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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Behandlung von Wasser/Abwasser
und insbesondere ein neues und verbessertes Verfahren und eine neue und
verbesserte Vorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen/Verschmutzungen
aus Wasser/Abwasser, indem das zurückgehaltene Material aus jeder
der Stufen eines zweistufigen, kontinuierlich betriebenen Filtrationssystems
mit einem körnigen
Mittel getrennt behandelt wird.
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2. Allgemeiner
Stand der Technik
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Bei
Behandlungssystemen für
städtisches Wasser
und vielem Industriewasser muß das
Wasser/Abwasser gereinigt werden. Ein solches System kann z. B.
ein Trinkwassersystem sein, bei dem das Trinkwasser aus Oberflächenwasser
erzeugt wird, und ein anderes System kann die Behandlung von städtischem
Abwasser sein, bei der das Abwasser behandelt werden muß, so daß es abgegeben
oder in der Industrie oder für
Bewässerungs-
und ähnliche Zwecke
wiederverwendet werden kann. Damit dieses behandelte Wasser vorteilhaft
ist, müssen
Krankheitskeime, Protozoen, Phosphor und andere Verschmutzungen
aus dem Wasser/Abwasser entfernt werden. Außerdem müssen Organismen, wie Cryptosporidium
und Giardia, und deren Oozysten und/oder Zysten aus dem Wasser/Abwasser
entfernt werden.
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Bei
einem solchen Reinigungsverfahren kann das Wasser/Abwasser der Fällung und/oder Flockung
unterzogen werden. In diesem Zusammenhang kann die herkömmliche
chemische Reinigung einen oder mehrere Flockungsbehälter einschließen, in
denen das Wasser/Abwasser mit Rührern
oder Rührwerken
gerührt
wird. Danach strömt
das Wasser/Abwasser durch ein oder mehrere Sedimentationsbecken,
nachdem geeignete Chemikalien zugesetzt worden sind. Einer der Nachteile
herkömmlicher
chemischer Reinigungsverfahren besteht in der großen Fläche, die
für die
Flockungsbehälter
und Sedimentationsbecken erforderlich ist. Ein weiterer Nachteil
herkömmlicher
chemischer Reinigungsverfahren besteht in der langen Zeit, die das
Wasser sowohl im Flockungsbehälter
als auch im Sedimentationsbecken bleiben muß.
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Die
alleinige Verwendung von Flockungsbehältern und Sedimentationsbecken
bei einem chemischen Reinigungsverfahren führt nicht typischerweise zu
einer für
viele Anwendungszwecke ausreichenden hohen Reinheit des Wassers.
Obwohl die Membranfiltration mit einer geeignet dichten Membran
angewendet werden kann, um einen höheren Reinigungswert zu erzielen,
sind solche Membranfilter teuer und weisen andere Nachteile auf.
Andererseits kann am Ende des Reinigungsschrittes ein körniges Filtermittel,
z. B. ein Sandfilter, hinzugefügt
werden, um die Reinheit des behandelten Wassers zu verbessern. Der
Sand in solchen Sandfiltern muß gereinigt werden.
In einigen derartigen Filtern wird der Sand gereinigt, indem er
in häufigen
Abständen
rückgewaschen
wird. Um das Abschalten des Reinigungsschrittes zu vermeiden, müssen mindestens
2 Sandfilter bereitgestellt werden, von denen einer in Gebrauch
ist, während
der andere rückgewaschen
wird.
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Die
Verwendung von zwei verschiedenen, getrennt betriebenen Sandfiltern
kann vermieden werden, wenn ein kontinuierlich betriebener Sandfilter
des Typs verwendet wird, der in US-Patenten Nr. 4,126,546 und 4,197,201
offenbart ist. In einem solchen Sandfilter wird das Filterbett kontinuierlich
gereinigt, wenn der Filter in Betrieb ist. Dabei wird dem Filterbett
der schmutzigste Sand entnommen, gewaschen und zum sauberen Teil
des Sandbettes zurückgeleitet.
Auf diese Weise muß der
Filter für
die Rückwäsche nicht
außer
Betrieb genommen werden. Ein ähnlicher
Typ eines kontinuierlich arbeitenden Sandfilters ist ebenfalls in
US-Patent Nr. 4,246,102 offenbart. Wie in diesem Patent offenbart,
wird die Flüssigkeit
mit Chemikalien behandelt, bevor sie im Sandfilter behandelt wird.
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In
den Sandfiltern dieser Patente wird die Flüssigkeit in den unteren Teil
des Filterbettes eingeführt.
Die Filtration erfolgt nach oben durch das Sandbett, das sich nach
unten bewegt. In diesem Fall wird der Sandfilter mit zugesetzten
Chemikalien betrieben, wie es in US-Patent Nr. 4,246,102 offenbart
ist, dann kommt es bei diesem Filtrationsverfahren zur Fällung/Koagulation
und/oder Flockung. Der größte Teil
der suspendierten Feststoffe in der Beschickung wird in der Nähe des Beschickungsniveaus
abgetrennt, was dazu führt,
daß sich
der schmutzigste Sand im unteren Teil des Filters befindet. Das
Sandbett wird durch einen Druckluftheber in einer langsamen Abwärtsbewegung
gehalten, die den schmutzigsten Sand von der Stelle nahe dem Boden
des Filterbehälters
entfernt. Im Druckluftheber wird der Sand durch die Wirkung der
Luftblasen in der Pumpe einer gründlichen
mechanischen Bewegung ausgesetzt, so daß der Schmutz von den Sandkörnern getrennt
wird. Der abgetrennte Schmutz wird in einem Sandwäscher nahe
der Oberseite des Drucklufthebers vom Sand gespült, wobei sich der Sandwäscher konzentrisch
um den oberen Teil des Drucklufthebers befindet. Der saubere Sand
wird zur Oberseite des Filterbettes zurückgeführt. Das zurückgehaltene Wasser
wird kontinuierlich aus dem Sandwäscher entfernt und aus dem
Sandfilter abgegeben, wohingegen das Filtrat als Überlauf
aus dem Sandfilter austritt.
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Wie
in US-Patent Nr. 4,246,102 angegeben, ermöglicht es die Verwendung eines
solchen kontinuierlich arbeitenden Sandfilters mit einer chemischen Behandlung,
das Volumen der im Reinigungsschritt zurückgehaltenen Flüssigkeit
auf etwa ein Zehntel des für
herkömmliche
Verfahren erforderlichen zu verringern. Dadurch wird die für diesen
Schritt erforderliche Fläche
geringer, und die Rate bzw. Geschwindigkeit, mit der die Flüssigkeit
durch den Reinigungsschritt strömt,
nimmt zu. Außerdem
kann im Vergleich mit der Reinheit, die mit herkömmlichen Verfahren unter Verwendung
von Flockungsbehältern
und Sedimentationsbecken erzielt wird, eine beträchtlich höhere Reinheit erreicht werden.
Vorteilhafterweise wird das partikelförmige Filtermaterial kontinuierlich
gewaschen und zum Filterbett zurückgeführt, so
daß das
Filtermaterial eine Flüssigkeit
aufnehmen kann, die ziemlich schmutzig ist und/oder beträchtliche
Niederschläge
enthält,
ohne daß der Betrieb
des Filterbettes für
die Rückwäsche unterbrochen
werden muß.
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Um
den Reinheitswert des mit solchen Sandfiltern behandelten Wassers
zu verbessern, können zwei
kontinuierlich arbeitende Sandfilter in Reihe betrieben werden,
wobei das den ersten Sandfilter verlassende Filtrat in die Beschickung/den
Eingang zum zweiten Sandfilter eingeführt wird. Solche seriellen Sandfilter
arbeiten in Europa erfolgreich (z. B. in Holmsland, Dänemark und
Lairg, Schottland). Durch die Menge des von diesen Filtern zurückgehaltenen Materials
und die Verunreinigungsmenge in diesem zurückgehaltenen Material wird
jedoch die Entsorgung des zurückgehaltenen
Materials schwierig und teuer.
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Ein
anderes Beispiel, bei dem Sandfilter des in US-Patenten Nr. 4,126,546,
4,197,201 und 4,246,102 offenbarten Typs verwendet werden, ist das
Abwasserbehandlungssystem, das in US-Patent Nr. 5,843,308 offenbart
ist. Dieses System weist zwei kontinuierlich betriebene Sandfilter
des in US-Patenten Nr. 4,126,546 und 4,197,201 offenbarten Typs
mit einer direkten Filtration des in US-Patent Nr. 4,246,102 offenbarten
Typs auf. Gemäß US-Patent Nr.
