DE2849306C2

DE2849306C2 - Reaktor in Form einer Behälterkonstruktion

Info

Publication number: DE2849306C2
Application number: DE19782849306
Authority: DE
Inventors: Karl Heinz 5421 Fachbach Hildebrand; Friedbert 4006 Erkrath Wissmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-11-14
Filing date: 1978-11-14
Publication date: 1982-12-02
Also published as: DE2849306A1

Description

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Die Erfindung betrifft einen Reaktor in Form einer Behälterkonstruktion gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Durch die DE-AS 12 83 198 ist eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Durchführung chemischer Reaktionen in flüssigen Medien unter Anwendung von Teilstrom-Mischkreisläufen bekannt, die einen aus mehreren Kammern bestehenden Reaktor mit einer Nachreaktionskammer, eine Pumpe und Regelorgane für die Zuführung der Reaktionspartner enthält. Dabei ist ein vertikal angeordneter Zylinder in eine obere Reaktionskammer, eine untere Nachreaktionskammer und eine Seitenkammer unterteilt, wobei die Nachreaktionskammer von der Reaktionskammer durch eine Trennwand getrennt ist, die eine zur Längsachse dei Reaktors konzentrische Öffnung aufweist, die größer ist als der Durchmesser eines durch diese Öffnung und die obere Abdeckung der Reaktionskammer hindurchgeführten, unten offenen Steigrohres, während die unten im Bereich der Nachreaktionskammer offene Seitenkammer oben im Bereich der Reaktionskammer eine Öffnung aufweist, in der eine Düse mit in die Reaktionskammer tangential hineinführender Strahlrichtung angeordnet ist.

Weiterhin verdeutlicht die Vorrichtung nach der DE-AS 12 83198 einen Reaktor aus einem vertikal angeordneten Behälter in Form eines Kreiszylinders, der unterteilt ist in eine Reaktionskammer, eine Nachreaktionskammer und eine Seitenkammer, wobei die untere Nachreaktionskammer von der oberen Reaktionskammer durch eine Trennwand getrennt ist, die eine zur Längsachse des Reaktors konzentrische Öffnung aufweist, die größer ist als der Durchmesser des durch diese Öffnung hindurchgeführten, unten offenen Steigrohres, dessen ülngsachse mit der Längsachse des Reaktors identisch ist, während die unten im Bereich der Nachresktionskammer offene Seitenkammer oben im Bereich der Reaktionskammer eine Öffnung aufweist, in der die Düse injektorartig angebracht ist und deren Strahlrichtung zu einem tangentialen Durchmesser angeordnet ist, der kleiner ist als der Innendurchmesser der Reaktionskammer.

Dieser Reaktor kann jedoch in seiner Wirkungsweise nicht befriedigen. Zu der Wirkungsweise des Reaktors ist der DE-AS 12 83 198 u.a. folgendes zu entnehmen: Spalte 6, Zeile 60 bis Spalte 7, Zeile 8
,Die Pumpe 1 saugt mit der Pumpen-Saugleitung 15 die mit Chemikalien zu behandelnde bzw. zu reagierende Flüssigkeit an und drückt diese durch die Pumpen-Druckleitung 16 in die Düse 2, die in der Wand des Reaktors 3 befestigt ist, und zwar oberhalb der Trennwand 4. Der Reaktor 3 ist völlig mit Flüssigkeit angefüllt. Der Strahl der Düse 2 Uia infolge der Anordnung der Düse tangenti&! aus, reißt durch die Injektorwirkung die in der ScitenU· nrner 3b befindliche Flüssigkeit mit mid .eaei.:! d;f ?iwsigkeit in der Reaktionskammer 3c in Rotation. Hierbei findet -wine Vermischung der aus der Düse 2 austretenden, der aus der Seitenkammer 3b ausströmenden und der rotierenden Flüssigkeit statt, wobei die vektorielie Giuchwindigkeitsdifferenz des Düsenstrahls unii der rotierenden Flüssigkeit ein Maß für den Mischeffekt bildet.«

Spalte 8, Zeile 60 bis Spalte 9, Zeile 10
,Soll beispielsweise eine von der Pumpe 1 angesaugte Säurelösung mit Lauge neutralisiert werden, so wird in den hinter der Pumpe abgezweigten Teiistrom im Strahlsauger 6 die konzentrierte Lauge zugesetzt Der mit der Lauge versetzte Teilstrom vermischt sich in der Pumpen-Saugleitung 15 mit der Säurelösung und gelangt durch die Düse 2 in den Reaktionsraum 3c. Die Düse 2 und die Öffnung 12 bilden einen Strahlsauger. Dieser .Strahlsauger ist so gestaltet, daß aus der Seitenkammer eine bereits neutralisierte Flüssigkeitsmenge austritt, die etwa zehnmal s:· groß ist wie die aus der Düse 2 austretende, ist die Konzentration der von der Pumpe 1 angesaugten Säurelösung sehr groß, so kann der äußere Kreislauf angewandt werden, in dem am Anschluß 8 eine bestimmte, bereits neutralisierte Flüssi.3keitsmenge entnommen und der angesaugten Säurelösung vor der Pumpe zugemischt wird. Auf diese Weise wird die Säure vorverdünnt.«

Die vorstehend wiedergegebene Lehre zum technischen Handeln besagt, daß der Rsaktor völlig mit Flüssigkeit angefüllt sein muß, um seine Wirkung erzielen zu können. Von welcher Art Flüssigkeit der Reaktor völlig angefüllt sein muß, ist der Spalte 2, Zeilen 45—52 zu entnehmen; hier ist ausgeführt:
,f) bei zu behandelnden Flüssigkeiten großer Konzentration müssen diese Konzentrationen vor der eigentlichen chemischen Reaktion verdünnt werden. Aus wirtschaftlichen Gründen ist es vorteilhaft, diese Verdünnung im Reaktor selbst bzw. durch eine besondere Strömungsführung vorzunehmen und nicht durch eine Zuführung von Verdünnungsmedien von außen.«

