DE3820142A1 - Frischfettabscheider - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zum Reinigen von mindestens überwiegend tierische und pflanzliche Fette und Öle und gegebenenfalls Sinkstoffe und/oder Schwebstoffe enthaltenden Abwässern nach dem Schwerkraftprinzip zum Zwecke der Wiederver­ wertung.

Tierische und pflanzliche Fette und Öle fallen in vielen Pro­ duktionsbetrieben der Nahrungsmittelindustrie, so z. B. in der Fleisch- und Wurstfabrikation, Fleischverarbeitung und Fischver­ arbeitung, Speiseöl- und Fettraffination sowie in Großküchenbe­ trieben, wie Hotels, Gaststätten, Mensen und Kasernen an. Auch in Hochhäusern, deren Küchenabwässer über separate Leitungen ent­ wässert werden, führen diese großen Mengen Speiseöl und-fett mit sich. Man hat festgestellt, daß in einer Mensa mit ca. 4.500 zu­ bereiteten Mahlzeiten täglich ca. 11 kg Fett im Abwasser anfallen bei einer täglichen Abwassermenge von fast 15 m³. Die DlN 4040 und DIN 4041 schreiben vor, daß für die Entfernung der Fette und Öle aus den Abwässern Fettabscheider einzusetzen sind. Für den Einbau von Fettabscheidern stützen sich die Gemeinden in ihren Ortssatzungen auf die DIN 1986, die von den Ländern als Verwal­ tungsvorschrift eingeführt ist.

Da die Entsorgung zeit- und kostenintensiv ist, werden die Ent­ sorgungsintervalle möglichst gestreckt. Empfohlen wird zwar eine Reinigung etwa alle zwei Wochen (LKZ, Fachzeitschrift für Sanitär, Heizung, Klima 7/79). Der Entleerungsrhythmus in der Praxis ist jedoch um ein Vielfaches länger und erreicht teilweise sogar 6 Monate.

Es ist klar, daß bei derart langen Verweilzeiten das Fett bei der Entnahme angefault und größtenteils in Fettsäuren und Glycerin zersetzt ist. An eine Wiederverwendung des Fettes ist hierbei nicht zu denken. Frisch zulaufendes Abwasser wird durch die Zersetzungsprodukte angeimpft und beschleunigt damit den Fäulnisprozeß der Fette. Die Fettabfälle müssen als Son­ dermüll entsorgt werden und sind damit als Wirtschaftsgut ver­ loren.

In jüngster Zeit setzt sich immer mehr der Gedanke durch, daß die in den Abwässern der Großküchen- und Lebensmittelverar­ beitungsbetriebe enthaltenen Fette und Öle am sinnvollsten zu entsorgen sind, wenn sie einer zweckentsprechenden Wieder ver­ wendung zugeführt werden. Sie stellen ein wertvolles Wirtschafts­ gut dar. Dazu müssen die Fette und Öle in möglichst frischem Zustand gewonnen werden, d. h. möglichst täglich. Dasselbe gilt auch für Sinkstoffe, z. B. Stärke und Kochreste, die sich in dem dem Leichtstoffabscheider vorgeschalteten Schlammfang sammeln, sowie für alle weiteren tierischen und pflanzlichen Abwasser­ inhaltsstoffe.

Die Aufgabe, diese Abwasserinhaltsstoffe in möglichst frischem Zustand, und zwar möglichst ohne zusätzlichen Energieaufwand zu gewinnen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß die Fette/Öle und/oder Sinkstoffe beim Abscheiden räumlich auf einen kleinen Querschnitt zusammengezogen und in kurzen Zeit­ abständen im frischem Zustand aus dem Abscheidegehäuse abgezogen werden. Lnsbesondere werden die Fette und Öle vor ihrer Verhär­ tung, d. h. also noch vor der Abkühlung des Wassers auf den Stock­ punkt, aus dem Abscheider entnommen. Diese Entnahme kann dadurch unterstützt werden, daß man im Abscheider ablaufseitig kurzzeitig einen Stau erzeugt.

