DE2246652A1

DE2246652A1 - Verfahren zur behandlung waessriger schmutzfluessigkeiten

Info

Publication number: DE2246652A1
Application number: DE19722246652
Authority: DE
Inventors: Donald F Prof Othmer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-09-22
Filing date: 1972-09-22
Publication date: 1974-03-28

Description

Verfahren zur Behandlung wässriger Schmutzflüssigkeiten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung wässriger Schmutzflüs'sigkeiten, insbesondere der Abwässer von Haushalten und Industriebetrieben.
Der biologische Sauerstoffbedarf BSB oder der chemische Sauerstoffbedarf CSB einer Schmutzflüssigkeit, die organische Verunreinigungen enthält, wird durch diejenige biochemische, d. h.
also aerobe Oxydation verringert und damit beseitigt, die die Ursache dieses Sauerstoffbedarfes ist. Normalerweise ist Luft die Quelle, aus der die Mikroorganismen mit Sauerstoff versorgt werden, welche die Schmutzanteile angreifen und sie im Verlauf ihrer Lebensprozesse in Kohlendioxyd umwandeln, es wurde aber auch schon technischer Sauerstoff in einer Konzentration von mehr als 90 % in aeroben Behandlungsverfahren angewendet.
Die aeroben, normSerweise als sogenannte Sekundärverfahren bezeichneten Verfahren zur Behandlung von Abwässern weisen viele Nachteile auf; im günstigsten Anwendungsfalle sind große Anlagen, lange Behandlungszeiten und-verschiedene voneinander abhängige Verfahrens stufen erforderlich, bei denen unangenehme Gerüche abgegeben werden. Wenn solche Anlagen in der Nähe besiedelter Gebiete installiert werden, dann verderben sie wegen ihrer mehr als annehmbaren Nähe die Grundstückspreise. Noch unangenehmer sind solche Anlagen, wenn sie in Verbindung mit Salzwasser benutzt werden. Hier kann nämlich außerdem das Salzwasser, das in den verschiedenen Behandlungsstufen verwendet wird, Veränderungen der Verfahrens zustände hervorrufen und auch Einwirkungen auf die Bakterien ausüben, die den aeroben Abbauprozess durchführen.
Abwasserbehandlungsverfahren, die auf der Basis der Koagulation und Sedimentation beruhen und die gebräuchlicherweise als sogenannte Primärverfahren angewendet werden und den vorerwähnten Sekundär- oder Aerobverfahren vorangehen, können bei einem relativ hohen pH-Wert in der Größenordnung von 10 bis 11 arbeiten; bei solchen pH-Werten sind aber Mikroorganismen nahezu vollständig abgetötet.
Es hat sich herausgestellt, daß eine chemische Oxydation bei verschiedenen Verfahren zur Behandlung von Schmutzflüssigkeiten unter Verwendung von Luftsauerstoff möglich ist, wenn die Temperaturen im Vergleich zu denen, die für die aeroben Prozesse eingehalten werden müssen, relativ hoch sind. Dabei ergeben sich recht beachtliche Reaktionsgeschwindigkeiten, wie sie beispie#lsweise in der korrespondierenden Us-Patentanmeldung Nr. 35, 485 vom 7. Mai 1970 mit der Bezeichnung "Verfahren zur Herstellung von Reinwasser aus Seewasser und anderen Lösungen durch Stoßverdampfung und Kondensation", erwähnt sind. Um die Oxydation einzuleiten un#d um zu erreichen, daß sie sich selbst aufrechterhält, muß die Flüssigkeit entsprechend hoch, über den Siedepunkt von Wasser hinaus, erhitzt werden. Bei diesen Temperaturen ist aber Sauerstoff in brauchbarem Maße in Wasser nicht mehr lösbar.
Es wurde gefunden, daß die Oxydation organischer Verunreinigungen durch chemische oder biologische Vorgänge mit einer beträchtlichen Steigerung des Reaktionsablaufes durchgeführt werden kann, wenn sauerstoffhaltiges Gas mit einer der Luft entsprechenden Sauerstoffkonzentration - etwa 20 % - bis hinauf zu kommerziellen Sauerstoffkonzentrationen von 90 % oder sogar bis 99 % zur Behandlung des verschmutzten Wassers benutzt werden und wenn dabei ein Druck eingehalten wird, der über 1 kg/qcm vorzugsweise 1/2 bis 5 kg/qcm über dem Atmosphärendruck liegt.
Dieser hohe Druck führt zu einer starken Steigerung der Löslichkeit des Sauerstoffes und damit zu einer Steigerung seiner Kon#-zentration für den Ablauf chemischer Reaktionen. Eine Rückführung der in Behandlung befindlichen Flüssigkeit von atmosphärischem auf überatmosphärischen Druck erlaubt, daß bei jedem Rückführzyklus zusätzlich Sauerstoff durch Lösung in die Flüssigkeit eingebracht werden kann, um den Verbrauch oder Bedarf -- BSB der Schmutzflüssigkeit oder des Abwassers zu decken.
Bekannte Verfahren oder Vorrichtungen zur Oxydation von Abwasser durch aerobe Prozesse wenden dagegen Unterdruck an, der durch eine Venturidüse oder eine Öffnung erzeugt wird, die zum Einblasen von Luft in einen Strom des Schmutzwassers dient.
Diese Düsen- oder Einblasöffnungen befinden sich jedoch an einer Stelle des Flüssigkeitsstromes, die hinter der den Strom erzeugenden Pumpe liegt. Fest steht jedoch, daß bei diesen Verfahren und Anlagen der Druck des flüssigen Systemes an der Stelle der Einleitung der Luft notwendigerweise reduziert wird. Solche Verfahren können nicht nur deswegen keinen Erfolg haben, weil die Reaktionsfreudigkeit infolge der begrenzten Sauerstoffiöslichkeit bei atmosphärischem Druck nur gering ist; sondern auch deswegen, weil sie in Wirklichkeit bei Unterdruck ausgeführt werden, so daß die Löslichkeit des Sauerstoffes in der Flüssigkeit, die behandelt wird, noch unter das normale Maß hinaus gesenkt wird.
Im Gegensatz dazu kennzeichnet sich das einleitend genannte Verfahren erfindungsgemäß dadurch, daß a) Sauerstoff in der Flüssigkeit gelöst und die Flüssigkeit in einer Druckzone unter einem Druck von etwa 1/2 bis 10 atü und unterhalb einer Temperatur von 86 OC gehalten wird, damit die Löslichkeit von Sauerstoff und anderen Gasen in der Flüssigkeit gesteigert wird; b) die Flüssigkeit aus der Druckzone abgeleitet und auf atmosphärischen Druck entspannt wird, wobei die gesteigerte Löslichkeit von Sauerstoff und anderen Gasen in der Flüssigkeit verringert wird; c) wobei wenigstens Teile des Sauerstoffes und anderer Gase aufgrund der verringerten Löslichkeit aus der Lösung in der Flüssigkeit freigesetzt und abgeleitet werden d) und die Flüssigkeit unmittelbar danach in die Druckzone zurückgeführt und zur Steigerung der Löslichkeit von Sauerstoff unter Zuführung von Sauerstoff wieder unter Druck gesetzt wird; e) das Unterdrucksetzen und Lösen von Sauerstoff in der Flüssigkeit und das Entspannen und Freigeben von Sauerstoff und anderen Gasen in Zyklen etwa 2- bis 50mal wiederholt wird, bei einer Gesamtverweilzeit der Flüssigkeit in der Druckzone von wenigstens 10 Minuten.
Es wurde gefunden, daß die Oxydation normalerweise ihren Zweck, die Flüssigkeit sehr schnell zu Reinigen auch dann erfüllt, wenn der Sauerstoff durch die Saugwirkung am Einlaß einer Pumpe eingezogen wird, die dazu dient, das Schmutzwasser zu fördern und wiederholt zurückzuführen. Die Pumpenarbeit wirkt auf den Sauerstoff in der Flüssigkeit ein und bringt Sauerstoff und Flüssigkeit in innigen Kontakt; danach werden die Gasblasen Druck ausgesetzt, so daß sie in stark zunehmender Konzentration in Lösung gehen, wenn der höhere Druck an der Austrittsseite der Pumpe wirksam wird. Bei den bekannten Verfahren ließ man die Luft bei dem sehr viel geringeren Druck eines Aspirators in Lösung gehen, der die Luft in einen Behälter abgab, der nicht unter Druck stand sondern oft teilweise unter Vakuum steht. Demzufolge wird erfindungsgemäß eine wesentlich wirksamere Nutzung der Sauerstoffzufuhr erreicht, die sich in einer erheblich schnelleren Reaktion äußert. Man erreicht dadurch eine höhere Kapazität bei einem geringeren Volumen des Behälters und erzielt darüberhinaus eine wesentlich sorgfältigere Behandlung gewisser Materialien, die anders überhaupt nicht oxydiert werden.
Das Prinzip der vorliegenden Erfindung ist es daher, den BSB und den CSB von Schmutzwasser einschließlich Abwasser durch eine Oxydation in flüssiger Phase zu reduzieren, die im Vergleich zu den üblichen Aerobprozessen in einer kleinen Einheit von relativ großer Ausgangskapazität und bei niedriger Verweilzeit durchgeführt wird.
Dabei kann die Sauerstoffbehandlung des Abwassers nicht nur dann, wenn es sich um Salz- oder Süßwasser handelt, sondern in einigen Fällen auch bei sauren oder alkalischen Wässern mit einem pH-Wert von etwa 5 bis 11 durchgeführt werden Die Abwasser- und/oder schlammbehandlung zur Senkung des BSB kann in einem geschlossenen System erfolgen, wodurch Gerüche vermieden werden.
Die Sauerstoffbehandlung des Schmutzwassers zum Zwecke der Verminderung des BSB kann in einem Druckbehälter stattfinden, wobei zugleich eine Koagulation, eine Ausflockung und Sedimentation der Festanteile als Schlamm stattfindet, die entweder ursprünglich bereits vorhanden sind oder erst durch die Oxydation entstehen und wobei wahlweise mit oder ohne vorherige Zugabe von Kalkmilch zur Alkalisierung und/oder bekannten Koagulationsmitteln gearbeitet werden kann, um den Klärprozess zu unterstützen.
Die Oxydation kann in einem Behälter unter einem vergleichsweise höheren Druck als den Atmosphärendruck vorzugsweise bei einem Uberdruck von 1/2 bis 5 Atmosphären durchgeführt werden, um die Löslichkeit des Sauerstoffes zu erhöhen und zugleich seine Konzentration und infolgedessen auch die Reaktionsgeschwindigkeit zu steigern, so daß die Größe der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens verringert werden kann.
Außerdem kann ein wesentlicher Anteil, der für das Untpumpen der Flüssigkeit und des sauerstoffhaltigen Gasstromes in den Oxydationsbehälter erforderlichen Energie zurückgewonnen werden, indem man die aus dem Druckbehälter ausströmende Flüssigkeit durch eine Turbine oder einen anderen mechanischen Energiewandler leitet, der den Druck in Energie umwandelt.
Weitere wesentliche Ziele und Merkmale der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
Die Figur zeigt ein Arbeitsschema des erfindungsgemäß ausgebildeten Verfahrens.
In der Figur, welche das Verfahren beschreibt, ist weder der Maßstab noch sind die relativen Größen und Höhenlagen der einzelnen Bauelemente in irgendeiner Weise verbindlich, sondern es handelt sich lediglich um die übliche Darstellung eines Verfahrensfließschemas nach Art eines Diagrammes und ohne diejenigen mechanischen Details, die in Fachkreisen bekannt sind.