Somit ist offensichtlich, daß der Reaktor mit der Flüssigkeit angefüllt sein muß, die behandelt werden muß; im gewählten Beispiel also mit Säure. Diese Säure muß aber zuvor auf irgendeine Weise neutralisiert worden sein, da sonst eine Verdünnung nicht stattfindet und darüber hinaus nicht neutralisierte Säure abfließt bzw. die gesamte Anlage gemäß Spalte 9, Zeilen 22—26 abgeschaltet wird. Wie jedoch die Neutralisation des Reaktorinhalts zuvor bewirkt werden soll, ist der DE-AS 12 83 198 leider nicht zu entnehmen.

Es ist weiterhin bekannt, Abwässer durch langes Erhitzen oder durch Zugabe geeigneter Chemikalien, Chlor, zu sterilisieren. Bei der herkömmlichen

Desinfektion mit Chlor müssen dem Abwasser relativ große Mengen des Desinfektionsmittel zugeführt werden und außerdem müssen lange Einwirkungszeifen in Kauf genommen werden.

Beides ist unwirtschaftlich und oft schwer zu verwirklichen; oarüber hinaus muß die dabei auftretende unvermeidlich starke Verchlorung der Abwässer als störende und unerwünschte Begleiterscheinung angesehen werden.

Zur Abhilfe wurde bereits eine Vorrichtung vorgeschla^p". hei der durch die Zufuhr von Chlor und Luft Abwasser in einem Behälter desinfiziert wirii. Bui dieser Vorrichtung besitzt der Behälter eine Mischvorrichtung

und wird über ein Sieb und einen Zwischenbehälter mit Abwasser sowohl gefüllt als auch entleert, wobei im Zwischenbehälter die zerkleinerbaren Feststoffe durch Messerköpfe zerkleinert werden. Bei dieser bekannten Vorrichtung zeigte sich jedoch der Nachteil, daß das Abwasser nicht innerhalb einer kurzen Verweilzeit genügend desinfiziert wurde. Anhand eingehender Untersuchungen konnte festgestellt werden, daß sich der entscheidende Absterbevorgang der Bakterien bei der Chlorung sowohl in Leitungswasser als auch in Abwasser in den ersten Sekunden nach dem Chlorzunatz, d.h. in der Phase des sogen. »Primären Keimzahlsturzes« vollzieht, der nach allgemeiner Auffassung durch das HOCI, d. h. durch die unteichlorige Säure, hervorgerufen wird. In diese Phase schließt sich die sogen. »Sekundäre Keimzahlabnahme« an, die relativ langsam vor sich geht und auf der Wirkung von Chloraminen beruht, die beim Zusammenwirken des Chlors mit Ammoniumverbindungen entstehen. Unmittelbar nach der Vermischung mit dem Wasser oder Abwasser wird das Aktivchlor katalytisch in sehr kurzer Zeit auf energiearme Stufen abgebaut und es tritt das unter dem Namen ,Chlorzehrung« bekannte Phänomen auf, wobei die Chlorzehrung kein unabhängig von der Bakterienabtötung ablaufender Vorgang ist, sondern die Chlorzehrung und die Bakterienabtötung sind voneinander untrennbar, d. h. das Chlor wird nicht nur durch die Reaktion mit organischen Substanzen, sondern zugleich auch immer durch die Reaktion mit den Mikroorganismen gezehrt. Demgemäß muß das Chlor im Zustand seiner größten Aktivität, d. h. seines höchsten Energiegehalts so schnell wie irgend möglich mit den abzutötenden Mikroorganismen in Kontakt gebracht werden, wenn der Effekt des »Primären Keimzahlsturzes« vollkommen ausgenutzt werden soll. Nach einem bekannten Verfahren zum Desinfizieren von Abwasser mittels eines chlorhaltigen Desinfektionsmittels in einem Behälter wird den vorstehenden Erkenntnisssen dadurch Rechnung getragen, daß das Abwasser im Kreislauf umgepumpt und während dieses Umpumpens das Abwasser mit Luft gemischt und dabei ihm schlagartig die zur Desinfektion erforderliche Menge des Desinfektionsmittels zugesetzt wird; daß im Abwasser enthaltene leicht zerkleinerbare Feststoffe während des Umpumpens zerkleinert werden; daß im Abwasser enthaltene, nicht leicht zerkleinerbare Feststoffe, die ein größeres spezifisches Gewicht als das Abwasser haben, so gelagert werden, daß sie bei dem Umpumpen von dem Abwasser umspült werden.

Die ebenfalls bekannte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kennzeichnet sich u. a. dadurch, daß eine Pumpe mit ihrem Auslaß mit dem oberen Ende eines Behälters und mit ihrem Einlaß mit dem oberen Ende einer kleineren Kammer verbunden ist. die einerseits mit dem anderen Ende des Behälters und andererseits mit einer Abwasserquelle verbunden ist, und daß der genannte Behälter mit einer Vorrichtung zum Einbringen von Luft und zum Umrühren des Abwasser-Luft-Gemisches sowie mit einer Vorrichtung zum schlagartigen Einbringen einer bestimmten Menge einer chlorhaltigen Verbindung versehen ist.

