DE3844952C2 - Leichtstoffabscheider und Verfahren zu seinem Betrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Leichtstoffabscheiders gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Leichtstoffabscheider zur Durchführung des Verfahrens.

Die Erfindung ist vorzugsweise anwendbar bei Leichtstoffab­ scheidern zum Reinigen von Abwässern, die mindestens über­ wiegend tierische und pflanzliche Fette und Öle und gegebe­ nenfalls Sinkstoffe und/oder Schwebstoffe enthalten, nach dem Schwerkraftprinzip zum Zwecke der Verwertung, in einem vom Abwasser im freien Gefälle durchflossenen Abscheidege­ häuse mit Entnahme der aufgerahmten Leicht- und Schweb­ stoffe an der Oberseite und der Sinkstoffe an der Unter­ seite des Abscheidegehäuses.

Tierische und pflanzliche Fette und Öle fallen in vielen Produktionsbetrieben der Nahrungsmittelindustrie, so z. B. in der Fleisch- und Wurstfabrikation, Fleischverarbeitung und Fischverarbeitung, Speiseöl- und Fettraffination sowie in Großküchenbetrieben, wie Hotels, Gaststätten, Mensen oder Kasernen an. Auch in Hochhäusern, deren Küchenabwässer über separate Leitungen entwässert werden, führen große Mengen Speiseöl und -fett mit sich.

Man hat festgestellt, daß in einer Mensa mit ca. 4500 zube­ reiteten Mahlzeiten täglich ca. 11 kg Fett im Abwasser an­ fallen bei einer täglichen Abwassermenge von fast 15 m³. DIN 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 DIN 1986.

Da die Entsorgung zeit- und kostenintensiv ist, werden die Entsorgungsintervalle möglichst gestreckt. Empfohlen wird zwar eine Reinigung etwa alle zwei Wochen (IKZ, Fachzeit­ schrift für Sanitär, Heizung, Klima 7/79 S. 77-83). Die Entleerungs­ intervalle in der Praxis sind jedoch um ein Vielfaches län­ ger und erreichen teilweise sogar 6 Monate. Bei derart lan­ gen Verweilzeiten ist das Fett und Öl bei der Entnahme an­ gefault und größtenteils in Fettsäuren und Glycerin gespalten. An eine Weiterverwendung ist dann nicht mehr zu den­ ken. Zulaufendes Abwasser wird durch die Zersetzungspro­ dukte angeimpft und beschleunigt damit den Fäulnisprozeß der Fette. Die Fettabfälle müssen als Sondermüll entsorgt werden und sind damit als Wirtschaftsgut verloren.

Es ist aus der DE-A-25 36 644 bekannt, Öl aus Abwasser da­ durch kontinuierlich abzuscheiden, daß der obere Teil des ohne Freispiegel betriebenen Abscheidegehäuses aus einem nach oben flach zulaufenden Trichterdeckel besteht, aus dessen kleiner Öffnung das Öl überläuft. Für erstarrende Fette und stockende Öle ist eine solche Abscheidung alleine nicht ausreichend. Es muß ein zusätzlicher Austragsdruck erzeugt werden, der erfindungsgemäß durch die weitere räum­ liche Zusammenziehung und den Wasserstau gefunden worden ist.

Bei dem Doppelkonus-Zyklonabscheider nach DE-PS 2 41 369 han­ delt es sich um eine Trennvorrichtung, in der die Zentrifu­ galkraft in der rotierenden Durchströmung zum Trennen herangezogen wird. Die Schwerstoffe sammeln sich am Behäl­ terumfang und sinken in den unteren Konus, die Leichtstoffe sammeln sich im Zentrum und werden durch ein Steigrohr ab­ gezogen. Auch dieses bekannte Trennverfahren ist für zur Erstarrung neigende Leichtstoffe ungeeignet.

Gemäß der Lehre von DE 36 44 976 wird die abgeschiedene Fettschicht durch Zufuhr von Heißwasser verflüssigt und dadurch gleichzeitig angehoben. Daraus ergibt sich, daß der Abscheider mit einem freien Wasserspiegel betrieben wird, an dem sich die Fettschicht ansammelt. Andererseits werden die in DE 18 13 886 beschriebenen Abscheider mit Freispiegel betrieben, wie sich aus den Fig. 1 und 2 ohne weiteres ergibt.