Viele Abwandlungen dieses Verfahrens sind möglich, und zwar im Hinblick auf die verschiedenen Flüssigkeiten, Feststoffe und Gasströme. Einige spezifische Beispiele für die Durchführung und Einstellung bestimmter möglicher Fließmuster sowie für die Behandlung spezifischer Schmutzflüssigkeiten werden im folgenden Beispiel für das erfindungsgemäß ausgebildete Verfahren beschrieben. Bei der Erläuterung des Verfahrens wird auf die fachüblichen Normen Bezug genommen. Das Drucksystem muß für einen Verfahrensarbeitsdruck von wenigstens 1/2 bis 5 oder in Sonderfällen für einen Druck Von 10 kg pro qcm, für Temperaturen bis zu 86 °C, für ein O bis 5Qmaliges Umwälzen der Flüssigkeitsmenge und für eine Sauerstoffzufuhr in der Größenordnung vom 2- bis 5fachen der bei hohem Druck lösbaren Sauerstoffmenge geeignet sein.
Wie aus der Zeichnung ersichtlicht wird in einem Behälter 10 eine Druckoxydation durchgeführt und zur Zufuhr und Rückführung von Flüssigkeit dient eine Zentrifugalpumpe 3, die auf ein oder mehrere Arbeitsstufen einstellbar ist und die dazu dient, das bei 1 durch ein Drosselventil 2 einfließende Schmutzwasser zu fördern. Das einfließende Wasser kann vorher über Siebe geführt worden sein, um große Feststoffe zu entfernen und dann noch einer Zerkleinerungsbehandlung ausgesetzt worden sein, um die enthaltenen Feststoffe auf eine Teilchengröße von etwa 6,5 mm zu reduzieren. Eine solche Zerkleinerung ist üblicherweise nicht nötig, weil die Wirkung der Zentrifugalpumpe und der Entspannungspumpe ausreicht, um die Teilchen, die normalerweise in den Abwässern von Haushalten enthalten sind, zu zerkleinern. Auch die Entspannung und das Freiwerden gelöster Gase beim Entspannen, wenn das Wasser die Dekompressionsstufe passiert, dient zum Verpuffen und Zerkleinern vorhandener Feststoffe.
Der Druck der Pumpe 3 fördert die verschmutzte Fldssigkeit durch ein Rohr 6 in den Behälter 10 . Ein Rohr 4, das mit einem Ventil versehen ist, fördert Luft oder Sauerstoff zur Einlaß- oder Saugseite der Pumpe 3, so daß die zugeführte Luft bzw. der Sauerstoff in den einfließenden Flüssigkeitsstrom eingesaugt wird. Dieser Einsaugvorgang wird sowohl durch die normale Saugwirkung der Zentrifugalpumpe, welche unter einer leicht negativen durch das Drosselventil 2 beeinflußbaren Druckvorlast arbeitet, und/oder zusätzlich durch einen etwas höheren Gasdruck bewirkt, mit dem der Sauerstoff oder die Luft durch die mit dem Ventil ausgerüstete Leitung 4 zugeführt wird, wenn der Ansaugdruck bei 5 positiv ist. Normalerweise befindet sich die Luft- oder Sauerstoffquelle unter normalem atmosphärischen Druck, so daß der zugeführte Sauerstoff bzw. die Luft von dem negativen, d. h. Saugdruck bei 5 auf der Einlaßseite der Pumpe angesaugt wird. Der Druckbehälter 10 weist einen unteren Teil 12 auf, der mit Flüssigkeit gefüllt ist, in der sich die Oxydation abspielt und in welcher bei einigen Behandlungsverfahren außerdem auch eine Sedimentation stattfindet, bei der Schlamm bei 13 abgelagert wird. Ein oberhalb des Flüssigkeitsspiegels liegender Teil 11 ist mit Gas gefüllt.
Für den Fall, daß Sauerstoff unter Druck zur Verfügung steht, kann er durch eine mit entsprechenden Ventilen ausgerüstete Leitung 44 zugeführt werden, wobei jedoch auf den Vorteil verzichtet werden muß, daß die Mischung in der Pumpe 3 die Lösung des Sauerstoffs fördert, andererseits aber auch die Notwendigkeit entfällt, den unter Druck zugeführten Sauerstoff in der Pumpe 3 zu entspannen. In diesem Fall kann die Mischung in angemessener Weise dadurch erreicht werden, daß der Sauerstoff in Form kleiner Blasen in den Behälter 10 eingeleitet wird.
Eine Förderleitung 6 der Pumpe führt zu einer unteren, mit einem Ventil ausgerüsteten Verbindung 7 zum Druckbehälter 10 und einen im Behälter angeordneten Düsenrohrrost 16 mit vielen kleinen Löchern - oder irgendeinem anderen System -, durch das eine gleichmäßige Verteilung der einströmenden Flüssigkeit über den Gesamtquerschnitt des Behälters 10 erreicht und zugleich eine Verringerung der Störströmungen erzielt wird. Alternativ kann die Flüssigkeit aber auch an höherer Stelle eingeleitet werden, beispielsweise durch einen Sprühkopf 14, der Flüssigkeitsstrahlen 15 erzeugt, die durch den Kopfraum 11 verlaufen, der zur Sammlung von Gas dient und oberhalb des mit Flüssigkeit gefüllten Raumes 12 liegt.
Der Behälter 10 wird daher in Form eines pneumatischen Druckbehälters betrieben, wie er in Hauswasserversorgungsanlagen üblich ist, wobei das von der Pumpe 3 geförderte Flüssigkeits- und Gasgemisch unter Druck gegen den pneumatischen Druck im Kopfraum l1 in den Behälter 10 eingeführt wird. Ein hinreichend großer überschuß an zugeführtem Sauerstoff oder zugeführter Luft wird an der Saugseite der Pumpe stets aufrechterhalten, damit auch die Aufrechterhaltung des mit Gas gefüllten Kopfraumes im Behälter 10 automatisch gewährleistet bleibt.
Eine schnelle Lösung des Sauerstoffes oder der Luft in der Flüssigkeit wird durch die heftige Mischwirkung und zugleich durch die Druckwirkung der Pumpe in der Leitung 6 hervorgerufen und sie geht bis an die Grenze des Löslichkeitswertes, der durch den erzielten Druck und di#e vorhandene Temperatur definiert ist.
Die Lösung kann in gewissem Sinne dadurch noch unterstützt werden, daß die Flüssigkeit aus der Leitung 6 kommend durch Düsen 14 unter hohem Druck in den Sauerstoff oder die Luft eingesprüht wird, die im Kopfraum 11 vorhanden ist.' Nachdem die Flüssigkeit im Behälter mit Gas in Berührung gebracht worden ist und nachdem eine mehr oder weniger große Reaktion der organischen Bestandteile in der Flüssigkeit unter dem gegebenen Druck mit dem Sauerstoff oder der Luft stattgefunden hat, wird die Flüssigkeit an einer niedrig liegenden Stelle über eine mit Ventilen ausgerüstete Leitung 41 abgezogen, wenn die Sprühdüsen 14 angewendet werden oder es wird an einer höher liegenden Stelle bei 8 abgezogen, wenn die Flüssigkeitszufuhr bei 7 und 16 erfolgt. In beiden Fällen sättigt sich die Fliissigkeit zunächst mit Sauerstoff und mit Gasblasen, die in der Flüssigkeit enthalten sind und passiert die Höhe des Behälters 10, damit die maximale Verweilzeit für den Ablauf der aeroben oder chemischen Oxydation bzw. Zufuhr und Ergänzung des Sauerstoffes zur Deckung des Sauerstoffbedarfes der anwesenden organischen Substanzen gewährt wird.
Außer den Strahlen 15, mit denen die Flüssigkeit eingesprüht wird, können auch andere Verfahren der Verteilung des eintretenden Stromes angewendet werden, die einen innigen Kontakt der Flüssigkeit mit dem im Kopfraum befindlichen Gas gewährleisten.
Die einsetzende und stattfindende Oxydation erzeugt üblicherweise einen schnell sedimentierenden Schlamm, der sich im Boden 13 absetzt. Der Behälter 10 kann zugleich als Gegenstrom-Feststoff-Flüssigkeitskontaktbehälter verwendet werden, wenn die Flüssigkeit von 16 aus ansteigt, während die damit in Berührung tretenden und sich absetzenden Flocken der Feststoffe einen großen oder den meisten Anteil der Turbulenz unterdrücken, die bei der normalen Arbeitsweise solcher Einheiten eintritt und wobei eine mehr oder weniger geklärte Flüssigkeit bei 8 austritt. übliche Koagulationsmittel oder andere Stoffe, die die Klärung unterstützen, können, falls das gewünscht wird, einlaßseitig zugegeben werden, und zwar bei 1. Hierzu gehören auch Kalkmilch bis zu einem pH-Wert von 10 oder 11, Polyelektrolyte, Flugasche usw.
Unabhängig davon, ob die Flüssigkeit, die das gelöste Gas enthält, den Behälter 10 bei 8 und durch die Leitung 9 oder durch die Leitung 41 verläßt, wird sie durch eine Wasserturbine 32 geleitet, die so ausgebildet ist1 daß sie die Expansionsenergie des entspannenden Gases sowie die Energie des statischen Druckes der Flüssigkeit auszunützen imstande ist.
So wird ein großer Anteil der Energie, die für den Betrieb der Pumpe 3 benötigt wird, um den Eintrittsdruck zu erzeugen, mit dem Flüssigkeit und sauerstoffhaltiges Gas in Berührung gebracht wer den, wiedergewonnen0 gger Sauerstoff, der bei dem Oxydationsprozess verbraucht wird, erzeugt ein aquivalenter Volumen an Kohlen dioxyd, das, obgleich die Löslichkeit von Kohlensäure in Wasser d#e von Sauerstoff übersteigt, zusammen mit dem Stickstoff der Luft, falls Luft verwendet wird, bei der Entspannung im Endeffekt wieder dasselbe Gasvolumen ergibt0) Der Mehrbedarf an Energie, den die Pumpe zusätzlich zu der von der Turbine 32 zurückgewonnenen Energie benötigt, wird von einem Motor 31 geliefert, der auf eine Welle 40 arbeitet, auf der sowohl die Pumpe 3 als auch die Turbine 32 angeordnet sind. Andere Vorrichtungen zur Wiedergewinnung mechanischer Energie können jedoch angewendet werden, wenn sie sich als vorteilhafter oder geeigneter erweisen0 Die Oxydationswirkung des Verfahrens kann aber auch dann erreicht und gewährleistet werden, wenn die Turbine 32 nicht verwendet wird; der Wert der Turbine besteht darin, daß sie in der Lage ist, Enexgie zurückzugewinnen. Deshalb kann sie bei kleineren Anlagen bedarfsweise weggelassen werden und durch ein einfaches Drosselventil ersetzt werden, das dann jedoch mechanische Energie verschwenk det Obwohl in der Beschreibung von einer Zentrifugalpumpe 3 die Rede ist, können aber auch andere geeignete mechanische Pumpen verwendet werden, insbesondere dann, wenn sie gute Zerkleinerungswirkungen auf weiche Feststoffanteile und eine intensive Mischwirkung gewährleisten.
Der Zerkleinerungseffekt, dem irgendwie in der Flüssigkeit schwebende Teilchen bei der Entspannung und beim Freiwerden des Gases ausgesetzt werden, ist sehr beträchtlich, und zwar unabhängig davon, ob die Entspannung in einer Turbine oder in einem Ventil stattfindet.
