DE577830C - Verfahren zur Reinigung von Abwasser oder Oberflaechenwasser - Google Patents

Description

Bei den bekannten Verfahren zur Reinigung von Abwasser oder Oberflächenwasser unter Zusatz von in Wasser gelösten Fällmitteln, wie insbesondere schwefelsaure Tonerde, wird die verwendete Lösungsstärke desselben stets mindestens so groß gehalten, daß eine deutliche Flockenbildung sofort nach Zutritt des Fällmittels zu dem zu reinigenden Wasser entsteht,' weil man bislang der Ansieht war, daß diese Flocken die anderen im Wasser schwebenden Verunreinigungen mit sich im Absitzraum zu Boden reißen. Die heute üblichen Fällmittellösungsstärken wechseln daher nach den Angaben der Handbücher zwischen 2 bis 5 °/₀.

Gemäß der Erfindung wird die Fällmittellösung in stärkerer Verdünnung angewandt, als es bisher üblich und als zweckmäßig bekannt war, z. B. nur 3 bis 5 ^O/_Oo wasserfreies Tonerdesulfat enthaltend und in dem zu reinigenden Wasser ohne Wirbelerzeugung während des Zufließens zur Mischkammer gewissermaßen durch Diffusion wirksam gemacht und nach dem Zusatz des Fällmitels die Bewegung der Mischung verlangsamt, so daß nicht die bekannte Flockenbildung sofort eintritt, sondern daß zunächst ein Lösungsgemisch entsteht, daß das Umsatzprodukt des Fällmittels mit den Basen des verunreinigten Wassers in kolloider Lösung enthält und nach kurzer Zeit das Aussehen einer dünnen Gallerte annimmt, die erst darauf sich in Flocken aus wasserunlöslichen Tonerdeverbindungen aufteilt.

Nach den dem Verfahren zugrunde liegenden Feststellungen hat sich nämlich ergeben, daß eine wirksamere Entfernung, und zwar nicht nur der gesamten Schwebestoffe, sondern auch eines größeren Teiles der gelösten organischen Substanzen aus verunreinigtem Wasser, erfolgt, wenn, die Flockenbildung nicht beschleunigt, sondern verzögert wird, was durch die Anwendung der angegebenen Maßnahmen erreicht wird. Da verdünnte Gallerten aus Aluminiumhydroxyd und Aluminiumseifen nach kurzer Zeit unter bedeutender Verringerung ihres Volumens in anfangs größere und dann kleinere Teile zerfallen, so ist der größte Teil der Verunreinigungen des Wassers in diesen Teilen in den solcherart entstehenden Flocken enthalten. Die Folge dieses Vorganges ist eine viel vollkommenere Entfernung der Schwebestoffe und eines großen Teiles der gelösten organischen Substanzen, ja sogar des Schwefel-Wasserstoffs aus dem Abwasser. Ganz anders verläuft der Vorgang der Reinigung von Abwasser mit konzentrierter Fällmittellösung. Tritt diese zu dem gewöhnlich alkalischen Abwasser hinzu, so bilden sich sofort an den Mischungsstellen oder Punkten Flocken von Aluminiumhydroxyd. Nur diejenigen Schwebestoffe oder Verunreinigungen können von den Flocken eingeschlossen werden, die sich innerhalb deren Bildungszone befinden. Die anderen Schwebestoffe suchte man durch Rühren der Mischung mit den Flocken in Berührung zu bringen, wobei indessen nur eine unvollkommene Adsorbtion der ungelösten Bestandteile zu erzielen war. Es lieferte diese Arbeitsweise in ihrer Anwendung auf Abwasser auch ein zwar ziemlich klares, aber

stets nachfaulendes Klärprodukt. In den einschlägigen Handbüchern finden sich Vorschriften über die Wassergeschwindigkeiten, welche man bei Anwendung dieser Arbeitsweise beim Mischen und Rühren einzuhalten hat, um Durchschnittsklärwirkungen zu erhalten. Nach diesen Angaben soll die Mischungsgeschwindigkeit groß genug sein, um Ablagerungen in der Mischkammer zu vermeiden, andererseits aber nicht so groß sein, daß die Flocken durch kräftiges Bewegen in der Mischkammer zerrissen werden.

