DE19938248A1 - Verfahren und Anlage zur Reinigung von überwiegend mit Leichtstoffen, insbesondere Fetten oder Ölen, verunreinigten Abwässern - Google Patents

Abstract

Verfahren und Anlage zur Reinigung von überwiegend mit Leichtstoffen, insbesondere Fetten oder Ölen, verunreinigten Abwässern, wobei nach der Reinigung in einem Schwerkraftabscheider (1) die Abwässer in einem Belüftungssystem oder einer Flotationsanlage (7) nachgereinigt werden und das sich an der Flüssigkeitsoberfläche im Belüftungs- oder Flotationsraum ansammelnde Flotat dem Schwerkraftabscheider (1) wieder zugeführt und gemeinsam mit den dort bereits abgeschiedenen Leichtstoffen entsorgt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Anlage der im Oberbegriff des Anspruches 5 angegebenen Art.

Fett- oder ölhaltige Abwässer, wie sie in Großküchen, Schlachthäusern, Lebensmittelfabriken, Entkonservierungsbetrieben und dgl. anfallen, werden in der Regel in Schwerkraftabscheidern gereinigt, in denen die spezifisch leichteren Verunreinigungen nach oben steigen, sich an der Oberfläche sammeln und von dort entfernt werden, während die im Abwasser enthaltenen Feinschlammteile entweder im unteren Teil des Abscheiders oder in einem separaten Schlammfang aufgefangen werden. Das gereinigte Abwasser wird anschließend in die Kanalisation abgegeben.

An die Reinigung von fett- oder ölhaltigen Abwässern werden zunehmend höhere Anforderungen gestellt, so daß die Schwerkraftabscheider nicht immer die vorgesehenen Grenzwerte erreichen. Verursacht werden diese erhöhten Grenzwerte durch den Eintrag von Schmutzstoffen aus z. B. der Geschirrwäsche und der Reinigung von anderen Bearbeitungseinrichtungen. Die zum Einsatz kommenden Reinigungsmittel, die im wesentlichen aus Tensidprodukten bestehen und vor allem bei erhöhten Temperaturen stark emulgierend wirken, verhindern die vollständige Fett- oder Ölabscheidung in einem Schwerkraftabscheidersystem der bekannten Art. Für die Aufspaltung der Emulsion werden Verfahren wie z. B. Emulsions-Spaltanlagen nach dem Druckentspannungsprinzip, Ultrafiltrationsanlagen oder Anlagen der Kalkmilchfällung eingesetzt. Die Folgekosten sind durch die Chemikalien und durch die Entsorgung der anfallenden Schlämme als Sondermüll entsprechend hoch. Auch gibt es Fälle, in denen die Leichtstoffe auch in dispergierter Form vorliegen.

Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der Erfindung, den bekannten Stand der Technik auf eine einfache und kostengünstige Art so zu verbessern, daß fett- oder ölhaltige Bestandteile derart aus den Abwässern entfernt werden, daß die gereinigten Abwässer unter Einhaltung der gegebenen Grenzwerte in die Kanalisation abgeleitet und bei der Reinigung der Abwässer keine Sondermüll erzeugenden Chemikalien zugeführt werden.

Die Aufgabe wird bei einem Abwasserreinigungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder dem Oberbegriff des Anspruchs 5 verfahrensgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 und anlagengemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 5 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen insbesondere darin, daß bei einer kontinuierlichen Verfahrensausführung und einer einfach und kostengünstig gestalteten Anlage Ablaufwerte erreicht werden, die bezüglich des chemischen Sauerstoffbedarfes und der lipophilen Stoffe weit unter den geforderten Grenzwerten liegen, wobei ein pH-Wert zwischen 6 und 9 eingehalten wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Fließschema einer Anlage zur Reinigung von verunreinigten Abwässern mit einer dem Schwerkraftabscheider nachgeordneten Flotationsanlage.

Fig. 2 ein Fließschema einer Anlage zur Reinigung von verunreinigten Abwässern mit zusätzlicher Biologie.

in der dargestellten Anlage zur Reinigung von verunreinigten Abwässern wird einem Schwerkraftabscheider 1, der in bekannter Weise einen Abwasserzulauf 2, einen Beruhigungsraum 3, einen Wasserablauf 4 für das vorgereinigte Abwasser, je eine Abzugseinrichtung 5, 6 für die abgeschiedenen Leicht- bzw. Schwerstoffe und, wenn notwendig, eine Heizung aufweist, eine Flotationsanlage 7 beigeordnet, deren Zulaufleitung in einem nicht dargestellten Anwendungsfall zweckdienlich mit dem Ablauf 4 des Schwerkraftabscheiders verbunden ist.