In anderen Fällen, bei denen es darum geht, den Schlamm 13, der ursprünglich im Behälter 10 vorhanden und abgesetzt oder aufgrund der Oxydation entstanden und abgesetzt ist, zum Zwecke einer weiteren Oxydation wieder zurückzuführen, kann ein Teil des im Bodenbereich 13 gesammelten Schlammes oder auch die Gesamtmenge durch eine mit einem Ventil ausgerüstete Leitung 17 abgezogen werden und mit der eintretenden Flüssigkeit vermischt werden.
Der Schlamm kann anstelle einer solchen Entnahme aus dem System sowohl kontinuierlich als auch intermittierend durch eine mit Ventilen bestückte Leitung 19 zur separaten Weiterbehandlung abgezogen werden oder er kann mit anderer Flüssigkeit durch eine mit Ventilen bestückte Leitung 18 entleert werden und dabei über die Turbine geführt werden, um die innewohnende Energie zurückzugewinnen und erst danach weiteren Behandlungen zugeleitet werden.
Es ist aber auch möglich, die mit Ventilen ausgerüsteten Leitungen 41 und 18 abzuschließen und den Behälter 10 im Sinne einer Sedimentationseinheit zu betreiben, wobei die Zufuhr bei 16 erfolgt und wie eingangs schon erwähnt wurde, ein klarer Abfluß bei 8 über die Rohrleitung 9 und die Turbine 32 abgezogen werden kann.
Koagulationsmittel sind bei dieser Arbeitsweise sehr hilfreich, wenn sie eingangsseitig bei 1 zugegeben werden.
Die Austrittsseite 33 der Turbine 32 ermöglicht es, entspannte Flüssigkeit und Gas, das aufgrund des niedrigeren Druckes aus der Flüssigkeit frei wird, über die Leitung 37, die mit einem Ventil ausgerüstet ist oder durch das Ventil 36 und die Leitung 34 abzuführen, wobei der letztere Weg dazu dient, die abgeführte Flüssigkeit wieder zur Eingangsseite der Umwälzpumpe 3 zuzuführen und auf diese Weise einer weiteren Oxydation zu unterziehen.
Alternativ dazu kann ein Teil oder die gesamte Flüssigkeit, insbesondere dann, wenn der Behälter nicht als Sedimentationseinheit betrieben wird, durch ein Ventil 35 in einen Behälter 20 weitergeleitet werden, welcher als Sedimentationseinheit arbeitet und in dessen Innerem ein wesentlich niedrigerer Druck, vorzugsweise der atmosphärische Druck aufrechterhalten wird.
In einigen aber nicht allen Fällen kann eine Entgasungskammer 45 eingeschaltet werden, um den im Flüssigkeitsstrom gelösten Gasen (insbesondere Stickstoff, wenn Luft verwendet wird) die möglich keit zu geben, bei niedrigerem Druck zu entweichen und auf diese Weise zu erreichen, daß die Gasanteile durch einen Austritt 46 getrennt von der Flüssigkeit abgeleitet werden. Dies kann vorteilhafter sein als eine unter höherem Druck arbeitende Entlüftung 42 und es wird außerdem Expansions- oder Entspannungsenergie genutzt.
Der Behälter 20 ist ein Behälter zum in Berührungbringen von Feststoffen und Flüssigkeiten zum Zwecke der Koagulation, Flockung und Sedimentation, und es kann vorteilhaft sein, gewisse Zusatzstoffe, der in der Fachwelt allgemein gebräuchlichen Art oder die mit besserem Ergebnis verwendbaren Stoffe, die in den US-Patenten Nr. 3 388 060 und 3 338 828 beschrieben sind, zuzugeben, um die genannten Vorgänge zu unterstützen. Die Zufuhr solcher Chemikalien kann durch eine Leitung 38 erfolgen. Der obere Teil eines Volumens 24 im Inneren eines Konus 21 wird als Mischer verwendet, um diese Chemikalien mit der Flüssigkeit zu mischen, die aus dem Behälter 10 über die Turbine 32 zugeführt wird. Gas, wie Stickstoff oder Kohlendioxyd, das infolge der Entspannung der Flüssigkeit frei wird, wirkt dabei als ausgezeichnetes Hilfsmittel, um diese Chemikalien mit der Masse der Flüssigkeit zu vermischen. Es können aber auch übliche mechanische Mischer verwendet werden. Dieser Sedimentationsbehälter kann abgedeckt sein und mit einer Entlüftung ausgerüstet werden, um die Gase abführen zu können. In einigen Fällen kann das freiwerdende Kohlendioxyd für weitere andere Verfahrensmaßnahmen aufgefangen und verwendet werden, etwa zur Neutralisation von Kalkmilch oder zur Senkung des pH-Wertes.
Die Sedimentation kann in dem Behälter 20 wesentlich besser gesteuert werden, insbesondere im Hinblick auf die besondere Zufuhr von Koagulationsmitteln, so daß bessere Ergebnisse erzielt werden, als wenn die Koagulation und Sedimentation im Behälter 10 durchgeführt wird, weil dieser dann sowohl Druckoxydationsbehälter als auch Sedimentationsbehälter sein muß. Wenn nur ein einziger Behälter verwendet wird, muß der Behälter 10 beide Funktionen erfüllen.
Wie das bei der üblichen Arbeitsweise von Vorrichtungen zum in Berührungbringen von Feststoffen und Flüssigkeiten ueblich ist, tritt die Flüssigkeit in ein Innenvolumen 24 im Behälter 20 ein, das in einem zentralen Konus liegt und wird mit einigen koagulierten Flocken, die sich abscheiden, gemischt. Die Mischung fließt nach unten, passiert den unteren Rand des Innenkonus 21 und steigt dann in einem Ringraum 22 nach oben an, während sich die Flocken in Form von Schlamm in einem Bodenbereich 23 ansammeln. Dieser Schlammraum kann in geeigneter Weise beeinflußt werden, um einen kräftigeren Niederschlag, insbesondere eine Entwässerung des Schlammes zu erzielen. Die hierzu üblicherweise verwendbaren Einrichtungen sind nicht dargestellt. Der Schlamm wird durch eine mit einem Ventil ausgerüstete Leitung 21 aus dem System abgezogen.
Alternativ kann der Schlamm aber auch durch eine mit Ventilen ausgerüstete Leitung 28 und die bereits erwähnte Leitung 34 wieder zurückgeführt und mit der eintretenden Flüssigkeit vermischt werden, um eine weitere Oxydation im Behälter 10 zu erreichen. Er wird dann durch das System hindurchgeführt und schließlich im Bodenbereich durch die Leitung 19 des Behälters 10 abgezogen oder aber er kann kontinuierlich zurückgeführt und umgewälzt werden, falls eine möglichst vollständige Oxydation des gesamten Schlammes angestrebt wird. Die organischen Bestandteile des Schlammes sind wenigstens teilweise oxydiert, wenn sie einen Zyklus im Behälter 10 durchlaufen haben. Wenn jedoch nur eine geringe Menge aktiven Schlammes im Behälter 10 benötigt wird, um die darin entwickelten Mikroorganismen zur Durchführung und Aufrecht erhaltung der aeroben Oxydationswirkung zu veranlassen, dann braucht nur ein kleiner Teil des Schlammes aus dem Bodenraum 23 abgezogen und zum Behälter 10 zurückgeführt werden.
Die relativ klare Flüssigkeit# die den Behälter 20 verläßt, tritt in einen üblichen Austrittstrog 25, hier als umfänglich verlauxend dargestellt, und kann vollständig oder teilweise aus dem System über eine mit Ventilen ausgerüstete Leitung 26 abgezogen werden.
In denjenigen Fällen, in denen die gewünschte biologische oder chemische Oxydation während der Ver#eilzeit, die ein einziger Durchlauf durch den Behälter 10 ergibt; nicht vollständig abgelaufen ist, wird ein Teil der aus dem Behälter 20 austretenden Flüssigkeit aus dem Trog 25 abgezogen und durch die mit Ventilen versehenen Leitungen 39 und 34 wieder zurückgeführt. Das Ventil 2 ermöglicht eine Drosselung der zufließenden Flüssigkeit5 so daß ein niedriger Druck und ein gewisser Sog an der, Saugseite 5 erzielt werden kann. Beim Erreichen dieser Stelle ist der Verfahrens zyklus vervollständigt.
Obwohl im Vorstehenden erwähnt wurde, daß in einigen Fällen dann mit einer schnelleren Oxydation zu rechnen ist, wenn der Sauerstoffdruck hoher ist und etwa den Wert von 10 Atmosphären Uberdruck erreicht, können auch gewisse Nachteile eintreten, wenn mit einem solchen Druck gearbeitet wird, so daß ein Druck von nicht mehr als 5 Atmosphären Überdruck normalerweise vorzuziehen ist.
Ein Teil dieses Druckes wird naturgemäß immer als hydrostatischer Druck wirksam sein und die Löslichkeit des Sauerstoffes ist demzufolge im Bodenbereich des Behälters 10 größer. Wenn über die lösbare Menge an Sauerstoff hinaus eine Überschußmenge in die eintretende Flüssigkeit mit zugeführt wird, dann ergibt das vorteilhafte, sehr feine Gasblasen. Wenn der gelöste Sauerstoff bei der Oxydation verbraucht wird, dann steht dieser u~berschüssige in gasförmigem Zustand vorhandene Sauerstoff zur weiteren Lösung zur Verfügung und ist in der Lage dafür zu sorgen, daß die in flüssiger Phase ablaufende Oxydation der Schmutzanteile fortgesetzt werden kann.
Im folgenden wird die Druckoxydation in Einzelheiten erläutert.
Der Sauerstoff, der auf der Saugseite der Umwälzpumpe 3 eingezogen wird, kann unabhängig davon, ob Luftsauerstoff oder reiner Sauerstoff verwendet wird, so dosiert werden, daß die Menge 1 bis 50 Teile pro Millionen (ppm) Sauerstoff je Menge der umgewälzten Flüssigkeit beträgt. Eine größere Sauerstoffmenge kann durchaus angewendet werden, um Sauerstoff für das Druckoxydationsverfahren zuzuführen. Ein wesentlicher Überschuß über die Menge des in Wasser lösbaren Sauerstoffes hinaus wird jedoch nicht voll genutzt, so daß zumindest dann, wenn reiner Sauerstoff verwendet wird, Verluste eintreten, welche die Wirtschaftlichkeit beeinträchtigen. In einigen Fällen ist es besser, die Flüssigkeit mehrere Male mit jeweils neuer Gaszufuhr umzuwälzen. Zusammen mit den Schlämmen können bis zu 50 Urmqälzungen angewendet werden.
Unter der Mischwirkung, die in der Pumpe stattfindet, wird der Sauerstoff in feine Gasbläschen verteilt und infolge des zunehmenden ansteigenden Druckes, der sich beim Passieren der Pumpe ergibt, geht er sehr schnell in Lösung, weil infolge der kleinen Gasblasen eine sehr große Xontaktfläche zur Verfügung steht. Dabei wirkt sich dann insbesondere auch noch die mit steigendem Druck größer werdende Löslichkeit von Sauerstoff in Wasser positiv aus. Diese viel höhere Konzentration von Sauerstoff im Schmutzwasser, die erheblich über den Wert hinaus geht, der bei normalem atmosphärischen Druck erreicht werden kann, führt dazu, daß erheblich größere Oxydationsgeschwindigkeiten der Schmutzstoffe im Abwasser erreicht werden können als unter den Bedingungen normalen atmosphärischen Druckes Ein Druckbereich in der Größen ordnung von 1/2 bis 5 Atmosphären Überdruck hat sich als üirtschaftlich und befriedigend e:l:Wiesene weil die höheren Kosten für die Pumparbeit, die nötig ist um den höheren Druck zu erzeugen, durch die damit erreichte gesteigerte Oxydationsge schwindigkeit der unerwünschten organischen Anteile wieder aus geglichen wird. Höhere Drücke können jedoch bei Erzielung höherer Reaktionsgeschwindigkeiten angewendet werden, um kleinere Anlagen zu erzielen.
