DE2621698A1

DE2621698A1 - Verfahren und anlage zur abwasserreinigung

Info

Publication number: DE2621698A1
Application number: DE19762621698
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Disselbeck
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1976-05-15
Filing date: 1976-05-15
Publication date: 1977-11-24
Also published as: ZA772834B; DE2621698C3; BE854634A; DE2621698B2

Description

Vorfahren und Anlage zur Abwasserreinigung
Das konventionelle Verfahren zur Reinigung von kommunalen und industriellen Abwässern besteht aus den Stufen mechanische Reinigung (Vorklärung), biologische Reinigung, Nachklärung und Schlaimbehandlung. In der mechanischen Reinigungsstufe werden hierbei durch Siebe, Rechen, Sandfang und durch Sedimentation in Vorklärbecken die absetzbaren Schmutzstoffe entfernt.
In der biologischen Stufe werden die Kolloide und gelösten Stoffe mit Hilfe von Kleinlebewesen in eine absetzbare Form übergeführt und im Nachklärbecken durch Sedimentation abgetrennt. Die in der Vor- und Nachklärung anfallenden wasserreichen Schlämme werden nach verschiedenen Verfahren behandelt, um durch Abtrennung des Ballastwassers und Stabilisierung der Schlamminhaltsstoffe einen Rückstand zu erhalten, der dann beseitigt werden kann, ehne Gefahren für die Umwelt zu verursachen.
Bedingt durch die relativ langsam ablaufenden Vorgänge des Absetzens im Vor- und Nachklärbecken, der Abtrennung der Sedimente aus den Vor- und Nachklärungen sowie der Behandlung dieser wasserreichen Schlämme in Eindickern, Trockenbeeten, Faultürien, durch mechanische Entwässerungsverfahren usw.
sind konventionelle Kläranlagen durch aufwendige, meistens in Betonbauweise hergestellte, Behandlungsbecken und Bauwerke gekennzeichnet.
Die Erfindung ermöglicht nun die Errichtung von vorgefertigten R inßgungsanlagon in Montagebauweise unter weitgehendem Verzicht auf kostspielige Tiefbauarbeiten sowie eine Verringerung der Inv.stitions- und Betriebskosten für die Abwasserreinigung, insbesondere für konunale Abwässer. Die Erfindung ermöglicht es auch, durch eine einfache apparative Anordnung eine sehr starke Verminderung des biochemischen Sauerstoffbedarfs (BSB) zu erreichen, der zur weiteren Reinigung von Abwasser erforderlich ist, von dem die Feststoffe in üblicher Weise durch Vorklärung abgetrennt sind.
Diese Ziele werden geiäß der Erfindung dadurch erreicht, daß man das Abwasser -t - ' mit Flockungshilfsmitteln versetzt und die Vorklärung mit der Abtrennung des größten Teils der kolloid-dispersen Anteile dann in der Weise r verbindet, daß man dieses mit den Flockungshilfsmitteln versetzte, feststoffhaltige Abwasser unter Einwirkung der Schwerkraft durch ein in einer Aufhängevorrichtung befindliches Stützgewebe leitet und dabei A) zuerst ein ombinationsfilter aus a) diesem Stützgewebe und b) einer primären Filterschicht aus abgetrennten Feststoffen bildet und B) das weitere Abwasser durch dieses Kombinationsfilter vom größten Teil der Feststoffteilchen befreit.
Das Stützgewebe braucht selbst keine Filterwirkung zu entfalten, sondern es hat lediglich die Aufgabe als Stütz- und Festigkeitsorgan zu fungieren und die durch das Füllgut erzeugten Kräfte aufzunehmen. Es kann im Prinzip aus jedem Material bestehen, das diese Aufgabe erfüllt, z.B. auch aus Maschendraht. Zweckmäßig verwendet man aber sackartige Stützgewebe aus Filament- oder Fasergarngeweben aus Synthesefasern. Besonders vorteilhaft eignen sich solche aus Fäden aus Polyestern wie Polyäthylenterephthalat, Polybutylenterepthalat, Poly-1 ,4-dimethylol-cyclohexan-terephthalat bzw. analogen Produkten auf Basis von Isophthalsäure, Polyamiden wie Poly(hexamethylenadipat), Polyhexamethylensebacat, Polyundecansäureamid, Poly-caprolactam, ferner aus Poly-p-phenylenterephthalamid. Geeignet sind auch Säcke aus Fäden von Polyacrylnitril, aus Copolymeren von Acrylnitril und wenigstens einem weiteren Monomeren, deren Acrylnitrilgehalt wenigstens 85 1 beträgt, aus Polyvinylchlorid oder aus Polyolefinen wie Polyäthylen oder Polypropylen.
Das Stützgewebe-weist.zweckmäßig eine nicht zu dichte Fadenstellung in kette und Schuß auf, weil bei einer zu dichten Einstellung der Durchsatz stark absinken kann. Bei einer Stärke von Polyäthylenterephthalatfäden von dtex. 2200 ist eine Gewebeeinstellung von 7,8 bis 9,2, vorzugsweise 8,2 bis 8,8 Fäden pro cm in Kett- und Schußrichtung bevorzugt. Bei einer anderen Fadenstärke ist die Fadenstellung entsprechend zu ändern.