Um den Abscheideeffekt zu erhöhen, kann dennoch Energie ein­ gesetzt werden, und zwar in Form von Zentrifugalkraft oder Flotation. Das Eindicken der Sinkstoffe kann durch Vibration beschleunigt werden.

Es ist aus der DE-DS 18 13 886 bekannt, Öl aus Abwasser dadurch abzuscheiden, daß der obere Teil des ohne Freispiegel betriebenen Ölabscheiders aus einem nach oben flach zulaufenden Trichter­ deckel besteht, aus dessen Öffnung das Öl überläuft. Es war nicht vorherzusehen, daß eine solche räumliche Konzentrierung auch für die Abscheidung von Fett geeignet sein würde. Dies aller­ dings nur in Verbindung mit der erfindungsgemäßen steilen Aus­ bildung des Behälteroberteils und dem Abzug im frischen fLüssigen oder verflüssigten Zustand.

Um den Austrag der Schwimmstoffe zu erleichtern, ist es zweck­ mäßig, die Abwärme der zufließenden Abwässer auf die Fette zu übertragen und sie dadurch noch einige Zeit flüssig zu halten oder, falls sie schon erstarrt sind, zu verflüssigen. Zum Austragen der Sinkstoffe wird der hydrostatische Druck des Abwassers im Abscheidegehäuse genutzt, indem bei geschlossenem Zulauf und geschlossenem Reinwasserauslauf der Sinkstoffab­ laß geöffnet wird. Der Austrag kann durch einen Räumvorgang beschleunigt werden, so daß der ausgetragene Schlamm wenig Ballastwasser enthält. Die Räumvorrichtung kann mit der Ein­ dickhilfe kombiniert sein, die das Absetzen und Eindicken der Sinkstoffe unterstützt. Es besteht Interesse daran, auch die Sinkstoffe in frischem Zustand zu gewinnen, da sie einen nicht unerheblichen Anteil an Fett haben und im übrigen auch die Sinkstoffe größtenteils organischen Ursprungs sind und damit ebenfalls in Zersetzung übergehen können.

Die Vorgänge der Schwimmstoff- Schwebstoff- und Sinkstoffab­ scheidung brauchen nicht notwendigerweise gleichzeitig von­ statten gehen. Es ist auch denkbar, sie in verschiedenen Phasen nacheinander u. U. räumlich getrennt durchzuführen. Dann kann jede Phase bei optimalen Abscheidebedingungen ablaufen. Bei Ab­ wässern, die keine Sinkstoffe enthalten oder deren Sinkstoffe so grob sind, daß sie in einem gewöhnlichen Schlammfang oder Sandfang separiert werden können, kann die Phase der Feinsink­ stoffabscheidung ganz entfallen.

Geeignete Einrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel ohne zusätzliche Abscheidungshilfen,

Fig. 2 den Abscheidebehälter nach Fig. 1, jedoch mit zu­ sätzlichen Abscheidehilfen für die Sinkstoffe,

Fig. 2a einen Horizontalschnitt durch eine Variante von Fig. 2,

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel mit Austraghilfen in den Abscheidebereichen für Sink- und Schwimm­ stoffe,

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel, das durch Auftriebs­ hilfen für die Schwimmstoffe gekennzeichnet ist,

Fig. 5 ein letztes Ausführungsbeispiel, bei dem der Frischfettaustrag durch ständig anstehenden statischen Wasserdruck erfolgt.