Die Dauer des Verweilens im Behälter 10 wird so gewählt e daß die Oxydation der organischen Bestandteile unter den Bedingungen der hohen Reaktionsgeschwindigkeit des unter Druck stehenden Sauerstoffes stattfinden kann. In der Regel sind Verweilzeiten von 10 bis 60 Minuten üblich, längere Verweilzeiten bis zu etwa 5 Stunden können für die Schlämme angewendet werden Ein bis auf Werte von 10 Atmosphären ansteigender Sauerstoffdruck verringert die Verweilzeiten, die benötigt werden, im Vergleich zu denen, die bei 5 Atmosphären erforderlich sind, um etwa 25 %, und in jenen Fällen, wo der höhere Druck gewährleistet. ist, mag er auch gerechtfertigt sein.
Obwohl die meisten organischen Bestandteile oxydiert werden können, ist. es auch wichtig zu beachten, daß in den meisten Fällen nur eine partielle Oxydation der großen und komplexen Moleküle eintritt, wobei es sich beispielsweise um Moleküle handelt, die kolloide Lösungen bilden und wobei die Oxydation normalerweise das Kolloid bricht. Durch dieses Aufbrechen der Kolloide durch-die partielle Oxydation wird die sonst oft sehr schwierige Ausfällung oft erst möglich. Es werden unlösliche und verhältnismäßig leicht absetzbare Feststoffe erzeugt. Das bedeutet, daß, sobald der Schlamm seaimentiert und entfernt ist, eine relativ geringe Oxydation mit einem entsprechenden einhergehenden Absetzen ausreicht, um den weseitlichen Anteil des BSB des Wassers zu beseitigen Insbesondere dann, wenn der biologische Sauerstoffbedarf einer verhältnismäßig klaren Flüssigkeit hauptsächlich auf gelösten organischen Bestandteilen sowie auf färbenden Substanzen beruht, führt die Oxydation dieser Bestandteile zu einem Schlamm, der anschließend das meiste der ursprünglichen den biologischen Sauerstoffbedarf erzeugenden Stoffe enthält; der restliche Sauerstoffbedarf ist bei wirksam durchgeführter Sedimentation letzten Endes nur noch ein kleiner Teil desjenigen Bedarfes, der als Gesamtbedarf an der Eintrittsseite vorhanden war.
Wenn der biologische Sauerstoffbedarf der Flüssigkeit größer ist als die lösliche Menge bei einer gegebenen Temperatur und dem vorhandenen höheren Druck im Oxydationsbehälter 10, dann kann die Oxydation im Behälter 10 nicht vollständig abgeschlossen werden, obwohl der überwiegende biologische Sauerstoffbedarf sich im Schlamm konzentriert und anschließend auf irgendeine andere Weise gedeckt werden kann. Ein Weg, der hilft eine weitere Oxydation zu fördern, besteht darin, dafür zu sorgen, daß eine größere Menge an Sauerstoff oder Luft bei der Einspeisung durch die Leitung 4 zugeführt wird als den Löslichkeitsbedingungen im Behälter 10 entspricht. Das führt dann zu der Bildung des gasgefüllten Kopfraumes 11. Die Flüssigkeitsstrahlen 15, die aus den Düsen 14 austreten, durchsetzen diesen Gasraum und ermöglichen einen zusätzlichen Sauerstoffkontakt der Flüssigkeit, so daß zusätzlicher Sauerstoff für den Ablauf der Oxydationsreaktionen zur Verfügung steht, der nicht nur in den Strahlen selbst sondern auch in dem Reaktionsvolumen während des Aufenthaltes im Behälter 10 genutzt werden kann. Ein Entlüftungsventil 42 dient zum Entfernen von Gasen, insbesondere zum Entfernen von Stickstoff, falls Luft verwendet wird, denn die anfallende Menge an Stickstoff kann einen Überschuß ergeben, weil nicht die gesamte Menge in der Flüssigkeit lösbar ist, die aus dem Behälter 10 abgeführt wird. Kohlendioxyd kann ein weiteres Gas sein, das zusammen mit nicht oxydiertem Sauerstoff abgeführt werden kann, jedoch die Löslichkeit von Kohlendioxyd ist so hoch, daß es in der Regel bei dem im Behälter 10 herrschenden Druck voll in Lösung geht. Alternativ zu der Lösung, die Gase durch Entlüftung zu entfernen, ist es jedoch besser, eine Entspannung über die Turbine 32 vorzunehmen, weil dabei Energie gewonnen werden kann.
Eine Fortsetzung der Oxydation wird auch erreicht, indem die im Behälter 10 zunächst nur unvollständig oxydierte Flüssigkeit um~ gewälzt oder zurückgeführt wird und dabei über die Leitung 4 zunächst mit neuem Sauerstoff versorgt wird und anschließend im Behälter 10 eine weitere Ver##eilzeit durchläuft Die Anzahl der Rückführungen oder Umwälzungen kann zwischen Opl bis 50 liegen.
Eine weitere Oxydation d. h. Senkung des biologischem Sauerstoffbedarfes BSB wird erreicht, indem man Flüssigkeit zurückführt und mit der frisch zufließenden zu oxydierenden Flüssigkeit vermischt. Wenn in dem ursprünglich zufließenden verschmutzten Wasser große zu handhabende Feststoffmengen vorhanden sind und der biologische Sauerstoffbedarf BSB sehr hoch ist, etsa beispielsweise wesentlich oberhalb 200 ppm, dann kann es hinsichtlich der Verwendung und Nutzung des Sauerstoffes vorteilhaft und wirtschaftlich sein, eine bestimmte größere Anzahl von Umläufen der Flüssigkeit durchzuführen, damit eine hinreichend große Sauerstoffnenge zugeführt werden kann und die Oxydation im Druckbehälter entspre chend weit fortschreiten kann. In den meisten Fällen kann diese Oxydation als chemische Oxydation angesehen werden, jedoch unter vielen Bedingungen werden sich außerdem auch mehr oder weniger starke aerobe Vorgänge abspielen, und zwar jeweils abhängig vom bakteriellen Leben in der Flüssigkeit, vom pH-Wert und von anderen Begleitumständen.
Die Turbine wurde als Mittel zur Wiedergewinnung von Energie bezeichnet und sie wurde zusammen mit der Pumpe als mit einer gemeinsamen Welle 40 verbunden dargestellt. Mit dieser Welle ist auch ein Motor 31 verbunden. Zusätzliche Antriebskraft für die Pumpe, die über den Energiebedarf hinaus benötigt wird, den die Turbine zurückgewinnt, wird daher von dem Motor 31 geliefert.
Die Kompression des Gases, die Reibungserscheinungen in der Pumpe und in den Rohrleitungen haben zur Folge, daß eine Temperatursteigerung im Oxydationsbehälter eintritt, die außerdem noch durch die Oxydationswärme gefördert wird, welche sowohl bei chemischer als auch bei aerober Oxydation erzeugt wird.
Dieser Temperaturanstieg ist solange nicht von Bedeutung, wie eine bestimmte Grenztemperatur, deren Höhe von der jeweiligen Art der vorhandenen Mikroorganismen abhängt, nicht überschritten wird. Die Steigerung der Temperatur senkt die Löslichkeit des Sauerstoffs und infolgedessen auch dessen Reaktionswirkung, aber sie steigert zugleich die Reaktionsgeschwindigkeit. Außer beim Abbau von Schlämmen ist die Temperatursteigerung gewöhnlich kein Problem. Im allgemeinen liegt die anzustrebende Temperatur im Behälter 10 unter 86 OC.
Andererseits findet in der Turbine 32 eine Expansion von Luft oder Sauerstoff, der im Behälter 10 gelöst war, statt, wobei aber nicht nur Sauerstoff sondern auch Stickstoff, Kohlendioxyd, Schwefelwasserstoff, Methan usw. frei werden können. Einige Gase, falls Luft verwendet wird vor allem Stickstoff, neigen dazu, bei der Entspannung aus der Lösung freizuwerden. Die dabei einsetzende Gasexpansion ist viel geringer als die Gaskompression in der Pumpe 3, weil die Anteile des in der Pumpe 3 komprimierten Sauerstoffes zur Bildung chemischer Verbindungen mit den gelösten und schwebenden organischen Bestandteilen des Schmutzwassers verbraucht worden sind und Feststoffe bilden und weil das Kohlendioxyd, das außerdem entsteht, wesentlich löslicher ist als Sauerstoff. Daraus ergibt sich, daß immer eine gewisse Aufheizung in dem im Gleichgewicht befindlichen System stattfindet.
In den Fällen, in denen das Abwasser ursprünglich alkalisch ist oder durch eine vorangehende Behandlung alkalisch wurde, insbesondere dann, wenn es Kalziumhydroxyd in gelöstem Zustande enthält, führt das Kohlendioxyd, das sich aus der Oxydation im Druckbehälter 10 bildet, zu einer Neutralisierung der Kalkmilch und zu einer Senkung des pH~Wertes der Lösung und zu einer Ausfällung von Kalziumkarbonat, da dessen Löslichkeit nur 0,1 bis 0,2 % beträgt. Diese Fällung wird als Schlamm im Bodenbereich 13 aufgefangen oder an späterer Stelle als Schlamm gesammelt Wenn der pH-Wert irgendeiner Flüssigkeit sehr hoch ist - möglicherweise infolge der Zugabe von Kalkmilch im Bereich von 10 bis 11 -, dann wird er durch das Kohlendioxyd gesenkt, weiches bei der Verbrennung des Schlammes oder Brennstoffes entsteht.
Die Gewichtslast im Druckoxydationsbehälter Wie schon an vorstehender Stelle erwähnt wurde, ist die Figur nicht maßstabgerecht ausgeführt und die Proportionen der Abmesn sungen des Behälters 10 sind demzufolge unbestimmt und untere bindlich. In normalen herkömmlichen Sedimentationsbehältern oder Vorrichtungen zum Inkontaktbringen von Feststoff und Flüssigkeit, die bei atmosphärischem Druck arbeiten, kann der Durchmesser im allgemeinen groß im Vergleich zur Höhe sein. Für das vorliegende Verfahren wird jedoch ein Druckbehälter benötigt, der vorzugs weise aus Stahl gefertigt wird und ein größeres Verhältnis von Höhe zu Durchmesser kann vorteilhaft sein, obwohl die Sedimentationsfunktion und der Sedimentationsabstand die vom Gesichtspunkt der mechanischen Konstruktion her gewünschte oder anzustrebende Höhe begrenzen können.
Im vorliegenden Fall kann die Höhe jedoch mit Vorteil beträchtlich größer gewählt werden, um unter dem entstehenden Druck eine höhere Sauerstoffkonzentration und höhere Reaktionsfreudigkeit zu erreichen, falls die Flüssigkeit durch den Düsenrost 16 eingeleitet wird. Eine Höhe von etwa 6 bis 20 m oder mehr ergibt einen entsprechenden hydrostatischen Druck bei geringerem Gasdruck im Kopfraum.
Die Pumpe braucht dann nicht mehr ausschließlich gegen den pneumatischen Druck des Gasvolumens im Kopfraum zu arbeiten, sondern muß den verhältnismäßig großen statischen Druck überwinden, der sich aus der Flüssigkeitssäule der einer Druckoxydation unterzogenen Flüssigkeit ergibt. In diesem Falle, wenn also der Behälter 10 selbst als Vorrichtung zum Inberührungbringen von Feststoffen und Flüssigkeiten dient, wird durch irgendwelche übliche Anordnungen Flüssigkeit, die sich lösende Gasblasen sowie bereits vorhandenen oder infolge der Oxydation entstehenden Schlamm enthält, in der Nähe des Bodens, etwa durch den Düsenrost 16 eingebracht und steigt langsam nach oben gegen den abwärts sinkenden Strom ausflockender Feststoffe. Auf diese Weise kann der Behälter selbst zur Durchführung der üblichen Primär- und der üblichen Sekundärbehandlung verwendet werden, d. h. er kann zur Durchführung einer Sedimentation sowie zur Durchführung einer Oxydation verwendet werden, weil Sauerstoff in der Flüssigkeit im Behälter gelöst ist.
