CH707684A2

CH707684A2 - Verfahren zur Wasserreinigung und Vorrichtung.

Info

Publication number: CH707684A2
Application number: CH00559/13A
Authority: CH
Inventors: Christoph Matter; Robert Bereiter
Original assignee: Wabag Wassertechnik Ag
Priority date: 2013-03-07
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2014-09-15
Also published as: CH707684B1

Abstract

Gezeigt wird ein Verfahren zur Wasserreinigung, bei welchem – dem Rohwasser zuerst frisches Adsorbens in Pulverform zudosiert und das Rohwasser mit dem Adsorbens vermischt wird (2), – anschliessend eine druckbetriebene Membranfiltration (3) durchgeführt wird, – zumindest ein Teil des bei der Filtration zurückgehaltenen Adsorbens erneut dem Rohwasser vor der Membranfiltration zugegeben wird (5). Um den Verfahrensschritt zur Rückführung von zurückgehaltenem Adsorbens aus der Membranfiltration zum Rohwasser möglichst einfach zu halten, ist vorgesehen, – dass die Membranfiltration im Dead-End-Verfahren mittels Druckmembran durchgeführt wird, – dass beim Verfahrensschritt der mechanischen Membranreinigung ein Teil des dabei anfallenden Schwemmwassers, das zurückgehaltenes Adsorbens enthält, dem Rohwasser vor der Membranfiltration als zurückgeführtes Schwemmwasser zugegeben wird, und zwar wird eine bei der mechanischen Membranreinigung zuerst anfallende erste Menge an Schwemmwasser dem Rohwasser vor der Membranfiltration als zurückgeführtes Schwemmwasser zugegeben, während eine bei der mechanischen Membranreinigung danach anfallende zweite Menge an Schwemmwasser aus dem Verfahren abgezogen wird.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wasserreinigung, bei welchem – dem Rohwasser zuerst frisches Adsorbens in Pulverform zudosiert und das Rohwasser mit dem Adsorbens vermischt wird, – anschliessend eine druckbetriebene Membranfiltration durchgeführt wird, – zumindest ein Teil des bei der Filtration zurückgehaltenen Adsorbens erneut dem Rohwasser vor der Membranfiltration zugegeben wird, sowie eine entsprechende Vorrichtung.

STAND DER TECHNIK

[0002] Die WO 2004/048 277 A1 bzw. die korrespondierende DE 60 308 214 T2 zeigt ein Verfahren, bei dem ein pulvriges Reagens, wie Pulveraktivkohle (im Folgenden kurz PAK), in Kombination mit einer Membranfiltration eingesetzt und die PAK rezykliert wird. Dabei werden die Schlämme aus der Membranfiltration in zwei Fraktionen getrennt: in eine erste Fraktion, welche mehr als 60% des pulvrigen Reagens enthält, und in eine zweite Fraktion, die in einer grösseren Wassermenge den Hauptanteil der nicht vom Reagens adsorbierten organischen Stoffe umfasst. Die erste Fraktion wird dem zu reinigenden Wasser wieder zugeführt. Zur Trennung der beiden Fraktionen ist ein Hydrozyklon vorgesehen – also ein Schritt zur Behandlung des rezyklierten Wassers – der sowohl bei der Herstellung der Reinigungsanlage als auch im Betrieb einen technischen Aufwand mit sich bringt.

[0003] Bei den Verfahren der WO 2010/029 155 A1 und der EP 1 235 635 B1 wird ebenfalls ein Adsorbens, wie PAK, in Kombination mit Membranfiltration eingesetzt und die PAK dabei rezykliert. Die Rückführung der PAK wird in einer Schleife auf der Rohwasserseite während des laufenden Betriebs vollzogen.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

[0004] Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, gemäss welchem die Konzentration an feinpulvrigem Adsorbens im Rohwasser möglichst hoch gehalten wird, der Gesamtverbrauch an Adsorbens und der Platzbedarf für das Kontaktbecken, wo das frische Adsorbens zudosiert und mit dem Rohwasser vermischt wird, damit minimiert wird, dabei der Verfahrensschritt zur Rückführung von zurückgehaltenem Adsorbens aus der Membranfiltration zum Rohwasser aber möglichst einfach gehalten wird.

[0005] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäss Anspruch 1 gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, – dass die Membranfiltration im Dead-End-Verfahren mittels Druckmembran durchgeführt wird, – dass beim Verfahrensschritt der mechanischen Membranreinigung ein Teil des dabei anfallenden Schwemmwassers, das zurückgehaltenes Adsorbens enthält, dem Rohwasser vor der Membranfiltration als zurückgeführtes Schwemmwasser zugegeben wird, und zwar wird eine bei der mechanischen Membranreinigung (nämlich in der Membranfiltrationsanlage) zuerst anfallende erste Menge an Schwemmwasser dem Rohwasser vor der Membranfiltration als zurückgeführtes Schwemmwasser zugegeben (ohne dass eine weitere mechanische Behandlung des Schwemmwassers erfolgt), während eine bei der (gleichen) mechanischen Membranreinigung danach anfallende zweite Menge an Schwemmwasser aus dem Verfahren abgezogen wird.

[0006] Bei der Dead-End-Filtration wird beim Verfahrensschritt der Filtration ein Feedstrom (in diesem Fall das Rohwasser mit dem Adsorbens) gegen die Membran gepumpt und der Feststoff dabei abfiltriert. Im vorliegenden Verfahren werden vorzugsweise Ultrafiltrationsmembranen eingesetzt. Die Porengrösse dieser Membranen liegt ca. bei 10–100 Nanometern. D.h. sämtliche Partikel, welche grösser als die Poren sind, werden abfiltriert. Der Innendurchmesser der dazu verwendeten Hohlfasermembranen ist idealerweise > 1 mm. Beim vorliegenden Verfahren liegt der Differenzdruck (Transmembrandruck) während der Filtration in der Regel bei ca. 0,2–0,8 bar. Üblicherweise wird ein Differenzdruck von ca. 1 bar nicht überschritten.

[0007] Das im Wasser suspendierte und mit organischen Stoffen beladene feinpulvrige Adsorbens, im vorliegenden Fall vorzugsweise PAK, kann mittels Membranfiltration wieder herausgefiltert werden. Membranfiltermaterialien weisen ausreichend kleine Poren auf, um die sehr feinen Adsorbens-Partikel zurückzuhalten. Zudem werden dabei auch andere unerwünschte Inhaltsstoffe herausfiltriert. Durch den permanenten Abfluss des Permeats reichert sich ein Filterkuchen aus den abzutrennenden Feststoffpartikeln auf der Membran an. Der Filterkuchen erhöht den Filtrationswiderstand und damit den Druckverlust über die Membranen.

[0008] Die Feststoffe (im vorliegenden Fall vor allem Adsorbens in Form von PAK) müssen deshalb – je nach Zusammensetzung des Rohwassers (Feed) – periodisch in einem Verfahrensschritt der mechanischen Membranreinigung von der Membranoberfläche entfernt werden (Filtrationsbetrieb und mechanische Membranreinigung wechseln sich also ab). Die Membranreinigung geschieht mittels einer oder mehrerer Rückspülungen, bei denen mit sauberem Wasser – meist dem Filtrat – in Umkehrrichtung Wasser von der Filtrat-Seite her durch die Membran gedrückt wird. Dabei wird der «Filterkuchen» abgeschlämmt. Das entstehende Adsorbens-haltige verbrauchte Schwemmwasser (Rückspülwasser) wurde bisher in der Regel entsorgt.