5,843,308 werden die Sandfilter in Reihe betrieben, um Phosphor,
Krankheitskeime und Protozoen (z. B. Cryptosporidium und Giardia)
zu beseitigen oder wesentlich zu vermindern. Im Gegensatz zu den vorstehend
genannten europäischen
Systemen, die diese Sandfilter in Reihe verwenden, wird das zurückgehaltene
Wasser aus dem zweiten Sandfilter zum Zulauf zum ersten Sandfilter
zurückgeleitet,
und nur das zurückgehaltene
Wasser vom ersten Sandfilter wird dem Abfall zugeführt. US-Patent
Nr. 5,843,308 behauptet, daß es
die Rezirkulation des zurückgehaltenen
Materials aus dem zweiten Sandfilter zurück in den ersten Sandfilter
ist, die das Problem der Abtrennung der vorstehend genannten Verschmutzungen
löst, wenn
das bekannte Verfahren des Betriebs von zwei kontinuierlich arbeitenden Sandfiltern
in Reihe angewendet wird. Ein System des in US-Patent Nr. 5,843,308
offenbarten Typs bietet jedoch tatsächlich keine Lösung für den Betrieb von
Sandfiltern in Reihe sondern erzeugt statt dessen ein neues und
möglicherweise
ernsthafteres Problem. In irgendeinem derartigen Sandfilter werden die
Verschmutzungen aus dem behandelten Wasser im zurückgehaltenen
Material konzentriert (möglicherweise
in einer Größenordnung
vom 20-fachen), das in den Abfall abgegeben wird. Dadurch weist
das zurückgehaltene
Material aus jedem Sandfilter eine große Verschmutzungsmenge auf,
und tatsächlich liegen
die Verschmutzungen im zurückgehaltenen Material
mit einem beträchtlichen
Konzentrationswert vor. Angesichts der Tatsache, daß sich Flockenfragmente
ohne erneute Fällung
und/oder Flockung schwer vom zurückgehaltenen
Material abtrennen lassen, führt
die interne Rezirkulation des zurückgehaltenen Materials vom
zweiten Sandfilter, das diese Verschmutzungen enthält, zum
Eingang des ersten Sandfilters dazu, daß die konzentrierten Verschmutzungen
zum ersten Sandfilter zurückgeführt werden. Das
verstärkt
eher die Chancen, daß Verschmutzungen
im behandelten Wasser vorliegen, wenn es den zweiten Sandfilter
verläßt, statt
daß es
sie vermindert. Außerdem
gibt US-Patent Nr. 5,843,308 an, daß das zurückgehaltene Material vom zweiten
Sandfilter an einer Stelle in den ersten Sandfilter rezirkuliert wird,
die sich stromabwärts
der Stelle befindet, an der dem Wasser/Abwasser, das in diesem System
behan delt wird, Flockungsmittel zugesetzt werden. Deshalb wird das
rezirkulierte zurückgehaltene
Material von diesem Sandfilter nicht einer erneuten Koagulation
und/oder Flockung unterzogen, mit der sonst die Möglichkeiten
zunehmen würden,
daß Verschmutzungen
im ersten Sandfilter abgetrennt werden. US-Patent Nr. 5,843,308
zeigt auch, daß das bevorzugte
Koagulationsmittel Polyaluminiumsilicatsulfat (PASS) ist. Dieser
Typ eines Koagulationsmittels reagiert jedoch so schnell, daß die Flockung
im wesentlichen sofort erfolgt. Somit ist irgendeine Koagulation/Flockung,
die im Wasser/Abwasser erfolgt, das dem ersten Sandfilter zugeführt wird,
vor der Einführung
des zurückgehaltenen
Materials aus dem zweiten Sandfilter beendet, das in den ersten
Sandfilter rezirkuliert oder erneut in diesen eingeführt wird.
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Im
allgemeinen erhöht
ein System, wie das in US-Patent Nr. 5,843,308 offenbarte, bei dem
Verschmutzungen durch eine zweistufige Trenneinrichtung abgetrennt
werden und die Verschmutzungen, die in der zweiten Stufe abgetrennt
werden, zur ersten Stufe zurückgeführt werden,
bei den tatsächlichen
Betriebsbedingungen die Gefahr des Aufbaus und Durchschlags von
Verschmutzungen. Tatsächlich
ist die Zuverlässigkeit
des in US-Patent Nr. 5,843,308 vorgeschlagenen Systems derart, daß es erforderlich
sein kann, das in diesem Patent vorgeschlagene mit einem Sicherheitssystem
zu ergänzen,
das aus zwei weiteren Filterschritten in Reihe besteht, um sicher
zu gehen, daß die
Abtrennung zuverlässig
ist.
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Kurze Beschreibung
der Erfindung
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Die
Erfindung gibt ein Verfahren zur Behandlung einer Flüssigkeit,
wie Wasser oder Abwasser, an, die Verunreinigungen aufweist, wobei
das Verfahren wie in Anspruch 1 der zugehörigen Ansprüche definiert ist. Die Erfindung
stellt außerdem
eine Vorrichtung zum Behandeln einer Flüssigkeit, wie Wasser oder Abwasser,
bereit, die Verunreinigungen aufweist, wobei die Vorrichtung wie
in Anspruch 21 der zu gehörigen
Ansprüche
definiert ist.
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Ausführungsformen
der Erfindung können ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln von Wasser/Abwasser
liefern, um Verschmutzungen, wie Krankheitskeime, Protozoen, Phosphor
und Humus, aus dem Wasser/Abwasser, das behandelt wird, zu entfernen
und danach diese Verschmutzungen getrennt zu behandeln.
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Ausführungsformen
der Erfindung liefern ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln
von Wasser/Abwasser, bei dem die Verunreinigungen/Verschmutzungen
in einem Paar Filter mit einem körnigen
Mittel, wie Sandfilter, vom Wasser/Abwasser abgetrennt werden, die
kontinuierlich in Reihe betrieben werden, und das zurückgehaltene
Material aus jedem dieser beiden kontinuierlich betriebenen Filter
mit einem körnigen
Mittel getrennt, z. B. durch Schwerkrafttrennung oder Membranfiltration
oder Filtration oder irgendeine Kombination davon, behandelt wird,
um behandeltes Wasser mit der gewünschten Qualität und ein
Verunreinigungen enthaltendes Konzentrat zu erzeugen, das ein für die Praxis
ausreichend geringes Volumen aufweist, um schädliche Substanzen, die aus
dem Wasser/Abwasser entfernt worden sind, zu zerstören oder
unschädlich
zu machen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann ein Behandlungssystem zum Behandeln von Wasser/Abwasser
folglich zwei kontinuierlich betriebene Filter mit einem körnigen Mittel,
z. B. Sandfilter, aufweisen, die zusammen in Reihe betrieben werden. Der
erste und der zweite Filter mit einem körnigen Mittel können unterschiedliche
Arten oder Größen von
Filtermitteln aufweisen. Außerdem
können
Chemikalien zum Koagulieren/Ausflocken zugesetzt werden, und die
zu behandelnde Flüssigkeit
kann einer Desinfektionsbehandlung und/oder einer mechanischen,
biologischen und/oder chemischen Behandlung unterzogen werden. Das
zu behandelnde Wasser/Abwasser kann als Zulauf in den ersten dieser Filter
mit einem körnigen
Mittel eingeführt
werden. Das Wasser/Abwasser kann in diesem ersten Filter mit einem
körnigen
Mittel behandelt werden, so daß behandeltes,
bearbeitetes Wasser/Abwasser oder ein behandelter, bearbeiteter
Abfluß erzeugt
wird, und die Verunreinigungen, die im ersten Filter mit einem körnigen Mittel
vom Sandbett abgetrennt wurden, können als erstes zurückgehaltenes
Material aus dem ersten Filter mit einem körnigen Mittel abgegeben werden.