Die normalerweise leichte Durchmischung der Flüssigkeit, die in einer Vorrichtung zum Inkontaktbringen vön Feststoffen und Flüssigkeiten zur Durchführung der Primärreaktion, d. h. der Koagulation und der Flockung erwünscht ist, wird in diesem Fall durch das Freiwerden gelösten Gases erreicht. Dieser Vorgang ergibt sich infolge des absinkenden hydrostatischen Druckes, wenn die Flüssigkeit langsam ansteigt. Wenn die Höhe der Flüssigkeitssäule im Behälter etwa 20 m beträgt, was einem hydrostatischen Druck in der Nähe von etwa 2 kg pro cm² entspricht, dann nimmt die Löslichkeit des Sauerstoffes langsam ab, wenn der hydrostatische Druck beim Ansteigen der Flüssigkeit sinkt. Dabei können jedoch im Kopfraum 11 oberhalb der Flüssigkeitssäule im 2 Behälter noch 2 oder 3 kg pro cm pneumatischen Druckes herrschen.
Eine Belüftung führt normalerweise zu einer heftigen Durchmischung eines Aerobbehälters. Die Menge des Sauerstoffes wird bei diesem Vorgang genau überwacht und gesteuert, denn sie hängt von der Löslichkeit des Sauerstoffes im Wasser ab. Falls Sauerstoff allein verwendet wird, kann eine Verringerung des Gasvolumens auf ein Viertel erzielt werden. Von großer Bedeutung ist aber auch die Wert 2 kung des Druckes, die bei 5 Atmosphären Überdruck (= 6 kg pro cm absoluter Drucl-) zu einer Verringerung des Gasvolumens auf ein sechstel der Ursprungsgröße führt. Diese Wirkungen führen gemeinsam zu einer Verringerung des Gasvolumens t damit zugleich zu einer Verringerung der Durchmischung, so daß die Sedimentation ermöglicht wird.
Die überwiegende Menge des Sauerstoffes wird während der Oxydation verbraucht, wobei zugleich Kohlendioxyd erzeugt wird, dessen Löslichkeit mehr als 30mal größer ist als die von Sauerstoff.
Wenn reiner Sauerstoff benutzt wird, dann ist in der Regel kein Stickstoff vorhanden. Wird jedoch mit Luft gearbeitet, dann wird der begleitende Stickstoff, der aufgrund der Saugwirkung der Pumpe 3 mit in das System eingezogen wird, weniger und weniger löslich und es entstehen kleine Blasen, wenn die Flüssigkeit langsam im Behälter ansteigt.
Bei einem sehr hohen Behälter 10 kann der Auslauf der Flüssigkeit, der zur Turbine des Energierückgewinnungssystemes führt, in der Nähe des oberen Bereiches etwa bei der Leitung 8 abgezogen und durch das Rohr 9 geführt ~werden Die Lage dieser Auslaufstelle 8 kann so gewählt werden, daß die ausfließende Flüssigkeit Gas mitnimmt und über die Turbine austrägt Es kann aber auch dafür gesorgt werden, daß ausschließlich Flüssigkeit über die Leitung 9 abfließt, wobei dann der Gesamtdruck gleich dem Summendruck aus dem pneumatischen Druck des Gases im Kopfraum und dem hydrostatischen Druck der Flüssigkeitssäule ist und wobei der Druck selbst durch Auswahl des pneumatischen Druckes im Kopf raum auf beliebige Werte eingestellt werden kann. Die Entleerung irgendwelcher unerwünschter Gasmengen aus dem Kopfraum wird dann durch das Entlüftungsventil 42 vorgenommen.
Wenn in dieser Weise gearbeitet wird, dann hat man einen tiefen Sedimentationsbehälter, in dem sich zusätzlich ein Oxydation$worgang abspielt. Zum Absetzen des Schlmms dient dann der Bodenbereich 13 des Behälters, der zu diesem Zweck konisch gestaltet ist.
Der Schlamm kann sowohl durch die Leitung 19 zur Ablagerung oder Weiterverarbeitung als Schlamm oder durch die Leitung 17 abgezogen werden und durch letztere dann zur Eintrittsseite zurückgeführt werden, wenn weiterer Sauerstoff zugeführt werden soll, um im wesentlichen den gesamten biologischen Sauerstoffbedarf BSB zu beseitigen. Alternativ dazu kann der Schlamm mit den Feststoffteilchen auch durch die Turbine 32 zurückgeführt werden, so daß eine Rückgewinnung mechanischer Druckenergie erreicht wird. Eine kleine Menge zurückgeführten Schlammes kann außerdem die aerobbiologische Situation verbessern.
Sofern der Behälter 10 hoch genug ist, um im Bereich seines Bodens den erforderlichen hydrostatischen Druck zu gewährleisten, kann am oberen Ende atmosphärischer Druck herrschen, d. h. der Behälter kann entweder offen ausgebildet sein oder mit offenem Entlüftungsventil 42 arbeiten.
Die normalen Inneneinbauten herkömmlicher Vorrichtungen zum Inkontaktbringen von Feststoffen und Gasen oder von Sedimentationsbehältern können'verwendet werden, sind jedoch als in Fachkreisen der Abwasserbehandlung an sich bekannte und übliche konstruktive Elemente nicht erwähnt. Der Schlamm, der sich im konischen Boden absetzt, kann einer einfachen langsamen Mischung oder anderen Behandlung ausgesetzt werden, die Einrichtungen zur Durchführung dieser Behandlung sind nicht dargestellt, denn eine leichte langsame Mischung gehört zur üblichen Praxis, die zum Entfernen von Schlamm aus Vorrichtungen zum Inkontaktbringen von Feststoffen und Flüssigkeiten oder bei Sedimentationsbehältern angewendet wird.
Die Behandlung des rohen Abwassers als Gesamtvorgang.
Rohes Kommunalabwasser wird zunächst über Siebe geführt, um Fremdkörper mit einer über 2,5 cm liegenden Größe zu entfernen und tritt danach bei 1 als Eintrittsflüssigkeit ein, wobei der biologische Sauerstoffbedarf BSB bei etwa 200 ppm liegt. Der Druckoxydationsbehälter wird zugleich als Sedimentationsbehälter verwendet und auf der Saugseite 4 der Umwälzpumpe 3 wird Luft mit eingesaugt.
Die Einführungsvorrichtung des Behälters 10 bildet der Düsenrost 16 und die einsetzende Oxydation hat zur Folge, daß die durch die Austrittsöffnung 8 abfließende Flüssigkeit einen erheblich verminderten biologischen Sauerstoffbedarf BSB aufweist, wobei die meisten Feststoffanteile, die in der Flüssigkeit entweder schon vorhanden waren oder die sich infolge des Oxydationsvorganges gebildet haben, koaguliert und ausgeflockt sind und gegen einen ansteigenden Strom kleinerer Feststoffteilchen sedimentieren. Sie werden konzentriert, um im Bodenraum 13 Schlamm zu bilden, der dann durch irgendwelche geeigneten üblichen Vorrichtungen noch weiter niedergeschlagen Und entwässert werden kann. Die Ventile in den Leitungen 17, 18 und 41 sind geschlossen und der Schlamm wird bei 19 abgezogen. Die aus der Leitung 9 kommende ausfließende Flüssigkeit, die im wesentlichen geklärt ist und deren Verunreinigungen zumindest teilweise oxydiert sind, passiert die Turbine 32, fließt durch die Leitung 34 (das Ventil 35 ist geschlosw sen) und gelangt zur Umwälzpumpe, welche außer der Flüssigkeit auch zusätzlich Luft ansaugt. Die abfließende Flüssigkeit wird schließlich durch die Leitung 37 abgegeben und zeichnet sich durch eine nur leichte Trübung aus, während der biologische Sauerstoffbedarf #SB um 60 bis 80 % gesenkt wurde. Die Verweilzeit im Behälter 10 sollte in der Größenordnung von 30 Minuten bis zu einer Spanne von mehreren Stunden liegen; sie hängt davon ab, ob Koagulations- und Flockungsmittel verwendet werden oder nicht.
Wenn anstelle von Luft 90%iger Sauerstoff verwendet wird, vollzieht sich die Oxydation und die Schlammbildung erheblich schneller und es steigen auch keine Stickstoffblasen auf, die die Sedimentation stören. Die Sedimentation ist dann erheblich verbessert und es wird ein sehr klarer Abfluß erzielt.
Wenn der Behälter 10 ausschließlich zur Druckoxydation verwendet wird, dann wird die zufließende Flüssigkeit zusammen mit der an der Saugseite 4 der Umwälzpumpe 3 eingezogenen Luft durch die Sprühdüsen 15 geleitet. Nach einer 20 bis 30 Minuten betragenden Verweilzeit im Behälter 10 wird die Flüssigkeit über die Leitung 41 abgezogen und Schlamm, der sich im Bodenbereich 13 ges anelt hat, wird über die Leitung 18 abgezogen, dann durch die Turbine 18 geleitet und schließlich über die Leitung 34 zur Saugseite der UmwAlzpumpe 3 zurückgeführt. Eine weitgehende Oxydation der organischen Bestandteile ist auch möglich, wenn ausschließlich Luft auf der Saugseite 4 der Umwälzpumpe angesaugt wird, um den biologischen Sauerstoffbedarf für die normalen aeroben Prozesse zu decken. Voraussetzung ist, daß die Mikroorganismen in den geige neten Spezii und in geeigneter Menge vorhanden sind. Ist das nicht der Fall, dann wird der biologische Sauerstoffbedarf durch reine chemische Oxydation oder yJlegentlich auch durch teils chemische und teils biologische Oxydation gesenkt.
Die aus der Turbine austretende Flüssigkeit wird geteilt, wobei ein Teil durch die Leitung 35 in den Sedimentationsbehälter 20 geführt wird. Der Sedimentationsvorgang wird dort, wie schon beschrieben, durchgeführt und der dabei anfallende Schlamm durch die Leitung 29 abgezogen. Der andere Teil der Flüssigkeit wird durch die Leitung 27 zurückgeführt und einer weiteren Oxydationsbehandlung im Behälter 10 ausgesetzt. Bei dieser Behandlung werden die organischen Bestandteile im Schlamm zusammen mit den anderen organischen Anteilen der Flüssigkeit sehr stark oxydiert und nur ein kleiner Teil des Schlammes wird über die Leitung 29 abgezogen.
Zusätze, wie Koagulationshilfsmittel, aber auch Kalkmilch, aktivierte Flugasche und übliche Polyelektrolyte können verwendet werden, um ein völlig gereinigtes Wasser als Abgabeflüssigkeit durch die Leitung 26 abziehen zu können und möglicherweise nur noch eine pH-Wert-Einstellung vornehmen zu müssen.
Die Behandlung von Wässern, die bereits einer Primärsedimentation unterzogen wurden.
Wenn Polyelektrolyte, aktivierte Flugasche und andere Koagulationsmittel sowie Kalkmilch verwendet werden, um eine gut geführte Primärbehandlung vorzunehmen, wie sie etwa in den US-Patenten 3 388 060 und 3 338 828 beschrieben ist, dann wird eine Flüssigkeit erreicht, die als Eingangsflüssigkeit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einen biologischen Sauerstoffbedarf BSB von etwa 200 aufweist und bei der nahezu 90 % des biologischen Sauerstoffbedarfes beseitigt werden können und wobei fast überhaupt keine Trübung auftritt.
