DE2343849A1

DE2343849A1 - Verfahren und vorrichtung zur abwasserbehandlung

Info

Publication number: DE2343849A1
Application number: DE19732343849
Authority: DE
Inventors: Richard Nathaniel Edwards
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-02-28
Filing date: 1973-08-30
Publication date: 1975-03-06
Also published as: GB1423210A; US3772188A; NL7311867A; FR2242337A1; FR2242337B1

Description

betreffend
Verfahren und Vorrichtung zur Abwasserbehandlung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von Abwässern und Abfällen, insbesondere unter
Verwendung eines neuen, geschlossenen, unter Druck stehenden Behälters zur Behandlung von Abwässern und Abfall mit Sauerstoff unter Druck, wobei das Abfallwasser in das Sauerstoffgas in 3?orm kleiner Teilchen eingeführt wird, um eine biologische und chemische Oxidation und Sterilisation, sowie eine Verminderung von unerwünschter Färbung, unerwünschtem Geschmack und Geruch, Phenol, Cyanid und Phosphat zu erreichen, wobei
diese vorzugsweise in Kombination mit einem Abwässervorbehandlungssystem verwendet wird, in welchem Sauerstoff direkt zu Abwässern und Abfällen, während diese von einem Sammelpunkt zu einem
Behandlungspunkt transportiert werden, zugeführt wird, um zu

509810/0568

verhindern, daß die Abwässer und Abfälle septisch werden, wobei der Aufbau von unerwünschten Chemikalien, Gasen, Gerüchen und Bakterien während des Transportes geregelt und das Wachstum der erwünschten, aeroben Bakterien gefördert wird.

Während etwa eines halben Jahrhunderts gab es nur wenige Fortschritte bei der allgemeinen Auslegung von städtischen und industriellen Abwasser- und Abfallwässerbehandlungsanlagen. lediglich Verbesserungen älterer Ausführungsformen wurden ins Auge gefaßt.

Bislang wurden Abwasser und Abfallwässer zu einem großen Teil von einem Sammelpunkt zu einer Behandlungsanlage ohne Ausnutzung der Vorteile irgendeiner Vorbehandlung der Abwasser transportiert, wobei deren Fehlen einen Aufbau von unerwünschten Chemikalien, Gasen, Gerüchen und Bakterien usw. während des Transportes als Folge des Mangels an geeignetem Sauerstoffgehalt in den transportierten Abwässern und Abfällen ergab. Diese Abwässer wurden dann in einer Behandlungsanlage mit Hilfe von verschiedenartigen Vorrichtungen und Verfahren behandelt. Diese Behandlung von Abwasser und Abfallwässern bestand aus grundsätzlich drei chemischen Phasen. Zuerst wurde Sauerstoff, üblicherweise der in Luft enthaltene Sauerstoff, in den Abwässern und Abfallwässern aufgelöst. Zweitens reagierte der in den Abwässern und Abfallwässern aufgelöste Sauerstoff direkt und/oder indirekt mit den Verunreinigungen in den Abwässern und

509810/0568

Abfallwässern, um diese Verunreinigungen in stabile Materialien zu überführen. Schließlich wurden Bakterien'unschädlich gemacht, so daß das behandelte Wasser in ein Aufnahmegewässer abgeleitet oder auf andere Weise abgegeben werden konnte.

Obwohl die spezifischenAuslegungen von bislang verwendeten Abwasser- und Abfallbehandlungsanlagen entsprechend den besonderen Verwendungen und Anforderungen variierten, besaßen alle diese vorbekannten Behandlungsanlagen viele der im folgenden aufgeführten Nachteile. Im allgemeinen ist der Ausfluß von geringer Qualität und nicht für eine Abgabe oder eine Rückführung geeignet. Die einfließenden Abwasser umgehen zu Zeitpunkten eines hohen !Flusses oftmals die Behandlung, so daß unbehandeltes Abwasser in die aufnehmenden Gewässer abgegeben wird. Chlorierte Abgabewässer wird ein schädlicher Einfluß auf das empfindliche Gleichgewicht der Natur hinsichtlich der Ökologie in strömungsabwärts vom Eingabepunkt gelegenen Gewässern zugeschrieben. Mit Ozon behandelte Abgabewässer fördern keinen Eückstand in das aufnehmende Gewässer. Eine Phosphatentfernung ist wirtschaftlich mit den derzeitigen Ausrüstungen für die Arbeitsvorgänge nicht praktizierbar. Es wird zu viel wertvolles Land benötigt, um die derzeit zur Behandlung von Abwässern und Abfallwässern verwendeten, übermäßig großen und plumpen Bauten aufzunehmen, wobei die Kosten von ausgedehnten Ausfallpumpen und Kraftleitungen viel zu groß sind, und die Atisgangskosten der Behandlungsanlagen größer als der Betrag sind, der

509810/0 5-6 8

dem St euer ζ ah.1 er zugemutet werden kann. Die von konventionellen Anlagen erforderliche, lange Zeit macht große Haltebecken erforderlich. Derzeit wird eine zu große Landflache als Puffer rings um die Behandlungsanlagen benötigt, um zu verhindern, daß Gerüche zu Beschwerden führen und die Gesundheit beeinträchtigen, und schädliche Gerüche aus septischem Abfall und langen Ausfällen sind üblicherweise in vielen Wohngebieten vorhanden. Behandlungsanlagen entsprechend derzeitigen Entwürfen für Gemeinden können nicht fabrikmäßig in einer Montagestraße massenproduziert und nicht rasch im Gelände aufgestellt werden.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Behandlung von Abwässern und Abfällen, in denen die Behandlung in einem oder mehreren, kompakten Bau— kastenbehältern durchgeführt werden kann, welche massenproduziert und bequem an Ort und Stelle aufgestellt werden können, wodurch die zuvor genannten, ungünstigen Merkmale der konventionellen Abwässerbehandlungsanlagen vermieden werden.

Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe dient eine Abwasser- und Abfallbehandlungsvorrichtung zur biologischen, und chemischen Oxidation und Sterilisation und Reduzierung von unerwünschter !Färbung, unerwünschtem Geschmack, unerwünschtem Geruch, Phenol, Cyanid und Phosphat in Abwässer und Abfall, wobei dieser Vorrichtung einen geschlossenen, unter Druck stehenden Behälter umfaßt, der vorzugsweise lediglich einen Einlaß zur Aufnahme

509810/0568

von flüssigen Abwässern und Abfall in einem unteren Teil und einen Auslaß für die Abgabe der behandelten Flüssigkeit aufweist. An den oberen Teil des Behälters ist eine Versorgungseinrichtung für hochreinen Sauerstoff angeschlossen, um in dem oberen Teil des Behälters eine Atmosphäre von unter Druck stehendem, gasförmigem Sauerstoff zu bilden. Ferner ist eine Einrichtung vorgesehen, um einen Strom von flüssigen Abwässern und Abfall von dem unteren Teil an dem Abgabeende einer jeden Stufe des Behälters in die gasförmige Atmosphäre in dem oberen Teil des Behälters einzuspritzen, wobei eine Zerstäubungseinrichtung bzw. Feinzerteilungseinrichtung in der gasförmigen Atmosphäre in dem oberen Teil des Behälters angeordnet ist, gegen welche der Strom aus flüssigen Abwässern und Abfall gerichtet wird, um die Abfallfeststoffe enthaltenden, flüssigen Abwasser hierin in kleine Teilchen unter Bildung von Abfallwasser aufzubrechen, welches die vielfache Oberfläche besitzt, die praktisch durch Durchperlen des Gases durch die Flüssigkeit er-

durch
halten werden könnte, so daß/die flüssigen Abwässer und Abfälle der unter Druck stehende Sauerstoff in der gasförmigen Atmosphäre in dem Behälter durch Freilegen einer größeren Oberfläche der flüssigen Abwässer gegenüber dem Sauerstoff rasch, absorbiert wird, wobei eine schnelle biologische und chemische Oxidation und Sterilisation mit Ozon und die Verminderung der zuvor genannten, unerwünschten Stoffe erreicht wird.

