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    公开号:WO1979000129A1
    申请号:PCT/DE1978/000023
    申请日:1978-09-01
    公开日:1979-03-22
    发明作者:W Palmer
    申请人:Thielke K；W Palmer；
    IPC主号:B01D37-00
    专利说明:
    [0001] Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Abwässern
    [0002] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen von industriellen und/oder kommunalen Abwässern unter Verwendung einer gegebenen¬ falls mehrstufigen Filteranlage, welcher das zu reini- gende Abwasser nach einer mechanischen Vorreinigung und/oder Vorklärung zugeführt wird.
    [0003] Zur Reinigung von verschmutztem Wasser, und zwar von durch Haushalte im weitesten Sinne verschmutztem Was¬ ser (kommunales Abwasser) bzw. durch Industrieanlagen verschmutztem Wasser (industrielles Abwasser) sind ver¬ schiedenste Verfahren und Methoden bekannt geworden. Diese Verfahren und Methoden lassen sich im wesentlichen in drei Gruppen zusammenfassen, nämlich die mechanische, die chemische und die biologische Abwasserreinigung.
    [0004] Dabei wird unter der mechanischen Abwasserreinigung im wesentlichen jede mechanische Trennung von im Wasser mitgeführten Stoffen auch von Schwebestoffen verstanden, d.h. eine Reinigung des Wassers über Rechenanlagen, Sandfanganlage bis hin zur Reinigung des Wassers in Fil- teranlagen, in welchen die Schwebstoffe zurückgehalten werden. Durch diese Art der Reinigung können gelöste und kolloidale Bestandteile des Abwassers nicht entfernt werden.
    [0005] - ÖREÄ T
    [0006] OMPI 1 Bei einer chemischen Abwasserreinigung handelt es sich um ein Neutralisations- bzw. Flockungsverfahren derart, daß z.B. saure Abwasser beispielsweise mit Kalk, alka¬ lische Abwasser mit Salz- oder Schwefelsäure neutrali- • -'
    [0007] 5 siert werden. Die dabei ausfallenden Feststoffe werden dann in einer nachgeschalteten mechanischen Klärung ent¬ fernt. Durch dieses Verfahren können auch kolloidale Substanzen entfernt werden.
    [0008] J0 Die biologische Abwasserreinigung dient der Entfernung gelöster organischer Substanzen. Die biologische Reini¬ gung entspricht dabei am starteten der natürlichen Selbst¬ reinigung in Gewässern, die aber die großen Schmutzmen¬ gen heute nicht mehr verkraften kann und in den Gewässern
    [0009] 15 zu einer Verarmung an gelöstem Sauerstoff führt.
    [0010] Es ist auch bekannt, die vorstehend umrissenen Reini¬ gungsprozesse in einer Abwasser-Reinigungsanlage kombi¬ niert, nämlich nacheinander einzusetzen. Hierbei wird
    [0011] 20 beispielsweise bei Großanlagen das Abwasser zur Vorklä¬ rung erst einer mechanischen Reinigung in Absatzbecken, Sandfängen oder dergl. unterzogen und dann in Klärbek- ken vollbiologisch oder mit dem sogenannten Tropfkörper¬ verfahren biologisch gereinigt, ehe es dem normalen Was-
    [0012] 25 serhaushält, z.B. natürlichen Flußläufen, zugeführt wird.
    [0013] . Die Schwierigkeit bei der Dimensionierung von Abwasser¬ anlagen besteht darin, daß sehr große Abwassermengen,
    [0014] 30 die sich aufgrund des steigenden Lebenstandardes dauernd erhöhen, gereinigt werden müssen, wobei die Kapazität von Sandfängen, Absatzbecken (zur mechanischen Reinigung) und insbesondere der Tropfkörperanlagen, Abwasserteichen usw. (biologische Reinigung) mit Rücksicht auf die allge-
    [0015] 35 mein notwendige hohe Verweilzeit bei den herkömmlichen
    [0016] Reinigungsverfahren meist recht bald nach der Inbetrieb¬ nahme nicht mehr ausreicht. Eine Überlastung muß aber zu einer mangelhaften Reinigung führen, d.h. das Wasser wird vielfach an den natürlichen Wasserhaushalt abgegeben, ehe die an sich vorgeschriebenen zulässigen Restschmutzwerte durch die Reinigung erreicht werden können. So sind heute Anlagen im Betrieb, die aufgrund der durch die lange Verweilzeit des Wassers in der Klär¬ anlage bedingte Überlastung des Wassers an freie Flu߬ läufe mit einer BSB[--Last von 50 mg/1 und weit darüber (anstelle von zugelassenen 20) abgeben. Dies bedeutet aber, daß die das Abwasser aufnehmenden Flüsse sehr rasch an Sauerstoff verarmen und damit jegliches Leben in • den Flüssen abstirbt.
