DE4415637A1

DE4415637A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Klärung und Aufbereitung von Waschwassern aus Fahrzeugwaschanlagen

Info

Publication number: DE4415637A1
Application number: DE19944415637
Authority: DE
Inventors: Rainer Oberdorfer-Boegel
Original assignee: WAP Reinigungssysteme GmbH and Co
Current assignee: WAP Reinigungssysteme GmbH and Co
Priority date: 1994-05-04
Filing date: 1994-05-04
Publication date: 1995-11-16
Anticipated expiration: 2014-05-05
Also published as: DE4415637C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Wegen gesteigerter Umweltschutzvorschriften ist es in zunehmenden Maß erforderlich, die im Waschverfahren bei der Fahrzeugwäsche anfallenden Waschwässer zu klären und aufzubereiten. Hierzu ist es bekannt, die Waschwässer derart zu reinigen, daß sie einer Ausfällstufe zugeführt werden, wo die Mineralöle sich absetzen und sonstige Schadstoffe entzogen werden. Außerdem ist es bekannt, ein oder mehrere Absetzstufen vorzusehen, um die Ab wässer von Schwebstoffen zu befreien. Im übrigen ist das sogenannte Flotationsverfahren bekannt, bei dem mittels Chemikalien Emissionen gespalten werden, um die Schadstoffe in Flockenform ausscheiden zu können.

Nachteil der bisher bekannten Verfahren ist jedoch, daß die entstehenden Reststoffe dem Sondermüllbereich zugeordnet werden müssen und daher nur schwierig zu entsorgen sind und weiterer Nachteil ist, daß bei der Kreislaufführung der geklärten Waschwässer das Problem der Geruchsbildung bisher noch nicht zufriedenstellend gelöst werden konnte.

Im übrigen besteht der Nachteil, daß bei dem Ausfäll- und Flotationsverfahren eine Aufsalzung des gereinigten Wassers stattfindet, was in unerwünschtem Maße zu einer Verschlechterung des Waschwassers führt.

Im übrigen sind sogenannte Ultrafiltrationsverfahren bekannt geworden, bei der mit hohem Aufwand in Rohr modulen oder Plattenmodulen eine Aufbereitung des Abwässers erfolgen soll, was jedoch mit dem Nachteil einer relativ geringen Produktionsleistung verbunden ist. Außerdem sind die verwendeten Module sehr kostenaufwendig.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß mit wesentlich besseren Aufbereitungswirkungsgrad eine größere Produktionsmenge von gereinigtem und aufbereitetem Waschwasser zur Verfügung gestellt werden kann.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekenn zeichnet.

Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß erfindungs gemäß die Waschwässer in einem Bioreaktor aufbereitet werden, d. h. unter Einwirkung eines belebten Schlammes, der fortlaufend belüftet wird.

Weiteres Merkmal ist, daß dem Bioreaktor ein Schlammfang zugeordnet ist, der ebenfalls belüftet ist, um im Schlammfang bereits schon eine wesentliche Schlammauf bereitung zu gewährleisten.

Hierbei ist wesentlich, daß die Belüftung des Bioreaktors und des zugeordneten Schlammfanges unter Messung des Sauerstoffgehaltes in den Behältern erfolgt, um zu gewährleisten, daß die Belüftung zu einer optimalen Entfaltung der darin enthaltenen Bakterien führt.

Es sind zwar Belüftungsverfahren bekannt, bei denen jedoch nicht in einem Bioreaktor mit Belebtschlamm gearbeitet wird und bei diesem Belüftungsverfahren wird unkontrolliert und ungesteuert Luft eingeblasen, was mit dem Nachteil einer schwankenden Wasserqualität verbunden ist.

Durch die geregelte Belüftung des Bioreaktors und des Schlammfanges besteht demzufolge der Vorteil, daß die Schwebstoffe insbesondere im Schlammfang durch die Belüftung sich besser absetzen und dadurch besser ent fernt werden können. Wichtig ist hierbei, daß wegen der Belüftung des Schlammfanges eine Fäulnis des belebten Schlammes im Schlammfang vermieden wird, was andernfalls zu einer Vergiftung des Belebtschlammes im Bioreaktor führen würde, nachdem der Schlamm aus dem Schlammfang in den Bioreaktor zurückgeführt wird.

Durch diese technischen Maßnahmen ist es nun erstmals möglich, einen Bioreaktor mit relativ kleinem Volumen und dementsprechend kleinen Außenabmessungen herzu stellen und zu verwenden, obwohl dieser große Produktions menge von geklärten Wasser produzieren kann. Beispiels weise wurde in Versuchsanordnungen ein Bioreaktor mit einem Inhaltsvolumen von 1,5 m³ realisiert, der zu einer Produktionsleistung von zwischen 500 bis 700 l pro Stunde führte.

Es wird ein Waschwasser exellenter Qualität erreicht, bei dem die vorher erwähnte nachteilige Geruchsbildung und Aufsalzung nicht mehr entsteht, auch wenn das Waschwasser mehrfach im Kreislaufin der erfindungs gemäßen Anlage geführt wird.

Im Vergleich zu Haus-Kläranlagen hat sich bei der erfindungsgemäßen Anlage gezeigt, daß nur eine bestimmte Art von Bakterien zur Aufbereitung des Waschwassers geeignet ist, nämlich solche Bakterien die in der Lage sind, Kohlenwasserstoffe und Tenside abzubauen. Es entfällt somit die Möglichkeit, z. B. Bakterien vorzu sehen, die für die Verarbeitung von Fäkalschlämmen verwendet werden, was zu einer wesentlichen Verein facherung des Bioreaktors führt.

Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung ist die Nachschaltung eines rückspülbaren Kiesfilters am Ende der Wasseraufbereitung, was mit dem Vorteil ver bunden ist, daß Reste von Schwebstoffen entfernt werden, die ansonsten die Weiterverarbeitung des Waschwassers in der Waschanlage erschweren würden.

Ein wichtiger Vorteil der vorliegenden Erfindung ist im übrigen, daß der im Bioreaktor und schließlich im Schlammfang sich absetzende Schlamm kein Sondermüll mehr ist, sondern dem Hausmüll zugeordnet werden kann. Dies liegt an dem vollkommenen Abbau der Kohlenwasser stoffe aufgrund der erfindungsgemäßen Kreislaufführung des Waschwassers in der Anlage.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentan sprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander. Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung, offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungs wesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellende Zeichnung näher erläutert. Hierbei gehen aus der Zeichnung und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.

In der Abbildung ist schematisiert ein Ausführungsbei spiel der Erfindung dargestellt.

Ein Bioreaktor 1 wird von einer Turbine 2 (Seitenkanal verdichter) in Pfeilrichtung 3 belüftet, wobei die Luft über Leitungen 5, 6, 7 zugeführt wird, in denen entsprechende Durchflußmesser 4 angeordnet sind. Die Belüftung erfolgt insbesondere über die Leitungen 6, 7 in zugeordnete Belüftungskörper 5. Bei den Belüftungs körpern 8 handelt es sich Membranbelüfter.

Über die Leitung 9 wird das zu reinigende Waschwasser in einen Schlammfang 10 eingeführt, wobei der Flüssig keitsstand im Schlammfang durch entsprechende Füll standssensoren 11 auf einen bestimmten Pegel aufrecht erhalten bleibt. Im Schlammfang 10 setzten sich die Schwebstoffe ab und das Wasser wird bereits schon zum Teil von den dort vorhandenen Bakterien aufbereitet.

Über die Pumpe 12 wird das aufzubereitende Wasser in Pfeilrichtung 14 über eine Leitung 13 in den Bioreaktor 1 eingeführt und strömt dort in Pfeilrichtung 15 in diesen hinein. Es erfolgt dort eine biologische Auf bereitung des Waschwassers, welches bereits schon - entsprechend der vorstehenden Beschreibung - in dem Schlammfang 10 teilweise aufbereitet wurde. Im Bereich der Leitung 13 ist im übrigen ein Durchflußmesser 4 angeordnet, um die Zufuhrmenge zum Bioreaktor 1 zu bestimmen.

Im Bioreaktor 1 erfolgt nun die Aufbereitung des Waschwassers unter Einfluß von Belebtschlamm, welcher ständig mit den Belüftungskörpern 8 belüftet wird.

Wichtig ist, daß die Belüftung über die Belüftungs membranen 8 gesteuert über die Leitungen 6, 7 in Abhängigkeit vom Sauerstoffgehalt des Bioreaktors erfolgt, um eine optimale Atmosphäre für den Belebt schlamm aufrechtzuerhalten.

Nach einer Verweildauer von etwa 2-3 Stunden wird das Wasser aus dem Bioreaktor 1 über die Leitung 16 entnommen. Es wird einen Nachklärbecken 17 zugeführt, welches einen Absetztrichter 18 aufweist. Nach einer Verweildauer von etwa 1 Stunde wird das Wasser aus dem Nachklärbecken 17 über die Leitung 19 entnommen und einem weiteren Nachklärbecken 20 zugeführt, welches ebenfalls einen Absetztrichter 21 aufweist.

Nach einer Verweildauer von ebenfalls 1 Stunde wird das Wasser über die Leitung 22 in Pfeilrichtung 23 entnommen und in den Schlammfang 10 wieder zurückgeführt. Je nach der Abnahmemenge des Waschwassers, welches aus einem Pufferbecken 24 aus der Leitung 25 entnommen wird, wird der Anteil von Wasser, der aus dem Nachklär becken 20 entnommen wird, gesteuert. Ein Teil wird nämlich über die Leitung 22 im Kreislauf wieder zurück in den Schlammfang 10 geführt, während ein anderer Teil über die Leitung 26 in Pfeilrichtung 27 über ein Absperrventil 28 entnommen wird und einem rückspülbaren Kiesfilter 29 zugeführt wird. Aus dem Kiesfilter mündet die Leitung 30, welche in das Pufferbecken 24 führt. In dem Pufferbecken 24 sind mehrere Füllstandssensoren angeordnet, um den Füllstand des Pufferbeckens 24 zu kontrollieren. Aus diesem wird das Wasser in die Leitung 25 entnommen, wobei das Wasser mittels einer Pumpe 31 entnommen wird und nach einer Druckerhöhung 32 über ein Filter 34 wieder in die Waschanlage über die Leitung 25 zurückgeführt wird.

Im übrigen ist noch ein Druckwächter 35 vorhanden, welcher den Druck des in die Anlage zurückgeführten Wassers kontrolliert.

Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, daß der rückspülbare Kiesfilter 29 nicht mit Klarwasser gespült wird, sondern mit aufbereitetem Waschwasser, welches im Pufferbecken 24 gelagert wird. Hierbei wird in Pfeilrichtung 36 das Wasser über eine Pumpe 37 aus dem Pufferbecken 24 entnommen und zur Rückspülung des Kiesfilters 29 verwendet.

Das Rückspülwasser wird bei geschlossenem Absperr ventil 28 über ein Rückschlagventil 38 in die Leitung 39 eingespeist und in Pfeilrichtung 40 in den Schlamm fang 10 zurückgeführt.

Im folgenden wird die Schlammrückführung aus den Nachklärbecken 17, 20 näher beschrieben.

Aus dem Absetztrichter 18 des Nachklärbeckens 17 führt eine Leitung 41 über ein Absperrventil 42 zur Ansaug seite einer Pumpe 43, wobei wichtig ist, daß diese Pumpe 43 als Verdrängerpumpe ausgebildet ist, um zu vermeiden, daß der aus dem Nachklärbecken 17, 20 ent nommene Schlamm durch mechanische Einwirkung beschädigt und unwirksam gemacht wird.

In gleicher Weise wird aus dem Absetztrichter 21 des Nachklärbeckens 20 der Schlamm über eine Leitung 41 und ein Absperrventil 42 der Ansaugseite der Pumpe 43 zugeführt. Diese wirkt über eine Leitung 44 in Pfeilrichtung 45 auf zwei Leitungen 46, 47 zugeführt wird. Es ist hierbei wesentlich, daß etwa 98% des Schlammes in der Leitung 44 bei geöffnetem Magnetventil 48 in den Bioreaktor 1 zurückgeführt wird, während der restliche Prozentsatz bei gleichfalls geöffnetem Magnetventil 49 über die Leitung 47 dem Schlammfang 10 zugeführt wird.

Damit wird gewährleistet, daß eine nicht zu große Menge von belebtem Schlamm aus dem Bioreaktor 1 ausgetragen wird, weil über die Leitung 46 wieder die besagte Menge von Belebtschlamm zurückgeführt wird.

Überschüssiges Wasser wird aus dem Schlammfang 10 über die Leitung 52 ausgetragen und einer herkömmlichen Abscheideanlage nach DIN 1999 zugeführt, welche die restlichen Kohlenwasserstoffe zurückhält. Aus der Abscheideanlage wird das Wasser über die Leitung 54 dem Kanal 55 zugeführt und abgeleitet.

Mit der gezeichneten Anlage und dem beschriebenen Verfahren ist es nun erstmals möglich, mit höchstem Wirkungsgrad und hoher Produktionsmenge bei geringem Raumbedarf eine Klärung von Waschwassern zu verwirk lichen, die in Fahrzeugwaschanlagen und Reinigungs geräten anfallen.

Hierbei ist wichtig, daß der Belebtschlamm lediglich hoch spezialisierte Bakterien enthält, die auf den Abbau von Tensiden und Kohlenwasserstoff spezialisiert sind, was mit einer hohen Produktionsleistung ver bunden ist.

Weiterhin ist wichtig, daß bei geringem Volumen des Bioreaktors eine Belüftung des Schlammfanges 10 stattfindet, um eine Voraufbereitung des Waschwassers zu gewährleisten, bevor es in den Bioreaktor 1 eingeführt wird.

Damit wird der Belebtschlamm auch im Schlammfang bereits schon behandelt und aufbereitet, wodurch es nun erstmals möglich ist, das Waschwasser mehrfach im Kreislauf in der Anlage zu führen, ohne daß es zu einer unerwünschten Geruchsbildung, nämlich zur Entstehung von Anaerobien-Bakterien kommt.

Weiterhin wird erreicht, daß durch die ständige Kreis laufführung des Belebtschlammes vom Bioreaktor über die Nachklärbecken 17, 20 in den Schlammfang 10 eine Qualität des Schlammes erreicht wird, so daß dieser als Hausmüll entsorgt werden kann und nicht als Sondermüll einer gesonderten Verwertung zugeführt werden muß.

Auch das aus dem Schlammfang 10 entnommene Wasser, welches der Abscheideanlage 53 zugeführt wird, hat beste Qualität, so daß die Abscheideanlage 53 nur mit geringem Wirkungsgrad arbeiten muß.

In den Bioreaktor 1 kann wahlweise ein Rührwerk oder mehrere Rührwerke 56 verwendet werden, um den Belebt schlamm, der sich bevorzugt am Boden des Bioreaktors 1 absetzt, in Bewegung zu halten.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vor gesehen, daß mindestens ein Nachklärbecken 17, 20 ent fällt und daß statt dessen ein oder mehrere Filter systeme im Auslauf 16 des Bioreaktors 1 angeordnet sind.

Durch die Anordnung eines oder mehrerer Trommelfilter wird der Belebtschlamm, der aus dem Bioreaktor 1 teilweise ausgetragen wird, aufgefangen und wird über einen Ablauf in den Schlammfang geleitet.

Dadurch wird in erwünschter Weise Biomasse in den Schlammfang 10 eingetragen, was die Klärleistung ver bessert. Durch den Entfall mindestens eines Nachklär beckens 17, 20 wird außerdem Platz gespart.

Es würde dann das Nachklärbecken 20, sowie die Filter anordnung 29 entfallen.

Bezugszeichenliste

1 Bioreaktor
2 Turbine
3 Pfeilrichtung
4 Durchflußmesser
5 Leitung
6 Leitung
7 Leitung
8 Belüftungsmembran
9 Leitung
10 Schlammfang
11 Füllstandssensor
12 Pumpe
13 Leitung
14 Pfeilrichtung
15 Pfeilrichtung
16 Leitung
17 Nachklärbecken
18 Absetztrichter
19 Leitung
20 Nachklärbecken
21 Absetztrichter
22 Leitung
23 Pfeilrichtung
24 Pufferbecken
25 Leitung
26 Leitung
27 Pfeilrichtung
28 Absperrventil
29 Kiesfilter
30 Leitung
31 Pumpe
32 Druckerhöhung
34 Filter
35 Druckwächter
36 Pfeilrichtung
37 Pumpe
38 Rückschlagventil
39 Leitung
40 Pfeilrichtung
41 Leitung
42 Absperrventil
43 Pumpe
44 Leitung
45 Pfeilrichtung
46 Leitung
47 Leitung
48 Magnetventil
49 Magnetventil
50 Pfeilrichtung
51 Membranbelüfter