Im vorliegenden Verfahren werden indessen auch derartige Wasserbewegungen vermieden; insbesondere werden Hilfsvorrichtungen, die geeignet sind, eine Mischung des Abwassers mit dem Fällmittel unter Wirbel-, bildung hervorzurufen oder zu begünstigen, nicht angewendet.

Der Erfindungsgegenstand beruht demnach auf der Anwendung einer derartigen Verdünnung der Fällmittellösung und einer solchen Mischweise von Abwasser und Fällmittellösung, die eine Flockenbildung nicht beschleunigt, sondern im Gegenteil verzögert und auf der Vermeidung von Bewegungen des Abwassers, auch solchen, die nicht zu einer Aufteilung der Flocken führen würden.

Es hat sich weiterhin ergeben, daß das Fällmittel, welches in dem Klärschlamm als in Wasser unlösliche Aluminiumverbindung ausgeschieden und vorhanden ist, aus diesem, der einen Wassergehalt von 97 bis 98,5 °/₀ hat, in seiner anzuwendenden Konzentration von 3 bis 5 °/₀₀ zurückgewonnen werden kann. Dazu wird der Klärschlamm aus dem Absitzraum entfernt und in besonderen Arbeitsgefäßen mit Schwefelsäure bis zur deutlich sauren Reaktion unter ¹Z₄- bis ^stündigem starkem Durchrühren angesäuert und ungefähr einen halben Tag stehengelassen. Die klare Flüssigkeit, welche sich dann über den ungelöst gebliebenen Substanzen des Klärschlamms scharf abtrennt und die ³/₄ des angewandten Klärschlammvolumens beträgt, enthält das Fällmittel wieder in einer Lösung von 3 bis 5 °/oo Gehalt und kann somit in ständiger Wiederkehr zur Klärung neuer Abwassermengen gebraucht werden. Ferner ist es auch als durchführbar befunden worden, die durch Absitzen aus den Klärschlammrückständen nicht gewinnbare schwefelsaure Tonerde dadurch einer ständig wiederholten Benutzung zugänglich zu machen, daß diese Rückstände in Filterpressen, deren Filtertücher aus grobmaschigem Stoff bestehen, vorteilhaft unter ganz geringem Druck von etwa ¹J₅ Atm. behandelt werden. Es ist demzufolge außer dem Ersatz unvermeidbarer Verluste an Fällmitteln ständig nur Schwefelsäure neu anzuschaffen.

Bei Einhaltung des angegebenen Arbeitsganges beim Klären von verunreinigtem Wasser mit Tonerdesulfat, und wenn dafür gesorgt wird, daß der anfallende Klärschlamm nur wenige Stunden im Absitzraum verbleibt, wird der angegebene hohe Reinheitsgrad des Klärproduktes erreicht.

Ein sehr stark verunreinigtes Abwasser, das je Kubikmeter 35 g trockene Wollfasern, 200 g in Äther lösliche Fettsubstanz, bestehend aus 156 g Fettsäure und 44 g Kohlenwasserstoffe, 180 g äußerst fein suspendierte anorganische und organische Stoffe, 13 bis 15 g Schwefelwasserstoff und gelöste Anilinfarbstoffe resp. deren Spaltungsprodukte und Leukoverbindungen enthielt und an der Kläranlage in stark angefaultem Zustande mit einer Sporenzahl von 3 Millionen in 1 ecm ankam, enthielt nach der Klärung in der angegebenen Weise nur noch 10 000 bis 15 000 Sporen je Kubikzentimeter. Sämtliche sichtbaren Verunreinigungen einschließlich der Farbstoffe und des Schwefelwasserstoffs waren beseitigt. Das Klärprodukt faulte nicht nach.

Zur Reinigung dieses Abwassers wurden je Kubikmeter 200 g kauf liches Tonerdesulf at gebraucht; bei 13 000 cbm Abwasser erhält man täglich 260 cbm Klärschlamm mit 98,5 % Wasser, .der nur sehr schwer abgegeben wird und der daher nur mit erheblichen Kosten in diesem Zustand zu beseitigen wäre.