Bei der Behandlung solchen Wassers, das schon fast gereinigt ist, wird der Druckoxydationsbehälter 10 als Clarifier und als Oxydationsvorrichtung benutzt, um die restlich verbliebenen organischen Bestandteile zu oxydieren, so daß eine erheblich bessere Qualität der durch die Öffnung 8 abfließenden Flüssigkeit er zielt wird, die dann über die Turbine 32 und die Austrittsleitung 37 geführt wird. Bei dieser Arbeitsweise ist nur eine kleine oder gar keine Rückführung erforderlich und es ergibt sich praktisch keinerlei Trübung . Die geringe Menge an Schlamm, die bei 19 abgezogen werden kann, wird der ersten Sedimentationsstufe zugeführt. Diese Schlammenge enthält gewisse Mengen Kalziumkarbonat, die durch die Reaktion von Kohlendioxyd aus der O#yt#ation mi'# ~# löstem Kalziumhydroxyd entsteht. Außerdem sind gewisse unlös1i-#he Koagulationsmittel vorhanden.
Für den Fall, daß handelsüblicher Sauerstoff mit einer Reinheit von 90 % verwendet wird, um an der Saugseite A Sauerstoff einzuführen und für den Fall, daß die angewendete Menge um etwa 50 % größer ist als der biologische Sauerstoffbedarf der zufließenden Flüssigkeit, die in den Behälter 10 eingebracht wird, und wenn man davon ausgeht, daß ein biologischer Sauerstoffbedarf von 20 ppm theoretisch eine Sauerstoffzufuhr von nur 20 ppm 02 verlangt, dann wird ein Überschuß von etwa 10 bis 50 % benötigt bzw. üblicherweise angewendet, um einen biologischen Sauerstoffbedarf von 22 bis 30 ppm zu decken.
In dem vorliegenden Fall der Oxydationsstufe, die einer vorangegangenen 90 %igen Senkung des biologischen Sauerstoffbedarfes durch eine sehr wirksame Primärsedimentation nachgeschaltet ist, hat man nur sehr geringe Mengen oxydierbarer Materialien zu behandeln, so daß elementarer Sauerstoff wirtschaftlich verwendet werden kann, mit dem Vorteil, daß Zeit eingespart wird und daß die Vervollständigung der Reaktion durch eine geeignete Sedimentation im Behälter 10, der dann als Vorrichtung zum Inberührungbringen von Feststoffen und Gasen dient zur Folge hat, daß die abgegebene Flüssigkeit praktisch ohne jeden biologischen Sauerstoffbedarf und ohne jegliche Trübung ist. Diese Anwendung von 22 bis 30 ppm Sauerstoff liegt sehr gut innerhalb des Bereiches einer wirtschaftlich durchführbaren Oxydation, bei der Sauerstoff verwendet wird und sie führt im allgemeinen zu nicht höheren Kosten als ein US-Cent pro 500 gr., oft sind die Kosten noch niedriger. Das bedeutet, daß für 3.785,00 m3 Abwasser pro Tag etwa 80 kg Sauerstoff erforderlich sind, wenn eine vollständige Ausnutzung möglich wäre, während etwa 120 kg bei dem Wirkungsgrad benötigt werden, der bei vernünftiger Wirtschaftlichkeit des Verfahrens zu erwarten ist. Das hat etwa zur Folge, daß die Sauerstoffkosten in der Größenordnung von 1,5 bis 2,5 US-Dollar pro 3.785,00 m³ Abwasser liegen. Die Mikroorganismen werden durch einen hohen pH-Wert in der Größenordnung von 10 bis 11, der durch Kalkmilch eingestellt wird, im vorangegangenen Behandlungsschritt entfernt. Das bedeutet, daß die Beseitigung und Senkung des restlichen biologischen Sauerstoffbedarfes auf einer chemischen und keiner aeroben Wirkung beruht.
Es wird kein Chlor benötigt, um das Endprodukt zu desinfizieren, denn das abfließende gereinigte Was er ist praktisch ohne jeden biologischen Sauerstoffbedarf. Da Chlor auf der Oxydationsbasis gesehen um ein Vielfaches teurer ist als Sauerstoff, kann eine erhebliche Wirtschaftlichkeit erreicht werden.
In dem angegebenen Beispiel beträgt die Rückführung oder Umwälzung das zweifache der auf der Saugseite der Pumpe 3 eintretenden Menge, und es wird mindestens so viel Sauerstoff hinzugeführt, wie dem Löslichkeitsvermögen entspricht Bei einer theoretischen Umwälzung vom zweifachen der eintretenden Menge sind das zweimal 10 ppm, d. h. derjenigen Menge an Sauerstoff, die in Wasser löslich ist. In der Praxis hat sich jedoch herausgestellt, daß eine 3- bis Sfache Umwälzung anzustreben ist. Es ist jedoch zu beachten, daß bei jedem Zyklus die im System aufeinanderfolgende Stufe des Druckes und die drucklose Stufe sowie die Verweilzeit auf der Druckstufe, die eingehalten wird, um die Reaktionen zwischen den Feststoffen, welche den biologischen Sauerstoffbedarf ~verursachen, und dem Sauerstoff zu ermöglichen zur Folge haben, daß das System als Saturateur wirkt, so daß die Löslichkeitszahi von Sauerstoff steigt.
Kein Drucksystem kann mit gleich guten Ergebnissen in den Fällen arbeiten, wo ein großer biologischer Sauerstoffbedarf herrscht und infolgedessen bei der Oxydation auch beträchtliche Mengen an Kohlendioxyd entwickelt werden. Die Menge des entstehenden Kohlen dioxyds kann dabei über die Grenzen der Löslichkeit hinausgehen, insbesondere in der Unterdruckstufe bei der Expansion, so daß Kohlendioxyd entweicht bzv entlüftet wird.
Wenn das abfließende Wasser, das durch die Leitung 37 tritt, aufgrund der Zugabe von Kalziumhydroxyd einen über dem Wert 7 liegenden pH-Wert hat, kann eine Reaktion mit Kohlendioxyd durchgeführt werden, das durch die Verbrennung des Schlammes oder durch andere Vorgänge entsteht Abwasserschlamm.
Die Oxydation von Abwasserschlamm aus der Primär- oder Sekundärbehandlung von Abwasser in konventionellen Abwasserreinigungsanlagen zur Beseitigung des biologischen Sauerstoffbedarfes BSB kann durch Anwendung des Druckoxydationsbehälters BO vorgenommen werden, der dann im Rahmen des Umwälzverfahrens betrieben wird, und wobei Luft, vorzugsweise Sauerstoff durch die Leitung 4 eingeleitet wird. Wegen des sehr hohen biologischen Sauerstoffbedarfes BSB solcher Materialien können 5 bis 50 Umläufe mit einer Gesamtaufenthaltszeit von 4 bis 5 Stunden benötigt werden. Die Einspeisung in den Behälter 10, der bei dieser Betriebsweise als Oxydationseinheit und als Sedimentationseinheit arbeitet, wird durch den Düsenrost 16 vorgenommen, während der Abzug durch die Austrittsöffnung 8 erfolgt. Einiger Schlamm wird zur Rückführung an der Leitung 18 entnommen. Ein kleiner prozentualer Anteil, der Schmutz, anorganische Bestandteile und widerstandsfähigere organische Anteile enthält, wird abgezogen.
DIe austretende Flüssigkeit, die durch die Leitung 32 fließt, kann über eine Durchgangsstrecke 35 in den Sedimentationsbehälter 20 geführt werden, wobei zusät'#lich geeignete Koagulationsmittel - 38 - bekannter Art hinzugegeben werden können, um an der Austrittsseite eine möglichst klare Flüssigkeit über die Leitung 26 abziehen zu können. Alternativ kann aber auch die aus der Turbine 32 austretende Phase im Umfange von 0 bis 100 % zur Klärung an die Primär stufe des vorangehenden ursprünglichen Aufbereitungsverfahrens zurückgeführt werden.
Der Behälter 20 kann als wirksam arbeitende Vorrichtung zum Gegenstromkontakt von Feststoff und Flüssigkeit bezeichnet werden und eine Einspeisung von Kalkmilch bis zu einem pH-Wert von 1Q bis 11, von Polyelektrolyten und Flugasche oder aktivierter Flugasche kann durch die Leitung 38 vorgenommen werden, wie etwa in den US-Patenten Nr. 3 388 060 und 3 338 828 beschrieben ist. Die Vermischung erfolgt dann in dem Volumen 24. Die Flüssigkeit, die dann unter solchen Umständen durch die Leitung 26 abgezogen wird, hat eine nach der Jacksonskala unter 1 liegende Trübung und der biologische Sauerstoffbedarf liegt nicht über 20 ppm.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Behandlung wässriger Schmutzflüssigkeiten, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß a) Sauerstoff in der Flüssigkeit gelöst und die Flüssigkeit in einer Druckzone unter einem Druck von etwa 1/2 bis 10 atü und unterhalb einer Temperatur von 86 °C gehalten wird, damit die Löslichkeit von Sauerstoff und anderen Gasen in der Flüssigkeit gesteigert wird; b) die Flüssigkeit aus der Druck zone abgeleitet und auf atmosphärischen Druck entspannt wird, wobei die gesteigerte Löslichkeit von Sauerstoff und anderen Gasen in der Flüssigkeit verringert wird; c) wobei wenigstens Teile des Sauerstoffes und anderer Gase aufgrund der verringerten Löslichkeit aus der Lösung in der Flüssigkeit freigesetzt und abgeleitet werden d) und die Flüssigkeit unmittelbar danach in die DrudSzonn zurückgeführt und zur Steigerung der Löslichkeit von Sauerstoff unter Zuführung von Sauerstoff wieder unter Druck gesetzt wird; e) das Unterdrucksetzen und Lösen von Sauerstoff in der Flüssigkeit und das Entspannen und Freigeben von Sauerstoff und anderen Gasen in Zyklen etwa 2- bis 50mal wiederholt wird, bei einer Gesamtverweilzeit der Flüssigkeit in der Druckzone von wenigstens 10 Minuten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Flüssigkeit in der Druckzone einem Druck von 1/2 bis 5 atü ausgesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß Luft als Quelle des benötigten Sauerstoffes verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß Sauerstoff in einer Konzentration von 90 bis 100 % Reinheit benutzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Oxydation wenigstens teilweise als aerobe Oxydation durchgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß aerobe Bakterien in der Flüssigkeit infolge eines hohen pH-Wertes unwirksam gemacht werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Qxydation wenigstens teilweise anaerobisch durchgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß durch den in der Flüssigkeit gelösten Sauerstoff wenigstens Anteile derjenigen Schmutzbestandteile oxydiert werden, die sich in der wässrigen Flüssigkeit befinden, und daß diese für die Gesamtverweilzeit von etwa 1O'Minuten bis 5 Stunden in der Druckzone gehalten wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Sauerstoff auf der Saugseite einer Pumpe zugeführt wird, welche die wässrige Flüssigkeit in die Druckzone fördert und daß in die Druckzone wenigstens ein Teil des Pumpenraumes einbezogen ist.

10. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Sauerstoff der wässrigen Flüssigkeit erst nach Passieren der Pumpe hinzugefügt wird und daß der Sauerstoff dabei wenigstens auf den Druck in der Druck zone verdichtet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Sauerstoff im Verhältnis von 1 bis 50 ppm zu der in die Druckzone übertretenden Flüssigkeit hinzugefügt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte, daß a) nachdem wenigstens ein Anteil der Schmutzanteile in der wässrigen Flüssigkeit oxydiert worden ist, während sich die Flüssigkeit in der Druckzone befindet, eine reinere Flüssigkeit abgezogen und einer Entspannung ausgesetzt wird,- wodurch Gasanteile aus der Lösung freigegeben werden; b) wenigstens ein Teil der reineren Flüssigkeit teilweise entgast wird und zu einem Mischstrom mit frisch zugeführter wässriger Schmutzflüssigkeit, die in kontinuierlicher Strömung in die Druckzone eingeleitet wird, vereint wird, wobei zusätzlich Sauerstoff hinzugefügt und die Flüssigkeit anschließend wieder entspannt wird; c) der Mischstrom wiederholt zur Druck zone für weitere Oxydationen der Verunreinigungen zurückgeführt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß a) der Mischstrom mit zugeführtem Sauerstoff in der Nähe des Bodens der Flüssigkeitssäule in die Druckzone eingeführt wird, wo der Flüssigkeitsdruck infolge der hydrostatischen Last der Wassersäule am größten ist und b) daß, nachdem wenigstens ein Teil der Verunreinigungen in dem Mischstrom oxydiert worden sind, eine weniger verschmutzte wässrige Flüssigkeit in der Nähe der Oberfläche der Flüssigkeitssäule der Druckzone abgezogen wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß a) ein Mischstrom mit zugefügtem Sauerstoff in einem offenen aufgeteilten Strom durch eine Gasphase geleitet wird, die sich oberhalb einer flüssigen Phase in der Druckzone befindet und b) daß, nachdem wenigstens ein Teil der Verunreinigungen in dem Mischstrom oxydiert worden sind, eine weniger verunreinigte wässrige Flüssigkeit in einem Strom im Bodenbereich der Druckzone abgezogen wird.