Diese Behandlungsvorrichtung in Form eines unter Druck stehenden Behälters wird vorzugsweise in Kombination mit einem

5 09 810/0568

Zwischenabwässerbehandlungssystem verwendet, welches Einrichtungen zum Transport von flüssigen Abwässern und Abfall, der die Neigung besitzt, septisch zu werden und unerwünschte Chemikalien, Gase, Gerüche, Bakterien während des Transportes als Folge des Mangels an einem geeigneten Sauerstoffgehalt hierin aufzubauen, von einem Sammelpunkt zu einem Behandlungspunkt umfaßt. Ein solches System umfaßt weiterhin direkt in dem Abwässertransportmechanismus angeordnete Einrichtungen, um Sauerstoff zu den Abwässern und Abfällen während ihrer Strömung hierdurch zuzuführen, um zu verhindern, daß die Abwässer und Abfälle septisch werden, wobei der Aufbau der zuvor genannten, unerwünschten Stoffe kontrolliert und das Wachstum der erwünschten, aeroben Bakterien gefördert wird. Eine solche Arbeitsweise und Vorrichtung für die Abwässerzwischenbehandlung ist mehr ins einzelne gehend in der US-Patentschrift 3 525 685 beschrieben. Eine solche Abwässerzwischenbehandlung ermöglicht die Zulieferung von erwünschten, aerobe Bakterien enthaltenden Abwässern zu dem geschlossenen Druckbehandlungsbehälter, welche daran gehindert wurden, septisch zu werden und die zuvor genannten, unerwünschten Stoffe hierin zu enthalten. Jedoch kann der besondere, geschlossene Druckbehälter gemäß der Erfindung zur Behandlung von Abwässern- und Abfallwasserschlamm verwendet werden, welche als Folge einer ausgedehnten Transportbehandlung oder anderer Vorbehandlungsmaßnahmen nicht septisch geworden ist und nicht die zuvor genannten, unerwünschten Stoffe hierin enthält.

509810/0568

Die Druck!) ehält er können an irgendeinem geeigneten Platz, z. B. auf einer Bergspitze, unter der Erde, auf Schleppkähnen, Schiffen, unter Wasser, in der Innenstadt usw. angeordnet werden, und sie sind für den Betrieb nicht von der Schwerkraft abhängig wie die meisten derzeitigen Systeme.

Spezifische Einzelheiten des erfindungsgemäßen Yerfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden im folgenden noch näher erläutert, jedoch ergeben sich aus der zuvor gegebenen, kurzen Beschreibung der Erfindung bereits folgende klare Torteile: Die Abfallfeststoffe enthaltenden Abwasser werden in dem Druckbehälter in der Sauerstoffatmosphäre aufgebrochen bzw. aufgeteilt, wodurch sich eine höhere und raschere Absorption des Sauerstoffs ergibt. Anstelle von Luft wird hochreiner Sauerstoff für einen raschen Abbau der Abfälle verwendet. Alle Behandlungsstufen können in einem einzigen, baukastenartigen Druckbehälter durchgeführt werden. In den meisten Fällen wird der Schlamm zu einer feinen Asche oxidiert, wodurch getrennte Schlammbehandlungsprozesse unnötig werden. Durch das Aufbrechen bzw. Aufteilen der Abwasser und der Abfälle in kleinere Teilchen und Exposition dieser kleineren Teilchen und damit einer größeren Oberfläche der Abwasser gegenüber einer Atmosphäre von hochreinem Sauerstoff unter Druck findet eine raschere Reaktion mit dem Sauerstoff statt, die eine rasche biologische und chemische Oxidation und Sterilisation und eine Verminderung von unerwünschter !Färbung,

509810/0568

Geschmack, Geruch und Phosphat mit Ozon ergibt.

Zusätzlich werden in den modernsten Abfallwasserbehandlungssystemen die Feststoffe durch Sedimentation und Floatation entfernt und getrennt von dem flüssigen Abfallwasser behandelt. Die von dem Abfallwasser entfernten Feststoffe, d. h. der Schlamm, werden/wird für gewöhnlich biologisch unter anaeroben Bedingungen abgebaut, was viele Tage Aufenthaltsdauer unter Temperaturkontrolle erfordert, wobei die Beseitigung des Endproduktes noch schwierig ist. Der Prozeß wird leicht aus dem Gleichgewicht gebracht und liefert oftmals nicht die beabsichtigten Ergebnisse. Die überstehende Flüssigkeit, welche zu der Behandlungsanlage rückgeführt werden muß, kann den normalen Anlagenbetrieb außer Gleichgewicht bringen. Falls die Feststoffe, welche entfernt werden, nicht in geeigneter Weise abgebaut werden, werden sie sehr stark riechend und sind schwierig zu entwässern.

Die Erfindung kann in Verbindung mit bereits vorhandenen Abfallwasserbehandlungsanlagen zur aeroben Behandlung entfernter Feststoffe (Schlamm), zum Ersatz von Eieselfiltern oder zum Ersatz von Belebtschlainmkammern verwendet werden, wodurch die Anlage größere hydraulische, biologische und chemische Belastungen bewältigen und ein Endprodukt mit viel höherer Qualität erzeugen kann.

509810/0568

Mit Hilfe der Erfindung können unter Verwendung von ansatzweisen Methoden oder kontinuierlichen Strömungsmethoden die Abfallwässerfeststoffe (Schlamm) unter aeroben Bedingungen in einer viel kürzeren Zeitspanne behandelt werden und eine überstehende Flüssigkeit (Abgabewässer) erzeugen, welche einen biologischen und chemischen Sauerstoffbedarf aufweisen, der niedriger als der von normalen Haushaltsabfallwässern ist, welche einen normalen Anlagenbetrieb nicht stören. Die erhaltenen Feststoffe sind geruchsfrei und steril und sie besitzen ein geringeres Volumen als diejenigen, welche mittels der modernsten Einrichtungen erzeugt wurden. Die Abtrennung Feststoffe/Flüssigkeit wird in starkem Maße gefördert.

Die Aufgabe und Vorteile der Erfindung wurden bereits beschrieben, andere Möglichkeiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird; in der Zeichnung sind:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer typischen Anordnung eines erfindungsgemäß aufgebauten Behandlungssystems für Abwasser und Abfallwässer;

Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht längs der Schnittlinie 2-2 von Fig. 1, welche die Abwässer-

Il

Zwischenbehandlungsvorrichtung erläutert;

509810/0568

Fig. 3 eine schematische Ansicht des senkrechten Querschnittes durch eine "bevorzugte Ausführungsform eines geschlossenen Druölbehandlungsbehälters, der erfindungsgemäß aufgebaut ist;

Fig. '4 eine vergrößerte, teilweise, schematische , perspektivische Ansicht des Einströ'niungsendabschnittes des geschlossenen Dru ckbehandlungsb ehält er s von Fig. 3 J

Fig. 5 eine Ansicht des senkrechten Schnittes durch eine der Zerstäubungs- bzw. Zerkleinerungseinrichtungen, die in dem Behandlungsbehälter der Fig. 3 und 4 verwendet wird;

Fig. 6 eine Bodenaufsicht des Rotors der Zerstäubungs- bzw. Zerkleinerungseinrichtung von Fig. 5 in der allgemeinen Richtung des Pfeiles 6 von Fig. 55

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht von einem der Zahnteile, welches in dem Rotor der Zerstäubungs- bzw. Zerkleinerungseinrichtung der Fig. 5 und 6 verwendet wird;

Fig. 8 eine Querschnit.tsansicht längs der Schnittlinie 8-8 von Fig. 6j

50981.0/0568

2 3 4 3 8 A 9

Fig. 9 eine schematische, perspektivische Ansicht des Ausflußendes des Behandlungs"behälters von Fig. 3> wobei Teile weggelassen sindj

Fig. 10 eine Querschnittsansicht längs der Schnittlinie 10-10 von Fig. 3;

Fig. 11 eine Querschnittsansicht durch einen geschlossenen Druckbehälter, der erfindungsgemäß aufgebaut ist, wobei hierin zusätzlich UV-Licht erzeugende Einrichtungen vorhanden sind;

Fig. 12 eine Ansicht ähnlich Fig. 11, welche den zusätzlichen Einbau von Einrichtungen zur Erzeugung von Ultraschallwellen zeigt;

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht eines geschlossenen Druckbehälters für eine ansatzweise Behandlung von flüssigen Abwässern oder Abfall (Schlamm) gemäß der Erfindung in der Form eines Einkammerkugelbehälters; und

Fig. 14 eine schematische Querschnittsansicht durch den Behälter von Fig. 13.