Der Abscheidebehälter 1 nach Fig. 1 besteht aus einem zylin­ drischen Mittelteil 2 und konischen Boden-(3) und Deckelteilen (4) unterschiedlicher Neigung. Die Neigung des Bodens ist stärker, damit die Sinkstoffe möglichst ohne Austraghilfe abgezogen wer­ den können. Beide konischen Behälterteile münden in Abzugleitungen 5, 6 mit Schaugläsern 7, 8 und Absperrventilen 9, 10. Die Zulauf­ leitung 11 für das zu behandelnde Abwasser mündet tangential in den Mittelteil 2, während die Abzugsleitung 12 aus dem Zentrum nach unten herausgeführt ist. Ihre Mündung ist von einem offen kegeligen Leitblech 14 überdeckt, das den Kurzschlußeintritt von Wasser verhindern und die kreisende Bewegung 13 des Wassers aufrecht erhalten soll. Das gereinigte Abwasser tritt unter der Unterkante des Leitblechs 14 hindurch in die Abzugsleitung. Auch diese Leitung besitzt ein Absperrventil 15. Dieses Ventil ist im normalen Abscheide betrieb immer offen so daß sich ein Frei­ spiegel 16 in Höhe des Scheitels der Abzugsleitung 12 einstellt. Tritt Fett in den Abscheider ein, so schwimmt dies auf unter Überhöhung 17 im Verhältnis des Dichteunterschieds, wobei das Fett räumlich auf einen kleineren Querschnitt konzentriert wird. In regelmäßigen kurzen Zeitabständen, insbesondere täglich, wird durch Schließen des Abzugventils 15, öffnen des Absperrventils 10 und Einleiten von Wasser das Fett nach oben herausgedrückt und in einen Kleincontainer gefüllt. Anschließend werden auch noch die Sinkstoffe 18 durch Öffnen des unteren Absperrventils 9 ab­ gezogen. Bei beiden Abzugsvorgängen kann man am Schauglas 7, 8 ablesen, wann die abgeschiedenen Stoffe vollständig abgezogen sind.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 dadurch, daß im unteren konischen Behälterteil 3 radial angestellt Leitwände 19 angebracht sind, die den Zweck haben, die rotierende Strömung dort zu beruhigen und die Sink­ stoffe in einem strömungslosen Raum absinken zu lassen.

Bei dem Abscheidertyp nach Fig. 2 a liegt die Auslaufmündung 12 a exzentrisch zur Behälterachse 20. Außerdem ist sie von einem zur Zulauföffnung 11 hin gerichteten Schirm 21 umgeben, der verhin­ dert, daß das zulaufende Abwasser schon nach einem halben Umlauf den Abscheidebehälter verläßt.

Bei der Bauart nach Fig. 3 ist statt der Leitbleche ein Krähl­ werk 22 vorgesehen, das im Abscheidebetrieb stillsteht und beim Abzug der Sinkstoffe in Betrieb genommen wird und für einen voll­ ständigen Austrag der Sinkstoffe sorgt. Des weiteren kann an der Außenfläche ein Vibrator 23 angebracht sein, der die Sinkstoffe von der Behälterinnenwand ablöst und sie auch noch zusätzlich eindickt. Gleichachsig mit dem Sinkstoff-Krählwerk kann im oberen Behälterteil ein Schwimmstoff-Räumwerk 24 vorgesehen sein, das beim Abzug des Fetts in Betrieb genommen wird.

Nicht dargestellt ist eine Abwärmenutzung des warm zulaufenden Abwassers zur Verflüssigung oder zum Flüssighalten des Fetts während des Austrags. Das gereinigte Abwasser wird hierzu vor der Ableitung durch den doppelwandig ausgebildeten oberen Be­ hälterteil geleitet. Auch eine Wärmeabgabe an das Räumwerk, die Antriebswelle und das Gestänge ist denkbar, die hierzu hohl aus­ gebildet sind. Die Doppelwandigkeit kann sich bis zum Absperr­ ventil 10 fortsetzen.