Die Einstellungen für Polyamidgewebe lassen sich vom Fachmann unter Berücksichtigung der Dehnungsverhältnisse des Polyamids ohne große Schwicrigkeiten ermitteln. Dies gilt analog auch für Stützgewebe aus anderen Materialien.
Als Flockungshilfsmittel kommen z.B. in Frage Aluminiumchlorid, Eisenchlorid, Kalziumhydroxyd, Polyacrylat oder Polyacrylamide.
Eine Belastung des Abwassers durch diese Flockungshilfsmittel erfolgt praktisch nicht, da normalerweise Mengen von 1 bis 150, vorzugsweise von 2 bis 50 g Flockungshilfsmittel je cbm Wasser zur ausreichenden Flockung genügen, wobei innerhalb dieser Bereiche die Menge bei steigendem Trockenstoffgehalt ansteigt.
Es ist überraschend, daß es auf diese Weise gelingt, den biochemischen Sauerstoffbedarf, der zur weiteren Reinigung des Abwassers erforderlich ist (I), gegenüber dem biochemischen Sauerstoffbedarf, der zur Reinigung von üblichem kommunalem Abwasser notwendig ist (II), so stark zu senken. Von dem biochemischen Sauerstoffbedarf (II) entfallen im allgemeinen 30 z auf absetzbare, etwa 20 z auf kolloidal gelöste und etwa 50 8 auf echt gelöste Stoffe. Durch die erfindungsgemäße Arbeitsweise wird aber ein Filtrat (I) erhalten, für dessen Reinigung ein biochemischer Sauerstoffbedarf erforderlich ist, der um mindestens 45 8, im allgemeinen 50 bis 70 t ,evtl. sogar bis zu 80 z oder gar bis zu 90 z geringer ist, als der biochemische Sauerstoffbedarf (II). Dieser Uberraschende Effekt läßt sich nur dadurch erklären, daß nicht nur die absetzbaren und auch der wesentliche Teil der kolloidal gelösten Stoffe durch das erfindungsgemäß verwendete Kombinationsfilter abgetrennt wird, sondern vermutlich auch ein großer Teil der echt gelösten Stoffe, und zwar im wesentlichen wohl als Folge von Absorptions-bzw. Adsorptionsvorgangen.
Die Anlage besteht aus folgenden Verfahrensstufen: a) übliche Vorrichtung zur Flockung der im Abwasser enthaltenen -Feststoffe, b) Abtrennung der absetzbaren und kolloidal gelösten Wasserinhaltsstoffe in einem Schwerkraft-Kombinationsfilter aus einem Stützgewebe und einer Anschwemmfilterschicht, die aus den abgetrennten Feststoffen aufgebaut wird, c) biologische und/oder chemisch-physikalische Behandlung des feststofffreien Filtrats, wobei die biologische Behandlung bevorzugt ist, und die chemisch-physikalische Behandlung z.B. in einer Fällung mit Aluminiumsulfat besteht.
d) Nachklärung durch Ab trennung des in der Stufe c) erhaltenen Schlamms z.B. durch Sedimentation oder Filtration in einem Schwerkraftfilter der unter b) genannten Art, ggf. unter Vereinigung mit dem Schlamm der ersten Stufe.
Das Abwasser wird also durch Zugabe von Flockungshilfsmitteln geflockt und einem Schwerkraftfilter zugeführt. Im Filter erfolgt die Abtrennung der absetzbaren und kolloidal gelösten Wasserinhaltsstoffe. Das Filtrat ist durch die spezielle Art der Entwässerung praktisch feststofffrei und die BSB-Belastung ist gegenüber der Ausgangskonzentration des Abwassers um bis zu 90 z reduziert.
Das Filtrat wird z.B. einer biologischen Behandlungsstufe und vorzugsweise einem Kunststoff-Tropfkörper zugeführt, z.B. einem solchen, dessen Herstellung in der DOS 21 19 321.5 beschrieben ist. Die gelösten organischen Wasserinhaltsstoffe werden biologisch abgebaut und in eine feste Form übergeführt. Die Feststoffe werden in einem. Schwerkraftfilter aufkonzentriert. Das Filtrat kann dann ohne Bedenken in einen Vorfluter gegeben werden.
Die verfahrenstechnische Neuerung des Verfahrens besteht darin, daß die bekannten Sedimentations-, Räum- und Schlammeindickungsvorgänge sowie darüberhinaus teilweise biologische Abbauvorgänge durch einen Filtrationsvorgang mittels Schwerkraft ersetzt werden.
Mit anderen Worten werden durch das erfindungsgemäße Verfahren die Vorklärung, die Schlammräumung, die Schlammeindickung, die Schlammentwässerung und teilweise der biologische Abbau, letzterer vor allem durch Entfernung der Kolloide, durch ein einfaches, die abgetrennten Feststoffe als Anschwemmfilterschicht benutzendes Reinigungsverfahren ersetzt. Da auch die Schwebestoffe fast gnzlic durch das Filterbett zurückgehalten werden, wird die nachgeschaltete Biologie entsprechend geringer belastet. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens wird darin gesehen, daß in der einen Stufe ohne Einsatz weiterer Einrichtungen eine Anreicherung der Feststoffe auf über 15, vorzugsweise 20 bis 25 X und ggf. bis zu 30 X Trockensubstanz erreicht werden kann.