Beide vorbeschriebenen Einrichtungen erfüllen zwar die ihnen zugeordneten Aufgaben, insbesondere hinsichtlich der Desinfektionswirkung, in hervorragender Weise; für ihre ordnungsgemäße Unterbringung, Bedienung und Wartung ist jedoch ein vergleichsweise großer ■ Raum erforderlich, der häufig nicht zur Verfügung steht. Ein weiterer Nachteil der bekannten Einrichtungen zur chemischen Desinfektion von Abwässern besteht darin, daß sie nur die Aufgabe der Abwasser-Homogenisierung und -Desinfektion übernehmen. So müssen sie durch Hebeanlagen ergänzt werden, wenn der Abwasserkanal oberhalb des Anlagenaustritts liegt.

In der Regel fallen in einem Krankenhaus oder

Sanatorium, dessen Abwasser zu desinfizieren ist, Laborwässer an. die vor ihrer Einleitung in den Kanal zu neutralisieren sind. In solchen Fällen wird unabhängig von der Desinfektionsanlage eine Neutralisationsanlage errichtet, der das zu neutralisierende Abwasser über eine getrennte Abwasserleitung zugeführt wird. Diese bisherige Praktik verursacht Investitionskosten sowie Betriebskosten, die ihrer Höhe nach nicht notwendig sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Einrichtung zu schaffen, die ohne wesentliche bauliche Änderungen als Homogenisierungs-, Desinfektions-, Neutralisations- und/oder Hebeanlage zu betreiben ist bei einem äußerst geringen Raumbedarf.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine solche Einrichtung zu schaffen, die beim Hersteller betriebsfertig montiert, verrohrt und verdrahtet werden kann, in diesem betriebsfertigen Zustand transportierbar und durch jeden Installateur an die bauseitigen Leitungen anschließbar ist.

Zu diesem Zweck ist es eine weitere Aufgabe der Erfindung, den Reaktor durch betriebsfertige Dosiereinrichtungpn für die Zudosierung der jeweils benötigten Chemikalien zu komplettieren, wobei die Dosiereinrichtungen die Möglichkeit bieten sollen, auf eine Umfüllung der Chemikalien von den Transportbehältern in besondere Dosierbehälter zu verzichten. Darüber hinaus seil über die Dosiereinrichtungen ein Abschalten der Gesamtanalge bei auftretendem Chemikalienmangel sowie die Auslösung einer optischen und/oder akustischen Störrr.e'dung sich>^: -esidlt werden.

Die Erfindung löst diese Aufgaben mittels eines Reaktors der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Art dadurch, daß der Reaktor aus wenigstens zwei miteinander verbundenen Behälterteilen besteht, von denen der eine Behälterteil einen klöpperartigen Boden und einen plattenartigen, geteilten Deckel aufweist, dessen eine Hälfte fest mit dem ersten Behälterteil verbunden ist, während die andere Deckelhälfte den oberen festen Abschluß des nach unten offenen zweiten Behälterteils bildet, dessen sich senkrecht erstreckende, bogenförmige Außenwand vorzugsweise der obere Abschnitt eines sich senkrecht erstreckenden Mantels so ist, dessen Hauptteil im Innern des ersten Behälterteils angeordnet ist. mit dessen Wandung der Mantel einen Ringraum bildet, wobei der zweite Behälterteil m^;* der Saugleitung wenigstens einer Pumpe in Verbindung steht, deren Druckleitung entweder mit einem Abwasserkanal oder einem dritten Behälterteil verbunden ist. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung münden in den oberen Teil des Ringraumes zwei Rohrleitungen ein, von denen die erste Rohrleitung vorzugsweise eine Umwälzleitung ist, deren anderes Ende mit dem klöpperartigen Boden des ersten Behälterteils verbunden ist, während die zweite Rohrleitung als Abwasser-Zuführleitung ausgebildet ist, wobei in die als Umwälzleitung ausgebildete Rohrleitung Förder- und/oder Zerkleinerungs-Aggregate sowie gegebenenfalls Schieber und Rückschlagklappen zwischengeschaltet sind.

Weilerhin sieht die Erfindung vor, daß die mit dem ersten Behälterteil verbundene Deckelhälfte den Boden

des dritten Behälterteils bildet, der vorzugsweise aus zwei Teilen besteht, die derart ineinander angeordnet sind, daß ihre beiden Wandungen einen zweiten Ringraum bilden, in dessen oberen Teil die Druckleitung der genannten ( umpe tangential einmündet.

Nach einem weiteren Merkmal sieht die Erfindung vor, daß der erste Behälterteil als Puffer- und Homogenisationskammer ausgebildet ist, daß eine oder me'-^rere der genannten Pumpen das in den als Pumpenvorlage ausgebildeten zweiten Behälterteil aufsteigende homogenisierte Abwasser über einen Niveauschalter gesteuert abziehen und in den dritten Behälterteil fördern, der als Desinfektionskammer ausgebildet und mit einem axial angeordneten, den Deckel des zweiten Teils des dritten Behälters durchdringenden Belüftungsstrahler versehen ist, wobei in den Innenraum des dritten Behälterteils eine Dosierlanze hineinragt, über die ein Desinfektionsmittel, vorzugsweise Aktivchlor in Form von Chlorbleichlaugc, proportional z"r Abwas'errneng¹? ^ndnsiert wird. und daß über den Belüftungsstrahler proportional zur Abwassermenge Luft mit einem Druck von 1,5—6 bar eingetragen wird und das homogenisierte sowie desinfizierte Abwasser den Reaktor über eine Rohrleitung verläßt, die vorzugsweise im oberen Bereich des dritten Behälterteils aus diesem austritt, wobei mit jeder Förderpumpe eine Dosiereinrichtung für das Desinfektionsmittel impulsgetastet ist, die vorzugsweise aus einer regelbaren Dosierpumpe, einer Ansaug- und Kontrollvorrichtung mit Warnelektroden sowie einem Druckhalteventil besteht.

