DE3638023C2 - Anlage zur Behandlung industriellen Abwassers - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Anlage zur Behand­ lung industriellen Abwassers gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine derartige Anlage ist aus DE 23 10 679 bekannt. Bei der bekannten Anlage findet eine quasi-stationäre Behandlung mit großvolumigen Vorratsbehältern statt.

Bei zahlreichen industriellen Bearbeitungsprozessen fallen Abwässer an, welche in hohem Maße von einem neutralen pH-Wert abweichen und allein schon deshalb nicht in die Kanalisation eingeführt werden können. Darüber hinaus enthalten derartige Abwässer häufig giftige Schwermetallsalze, welche ebenfalls eine unbehandelte Ableitung umöglich machen.

Dementsprechend sind Anlagen zur Behandlung industriel­ ler Abwässer entwickelt worden, bei welchen der pH-Wert gemessen und in Abhängigkeit hiervon Flüssigkeiten zugegeben werden, welche das Abwasser neutralisieren sollen. Bei diesen vorbekannten Anlagen erfolgt die Zugabe und die anschließende Kontrollmessung in der Regel in großen Behältern mit entsprechend langen Verweilzeiten, so daß mit den vorbekannten Anlagen allenfalls ein quasi-kontinuierlicher Betrieb erreicht wird, wobei die entsprechenden Anlagen einerseits relativ voluminös sind und andererseits die erzielbaren Durchflußmengen vielen industriellen Anforderungen nicht gerecht werden.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß eine wirklich kontinuier­ liche Behandlung mit hoher Durchflußrate unter Erzielung einer Qualität des behandelten Wassers erreicht wird, welche auch den steigenden Anforderungen gerecht wird.

Diese Aufgabe wird gelöst gemäß dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1.

Durch diese rechnergesteuerte, überlagerte Regelung wird eine so hohe Regelgeschwindigkeit erreicht, daß die Einschaltung von Vorratsbehältern mit hoher Verweildauer entbehrlich ist und dementsprechend in einem wirklich kontinuierlichen Verfahren mit hoher Durchflußrate gearbeitet werden kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der zweiten Zugabeeinrichtung eine pH-Wert-Erfas­ sungseinrichtung und eine über den Rechner gesteuerte Zugabeeinrichtung für ein Flockungshilfsmittel nachge­ schaltet sind.

Dementsprechend wird auch die Zugabe des Flockungs­ hilfsmittels von der zentralen Recheneinrichtung aus gesteuert, so daß auch in dieser Stufe eine hohe Durchflußrate aufrechterhalten werden kann.

Vorteilhafterweise wird der pH-Meßwert der dritten Erfassungseinrichtung über den Rechner in Form eines weiteren überlagerten Regelkreises zur Voreinstellung der vorgeschalteten Zugabeeinrichtungen herangezogen.

Es erweist sich als günstig, die Zugabeeinrichtungen taktweise arbeiten zu lassen. Dabei wird die Zugabe unter Aufrechterhaltung einer konstant hohen Taktfre­ quenz durch Veränderung der Dosis pro Takt gesteuert. Es wird also letztlich lediglich das Hubvolumen bei jedem Zugabetakt verändert. Dies führt dazu, daß große Regelschwankungen durch lange Zugabepausen und entsprechend hohe Zugabedosen vermieden werden.

Bei einer erfindungsgemäßen Anlage, welche wenigstens eine Förderpumpe zum Ansaugen des zu behandelnden Abwassers aus einem vorgeschalteten Behälter umfaßt, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß der Förderpumpe ein Durchflußregelventil und eine Durchflußmeßeinrich­ tung zur Einstellung einer konstanten Durchflußmenge nachgeordnet sind. Hierdurch werden Fördermengenschwan­ kungen der Pumpen kompensiert. Weiterhin wird ein definierter Ausgangszustand für die Regelung geschaffen.

Nach einem weiteren Merkmal kann vor dem Durchflußre­ gelventil eine in den Bereich des Behälterbodens mündende Rückführleitung vorgesehen sein. Man macht sich hierbei den vor dem Durchflußregelventil erfolgen­ den Druckaufbau für die Rückleitung zunutze, wobei durch das rückgeleitete Abwasser eine Durchwirbelung des in dem Behälter befindlichen Abwassers erzielt wird, so daß die Ablagerung von Sedimenten unterbunden wird.