In der Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer beispielhaften Auslegung eines möglichen Behandlungssysüems für Abwasser und

509810/0568

Abfallwässer, das erfindungsgemäß aufgebaut ist, gezeigt. Im oberen Teil der Fig. 1 zeigt der Pfeil den Fluß der Abwasser und des Abfalls von einem nicht gezeigten Sammelpunkt durch. ein Abwässerzwischenbehandlungssystem, welches ganz allgemein eine Einrichtung zum Transport der Abwasser und des Abfalls in Form einer länglichen, im wesentlichen geschlossenen Hohlleitung 10 umfaßt, welches die Abwasser und den Abfall S (siehe Fig. 2) hierdurch mittels Schwerkraft fördert. Obwohl die Leitung 10 die üblicherweise verwendete und bevorzugte Einrichtung zum Transport von Abwässern und Abfällen S von einem Sammelpunkt zu einem Behandlungspunkt ist, kann diese Transporteinrichtung eine beliebige Art von Abwässerfördereinrichtungen einschließlich Sammelabwasserkanälen, Vorflutleitungen, Hauptleitungen, Kanälen und anderen Einrichtungen sein, die zum Zweck der Förderung von Abwässern und Abfall ausgelegt und konstruiert sind.

Die Abwässertransportleitung 10 befindet sich normalerweise unter der Erde und tritt durch die üblichen Zugangsschachte 11 durch, welche sich von der Oberfläche bis unter die Erde zu und ringsum die Abwässertransportleitung in bestimmten Abständen längs dieser für eine geeignete Wartung der Leitung 10 erstrecken. Die Oberseite der Zugangsschächte 11 sollten abgedichtet sein, um das Entweichen von Sauerstoff zu verhüten. Die Zwischenbehandlung der Abwässer während des Transportes durch die Leitung 10 dient zur Verhinderung des Septischwerdens der

509810/0568

Abwässer und zur Steuerung der Neigung von Abwässern und Abfällen zum Aufbau von unerwünschten Chemikalien, Gasen, Gerüchen, Bakterien usw. als Folge des Fehlens eines geeigneten Sauerstoffgehaltes in den Abwässern und dem Abfall. Zu diesem Zweck ist ein längliches, hohles Sauerstoffabgaberohr 12 (siehe Fig. 2) mit geringeren Querschnittabmessungen als derjenigen der Abwässertransportleitung 10 vorhanden und direkt in dem Bodenteil der Leitung 10 (siehe Fig. 2) angeordnet.

Zu dem Luft- oder Sauerstoffabgaberohr 12 wird Luft oder Sauerstoff von irgendeiner geeigneten Versorgungsquelle wie von einem Op-Vorratsbehälter 14 und einem O^-Generator 15 (siehe I¹Ig. 1) durch eine geeignete Rohrleitung 16 zu voneinander getrennten Abschnitten des Sauerstoffabgaberohres 12 zugeführt. Es können Pumpen 17 (Fig. 2) an irgendwelchen geeigneten Stellen in der Rohrleitung 16 angeordnet sein, um Sauerstoff hieraus in das Sauerstoffversorgungsrohr 12 innerhalb der Abwässerund Abfall-Leitung 10 zu pumpen. Das Sauerstoffversorgungsrohr 12 weist geeignete angeordnete Öffnungen hierin auf, um den Sauerstoff hieraus in die Abwasser und den Abfall S, während dieser durch die Leitung 10 strömt, abzugeben und blasenförmig durchzuleiten. Eine geeignete Rohrleitung 19 geht von dem unteren Abschnitt der Leitung 10 (Fig. 2) aus und ist mit der Leitung 16 zur Rückführung des hochreinen Sauerstoffs verbunden· Verschiedene Kontrollventile 20 und Druckfühlereinrichtungen können gegebenenfalls angewandt werden.

509810/0568

Die Größe des Sauerstoffabgaberolires 12 und dessen Länge variieren entsprechend den Geländebedingungen für jede Installation, normalerweise werden eine Vielzahl von vorbestimmten Längen von Sauer stoff abgab erohren 12 in getrennten Abschnitten der Abv/ässer- und Abfallgesamtleitung 10 für die aufeinanderfolgende Zufuhr von Sauerstoff zu den Abwässern und Abfällen S verwendet, um sicherzustellen, daß die Abwasser und Abfälle während ihres Transportes von dem Sammelpunkt zu dem Behandlungspunkt ausreichend Sauerstoff in sich für die oben beschriebenen Zwecke erhalten.

Wie bereits beschrieben, ist ein solches Abwässerzwischenbehandlungsverfahren und die Vorrichtung hierzu mehr ins einzelne gehend in der US-Patentschrift 3 525 685 beschrieben, so daß wegen weiterer Einzelheiten hierauf verwiesen wird·

Wie weiter aus der Pig. 1 ersichtlich ist, können die Abwässer und Abfälle vor dem Eintritt in die Behandlungsvorrichtung durch eine übliche Gasabdichtungsfalle 25» Scheideanlage 26 und Sandentfernungseinrichtung 27 hindurchfließen.

Aus der Abwäss,er-und Abfalltransportleitung 10 können die Abv/ässer und die Abfälle in eine geeignete Leitung 30 eingeführt werden, welche die Abv/ässer und Abfälle zu einer Vielzahl von Verteilungsköpfen 31 und 32 führt, v/elche ihrerseits die flüssigen Abwässer und Abfälle durch Pumpen in eine Vielzahl von

509810/0568

Leitungen 33 verteilen, durch welche die Abwasser und Abfälle durch geeignete Ventile in und durch die geschlossenen Druckbehandlung sb ehält er 40 strömen, wo die Abwasser und Abfälle mit Sauerstoff in Form von O^ unter Druck zur Herbeiführung des biologischen und chemischen Oxidation behandelt werden. Sauerstoff in Form von Ü£ wird zu den geschlossenen Druckbehältern 40 durch eine geeignete Rohrleitung 41 angeliefert, welche von dem Op-Lager und dem Op-Generator 14 und 15 herkommt.

Nach der Behandlung der Abwasser und Abfälle in den geschlossenen Druckbehältern 40 werden die Abwasser und Abfälle hierauf durch Leitungen 42, welche Ventile 43 aufweisen können, zu einer gemeinsamen Leitung 44 und in einen Verteilungskopf 45 geführt, der die Abwässer und Abfälle in Leitungen 46, welche Ventile 47 aufweisen können, verteilt. Von den Leitungen 46 werden die Abwässer und Abfälle in zusätzliche, geschlossene Druckbehandlungsbehälter 50 geführt, in welchen die Abwässer und Abfallwässer mit Sauerstoff in Form von Ο,, (Ozon) unter Druck zur Sterilisation und zur Verminderung von Färbung, Geschmack, Geruch, Phenol, Cyanid und Phosphat behandelt werden. Zu den geschlossenen Druckbehältern wird Sauerstoff in Form von O^ aus einem Ozongenerator 52 und einer Rohrleitung 53 zugeführt. Ferner kann eine Rohrleitung 5^ zur Rezirkulation des Ozons aus den Behältern 50 zu dem Ozongenerator 52 verwendet werden. Aus den Druckbehältern 50 kann das behandelte Wasser zu einem

509810/0568

Verteilungskopf 55 durch Leitungen 56» welche Rückschlagventile 57 hierin aufweisen können, eingespeist werden. Von den Leitungen 56 wird das Wasser in Becken 60 zur Endklärung geführt, falls dies erforderlich ist, und dann durch Leitungen 62 in das Aufnahmegexrässer oder zu einer anderen Stelle. Die Leitung 62 kann ferner Verteilungsköpfe oder Ventile 63 aufweisen.