Der Abfluß aus
dem ersten Filter mit einem körnigen
Mittel kann im zweiten kontinuierlich betriebenen Filter mit einem
körnigen
Mittel weiter filtriert werden, so daß der Abfluß aus dem zweiten Filter mit
einem körnigen
Mittel geklärtes
Wasser ist, und die Verunreinigungen, die vom Sandbett im zweiten
Filter mit einem körnigen
Mittel abgetrennt wurden, werden als zweites zurückgehaltenes Material aus dem
zweiten Filter mit einem körnigen
Mittel abgegeben.
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Um
Verschmutzungen im ersten und zweiten zurückgehaltenen Material zu reduzieren,
kann das erste und zweite zurückgehaltene
Wasser, das aus dem ersten bzw. zweiten kontinuierlich betriebenen Filter
mit einem körnigen
Mittel abgegeben wurde, in eine getrennte Behandlungsvorrichtung
eingeführt werden.
In dieser Behandlungsvorrichtung können die Verschmutzungen, die
vom Wasser/Abwasser abgetrennt wurden, das im ersten und im zweiten
seriellen Filter mit einem körnigen
Mittel behandelt wird, einer erneuten Behandlung und/oder getrennten
Behandlung unterzogen werden, die schließlich als deren Produkte gereinigtes
Wasser, das Qualitätsstandards
erfüllt,
und Schlamm erzeugt, der entwässert und/oder
durch geeignete hygienische Maßnahmen (z.
B. Sterilisation) behandelt werden kann. Die getrennte Behandlung
des ersten und zweiten zurückgehaltenen
Wassers kann aus einer Schwerkrafttrennung, Membranfiltration, zweistufigen
oder mehrstufigen Filtratration oder Filtration oder irgendeiner Kombination
davon bestehen. In diesem Zusammenhang kann der Schlamm, der aus
dem ersten und zweiten zurückgehaltenen
Wasser erzeugt wird und schädliche
Substanzen enthält,
behandelt werden, um diese schädliche
Substanzen in unschädliche Substanzen
und/oder Schlamm zu überführen, der entwässert und
durch geeignete hygienische Maßnahmen
(z. B. Sterilisation) behandelt werden kann.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Wie
die Erfindung durchgeführt
werden kann, wird nachstehend nur als Beispiel unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, welche zeigen:
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1 eine Perspektivansicht
eines herkömmlichen
kontinuierlich betriebenen Sandfilters zum Behandeln von Wasser/Abwasser,
wobei ein Teil des Außengehäuses weggeschnitten
ist, so daß der Betrieb
des Sandfilters erkennbar ist;
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2 teilweise eine Perspektivansicht
und teilweise eine schematische Darstellung eines Behandlungssystems
für Wasser/Abwasser,
das die vorliegende Erfindung verkörpert, das zwei Sandfilter des
in 1 offenbarten Typs,
die in Reihe betrieben werden, und eine getrennte Behandlungsvorrichtung zur
Behandlung des zurückgehaltenen
Materials aus beiden Sandfiltern aufweist;
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3 eine schematische Darstellung
des Behandlungssystems für
Wasser/Abwasser von 2;
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4 eine schematische Darstellung
des Behandlungssystems für
Wasser/Abwasser von 2,
das mit einer zusätzlichen
Vorrichtung zur vorläufigen
mechanischen Behandlung ausgestattet ist;
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5 eine schematische Darstellung
des Behandlungssystems für
Wasser/Abwasser von 2,
das mit einer zusätzlichen
Vorrichtung zur vorläufigen
mechanischen und biologischen Be handlung ausgestattet ist;
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6 eine schematische Darstellung
des Behandlungssystems für
Wasser/Abwasser von 2,
das mit einer zusätzlichen
Vorrichtung zur vorläufigen
mechanischen, biologischen und chemischen Behandlung ausgestattet
ist;
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7 eine schematische Darstellung
des Behandlungssystems für
Wasser/Abwasser von 2,
die mit einer getrennten dualen Behandlungsvorrichtung ausgestattet
ist;
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8 eine schematische Darstellung
des Behandlungssystems für
Wasser/Abwasser von 2,
wobei die behandelte Flüssigkeit
zum Eingang des Behandlungssystems für Wasser/Abwasser zurückgeleitet
wird, nachdem sie getrennt behandelt worden ist;
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9 eine schematische Darstellung
des Behandlungssystems für
Wasser/Abwasser von 4,
wobei die behandelte Flüssigkeit
stromaufwärts
der mechanischen Behandlung zurückgeführt wird,
nachdem sie getrennt behandelt worden ist;
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10 eine schematische Darstellung
des Behandlungssystems für
Wasser/Abwasser von 5,
wobei die behandelte Flüssigkeit,
nachdem sie getrennt behandelt worden ist, entweder stromaufwärts der
mechanischen oder der biologischen Behandlung zurückgeführt wird;
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11 eine schematische Darstellung
des Behandlungssystems für
Wasser/Abwasser von 6,
wobei die behandelte Flüssigkeit,
nachdem sie getrennt behandelt worden ist, entweder stromaufwärts der
mechanischen Behandlung, der biologischen Behandlung oder der chemischen
Behandlung zurückge führt wird;
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12 eine schematische Darstellung
des Behandlungssystems für
Wasser/Abwasser von 2,
das mit einer zusätzlichen
Schlammbehandlungsvorrichtung ausgestattet ist;
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13 eine schematische Darstellung
des Behandlungssystems für
Wasser/Abwasser von 7,
das mit einer zusätzlichen
Schlammbehandlungsvorrichtung ausgestattet ist;
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14 eine schematische Darstellung
des Behandlungssystems für
Wasser/Abwasser von 12,
wobei das zurückgehaltene
Material von der zusätzlichen
Schlammbehandlungsvorrichtung zum Eingang des Behandlungssystems
für Wasser/Abwasser
zurückgeführt wird;
und
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15 eine schematische Darstellung
des Behandlungssystems für
Wasser/Abwasser von 13,
wobei das zurückgehaltene
Material von der zusätzlichen
Schlammbehandlungsvorrichtung zum Eingang des Behandlungssystems
für Wasser/Abwasser
zurückgeführt wird.
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Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Siehe
nunmehr insbesondere 1 der Zeichnungen;
es wird ein herkömmlicher
kontinuierlich betriebener Sandfilter 30 offenbart, der
bei der Behandlung von Wasser/Abwasser verwendet wird. Ein solcher
Sandfilter 30 ist von dem allgemeinen Typ, der in US-Patenten
Nr. 4,126,546 und 4,197,201 und 4,246,102 offenbart ist. Wie es
hier nachstehend erläutert
ist, werden zwei derartige Sandfilter 30 in Reihe zusammen
mit einer getrennten Behandlungsvorrichtung betrieben, wie es z.
B. in 2 der Zeichnungen
im Zusammenhang mit dem Behandlungssystem für Wasser/Abwasser dargestellt
ist, das in dieser Figur offenbart ist, das allgemein die Bezugsziffer 100 trägt und die
vorliegende Erfindung verkörpert.
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Der
Sandfilter 30 weist ein Außengehäuse oder einen Behälter 32 mit
einer im allgemeinen zylindrisch geformten Außenwand 34 auf, die
sich vom oberen Ende 36 zu einem trichterförmigen unteren Abschnitt 38 erstreckt.
Der Behälter 32 wird
von einem Gestellaufbau 40 gehalten, so daß der Behälter 32 in
einer senkrechten Orientierung angeordnet werden kann, wie es in 1 der Zeichnungen gezeigt
ist, wobei der Gestellaufbau 40 von der Außenwand 34 und
um den trichterförmigen
unteren Abschnitt 38 nach unten verläuft. Der Sandfilter 30 weist eine
Einlaßöffnung 42 und
Auslaßöffnungen 44 und 46 auf.
Wie mit dem Pfeil 48 gezeigt, wird unbehandeltes Wasser/Abwasser
durch die Einlaßöffnung 42 in
den Behälter 32 des
Sandfilters 30 eingeführt,
wie es mit dem Pfeil 50 angegeben ist, wird behandeltes Wasser/Abwasser
aus der Auslaßöffnung 44 abgegeben
und wie mit dem Pfeil 52 gezeigt, wird das zurückgehaltene
Material aus dem Sandfilter 30 aus der Auslaßöffnung 46 abgegeben.
