DE2502137A1 - Verfahren und anlage zur abwasserbehandlung - Google Patents

Description

• Verfahren und Anlage zur Abwasserbehandlung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Behandlung von Abwasser mit Chemikalien, wie das z. B. bei Desinfektionsanlagen in gemeindlichen Kläranlagen. in Neutralisationseinrichtungen und bei sonstigen Oxidationsverfahren Jiblich ist.
• Vor allem dann, wenn große Abwassermengen anfallen, stellen die Dosierung und die gleichmäßige Verteilung der benötigten Chemikalien ein erhebliches Problem dar. um sicherzustellen, daß überall in dem zu behandelnden Abasserstrom eine ausreichende Konzentration der Chemikalien erreicht wird, muß man entweder die Zugabe überdosieren, Tas teuer und/oder umweltachädlich sein kann, oder man muß aufwendige Nlisch- oder Verteilungaeinrichtungen installieren, oder die Verweilzeit des Abwassers in einem Verweilvolumen stark erhöhen, was große Verweilbehälter oder entsprechend grobe Verweilgerinne erforderlich macht.
• Die Erfindung beschreitet einen neuen Weg zur wirksamen Behandlung des Abwassers mit Chemikalien. Im Gegensatz zu den bisherigen Verfahren, die meist einphasig arbeiten, z. B.
• eine wässrige Lösung der Chemikalien in das Abwasser einfuhren, gegebenenfalls diese Lösung auch mit Luft einblasen, etwa um in einem bestimmten Bereich eines größeren Behälters einen Auftrieb oder einen Umlauf zu erzeugen, werden bei der neuen Anlage die benötigten Chemikalien in der Gasphase zugegeben, in einen Gas- oder Aerosionsstrom (Trägerstrom) eingebracht, dazu entsprechend vorbehandelt und schließlich in Form on Gasblasen über den Abwasserdurchflußquerschnitt eines Reaktors verteilt in das Abwasser engeleizet.
• Chemikalien in ester 'worm werden z. B. gelöst. und dann in oen Gas- oder Aerosolstrom hinein zerstäubt oder erdampft, flüssige Chemikalien werden ebenfalls zerstäubt oder erdamtft in den Trägerstrom eingebracht, gas förmige Chemikalien werdeil entweder rein oder mit dem Trägerstrom gemischt und darin, sie auch in den anderen worstehend erwähnten Fallen als Gemisch einem VerteIler zugeführt, der die c,abe hat, eine möglichst homogene Verteilung der als Reaktionsmittel angewendeten Chemikalien bei güstigster Raumform des Gemisches und damit geringer Reaktionszeit herbeizuführen. Der Verteiler arbeitet mit Anordnungen ar t5ffnngen, Düsen, Poren oder Ventilen in Rohrleitungen oder scheibenförmingen Verteilern.
• Das neue Verfahren und die entsprechende Anlage zeichnen sich dadurch aus, daß durch die große Phasenkontakt?läche Blasen-Flüssigkeit der Stofftransport wesentlich verbessert wird und daß wegen des Dichteunterschiedes Gas-Flüssigkeit durch die aufsteigenden Blasen große Flüssigkeitsvolumina in kurzer Zelt behandel t werden können.
• Aufgrund der schnellen Verteilung der Chemikalien wird auch die Regelung der Dosierung erleichtert. So kann man etwa den Meßwert eines im Flüssigkeitsablauf befindlichen Meßgerätes, z. B. für den p.H.-Wert oder für Chlorkonzentrationen zur Steuerung der Chemikalienzugabe benutzen.
• Die Erfindung hat bei jeder Art der Phasenführung besondere Vorteile. Gas und Abwasser können im Gegen-, Kreuz- oder Gleichstrom geführt werden. Dabei hat die Gegenstrorn-Fahrweise den Vorteil der optimalen Ausnutzung der in den Gasblasen enthaltenen aktiven Komponente, während die Kreuz-und die Gleichstromphasenführung auch bei extrem hohen Flüssigkeitsgeschwindigkeiten anwendbar sind.
• Für eine möglichst vollständige Ausnutzung der Blasen bzw.
• der in diesen enthaltenen Chemikalienkomponente ist eine feinblasige Begasung Vorteilhaft, während beim Gegenstrombetrieb und hoher Flüssigkeitsgeschwindigkeit zur Erreichung zur nötigen Blasenaufstiegsgeschwindigkeit unter Umständen eine gröberblasige Begasung angewendet wird. Die Bemessung der Anlage und insbesondere des Gas-Flüssigkeits-Kontaktapparates, also des Reaktors, wird dem Anwendungsfall und den Betriebsparametern (z. B. Flüssigkeitsdurchsatz und Gasdurchsatz) angepaßt. Im Fall der Gegenstromfahrweise wird z. B. der Querschnitt einer Blasensäule durch den zu verarbeitenden Flüssigkeitsdurchsatz und die Blasengröße festgelegt, während die Höhe der Säule auf den gewünschten Ausnutzungsgrad des Gases und der Blasengröße abgestimmt wird.