In jüngster Zeit setzt sich immer mehr der Gedanke durch, daß die in den Abwässern der Großküchen- und Lebensmittel­ verarbeitungsbetriebe enthaltenden Fette und Öle am sinn­ vollsten zu entsorgen sind, wenn sie einer zweckentspre­ chenden Weiterverwendung zugeführt werden. Sie stellen ein wertvolles Wirtschaftsgut dar. Dazu müssen die Fette und Öle in möglichst frischem Zustand gewonnen werden, d. h. un­ zersetzt und nicht angefault. Dasselbe gilt auch für Sink­ stoffe, wie z. B. Stärke und Kochreste, die sich in dem dem Leichtstoffabscheider vorgeschalteten Schlammfang sammeln.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Leicht­ stoffabscheider so zu betreiben und auszugestalten, daß die abgeschiedenen Leichtstoffe in besonders einfacher Weise in kurzen Zeitabständen entnommen werden können, so daß die Entnahme im fließfähigen Zustand vor der Verhärtung der ab­ geschiedenen Leichtstoffe erfolgen kann und die Leicht­ stoffe mit möglichst geringer Alterung in verwertbarem Zu­ stand gewonnen werden.

Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß durch das im Anspruch 1 angegebene Verfahren und den im Anspruch 2 ange­ gebenen Leichtstoffabscheider gelöst.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeich­ nung erläutert, die in einer einzigen Figur einen erfin­ dungsgemäß ausgebildeten Leichtstoffabscheider zeigt.

Der in der Zeichnung dargestellte Abscheidebehälter 1 be­ steht aus einem zylindrischen Mittelteil 2 und konischem Bodenteil 3 und Deckelteil 4 unterschiedlicher Neigung. Die Neigung des Bodens ist stärker, damit die Sinkstoffe mög­ lichst ohne Austragshilfe abgezogen werden können. Beide konischen Behälterteile münden in Abzugsleitungen 5, 6 mit Schaugläsern 7, 8 und Absperrventilen 9, 10.

Die Zulaufleitung 11 für das zu behandelnde Abwasser mündet tangential in den Mittelteil 2, während die Abzugsleitung 32 aus dem Zentrum nach unten herausgeführt ist. Ihre Mün­ dung ist von einem offenen-kegeligen Leitblech 14 über­ deckt, das den Kurzschlußeintritt von Wasser verhindern und die kreisende Bewegung des Wassers aufrecht erhalten soll. Das gereinigte Abwasser tritt unter der Unterkante des Leitblechs 14 hindurch in die Abzugsleitung.

Tritt Fett in den Abscheider ein, so schwimmt dies auf, wo­ bei das Fett räumlich auf einen kleineren Querschnitt kon­ zentriert wird. Die Abzugsleitung des gereinigten Wasser 32 ist so hoch gezogen, daß sich im Abscheidebehälter 1 kein Freispiegel einstellen kann. Die Schwimmstoffe steigen bis in die Austragsleitung 6 und treten beim Öffnen des Ventils 10 unter dem statischen Druck der Wassersäule sofort aus.

In regelmäßigen kurzen Zeitabständen, bevorzugt täglich, wird durch Öffnen des Absperrventils 10 und Einleiten von Wasser das Fett nach oben herausgedrückt und z. B. in einen Kleincontainer gefüllt. Anschließend werden die Sinkstoffe durch Öffnen des unteren Absperrventils 9 abgezogen. Bei beiden Abzugsvorgängen kann man am Schauglas 7, 8 ablesen, wann die abgeschiedenen Stoffe abgezogen sind.

Der Zulaufleitung 11 können (nicht dargestellte) Leitbleche vorgeordnet sind, die dafür sorgen, daß sich im Abscheide­ behälter an keiner Stelle strömungslose Totzonen bilden; das Wasser verläßt somit ohne unnötigen Aufenthalt den Behälter und ver­ hindert das Anfaulen der organischen Inhaltsstoffe. Auch der Kanalisation und den Kläranlagen kommt diese Beschaf­ fenheit des Abwassers entgegen.