Um den Abscheidegrad der Schwimmstoffe nochmals zu verbessern, kann nach Fig. 4 eine Flotationseinrichtung in Ringform 25 vor­ gesehen sein, die mit Luft 26 betrieben wird. Es ist auch denk­ bar, das Abwasser vor Einleitung in den Abscheidebehälter unter Sauerstoffaufnahme unter Druck zu setzen und im Abscheidebehälter auf Umgebungsdruck zu entspannen. Die sich dabei bildenden Bläschen tragen feinste Schwimmstoffpartikel nach oben. Man kann auch mit Flockungs- oder Flockungshilfsmitteln arbeiten, die die Abschei­ dung feinst-dispers verteilter Partikel zu beiden Richtungen durch Koagulation und Aggregation begünstigen. Im Prinzip eignen sich auch bestimmte Enzyme für diese Koagulation.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist die Abzugsleitung des gereinigten Wassers 32 so hoch gezogen, daß sich im Abscheidebe­ hälter 1 kein Freispiegel einstellen kann. Die Schwimmstoffe steigen bis in die Austragleitung 6 und treten beim Öffnen des Ventils 10 unter dem statischen Druck der Wassersäule sofort aus. Der Zulauföffnung 11 können noch (nicht dargestellt) Leitbleche vorgeordnet sein, die dafür sorgen, daß sich im Abscheidebehälter an keiner Stelle strömungslose Totzonen bilden; das Wasser ver­ läßt somit immer frisch den Behälter und verhindert somit ein Anfaulen der organischen Inhaltsstoffe. Auch der Kanalisation und den Kläranlagen kommt die Frische des Abwassers entgegen. Die Entnahme der Schwimmstoffe bei einer Freispiegelausführung kann z. B. auch durch einen gedrosselten Abfluß des Reinwassers erfolgen. Bei Abwasserstößen steigt dann der Spiegel im Abscheide­ behälter so weit an, daß die Schwimmstoffe herausgedrückt werden. Die Austragvorrichtung für die Schwimmstoffe kann auch als ro­ tierende Scheiben ausgebildet sein, an denen sich die Schwimm­ stoffe festsetzen. Ein Abstreifer fördert sie dann seitlich aus dem Abscheidebehälter. Bildet man die rotierenden Scheiben als Schnecke aus, dann vollführt der Abstreifer eine nach außen ge­ richtete Förderbewegung.

Die Austragleitungen für Schwimm- und Sinkstoffe können statt des Absperrventils mit einem Dreiwegeventil ausgestattet werden. Ln der ersten Phase des Abzugs werden die abgezogenen Medien in den Abscheider zurückgeleitet. Erst wenn im Schauglas die abge­ schiedenen Stoffe sichtbar werden, wird auf die Luftdicht ange­ schlossenen Kleincontainer umgeschaltet. Die Container selbst sind von der Art mit Ausdrückkolben oder Verdrängungsmembran. Lufteinschlüsse, die ein Faulen begünstigen würden, sind also ausgeschlossen. Zum EntLeeren der Container braucht hinter der Membran bzw. dem Kolben nur noch Druck angelegt werden. Die Container werden restlos entleert.

Claims (32)

1. Verfahren zum Reinigen von mindestens überwiegend tierische und pflanzliche Fette und Öle und gegebenenfalls Sinkstoffe und/oder Schwebstoffe enthaltenden Abwässern nach dem Schwerkraftprinzip in einem vom Abwasser im freien Gefälle durchfLossenen Abschei­ degehäuse und Entnahme der aufgerahmten Fette und Öle und/oder Schwebstoffe von der Oberseite und der Sinkstoffe und/oder Schweb­ stoffe von der Unterseite des Abscheidegehäuses zum Zwecke der Verwertung der abgeschiedenen Stoffe, dadurch gekennzeichnet, daß Fette, Öle und/oder Sinkstoffe und/oder Schwebstoffe räumlich auf einen kleinen Querschnitt zusammengezogen und in kurzen Zeitab­ ständen im frischem Zustand aus dem Abscheidegehäuse abgezogen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fette noch vor der Verhärtung entnommen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeinhalt des zulaufenden Abwassers zum Verflüssigen oder Flüssighalten der Fette vor und während ihrer Entnahme ge­ nutzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeinhalt des zulaufenden Abwassers zum Erwärmen von Brauch­ wasser genutzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, od. 3, dadurch gekennzeichnet, daß reinwasserseitiges Stauen oder Drosseln zur Entnahme der Fette ge­ nutzt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der hydrostatische Druck des Abwassers im Abscheidegehäuse zur Entnahme der Sinkstoffe und/oder Fette genutzt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserdruck eines Trinkwassernetzes zur Entnahme der Fette und/oder Sinkstoffe genutzt wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß bei der Abtrennung der Schwimm- und/oder Sinkstoffe die Zentrifugalkraft zumindestens unterstützend einge­ setzt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sinkstoffe vor ihrer Entnahme eingedickt werden.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Abtrennen der Schwimmstoffe durch Flotation unterstüzt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ent­ spannungsflotation angewendet wird.