• Die Erfindung läßt sich weiter danin ausbauen, daß Das Gase oder Aerosolgemisch bzw. der Trägerstrorn im Kreislauf aus dem Reaktor zurück und erneut zum Zerstäuber oder Verdampfer geführt und nach Zumischung der Chemikalien wieder in den Verteiler und durch ihn dann in den Reaktor gelangt. Dies ergibt eine bessere Ausnutzung und durch die Wiederverwendung wird ein Austreten von Schadgasen im Interesse des Umweltschutzes verhindert.
• Änliche Vorteile lassen sich auch dadurch erzielen, daß man mehrere Reaktoren hintereinandeschaltet und das Gemisch durch sie vom ersten bis zum letzter; Reaktor aufeinanderfolgend hindurchleitet. Dies dient der bessere-n Ausnutzung der akti-' en Komponente in der--- G-asphase, welche aus: Kostengründen oder Gründen des Umweltschutzes häufig erstrebenswert ist.
• Die Bauart als Gegenstromreaktor in der Form einer Reaktionssäule läßt eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Verteilung und der Regelung zu, wie auch anhand der Zeichnung erläutert wird. Diese zeigt eine Reaktionssäule chematisch im Schnitt.
• Das zu behandelnde Abwasser läuft bei 1 oben der Säule 2 zu und bewegt sich in deren Innenraum nach unten bis zum Ablauf , von dem aus es durch die Leitung 4 der Kanalisation oder einer Weiterbehandlungsanlage, z. B. einer Dekontaminierungsanlage zugeführt wird. Ihm entgegen nach oben strömt in Blasenform die Gasphase, also das die aktive Komponente, die Reaktionamittel, enthaltende Luft- oder Aerosolgemisch.
• Die aktive Komponente, z. B. ein Neutralisationsmittel, wird aus dem Behälter 5 über eine Bosiervorrichtung 6 der VersprEh-oder Verdampfungseinrichtung 7 zugeführt, welche in den Mischer 8 mündet. in diesen wird durch die Leitung 9 das oderAerosol eingeführt. Da das versprühte oder verdampfte Reaktionsmittel, z. B. NHD 1 oder CZ direkt in den Mischer 8 eingeblasen wird, geht die Mischung insgesamt in der Gasphase zor sich.
• Das Gemisch strömt aus dem Mischer 8 durch die Leitung 10 dem Rohrverteiler 11 zu, aus dem es durch zahlreiche oeffnungen, über den ganzen Querschnitt des Abwasserstromes gleichmäßig verteilt, in Blasenform austritt und dem abwärts je inden Äbwasserstrom nach oben entgegensteigt. Dabei tritt intensive und schnelle Reaktion mit dem Abwasser ein.
• Oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche im Raum 12 sammeln sich die Blasen wieder zu einem zusammenhängenden Gasstrom,der dann entweder durch die Leitung 1 über einen Tropfenabschneider 14 und einen Filter ins Freie gelangt, oder z. B. zur Ansaugleitung eines bei 15 angedeuteten Kompressors geführt wird, wenn der Gasstron im Kreislauf zum Mischer 8 zurückgeleitet wird Die t'berwachung des gewünschten Reakt1onsergebisses, z. B.
• des pH-Wertes, der Chlorkonzentration oder des Redoxpotentials wird am Ablauf 3 durch das Meßgerät 16 in der Nähe des Verteilers 11 vorgenommen. Er-gibt die Messung die Notwendig -keit einer Veränderung in der Zufuhr des Reaktionsmittels oder der Mischung, so bleibt jeweils nur in etwa die geringe Menge des Abwassers unbeeinflußt, die sich gerade zwischen Verteiler und Ablauf befindet.
• Eventuelle Absetz- und Ausfällprodukte können, wie üblich, im Trichterboden 17 gesammelt und über den Schieber 18 abgezogen oder in einem nachgeschalteten Absetzbehälter vom Flüssigkeitsstrom abgetrennt werden.
• Von ähnlich bedeutsamen Vorteil ist auch die Verbindung der Erfindung mit Kläranlagen, insbesondere biologischen Kläranlagen. Das biologisch gereinigte Abwasser wird bisher in sehr langen Klärgerinnen gechlort, ehe es ins Freie entlassen wird. Unterchlorige Säure, Chlorbleichlauge oder ähnliche Chlor enthaltende Verbindungen werden in der Flüssigkeitsphase eingegeben und vom Abwasser mitgerissen. Die Reaktion dauert bei dieser Betriebsweise erhebliche Zeit (z.B. 1/4 bis 1/2 Stunde) und es müssen daher Gerinne mit großen Volumina gebaut werden, die entsprechende Kosten und Wartung erfordern.
• Auf einen Bruchteil der Einwirkungszeit und des Volumens lassen sich die Anlagen reduzieren, wenn man hinter die biologische Kläranlage solche Gerinne setzt, in welchen Chlor enthaltende Aerosolqoder Gase in Blasenform über den Rinnenquerschnitt verteilt eingegeben werden, am besten durch mehrere in Abständen hintereinander am Rinnenboden liegende Verteiler. Das Abwasser durchströmt dann die Blasenvorhänge nacheinander und wird nachhaltig der~Reaktion ausgesetzt.
• Sind die Kanäle geschlossen, so kann auch in diesem Fall eine Rückführung der Aerosole oder Gase vorgenommen werden.