Der Abscheider kann weitere, in der Zeichnung nicht darge­ stellte Einbauten und Hilfseinrichtungen zur Verbesserung des Abscheide- und Entnahmevorgangs aufweisen. Zum Beispiel können im unteren konischen Behälterteil 3 radial angestellte Leitwände angebracht sein, die die rotierende Strömung dort beruhigen und die Sinkstoffe in einem strö­ mungslosen Raum absinken lassen. Die Auslaufleitung 32 kann exzentrisch zur Behälterachse liegen. Außerdem kann sie von einem zur Zulauföffnung 11 hin gerichteten Schirm umgeben sein, der verhindert, daß das zulaufende Abwasser schon nach einem halben Umlauf den Abscheidebehälter verläßt. Auch kann im unteren Behälterteil 3 ein Krählwerk vorgese­ hen sein, das im Abscheidebetrieb stillsteht, beim Abzug der Sinkstoffe in Betrieb genommen wird und für einen voll­ ständigen Austrag der Sinkstoffe sorgt. Desweiteren kann an der Außenfläche ein Vibrator angebracht sein, der die Sink­ stoffe von der Behälterinnenwand ablöst und sie zusätzlich eindickt. Nicht dargestellt ist eine Abwärmenutzung des warm zulaufenden Abwassers zur Verflüssigung oder zum Flüs­ sighalten des Fetts während des Austrags. Das gereinigte Abwasser wird hierzu vor der Ableitung durch den doppelwan­ dig ausgebildeten oberen Behälterteil 4 geleitet. Auch eine Wärmeabgabe an das Räumwerk, die Antriebswelle und das Ge­ stänge ist denkbar, die hierzu hohl ausgebildet sind. Die Doppelwandigkeit kann sich bis zum Absperrventil 10 fort­ setzen.

Um den Abscheidegrad der Schwimmstoffe nochmals zu verbes­ sern, kann eine Flotationseinrichtung vorgesehen sein, die mit Luft betrieben wird. Es ist auch denkbar, das Abwasser vor Einleitung in den Abscheidebehälter zur Sauerstoffauf­ nahme 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 arbei­ ten, die die Abscheidung feinstdispers verteilter Partikel zu beiden Richtungen durch Koagulation und Aggregation be­ günstigen. Im Prinzip eignen sich auch bestimmte Enzyme für diese Koagulation.

Die Austragleitungen für Schwimm- und Sinkstoffe können statt des Absperrventils mit einem Dreiwegeventil ausge­ stattet werden. In der ersten Phase des Abzugs werden die abgezogenen Medien in den Abscheider zurückgeleitet. Erst wenn im Schauglas die abgeschiedenen Stoffe sichtbar wer­ den, wird auf die luftdicht angeschlossenen Kleincontainer umgeschaltet.

Claims (2)

1. Verfahren zum Betrieb eines Leichtstoffabscheiders oder Leicht- und Stickstoffabscheiders, der einen Abscheideraum mit Zulauf und Klarwasserabzugslei­ tung sowie im oberen Teil des Abscheideraums einen sich nach oben zu einer Austragsöffnung für die Leichtstoffe verjüngenden Leichtstoffsammelraum und gegebenenfalls im unteren Teil des Abscheideraums einen Sinkstoffsammelraum (3) mit verschließbarem Sinkstoffabzug (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im laufenden Abscheidebetrieb ein an der Austragsöffnung für die Leichtstoffe (6) vorgesehenes Verschlußorgan (10) geschlossen gehalten wird und durch die bis auf ein Niveau oberhalb der Austragsöffnung (6) hochge­ zogene Klarwasserabzugsleitung (32) ein hydrostatischer Druck erzeugt wird, durch den der Inhalt des Abscheideraums einschließlich der aufschwimmenden Leichtstoffe ständig ohne Freispiegel gegen das Verschlußorgan (10) aufgestaut gehalten wird, und
daß die Entnahme der Leichtstoffe durch die Austrags­ öffnung (6) in kurzen Zeitabständen durch zeitweises Öffnen des Verschlußorgans (10) und Einleiten von Wasser bewirkt wird.

2. Leichtstoffabscheider zur Durchführung des Verfah­ rens nach Anspruch 1, mit einem Abscheideraum (2) mit Zu­ lauf (11) und Klarwasserabzugsleitung (32) sowie einem im oberen Teil des Abscheideraums ausgebildeten, sich nach oben zu einer Austragsöffnung für Leichtstoffe verjüngenden Leichtstoffsammelraum (4), wobei die Klarwasserabzugslei­ tung (32) so weit hochgezogen ist, daß sie einen den Aus­ trag der Leichtstoffe aus der Austragsöffnung (6) bewirken­ den hydrostatischen Druck erzeugt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Austragsöffnung (6) für die Leichtstoffe mit einem für die Entnahme der Leichtstoffe betätigbaren Verschlußorgan (10) versehen ist und daß die Klarwasserabzugsleitung (32) bis auf ein Niveau oberhalb der Austragsöffnung für die Leichtstoffe hochgezogen ist und einen die Leichtstoffe ständig gegen das Verschlußorgan (10) stauenden hydrostatischen Druck erzeugt.