DE60104212T2

DE60104212T2 - Vorrichtung zur behandlung von wasser mit ballastierten flocken

Info

Publication number: DE60104212T2
Application number: DE60104212T
Authority: DE
Inventors: Patrick Binot
Original assignee: OTV SA
Current assignee: Veolia Water Solutions and Technologies Support SAS
Priority date: 2000-11-24
Filing date: 2001-11-23
Publication date: 2005-06-30
Anticipated expiration: 2021-11-24
Also published as: FR2817253B1; DE60104212D1; ATE270658T1; FR2817253A1; EP1339645B1; AU2002222034A1; WO2002042223A1; ES2223962T3; DK1339645T3; EP1339645A1

Description

Die Erfindung betrifft den Bereich der Wasserbehandlung und findet insbesondere Anwendung im Rahmen der Verfahren der Abwasserbehandlung und der Verfahren der Wasserbehandlung zum Zweck der Trinkwasseraufbereitung.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere den Anlagentyp, der für die Wasserbehandlung durch Flockung/Klärung verwendet wird. Dieser Anlagentyp ist bereits in der Branche bekannt und wird sehr häufig im Rahmen der Wasserbehandlung genutzt. Bei den in solchen Anlagen verwendeten Verfahren wird dem Wasser ein Material zugesetzt, das es ermöglicht, zumindest einen großen Teil der im Wasser enthaltenen Schadstoffe zu koagulieren, so dass Flocken gebildet werden, und die so gebildeten Flocken anschließend vom gereinigten Wasser zu trennen.
Gemäß einem hoch entwickelten Anlagentyp werden Mittel zum Zusatz mindestens eines körnigen Materials, das dichter als Wasser ist, wie z. B. Sand, vorgesehen, um die betreffenden Flocken zu beschweren und so den Klärvorgang zu unterstützen und zu beschleunigen. Eine solche Vorrichtung wird insbesondere im französischen Patent FR 2627704, veröffentlicht am 13. Dezember 1991 im Namen der Antragstellerin, beschrieben.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf diesen hoch entwickelten Anlagentyp, bei dem der Zusatz eines körnigen Materials zur Flockenbeschwerung erfolgt. Dieser Anlagentyp, eine sogenannte „Anlage zur Wasserbehandlung durch Flockenbeschwerung", umfasst typischerweise Weise eine Einspritzkammer, die mit Mitteln der Wasserzufuhr, mit Mitteln der Zufuhr mindestens eines Flockungsmittels, mit Mitteln der Zufuhr mindestens eines körnigen Materials, das dichter als Wasser ist, und mit Rührmitteln ausgestattet ist; sowie eine mit Rührmitteln versehene Reifekammer; und mindestens eine Klärkammer, die mit einer Zone zur Abscheidung und Ableitung der Schlämme und Mitteln zur Ableitung des geklärten Wassers ausgestattet ist.
Um die Klärung in der dafür vorgesehenen Kammer zu unterstützen, werden typischerweise Lamellen zur Vergrößerung der Kläroberfläche der betreffenden Kammer vorgesehen, wodurch die Klärgeschwindigkeit des in der Einspritzkammer und in der Reifekammer entstandenen Gemisches aus koagulierten Schadstoffen und Wasser deutlich erhöht werden kann. Die betreffenden Lammellen unterstützen in hohem Maße die Trennung dieser beiden Bestandteile des Gemisches und die Gewinnung von geklärtem Wasser am Ausgang der Klärkammer.
Es hat sich gezeigt, dass die Anwesenheit eines körnigen Materials den Klärvorgang so beschleunigt, dass der überwiegende Teil der zu entfernenden Stoffe sich im vorderen Teil der Klärkammer absetzt und dass die Kammer insgesamt, ob mit Lamellen ausgestattet oder nicht, im Vergleich zur Menge der noch zu entfernenden Stoffe ein großes Volumen einnimmt.
Das aus solchen Kläranlagen zur Wasserbehandlung durch Flockenbeschwerung kommende Wasser enthält noch einige Bestandteile, die nicht in den beschwerten Flocken gebunden wurden und gewöhnlich in einer späteren Klärstufe durch Filtration entfernt werden. Die Filterung kann durch körnige Filterstoffe (z. B. Sand-, Anthrazit-, Aktivkohlefilter), durch Siebe (die die größten Bestandteile abscheiden) oder durch Membranen (die auch sehr kleine Mikroorganismen wie Bakterien abscheiden) erfolgen.
Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist die deutliche Verringerung der vom System Flockung/Klärung/Filtration eingenommenen Volumina, indem das durch die Verwendung körniger Materialien frei gewordene Klärvolumen bestmöglich für andere Zwecke, wie z. B. die Anbringung von Sieben oder Filtern in dieser Zone, genutzt wird, wobei hinsichtlich der Qualität des geklärten Wassers mindestens ebenso gute Ergebnisse erzielt werden.
Dieses Ziel wird mit Hilfe der Erfindung erreicht, die eine Anlage zur Behandlung von vorkoaguliertem Wasser mit folgenden Komponenten betrifft:

– mindestens eine Flockungszone, ausgestattet mit Mitteln der Zufuhr von koaguliertem Wasser, Mitteln zum Zusatz mindestens eines Flockungsmittels, Mitteln zum Zusatz mindestens eines körnigen Materials, das dichter als Wasser ist; und
– mindestens eine Klärkammer mit einer Zone zur Abscheidung und Ableitung der Schlämme, Mittel zur Ableitung des geklärten Wassers sowie Überlaufmittel zur Ableitung der Schwebstoffe;

Hinsichtlich der Flockungszone wird festgestellt, dass zwei verschiedene Klärstufen unterschieden werden können, und zwar eine erste Stufe des Einspritzens des Flockungsmittels und des körnigen Materials in das vorkoagulierte Wasser und eine zweite Stufe der Reifung. Diese beiden Stufen können entweder in zwei verschiedenen Teilen der Anlage, und zwar der Flockungskammer und der Reifekammer, die gemeinsam die Flockungszone bilden, ablaufen oder in nur einer Kammer, wobei das Einspritzen des Flockungsmittels und des körnigen Materials dann in deren erstem Teil und die Reifung in deren zweitem Teil stattfindet (je nach Flussrichtung des Wassers in der Anlage).
Die vorliegende Erfindung besteht also im Vergleich zu den neuesten bekannten Verfahren für Kläranlagen durch Flockenbeschwerung darin, dass die üblicherweise in der Klärkammer verwendeten Lamellen entfernt und durch ein Filtrationssieb oder mehrere Filtrationssiebe ersetzt werden, welche direkt vom zu behandelnden Wasser durchlaufen werden, wobei das Wasser gefiltert wird und eventuell nicht ausgeflockte Bestandteile zurückgehalten werden, wie z. B. Flocken, die durch Zusammenballung des körnigen Materials und der zu entfernenden nicht abgesetzten Schadstoffe gebildet werden.
Anlagen zur Wasserbehandlung durch Flockenbeschwerung gemäß dieser Erfindung können sowohl zur Vorbehandlung stark verschmutzter Abwässer als auch zur Nachbehandlung bereits teilweise gereinigter Abwässer oder auch zur Klärung von Oberflächenwasser für die Trinkwasseraufbereitung vor der Filtration eingesetzt werden. In Abhängigkeit von der Beschaffenheit und dem Grad der Verunreinigung des zu reinigenden Wassers kann ein Sieb oder mehrere Siebe mit mehr oder weniger hohem Trennvermögen vorgesehen werden.
In diesem Fall ist es normalerweise notwendig, am Ausgang der Klärkammer mindestens einen Sandfilter vorzusehen, durch den die Reinigung des aus der Klärkammer kommenden Wassers vollendet wird.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung verfügt die vorgeschlagene Anlage über Mittel zur Reinigung des für die Filtration verwendeten Siebs. Diese Reinigungsmittel können aus der gesamten Palette der üblicherweise für die Reinigung von Filtersieben im Rahmen der Wasserbehandlung verwendeten Mittel ausgewählt werden.
So kann insbesondere auf Mittel zurückgegriffen werden, bei denen das Einblasen von Gas, wie z. B. Luft erfolgt, oder auf Techniken, bei denen das Einspritzen einer Flüssigkeit unter Druck erfolgt.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung wird die Anlage mit zusätzlichen Mitteln zum Einspritzen mindestens eines chemischen Reagenz versehen, welches das Verstopfen der Filtervorrichtung verhindern soll. Das Reagenz kann aus folgenden Gruppen ausgewählt werden: Oxidationsmittel (Ozon, Chlor, Chlordioxid oder andere Oxidationsmittel) Säuerungsmittel, Alkalisierungsmittel, oder Kombinationen dieser Reagenzien, die kontinuierlich oder in bestimmten Abständen eingespritzt werden.
Zum Zweck der Vereinfachung der Montage und Demontage der Siebe können in der Klärkammer auch herausnehmbare Mittel zur Befestigung der Siebe vorgesehen werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Variante der Erfindung wird die Klärkammer mit Abschöpfmitteln versehen, die die Entfernung der schwebenden Schadstoffe ermöglichen, die nicht durch die Bildung der beschwerten Flocken gebunden werden, wie z. B. Papierschnitzel, Holzstücke, Fettkugeln usw.
Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung umfasst die Anlage auch Mittel zur Rückführung des körnigen Materials in Richtung der Flockungszone.
Typischerweise umfassen solche Mittel Rohre zur Ableitung der Schlämme, die aus der Zone zur Abscheidung und Ableitung der Schlämme in der Klärkammer kommen, und Mittel zur Trennung des körnigen Materials, das in diesen Schlämmen enthalten ist, wie z. B. einen Hydrozyklon, und Mittel zur Wiedereinleitung des körnigen Materials in die Flockungszone.
Die Erfindung und ihre verschiedenen Vorteile werden leichter verstanden werden mit Hilfe der folgenden Beschreibung ihrer Funktionsweise gemäß 1, die die schematische Darstellung einer Anlage zur Wasserbehandlung durch Flockenbeschwerung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält.
Gemäß 1 umfasst die dargestellte Anlage nacheinander eine Einspritzkammer 1, eine Reifekammer 6, wobei die genannten Kammern 1 und 6 eine Flockungszone bilden, und eine Klärkammer 8.
Die Einspritzkammer ist typischerweise mit Mitteln zur Einleitung des zu reinigenden vorkoagulierten Wassers 2, mit Mitteln zur Verteilung eines möglichen Flockungsmittels 3, mit Mitteln zur Verteilung eines körnigen Materials 4, im vorliegenden Falle Sand, und mit Rührmitteln 5 ausgestattet.
Die Reifekammer 6 ist mit ebenfalls einem Rührwerk 7 ausgestattet.
Die Klärkammer 8 hat keine Lamellen und hat in ihrem unteren Teil eine Zone zur Abscheidung und Ableitung der Schlämme 9 und in ihrem oberen Teil einen Überlauf 19 zum Entfernen der Schwebstoffe. Die Klärkammer ist ferner mit Mitteln zur Ableitung 10 des geklärten, gereinigten und gefilterten Wassers ausgestattet.
Ebenso umfasst die Anlage typischerweise Mittel zur Rückführung des in der Zone zur Abscheidung und Ableitung 9 in der Klärkammer 8 rückgewonnen körnigen Materials. Diese Mittel zur Rückführung beinhalten Rohrleitungen 16, die mit einer Pumpe 16a zusammenarbeiten, durch die die in 9 gesammelten Schlämme in Richtung eines Hydroklons 17 geleitet werden, der mit Mitteln zur Verteilung 18 des in der Einspritzkammer 1 abgeschiedenen körnigen Materials und mit Mitteln 20 zur Ableitung der restlichen Schlämme ausgestattet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Klärkammer 8 mit einem oder mehreren auf die herausnehmbaren Befestigungsmittel 13 montierten Drehsieben 11a ausgestattet, durch welche das zu behandelnde, aus der Koagulationskammer 6 kommende Wasser fließt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Anlage ebenso Mittel 12 zur Reinigung der Siebe 11a mit Luft sowie Abschöpfmittel 14.
Die Anlage funktioniert folgendermaßen:
Das zu reinigende, vorkoagulierte Wasser gelangt über die Mittel 2 in die Einspritzkammer 1. Mit Hilfe der Rührmittel 5 wird aus diesem Wasser, dem Flockungsmittel und dem körnigen Material ein Gemisch gebildet. Dieses Gemisch fließt dann in die Reifekammer 6, wo das Rührwerk 7 die Flockenbeschwerung unterstützt. Das Gemisch aus Wasser und beschwerten Flocken fließt dann in die Klärkammer 8, wo die beschwerten Flocken sich in Zone 9 absetzen. Mit Hilfe der Siebe 11a werden die restlichen nicht abgesetzten Bestandteile vom gereinigten Wasser getrennt. Das gereinigte Wasser verlässt die Klärkammer 8 durch die Ableitungsmittel 10. Die schwebenden Schadstoffe werden mit Hilfe des Abschöpfmittels 14 entfernt.
Die vom Sieb 11a zurückgehaltenen beschwerten Flocken bilden die Schlämme, die:

– entweder an die Oberfläche gelangen, z. B. durch Flotation bei der Reinigung mit Luft oder durch hydraulischen oder Gravitationsantrieb, die kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen;
– oder sich Richtung Boden der Kläranlage absetzen und durch die Mittel 16/16a abgeleitet werden.

Eine solche Anlage ermöglicht es, im Vergleich zum Stand der Technik, die Endstufe des Siebens vollständig in die Klärstufe zu integrieren.
Die vorstehend beschriebene Funktionsweise der Erfindung hat nicht zum Ziel, deren Einsatzmöglichkeiten einzuschränken. Das heißt, es können zahlreiche Änderungen daran vorgenommen werden, ohne deren Rahmen zu verlassen.

Claims

Anlage zur Behandlung von vorkoaguliertem Wasser, das der Reihe nach folgendes umfasst: – mindestens einen Ausflockungsbereich (1, 6), der Mittel zum Heranleiten von koaguliertem Wasser (2), Mittel zum Heranleiten von mindestens einem Flockungsreagens (3), Mittel zum Heranleiten von mindestens einem körnigen Material (4), das dichter als Wasser ist, sowie Rührmittel (5, 7) aufweist, und – mindestens eine Klärkammer (8) mit einem Bereich zur Rückgewinnung und Ableiten der Schlämme (9), Mittel (10) zum Ableiten des geklärten Wassers sowie Überlaufmittel (19) zum Ableiten schwimmender Anteile, dadurch gekennzeichnet, dass die Klärkammer (8) frei ist von Lamellen und mindestens ein Sieb (11a) aufweist, zum direkten Untertauchen in das zu behandelnde Wasser, um die nicht ausgeflockten und nicht geklärten Teilchen des zu behandelnden Wassers zurückzuhalten und, dass das Sieb (11a) ein Trennvermögen aufweist, das zwischen 1 und 500 μm liegt.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner mindestens einen stromabwärts der Klärkammer angebrachten Sandfilter aufweist.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie Reinigungsmittel (12) für das Sieb (11a) aufweist.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zum Einspritzen eines chemischen Reagens aufweist, welches das Verstopfen des Siebs (11a) verhindern soll.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie herausnehmbare Befestigungsmittel (13) des Siebes (11a) aufweist.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klärkammer (8) über Schäumungsmittel (14) verfügt.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie über Mittel (15) zum Zurückleiten des körnigen Materials in Richtung des Ausflockungsbereiches verfügt.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb ein Drehsieb (11a) ist.