In einem anderen Anwendungsfall ist, wie aus Fig. 1 ersichtlich, zwischen Flotationsanlage 7 und Schwerkraftabscheider 1 ein Vorlagebecken 8 integriert, um einen kontinuierlichen und bedarfsgerechten Zulauf der vorgereinigten Abwässer zu gewährleisten.

Über einen Flotationsrücklauf 12 ist die Flotationsanlage 7 abfuhrseitig mit dem Zulauf 2 des Schwerkraftabscheider 1 verbunden. Anstatt der dargestellten Flotationsanlage 7 kann als nachgeschaltete Bearbeitungsstufe ein Belüftungssystem integriert werden. Der Ablauf 15 für die gereinigten Abwässer der Flotationsanlage 7 oder des Belüftungssystems wird entweder mit der Kanalisation verbunden oder dient, wie in Fig. 2 dargestellt, als Zuleitung für eine weitere biologische Behandlungsstufe. Dieser Bioreaktor 10 weist eine elektrochemische Oxidationsstufe 11 auf.

Verfahrensgemäß werden die fett- oder ölhaltigen Abwässer einem an sich bekannten Schwerkraftabscheider 1 zugeleitet. In diesem Schwerkraftabscheider 1 steigen die spezifisch leichteren Verunreinigungen nach oben und sammeln sich an der Flüssigkeitsoberfläche, um von dort abgepumpt und manuell entsorgt zu werden. Um bei hohem Fettanteil ein Aushärten der Leichtstoffschicht zu vermeiden, ist der Schwerkraftabscheider 1 mit einer Heizung ausgestattet, die bei Bedarf zugeschaltet werden kann.

Die Feinschlammanteile sinken zum Boden des Abscheiders 1, von wo sie abgesaugt und entfernt werden. Anstatt des in Fig. 1 und 2 dargestellten manuellen Entfernens der Leichtstoff- und Feinschlammanteile kann jederzeit eine Abscheideanlage mit automatischer Entleer- und Spüleinrichtung zum Einsatz gelangen.

Die vorgereinigten Abwässer laufen im freien Gefälle aus dem Schwerkraft­ abscheider 1 in ein Vorlagebecken 8. Durch eine im Vorlagebecken 8 integrierte Pumpe 9 werden die Abwässer dann kontinuierlich und bedarfsgerecht an die Flotationsanlage 7 weitergeleitet. In der Flotationsanlage 7 wird zugeführte Umluft in einem statischen Mischverfahren in Wasser zerstäubt und unter Druck bis 8 bar gelöst. Anschließend wird das Gemisch den zu behandelnden Abwässern im Gegenstromverfahren und unter Druckentspannung zugegeben.

Zeitgleich wird ein auf die Abwässer abgestimmtes Trenn- und Flockungsmittel zur Emulsionsspaltung in den Abwasserstrom zudosiert. Das Trenn- und Flockungsmittel reagiert mit den Inhaltsstoffen der Abwässer und trennt dabei die Fett- bzw. Öl-/Wasseremulsion. Unter Einhaltung des pH-Wertes und ggf. dessen Korrektur werden die abgetrennten Fett- bzw. Ölanteile im Flotationsraum agglomeriert und bilden flotierfähige Makroflocken. In die so gebildeten Makroflocken sowie an die noch in den Abwässern enthaltenen dispergierten Flüssigkeitstropfen und festen Schwebeteilchen lagern sich die im Gegenstrom fließenden Gas- bzw. Luftbläschen ein/an und tragen diese Verunreinigungen an die Flüssigkeitsoberfläche, von wo sie über eine Flotatrücklaufleitung 12 dem Schwerkraftabscheider 1 wieder zugeleitet und gemeinsam mit den dort bereits abgeschiedenen Leichtstoffen entsorgt werden. Die gereinigten Abwässer werden der Kanalisation oder einer weiteren Reinigungsstufe zugeführt.