    [0017] Es ist heute wohl möglich bei kommunalen Abwässern und bei Mischwasser mit konventionellen Verfahren (mechanisch- biologisch, mechanisch-physikalisch) bezüglich des Para¬ meter BSB 5 (Biologischer S uerstoffbedarf) Abbauleiötun- gen, bis 95 % und darüber zu erzielen. Der neue Parameter CSB(TOC (Chemischer Sauerstoffbedarf) ist jedoch die Norm für die neuen Abwasserabgabengesetze in der BRD und in den meisten europäischen und überseeischen Ländern.
    [0018] Bei industriellen Abwässern und Mischwasser (Chemie- Textil-Zellstoff-Leder-Pharmazie) erreicht man mit den bis heute bekannten konventionellen mechanisch-biolo- gischen oder physikalischen Verfahren nur Abbauwerte be¬ zogen auf den Parameter CSB mit 50 % oder knapp darüber.
    [0019] In diesen Anlagen können nur die biologisch leichtabbau- baren organischen Substanzen abgebaut werden. Die biolo- gisch schwerabbaubaren organischen Substanzen durchflies- sen nichtabgebaut diese Anlagen, und führen zu einer be¬ denklichen, für die Menschheit lebensgefährlichen Ver¬ schmutzung der großen Fließgewässer und der Ozeane. So sind große Flüsse heute mit 60 % refraktären Stoffen (biologisch nicht - oder schwerabbaubaren Substanzen) belastet.
    [0020] -gυ E i
    [0021] OMPI Mit dem auf die vorbekannte Weise gereinigtem Abwasser ist im besonderen ein sogenanntes Recycling, also eine Wiederzuführung des an sich gereinigten Wassers in den Fertigungsprozeß einer Industrieanlage, im übrigen eben- so wie zur Weiterverarbeitung von Trinkwasser in einer kommunalen Abwasseranlage ohne Einsatz von besonderen Verfahren bzw. einer längeren Einwirkung von Aktivkohle zur Beseitigung der restlichen Verschmutzung nicht mög¬ lich..Derartige Verfahren sind aber unwirtschaftlich und teuer, da die Aktivkohle regelmäßig ausgewechselt bzw. reaktiviert werden muß. Diese Verfahren werden des¬ halb, trotz der Gefahr der Totalverschmutzung, ja selbst entgegen behördlicher Auflagen, nicht eingesetzt.
    [0022] Mit dem Verfahren zum Reinigen von Abwasser gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein in seiner Art völlig neues Verfahren angegeben, das selbst höchstbelastetes Wasser in einer nie erreichten kurzen Zeit im einfachen Durchlaufverfahren reinigt. Hierbei werden ebenfalls, wie bei bekannten Verfahren Filter vorgesehen, denen das Abwasser nach einer mechanischen Vorreinigung und/oder Vorklärung, beispielsweise in einer konventionellen Klär- oder Sandfanganlage, zugeführt wird.
    [0023] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, bei welchem im reinen Durchlaufbetrieb die Vorteile der drei vorgenannten Reinigungsarten vereinigt sind, wobei Durchlaufzeit bzw.' Abbauzeit der Schmutzwerte des zu reinigenden Wassers trotz der gewünschten biologischen und biochemischen Reinigung nicht größer sein soll als bei einfachen Filteranlagen zur mechanischen Reinigung.