[0009] In die Membranreinigung kann nach Wunsch ein zusätzlicher Prozessschritt integriert werden: Zum groben Abschlämmen der Feststoffe kann ein sogenanntes Überströmen vor dem eigentlichen Rückspulen durchgeführt werden. Dabei lässt man Rohwasser entlang der Filtrationsoberfläche der Druckmembranen strömen, wobei ein Grossteil der Feststoffe mitgerissen wird. Auch bei diesem Schritt wurde das entstehende Schwemmwasser (verbrauchtes Überströmwasser) bisher in der Regel verworfen.

[0010] Bevorzugtes Einsatzgebiet des Dead-End-Verfahrens ist Rohwasser mit niedriger Partikelkonzentration. Den Gegensatz zum Dead-End-Verfahren bildet der Querstrombetrieb (Cross-Flow-Filtration).

[0011] Dadurch, dass erfindungsgemäss nur dann Adsorbens rezykliert wird, wenn eine mechanische Membranreinigung (also etwa ein Rückspulen und/oder ein Überströmen) erfolgt, kann einfach ein bestimmter Teil des dabei entstehenden Schwemmwassers, das zurückgehaltenes Adsorbens enthält, verwendet werden. Es erfolgt keine weitere Trennung von Adsorbens und Schwemmwasser, wie dies etwa in der WO 2004/048 277 A1 gezeigt ist. Der Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens liegt darin, dass das Verfahren zur Wiederverwendung des Adsorbens ohne zusätzliche Apparate sehr einfach zu realisieren ist. Die Rückführung erfolgt nach einer spezifischen Regelung einiger nacheinander geschalteten Abläufe und läuft nicht kontinuierlich ab, es findet also kein Schleifenbetrieb wie etwa in der WO 2010/029 155 A1 oder der EP 1 235 635 B1 statt.

[0012] Da am Beginn der Rückspülung bzw. des Überströmens in der Regel der grösste Anteil an Feststoffen von den Membranen abgelöst wird und man ja möglichst viel zurückgehaltenes Adsorbens rezyklieren will, ist es von Vorteil, wenn eine zuerst anfallende erste Menge an Schwemmwasser zurückgeführt wird.

[0013] Je nachdem, ob Rückspulen mit vorherigem Überströmen vorgesehen ist oder nur Rückspulen, wird vorteilhafter Weise jenes Schwemmwasser zurückgeführt, das am meisten Adsorbens enthält: im Falle der mechanischen Membranreinigung ohne Überströmen ist dies verbrauchtes Rückspülwasser, im Falle der mechanischen Membranreinigung mit Überströmen ist dies verbrauchtes Überströmwasser aus dem Überströmen der Membranoberfläche mit Rohwasser. Da zu Beginn der mechanischen Membranreinigung in der Regel der grösste Anteil an Feststoffen von den Membranen abgelöst wird und ein möglichst hoher Anteil des zurückgehaltenen Adsorbens rezykliert werden soll, ist es von Vorteil, wenn eine zuerst anfallende erste Menge an Schwemmwasser zurückgeführt wird.

[0014] Besonders einfach lässt sich die Erfindung realisieren, wenn der Teil des zurückgeführten Schwemmwassers durch Zeitablauf ab einem definierten Zeitpunkt während der mechanischen Membranreinigung festgelegt wird. So kann etwa mittels einer Zeitsteuerung festgelegt werden, dass das Schwemmwasser, das ab einem bestimmten Zeitpunkt – z.B. dem Beginn der Rückspülung oder dem Beginn des Überströmens – bis zu einem bestimmten danach liegenden Zeitpunkt anfällt, zurückgeführt wird. Das danach anfallende Schwemmwasser wird dann abgezogen und entsorgt.

[0015] Es ist für eine möglichst hohe Rückführrate von zurückgehaltenem Adsorbens von Vorteil, wenn das zurückgeführte Schwemmwasser, also die erste Menge an Schwemmwasser, 50–95%, insbesondere 75–90%, des zurückgehaltenen Adsorbens enthält, während aus dem Verfahren abgezogenes Schwemmwasser, also die zweite Menge an Schwemmwasser, 5–50%, insbesondere 10–25%, des zurückgehaltenen Adsorbens enthält.

[0016] Es ist günstig, wenn das vor die Membranfiltration zurückgeführte Schwemmwasser dem Rohwasser proportional zum Durchfluss der Membranfiltration zugegeben wird. Die Konzentration an Adsorbens im Kontaktbecken kann so konstant gehalten werden. Wenn proportional zum Durchfluss Schwemmwasser rückgeführt wird, dann ist dieses in einem Retentionsbecken zu sammeln, um es geregelt rückführen zu können.

[0017] Es kann aber genauso das zurückgeführte Schwemmwasser dem Rohwasser proportional zur Filtrationszeit (bei konstanter rückgeführter Menge gilt also: je länger die Filtrationszeit, umso kleiner die Dosierrate) oder proportional zur Steilheit der Permeabilitätskurve (bei konstanter rückgeführter Menge gilt also: je steiler die Permeabilitätskurve, umso höher die Dosierrate) der Membranen für die Membranfiltration zugegeben werden.

[0018] Es kann vorgesehen sein, dass die Dosierrate des zurückgeführten Schwemmwassers so gewählt wird, dass das Schwemmwasser bis zur nächsten mechanischen Membranreinigung (also zum nächsten Rückspulen oder Überströmen) aufgebraucht ist. Dies stellt sicher, dass ein etwaiges Retentionsbecken, in welchem das zurückzuführende Schwemmwasser gesammelt wird, leer ist, wenn der nächste Rückspül- oder Überströmprozess erfolgt und neues Schwemmwasser aufgenommen werden muss. Bei fest vorgegebenen Zeitabständen zwischen den Rückspül- bzw. Überströmprozessen oder bei fest vorgegebener filtrierter Menge ist die Regelung der Dosierrate besonders einfach.

[0019] Für die Abscheidung von sogenannten Mikroverunreinigungen im vorliegenden Verfahren ist es vorteilhaft, wenn das Adsorbens Pulveraktivkohle (PAK) ist.

[0020] Aktivkohle wird in der Regel aus Steinkohle, Braunkohle oder Kokosnussschale gewonnen. Die Oberfläche wird so behandelt, dass gelöste oder gasförmige organische Stoffe an der Aktivkohle adsorbieren können. Oft wird in der Wasseraufbereitung grobkörnige Aktivkohle verwendet, welche in einem Festbettfilter eingesetzt werden kann. Als Alternative wird fein pulverisierte Aktivkohle (PAK) eingesetzt, bei welcher die Adsorptionsleistung aufgrund des grösseren Oberflächen/Masse-Verhältnis höher ist als bei grobkörniger Aktivkohle.

[0021] In der Wasseraufbereitung kann Pulveraktivkohle mit dem zu reinigenden Wasser suspendiert werden und diesem so gelöste organische Stoffe (insbesondere Mikroverunreinigungen) entziehen. Dabei gilt: Je höher die Konzentration der PAK im Wasser, desto besser der Eliminierungsgrad von gelösten organischen Stoffen. Des Weiteren gut: je länger die Kontaktzeit der PAK mit dem Wasser, desto höher der Eliminierungsgrad. Aktivkohle kann nur eine gewisse Menge an organischen Stoffen auf der Oberfläche adsorbieren. Ist eine gewisse Sättigung erreicht, wird die Aktivkohle wirkungslos gegenüber neuen Verunreinigungen.

[0022] Unter Mikroverunreinigungen versteht man organische Spurenstoffe, die in sehr tiefen Konzentrationen (ng bis µg pro Liter) in Trink- und Abwasser sowie in Gewässern vorkommen. Dabei handelt es sich um Inhaltsstoffe von Pflanzenschutzmitteln, Medikamenten, Bioziden, Reinigungsmitteln, Farben etc., die aus verschiedensten Quellen wie Landwirtschaft, Haushalt und Industrie freigesetzt werden. Mikroverunreinigungen können sich negativ auf Mensch und Umwelt auswirken.