Jin anderes Merkmal der Erfindung sieht vor, daß der erste Behälterteil in Verbindung mit der ersten Rohrleitung, einem die zweite Deckelhälfte durchdringenden und mit der Mischwelle sowie dem Mischflügel in den Innenraum des ersten Behälterteils hineinragenden Mischer, einer in den gleichen Innenraum hineinragenden pH-Elektrode sowie wenigstens einer in den genannten Innenraum hineinragenden Dosierlanze für die Zudosierung von Säure oder Lauge als Einlauf-, Puffer-, Misch-und Neutralisations-Kammer ausgebildet ist, während der als Pumpenvorlage ausgebildete zweite Behälterteil bei tiefer liegendem Abwasserkanal an seinem oberen Ende mit einer Rohrleitung in Verbindung steht, über die das neutralisierte Abwasser den Reaktor verläßt, wobei in den zweiten Behälterteil gegebenenfalls eine zweite pH-Sonde als pH-Endkontrolle hineinragt, und daß bei höher liegendem Abwasserkanal dem zweiten Behälterteil eine oder mehrere Abwasser-Förderpumpen zugeordnet sind.

Weiterhin ist nach der Erfindung vorgesehen, daß mit der ersten pH-Elektrode zwei Dosiereinrichtungen für Säure und Lauge impulsgetastet sind, von denen eine jede vorzugsweise aus einer regelbaren Dosierpumpe, einer Ansaug- und Kontrollvorrichtung mit Warnelektroden sowie einem Druckhalteventil besteht.

Insbesondere für die Reduktion eines Chrom-Abwassers ist nach der Erfindung vorgesehen, daß das chromhaltige Abwasser im ersten Behälterteil mit einer Säure auf einen pH-Wert von etwa 2$ eingestellt wird, daß das in die Pumpenvorlage aufsteigende, saure und chromhaltige Abwasser chargenweise mittels einer Förderpumpe abgezogen und in den dritten Behälterteil gefördert wird, daß in den Innenraum des dritten Behälterteils die Welle und Mischflügel eines Mischers, eine Reduktionssonde und eine Dosierlanze für die Zudosierung und Vermischung eines Reduktionsmittels, vorzugsweise Natriumbisulfat, mit dem Abwasser hineinragt, wobei die Zudosierung des Reduktionsmittels unterbunden wird, sobald die Reduktionssonde einen steten Überschuß an Reduktionsmittel anzeigt, und daß eine pH-Elektrode ebenso wie eine weitere Dosierlanze in den genannten Innenraum hineinragen für die 7,iidosierung einer Lauge nach Feststellung des Reduktionsmittel-Oberschusses und eine Anhebung des pH Werts auf eine voreinstellbare Größe.

Schließlich sieht die Erfindung vor, daß die Saugleitung der Pumpe geteilt ist, daß der eine Saugleitungsteil mit der Pumpenvorlage und der andere Saugleitungsteil mit einem im Innenraum des dritten Behälterteils angeordneten Gegenstrom-Absaugtrichter verbunden ist, während die Druckleitung der Pumpe mit einem durch einen Schieber verschließbaren Abzweig versehen ist, der als Entleerungsleitung dient, und daß durch vom Schaltschrank aus vornehinbare Schiebersteuerung der jeweilige Leitungsabschnitt in Funktion gesetzt wird.

Der vorbeschriebene Reaktor gestattet durch die Kombination seiner Merkmale sein Betreiben als Neutralisationsanlage; als Neutralisations- und Hebeanlage; als Homogenisierungs- und Hebeanlage; als Homogenisierungs-, Neutralisations- und Hebeanlage sowie als Homogenisierungs-, Neutralisations- und Desinfektionsanlage; er kann ebenfalls als einfache Homogenisierungs- und Desinfektionsanlage betrieben werden; ebenso als Zyanentgiftungsanlage oder Chromreduktionsanlage.

Durch den fest an ihm angebrachten Schalt- und Steuerschrank stellt der Reaktor eine betriebsfertig montierte, verrohrte und verdrahtete Anlage dar.

Weitere Erfindungsmerkmale sind den Patentansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Fig. 1 — 10 näher erläutert; es zeigen

F i g. 1 und 2 einen Reaktor, der als Homogenisierungs- und Hebeanlage ausgebildet ist;

F i g. 3 und 4 einen Reaktor, der als Neutralisations-und Hebeanlage ausgebildet ist;

F i g. 5 und 6 einen Reaktor, der als Homogenisic· rungs- und Desinfektionsanlage ausgebildet ist;

F i g. 7 und 8 einen Reaktor, der als Homogenisierungs-, Desinfektions- und Neutralisationsanlage ausgebildet ist;

F i g. 9 einen Reaktor, der als Chromreduktionsanlage ausgebildet ist;

F i g. 10 einen Reaktor, der als Zyanentgiftungsanlage ausgebildet ist.

F i g. 1 und 2

Wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich ist, besteht der Reaktor aus wenigstens zwei Behälterteilen 1, 2, die miteinander fest verbunden sind. Dabei weist der Behälterteil 1 einen klöpperartigen Boden 3 auf und ist nach oben durch einen plattenartigen fest mit ihm verbundenen Deckel 4' abgeschlossen. Der Deckel 4' und der den Behälterteil 2 nach oben abschließende Deckel 4" sind aus einer gemeinsamen Ronde gefertigt und stellen insoweit jeweils eine Deckelhälfte 4' und 4" dar.