    [0024] Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das zu reinigende Abwasser nach der Vorreinigung/Vorklärung in einem geschlossenen Leitungs¬ system mit atmosphärischer, vorzugsweise mit geringem Überdruck zugeführter Luft im kontinuierlichen Strömungs- verfahren angereichert und durchsetzt wird, daß der Lufteintrag im unteren Bereich einer zur Filterobersei¬ te führenden mit zur Neutralisation, biologischen Rei- nigung, katalytischer Oxydation und/oder Adsorbtion ge¬ eigneten Füllkörpern zumindest teilweise angefüllten Steigleitung, dem sogenannten Kopplungsreaktor durch¬ geführt wird, daß das so mit Luft durchsetzte zu rei¬ nigende Wasser anschließend über eine den Verschiruife- zungsgrad entsprechende Anzahl von Filtern in Form von in sich geschlossenen Filtercontainern geführt wird, ■ wobei jedes Filter neben Siebeinrichtungen und ähnlichen zur mechanischen Reinigung des Wassers dienenden Füll¬ mitteln noch Materialien zur biologischen Reinigung so- wie zur katalytischen Oxydation, zur Biofiltration und zur Adsorbtion enthält und daß der Lufteintrag nach einzelnen Stufen des Systems, vorzugsweise nach dem Aus¬ tritt des zu reinigenden Wassers aus dem bzw. den ein¬ zelnen Filterkörpern wiederholt wird.
    [0025] Mit dem angezeigten Verfahren ist es durch die beschrie¬ bene Kombination technologisch möglich, aus allen Abwäs¬ sern, notfalls in einer Stufe (Kopplungsreaktor und kom¬ binierter Filter) die Gesamtfracht organischer Belas- tungsmedien (biologisch leicht- und schwerabbaubare organische Stoffe) zu eleminieren.
    [0026] Für diesen Vorgang benötigt man in allen bis heute be¬ kanntgewordenen Verfahren (konventionellen Verfahren und weitergehenden Verfahren) mindestens 5 oder mehr Stufen.
    [0027] In dem angezeigten Verfahren wird eine systemmäßige Neu¬ tralisierung durchgeführt, ohne daß besondere Vorrich¬ tungen und die kontinuierliche Beigabe von Neutralisie- rungsmedien erforderlich ist. In dem angezeigten Verfahren werden keinerlei chemische Fällungs- und Flockungsmittel beigegeben. Lediglich in langen Zeitabständen werden die system äßig eingebrach¬ ten Neutralisierungsmedien ergänzt.
    [0028] In allen konventionellen und weitergehenden Verfahren ist eine gesonderte Schlammbehandlung notwendig.
    [0029] In dem angezeigten Verfahren ist bei den meisten Indus- trieabwässern keine besondereSchlammbehandlung erforder¬ lich, da der Schlamm, der sich im Rückspülwasser be¬ findet, völlig unbedeutend ist.
    [0030] Dabei werden die einzelnen Materialien zur mechanischen Reinigung, die Füllkörper zur biologischen bzw. bioche¬ mischen Reinigung abwechselnd in im Vergleich zum Durch¬ flußweg des Wassers durch das System jeweils nur relativ kurzen Strecken wirksam gemacht, so daß die verschiede¬ nen Reinigungsarten sich ständig wiederholen.
    [0031] Gemäß einer anderen Weiterbildung des Erfindungsgedan¬ kens werden dabei im Steigrohr-'; (Kopplungsreaktor) zur Oberseite des ersten Filters, in dessen unteren Bereich der Lufteintrag erfolgt, zumindest über eine gewisse Länge stückiger Kalkstein und/oder Braunkohlen- bzw.
    [0032] Hochofenschlacke untergebracht. Diese Materialien haben sich besonders für eine Neutralisation des pH-Wertes des zu reinigenden Wassers als geeignet gezeigt. Da- rüberhinaus werden in dem Steigrohr - und auch in dem anschließenden Filter - Füllkörper aus Metall und zwar vornehmlich Edelmetall aber auch aus Eisen oder Eisen¬ erz, Buntmetallen oder Legierungen der vorgenannten Me¬ talle sowie Füllkörper aus Kunststoff, Mineralien usw., vorgesehen, an welchen sich, wie anhand der folgenden Ausführungsbeispiele noch erläutert werden wird, sehr rasch ein biologischer Rasen, vornehmlich auf Hydrakoh¬ le (nichtaktivierte, feinkörnige Antrazithkohle 1-5 mm) und auf der Hochofenschlacke bildet, welcher seinerseits für den biologischen Abbau der Schmutzlast des zu reini¬ genden Wassers sorgt. Die Verwendung der verschiedenen Stoffen bewirkt dabei eine Neutralisation, eine kalte Oxydation sowie biochemische Umwandlungen.