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Das
zu behandelnde Wasser/Abwasser (Zulauf) wird durch die Einlaßöffnung 42 eingeführt und strömt in Richtung
des Pfeils 48 in die Einlaßöffnung 42. Der Zulauf
fließt
aus der Einlaßöffnung 42 durch eine
Einlaß-
oder Beschickungsleitung 54, die einen diagonal orientierten
Leitungsabschnitt 56 und einen senkrecht orientierten Leitungsabschnitt 58 einschließt, der
sich konzentrisch um ein mittleres senkrechtes Steigrohr 60 erstreckt.
Der Zulauf strömt durch
die Beschickungsleitung 54 zu Verteilerhauben bzw. -aufsätzen 62 (in
dem in 1 gezeigten Sandfilter 30 sind
nur sechs Verteilerhauben 62 gezeigt, der Sandfilter 30 weist
jedoch typischerweise acht derartige Verteilerhauben 62 auf,
die gleichmäßig um das
Steigrohr 60 verteilt sind), die sich radial vom Steigrohr 60 in
die Nähe
eines unteren Abschnitts 64 der Wand 34 und direkt über oder
durch einen oberen Teil der trichterförmigen Haube 66 erstrecken.
Der Zulauf wird von den unteren Abschnitten der Verteilerhauben 62 in
den Behälter 32 abgegeben,
wie es mit den Pfeilen 68 gezeigt ist. Das Sandbett 70 weist ein
Filtermittel auf, das den Behälter 32 von
der Unterseite des trichterförmigen
Abschnittes 38 bis ungefähr in eine Höhe füllt, die
allgemein mit der Bezugsziffer 72 angegeben ist. Die Abgabe
des Zulaufs unterhalb der Verteilerhauben 62 verhindert,
daß das Filtermittel
in direkten Kontakt mit den Auslässen
in den Verteilerhauben 62 kommt. Durch diese Anordnung
wird die Gefahr des Verstopfens der Auslässe in den Verteilerhauben 62 durch
das Filtermittel in der Nähe
der Auslässe
geringer. Wie außerdem
mit den Pfeilen 68 gezeigt, steigt der Zulauf im Behälter 32 nach
oben, so daß er
durch das Sandbett 70 strömt.
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Der
aus den Verteilerhauben 62 abgegebene Zulauf steigt durch
das Sandbett 70, und die Filtration des Zulaufs erfolgt,
wenn sich das Filtermittel im Behälter 32 langsam nach
unten bewegt, wie es mit den Pfeilen 74 gezeigt ist. Die
Anordnung der Verteilerhauben 62 im unteren Teil des Filterbettes 70 hat
den Vorteil, daß der
größte Teil
der suspendierten Feststoffe im Zulauf nahe der Höhe abgetrennt
wird, in der sich die Verteilerhauben 62 befinden. Dadurch geht
der schmutzigste Teil des Filtermittels weiter nach unten und wird
nicht mehr beim Filtrationsverfahren verwendet, bis er gereinigt
worden ist.
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Die
langsame Abwärtsbewegung
des Filtermittels im Sandbett 70 wird von einem Druckluftheber 76 verursacht,
der im Steigrohr 60 verläuft. Durch eine Luftbeschickungsleitung
(nicht gezeigt), die sich durch das Steigrohr 60 nach unten
erstreckt, wird einer Druckluftkammer des Drucklufthebers 76 bei 76A in
der Nähe
der Unterseite des Steigrohrs 60 Druckluft zugeführt. Die
Luft wird bei 76A aus der Luftkammer in den Druckluftheber 76 eingeführt. Der
Druckluftheber 76 enthält
während
seines Betriebs ein Gemisch aus Flüssigkeit, Luft und körnigem Filtermittel. Das
Gemisch aus Flüssigkeit,
Luft und körnigem
Filtermittel hat eine geringere Dichte als die umgebende Flüssig keit,
was dazu führt,
daß das
Gemisch im Druckluftheber 76 ansteigt. Wenn dieses Gemisch
im Druckluftheber 76 ansteigt, strömen das Filtermittel und die
Flüssigkeit
in der Nähe
der Unterseite des Bettes 70 im trichterförmigen unteren
Abschnitt 38 des Behälters 32,
wie es mit den Pfeilen 78 angegeben ist, durch einen Einlaß 80 des
Drucklufthebers 76, der sich aus den unteren Teil des Steigrohr 60 erstreckt.
Wenn der Einlaß 80 in
der Nähe
der Unterseite des Behälters 32 ist,
strömt
der schmutzigste Teil des Filtermittels in den Druckluftheber 76 und
in diesem nach oben.
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Wenn
das schmutzige Filtermittel (Sand) im Druckluftheber 76 nach
oben strömt,
wird der Sand durch die Wirkung der Luftblasen im Inneren des Drucklufthebers 76 einer
gründlichen
mechanischen Bewegung ausgesetzt, und der Schmutz wird von den Sandkörnern abgetrennt.
Die mechanische Bewegung und die Turbulenz, die durch die Wirkung
der Luftblasen im Druckluftheber 76 hervorgerufen werden,
sind so intensiv, daß ein
Teil der Mikroorganismen durch diese Wirkung abgetötet wird.
Um die Sandpartikel weiter zu reinigen, wird der Sand in einem Wäscher 82 gewaschen,
der sich in der Nähe des
oberen Endes des Steigrohrs 60 befindet und konzentrisch
um den Druckluftheber 76 angeordnet ist. Der gereinigte
Sand aus dem Wäscher 82 wird zur
Oberseite des Sandbettes 70 zurückgeleitet, wohingegen das
vom Wäscher 82 zurückgehaltene
Material durch die Abgabeleitung 84 aus dem Wäscher 82 strömt, so daß es durch
die Auslaßöffnung 46 abgegeben
wird, wie es mit dem Pfeil 52 angegeben ist. Andererseits
fließt
das behandelte Wasser oder Filtrat als Überlauf in der Nähe der Oberseite 36 des
Behälters 32 und
wird durch die Auslaßöffnung 44 als Abfluß abgegeben,
wie es mit dem Pfeil 50 angegeben ist.
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Wie
bereits angegeben, wurden Sandfilter des Sandfiltertyps 30,
der in 1 gezeigt ist,
in den Fällen
in Reihe verwendet, in denen ein höherer Reinigungs/Filtrationsgrad
erwünscht
ist, als er mit einem derartigen Sandfilter 30 erzielt
wird. Ein noch höherer
Reinigungsgrad kann jedoch erhalten werden, wenn die Sandfilter
des Sandfiltertyps 30 in dem Behandlungssystem 100 für Wasser/Abwasser
verwendet werden, das in 2 der
Zeichnungen offenbart ist und die vorliegende Erfindung verkörpert. Diese
Behandlungssystem 100 für
Wasser/Abwasser weist einen Sandfilter 30A und einen zweiten
Sandfilter 30B, die jeweils dem Sandfilter 30,
der in 1 gezeigt ist,
im wesentlichen identisch sind, und eine getrennte Behandlungsvorrichtung 102 auf.
In dem bestimmten Behandlungssystem 100 für Wasser/Abwasser,
das in 2 der Zeichnungen
dargestellt ist, sind zwei Sandfilter 30A und 30B offenbart,
es sollte jedoch selbstverständlich
sein, daß im
Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung anstelle von einem oder
beiden Sandfiltern 30A und 30B irgendein geeigneter
Typ eines Filters mit einem körnigen
Mittel verwendet werden kann. Angesichts der Tatsache, daß die Filter 30A und 30B dem
Sandfilter 30 im wesentlichen identisch sind, werden einige Komponenten
der Sandfilter 30A und 30B, auf die hier besonders
Bezug genommen wird, mit den gleichen Bezugsziffern wie die entsprechenden
Komponenten im Sandfilter 30 bezeichnet, außer daß diese
Bezugsziffern mit den Buchstaben "A" bzw. "B" ergänzt
sind. Der Verständlichkeit
halber sind in 2 der
Zeichnungen die Bezugsziffern all dieser Komponenten der Sandfilter 30A und 30B nicht
enthalten, sondern statt dessen nur die hier nachstehend besonders
aufgeführten.
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In
diesem Behandlungssystem 100 für Wasser/Abwasser wird das
zu behandelnde Wasser/Abwasser durch eine Einlaßleitung 103 und eine
Einlaßöffnung 42A als
Zulauf in den ersten Sandfilter 30A eingeführt, wie
es mit dem Pfeil 48A angegeben ist. Der Zulauf wird in
diesem ersten Sandfilter 30A in der gleichen Weise behandelt,
wie das Wasser/Abwasser im Sandfilter 30 behandelt wird.