Während das o"ben beschriebene System für die Abwasser- und AbfallSammlung und Behandlung (Fig. 1) getrennte, geschlossene Druckbehälter 40 und 50 zur Behandlung von Abwässern und Abfällen mit Sauerstoff in Form von Op und 0-, umfaßt, kann diese Behandlung mit Sauerstoff in Form von Op und O₃, auch in einem einzigen, geschlossenen Druckbehälter durchgeführt werden, wie dies im folgenden beschrieben wird.

In der Fig. 3 ist eine schematische Ansicht durch eine bevorzugte Ausführungsform eines geschlossenen Druckbehandlungsbehälters 100 gezeigt, der gemäß der Erfindung aufgebaut ist. Dieser geschlossene Druckbehandlungsbehälter kann ein geschlossener Fiberglastank oder ein anderer Tank sein, und die Größe und die Länge des Tanks werden durch das Volumen und die wesentlichen Kerkmale der zu behandelnden Abwässer und Abfälle bestimmt. Für größere Installationen, können Vielfachtankanordnungen, wie oben mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben, verwendet werden, um eine angemessene Kapazität und einen minimalen

509810/0568

Raumbedarf herbeizuführen.

Der geschlossene Druckbehälter 100 ist im Inneren durch eine Tauchwand 102 allgemein in zwei Hauptabteilungen 103 und 104 aufgeteilt, welche ganz allgemein als getrennte Behandlungssysteme wirken. Die erste Abteilung 1OJ umfaßt eine Vielzahl von Tauchwänden 106 in dem unteren Abschnitt hiervon, welche die Abteilung 103 in eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Behandlungslcammern für die Vielstufenbehandlung unterteilen. Ebenfalls weist die Abteilung 104 Tauchwände 108 im unteren Abschnitt hiervon und Tauchwände 109 im oberen Abschnitt hiervon auf, welche die Abteilung 104 in eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Behandlungskammern für die VielStufenbehandlung unterteilen. Der einfließende Strom von Abwässern und Abfällen wird in den Behandlungsbehälter 100 durch die Leitung 112, die Pumpe 113 und die Leitung 114, welche ein Ventil 115 aufweisen kann, aufgenommen. Die Abwässer und Abfallwässer füllen einen unteren Abschnitt des Behandlungsbehälters 100 und die erste Kammer der Abteilung 103, wie dies durch die, durch die gestrichelte Linie in Fig. 3 gezeigt ist.

Ein (^-Lagertank 116 und Og-G-enerator 117 liefert Sauerstoff in IPorm von Op durch das Rohr 118, welches in den oberen Abschnitt der Abteilung 103 führt, so daß eine unter Druck stehende Gasatmosphäre von O₂ im oberen Teil der Abteilung des geschlossenen Druckbehälters 100 gebildet wird. Eine jede Kammer der Abteilung 103 umfaßt eine Einrichtung zum Einspritzen

509810/0568

eines Stromes von flüssigen Abwässern und Abfall aus dem unteren Abgabewässerteil hiervon in ,die gasförmige Atmosphäre des Sauerstoffs in Form von O^ unter Druck im oberen Teil hiervon. Die Einrichtung umfaßt eine Leitung 120, welche von dem Boden des Behälters 100 führt, eine Pumpe 121 zum Abziehen der flüssigen Abwässer und Abfälle von dem Boden des Behälters 100 durch die Leitung 120 und eine Leitung 122, welche zurück zu dem Behälter 100 führt und im oberen Teil einer jeden Kammer der Abteilung 103 zum Einspritzen eines Stromes der flüssigen Abwässer und Abfälle in die gasförmige Atmosphäre von Sauerstoff in Form von Op im oberen Teil eines jeden der Abteilungen der Kammer 103 des Behälters 100 endet.

Eine Zerstäubungseinrichtung 125 ist im oberen Teil einer jeden Abteilung der Kammer 103 innerhalb der gasförmigen Atmosphäre angeordnet, gegen welche der Strom aus flüssigen Abwässern und Abfällen zum Aufbrechen der flüssigen Abwasser und Abfälle in kleine Teilchen gegengespritzt wird, damit die flüssigen Abwasser und Abfälle unter rascher Absorption des Sauerstoffs in Form von Op unter Druck in der gasförmigen Atmosphäre in jeder Kammer der Abteilung 103 fallen können, so daß eine größere Oberfläche von flüssigen Abwässern und Abfällen gegenüber dem Sauerstoff exponiert wird, um eine rasche biologische und chemische Oxidation herbeizuführen.

509810/0568

Die Zerstäubeeinrichtungen umfassen, wie dies klarer aus den Pig. 5 "bis 8 zu ersehen ist, einaiallgemexn umgekehrten, konusförmigen Eotor 127> der an dein Ende einer Welle 128 befestigt ist, welche durch eine Druckdichtung und Buchse 129 durchführt und für die Drehung in einer Kugellagereinrichtung 130 eingerichtet ist. Die Kugellagereinrichtung I30 wird von einer Platte I3I getragen, die mit Schrauben und Kuttern 132 entfernbar an einem heraufragenden Teil des Gehäuses des Behälters 100 festgemacht ist. Die heraufragenden Teile der Behälter 100, an denen die Platte 131 "befestigt ist, weisen Öffnungen auf, durch welche sich die Wellen 128 in den oberen Teil des Behälters für die Aufhängung der Rotormechanismen 127 erstrecken. Die oben beschriebene Anordnung ermöglicht eine leichte Entfernung der gesamten Zerstäubungseinrichtung, falls ein Ersatz oder eine Reparatur erforderlich sind, und sie bietet ebenfalls die Möglichkeit eines Zuganges zum Inneren des Behälters 100.

Der Rotor 12? weist spiralförmige Vertiefungen 135 auf, welche rings auf ihm voneinander entfernt angebracht sind, so daß beim Auftreffen eines Stromes von flüssigen Abwässern und Abfall auf seinen Umfang dieser Rotormechanismus wegen der Einwirkung des Stromes auf die Vertiefungen 135 rotiert.

Längs der Oberfläche des Rotormechanismus 127, gegen welchen der Strom aus Abwässern und Abfällen gerichtet wird, sind eine

509810/0568

Vielzahl von voneinander entfernt angeordneten Zähnen 137 angebracht, welche in Vertiefungen 138 in der Oberfläche des Hot or s 127 gelagert und hierin durch Gewinde schraub en 139

werden
gehalten^ wie dies in der Fig. 8 gezeigt ist. Die besondere Form dieser Zähne 137* wie dies besonders in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist, liefert eine spitze und schneidende Oberfläche, gegen die die Abwasser und Abfälle stoßen, und als Folge der Drehwirkung des Rotors 127 wirken diese schneidenden Oberflächen der Zähne 137 zum Zerreißen und Zerschneiden der Feststoffe innerhalb der Abwässer und Abfälle S und zur Zerkleinerung auf kleinere Teilchen.

Wenn daher ein Strom von Abwässern und Abfällen gegen dLe Zerstäubungseinrichtung 125 in der gasförmigen Atmosphäre von Sauerstoff in Form von O2 unter Druck in den oberen Teil einer jeden aufeinanderfolgenden Kammer der Abteilung I03 indem geschlossenen Druckbehälter 100 gegengeschleudert wird, werden - wie ersichtlich - die flüssigen Abwässer und Abfälle in viele kleine Teilchen aufgeteilt bzw. aufgebrochen, welche eine äußerst große Oberfläche für die Absorption des Sauerstoffs hierin für eine rasche biologische und chemische Oxidation liefern.