Gewinnt man das Klärmittel aus dem Schlamm zurück, so sind je Tag 1500 kg Schwefelsäure von 6o° Be erforderlich. Man erhält beim wider Erwarten leicht vor sich gehenden Absitzenlassen der angesäuerten 260 cbm 98,5 °/₀ Wasser enthaltenden Klärschlamm, 65 cbm Rückstände mit 94 % Wasser. Diese Rückstände sind, wie sich ergibt, filtrierbar und bilden dabei 16,25 ^ct>^m stichfesten Rückstand mit 70 bis 75 °/o Wassergehalt. Dieser Rückstand trocknet sehr leicht an der Luft bis auf einen Wassergehalt von 30 °/₀ aus und ist dann auch leicht zu beseitigen. Die Wiedergewinnung des Fällmittels in der angegebenen Weise bedingt demnach auch eine wesentliche Vereinfachung der S chlammbeseitigung.

An sich "ist bekannt, Aluminiumhydroxyd »" mittels Schwefelsäure im Klärschlamm wieder in Aluminiumsulfat zurückzuverwandeln und dieses Gemisch erneut zu verwenden. Es ist aber bei Anwendung dieses sulfathaltigen Klärschlamms für eine neue Fällung der erzielte Kläreffekt sehr gering gegenüber demjenigen, den man bei Zugabe von Sulfatlösungen erzielt. Bei wiederholter Benutzung werden bei den bekannten Verfahren jene freien Schwebeteilchen;, die bereits vorher einmal in Klärschlamm niedergeschlagen waren, erneut wieder aufgerührt und diese vermin-

dem bei der Wiederbenutzung zur Klärung neuer Abwassermengen den Kläreffekt so weit, daß er bald gleich Null wird.

Die Zeichnung veranschaulicht eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.

Das stark verdünnte Fällmittel wird aus dem Klärmittelbehälter A mit einem Ablaufrohr B dem aus dem Zulauf C kommenden

ίο Abwasser in fast entgegengesetzt verlaufender Fließrichtung unter oder über dem Wasser zugegeben und die hierdurch fast wirbelfrei vorgenommene Mischung einen Behälter!) zugeleitet. Hier bewegt sich das mit

t5 dem Klärmittel gemischte Abwasser unter einer in dem Behälter D befindlichen Tauchwand E langsam hindurch und gelangt mit ganz geringem Gefälle über eine breite Abflußrinne E zu dem Absitzbecken G. Die breite Rinne F mit geringem Gefälle und die vor dieser Rinne F liegenden Teile D und E sind daher so ausgebildet, daß sie den Zweck gemäß der Erfindung erfüllen, nämlich das mit dem Klärmittel gemischte Abwasser in möglichst ruhigem Zustand noch einige Zeit zu erhalten, so daß diese Teile der Hauptsache nach noch mit gallertartiger Mischung und nicht mit Flockenniederschlag erfüllt bleiben. Erst beim und nach dem Passieren dieser Rinne F tritt der vollständige Zerfall in Flokken ein, und nun fließt die Mischung aus dem Gefäßteilchen H durch das Rohr / in das Absitzbecken G, an dessen Boden sich der Flokkenniederschlag absetzt.

Das in der vorbeschriebenen Vorrichtung verarbeitete Abwasser enthielt im Kubikmeter 35g Wollfasern, 200g in Äther lösliches Fett, bestehend aus 156 g Fettsäure und 44 g Kohlenwasserstoffen, 180 g äußerst fein verteilte unlösliche anorganische und organische Stoffe, 13 bis 14 g Schwefelwasserstoff sowie gelöste Anilinfarbstoffe bzw. deren Spaltungsprodukte und Leukoverbindungen. Benutzt wurde eine Klärmittellösung, die 4 °/₀₀ wasserfreies Aluminiumsulfat enthielt.