Die sich senkrecht erstreckende, bogen- bzw. halbkreisförmige Wand 5 des nach unten offenen Behälterteils 2 ist der obere Abschnitt des sich senkrecht nach unten erstreckenden Mantels 6, der im Inneren des Behälterteiis 1 angeordnet ist und mit der Wand 7 des Behälterteils 1 einen nach unten offenen, oben

geschlossenen Ringraun. 8 bildet, in dessen oberen Teil wenigstens eine Rohrleitung 9 tangential einmündet.

Die Rohrleitung 9 ist dabei als Umwäb.leitung ausgebildet. In diese Umwälzleitung ist eine Zeriörderpumpe 32 und ein Granulator 33 eingebaut; ebenso nicht dargestellte Hand- und Hydraulik- bzw. Pneumatikschieber sowie eine Rückschlagklappe.

Das über die Rohrleitung 10, die ebenfalls in den oberen Teil des Ringraumes 8 einmündet, in den Behälterteil 1 eintretende Abwasser, z. B. Fäkalwasser, wird in dem Ringraum 8 in eine von oben nach unten gerichtete, tangentiale Verwirbelung und am unteren Ende des Ringraumes 8 bzw. des Mantels 6 in eine von unten nach oben sich ausbildende, in den durch die Wand 6 begrenzten Innenraum 11 gerichtete radialaxiale Verwirbelung überführt durch im Innenraum 11 angeordnete Schikanen 12. Diese Wirkung wird primär durch die Umwälzleistung der Zerförderpumpe 32 beeinflußt, wobei das Verhältnis von Anlagenleistung in m3/h zu Umwälzleistung der Zerförderpumpe in m3/h in der Größenordnung von ! : 10 bis ! : !00 liegen seilte; vorzugsweise von 1 :80.

Der innerhalb der Rohrleitung 9 der Zerförderpumpe 32 nachgeordnete Granulator 33, der häufig auch als Zerrogator bezeichnet wird, sorgt für eine partikelförmige Zerkleinerung der im Abwasser mitgeführten Fest- und Dickstoffe, so daß im Innenraum 11 ein homogenes Abwasser aufsteigt und in den nach unten offenen Behälterteil 2, der als Pumpenvorlage ausgebildet ist, eintritt.

Die Pumpenvorlage 2 ist mit der Saugleitung 34 wenigstens einer Schmutzwasserförderpumpe 13 verbunden, die über einen Niveauschalter 19 (Schwimmerschalter oder Membrandruckschalter) gesteuert das homogenisierte Abwasser über die Druckleitung 35 in einen höher gelegenen Abwasserkanal 36 fördert.

Auf die Förderpumpe 13 kann verzichtet werden, wenn der Abwasserkanal 36 unterhalb des vorgesehenen Auslaufs 37 der Anlage liegt. In diesem Fall wird das homogenisierte Abwasser durch das der Anlage zulaufende Abwasser zum Auslauf 37 und von dort über die Rohrleitung 38 in den tiefer liegenden Abwasserkanal 36 gefördert.

Fig. 3und4

Für den hier dargestellten Reaktor, der die Funktion einer Neutralisations- und Hebeanlage erfüllt, gilt die vorstehende Beschreibung der Fig. 1 und 2; es entfällt lediglich der Granulator 33 in den Fällen, wo keine gropen Schmutzstoffe im Abwasser vorhanden sind.

Wie ersichtlich, ist bei diesem Reaktor die Deckelhälfte 4" des Behälterteils 2 von der Mischweiic eines Mischers 26 durchdrungen, wobei der mit der Mischwelle verbundene Mischflügel in den Innenraum 11 des Behälterteils 1 hineinragt Die mit dem Behälterteil 1 verbundene Deckelhälfte 4' wird von einer pH-Eintauch-EIektrode 25 durchdrungen, deren weiteres Ende ebenfalls in den Innenraum 11 des Behälterteils 1 hineinragt

Diese Elektrode 25 mißt Hen pH-Weri des ™iaufcuden Abwassers und regelt im Soll-Ist-Vergleich die Zudosierung von Säure oder Lauge; der Behälterteil 1 ist somit in Verbindung mit der Rohrleitung 9, dem Mischer 26 der pH-Elektrode 25 und der in den Innenraum 11 hineinragenden Dosierlanze 27 od. dgl. für die Zudosierung von Säure oder Lauge zu einer-Einlauf-, Misch-, Reaktions-. Wirbel- und Neutralisationskammer geworden.

Obwohl die Ausbildung und Wirkungsweise des Behälterteils 1 als Neutralisationskammer sicherstellt, daß das zu neutralisierende Abwasser die Anlage mit einem pi, Wert verläßt, der innerhalb einstellbarer Grenzwerte liegt, wird vielfach eine pH-Endkontrolle mittels einer zweiten pH-Elektrode gefordert. Für diesen Fall sieht die Erfindung vor, daß in den Innenraum des Behälterteils 2 eine die Deckelhälfte 4" durchdringende pH-Elektrode 29 hineinragt.

F ι g. 5 und 6

Die Beschreibung der F i g. 1 und 2 trifft auf den hier dargestellten Reaktor zur Homogenisierung und Desinfektion hochinfektiöser Abwässer aus Krankenhäusern.

Sanatorien, Seuchenschlachthöfen u.dgl. zu, wobei der Reaktor nach den Fig. 1 und 2 im vorliegenden Fall durch einen Behälterteil 14 ergänzt wird. Dieser Behälterteil 14 ist als Desinfektor ausgebildet und besteht aus einem unteren Teil 14' sowie einem in das Teil 14' hineinragenden oberen Teil 14".