Wie sich aus der Fig. 3 ergibt, treten die flüssigen Abwässer und Abfälle S nach ihrer Behandlung in einer ersten Kammer der Abteilung 103 in aufeinanderfolgende Kammern ein und werden

509810/0568

in ähnlicher Weise behandelt, bis der biologische Sauerstoffbedarf der Abwässer und Abfälle vollständig befriedigt ist. Zusätzlich sind am Ende der Abteilung 103 vor der Tauchwand 102 eine Rezirkulationsleitung 14-0, eine Pumpe 141 und eine Leitung 14-2 zur Rückführung von gewünschten Mengen der behandelten, aktivierten Abwässer und Abfallwässer zurück zu der Einflußleitung 114 vorgesehen, um die einfließenden Wässer mit Bakterien für Belebtschlamm zu impfen.

Nach der Behandlung der Abwässer und Abfälle S zur Herbeiführung der chemischen und biologischen Oxidation in den aufeinanderfolgenden Kammern der ersten Abteilung 103 des geschlossenen Druckbehandlungsbehälters 100 treten die so behandelten flüssigen Abwässer und Abfälle unter der Tauchwand 102 in die erste Kammer der Abteilung 104·. Eine jede dieser aufeinanderfolgenden Kammern der Abteilung 104- umfaßt ähnliche Einrichtungen zum Einspritzen eines Stromes der flüssigen Abwässer und Abfälle in den oberen Teil der Kammern und gegen eine Zerstäubeeinrichtung 125, wie sie zuvor in Verbindung mit den aufeinanderfolgenden Kammern der Abteilung 103 beschrieben wurde. In der Abteilung 104- liegt die gasförmige Atmosphäre von Sauerstoff im oberen Teil hiervon in Form von Op und einem gewissen Prozentsatz von O₅, vor. Das O^ wird zu der Abteilung 104- von einem 0-,-Generatur 14-5 und der Rohrleitung 14-6 zugeführt.

509810/0568

Wie sich, insbesondere aus Fig. 9 ergibt, führt die Rohrleitung 146 zu einem Abgaberohr 14-7, welches durch den unteren Teil der Abteilung 104 durchführt und öffnungen aufweist,- um das 0, direkt in die Abwasser und Abfälle und gegen ein sich in Längsrichtung erstreckendes, gekrümmtes Ablenkblech 149 durchperlen zu lassen bzw. abzugeben, wobei dieses Ablenkblech 149 eine Misch- und Zirkulationswirkung der Abwässer und Abfallwässer in der Abteilung 104 bewirkt. Das gasförmige O₇, perlt durch die Abwasser und Abfallwässer zur Ozonisierung des O^ mit den Abfallwässern und in den oberen Teil der Abteilung 104 zur Bildung einer gasförmigen Atmosphäre in dem oberen Teil einer jeder der aufeinanderfolgenden Kammern in der Abteilung 104 durch. Eine ReZirkulationsleitung 150 erstreckt sich von dem oberen Teil der Abteilung 104 und sie umfaßt eine geeignete Pumpe 151 j um das 0, zurück durch den 0-,-Generator 145 zu zirkulieren, wie dies aus der Fig. 3 ersichtlich ist.

In gleicher Weise, wie dies zuvor in Verbindung mit der Abteilung 103 beschrieben wurde, treten die flüssigen Abwasser und Abfälle nacheinander durch jede dieser Kammern der Abteilung 104 durch und werden mit Sauerstoff in Form von O₇, zur Sterilisation und zur Verminderung der Färbung, des Geschmacks, des Geruchs, von Phenol, Cyanid und Phosphat behandelt. Im Anschluß an die abgeschlossene Behandlung der Abwasser und Abfälle treten die so behandelte Flüssigkeit oder das so behandelte Wasser aus der letzten Kammer der Abteilung 104 zu einer

509810/0568

Abgabewässerleitung 160 und durch eine Schaumentfernungs- und Entspannungstaiikeinrichtung 161, in welcher überschüssiger, aufgelöster Sauerstoff und überschüssiges, aufgelöstes 0-, zu einem Gas entspannt, aufgefangen und durch eine geeignete Leitung 174- durch einen Trockner 175 und dann zu dem Ozongenerator für eine erneute Verwendung abgezogen werden.

Es sei darauf hingewiesen, daß die schematische Darstellung in der 5¹Xg. 3 zahlreiche Ventile usw. zeigt, welche für ein volles Verständnis der Erfindung nicht notwendigerweise beschrieben werden müssen, und daß verschiedene Steuerungen und Ventile gegebenenfalls angewandt werden können. Im allgemeinen kann irgendeine Art von "überwachungsausrüstung, die schematisch in Blockform in der Fig. 3 angedeutet ist, angewandt werden, und diese tJberwachungsausrüstung und die Schaltung hierfür kann sich in jede der Kammern der Abteilungen und 104- erstrecken. Zusätzlich können geeignete, elektrische Steuerungen zwischen der Einflußleitung und der Ausflußseite des geschlossenen Druckbehälters vorhanden sein, um einen geeigneten Druck in dem Behälter aufrechtzuerhalten. Solche Steuerungen sind ebenfalls allgemein schematisch in der Fig. angedeutet, es ist jedoch nicht erforderlich, sie im einzelnen näher zu erläutern. Auf jeder Seite der Tauchwand 102, welche den Behälter 100 in die Abteilungen 103 und 104· aufteilt, und an dem Ausflußende des Behälters 100 kann eine Schaumbeseitigungseinrichtung verwendet werden, um den Schaum aus dem

509810/0568

Behälter 103 zu dem Behälter 104· für eine Behandlung und zur Entfernung irgendeines zurückbleibenden Schaumes zu überführen.

Weiter ist in der Fig. 3 in schematischer Blockform ein Einspeismechanismus für ein Polymeres oder eine andere Chemikalie gezeigt, welche die Einspeisung von Polymeren oder anderen Chemikalien, wenn dies gewünscht wird, durch das Rohr 170 direkt in jede der Kammern der Abteilungen 103 und 104 ermöglicht. Biologische Prozesse, wie sie bei der Behandlung von Abwässern und Abfällen angewandt werden, sind relativ billig, jedoch begrenzen sie die Leistungsfähigkeit und Wirksamkeit der Behandlung. Venn ein hohes Ausmaß der Wirksamkeit der Behandlung gefordert wird, oder falls spezifische, Verunreinigungen wie toxische Substanzen oder Nährstoffe entfernt werden müssen, bietet eine chemische Behandlung neue Möglichkeiten. Diese Chemikalien, welche durch die Polymereinspeisung · eingespeist werden können* umfassen anionische, kationische und nicht-ionische, organische Polymere, welche die Sedimentation und Entfernung von Feststoffen in starkem Maße erhöhen und die Wirksamkeit der Entwässerung von Schlamm und die Entfernung verbessern.

Wie ferner in der Fig. 3 gezeigt, ist eine pH-Kontrolleinrichtung mit einer geeigneten Rohrleitung 173 verbunden, um die gewünschten Chemikalien in die Abwasser und Abfälle in den Behälter 100 zur Aufrechterhaltung eines geeigneten pH-Wertes

509810/0568

einzuspeisen. Der pH-Wert einer Flüssigkeit ist einfacher ausgedrückt das relative Ausmaß der Azidität oder Alkalität der Flüssigkeit. Eine maximale Abfallwässerbehandlung wird in einem relativ schmalen pH-Bereich des Abfallwassers erhalten. Wenn bestimmte industrielle Abfälle in die Auffangeinrichtungen abgegeben werden, kann der entstandene pH-Wert des Abfallwassers zu hoch oder zu niedrig für eine optimale Behandlungswirksamlceit sein. In solchen Fällen wird der pH-Wert des Abfallwassers durch Einspeisen von Chemikalien durch die Rohrleitung 173 in die Abwasser und Abfallwässer in dem Behälter 100 zur Erhöhung oder Erniedrigung des pH-V/ertes eingeregelt, so daß der optimale Wert für die Behandlung erhalten wird.

Es sei darauf hingewiesen, daß die oben beschriebene Anordnung eines bevorzugten, geschlossenen Druckbehandlungsbehälters für die Behandlung von Abwässern und Abfall mit Sauerstoff lediglich in Form von Ü£ verwendet werden kann, in diesem Fall besitzt der gesamte Behälter die allgemeine Anordnung, wie sie mit Bezug auf die Abteilung 103 beschrieben ist, und ein getrennter Behälter könnte für die Behandlung der Abwässer und Abfallwässer mit Sauerstoff in Form von 0-, verwendet werden, in diesem Falle besäße der gesamte Behälter die allgemeine Anordnung, wie sie zuvor in Verbindung mit der Abteilung erläutert wurde. Dies ist die allgemeine Anordnung, welche oben in Verbindung mit dem Gesamtsystem von Fig. 1 beschrieben wurde.