12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Eindicken der Sinkstoffe durch Vibration beschleunigt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Ab­ setzen der Sinkstoffe und Aufschwimmen der Leichtstoffe durch Flockungshilfsmittel gefördert wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß Flockungs­ mittel und Flockungshilfsmittel auf organischer und/oder organisch­ pflanzlicher Basis verwendet werden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die so ge­ flockten Sinkstoffe als Futtermittel verwendet werden.

16. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß zum Abtrennen der Fettstoffe der Effekt des Niederschlagens an gekühlten Flächen genutzt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Fette durch Abschälen von den gekühlten Flächen entnommen werden.

18. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 17, enthaltend mindestens einen vom Abwasser im wesentlichen horizontal durchflossenen Abscheidebe­ hälter (1) nach oben und/oder unten verjüngt und daß der Aus­ laß (12) für das Reinwasser und/oder der Zulauf mit einer Drossel­ oder Verschlußvorrichtung (15) und die Auslässe (5, 6) für die Sinkstoffe und/oder Schwimmstoffe mit einer Verschlußeinrichtung (9, 10) versehen sind.

19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe (5, 6) für Schwimm- und Sinkstoffe vor den Drossel­ bzw. Verschlußeinrichtungen (9, 10) mit Schaugläsern (7, 8) versehen sind.

20. Einrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheidebehälter (1) im Bereich des Zulaufs (11) hohl­ zylindrisch ist und die sich nach oben und/oder unten anschließen­ den Hohlkegelstümpfe (3, 4) unterschiedliche Neigung haben.

21. Einrichtung nach Anspruch 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulauf (11) tangential in den Behälter (1) mündet.

22. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der mittig nach unten gerichtete Reinwasserauslaß (12) von einem kegel- oder kegelstumpfförmigen Leitelement (14) über­ deckt ist.

23. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (12 a) außermittig in der Nähe des Zulaufs (11) an­ geordnet ist.

24. Einrichtung nach einem oder mehreren Ansprüchen 18 bis 23, ge­ kennzeichnet durch ein Eindickkrälwerk (22) im Sinkstoff­ abscheidebereich des Abscheidebehälters.

25. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 18 bis 24 gekennzeichnet durch ein das Aufsteigen, Konzentrieren und Austragen der Schwimmstoffe unterstützendes rotierendes Krähl­ werk (24) im Schwimmstoffsammelbereich des Abscheidebehälters.

26. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 18 bis 25 dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der mit Schwimm­ stoffen und/oder Sinkstoffen und/oder dem zu behandelnden Abwasser in Berührung kommenden Teile als Wärmeaustauscher ausgebildet sind.

27. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinwasserauslaßleitung um den Verdichtungs- und Auslaßbereich der Schwimmstoffe und/oder Sinkstoffe herumgeführt ist.

28. Einrichtung nach einem oder mehreren Ansprüchen 18 bis 27, da­ durch gekennzeichnet, daß die Auslaßleitung (32) für das Rein­ wasser ihren Scheitelpunkt in Höhe oder über dem Auslaß (6) für die Schwimmstoffe hat.

29. Einrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Reinwasserauslaß (12) von einer Flotationseinrichtung (25) umgeben ist.

30. Einrichtung nach einem oder mehreren Ansprüchen 18 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßleitungen für die Schwimm­ stoffe und Stinkstoffe mit einem Anschluß für Kleincontainer versehen sind.

31. Einrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß als Schnellkupplung ausgebildet ist.

32. Einrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleincontainer eine Ausdrückvorrichtung in Form eines Kolbens oder einer Membran aufweist.