15. Verfahren nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die reinere Flüssigkeit, die aus der Druckzone abgezogen wird, etwa 2 bis 50mal zurückgeführt wird, um den Mischstrom zu bilden, der sich aus der zurückgeführten und der ständig zufließenden wässrigen Flüssigkeit zusammensetzt und der kontinuierlich in einem Strom unter Druck in die Druckzone eingespeist wird.

16. Verfahren nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Entspannung der reineren wässrigen Flüssigkeit so durchgeführt wird, daß wenigstens ein Teil der mechanischen Energie zurückgewonnen wird, die ursprünglich bei der Druckförderung des Mischstromes in die Druckzone verbraucht wurde.

17. Verfahren nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Entspannung in einer Wasserturbine vorgenommen wird, die mechanisch mit einer Pumpe verbunden ist, welche die Flüssigkeit in die Druckzone fördert, so daß ein Teil der Energie dieser Pumpe auf diese Weise aus der Entspannung gewonnen wird.

18. Verfahren nach Anspruch, 20, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß wenigstens ein Teil der reineren Flüssigkeit aus dem. Druck-Druckentspannungszyklus abgezogen wird.

19. Verfahren nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e' n n -z e i c h n e t , daß die unlöslichen Feststoffe auf dem Bodenbereich der Druck zone abgesetzt und von dort abgezogen werden und unlösliche Feststoffe, unlösliche Schmutzanteile, die ursprünglich bereits in der Flüssigkeit enthalten waren und unlösliche Produkte einer teilweisen Oxydation von ursprünglich in der Flüssigkeit enthaltenen Verunreinigungen enthalten.

20. Verfahren nach Anspruch 18, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß Koagulationsmittel zur frisch eintretenden Flüssigkeit zugefügt und mit dieser vermischt werden, um das Absetzen der unlöslichen Feststoffe im Bodenbereich der Druckzone zu unterstützen

21. Verfahren nac-h Anspruch 19, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß d'ie Flüssigkeit in der Druckzone ansteigt, um in geklärter Form abgezogen zu werden, während die unlöslichen Feststoffe koagulieren, flocken und sich im Gegenstrom nach unten absetzen.

22. Verfahren nach Anspruch 19, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß wenigstens Teile der unlöslichen Feststoffe aus der Druckzone abgezogen, zurückgefthrt unz in den kontinuierlichen Strom der zugließenden Flüssigkeit, die in die Druckzone eintritt, beigemischt werden.

23. Verfahren nach Anspruch 18, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die reinere Flüssigkeit abgezogen und durch eine Sedimentationszone geleitet wird, in welcher die unlöslichen Feststoffe abgesetzt werden, und daß die Sedimentationszone unter einem niedrigeren Druck gehalten wird als die Druckzone.

24. Verfahren nach Anspruch 22, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die reinere Flüssigkeit durch wenigstens einen Teil der Sedimentationszone in ansteigender Richtung geführt wird, während die unlöslichen Feststoffe koagulieren, ausflocken und in Richtung nach unten im Gegenstrom abgesetzt werden.

25. Verfahren nach Anspruch 23, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der abgezogenen und der Sedimentationszone zugeführten Flüssigkeit Koagulationsmittel zugeführt und beigemischt werden, um das Absetzen der unlöslichen Feststoffe in der Sedimentationszone zu unterstützen.

26. Verfahren nach Anspruch 23, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß geklärte Flüssigkeit aus dem oberen Teil der Sedimentationszone unter niedrigem Druck abgezogen wird.

27. Verfahren nach Anspruch 23, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die abgesetzten unlöslichen Feststoffe aus dem unteren Bereich der Sedimentationszone abgezogen werden.

28. Verfahren nach Anspruch 26, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß wenigstens ein Teil der abgezogenen unlöslichen Feststoffe zum Mischstrom, der ständig durch die Druckzone umgewälzt wird, zurückgeführt und mit diesem vermischt wird.