Der Boden des B?hälterteils 14 wird durch die Deckelhälfte 4' gebildet; der Behälterteil 14 ist vest mit diesel Deckelhälfte verbindbar.
Die in den Teil 14' hineinragende Wand 15 des Teils 14" bildet gemeinsam mit der Wand 16 des Teils 14' einen Ringraum 17, in dessen oberen Teil die Druckleitung(-en) 35 der Schmutzwasserförderpumpe(-en) 13 vorzugsweise tangential einmündet bzw. einmünden.

Der durch die Wand 15 des Teils 14" umschlossene Innenraum 18 weist im unteren Bereich Umlenkschikanen 12 auf, wobei in den Innenraum 18 ein den Deckel 20 des Teils 14" durchdringender Belüftungsstrahler 21 sowie wenigstens eine Dosierlanze 22 hineinragt.

Über den Belüftungsstrahler 21 wird proportional zur Abwassermenge Luft mit einem Druck von 1,5—6 bar eingetragen, wobei das Verhältnis von Abwassermenge zu eingetragener Luftmenge eine Größe von 1 :2 bis I : 6. vorzugsweise 1 : 3 bis 1 : 5, hat.

Dem im Behälterteil 1 homogenisierten und im Behälterteil 14 belüfteten infektiösen Abwasser wird über die Dosierlanze 22 eine der Abwassermenge proportionale Menge eines Desinfektionsmittels, vorzugsweise Aktivchlor in Form von Chlorbleichlauge, zugegeben und das Desinfektionsmittel schnellstmöglich mit dem Abwasser vermischt. Die Menge des dem Abwasser zudosierten Desinfektionsmittels sollte dabei so groß sein, daß in dem den Reaktor über die Rohrleitung 23 verlassenden Abwasser noch etwa 2 mg freies Aktivchlor/Ltr. Abwasser nachweisbar sind.

Wie ersichtlich, wird im Behälterteil 14 ebenso wie im Behälterteil 1, das eine intensive und rasche Vermischung des Abwassers mit dem jeweils zudosierten Chemikal sicherstellende Wirbelstromverfahren ausgenutzt, was zu einer Verringerung der sonst notwendigen Reaktions- und Venveilzeiten führt. Dies ermöglicht eine Reduzierung der Behältervolumina und trägt somit zur Verringerung der Herstellkosten bei.

_Μ F i g. 7 und 8

Der hier dargestellte Reaktor ist als Homogenisierungs-, Desinriktions- und Neutrslvsaiioiisanlc.ge *us*v bildet; seine Beschreibung entspricht cerjenigen der F i g. 1 bis 6.

Fig.9

Der hier dargestellte Reaktor ist neben seiner Funktion als Homogenisierungs-, Desinfektions- und

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Meik alisatio.isanlage auch dazu geeignet, als Chromredukuons- oder Zyanentgiftungs-Anlage betrieben zu werden.

Wird d^r Reaktor als Chromreduktionsanlage betrieben, dann wird im Behälterteil 1 über die ph-Elektrode 25 gesteuert das chromhaltige Abwasser auf einen pH-Wert von etwa 2,5 durch Zudosieren einer Säure, insbesondere Schwefelsäure, eingestellt. Das saure chromhaltige Abwasser wird chargenweise mittels der Förderpumpe 13 au: der Pumpenvorlage 2 abgezogen und in den Behälterteil 14 gefördert, der anstelle des Belüftungsstrahlers 21 nun einen Mischer 39 aufweist. Hier wird das Abwasser solange mit einem Reduktionsmittel, vorzugsweise Natriumbisulfat, versetzt, bis mittels einer in den Innenraum 18 hineinragenden Sonde 40 ein steter Überschuß an Reduktionsmittel festgestellt wird.

Mit der Feststellung des Reduktionsmittel-Überschusses wird eine Dosiereinrichtung 24,30 in Funktion gesetzt, die über die in den lnnenraum 18 hineinragende Dosierlanze .Jl eine Lauge dem Abwasser zudosiert so lange, bn eine ebenfalls in den lnnenraum 18 hineinragende pH-Elektrode 42 einen Abwasser-pH-Wert registriert, der innerhalb eines voreingestellten Werts (Neutralwert) liegt.

Das nunmehr neutrale und chromreduzierte Abwasser wird anschließend mittels einer Förderpumpe im Gegenstrom abgezogen und in den Abwasserkanal 36 gefördert; der Behälterteil 14 kann dann mit der nächsten Charge beaufschlagt werden.

Um die Anlagenkosten möglichst gering zu halten, sieht die Erfindung vor, die rür die chargenweise Befüllung des Behälterteils 14 vorgesehene Pumpe 13 sowohl für die Umwälzung des Inhalts des Behälterteils 14 als auch für dessen Entleerung heranzuziehen. Zu diesem Zweck steht die Saugleitung 34 sowohl mit der Pumpenvorlage 2 als auch mit dem Gegenstrom-Absaugtrichter 43 des Behälterteils 14 in Verbindung, wobei durch vom Schaltschrank aus vorzunehmende Schiebersteuerung der jeweilige Saugleitungsteil freigegeben wird.

Die Druckleitung 35 der Pumpe 13 ist mit einer Abzweigung 44 versehen, so daß die Druckleitung 35 einerseits als Zulaufleitung zum Behälterteil 14, andererseits als Umwälzleitung und gleichzeitig als Entleerungsleitung für den Behälterteil 14 verwendet wird, wobei durch vom Schaltschrank aus vornehmbare Schiebersteuerung der jeweilige Leitungsabschnitt in Funktion gesetzt wird.