[0023] Um sogenannte Mikroverunreinigungen ausreichend aus dem Wasser zu entfernen, ist es sinnvoll, wenn das Adsorbens (in der Regel PAK) im Rohwasser eine Konzentration zwischen 10 und 100 mg/l aufweist.

[0024] Auch bei der Zugabe von frischem Adsorbens ist es im Hinblick auf eine konstante Konzentration des Adsorbens von Vorteil, wenn das frische Adsorbens dem Rohwasser proportional zum Durchfluss der Membranfiltration zugegeben wird.

[0025] Je nach Belastung des Rohwassers mit gelösten organischen Substanzen und je nach zur Verfügung stehender Kontaktzeit kann vorgesehen werden, dass 5–50%, insbesondere 10–25% des Adsorbens im Rohwasser frisches Adsorbens ist, um eine ausreichende Abscheidung von Mikroverunreinigungen sicherzustellen. Bei höherem Gehalt an gelösten organischen Substanzen im Rohwasser wird das Adsorbens schneller verbraucht sein als bei geringerer Konzentration. Die für die Adsorption notwendige Kontaktzeit kann mit einer Erhöhung der Adsorbens-Konzentration verkürzt werden.

[0026] In der Regel wird der Rückspülprozess periodisch in Abhängigkeit von einer definierten Menge an gefiltertem Wasser erfolgen. Der Rückspülprozess kann aber auch nach Ablauf einer definierten Zeit oder nach Erreichen eines vorgegebenen Permeabilitätsverlustes ausgelöst werden.

[0027] Das Schwemmwasser, das zurückgeführt werden soll, kann in einem Retentionsbecken gesammelt werden, es könnte aber auch direkt dem Rohwasser zugeführt werden, etwa in einem Kontaktbecken, in welchem das Rohwasser mit dem Adsorbens vermischt wird.

[0028] Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens umfasst: – eine Dosiervorrichtung, mit welcher dem Rohwasser frisches Adsorbens in Pulverform zudosiert werden kann, – ein Kontaktbecken, in welchem das Rohwasser mit dem Adsorbens vermischt werden kann, – eine druckbetriebene Membranfiltrationsanlage, in welcher das mit dem Adsorbens vermischte Rohwasser gefiltert werden kann, – eine Rückführleitung, mit welcher zumindest ein Teil des bei der Filtration zurückgehaltenen Adsorbens erneut dem Rohwasser vor der Membranfiltration zugegeben werden kann, wobei – die Membranfiltrationsanlage als Dead-End-Filtrationsanlage ausgeführt ist, und – für die Rückführleitung, mit welcher das bei der mechanischen Membranreinigung anfallende Schwemmwasser aus der Membranfiltrationsanlage abgeleitet werden kann, eine zeitgesteuerte Klappe (oder eine ähnliche Vorrichtung) vorgesehen ist, mit welcher Schwemmwasser entweder weiter in die Rückführleitung oder in eine Entsorgungsleitung, durch welche Schwemmwasser aus dem Verfahren abgezogen werden kann, geleitet werden kann.

[0029] Für die Rückspülung im Rahmen der mechanischen Membranreinigung umfasst die Membranfiltrationsanlage meistens eine Pumpe, mit welcher Filtrat entgegen der Filterrichtung durch die Membranen gepresst werden kann. Eine weitere Pumpe kann vorgesehen sein, um die Membranoberflächen durch Überströmen vom Filterkuchen zumindest teilweise zu befreien. Diese Pumpe ist in der Regel dieselbe, die zur Rohwasserförderung (Feed) der Membranfiltration eingesetzt wird.

[0030] Um das Schwemmwasser dosiert in das Rohwasser, etwa in das Kontaktbecken, einbringen zu können, kann die Rückführleitung ein Retentionsbecken enthalten, in welchem das Schwemmwasser, das zurückgeführt werden soll, gesammelt werden kann. Eine zweite Variante besteht darin, dass aufgrund z.B. von Platzmangel auf ein Retentionsbecken verzichtet und der rückgeführte Teil des PAK-haltigen Schwemmwassers direkt ins Kontaktbecken eingeleitet wird.