Claims (11)

1. Patentansprüche

   e Verfahren zur Behandlung von Abwässern mit Chemikalien, die im Gemisch in Blasenform in das Abwasser eingeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Chemikalien in der Gasphase in einen Mischraum als Komponente einem Trägergas wie Aerosol oder einem sonstigen Gas zugemischt und das gasförmige Gemisch über den Abwasserdurchflußquerschnitt eines Reaktors als Gasblasen verteilt in das Abwasser eingeführt wird.
2. 2. Anlage zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (8) zur Erzeugung-eines Gas- oder Aerosolgemisches mit den Chemikalien als gas- oder dampf förmigen Komponenten und einer nachgeschalteten Einblas-und Verteilvorrichtung (10) zum Einbringen dieses Gemisches in Gasblasenform in das zu behandelnde Abwasser.
3. 3. Anlage nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Zerstäuber oder Verdampfer (6) von flüssigen oder festen Chemikalien, der in den Mischer (8) mündet.
4. 4. Anlage nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Gegenstrom-Reaktionssäule (2), in welche das Abwasser von oben nach unten strömt und ihm entgegen das Gas- oder Aerosolgemisch in Form von über den Querschnitt verteilter Gasblasen von unten nach oben eingeleitet wird.
5. 5. Anlage nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch dicht oberhalb des Abwasserablaufes (3) am Unterende der Säule (2) eingeführt wird.
6. 6. Anlage nach den Ansprüchen 2 bis 5, gekennzeichnet durch eine Regelvorrichtung für die Chemikalienzugabe, die in Abhängigkeit von der Nessung einer geeigneten Größe in der Nähe des Abwasserablafes (3) arbeitet.
7. 7. Anlage nach den Ansprüchen 2 bis 6, gekennzeichnet durch ein zur Überwachung der Reaktion dienendes Meßgerät (12) in der Nähe der Zuführung (9) der Chemikalien oder des Gemisches und zugleich nahe des Ablaufes () des behandelten Abwassers.
8. 8. Anlage nach den Ansprüchen 2 bis 7, gekennzeichnet durch eine Rückleitung, welche das -Gemisch nach erfolgter Reaktion aus der Säule (2) im Kreislauf zur Mischvorrichtung (8) zurückleitet.
9. 9. Anlage nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Hintereinanderschaltung mehrerer Reaktoren und die Hindurchleitung des aus dem -ersten Reaktor (2) austretenden Gemisches in einen oder mehreren der folgenden Reaktoren.
10. 10. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Verteiler am Boden eines offenen Gerinnes, Kanales oder Gefäßes angeordnet sind, welches in etwa waagerechter Richtung vom Abwasser durehstromt wird.
11. 11. Anlage nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch die Verbindung einer biologischen Kläranlage mit einem Abwassergerinne, an. dessen Boden in Abständen hintereinander Verteiler für Chlorverbindungen als Komponente enthaltende Gase oder Aerosole angeordnet sind.

    L e e r s e i t e