Claims

1. Vorrichtung zur Klärung und Aufbereitung von Wasch wassern aus Fahrzeugwaschanlagen mit Ausfällstufen für Mineralöle und sonstige Schadstoffe und Absetzstufen für Schwebstoffe, dadurch gekenn zeichnet, daß in einer Abwasserleitung mindestens bin belüfteter Bioreaktor (1) vorhanden ist, dem ein ebenfalls belüfteter Schlammfang (10) zugeordnet ist, wobei sich im Bioreaktor (1) und im Schlammfang (10) belebter Schlamm befindet.

2. Vorrichtung zur Klärung und Aufbereitung von Wasch wassern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bioreaktor (1) ein Belüftungskörper (8) und eine Regelstrecke, die die Belüftung in Abhängigkeit vom vorhandenen Sauerstoff regelt, vorhanden ist.

3. Vorrichtung zur Klärung und Aufbereitung von Wasch wassern nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bioreaktor (1) mindestens ein Rührwerk (56) enthält.

4. Vorrichtung zur Klärung und Aufbereitung von Wasch wassern nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bioreaktor (1) Nachklärbecken (17, 20), die mit Ansetztrichtern (21) ausgerüstet sind, nachgeordnet sind, an die ein Kies filter (29), und ein Pufferbecken (24) angeschlossen sind, sowie eine Verbindungsleitung (22) zum Schlamm fang (10), und daß das Pufferbecken (24) einen Frisch wasserzulauf besitzt.

5. Vorrichtung zur Klärung und Aufbereitung von Wasch wassern nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kiesfilter (29) zur Spülung über eine Pumpe (37) mit dem Pufferbecken (24) verbunden ist, wobei der Abfluß des Spülwassers in den Schlammfang (10) verlegt ist.

6. Vorrichtung zur Klärung und Aufbereitung von Wasch wassern nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm mit Bakterien belegt ist, die Kohlenwasser stoffe und Tenside abbauen.

7. Vorrichtung zur Klärung und Aufbereitung von Wasch wassern nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Rückführung des Klärschlamms aus den Nachklärbecken (17, 20) eine Leitung (41, 44, 47) über eine Pumpe (37) zwischen den Nachklärbecken (17, 20) und dem Bioreaktor (1), sowie dem Schlammfang (10) angeschlossen ist.

8. Verfahren zur Klärung und Aufbereitung von Wasch wassern aus Fahrzeugwaschanlagen mit Ausfällstufen für Mineralöle und sonstige Schadstoffe und Absetzstufen für Schwebstoffe nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß

a) das Abwasser aus der Waschanlage in den Schlammfang (10) eingeleitet wird, in dem die Schwebstoffe abgesetzt werden, wobei der Schlammpegel im Schlamm fang (10) im wesentlichen konstant gehalten wird;
b) das Abwasser aus dem Schlammfang (10) in den Bioreaktor (1) geleitet wird, in dem es biologisch aufbereitet wird, wozu das Abwasser etwa 2 bis 3 Stunden im Bioreaktor (1) verbleibt;
c) nach der biologischen Aufbereitung des Abwasser zum Klären in einem Nachklärbecken (17) etwa eine Stunde und in einem Nachklärbecken (20) ebenfalls etwa eine Stunde verweilt;
d) nach den Nachklärbecken (17, 20) ein Teil des geklärten Wassers über ein rückspülbares Kiesfilter (29) in ein Pufferbecken (24) und ein anderer Teil über die Verbindungsleitung (22) zurück in den Schlammfang (10) geleitet wird;
e) das Wasser über eine Pumpe (37) aus dem Puffer becken (24) für die Versorgung der Waschanlage entnommen wird.

9. Verfahren zur Klärung und Aufbereitung von Wasch wassern nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm über Hausmüll entsorgt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Auslauf (Austrag 16) des Bioreaktors (1) ein Filter angeordnet ist.