    [0033] Für diese Arbeitsweise ist die als wesentliches Teilmerk¬ mal des Verfahrens nach der Erfindung anzusehende Anrei¬ cherung des zu reinigunden Abwassers mit sauerstoffhal i- ger Luft Voraussetzung. Dabei wird gemäß dem Verfahren nach der Erfindung nicht, wie gelegentlich bei bekannten biologischen Reinigungsverfahren, ausschließlich reiner Sauerstoff benötigt. Es hat sich vielmehr gezeigt, daß für die Zwecke der Sauerstoffanreicherung des Abwassers atmosphärische'. Luft vollauf genügt, sofern sie, gemäß einem weiteren Teilmerkmal des Verfahrens nach der Er¬ findung, mit einem gewissen Überdruck dem Wasser in ei¬ nem geschlossenen Leitungssystem zugeführt wird. Um bei diesem Lufteintrag (Air-injection) eine gute Durchmi- schungzwischen Wasser und Luft zu erreichen und anderer¬ seits sicher zu gehen, daß sich die Luft nicht gleich wieder absondert, wird dieser Lufteintrag am Boden eines Steigrohrs vorgenommen, und zwar über eine Vielzahl von Düsen, über die die mit etwas größeren Druck als der Was- serdruck einströmende Luft gleichmäßig in das vorbeiströ- mede Wasser gegeben wird. Dabei ist durch die Länge des Kopplungsreaktors (mindestens 2 , vorzugsweise jedoch 5 bis 6 m) Garantie dafür gegeben, daß alle Luftperlen vollständig vom Wasser absorbiert werden, so daß sich im oberen Knick keine Luftblasen mehr bilden.
    [0034] Der Eintrag von Luft in ein geschlossenes Leitungssystem, das Abwasser führt, ist an sich grundsätzlich neu. Bei Abwasseranlagen wurde bisher zwar auch gelegentlich Luft oder reiner Sauerstoff zugeführt, doch geschieht dies im¬ merim Rahmen von Sprühanlagen oder auch durch Eintrag des Sauerstoffs in ein großes Becken oder Behältern,
    [0035] -BüREÄZT
    [0036] OMPI „ wobei die Luft bzw. der Sauerstoff von unten eingeführt wird und durch das Wasser sprudelt.
    [0037] Auch Lufteintragsvorrichtungen unmittelbar unter die Oberfläche des Wassers in offenen Ab asserbecken sind bekannt.Diesen Anlagen haften jedoch der Nachteil an, -daß jeweils nur geringe Mengen der zugeführten Luft, insbe¬ sondere des zugeführten Sauerstoffs von dem Wasser auf¬ genommen werden können, so daß keine großen Verluste so- wohl an Sauerstoff, als auch an Pumpleistung für die Zu¬ führung des Sauerstoffes, bzw. der Luft in Kauf genommen werden müssen.
    [0038] Gemäß einem weiteren Teilmerkmal des Verfahrens nach der Erfindung wird der Lufteintrag im Laufe des DurchstrÖ- mungsprozesses regelmäßig wiederholt, wobei, wie anhand der später gegebenen Ausführungsbeispiele noch erläutert wird, aus Wirtschaftlichkeitsgründen eine Luftführung zwischen verschiedenen Stufen der Anlage durchaus mög- lieh ist. Wesentlich ist in jedem Fall, daß die Luft möglichst fein verteilt über eine Vielzahl von Düsen dem Wasser zugesetzt wird, um schon beim Eintrag eine gute Durchmischung zwischen dem zu reinigendem Wasser und den Luftbläschen zu erzielen.
    [0039] Das so mit Luft angereicherte Abwasser wird gemäß dem Verfahren anch der Erfindung dann einem Filter bzw. ei- nemFiltersystem zugeführt, wobei jedes Filter neben Sieb¬ einrichtungen und ähnlichen Einrichtungen zur mechani- sehen Reinigung des Wassers noch Abschnitte bzw. Mate¬ rialien zur biologischen Reinigung, z.B. auch Tropfkör¬ per, enthält. Es ist, wie oben schon erwähnt, eine we¬ sentliches Teilmerkmal nach der Erfindung, daß verschie¬ dene Reinigungsarten, also insbesondere die mechanische, die biologische und adsorbierendeReinigung des Wassers jeweils eng verzahnt miteinander und nicht für εichin begrenzten Abschnitten des gesamten Systems erfolgt.