Als Folge werden im ersten Sandfilter 30A ein erstes behandeltes,
bearbeitetes Wasser/Abwasser oder ein erster behandelter/bearbeiteter
Abfluß und
ein erstes zurückgehaltenes
Material, das Verunreinigungen enthält, die vom Sandbett 70A abgetrennt
wurden, erzeugt. Dieser erste Abfluß wird durch eine Auslaßöffnung 44A in
die Verbindungsleitung 104 abgegeben, wie es mit dem Pfeil 50A gezeigt
ist. Die Verbindungsleitung 104 verbindet die Auslaßöffnung 44A mit
einer Einlaßöffnung 42B des
zweiten Sandfilters 30B. Dadurch strömt der erste Abfluß, der aus
dem Sandfilter 30A abgegeben wird, als zweiter Zulauf für den zweiten
Sandfilter 30B durch die Verbindungsleitung 104 und
in die Einlaßöffnung 42B,
wie es mit dem Pfeil 48B gezeigt ist. Andererseits wird
das erste zurückgehaltene
Material aus dem ersten Sandfilter 30A aus der Auslaßöffnung 46A in
die Leitung 106 für
zurückgehaltenes
Material abgegeben, wie es mit dem Pfeil 52A gezeigt ist.
Die Leitung 106 für
zurückgehaltenes
Material steht in Fluidverbindung mit der Eingangsleitung 108 der
getrennten Behandlungsvorrichtung 102, so daß das erste
zurückgehaltene Material
vom Sandfilter 30A zu dieser getrennten Behandlungsvorrichtung 102 strömt.
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Der
zweite Zulauf, der in die Einlaßöffnung 42B des
zweiten Sandfilters 30B strömt, wird in diesem zweiten
Sandfilter 30B in der gleichen Weise behandelt, wie das
Wasser/Abwasser im Sandfilter 30 behandelt wird. Dadurch
werden ein zweites behandeltes/bearbeitetes Wasser/Abwasser oder
ein zweiter behandelter, bearbeiteter Abfluß und ein zweites zurückgehaltenes
Material erzeugt, das Verunreinigungen enthält, die vom Sandbett 70B im
zweiten Sandfilter 30B abgetrennt wurden. Dieser zweite
Abfluß wird
durch eine Auslaßöffnung 44B in
die Auslaßleitung 110 abgegeben,
wie es mit dem Pfeil 50B angegeben ist, so daß die durch
die Auslaßleitung 110 abgegebene
gereinigte Flüssigkeit
als Trinkwasser verwendet werden kann, wenn der erste Zulauf von
Oberflächenwasser
stammt, oder in der Industrie oder bei der Bewässerung oder ähnlichen
Zwecken verwendet werden kann, wenn der erste Zulauf von einer Einrichtung
zur Behandlung von städtischem Abwasser
stammt. Andererseits wird das zweite zurückgehaltene Material vom zweiten
Sandfilter 30B aus einer Auslaßöffnung 46B in eine
Leitung 112 für zurückgehaltenes
Material abge geben, wie es mit dem Pfeil 52B angegeben
ist. Die Leitung 112 für
zurückgehaltenes
Material steht in Fluidverbindung mit der Eingangsleitung 108 der
getrennten Behandlungsvorrichtung 102, so daß das zweite
zurückgehaltene
Material aus dem Sandfilter 30B zusammen mit dem ersten
zurückgehaltenen
Material aus dem Sandfilter 30A ebenfalls zur getrennten
Behandlungsvorrichtung 102 strömt.
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Die
Sandfilter 30A und 30B sind in 2 als freistehende Einheiten offenbart,
die auf einem Gestellaufbau 40A bzw. 40B gehalten
werden. In einer anderen Ausführungsform
können
die Sandfilter 30A und 30B Mehrfachmodule im Inneren
eines Filters, wie eines Betonbehälters, sein, in dem mehrere
Filtermodule angeordnet sind. Außerdem sind die Sandfilter 30A und 30B in 2 mit zwei unterschiedlichen
Höhen dargestellt,
wobei der zweite Sandfilter 30B etwas verschieden ist,
weniger hoch ist, so daß der
Abfluß aus
dem ersten Sandfilter 30A, wenn er die Auslaßöffnung 44A verläßt, in der
Leitung 104 zur Einlaßöffnung 42B strömt. Durch
diesen Höhenunterschied
zwischen der Auslaßöffnung 44A und
der Einlaßöffnung 42B ist
es nicht notwendig, den Abfluß in
der Leitung 104 zwischen der Öffnung 44A und der Öffnung 42B und
durch den Sandfilter 30B zu pumpen. Andererseits können die
Sandfilter 30A und 30B die gleiche Größe haben,
der Sandfilter 30A wird jedoch an einer höheren Stelle
als der Sandfilter 30B angeordnet.
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Die
Sandbetten 70A bzw. 70B des ersten und des zweiten
Sandfilters 30A und 30B können eine unterschiedliche
Tiefe haben und unterschiedliche Arten oder Größen von Filtermitteln aufweisen. Tatsächlich kann
das Filtermittel für
die beiden Sandfilter 30A und 30B unabhängig ausgewählt werden. Das
Filtermittel in den Sandbetten 70A und 70B kann z.
B. Quarzsand sein. Jedes der Sandbetten 70A und 70B kann
Sand mit der gleichen oder einer anderen Partikelgröße einschließen (das
Filtermittel im ersten Sandfilter 30A kann z. B. größere Partikel
als das Filtermittel im zweiten Sandfilter 30B haben) und kann die
gleiche oder eine andere Dichte aufweisen (das Filtermittel im ersten
Sandfilter 30A kann z. B. eine geringere Dichte als das
Filtermittel im zweiten Sandfilter 30B haben). Andererseits
kann das Filtermittel im ersten Sandfilter 30A Quarzsand
sein, und das Filtermittel im zweiten Sandfilter 30B kann
Granat sein. Außerdem
und wie hier nachstehend weiter erläutert, kann der erste Zulauf
vor dessen Einführung
in die Einlaßöffnung 42A des
ersten Sandfilters 30A mechanisch behandelt werden, dem
ersten Zulauf können
vor seiner Einführung
in die Einlaßöffnung 42A des
ersten Sandfilters 30A Chemikalien zum Koagulieren/Ausflocken
zugesetzt werden, und/oder der erste Zulauf kann vor seiner Einführung in
die Einlaßöffnung 42A des
Sandfilters 30A biologisch behandelt werden.
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Wie
bereits aufgeführt
werden das erste und das zweite zurückgehaltene Material vom ersten
und zweiten Sandfilter 30A und 30B durch die Eingangsöffnung 108 in
die getrennte Behandlungsvorrichtung 102 eingeführt. Das
erste und das zweite zurückgehaltene
Material werden in der getrennten Behandlungsvorrichtung 102 bearbeitet,
um zu sichern, daß die
Verunreinigungen, die vom Wasser/Abwasser abgetrennt wurden, das
im ersten und zweiten seriellen Sandfilter 30A und 30B behandelt
wird, einer erneuten Behandlung und/oder einer getrennten Behandlung
unterzogen werden, die als deren Produkte schließlich gereinigtes Wasser, das
Qualitätsstandards
erfüllt,
und Schlamm erzeugt, der entwässert und/oder
durch geeignete hygienische Maßnahmen (z.
B. Sterilisierung) behandelt werden kann. Dabei wird das gereinigte
Wasser, das in der getrennten Behandlungsvorrichtung 102 erzeugt
wurde, zu einer Auslaßleitung 114 abgegeben,
wie es mit dem Pfeil 116 gezeigt ist, wohingegen der Schlamm
zu einer Auslaßleitung 118 abgegeben
wird, wie es mit dem Pfeil 120 angegeben ist.