Sollte diese Reinigungsstufe eine Reinigung in einem Bioreaktor 10 umfassen, wirkt die Flotationsanlage 7 als Vorbereitungsstufe für die Biologie. In den Abwässern wird Sauerstoff bis zur Sättigungsgrenze gelöst und eventuell erforderliche Nährstoffe zugeimpft. Im dem sich der Flotationsanlage 7 anschließenden Oxidationsgerät 11 wird der produzierte Sauerstoff zur Aufspaltung für die Biologie toxisch wirkender Moleküle genutzt. Die während der Reaktion unter Spannung stehenden Elektroden aus hochwertigem Stahl sorgen für einen Entzug von freier Energie und die Zerstörung der Molekularstruktur der Abwässer. Der Entzug von freier Energie nimmt dem Molekularsystem die chemische Triebkraft und damit die Fähigkeit zu reagieren. Dies führt zu molekularen Bruchstücken, die sich zum biologischen Abbau bestens eignen.

Die nun für die Biologie vorbereiteten Abwässer werden dem Bioreaktor 10 zugeführt. Bei Aufbau des beispielhaften Bioreaktors 10 wurde besonders darauf geachtet, daß eine universelle Anpassung an die zu behandelnden Abwässer möglich ist. Im durchströmten Festbett findet der Stoffwechsel und damit die Reinigung der Abwässer durch die Organismen statt. Die eigens für die Ansiedlung von Organismen hergestellten Füllkörper bieten durch ihre große Oberfläche optimale Lebensbedingungen. Ein biologischer Rasen kann sich deshalb in kürzester Zeit bilden. Die offenporige Oberfläche des Materials kommt der Einlagerung der Biomasse entgegen, so daß sich ein starker Biorasen ausbildet. Von Vorteil zeigt sich die Ansiedlung der Bakterien vor allem bei geringem Nährstoffangebot z. B. an Sonn- und Feiertagen. Durch eine hydraulisch optimale Abwasserführung mit Mehrfachbelüftung erfolgt durch die adaptierten Organismenstämme eine rasche Umwandlung der Fette.

Die gereinigten Abwässer werden der Kanalisation, ggf. unter Zwischenschaltung einer Probenentnahme 13 oder/und einer Abwasserhebeanlage (14), zugeführt.

Claims (7)

1. Verfahren zur Reinigung von überwiegend mit Leichtstoffen, insbesondere Fetten oder Ölen, verunreinigten Abwässern, bei dem der nicht emulgierte Anteil der fett- oder ölhaltigen Verunreinigungen aufgrund des Dichteunterschiedes in einem Schwerkraftabscheider zurückgehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgereinigten Abwässer in einem nachgeschalteten Belüftungssystem oder einer Flotationsanlage (7) nachgereinigt werden, indem noch vorhandene Verunreinigungen, durch Luft- oder Gasbläschen an die Flüssigkeitsoberfläche getragen und von dort dem Schwerkraftabscheider (1) wieder zugeleitet und gemeinsam mit den dort bereits abgeschiedenen Leichtstoffen entsorgt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Abwässern in der Flotationsanlage (7) Trenn- und Flockungsmittel zudosiert werden, um die emulgierten Öl- oder Fettbestandteile von der Emulsion zu trennen und zu flotierfähigen Makroflocken zu agglomerieren.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Belüftungs- bzw. Flotationsstufe (7) in den vorgereinigten Abwässern bis zur Sättigung unter Druck Sauerstoff gelöst und gegebenenfalls notwendige Nährstoffe für die Biologie zugeimpft und anschließend die restlichen Öl- bzw. Fettbestandteile im Bioreaktor (10) umgewandelt werden.

4. Verfahren nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem den Bioreaktor (10) vorgeschalteten Oxidationsgerät (11) der produzierte Sauerstoff zur Aufspaltung für die Biologie toxisch wirkender Moleküle eingesetzt wird.

5. Anlage zur Reinigung von überwiegend mit Leichtstoffen, insbesondere Fetten oder Ölen, verunreinigten Abwässern, mit einem als Vorreinigungsstufe fungierenden Schwerkraftabscheider, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schwerkraftabscheider (1) ein Belüftungssystem oder eine Flotationsanlage (7) nachgeschaltet ist, deren Flotatablauf als Rücklaufleitung (12) mit dem Schwerkraftabscheider (1) verbunden ist.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Belüftungssystem oder der Flotationsanlage (7) ein Vorlagebecken (8) vorgeschaltet ist.

7. Anlage nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß als weitere Behandlungsstufe dem Belüftsystem oder der Flotationsanlage (7) ein Bioreaktor (10) nachgeschaltet ist, der gegebenenfalls ein Oxidationsgerät (11) aufweist.