Die Meßelektroden in den pH-Wert-Erfassungseinrichtungen sind relativ empfindlich und können unter den Einfluß des unbehandelten Industrieabwassers leicht Schaden erleiden, wenn sie der direkten Anströmung ausgesetzt sind. Dementsprechend ist vorgesehen, daß die Meßelek­ troden der pH-Wert-Erfassungseinrichtungen an der Oberseite eines sich kegelförmig nach unten verjüngenden Meßraumes angeordnet sind, wobei die Zuführleitung an der Oberseite außen tangential in den Meßraum einmündet und die Abführleitung an dem unteren Kegelende weggeführt ist. Dementsprechend sind die im Zentrum, im Bereich der Kegelachse angeordneten Elektroden der direkten Anströmung durch das eintretende Wasser nicht ausgesetzt.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfin­ dung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Dabei zeigen

Fig. 1 eine blockschaltbildartige Darstellung einer erfindungsgemäßen Anlage,

Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch eine erfindungs­ gemäße pH-Wert-Erfassungseinrichtung und Zugabe­ einrichtung und

Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende Draufsicht teilweise geschnitten.

Eine in Fig. 1 dargestellte Anlage umfaßt einen Behäl­ ter 1, in welchen das industrielle Abwasser eingespeist wird. Im Ausführungsbeispiel wird die Behandlung eines stark alkalischen, mit Metallsalzen verunreinig­ ten, bei der spanenden Metallbehandlung anfallenden Abwassers beschrieben.

Dem Behälter ist eine Niveaukontrolleinrichtung 2 zugeordnet, durch welche der Flüssigkeitsstand im Behälter zwischen einem Minimalstand 3 und einem Maximalstand 4 gehalten wird.

Zum Abpumpen des Abwassers 5 aus dem Behälter 1 dienen zwei parallel zueinander angeordnete Druckluft-Membran­ pumpen 6, 7, welche wechselweise arbeiten. Durch das Vorsehen zweier derartiger Pumpen ist eine hohe Betriebssicherheit gewährleistet.

Die Pumpen 6, 7 speisen das Abwasser in eine Zuführlei­ tung 8 ein, welche in ein Durchflußregelventil 9 mündet, welchem eine Durchflußmeßeinrichtung 10 nachge­ ordnet ist.

Vor dem Durchflußregelventil 9 zweigt eine Rückführlei­ tung 11 ab, deren Durchfluß durch ein Handventil 12 so einstellbar ist, daß eine gute Durchwirbelung sich eventuell am Boden des Behälters 1 ausbildender Sedimente erreicht wird.

Durch das Durchflußregelventil 9 wird nach Maßgabe der Durchflußmeßeinrichtung 10 bzw. nach Vorgabe durch den Rechner R ein konstanter Durchfluß einge­ stellt. In einer folgenden pH-Wert-Erfassungseinrichtung (PHI) wird der pH-Wert des Wassers erfaßt und an den Rechner ausgegeben. Entsprechend der Vorgabe durch den Rechner wird in einer ersten Zugabeeinrich­ tung 13 Flüssigkeit aus einem Vorratsbehälter 14 mit Rührwerk 15 über im einzelnen nicht dargestellte, taktweise arbeitende Dosierpumpen zudosiert. Im Ausfüh­ rungsbeispiel befindet sich in dem Behälter 14 Säure, durch welche das ursprünglich stark alkalische Abwas­ ser übersäuert wird, da nur bei einem sauer eingestell­ ten Wasser eine Ausscheidung von Öl und Metallsalzen möglich ist. Zu diesem Zweck wird in einer Zugabeeinrichtung 16 Entgiftungsmittel aus einem Vorratsbehälter 17 mit Rührwerk 18 rechnergesteuert dosiert.

An die zweite Zugabeeinrichtung 16 schließt sich eine kontinuierlich durchflossene Reaktionsleitung 19 an, welche bei einem Durchmesser von z. B. 15 mm z. B. ca. 100 m lang ist. In dieser Reaktionsleitung 19 wird bei guter Durchwirbelung des zu behandelnden Abwassers eine vollständige Reaktion erzielt.

Am Ausgang der Reaktionsleitung 19 ist eine weitere pH-Wert-Erfassungseinrichtung PHII vorgesehen, welche mit dem Rechner R verbunden ist. Über eine Zugabeein­ richtung 20 wird nach Maßgabe des gemessenen pH-Wertes eine neutralisierende Flüssigkeit, im Ausführungsbei­ spiel Kalkmilch, aus einem Behälter 21 mit einer Rühreinrichtung 22 zudosiert. Die zudosierte Kalkmilch bewirkt neben einer Neutralisierung auch die Bindung von Giftstoffen.

Hieran schließt sich eine weitere Reaktionsleitung 23 an, welche bei einem Durchmesser von z. B. ca. 20 mm eine Länge von z. B. ca. 80 m aufweist.

Am Ende der Reaktionsleitung 23 erfolgt über eine pH-Wert-Erfassungseinrichtung PHIII eine weitere pH-Wertmessung, wobei der Meßwert dem Rechner R zuge­ führt wird. Aus einem Vorratsbehälter 24 mit einer Mischeinrichtung 25 wird über ebenfalls nicht dargestell­ te Dosierpumpen rechnergesteuert ein organisches Flockungshilfsmittel über eine Zugabeeinrichtung 26 zudosiert.