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Die
getrennte Behandlungsvorrichtung 102 für das erste und zweite zurückgehaltene
Wasser kann aus einer Schwerkrafttrennung, Mem branfiltration, zweistufigen
oder mehrstufigen Filtration oder Filtration oder irgendeiner Kombination
davon bestehen. Die ausgewählte
bestimmte Behandlung hängt davon
ab, daß gesichert
ist, daß die
Behandlung behandeltes Wasser erzeugt, das die für die Abgabe oder Verwendung
der Flüssigkeit
gewünschte
Qualität
aufweist. Insbesondere muß die
Behandlung sichern, daß an
der Auslaßleitung 114 eine
Flüssigkeit erzeugt
wird, die die gleichen Qualitätskriterien
wie die behandelte Flüssigkeit
erfüllt,
die als zweiter Abfluß an
der Auslaßleitung 110 des
Sandfilters 30B erzeugt wird. Andererseits und wie hier
nachstehend z. B. im Zusammenhang mit den 9 bis 11 erläutert, kann
die an der Auslaßleitung 114 abgegebene
Flüssigkeit
eine solche Qualität
aufweisen, daß sie
zusammen mit dem in der Einlaßleitung 103 strömenden Zulauf
zur Weiterbehandlung in den ersten Sandfilter 30A zurückgeleitet
werden kann, ohne daß die
Qualität
(Reinheit) des Abflusses aufs Spiel gesetzt wird, der durch die
Auslaßleitung 110 aus
dem zweiten Sandfilter 30B abgegeben wird.
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Die
getrennte Behandlung in der Behandlungsvorrichtung 102 führt auch
zu einem hochkonzentrierten zurückgehaltenen
Material, das an der Auslaßleitung 118 abgegeben
wird. Das zurückgehaltene
Material hat ein ausreichend geringes Volumen, so daß irgendwelche
schädlichen
Substanzen, die ursprünglich
in den beiden, dem ersten und dem zweiten, Sandfilter 30A und 30B abgetrennt
wurden, auf praktische Weise zerstört oder unschädlich gemacht
werden können.
Mit anderen Worten ist das Volumen des zurückgehaltenen Materials, das
aus der Auslaßleitung 118 strömt, aufgrund
der Behandlung des Wassers/Abwassers in den Sandfiltern 30A und 30B deutlich
kleiner als das Volumen des ersten und des zweiten zurückgehaltenen
Materials, das aus den Auslaßöffnungen 46A bzw. 46B strömt.
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Wie
gezeigt, können
das erste und das zweite zurückgehaltene
Material in der Behandlungsvorrichtung 102 einer Schwerkrafttrennung
unterzogen werden. Eine solche Schwerkrafttrennung kann entweder durch
Sedimentation, durch dichtes Absetzen oder durch beschleunigte Schwerkrafttrennung
(z. B. ein Hydrozyklon oder einen Zentrifugenabscheider) erfolgen.
Andererseits kann in der Behandlungsvorrichtung 102 die
Filtration angewendet werden. In einem solchen Fall werden das erste
und das zweite zurückgehaltene
Material durch ein geeignetes Filtermittel, wie ein partikelförmiges Filtermittel
oder ein Filtermittel vom Textiltyp (z. B. eine Filterpatrone) filtriert.
Wenn das erste und das zweite zurückgehaltene Material in der
Behandlungsvorrichtung 102 der Membranfiltration unterzogen
werden, kann die Mikrofiltration, die Nanofiltration, die Ultrafiltration
oder die Umkehrosmose durch ein organisches oder anorganisches Mittel
angewendet werden.
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Nunmehr
wird auf 3 der Zeichnungen Bezug
genommen; darin ist das Behandlungssystem 100 für Wasser/Abwasser
schematisch dargestellt. Das Behandlungssystem 100 für Wasser/Abwasser weist
die Sandfilter 30A und 30B auf, die kontinuierlich
in Reihe betrieben werden. Wie hier gezeigt, strömt ein erster Zulauf in den
ersten Sandfilter 30A, wie es schematisch mit dem Pfeil 130 dargestellt
ist. Der behandelte erste Abfluß,
der vom ersten Sandfilter 30A erzeugt wird, strömt aus dem
Sandfilter 30A als zweiter Zulauf, der in den zweiten Sandfilter 30B strömt, wie
es mit dem Pfeil 132 angegeben ist. Der behandelte zweite
Abfluß,
der vom zweiten Sandfilter 30B erzeugt wurde, strömt aus dem
Sandfilter 30B, wie es mit dem Pfeil 134 angegeben
ist. Andererseits strömt
das erste bzw. das zweite zurückgehaltene Material,
das aus den Sandfiltern 30A und 30B abgegeben
wird, zur getrennten Behandlungsvorrichtung 102, wie es
mit den Pfeilen 136, 138 und 140 angegeben
ist. Nachdem die zurückgehaltenen
Materialien aus den Sandfiltern 30A und 30B in
der Behandlungsvorrichtung 102 behandelt worden sind, strömt das gereinigte
Wasser, das in der getrennten Behandlungsvorrichtung 102 erzeugt
wurde, aus der Behandlungsvorrichtung 102, wie es mit dem
Pfeil 142 angegeben ist, wohingegen der Schlamm aus der
Behandlungsvor richtung 102 abgegeben wird, wie mit es dem
Pfeil 144 angegeben ist.
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4 bis 6 zeigen weitere Verfahren schematisch,
die in Verbindung mit dem Behandlungssystem 100 für Wasser/Abwasser
angewendet werden können.
In Fall von 4 wird der
erste Zulauf einer mechanischen Behandlung unterzogen, bevor der erste
Zulauf in den ersten Sandfilter 30A strömt, wie es mit dem Pfeil 130 angegeben
ist. Wie in dieser 4 gezeigt,
strömt
der erste Zulauf in eine mechanische Behandlungsvorrichtung 146,
wie es mit dem Pfeil 148 gezeigt ist, bevor er in den ersten
Sandfilter 30A eingeführt
wird. Die mechanische Behandlungsvorrichtung 146 kann in
einer anderen Ausführungsform
ein Sandfänger
und/oder irgendeine Art eines Siebs und/oder einer Absetzvorrichtung
sein. Zwischen der mechanischen Behandlungsvorrichtung 146 und
dem ersten Sandfilter 30A kann der erste Zulauf einer biologischen
Behandlung unterzogen werden. Wie in 5 gezeigt,
strömt
der erste Zulauf, nachdem er in der mechanischen Behandlungsvorrichtung 146 mechanisch
behandelt worden ist und bevor er in den Sandfilter 30A eingeführt wird,
in eine biologische Behandlungsvorrichtung 150, wie es mit
dem Pfeil 152 angegeben ist. Außerdem kann der erste Zulauf
chemisch behandelt werden, bevor er in den Sandfilter 30A strömt. In diesem
Zusammenhang zeigt 6 schematisch,
daß eine
chemische Behandlungsvorrichtung 154 den ersten Zulauf
aufnehmen kann, wenn er aus der biologischen Behandlungsvorrichtung 150 herausströmt, wie
es mit dem Pfeil 156 angegeben ist.
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Zusätzlich zur
Behandlung von Wasser/Abwasser durch die Sandfilter 30A und 30B im
Behandlungssystem 100 für
Wasser/Abwasser können
den Flüssigkeiten,
die in die Sandfilter 30A und 30B und die getrennte
Behandlungsvorrichtung 102 und aus diesen heraus strömen, Desinfektionschemikalien zugesetzt
werden. Die Desinfektion kann an irgendeiner der Stellen D1, D2,
D3, D4, D5 oder D6 erfolgen, die in 3 schematisch
gezeigt sind. Die Desinfektion kann an irgendeiner der Stellen D1,
D2, D3, D4, D5 oder D6 einzeln oder in Kombination mit einer Desinfektion
an einer oder mehr als einer anderen Stelle durchgeführt werden
(jede Kombination von Desinfektionsstellen ist möglich). Wenn weitere mechanische,
biologische und/oder chemische Behandlungsvorrichtungen stromaufwärts des
Behandlungssystems 100 für Wasser/Abwasser vorgesehen sind,
kann die Desinfektion z. B. an der Stelle D7 in der schematischen
Darstellung von 4, den
Stellen D8 und D9 in der schematischen Darstellung von 5 und den Stellen D10, D11
und D12 in der schematischen Darstellung von 6 erfolgen. Tatsächlich kann die Desinfektion
an einer oder mehreren angegeben Stellen stattfinden. Die Desinfektion
kann durch irgendeine Desinfektionsart durchgeführt werden, es können jedoch
Desinfektionsmittel, wie Chlor oder irgendeine chlorhaltige Verbindung,
Ozon oder irgendein sauerstoffhaltiges Desinfektionsmittel oder irgendeine
sauerstoffhaltige Verbindung oder UV-Licht verwendet werden.