509810/0568

In der Pig. 11 kann der geschlossene Druckbehandlungsbehälter Einrichtungen 180 umfassen, welche sich in den oberen Teil der gewünschten Kammer in Form von Niederdruck-Kaltkathodenquecksilberbogenlampen zur Aussendung von UV-Lichtstrahlung verschiedener Wellenlängen erstrecken. UV-Licht wirkt als Katalysator für Sauerstoff durch Anhebung des Potentials der Elektronen der Sauerstoffiaoleküle und unterstützt hierdurch die Sauerstoffbehandlung der -Abwässer und Abfälle S. Zusätzlich kann eine Desinfektion der Abwasser und Abfälle vor der Abgabe in einen Strom durch Erzeugung von Sauerstoff in Form von O^ in einer speziellen Reaktionskammer durchgeführt v/erden, welche ganz allgemein entsprechend den oben gemachten Angaben aufgebaut ist, und in welcher die Niederdruck-Kaltkathodenquecksilberbogenlampen zur Aussendung von UV-Lichtstrahlung angeordnet sind. O^ (Ozon) wird fotochemisch erzeugt, wenn ein Strom von Sauerstoff oder Luft durch UV-Licht bestrahlt wird, welches Strahlung bei Wellenlängen von 210 nm oder weniger aussendet.

Ebenfalls können ausgewählte Kammern des geschlossenen, Druckbehandlungsbehälters 100 Ultraschallwellen erzeugende Einrichtungen 185 (siehe Fig. 12) zur Erzeugung von Ultraschallwellen in dem Behälter umfassen, um die Verminderung von Phosphaten und ähnlichen Stoffen in den flüssigen Abwässern und Abfällen S zu unterstützen, und um die durch die gasförmige Atmosphäre durchtretenden Flüssigkeitsteilchen zu noch kleineren Teilchen zu zerkleinern, weiche eine größere Oberfläche oder größere

509810/0568

23Λ3849

Grenzflächen besitzen, wodurch die Aktivität des Sauerstoffs und der Flüssigkeitsmoleküle erhöht wird, und um das Aufeinandertreffen der Teilchen für eine raschere Überführung von Sauerstoff in die Flüssigkeitsteilchen zu erhöhen.

In den Fig. 13 und 14 kann, ein geschlossener Druckbehandlungsbehälter gemäß der Erfindung die Form eines allgemein als Kugel geformten Behälters 200 annehmen, der aus denselben Materialien aufgebaut ist, wie sie zuvor mit Bezug auf den Behälter 100 beschrieben wurden. Dieser Behälter 200 wird von Füßen 201 getragen. Diese Art von geschlossenem Druckbehandlungsbehälter ist besonders für eine ansatzweise Abfallbehandlung oder für eine höhere Rate einer biologischen und chemischen Oxidation von Schlamm unter Erzeugung eines stabilen Schlammendproduktes, welches geruchsfrei, steril und leicht in der kürzest möglichen Zeitspanne zu entwässern ist, geeignet. Für die besten Ergebnisse mit einer solchen Art von Behandlungsbehälter sollten die Abwässer und Abfälle' oder der Schlamm vor dem Eintritt in den Behandlungsbehälter aerob aktiviert (belebt) werden.

Bei dieser Anordnung treten die einkommenden Stoffe in den Behälter durch die Pumpe 205 und die Leitung 206 und können aus dem Behälter nach der Behandlung durch die Leitung 206 und 207 austreten. Diese Leitungen können natürlich geeignete Ventile aufweisen, wie dies schematisch in der Fig. 14 angedeutet ist.

509810/0568

■ - 28 -

Ähnlich zu dem oben beschriebenen Behandlungsbehälter 100 füllen die Abwasser oder der Schlamm den unteren Teil dieses Behandlungsbehälters 200, und Sauerstoff in Form von Op oder Ο-, wird von geeigneten Versorgungseinrichtungen 209 und 210 durch die Rohrleitung 211, die Pumpe 212 und die Rohrleitung 213 .in den Behandlungsbehälter 200 geführt.

Bei diesem besonderen .Arbeitsvorgang wird es vorgezogen, den Sauerstoff mit Hilfe eines öffnungen aufweisenden Diffusorringes 214 direkt in die Abwasser oder den Schlamm zu verteilen, so daß der Sauerstoff durch die Abwässer oder den Schlamm hindurchperlt und eine gasförmige Atmosphäre von Sauerstoff unter Druck in dem oberen Teil des Behälters 200 bildet. Dies bewirkt ein Vermischen und eine Zirkulation der Abwässer und des Schlammes im unteren Teil des Behälters. Für die Rezirkulation des Sauerstoffs von dem oberen Teil des Behälters führt eine Rohrleitung 216 von dem oberen Teil des Behälters und ist an die Pumpe 212 angeschlossen.

Ein solcher Behandlungsbehälter 200 umfaßt ferner eine Einrichtung zum Injizieren eines Stromes der Abwässer oder des Schlammes von dem unteren Teil hiervon in die gasförmige Atmosphäre von Sauerstoff unter Druck im oberen Teil hiervon. Diese Einrichtung umfaßt ferner eine Leitung 220, welche von dem Boden des Behälters 200 führt, eine Pumpe 221 zum Abziehen der Abwässer oder des Schlammes von dem Boden des Behälters durch die Leitung 220 und eine Leitung 222, welche zurück zu dem Behälter 200 führt

509810/0568

und im oberen Teil hiervon endet, um einen Strom der Abwässer oder des Schlammes in die gasförmige Atmosphäre von Sauerstoff im oberen Teil des Behälters 200 einzuspritzen. Eine Zerstäubeeinrichtung 225, welche genau so aufgebaut ist, wie die zuvor beschriebene Zerstäubeeinrichtung 125, ist im oberen Teil des Behälters 200 innerhalb der gasförmigen Sauerstoffatmosphäre angeordnet, gegen diese Zerstäubeeinrichtung wird der Strom von Abwässern oder Schlamm zum Aufbrechen der Abwässer oder des Schlammes in feine Teilchen gegengespritzt, so daß die Abwässer oder der Schlamm den unter Druck in der gasförmigen Atmosphäre vorliegenden Sauerstoff rasch absorbieren können, so daß eine größere Oberfläche der Abwasser oder des Schlammes gegenüber dem Sauerstoff freigelegt wird, um die rasche Behandlung hiervon sicherzustellen.

Dieser Behandiungsbehälter 200 kann ferner eine Polymereinspeiseeinrichtung 230 und eine pH-Steuereinrichtung 235 umfassen, welche mit der Leitung 220 durch Leitungen 237 bzw. 238 verbunden sind. Die Aufgaben dieser Einrichtungen sind dieselben, wie sie zuvor mit Bezug auf den Behandlungsbehälter 100 erläutert \tfurden.

Dieser Behandlungsbehälter 200 kann für Behandlungen der Abwässer oder des Schlammes mit Sauerstoff in Form von O_n oder 0-, nacheinander oder abwechselnd verwendet werden. «

5 09 810/0568

Hieraus ist ersichtlich, daß eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Behandlung von Abwässern und Abfallwässern durch die Erfindung geschaffen wurden, in welchen die Endbehandlung von Abwässern und Abfallwässern in einem oder mehreren, kompakten, Baukastenbehältern, welche massenproduziert und bequem an Ort und Stelle aufgebaut werden können, durchgeführt werden kann, wodurch die unvorteilhaften Merkmale der konventionellen Abwässerbehandlungsanlagen vermieden werden. Durch Behandlung von Abwässern und Abfällen unter Druck mit hochreinem Sauerstoff wird ein viel wirksameres und schnelleres Behandlungsverfahren erreicht. Im allgemeinen beträgt die Löslichkeit von Sauerstoff (Op) in frischem Wasser bei 1 Atm. 9,2 ppm bei 20 ⁰C (Teile pro Million). Theoretisch könnte beim Arbeiten bei 4- Atm. die Menge von aufgelöstem Sauerstoff (Op) 175 ppm erreichen.