Fig. 10

Der hier auf der C^ndlage der Fig. 1 bis 9 dargestellte Reaktor ist eine Anlage zwr F.riijr.f'ursg zyanhaltiger Abwässer und ist im Bereich der Behälterteile 1, 2 entsprechend der Beschreibung c'ar F i g. 9 ausgebildet. In dem als Einlauf-, Puffer-, Wirbel-, Reaktions- und Neutralisationskarr.tner ausgebildeten Behälter.eil 1 wird du /jüplialtijj-w Abwasser durch iM/er die pH-Elektrode 25 gesteuertes Zudosieren und Vermischen von Lauge, z. 3. Natriumlaupe, alkilisiert, vorzugsweise auf einen pH-Wert von 10 bis 11 eingestellt.

ίο Das alkalisierte zyanhaltige Abwassti gelangt rr..r. aus der Pumpenvorlage 2 über die Förderpumpe 13 un^ die Rohrleitungen 34, 35 chargenw^ise in den Behälterteil 14 und wird dort einer gesteuerten Oxydation mittels Chlorzugabe (Hypochlorit, Chlorgas oder Natriumhypochlorit in wäßriger Lösung) unterzogen, wobei dei durch die Oxydation verringerte Zyangehalt ständig von einer Zyansonde 45 überwacht wird, die ihrerseits die mengenmäßige Zudosierung von Chlor steuert.

Die Zyansonde 45 ragt ebenso wie der Mischer 39 in den innenraum iS des Beiiäiieiieiis 14 hinein. Die ebenfalls in den lnnenraum 18 hineinragende pH-Elektrode 42 steuert nach Beendigung der Oxydation die Zudosierung einer Säure, durch die das noch alkalische, zyanentgiftete Abwasser auf einen gewünschten pH-Wert eingestellt wird.

Die Zudosierung von Chlor und Säure erfolgt über eine gemeinsame oder zwei getrennte, in den Innsnraum 18 hineinragende Dosierlanze(-n) 22,41. Mitunter wird nach Beendigung der Oxydation eine Zudosierung von Natriumthiosulfat verlangt, um den eventuellen Rest-Chlorgehalt zu beseitigen. Eine solche Zudosierung erübrigt sich durch die Verwendung der Zyansonde; die Zudosicrung von Natriumthiosulfat ist jedoch jederzeit über eine Dosiereinrichtung und eine in den Innenraum 18 hineinragende Dosierlanze möglich.

Wie aus den einzelnen Figuren ersichtlich, ist jeder Reaktor entsprechend seiner Verwendung als Komplett-Gerät ausgebildet, d. h. alle Armaturen, Aggregate, Meß- und Steuereinrichtungen, Dosiereinrichtungen, Förder- und Umwälzpur. pen, Granulatoren, Zerrogatoren und der Elektro-Schalt- und -Steuerschrank sind ebenso wie der eventuell benötigte Kompressor an dem Reaktor angebracht und endmontiert, so daß eine funktionsgeprüfte, in sich betriebsfertige AMagc das Herstellerwerk verläßt.

Die Zudosierung der Chemikalien erfolgt Vorzugs weise über Dosiereinrichtungen 24,30, die vorzugsweise jeweils aus einer regelbaren Dosierpumpe 24', 30', einer Ansaug- und Kontrollvorrichtung mit Warnelektroden 74", 30" und einem Druckhalteventil 24"', 30'" sowie einer über Schia»rh;ciiunfeen mit der Dosiereinrichtung verbundene Dosierlanze 22,27,41 besteht.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Reaktor in Form einer Behälterkonstruktion zur chargenweisen oder durchflußgesieuerten Durchführung von Homogenisierungs-, Desinfektions-, Neutralisations- und/oder Entgiftungs-Reaktionen in flüssiger Phase, insbesondere zur Abwasserbehandlung, dessen Behälterteile eine im Querschnitt kreisrunde Form mit lotrechter Längsachse aufweisen, der Behälter einen inneren Ringraum besitzt und mit einer Abdeckung versehen ist, wobei im oberen Behälter-Bereich tangentiale Zuleitungen für die Reaktionspartner, die mit einer Pumpe gefördert werden, eine Ableitung für die behandelte flüssige Phase im Deckelbereich, eine Umwälzleitung mit einem Anschluß im Bereich des Reaktorbodens sowie Einrichtungen zur messenden Regelung und Steuerung der durchzuführenden Reaktionen zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor aus wenigstens zwei miteinander verbundenen Behälterteilen (1,2) besteht, von denen der Behälterteil (1) einen klöpperartigen Boden (3) und einen plattenartigen, geteilten Deckel (4) aufweist, dessen eine Hälfte (4') fest mit dem Behälterteil (1) verbunden ist, während die andere Deckelhälfte (4") den oberen festen Abschluß des nach unten offenen Behälterteils (2) bildet, dessen sich senkrecht erstreckende, bogenförmige Außenwand (5) vorzugsweise der obere Abschnitt eines sich senkrecht erstreckenden Mantels (6) ist, dessen Hauptteil im Innern des Behälterteils (1) angeordnet ist, mit dessen Wandung (7) der Mantel (6) einen Ringraum (8). bildet, wobei der Behälterteil (2) mit der Saugleitung wenigstens -5"^:ner Pumpe (13) in Verbindung steht, deren Druckleitung entweder mit einem Abwasserkanal oder eine^i dritten Behälterteil (14) verbunden ist.

2. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den oberen Teil des Ringraumes (8) zwei Rohrleitungen (9,10) einmünden, von denen die Rohrleitung (9) vorzugsweise eine Umwälzleitung ist, deren anderes Ende mit dem klöpperartigen Boden (3) des Behälterteils (1) verbunden ist, während die Rohrleitung (10) als Abwasser-Zufuhr leitung ausgebildet ist, wobei in die als Umwälzlei- *5 tung ausgebildete Rohrleitung (9) Förder- und/oder Zerkleinerungs-Aggregate sowie gegebenenfalls Schieber und Rückschlagklappen zwischengeschaltet sind.

