindung fest und außerdem stellt man die Verringerung an Ausflockungsmitteln sowie das Fehlen eines Energieverbrauches für den Transport von Wasser zwischen der Ausflockungseinheit und der Abkläreinheit fest.

Claims

1. Vorrichtung zur physikalisch-chemischen Behand lung von Wasser mit Hilfe einer mechanischen Aus flockung unter Rühren und anschließender Abklä rung durch Zirkulation des Wassers in lamellen artigen Einheiten mit geneigten parallen Platten, dadurch gekennzeichnet, daß in einer einzigen Arbeitseinheit ein Behälter (1) zum schnellen Mischen des Wassers mit Koagulationsmittel, eine Ausflockungseinrichtung (2) und zu beiden Seiten derselben jeweils eine mit Lamellen ausgerüstete Abkläreinrichtung (3, 4) entsprechend einer Anord nung kombiniert sind, die einen direkten Übertritt des behandelten Wassers mit gleichbleibender Ge schwindigkeit von der Ausflockungszone bis in die Abklärzone gestattet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine turbulenzfreie Zirkulation des Wassers in der Arbeitseinheit ermöglichende Anordnung durch die Ausbildung von Fenstern oder Öffnungen (7) in den Trennwänden der Ausflockungseinheit erreicht ist, die auf gleichem Niveau wie die Zuführungs öffnung (8) der Lamellenabkläreinrichtungen (3, 4) angeordnet sind, wobei die Wassergeschwindigkeit zwischen der Ausflockungseinrichtung und der La mellenabkläreinrichtung auf 0,02 bis 0,1 m/s gehalten wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekenn zeichnet, daß das zu behandelnde Wasser, das im oberen Bereich (9) des Mischers (1) eingeleitet wird, nach der Koaguliermischung in den oberen Teil der Ausflockungseinrichtung (2) überführt wird, die mit einem Rührsystem (11) versehen ist, worauf das Wasser zum Boden dieser Einrichtung fließt und die Öffnungen 7, 8) der Trennwände vor dem Aufsteigen entlang den Lamelleneinheiten (12) durchströmt, worauf es in Wiederaufnahmeka nälen (13) gesammelt wird, die in einen Ableitungs kanal (14) für das behandelte Wasser münden, der zum Auslaß (10) führt, wobei der Schaum an der Oberfläche (16) und der Schlamm am Boden (18) kontinuierlich aus der Anlage nach außen ausgetragen werden.