Es schließt sich eine weitere Reaktionsleitung 27 von z. B. ca. 25 mm Durchmesser und 60 m Länge an. Diese mündet auf einem an sich bekannten Bandfilter 28. Wenn aufgrund einer Anhäufung ausgeflockter Partikel das Flüssigkeitsniveau an diesem Bandfilter 28 ansteigt, wird dies über die Erfassungseinrichtungen 29 festge­ stellt und das Filterband automatisch weitertranspor­ tiert.

Das neutralisierte und von Feststoff-Partikeln befreite Abwasser gelangt in einen Kontrollschacht 30, in welchem zu Kontrollzwecken über eine weitere pH-Wert-Er­ fassungseinrichtung PHIV der pH-Wert nochmals gemessen wird. Das so behandelte Abwasser kann dann in die Kanalisation abgeführt werden.

In Fig. 2 und 3 ist in zwei zueinander um 90° versetzten Schnittdarstellungen der Aufbau der Zugabeeinrichtun­ gen 13, 16, 20 und 26 dargestellt, welche jeweils mit einer Erfassungseinrichtung für den pH-Wert PHI bis III kombiniert sind.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich mündet eine Zuleitung, wie z. B. die Leitung 8 in einen Meßraum 31, der zylin­ derförmig ausgebildet ist und an seiner Oberseite mit einem Gewindeabschnitt 32 zum Aufsetzen der in Fig. 2 und 3 nicht dargestellten pH-Wert-Erfassungsein­ richtung versehen ist. Die Unterseite 33 des Meßraums 31 ist kegelförmig ausgebildet, wobei die Zuleitung 8 oberhalb des kegelförmigen Bereichs (vgl. Fig. 2) tangential (vgl. Fig. 3) mündet.

Die Ableitung 34 zweigt zentral am Boden der kegelför­ migen Unterseite 33 des Meßraums 31 ab. Hierdurch wird vermieden, daß die empfindlichen Elektroden der pH-Wert-Erfassungseinrichtung direkt durch das durch die Leitung 8 einströmende Abwasser angeströmt werden, d. h. eine übermäße Korrosion wird verhindert.

Die Zugabe der jeweils zuzugebenden Lösungen erfolgt über Zugabeleitung 35, 36 und 37, welche stromaufwärts angeordnet sind, und welche in einen sich erweiternden Abschnitt 38 der Ableitung 34 einmünden. Zur Herstellung von Verbindungen zu den Leitungen 35, 36 und 37 und zu dem Leitungsabschnitt 38 bzw. zum Anschluß der Zuleitung 8 sind Gewindeanschlüsse 39 vorgesehen.

Claims (7)

1. Anlage zur Behandlung industriellen Abwassers, wobei eine erste pH-Wert-Erfassungseinrichtung (PHI) mit einer Recheneinrichtung (R) verbunden ist, die in Abhängigkeit von dem erfaßten pH-Wert eine erste Zugabeeinrichtung (13) für neutralisierende Flüssigkeiten ansteuert, und daß stromabwärts eine zweite pH-Wert-Erfassungseinrichtung (PHII) ange­ ordnet ist, deren Ausgang mit der Recheneinrichtung (R) verbunden ist, wobei die Recheneinrichtung (R) in Abhängigkeit von diesem zweiten pH-Meßwert eine zweite, stromabwärts gelegene Zugabeein­ richtung (20) für neutralisierende Flüssigkeiten ansteuert, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen der ersten Zugabeeinrichtung (13) und der zweiten Zugabeeinrichtung (20) eine Reaktionsleitung (19) angeordnet ist, deren Länge in der Größenanordnung von 100 m liegt.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Zu­ gabeeinrichtung (13) eine über den Rechner (R) gesteuerte Zugabeeinrich­ tung (26) für ein Flockungshilfsmittel nachgeordnet ist.

3. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabeeinrichtung (13, 16, 20, 26) taktweise arbeiten.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe unter Aufrechterhaltung einer konstant hohen Taktfrequenz durch Verände­ rung der Dosis pro Takt gesteuert wird.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Förderpumpe zum Ansaugen des zu behandelnden Abwassers aus einem vorgeschalteten Behälter vorgesehen ist, wobei der Förderpumpe (6, 7) ein Durchflußregelventil (9) und eine Durchfluß­ meßeinrichtung (10) zur Einstellung einer konstanten Durchflußmenge nachgeordnet ist.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Durchflußregelventil (9) eine in den Bereich des Bodens des Behälters (1) mündende Rückför­ derleitung (11) abzweigt.

7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die pH-Wert-Erfassungseinrichtun­ gen (PH) an der Oberseite eines sich kegelförmig nach unten verjüngenden Meßraumes (31) angeordnet sind, wobei die Zuführleitung (8) an der Oberseite außen tangential einmündet und die Abführleitung (34) an dem unteren Kegelende weggeführt wird.