3. Reaktor nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Behälterteil (1) verbundene Deckelhälfte (4') den Boden des dritten Behälterteils (14) bildet, der vorzugsweise aus zwei Teilen (14', 14") besteht, die derart ineinander angeordnet sind, daß die Wand (15) des Teils (14") gemeinsam mit der Wand (16) des Teils (14') einen Ringraum (17) bildet, in dessen oberen Teil die Druckleitung der Pumpe (13) tangential einmündet.

4. Reaktor nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälterteil (1) als Puf- «> fer-und Homogenisationskammer ausgebildet ist, daß eine oder mehrere Pumpen (13) das in den als Pumpenvorlage ausgebildeten Behälterteil (2) aufsteigende homogenisierte Abwasser über Niveauschalter (19) gesteuert abziehen und in den Behälterteil (14) fördern, der als Desinfektionskammer ausgebildet und mit einem axial angeordneten, den Deckel (20) des Teils (14") durchdringenden Belüftungsstrahler (21) versehen ist, wobei in den Innenraum (18) des Behälterteils (14) eine Dosierlanze (22) hineinragt, über die ein Desinfektionsmittel, vorzugsweise Aktivchlor in Form von Chlorbleichlauge, proportional zur Abwassermenge zudosiert wird, und daß über den Belüftungsstrahler (21) proportional zur Abwassermenge Luft mit einem Druck von l_r5—6 bar eingetragen wird und das homogenisierte sowie desinfizierte Abwasser den Reaktor über die Rohrleitung (23) verläßt, die vorzugsweise im oberen Bereich des Teils (\4") aus diesem austritt, wobei mit jeder Förderpumpe (13) eine Dosiereinrichtung (24) für das Desinfektionsmittel impulsgetastet ist, die vorzugsweise aus einer regelbaren Dosierpumpe (24'), einer Ansaug- und Kontrollvorrichtung mit Warnelektroden (24") sowie einem Druckhalteventil (24'") besteht

5. Reaktor nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälterteil (1) in Verbindung mit der Rohrleitung (9), einem die Deckelhälfte (4") durchdringenden und mit der Mischwelle sowie dem Mischflügel in den Innenraum (11) des Behältcrtcils (1) hineinragenden Mischer (26), einer in den Innenraum (11) hineinragenden pH-Elektrode (25) sowie wenigstens einer in den Innenraum (11) hineinragenden Dosierlanze (27) für die Zudosierung von Säure oder Lauge als Einlauf-, Puffer-, Misch-und Neutralisations-Kammer ausgebildet ist, während der als Pumpenvorlage ausgebildete Behälterteil (2) bei tiefer liegendem Abwasserkanal an seinem oberen Ende mit einer Rohrleitung (38) in Verbindung steht, über die das neutralisierte Abwasser den Reaktor verläßt, wobei in den Behälterteil (2) gegebenenfalls eine zweite pH-Sonde (29) als pH-Endkontrolle hineinragt, und daß bei höher liegendem Abwasserkanal dem Behälterteil (2) eine oder mehrere Abwasser-Förderpumpen (13) zugeordnet sind.

6. Reaktor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit der pH-Elektrode (25) zwei Dosiereinrichtungen (30) für ,"^"ure und Lauge impulsgetastet sind, von denen eine jede vorzugsweise aus einer regelbaren Dosierpumpe (30'), einer Ansaug-und Kontrollvorrichtung mit Warnelektroden (30") sowie einem Druckhalteventil (30'") besteht.

7. Reaktor nach Anspruch 5 oder 6, insbesondere zur Reduktion eines Chrom-Abwassers, dadurch gekennzeichnet, daß das chromhaltige Abwasser im Behälterteil (1) mit einer Säure auf einen pH-Wert von etwa 2,5 eingestellt wird, daß das in die Pumpenvorlage (2) aufsteigende, saure und chromhaltige Abwasser chargenweise mittels einer Förderpumpe (13) abgezogen und in den Behälterteil (14) gefördert wird, daß in den Innenraum (18) des Behälterteils (14) die Welle und Mischflügel eines Mischers (39), eine Reduktionssonde (40) und eine Dosierlanze (22) für die Zudosierung und Vermischung eines Reduktionsmittels, vorzugsweise Natriumbisulfat, mit dem Abwasser hineinragt, wobei die Zudosierung des Reduktionsmittels unterbunden wird, sobald die Sonde (40) einen steten Überschuß an Reduktionsmittel anzeigt, und daß eine pH-Elektrode (42) ebenso wie eine weitere Dosierlanze (41) in den Innenraum (18) hineinragen für die Zudosierung einer Lauge nach Feststellung des Reduktionsmittel-Überschusses und eine Anhebung des pH-Werts auf eine voreinstellbare Größe.

8. Reaktor γίλΗ Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Saugleitung (34) der Pumpe (13) geteilt ist, daß der eine Saugleitungsteil (34') mit der Pumpenvorlage (2) und der andere Snugleiturgsteil (34") mit einem im Innenraum (18) angeordnet; ■·. Gegenstrom-Absaugtrichter (43) verbunden ist, während die Druckleitung (35) der Pumpe (13) mi; einem durch einen Schieber verschließbaren Abzweig (44) versehen ist, der als Entleerungsleitung dient, und daß durch vom Schaltschrank (31) aus vornehmbare Schiebersteuerung der jeweilige Leihit in Funktion gesetzt wird.