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Verfahren und Anlage zur Neutralisation von Abwässern Bei der Neutralisation
von sauren und/oder alkalischen Abwässern werden in der Technick im wesentlichen
zwei verschiedie Verfahren angewandt, und zwar die Standneutralisation und die Durchlaufneutralisation
Beide Verfahren sind aber mit erheblichen verfahrenstechnischer Mängeln behaftet,
die die Suche nach einem günstigeren Verfahren nahelegen.
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Bei dem diskontinuierlichen verfahren der Standneutralisation werden
die anfallenden abwässer wechselseitig in mindestens 2 Auffangbehältern gestapelt
Sobald ein Auffangbehälter bis zu Maximalnivea.u gefüllt- ist, wird unter intensiver
Durchmischun; des Reaktorvolumens zunächst der pH-Wert gemessen und dann entsprechend
der pfl-Wert-Abweichung vom Sollwert solange Lauge bw.
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Säure zudosi ort, bis der gewünschte Soll-pH-Wert erreicht ist, Dieses
Verfahren bedingt einmal 2 verhältnismäßig große Reaktionsbehaltfr, deren Volumen
jeweils etwa 1/3 bis 1/2 der stündlich anfallenden Abwassermenge betragen muß. Weiterhin
muß jeder Behälter mit. einem Rührwerk zur intensiven Durchmischung des 13ehälterinhaltes
ausgerüstet werden, wobei die stündliche Umwälzleistung Je nach Behältergröße dem
6o bis 100-fachen des Behältervolumens entsprechen muß.
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Ein Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß die mittlere und die
effektive Verweilzeit identisch: sind.
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Bei dem kontinuierlichen Verfahren der Durchlauneutrali satinn ist
nur ein Reaktionsbecken erforderlich, welches fortlaufend mit dem Abwasser beschickt
wird. Demzufolge werden auch fortlaufend de, Wert gemessen und gemäß, der pH-Wert-Abweichung
Säure oder Lauge zudosiert. Der Reaktionsbehälter braucht in diesem Fall nur ein
Volumen von 1/3 bis 1/5 der stündlich anfallenden Abwassermenge zu haben, wobei
die Leistung des Rührwerkes etwa mit der Leistung eines der beiden Rührwerke einer
Standneutralisation identisch ist.
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Als großer Nachteil dieses Verfahrens muß die unterschiedliche Verweilzeit
des Abwassers im Reaktionsbehälter angesehen werden. Die mittlere Verweilzeit ergibt
sich aus den Quotienten aus dem Volumen des Reaktionhalts (Vm) und dem Volumen des
pro Zeiteinheit durchfließenden Abwassers # = ## Die wahre Verweilzeit ist für einen
Teil des Abwassers-aber kleinraund für einen anderen Teil größer als t.
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Die relative Verweilzeit beträgt dann # Gemäß der dem Ablauf zugrunde
liegenden Beziehung Vo - xe mit V0 Behälterinhalt zur Zeit # = 0 V# Menge des zur
Zeit # im Abfluß vorhandenen Anteils von V0 ergibt sich, daß der größte Teil des
durchlauf enden Abwassers bei vollständiger Durchmischung eine relative Verweilzeit
von #s 1 hat. In nachstehender Tabelle sind die bis zur Zeit #= o,l; o,2 usw. bereits
durchgelaufenen Abwasserantelis in in % zusammengestellt.
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o,l o,2 o,25 o,5 0,75 X,o -l,25 1,5 2,o 10 18 22 39 53 63 71 78 86
Aus dieser Tabelle ist zu ersehen, daß z. B. 22 % der Abwassermenge nur eine Verweilzeit
im Reaktionsbehälter von weniger als 1/4 der mittleren Verweilzeit t haben. Andererseits
haben 37 % der Abwassermenge eine Verweilzeit die über der mittleren Verweilzeit
# liegt.
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Daraus folgt: 1) Ein beträchtlicher Teil des Abwassers fließt durch
den Reaktionsbehälter, ohne daß die vorgesehene mittlere Verweilzeit t zur Reaktion
mit den Neutralisationschemikalien gegeben ist.
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2) Mehr als 1/3 der Wassermenge verbleibt länger als vorgesehen im
Reaktionsraum und blockiert damit unnötig Behälter- und Rührwerkskapazität.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, die Vorteile der Standneutralisation
(IdentitEt der mittleren und e£fektiven Verweilzeit) mit' den Vorteilen der Durchlaufneutralisation
(geringerer appartiver Aufwand) zu verbinden.
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Erfindungsgemäß geschieht diese Verbindung dadurch, daß statt.
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eines Reaktionsbehälters mit Rührwerk (ideal durchmischter Rührkessel)
ein Strömungsrohr benützt wird, durch das mittels einer Pumpe das zu neutralisierende
Wasser gedrückt oder gesaugt wird. Die pH-Wert-Abweichung wird direkt im Strömungsrohr
oder in der By-Paß-Leitung gemessen. Entsprechend der Abweichung werden die Neutralisationschemikalien
im Strömungsrohr über einen Strahlsauger zugegeben.