Das durch das Rohr C von lichtem Durchmesser von 20 cm nach dem Behälter D von 2 cbm Inhalt aufgepumpte Abfallwasser, 60 cbm je Stunde, wurde mit der aus dem Behälter A von 0,65 cbm Rauminhalt durch das Rohr B von 38 mm Durchmesser zufliessenden, 4 °/o_O wasserfreies Klärmittel enthaltenden Lösung gemischt, indem dabei die Lösung in entgegengesetzter Richtung zur Fließrichtung des Abwassers in dieses eintrat. Die Mischung aus Abwasser und Fällmittellösung trat unterhalb der Tauchwand E, die 20 cm vom Boden absteht, nach der Rinne F aus. Diese Rinne F weist ein geringes Gefälle auf, ist 8 m lang und 1 m breit, während der Raum der Tauchwand E nur etwa 0,50 m breit ist, und besitzt eine Randeinfassung von 10 cm Höhe. Beim Durchfließen zerfällt die in der Mischung von Abwasser und Fällmittel entstehende Gallerte in Flocken; diese Flocken gelangen mit dem Abwasser nach dem Raum H, der 2 cbm Rauminhalt besitzt. Von hier aus lief die Flüssigkeit durch das einen lichten Durchmesser von 20 cm besitzende Rohr / in einen viereckigen, seitlich geschlossenen, nach oben und unten offenen, in den Klärraum g eingesetzten Kasten. Dieser Kasten dient dazu, dem mit Flocken durchsetzten Wasser eine zum Boden des Absitzraumes gerichtete Strömung zu erteilen. Der Flockenniederschlag sammelt sich am Boden des Klärraumes G, der einen Rauminhalt von 160 cbm besaß. Das geklärte klare Wasser lief über die vier Seitenwände des rechteckigen Klärraumes G ab und wurde durch ein gemeinsames, in der Zeichnung nicht dargestelltes Sammelrohr dem Vorfluter zugeführt. Der am Boden des Klärraumes G sich sammelnde Klärschlamm wurde durch Wasserüberdruck mittels eines bis zum Boden des Klärraumes reichenden Rohres von 20 cm lichtem Durchmesser nach einem Schlammgefäß und von dort mittels Zentrifugalpumpe nach den Klärschlammaufbereitungsgefäßen übergedrückt. go

Verbraucht wurden auf 300 cbm Abwasser in S Stunden Klärzeit 7,75 cbm 4 °/₀₀ wasserfreies Aluminiumsulfat enthaltende Klärmittellösung und gewonnen wurden dabei 8,5 cbm Klärschlamm mit 98,5 °/₀ Wassergehalt, die nach dem Absitzen, Ansäuern und Abfiltrieren der ausgeschiedenen unlöslichen Rückstände 8cbm Klärmittellösung mit 3,8 °/₀₀ wasserfreiem Aluminiumsulfat ergaben. Es war somit ein Verlust von 600 g wasserfreiem Klärmittel auf 300 cbm Abwasser eingetreten.

Das abfließende Klärgut war frei von sämtlichen Verunreinigungen einschließlich der Farbstoffe und des im Abwasser in reichliehen Mengen vo.rhanden gewesenen Schwefelwasserstoffes. Die Sporenzahl war von etwa 3 Millionen per 1 ecm auf ungefähr 10 bis 15 000 per 1 ecm zurückgegangen. Das Klärgut faulte nicht nach. χι₀

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Reinigung von Abwasser oder Oberflächenwasser mittels gelöster Fällmittel, wie schwefelsaure Tonerde, unter Verwertung der reinigenden Wirkung, die durch den Zerfall einer durch das Fällmittel erzeugten, die ganze Flüssigkeitsmenge erfüllenden Gallertmasse in grobe Flocken eintritt, dadurch gekennzeichnet, daß man das Fällmittel in

   stark verdünnter Lösung anwendet, die nur etwa 3 bis 5 °/o_O wasserfreies Tonerdesulfat enthält und daß man die Lösung dem zu reinigenden Wasser während des Fließens ohne Erzeugung von Wirbeln zusetzt, worauf die Fließbewegung verlangsamt wird, und daß man die weitere Mischung des Fällmittels mit dem Wasser ohne Anwendung von Hilfsmitteln sich von selbst vollziehen läßt, und daß man den Klärschlamm schon nach wenigen Stunden aus dem Absitzraum entfernt.
   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fällmittel im Kreislauf benutzt wird, indem der Klärschlamm jeweils in an sich bekannter Weise mit Schwefelsäure aufgeschlossen, indessen lediglich die aus der Aufschlußmasse durch Sedimentation unmittelbar in der gewünschten Verdünnung anfallende Lösung und die aus dem Sedimentationsrückstand durch Filtrieren mittels grobmaschiger Filtertücher und bei Anwendung geringen Filterdrucks gewinnbare Lösung zur weiteren Fällung angewendet wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen