DE19702884C2 - Vorrichtung zum Reinigen von Abwasser mit Ozon - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Reinigung von Abwasser, insbesondere aus der Kosmetikindustrie durch Ozonbehandlung, wobei die bei der Ozonbehandlung auftretende starke Schaumbildung durch spezielle apparative Vorrichtungen unterbunden wird, ohne daß der Zusatz eines Antischaummittels erforderlich ist.

Die Eliminierung von Schadstoffen im Wasser wie CSB, AOX, CKW, Tenside, Farbstoffe und PAK durch Anwendung von Ozon und UV-Licht ist seit langem bekannt als Folge des höheren Ozon-Oxidationspotentials, evtl. unter UV-Bestrahlung, wobei aus Ozon sehr reaktiver atomarer Sauerstoff entsteht, der die genannten Verunreinigungen, hierzu gehören beispielsweise Chloroform, Trichlorethylen, langkettige chlorierte Aliphaten und chlorierte Aromaten, oxidiert, mineralisiert oder zumindest soweit chemisch umwandelt, daß sie anschließend biologisch abbaubar sind.

Eine Übersicht über das Ozon/UV-Kombinationsverfahren ist in "Brauwelt", Sonderdruck aus Heft 49/92, Verlag Hans Carl, Getränkeverlag, Seiten 2 bis 7, veröffentlicht.

In der DE 39 19 885 A1 wird ein Verfahren und eine Anlage zur Behandlung von mit Schadstoffen belasteten Flüssigkeiten offenbart. Die behandelten Schadstoffe sind chlorierte organische Verbindungen. Die Aufgabenstellung und Lösung besteht aus einem verbesserten Zusammenwirken von UV-Licht und Ozon zum Abbau der Schadstoffe.

Die vorgeschlagene Anlage umfaßt zwei hintereinander geschaltete Reaktoren, in welchen jeweils konzentrisch ein zylindrischer innerer, mit Füllkörpern versehener Behälter angeordnet ist. Der innere Behälter ist am unteren Rand jeweils dicht mit dem Boden des äußeren Behälters bzw. Reaktors verbunden, so daß nur ein Teilstrom aus der bodenseitigen Beruhigungszone abgezogen bzw. abgepumpt werden kann.

In Patent Abstracts of Japan C-35, 1980, Vol. 4, No. 182 der JP 55-121886 (A) wird die Ozonbehandlung von schäumendem Wasser beschrieben. Schaum auf dem im Ozonreaktor stehenden Wasser wird durch Besprühen mit Kreislaufwasser beseitigt.

Der Zusatz von Antischaummitteln ist mit erheblichen Nachteilen verbunden, da durch die Installation einer Dosieranlage erhöhte Investitionskosten anfallen, erhöhte Verbrauchskosten für Antischaummittel und Strom aufzubringen sind und erhöhte CSB- Werte anfallen, die wiederum einen höheren Behandlungsaufwand erfordern. Es wurden daher verschiedene Entwicklungen durchgeführt, insbesondere das Besprühen des Schaums, um diesen zu zerstören.

In CH-PS 521 293 wird eine Vorrichtung zur feinblasigen Verteilung von Ozon offenbart, die mehrere parallele, mit Ozon-Auslaßdüsen versehene Rohre aufweist. Aufgabenstellung ist die Zerstörung von Detergentien im Abwasser.

In Patent Abstracts of Japan, C2, 1980, Vol. 4, No. 30 der JP 55-5774 (A), wird ein Verfahren beschrieben, in dem stark schäumendes Wasser mit Ozon behandelt wird. Hierbei wird nach der Behandlung mit Ozon der über dem Wasser stehende Schaum abgetrennt.

Die Aufgabenstellung in der vorliegenden Anmeldung bestand in der weiteren Verbesserung der Technologie zur Behandlung von stark schäumenden Abwässern mit Ozon ohne Einsatz von Antischaummitteln.

Eine Lösung dieser Aufgabenstellung ist besonders wichtig für Abwässer aus der Kosmetikindustrie. Jedoch auch andere stark schäumende Abwasser, z. B. Deponiesickerwasser oder Textilabwasser, können erfindungsgemäß mit Erfolg behandelt werden.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung ist der Anmelderin mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelungen.

Mit Hilfe der Figur wird die Erfindung näher erläutert.

Abwasser, welches nach üblichen Verfahren bei Umsetzung mit Ozon stark schäumt, so daß die Reinigung nur nach Zusatz von Antischaummitteln möglich ist, wird aus einem Vorlagebehälter über Leitung (15) unter einem Druck von Normaldruck bis 7 bar, bevorzugt von 2 bis 5 bar in die erfindungsgemäße Vorrichtung gepumpt.

Hinter der Anlage befindet sich eine Druckhaltung. Das Wasser enthält stark schäumende Substanzen, z. B. organische und anorganische Tenside. Zentrale Anlagenteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Reaktoren (1) und (2). An Reaktor (1) befindet sich eine Kreislaufleitung (11), durch die Abwasser aus Reaktor (1) unten abgezogen und mittels eines Injektors wieder in den Reaktor zurückgepumpt wird. Dem Injektor (3) wird ein Ozon und Sauerstoff enthaltendes Gas über Leitung (18) zugeführt und innig mit dem Rohwasser bzw. dem Kreislaufwasser vermischt. Das Ozon wird in einem üblichen Ozonisator (4) erzeugt. Die Ozonkonzentration beträgt im allgemeinen 8-9 Gew.-%, kann jedoch auch hiervon abweichen.

In Reaktor (1) findet die Umsetzung der Verunreinigungen mit Ozon statt. Wie erfindungsgemäß gefunden wurde, ist eine gleichzeitige Bestrahlung mit UV-Licht nicht erforderlich. Die Ozon-Oxidation findet bei einer Temperatur von 15°C bis 35°C, bevorzugt von 22°C bis 25°C statt. Die Verweilzeit für das Abwasser beträgt in Reaktor (1) 120 min. bis 210 min. und in Reaktor (2) 90 min. bis 140 min., bevorzugt 100 min. bis 120 min.

In Reaktor (1) sowie in Reaktor (2) befinden sich Einbauten (5) bzw. (6), die eine Gasblasenvergrößerung herbeiführen, so daß auf diese Weise bereits eine Trennung von Gas und Wasser erfolgt. Die Einbauten bestehen aus einem zentral nach unten ragenden Einleitungsrohr (13), das an der Seitenwand Bohrungen aufweist und in ein 2. Rohr (14) hineinragt, welches ebenfalls Bohrungen größeren Durchmessers aufweist.

Aus Reaktor (1) gelangen Abwasser und Gas über Leitung (16) in Reaktor (2). In diesem Reaktor erfolgt die Trennung von Gas und Flüssigkeit. Auch in diesem befindet sich eine Anordnung (6) analog Anordnung (5) zur Vergrößerung der Gasblasen, wobei jedoch die Bohrungen in den Rohren im Unterschied zu Anordnung (5) größer sind. Im oberen Teil des Reaktors (2) befinden sich zusätzlich Sprühdüsen (8), die zur Wäsche des oben aus Reaktor (2) abziehenden Gases mit Brauchwasser dienen. Aus dem unteren Teil des Reaktors (2) wird das gereinigte Abwasser über Leitung (7) abgezogen und nach Durchlaufen einer UV-Bestrahlungsanlage (17) zur Kläranlage geleitet. In (17) findet eine zusätzliche Reinigung des Abwassers statt durch Reaktion mit Restozon unter Wirkung von UV- Bestrahlung. Die Druckhaltung (19) befindet sich in Leitungsabschnitt (7). Das Gas durchströmt nach Austritt aus Reaktor (2) in einen mechanisch arbeitenden Schaumzerstörer (9), in dem ggf. vorhandene Schaumreste zerstört werden.

Das Gas gelangt nun von (9) in den Schaumabscheider (10). Hier erfolgt eine zusätzliche Abtrennung von Wasser, welches in Leitung (7) abfließt. Das Gas, im wesentlichen aus Sauer­ stoff und Ozon bestehend, gelangt über eine Gasreinigungsanlage (12) im Kreislauf zum Ozonisator (4). Sauerstoff wird aus (20) entnommen.

Typische Abwässer mit beim Einleiten von Ozon starkes Schäumen verursachenden Ver­ unreinigungen fallen beispielsweise in der Kosmetikindustrie an. So verbleiben bei der Herstel­ lung von Kosmetik Reste des Produktes im Wasser. Erfindungsgemäß kann ein solches Abwasser problemlos gereinigt werden.

Jedoch auch andere Abwässer, die Schäumen verursachende Verunreinigungen enthalten, lassen sich nach der vorliegenden Erfindung zuverlässig reinigen.

Mit diesem Verfahren und der Vorrichtung ist es erstmals gelungen, ohne Zusatz von Antischaummitteln, schäumende Verunreinigungen enthaltende Abwasser problemlos zu reinigen.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Reinigen von Abwasser mit Ozon, die 2 Reaktoren (1) und (2) aufweist, wobei Reaktor (1) mit einer Kreislaufleitung (11) verbunden ist, durch die zu reinigendes Abwasser aus Reaktor (1) unten abgezogen wird und mittels eines Injektors (3) von oben in Reaktor (1) rückgeführt wird, und Injektor (3) ei­ ne Zuführungsleitung (18) für ein aus Ozonisator (4) entnommenes Ozon und Sauerstoff enthaltendes Gas aufweist, die Kreislaufleitung vor dem Injektor (3) eine Zuführungsleitung (15) für das zu reinigende Abwasser aufweist und eine Zuführungsleitung (16) für den Inhalt des Reaktors (1) in Reaktor (2) vorhanden ist, Reaktor (2) im oberen Teil Sprühdüsen (8) zum Besprühen nach oben ent­ weichenden Gases aufweist, Reaktor (2) einen Ausgang (7) im unteren Teil für gereinigtes Abwasser aufweist, für das aus Reaktor (2) oben abziehende Gas ein Schaumzerstörer (9) vorhanden ist und sich hinter dem Schaumzerstörer ein Schaumabscheider (10) befindet und die Anlage eine Druckhaltung auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktoren (1) und (2) je ein Zentralrohr in der Mitte der Reaktoren zum Einleiten des zu reinigenden Wassers aufwei­ sen, daß die zentralen Rohre (13) in größere Rohre (14) ragen und beide Roh­ re (13) und (14) in den Reaktoren (1) und (2) an den Seitenwänden unter­ schiedlich große Bohrungen aufweisen, wobei die Durchmesser der Bohrungen der Rohre (14) größer, die Bohrungen im Reaktor (2) im Vergleich zu Reaktor (1) größer sind und das eine Ende der Zuführleitung (16) kopfseitig am Reaktor (1) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei Schaumzerstörer (9) um einen mechanischen Schaumzerstörer handelt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumabscheider (10) ein Fliehkraftschaumabscheider ist.

4. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Reini­ gung von Abwasser, wobei das Gas über eine Gasreinigungsanlage wieder in den Ozonisator rückgeführt wird und die gesamte Anlage einschließlich Schaumabscheider unter einem Druck von Normaldruck bis 7 bar steht.

5. Verwendung einer Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das gereinigte Abwasser nach Verlassen von Reaktor (2) eine UV-Anlage (17) durchströmt.

6. Verwendung einer Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verweilzeit in Reaktor (1) 120 bis 210 min, bevorzugt 150 bis 180 min beträgt und in Reaktor (2) 90 bis 140 min, bevorzugt 100 bis 120 min be­ trägt.

7. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Temperatur in Reaktor (1) 15 bis 35°C beträgt, bevor­ zugt 20 bis 25°C und die Temperatur in Reaktor (2) 18 bis 40°C, bevorzugt 22 bis 30°C beträgt.