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Zur intensiven Durchmischung des zu behandelnden Wassers und der Chemikalien
dient in an sich bekannter Weise ein Strahlsauger, der direkt in das Strömungsrohr
eingebaut ist. Das am Ende des Strömungsrohres auslaufende neutralisierte Wasser
passiert nach bekannter Weise eine Endauslaufkontrolle.
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Verfahrensbeschreibung: Die von der oder den Anfallstellen zulaufenden
Wässer werden in einem Pumpensumpf oder einem Pumpenspeisebehälter (1) gesammelt
und von dort mittels einer Pumpe (2) in das Strömungsrohr (3) gefördert. Die Strb.mt.ngPgeschwindigkeit
im Strömungsrohr soll dabei so hoch sein, daß eine axiale Vermischung vermieden
wird.
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Durch eine pH-Wert-Meßeinrichtung (49 werden die pH-Wert-Abweichungen
festgestellt und der Abweichung entsprechend Neutralisationschernikalien aus den
Vorratsbehältern (14) bzw.
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(15) über Magnetventile (16) bzw. (17) zugegeben.
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Die Chemikalienzugabe erfolgt über einen im Strömungsrohr eingebauten
Strahlsauger (5), der für eine einwandfreie durch mischung von Wasser und Chemikalien
sorgt. Di.e ausreagierten wasser passieren noch eine pH-Auslaufkontrolle (6), die
entweder direkt im Strömungsrohr (3) oder in einem nachgeschalte ten Behälter (139
installiert ist, bevor sie in den Kanal entlassen werden.
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Sollte der pH-Wert in der- Auslaufkontrolle nicht mit:-dem vorgegebenen
Wert übereinstimmen, SQ schließt automatisch das Ventil (7) und das Ventil (8) öffnet,
so daß die Wässar über die Leitung (9) wieder in den Pumpenspeisebehälter (10) zurückfließen
Für den Fall, daß zeitweise aus Wasser mit dem vorgeschrie benen pH-Wert der Anlage
zufließen, wie es bei Laborabwässern häufig der Fall ist, so schließt das vor dem
Strahlsauger (5) befindliche Ventil (12) und das in der Umgehungsleitung (11) befindliche
Ventil öffnet, so daß die Wässer direkt; dem Kanal zugeführt werden und nicht die
Anlage belasten.
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Statt der Ventile (8) und (12) können auch feder oder gewichtsbelastete
Absperrmaturen eingesetzt werden, die bei Schließen der Ventile (7) bzw. (11) durch
den Pumpendruck geöffnet werden.
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Da die baulichen Gegebenheiten oft sehr beengt sind, ist es auch möglich,
den Punipenspeisebehälter und den Behälter für die Auslaufkontrolle zu einem vorzugsweise
liegenden Behäl° ter zusammenzufassen, der durch eine innere Trennwand in mindestens
2 Katllmern aufgeteilt ist.
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Dieser Behälter dient-dann gleichzeitig als Unterlage für die übrigen-Anlagenteile,
so daß eine sehr kompakte, schnell zu montierende Anlage entsteht.
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Der Behälter für die pH-Endkontrolle (13) dient gleichzeitig als Hebebehälter,
sofern die'Kanaihöhe über der Anlagenhöhe ist.
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Sind Lösungsmittel und/oder Feststoffe im zu behandelnden Abwasser
in abscheidbarer Porm, so dient der Pumpenspeisebehälter (1) durch zusätzliche Einbauten
gleichzeitig als Schlamm- und/oder Lösungsmittellabscheider.
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Patentasprüche: 1) Verfahren zur Einstellung eines vorgegebenen pH-Wertes
und/oder pH-Wert-Bereiches dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion des zu behandelnden
Wassers mit der zur pH-Wert-Einstellung erforderlichen Chemikalien in einem Strömungsrohr
erfolgt.
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2) Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Chemikalienzugabe
und die Vermischung der Chemikalien mit dem Wasser durch einen in das Strömungsrohr
eingebauten Strahlsauger erfolgt.
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3) Verfahren nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die
Beschickung des Strömungsrohres mit dem zu behandelnden Wasser' mittels einer Pumpe
erfolgt.
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4) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die
zu behandelnden Wässer zunächst -iü einer Pumpen vorlage gesammelt werden.
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5) Verwahren nach Anspruch 1 bis Y dadurch gekennzeichnet,; daß die
behandelten Wasser einq Endkontrolle im Strü,-mungsr ohr passieren, bevor sie in
den Kanal entlassen werden.
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6) Verfahren nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß für'
die Endkontrolle ein gesonderter Behälter dient, der gleichzeitig als Hebebehälter
dienen kann.