[0031] Das erfindungsgemässe Verfahren und die entsprechende Vorrichtung werden insbesondere zur Elimination von Mikroverunreinigungen angewendet. Es ist vorzugsweise bei Rohwasser mit einer Trübung von 0 bis 0,5 NTU (Nephelometrie Turbidity Unit; nephelometrischer Trübungswert) und einem Anteil von gelöstem organischem Kohlenstoff von 0 bis 1 mg DOC/I (Dissolved Organic Carbon) anwendbar.

[0032] Durch das erfindungsgemässe Verfahren kann die Konzentration des Adsorbens im Wasser hoch gehalten werden, was einen hohen Eliminierungsgrad von Verunreinigungen zur Folge hat. Das Adsorptionspotential wird besser ausgenützt, weil das Adsorbens nicht bereits nach einmaligem Gebrauch über das Schwemmwasser entsorgt wird, sondern weiter verwendet wird, weil es durch die Mikroverunreinigungen sowie durch den restlichen Gehalt an gelöstem organischen Kohlenstoff (DOC) nach einmaligem Gebrauch noch nicht vollständig gesättigt ist.

[0033] Damit kann trotz hoher Adsorbens-Konzentration im Kontaktbehälter der Verbrauch an Adsorbens klein gehalten werden, was ökologische und ökonomische Vorteile bringt. Aufgrund der hohen Adsorbens-Konzentration kann die Kontaktzeit kurz gehalten werden, was zudem den Vorteil hat, dass die Ausdehnung des Adsorbens-Kontaktbeckens minimiert werden kann. Das Verfahren ist ohne grossen technischen Aufwand sehr einfach zu realisieren.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

[0034] In der Figur ist eine beispielhafte erfindungsgemässe Anlage schematisch dargestellt.

[0035] Aus der Zulaufleitung 1 wird das Rohwasser einem strömungsoptimierten, durchmischten PAK-Kontaktbecken 2 zugeführt. Die PAK-Konzentration in diesem Becken kann zwischen 10 und 100 mg/l liegen. Aus diesem Becken wird die Suspension in die Druckmembranen 3 der Membranfiltrationsanlage gefördert. Die Suspension wird dort im Dead-End-Verfahren filtriert und das filtrierte Wasser wird über die Filtratleitung 4 abgeführt. Diese Druckmembranen werden periodisch mit Filtratwasser aus der Filtratleitung 4 rückgespült. Dem Rückspulen kann ein Überströmen der Filtrationsoberfläche mit Rohwasser vorgeschaltet werden. Der Rückspülprozess wird jeweils ausgelöst, nachdem eine genau definierte Menge an Wasser filtriert wurde. Eine Auslösung des Rückspülprozesses nach Ablauf einer definierten Zeit oder nach Erreichen eines vorgegebenen Permeabilitätsverlustes wäre auch möglich.

[0036] Das erfindungsgemässe Verfahren findet in erster Linie während der mechanischen Membranreinigung statt, also während des Rückspülens oder, falls vor dem Rückspulen überströmt wird, während des Überströmens. Bei der mechanischen Membranreinigung wird in einem definierten ersten Zeitraum das PAK-haltige Schwemmwasser über eine Rückführleitung 5 in ein Retentionsbecken 7 geleitet und in einem zweiten definierten Zeitraum das restliche PAK-haltige Schwemmwasser über eine Entsorgungsleitung 6 entfernt. Die Regelung der Schwemmwasserflüsse erfolgt über zeitlich gesteuerte Klappen an der Rohrleitungsverzweigung, wo die Entsorgungsleitung 6 von der Rückführleitung 5 abzweigt. Die zeitliche Steuerung der Klappen wird so gewählt, dass 50–95 %, insbesondere 75–90%, der PAK ins Retentionsbecken gelangen und 5–50%, insbesondere 10–25%, der PAK entsorgt werden.