Die Erfindung betrifft ferner ein Abwässer- und Abfallsammel- und -behandlungssystem, welches Einrichtungen zum Transport von flüssigen Abwässern und Abfällen, welche die Neigung septisch zu werden und unerwünschte Chemikalien, Gase, Gerüche, Bakterien

des Mangels

usw. während des Transportes als Eolgey'eines geeigneten Sauerstoff gehaltes hierin besitzen, von einem Sammelpunkt zu einem Behandlungspunkt, direkt in diesen Transporteinrichtungen zur Zufuhr von Sauerstoff zu den Abwässern und Abfällen während deren Strömung hierdurch zur Verhinderung des Septischwerdens der Abwässer und Abfälle, Kontrolle des Aufbaues der zuvor

509810/0568

genannten unerwünschten Stoffe und zur Förderung des Wachstums von erwünschten, aeroben Bakterien angeordnete Einrichtungen sowie eine Behandlungsvorrichtung zur Aufnahme der flüssigen Abwässer und Abfälle aus der Transporteinrichtung und zur Behandlung hiervon zur Herbeiführung der biologischen und chemischen Oxidation und Sterilisation sowie zur Verminderung von unerwünschter Färbung, Geschmack, Geruch, Phenol, Cyanid und Phosphat, wobei diese Behandlungsvorrichtung einen geschlossenen Druckbehälter aufweist,' umfaßt.

Bei einem solchen Abwässer- und Abfallsammel- und -behandlungssystem, wie es zuvor beschrieben wurde, kann die Behandlungsvorrichtung einen geschlossenen Behälter, der einen unteren und einen oberen Teil hierin.begrenzt und Einlaßeinrichtungen zur Aufnahme von flüssigen'Abwässern und Abfällen in dem unteren Teil aus der Transporteinrichtung unter Bildung eines Flüssigkeitspegels und Ausiaßeinrichtungen zur Abgabe der behandelten Flüssigkeit einschließt, Einrichtungen, welche mit dem Behälter zur Zufuhr von Sauerstoff zu dem unteren Teil des Behälters zur Bildung einer sauerstoffreichen Atmosphäre oberhalb dem Flüssigkeitspegel verbunden sind, Zerstäubeeinrichtungen, welche in dem oberen Teil des Behälters und in getrennter Anordnung oberhalb des Flüssigkeitspegels angeordnet sind, und Einrichtungen zur Richtung eines Stromes der flüssigen Abwasser und Abfällen von dem unteren Teil des Behälters nach oben zum Austritt in die Sauerstoffatmosphäre und zum

509810/0568

Auftreffen auf die Zerstäubeeinrichtung unter Aufbrechen der flüssigen Abwasser und Abfälle in Tausende von kleinen Teilchen umfassen, wodurch die Teilchen der flüssigen Abwasser und Abfälle eine wesentliche Steigerung der Grenzfläche zwischen den flüssigen Abwässern und Abfällen einerseits und dem Sauerstoff andererseits erfahren, so daß der Sauerstoff rasch beim Pallen der Teilchen durch die sauerstoffreiche Atmosphäre absorbiert werden kann.

Bei dem zuvor beschriebenen Abwasser- und Abfallsammel- und -behandlunsssystem, können die in den Transporteinrichtungen zur Zufuhr von Sauerstoff angeordneten Einrichtungen eine Vielzahl von voneinander entfernt längs der Länge der Transporteinrichtung angeordnete Einrichtungen umfassen, um nacheinander Sauerstoff zu den flüssigen Abwässern und Abfällen während deren Strömung hierdurch zuzuführen.

Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die räumliche Ausgestaltung, werden als erfindungs-• wesentlich beansprucht, soweit sie gegenüber dem Stand der Technik einzeln oder in Kombination neu sind.

509810/0568

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Behandlung von flüssigen Abwässern und Abfällen, dadurch gekennz eichnet, daß die flüssigen Abwasser und die Abfälle in den unteren Teil eines geschlossenen Behälters eingeführt werden, daß Sauerstoff in den oberen Teil des geschlossenen Behälters zur Schaffung einer sauerstoffreichen Atmosphäre über den flüssigen Abwässern und Abfällen zugeführt wird, und daß ein Strom von flüssigen Abwässern und von Abfällen von dem unteren Teil des Behälters nach oben zum Austritt in die sauerstoffreiche Atmosphäre und zum Aufprallen auf einen Zerstäuber, der im oberen Teil des Behälters in räumlich getrennter Anordnung von dem Pegel der flüssigen Abwasser und Abfälle angeordnet ist, gerichtet wird, um die flüssigen Abwasser und Abfälle in Tausende feinster Teilchen aufzuteilen und unter rascher Absorption des Sauerstoffs durch die Teilchen auf die Oberfläche der flüssigen Abwasser und Abfällen herabfallen zu lassen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr des Sauerstoffs zu dem oberen Teil des geschlossenen Behälters das Unterdrucksetzen von Sauer-

so
stoff einschließt,/daß die sauerstoffreiche Atmosphäre bei einem Druck oberhalb 1 Atm. zur weiteren Erleichterung der Absorption des Sauerstoffs durch die Teilchen gehalten wird.

509810/0568

3. „Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichn e t, daß zusätzlich ein zweiter Strom der flüssigen Abwässer und Abfälle von dem unteren Teil des Behälters nach oben unter Austritt in die sauerstoffreiche Atmosphäre und Auftreffen auf einen zweiten Zerstäuber, der im oberen Teil

und
des Behälters/in getrennter Anordnung oberhalb des Pegels der flüssigen Abwasser und Abfälle angeordnet ist, gerichtet wird, so daß die flüssigen Abwässer und Abfälle aufeinanderfolgend zu kleinen Teilchen aufgebrochen und der sauerstoffreichen Atmosphäre ausgesetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführen von Sauerstoff in den Behälter die Zufuhr von Sauerstoff in Form von (X zur Sterilisation und zur Verminderung von Färbung, Geschmack, Geruch, Phenol, Cyanid und Phosphat in den flüssigen Abwässern und Abfällen umfaßt.

5« Vorrichtung zur Behandlung von flüssigen Abwässern und von Abfällen zur chemischen Oxidation der Verunreinigungen mit einem hohen Grad an Sauerstoffabsorption und -ausnutzung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichnet, daß sie einen geschlossenen Behälter (100), der einen unteren Teil und einen oberen Teil begrenzt, Einlaß einrichtungen (,112, 11J, 114) zur Aufnahme

509810/0568

von flüssigen Abwässern und Abfällen in dem unteren Teil unter Bildung eines Flüssigkeitspegels, Auslaßeinrichtungen (160) zur Abgabe der behandelten Flüssigkeit, mit dem Behälter verbundene Einrichtungen (116, 117, 118) zur Zuführung von Sauerstoff zu dem oberen Teil des Behälters zur Bildung einer sauerstoffreichen Atmosphäre oberhalb dem Flüssigkeitspegel, im oberen Teil des Behälters und in getrennter Anordnung oberhalb des Flüssigkeitspegels angeordnete Zerstäubeeinrichtungen (125) und Einrichtungen (120, 121, 122) zum Eichten eines Stromes der flüssigen Abwasser und Abfälle von dem unteren Teil des Behälters nach oben zum Austritt in die Sauerstoffatmosphäre und zum Auftreffen auf die Zerstäubeeinrichtungen unter Aufbrechen der flüssigen Abwässer und Abfälle in Tausende von kleinen Teilchen und wesentlicher Vergrößerung der Grenzfläche der Teilchen von flüssigen Abwässern und Abfall und·Sauerstoff, so daß der Sauerstoff leicht während des Falls der Teilchen durch die sauerstoffreiche Atmosphäre absorbiert werden kann, umfaßt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5? dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubeeinrichtungen (125) einen allgemein umgekehrten, konusförraigen Kopfteil (127), Einrichtungen (128, 129» 130, 131) zum Montieren des Kopfteiles für eine freie Rotation um eine allgemein senkrechte Achse und spiralförmige Vertiefungen (135) in dem Kopfteil umfassen, so daß