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Um
das Filterverfahren des Behandlungssystems 100 für Wasser/Abwasser
zu unterstützen, können dem
Wasser/Abwasser, das im Behandlungssystem 100 für Wasser/Abwasser
behandelt wird, Koagulations- und/oder Flockungschemikalien zugesetzt
werden. Siehe wiederum 3 der
Zeichnungen; die Stellen C1, C2, C3 und C4 sind die, an denen solche
Koagulations- und/oder Flockungschemikalien zugesetzt werden können. Die
Zugabe dieser Chemikalien kann an irgendeiner der Stellen C1, C2,
C3 und C4 einzeln oder in Kombination mit Chemikalien erfolgen,
die an einer oder mehr als einer anderen Stelle zugesetzt werden.
Tatsächlich
ist jede Kombination von Stellen für die Zugabe von Chemikalien
möglich.
In den Fällen,
in denen weitere mechanische, biologische und/oder chemische Behandlungsvorrichtungen
stromaufwärts
des Behandlungssystems 100 für Wasser/Abwasser vorgesehen
sind, können
ebenfalls Koagulations- und/oder
Flockungschemikalien zugesetzt werden. In diesem Zusammenhang kennzeichnen
die Stelle C5 in der schematischen Darstellung von 4, die Stellen C6 und C7 in der schematischen
Darstellung von 5 und
die Stellen C8, C9 und C10 in der schematischen Darstellung von 6 weitere Stellen, an denen
dem Wasser/Abwasser, das im Behandlungssystem 100 für Wasser/Abwasser
behandelt werden soll, Chemikalien zugesetzt werden können. Tatsächlich kann die
Zugabe solcher Chemikalien an einer oder mehr als einer angegebenen
Stelle erfolgen. Außerdem können der
Flüssigkeit
unabhängig
von der gewählten
Zugabestelle oder den -stellen den pH-Wert regelnde Chemikalien
zugesetzt werden, bevor die Koagulations- und/oder Flockungschemikalien
zugesetzt werden.
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Wie
bereits angegeben, können
das erste und das zweite zurückgehaltene
Material von den Sandfiltern 30A und 30B in der
getrennten Behandlungsvorrichtung 102 der Schwerkrafttrennung,
der Filtration, der Membranfiltration oder der zweistufigen oder
mehrstufigen Filtration unterzogen werden. In einer anderen Ausführungsform
kann das erste und das zweite zurückgehaltene Material einer
Kombination solcher Behandlungen unterzogen werden. In diesem Fall
zeigt 7 eine solche
Kombination von Behandlungen. Wie in 7 gezeigt,
ist die getrennte Behandlungsvorrichtung 102 in die Behandlungsvorrichtung 102A und
ein 102B unterteilt. Das erste und das zweite zurückgehaltene
Material, das aus den Sandfiltern 30A und 30B strömt, wie
es wie es mit den Pfeilen 136, 138 und 140 gezeigt
ist, werden in die Behandlungsvorrichtung 102A eingeführt und
können
darin der Schwerkrafttrennung, der Filtration, der zweistufigen
oder mehrstufigen Filtration oder der Membranfiltration unterzogen
werden. Der in der Behandlungsvorrichtung 102A erzeugte Schlamm
wird aus der Behandlungsvorrichtung 102A abgegeben, wie
es mit dem Pfeil 158 angegeben ist. Andererseits strömt das gereinigte
Wasser, das in der Behandlungsvorrichtung 102A erzeugt wurde,
aus der Behandlungsvorrichtung 102A zur Behandlungsvorrichtung 102B,
wie es mit dem Pfeil 160 angegeben ist. Dieses gereinigte
Wasser wird in der Behandlungsvorrichtung 102B durch Membranfiltration,
zweistufige oder mehrstufige Filtration oder Filtration weiterbehandelt.
Das gereinigte Wasser aus der Behandlungsvorrichtung 102B strömt aus der
Behandlungsvorrichtung 102B, wie es mit dem Pfeil 162 angegeben
ist. Andererseits wird der in der Behandlungsvorrichtung 102B erzeugte
Schlamm zur Behandlungsvorrichtung 102A zurückgeführt, wie es
mit dem Pfeil 164 angegeben ist, so daß er in der Behandlungsvorrichtung 102A und 102B weiter
bearbeitet werden kann, oder wird alternativ in der gleichen Weise
wie der Schlamm aus der Behandlungsvorrichtung 102A abgegeben,
wie es mit dem Pfeil 158 gezeigt ist.
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8, 9, 10 und 11 entsprechen im allgemeinen
den 3, 4, 5 bzw. 6. Die Unterschiede sind, daß bei jedem
in den 8, 9, 10 und 11 offenbarten Systemen
die behandelte Flüssigkeit
aus der getrennten Behandlungsvorrichtung 102 zum Eingang des
Sandfilters 30A des Behandlungssystems 100 zurückgeführt wird,
so daß die
Flüssigkeit
weiterbehandelt werden kann. Im Falle des in 8 schematisch gezeigten Systems strömt die gereinigte
Flüssigkeit,
die aus der getrennten Behandlungsvorrichtung 102 abgegeben
wird, zum Eingang des Sandfilters 30A, wie es mit dem Pfeil 168 gezeigt
ist. Dadurch strömt
die gereinigte Flüssigkeit
aus der getrennten Behandlungsvorrichtung 102 zusammen
mit dem Zulauf für
diesen Sandfilter 30A in den Sandfilter 30A, wie
es mit dem Pfeil 130 gezeigt ist. Dadurch wird die gereinigte
Flüssigkeit
aus dieser getrennten Behandlungsvorrichtung 102 im Behandlungssystem 100 für Wasser/Abwasser
weiterbehandelt. Im Zusammenhang mit der erneuten Einführung der
gereinigten Flüssigkeit
aus der Behandlungsvorrichtung 102 zeigt 8 außerdem,
daß die
gereinigte Flüssigkeit
mit dem Zulauf für
den Sandfilter 30A stromaufwärts der Stelle C gemischt werden
kann, an der die Koagulations-/Flockungschemikalien dem Zulauf zugesetzt
werden können,
der in den Sandfilter 30A eingeführt wird, wie es mit dem Pfeil 130 gezeigt
ist.
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Im
Falle der in den 9 bis 11 schematisch gezeigten
Systeme wird die gereinigte Flüssigkeit, die
aus der getrennten Behandlungsvorrichtung 102 abgegeben
wird, für
die Weiterbehandlung ebenfalls in das Behandlungssystem 100 für Wasser/Abwasser
zurückgeleitet.
Wie in 9 gezeigt, schließt das darin
dargestellte System eine mechanische Behandlungsvorrichtung 146 ein,
durch die der Zulauf strömt
und in der der Zulauf behandelt wird, bevor er in das Behandlungssystem 100 für Wasser/Abwasser
eingeführt
wird. Die gereinigte Flüssigkeit,
die aus der getrennten Behandlungsvorrichtung 102 strömt, wie
es mit dem Pfeil 170 angegeben ist, wird stromaufwärts der
Stelle zurückgeführt, an
der der Zulauf in die mechanischen Behandlungsvorrichtung 146 eingeführt wird,
wie es mit dem Pfeil 148 angegeben ist. Im Falle des in 10 gezeigten Systems strömt der Zulauf
durch eine mechanische Behandlungsvorrichtung 146 und eine
biologische Behandlungsvorrichtung 150 und wird darin behandelt,
bevor er in das Behandlungssystem 100 für Wasser/Abwasser eingeführt wird.
Wie mit den Pfeilen 172, 174 und 176 gezeigt,
wird die gereinigte Flüssigkeit,
die aus der getrennten Behandlungsvorrichtung 102 abgegeben wird,
entweder stromaufwärts
der mechanischen Behandlungsvorrichtung 146 (wie es mit
dem Pfeil 176 gezeigt ist, der daraufhin weist, daß die gereinigte Flüssigkeit
mit dem Zulauf gemischt werden kann, wenn dieser in die mechanische
Behandlungsvorrichtung 146 strömt, wie es mit dem Pfeil 148 gezeigt ist)
oder die biologische Behandlungsvorrichtung 150 eingeführt (wie
es mit dem Pfeil 174 gezeigt ist, der daraufhin weist,
daß die
gereinigte Flüssigkeit
mit dem Zulauf gemischt werden kann, wenn dieser in die biologische
Behandlungsvorrichtung 150 strömt, wie es mit dem Pfeil 152 gezeigt
ist). Im Falle des in 11 gezeigten
Systems strömt
der Zulauf durch eine mechanische Behandlungsvorrichtung 146,
eine biologische Behandlungsvorrichtung 150 und eine chemische
Behandlungsvorrichtung 154 und wird in diesen behandelt,
bevor er in das Behandlungssystem 100 für Wasser/Abwasser eingeführt wird.