[0037] Das Retentionsbecken 7 ist ein vollständig durchmischter Behälter. Von dort aus wird dem PAK-Kontaktbecken 2 (oder der Zulaufleitung 1 direkt vor dem PAK-Kontaktbecken 2) die Suspension über die Dosierleitung 8 für recyclierte PAK zudosiert und somit wieder in den Prozess zurückgeführt. Die Dosierrate erfolgt durchflussproportional zur Filtration und wird exakt so gewählt, dass das Retentionsbecken 7 nach Erreichen des vorgegebenen filtrierten Volumens wieder leer ist. Erfolgt der Rückspülprozess nach Zeitintervall, wird die Dosierrate so gewählt, dass nach Ablauf der Filtrationszeit der Behälter leer ist. Bei Auslösung des Rückspülprozesses nach Permeabilitätsverlust wird die Dosierrate in Abhängigkeit der Steilheit der Permeabilitätskurve geregelt.

[0038] Um dem System kontinuierlich frische PAK zuzugeben, wird frische PAK in einem Vorlagebehälter 9 suspendiert und dem PAK-Kontaktbecken 2 (oder der Zulaufleitung 1 vor dem PAK-Kontaktbecken 2) über die Dosierleitung 10 für frische PAK zudosiert. Die Dosierrate erfolgt durchflussproportional zur Filtration bzw. in Abhängigkeit der Filtrationszeit oder der Steilheit der Permeabilitätskurve und wird so gewählt, dass 5-50%, insbesondere 10-25%, der PAK im Kontaktbecken aus frisch zudosierter PAK bestehen.

[0039] Der Proportionalitätsfaktor «Dosierrate frische PAK / Durchfluss der Filtration» bzw. «Dosierrate frische PAK / Filtrationszeit» oder «Dosierrate frische PAK / Steilheit der Permeabilitätskurve» wird einmal eingestellt und konstant gehalten. Die Menge an rezyklierter PAK aus dem Retentionsbecken 7 wird hingegen so eingestellt, dass die Zielkonzentration im PAK-Kontaktbecken 2 erreicht wird. D. h. die aufgefangene Menge an PAK-haltigem Schwemmwasser wird gegebenenfalls angepasst, bis die Zielkonzentration stimmt.

[0040] Durch dieses System ist gewährleistet, dass immer ein Minimalanteil an frischer PAK im PAK-Kontaktbecken 2 vorliegt und dass periodisch ein Teil der gebrauchten PAK über die Entsorgungsleitung 6 dem System entzogen wird. Das mittlere «Alter» der PAK im Kontaktbecken stellt sich allmählich über ein Gleichgewicht ein.

[0041] Eine weitere mögliche Variante des Systems besteht darin, dass auf ein Retentionsbecken 7 verzichtet wird und das PAK-haltige Schwemmwasser direkt dem Kontaktbecken 2 zugeführt wird. Das Kontaktbecken 2 würde in diesem Fall die Funktion des Retentionsbeckens 7 übernehmen.

BEZUGSZEICHENLISTE

[0042] <tb>1<SEP>Zulaufleitung für Rohwasser <tb>2<SEP>Kontaktbecken für PAK <tb>3<SEP>Druckmembranen der Membranfiltrationsanlage <tb>4<SEP>Filtratleitung <tb>5<SEP>Rückführleitung <tb>6<SEP>Entsorgungsleitung <tb>7<SEP>Retentionsbecken <tb>8<SEP>Dosierleitung für recyclierte PAK <tb>9<SEP>Vorlagebehälter <tb>10<SEP>Dosierleitung für frische PAK