Claims

Patentansprüche 0Verfahren zur Reinigung von Abwasser und zur Verminderung des biochemischen Sauerstoffbedarfs, der zur weiteren Reinigung von Abwasser erforderlich ist, von dem die Feststoffe in üblicher Weise durch Vorklärung abgetrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß man das Abwasser noch vor der Vorklärung mit Flockungshilfsmitteln versetzt und die Vorklärung mit der Abtrennung des größten Teils der kolloiddispersen Anteile dann in der Weise miteinander verbindet, daß man dieses mit den Flockungshilfsmitteln versetzte, feststoffhaltige Abwasser unter Einwirkung der Schwerkraft durch ein in einer Aufhängevorrichtung befindliches Stützgewebe leitet und dabei A) zuerst ein Kombinationsfilter aus a) diesem Stützgewebe und b) einer primären Filterschicht aus abgetrennten Feststoffen hildet und B) das weitere Abwasser durch dieses Kombinationsfilter vom größten Teil der Feststoffteilchen befreit.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützgewebe ein Polyester- bzw. Polyamidgewebe ist.
3. Verfahren zur Reinigung von Abwasser gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das schließlich erhaltene Filtrat anschließend biologisch gereinigt wird und das biologisch gereinigte Abwasser nach Entfernung des bei der biologischen Reinigung erhaltenen weiteren Schlamms durch Sedimentation oder Filtration einem Vorfluter zugeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die biologische Reinigung in einem Kunststoff-Tropfkörper erfolgt.
5. Anlage zur Reinigung von Abwasser, dadurch gekennzeichnet, daß sie als wesentliche Bestandteile eine Vorrichtung zur Flockung der in Abwasser enthaltenen Feststoffe, ein Schwerkraft-Koinbinationsfilter aus einem Stützgewebe und einer Anschwemrrfilterschicht, diefaus den abgetrennten Poststoffon aufgobaut wird, oinor Einrichtung zur biologischen und/oder chemisch-physikalischen Reinigung und einer Vorrichtung zur Abtrennung des bei der biologischen und/oder chemisch-physikalischen Behandlung anfallenden Schlamms besteht.
6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die biologische fle-inigungsstufe in einem Kunststoff-Tropfkörpor erfolgt.
7. Anlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie noch weitere Schwerkraftfiltereinheiten nach dem im Anspruch 5 genannten Prinzip zur Abtrennung des in der biologischen und/oder chemisch-physikalischen Reinigung anfallenden Schlamms enthält.