Wie mit den Pfeilen 174, 176 und 177 gezeigt,
wird die gereinigte Flüssigkeit,
die aus der getrennten Behandlungsvorrichtung 102 abgegeben
wird, entweder stromaufwärts
der mechanischen Behandlungsvorrichtung 146 (wie es mit
dem Pfeil 176 gezeigt ist, der daraufhin weist, daß die gereinigte
Flüssigkeit
mit dem Zulauf gemischt werden kann, wenn dieser in die mechanische
Behandlungsvorrichtung 146 strömt, wie es mit dem Pfeil 148 gezeigt
ist), der biologischen Behandlungsvorrichtung 150 (wie
es mit dem Pfeil 174 gezeigt ist, der daraufhin weist,
daß die gereinigte
Flüssigkeit
mit dem Zulauf gemischt werden kann, wenn dieser in die biologische
Behandlungsvorrichtung 150 strömt, wie es mit dem Pfeil 152 gezeigt
wird) oder der chemischen Behandlungsvorrichtung 154 eingeführt (wie
es mit dem Pfeil 177 gezeigt ist, der daraufhin weist,
daß die
gereinigte Flüssigkeit
mit dem Zulauf gemischt werden kann, wenn dieser in die chemische
Behandlungsvorrichtung 154 strömt, wie es mit dem Pfeil 156 angegeben
ist).
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Im
Falle der in den 9 bis 11 gezeigten Systeme kann
der Zusatz der Chemikalien und/oder die Durchführung der Desinfektion an den
verschiedenen Stellen und in den verschiedenen Kombinationen erfolgen,
die vorstehend im Zusammenhang mit den in den 3 bis 6 gezeigten
Systemen erläutert wurden.
In diesem Fall erfolgt die erneute Einführung der gereinigten Flüssigkeit
in das System 100 stromaufwärts der Zugabe der Chemikalien
und/oder der Desinfektion.
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Wie
bereits im Zusammenhang mit 3 angegeben,
ist einer der Abflüsse
aus der getrennten Behandlungsvorrichtung 102 Schlamm,
der aus der getrennten Behandlungsvorrichtung 102 abgegeben wird,
wie es mit dem Pfeil 144 gezeigt ist. Der abgegebene Schlamm
kann in einer Schlammbehandlungsvorrichtung 178 weiterbehandelt
werden, die in 12 der
Zeichnungen schematisch gezeigt ist. In der Schlammbehandlungsvorrichtung 178 wird
der Schlamm eingedickt und/oder entwässert, wobei der behandelte
Schlamm aus der Schlammbehandlungsvorrichtung 178 abgegeben
wird, wie es mit dem Pfeil 180 gezeigt ist. Eine bestimmte
Schlammenge, die in die Schlammbehandlungsvorrichtung 178 strömt, wird
als zurückgehalte nes
Wasser abgegeben. Wie in 12 mit
dem Pfeil 181 gezeigt, kann dieses zurückgehaltene Wasser zu der Stelle
zurückgeführt werden,
an der das erste und das zweite zurückgehaltene Material in die
getrennte Behandlungsvorrichtung 102 eingeführt werden,
wie es mit dem Pfeil 140 gezeigt ist. In ähnlicher
Weise kann der Schlamm, der in der getrennten Behandlungsvorrichtung 102A und 102B des
in 7 schematisch gezeigten
Systems erzeugt wurde, ebenfalls weiterbehandelt werden. Hierbei
zeigt 13 im Zusammenhang
mit dem in 7 dargestellten
System eine Schlammbehandlungsvorrichtung 182 schematisch. Der
Schlamm, der aus der Behandlungsvorrichtung 102A abgegeben
wird, wird in die Schlammbehandlungsvorrichtung 182 eingeführt, in
der er eingedickt und/oder entwässert
wird. Der so eingedickte und entwässerte Schlamm wird aus der
Schlammbehandlungsvorrichtung 182 abgegeben, wie es mit dem
Pfeil 184 gezeigt ist. Eine bestimmte Schlammenge, die
in die Schlammbehandlungsvorrichtung 182 strömt, wird
als zurückgehaltenes
Wasser abgegeben. Wie in 13 mit
dem Pfeil 185 gezeigt, kann dieses zurückgehaltene Wasser zu der Stelle
zurückgeführt werden,
an der das erste und das zweite zurückgehaltene Material in die
getrennte Behandlungsvorrichtung 102A eingeführt werden,
wie es mit dem Pfeil 140 gezeigt ist.
-
Im
Falle des in 12 gezeigten
Systems wird eine bestimmte Schlammenge, die in die Schlammbehandlungsvorrichtung 178 strömt, als
zurückgehaltenes
Wasser abgegeben und mit dem ersten und dem zweiten zurückgehaltenen
Wasser gemischt, wie es in 12 der
Zeichnungen mit dem Pfeil 181 gezeigt ist. Wie in 14 mit dem Pfeil 186 gezeigt,
kann das zurückgehaltene
Wasser aus der Schlammbehandlungsvorrichtung 178 in einer
anderen Ausführungsform
zum Zulauf zurückgeführt werden,
der in den Sandfilter 30A des Behandlungssystems 100 für Wasser/Abwasser
eingeführt
wird (wie es mit dem Pfeil 130 gezeigt ist). In ähnlicher
Weise wird zurückgehaltenes
Wasser, das in der Schlammbehandlungsvorrichtung 182 in dem
in 13 gezeigten System
erzeugt wird, mit dem ersten und dem zweiten zurückgehaltenen Wasser gemischt, wie
es mit dem Pfeil 185 gezeigt ist. In einer anderen Ausführungsform
kann das zurückgehaltene
Wasser aus der Schlammbehandlungsvorrichtung 182 zum Zulauf
zurückgeführt werden,
der in den Sandfilter 30A des Behandlungssystems 100 für Wasser/Abwasser
eingeführt
wird. In diesem Zusammenhang wird auf 15 der
Zeichnungen Bezug genommen. Wie darin gezeigt, wird zurückgehaltenes
Wasser aus der Schlammbehandlungsvorrichtung 182 abgegeben,
wie es mit dem Pfeil 188 gezeigt ist. Wie außerdem in 15 mit dem Pfeil 188 gezeigt,
wird das zurückgehaltene
Wasser aus der Schlammbehandlungsvorrichtung 182 zum Zulauf zurückgeführt, der in
den Sandfilter 30A des Behandlungssystems 100 für Wasser/Abwasser
eingeführt
wird (wie es mit dem Pfeil 130 gezeigt ist). Es wird erwähnt, daß die Rückführung des
zurückgehaltenen
Wassers, wie sie in 14 mit
dem Pfeil 186 und in 15 mit
dem Pfeil 188 gezeigt ist, stromaufwärts der Stelle erfolgen würde, an
der dem Zulauf Chemikalien und/oder ein Desinfektionsmittel zugesetzt
werden, der in den Sandfilter 30A strömt (wie es mit dem Pfeil 130 gezeigt
ist).
-
Bei
der vorstehenden Beschreibung des Behandlungssystem 100 für Wasser/Abwasser
und der anderen Behandlungen, die in Verbindung mit diesem System
verwendet werden können,
wird auf solche Behandlungen, wie eine mechanische Behandlung, eine
biologische Behandlung, eine chemische Behandlung, eine Filtration
(einschließlich
Schwerkraft, Membran, zweistufige und mehrstufige Filtration) und
Desinfektion, Bezug genommen. Informationen zu diesen Behandlungen
liefern solche Dokumente, wie (1) Design of Municipal Wastewater Treatment
Plants, Bd. I: Kapitel 1–12
und Bd. II: Kapitel 13–20,
WEF Manual of Practice Nr. 8, ASCE Manual and Report on Engineering
Practice Nr. 76, 1992 und (2) Tchobanoglous und Burton, Wastewater
Engineering – Treatment,
Disposal, and Reuse, Metcalf & Eddy,
Inc., 3. Auflage.