509810/0568

der Strom von flüssigen Abwässern und Abfall, der gegen den Kopfteil aufprallt, eine Rotationsbewegung hoher Geschwindigkeit des Kopfteiles ergibt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubeeinrichtungen (125) weiterhin eine Vielzahl von auf dem Kopfteil zur Unterstützung des Aufbrechens der flüssigen Abwasser und des Abfalles in kleine Teilchen und zum Zermahlen irgendwelcher in den Abwässern und Abfällen vorhandenen Feststoffen montierten Zähnen (137) umfassen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (137) Einrichtungen ( 139) für die entfernbare Montage der Zähne auf dem Kopfteil (127) zu deren leichter Entfernbarkeit umfassen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5₅ dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (IOO) einen Innendruck von wenigstens 4 Atm. aushalten kann, und daß die Einrichtungen (II6, 117j 118) zur Zuführung von Sauerstoff zu dem oberen Teil des Behälters Einrichtungen umfassen, um die sauerstoffreiche Atmosphäre innerhalb des Behälters unter weiterer Erhöhung der Absorption von Sauerstoff durch die Teilchen von flüssigen Abwässern und Abfällen unter Druck zu setzen.

509810/0568

10. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der geschlossene Behälter (100) ein Kugelbehälter

(200) von allgemeiner Kugelform für einen ansatzweisen Betrieb ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekennz eichn e t, daß der geschlossene Behälter (100) einen länglichen, allgemein zylindrischen, sich waagerecht erstreckenden Behälter umfaßt, wobei die Einlaßeinrichtungen (112, 113, 114) an einem Ende und die Auslaßeinrichtungen (160) am anderen Ende hiervon angeordnet sind, und wobei der Behälter weiterhin eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Behandlungskammern hierin umfaßt, wobei jede eine Einrichtung (120, 121, 122) zum Eichten eines Stromes von flüssigen Abwässern und Abfall nach oben und eine Zerstäubeeinrichtung (125) zum Aufbrechen der flüssigen Abwasser und Abfälle in kleine Teilchen umfaßt, so daß die flüssigen Abwasser und Abfälle aufeinanderfolgend während des Durchströmens durch den Behälter behandelt werden.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (100) sich in Querrichtung erstreckende Tauchwände (106, 10S) umfaßt, welche längs seiner Länge getrennt voneinander angeordnet und im unteren Teil zur Aufteilung des Behälters in eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Behandlungskamnern angeordnet sind, wobei die

509810/0568

Tauchwände eine geringere Höhe als die Tiefe der flüssigen Abwasser und Abfälle in dem Behälter besitzen, so daß flüssige Abwasser und Abfälle rings um die Tauchwände während ihres Fließens durch den Behälter strömen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (100) weiterhin eine sich in Querrichtung erstreckende Tauchwand (102) umfaßt, die im oberen Teil hiervon zur Aufteilung des oberen Teils des Behälters in eine erste Abteilung (103) und eine zweite Abteilung (104) angeordnet ist, und wobei die Einrichtungen (118) zur Zuführung von Sauerstoff in den oberen Teil des Behälters Einrichtungen zur Zufuhr von Sauerstoff in Form von O^ in den oberen Teil in der ersten Abteilung (I03) für die biologische und chemische Oxidation der flüssigen Abwasser und Abfälle und Einrichtungen (146) zur Zufuhr von Sauerstoff in Form von O^ in den oberen. Teil der zweiten Abteilung (104) zur Sterilisation und zur Verminderung von Färbung, Geschmack, Geruch, Phenol, Cyanid und Phosphat in den flüssigen Abwässern und Abfällen umfaßt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (146, 147) zur Sauerstoffzufuhr , Einrichtungen zur Rezirkulation von Sauerstoff und zum Vermischen von Abwässern und Abfällen einschließen, welche

509810/0568

eine Leitung (150) und eine Pumpe (151) umfassen, die zwischen dem oberen Teil des Behälters (100) und dem unteren teil des Behälters zum Abziehen von Sauerstoff von dem oberen Teil und zum Einspritzen dieses Sauerstoffes in die flüssigen Abwässer und Abfälle im unteren Teil verbunden sind, sowie ein gekrümmtes Ablenkblech (14-9) aufweisen, das im unteren Teil des Behälters zum Hervorrufen einer Mischwirkung in den flüssigen Abwässern und Abfällen beim Injizieren des Sauerstoffes und beim Diffundieren hierdurch angeordnet ist.

15· Vorrichtung nach Anspruch 5? dadurch geke. nnz eichn e t, daß sie weiterhin Einrichtungen (180) zur Erzeugung von UV-Licht aufweist, die im oberen Teil des Behälters (100) angeordnet sind, um in der gasförmigen Atmosphäre UV-Licht als Katalysator für den hierin befindlichen Sauerstoff zu erzeugen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennz eichn e t, daß sie weiterhin Einrichtungen (185) zur Erzeugung von Ultraschallwellen umfaßt, welche mit"dem oberen Teil des Behälters (100) verbunden sind, um in dem Behälter Ultraschallwellen herzustellen, um die Verminderung von Phosphaten und ähnlichen Stoffen in den flüssigen Abfällen zu unterstüzten, und um die durch die gasförmige Atmosphäre durchtretenden Flüssigkeitsteilchen au noch kleineren Teilchen

509810/0568

zu zerkleinern und die Zusammenstöße der Teilchen für einen rascheren übergang von Sauerstoff in die ITüssigkeitsteilchen zu erhöhen.

17- Vorrichtung nach Anspruch 5₅ dadurch gekennz eichn e t, daß sie weiterhin Polymereinspeiseeinrichtungen (Ί70, •■230) umfaßt, welche mit dem Behälter(100, 200) verbunden sind, um geeignete Chemikalien in den Behälter für eine chemische und physikalische Reaktion von nicht-oxidierbaren Substanzen in den flüssigen Abwässern und Abfällen zuzuführen.

18. Vorrichtung nach Anspruch 5> dadurch ge Ic en η ζ e i ch~ net, daß sie weiterhin eine pH-Regeleinrichtung (1735 235) umfaßt, welche mit dem Behälter (100, 200) verbunden ist, um geeignete Chemikalien in den Behälter zur Regelung des pH-Wertes der flüssigen Abwasser und Abfälle hierin innerhalb eines gewünschten Bereiches zuzuführen.

19· Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 18 in einem Abwasser- und Abfallsammel- und -behandlungssystem, welches Einrichtungen für den Transport von flüssigen Abwässern und Abfällen von einem Sammelpunkt zu einem Behandlungspunkt, wobei diese flüssigen Abwasser und Abfälle die Neigung besitzen, septisch zu werden und unerwünschte Chemikalien, Gase, Gerüche, Bakterien usw. während des

509810/0568

Transportes als Folge des Mangels von einem geeigneten Sauerstoffgehalt hierin aufzubauen,und Einrichtungen umfaßt, welche direkt in der Transporteinrichtung zur Zufuhr von Sauerstoff zu den Abwässern und Abfällen während deren Strömung hierdurch zur Verhinderung des Septischwerdens der Abwasser und Abfälle, der Steuerung des Aufbaues der zuvor genannten, unerwünschten Stoffe und zur Förderung des Wachstums von gewünschten, aeroben • Bakterien^ angeordnet ist, wobei die Vorrichtung am Ende des Sammelsystems angeordnet ist.-

20. Ausführungsform nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Transporteinrichtungen zur Zufuhr von Sauerstoff angeordneten Einrichtungen eine Vielzahl von voneinander entfernt längs der Länge der Transporteinrichtung angeordneten Einrichtungen umfassen, um nacheinander Sauerstoff zu den flüssigen Abwässern und Abfällen während deren Strömung hierdurch zuzuführen.

509810/0568

Leerseite