Claims

1. Verfahren zur Wasserreinigung, bei weichem – dem Rohwasser zuerst frisches Adsorbens in Pulverform zudosiert und das Rohwasser mit dem Adsorbens vermischt wird, – anschliessend eine druckbetriebene Membranfiltration durchgeführt wird, – zumindest ein Teil des bei der Filtration zurückgehaltenen Adsorbens erneut dem Rohwasser vor der Membranfiltration zugegeben wird, dadurch gekennzeichnet, – dass die Membranfiltration im Dead-End-Verfahren mittels Druckmembran durchgeführt wird, – dass beim Verfahrensschritt der mechanischen Membranreinigung ein Teil des dabei anfallenden Schwemmwassers, das zurückgehaltenes Adsorbens enthält, dem Rohwasser vor der Membranfiltration als zurückgeführtes Schwemmwasser zugegeben wird, und zwar wird eine bei der mechanischen Membranreinigung zuerst anfallende erste Menge an Schwemmwasser dem Rohwasser vor der Membranfiltration als zurückgeführtes Schwemmwasser zugegeben, während eine bei der mechanischen Membranreinigung danach anfallende zweite Menge an Schwemmwasser aus dem Verfahren abgezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwemmwasser im Falle der mechanischen Membranreinigung ohne Überströmen aus verbrauchtem Rückspülwasser und im Falle der mechanischen Membranreinigung mit Überströmen aus verbrauchtem Überströmwasser aus dem Überströmen der Membranoberfläche mit Rohwasser stammt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil des zurückgeführten Schwemmwassers durch Zeitablauf ab einem definierten Zeitpunkt während der mechanischen Membranreinigung festgelegt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zurückgeführte Schwemmwasser 50–95%, insbesondere 75–90%, des zurückgehaltenen Adsorbens enthält, während aus dem Verfahren abgezogenes Schwemmwasser 5–50%, insbesondere 10–25%, des zurückgehaltenen Adsorbens enthält.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das vor die Membranfiltration zurückgeführte Schwemmwasser dem Rohwasser proportional zum Durchfluss, zur Filtrationszeit oder zur Steilheit der Permeabilitätskurve der Membranen für die Membranfiltration zugegeben wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierrate des zurückgeführten Schwemmwassers so gewählt wird, dass das Schwemmwasser bis zur nächsten mechanischen Membranreinigung aufgebraucht ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Adsorbens Pulveraktivkohle ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Adsorbens im Rohwasser eine Konzentration zwischen 10 und 100 mg/l aufweist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das frische Adsorbens dem Rohwasser proportional zum Durchfluss, der Filtrationszeit oder der Steilheit der Permeabilitätskurve der Membranfiltration zugegeben wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass 5–50%, insbesondere 10–25%, des Adsorbens im Rohwasser frisches Adsorbens ist.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend –eine Dosiervorrichtung (9, 10), mit welcher dem Rohwasser frisches Adsorbens in Pulverform zudosiert werden kann, – ein Kontaktbecken (2), in welchem das Rohwasser mit dem Adsorbens vermischt werden kann, – eine druckbetriebene Membranfiltrationsanlage (3), in welcher das mit dem Adsorbens vermischte Rohwasser gefiltert werden kann, – eine Rückführleitung (5), mit welcher zumindest ein Teil des bei der Filtration zurückgehaltenen Adsorbens erneut dem Rohwasser vor der Membranfiltration zugegeben werden kann, dadurch gekennzeichnet, – dass die Membranfiltrationsanlage (3) als Dead-End-Filtrationsanlage ausgeführt ist und, – dass für die Rückführleitung (5), mit welcher das bei der mechanischen Membranreinigung anfallende Schwemmwasser aus der Membranfiltrationsanlage (3) abgeleitet werden kann, eine zeitgesteuerte Klappe vorgesehen ist, mit welcher Schwemmwasser entweder weiter in die Rückführleitung (5) oder in eine Entsorgungsleitung (6), durch welche Schwemmwasser aus dem Verfahren abgezogen werden kann, geleitet werden kann.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführleitung (5) ein Retentionsbecken (7) enthält, in welchem das Schwemmwasser, das zurückgeführt werden soll, gesammelt werden kann.