    [0040] -BURE OMPI 1 Dabei geht das Verfahren nach der Erfindung so weit, daß praktisch in jeder einzelnen Stufe des Abbausystems mit mehr oder weniger Bevorzugung einzelner Teilmaßnahmen jeweils
    [0041] 5
    [0042] 1.) Eine Neutralisation,
    [0043] 2.) Ein Ausblasen oder Ausstrippen,
    [0044] 3.) Eine katalytische Oxydation,
    [0045] 4.) Ein biologischer oder biochemischer Abbauprozeß über *10 vorhandene oder gezüchtete Mikroorganismen und Folge¬ organismen (Enzyme) ,
    [0046] 5.) Eine Filtration und Biofiltration (Mischfiltration unter Beimengung von synthetischen Granulaten) ,
    [0047] 6.) Eine allgemeine Adsorbtion und 15' 7.) Eine Adsorbtion unter Verwendung von Aktivkohle
    [0048] stattfindet.
    [0049] Hierdurch und nur hierdurch werden mit einer Vorrichtung 20 zur Durchführung des -Verfahrens nach der Erfindung die hohen Abbauwerte in extrem kurzen Durchlaufzeiten ermög¬ licht. Außerdem wird erreicht, daß, wie im einzelnen noch beschrieben wird, das Wirksamwerden der biologischen Rei¬ nigung nicht erst lange nach Inbetriebnahme einer Anlage, 25 sondern unmittelbar nach ihrer Inbetriebnahme innerhalb von 2 Stunden voll einsetzt.
    [0050] Eine Anlage nach dem angezeigten Verfahren kann in be¬ liebig langen Zeitabständenabgeschaltet und wieder in 30 Betrieb genommen werden, ohne daß der Gesamtreinigungs- prozeß in irgendeiner Weise gestört wird.
    [0051] Selbst nach Unterbrechungen von Wochen oder Monaten tre¬ ten keinerlei Störungen im Reinigungsprozeß auf. Ledig- 35 lieh vor Inbetriebnahme ist .eine Rückspülung zu empfehlen.
    [0052] Mengen und Stoßbelastungen können den Abbauprozeß nicht gefährden. UREA U
    [0053] 0MP1 W™ Dies ist im besonderen auch für transportable Reinigungs¬ anlagen, für welche sich das Verfahren nach der Erfin- - düng besonders eignet, von besonderer Bedeutung. Hierbei spielt der Einsatz von Kohle in den einzelnen Filterstu- fen eine besondere Rolle, wobei darauf hingewiesen wer¬ den kann, daß für die Zwecke der biologischen Reinigung nicht etwa Aktivkohle sondern zunächst einfache Hydrakoh¬ le, feinkörniger Kohlenstoff, in entsprechender Körnung, verwendet wird. Diese feinkörnige Hydrakohle zusammen mit dem mit Sauerstoff angereicherten Abwasser erzeugt in ca. 2 Stunden in den Bereichen der Füllkδrper in der Steigleitung und in den Filtern einen biologischen Rasen, der eine biologische Reinigung ermöglicht und der mit¬ verantwortlich ist für eine rasche Beseitigung auch der kolloidalen Bestandteile des Abwassers.
    [0054] Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß durch den erwähnten geschlossenen Aufbau des Systems mit dem kontinuierlichen Wasserdurchlauf eine vollständige Ab- wasserreinigung ohne irgendeine Umweltbelastung er ög--. licht wird. Tatsächlich findet keinerlei I mision von Schadstoffen oder auch nur Geruchstoffen statt, wenn, was im Rahmen der Erfindung möglich ist, die gegebenen- fallsaus einzelnen Containern über Ventile oder gesteuert austretende Luft gesammelt dem Reinigungsprozeß wieder zu¬ geführt oder gegebenenfalls auch getrennt durch ein Luft¬ filter geleitet wird.
    [0055] Einzelheiten des Verfahrens nach der Erfindung werden an- hand der folgenden sich auf verschiedene Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens beziehenden Ausfüh¬ rungen in Verbindung mit den anliegendne Zeichnungen er¬ läutert.
    [0056] Anhand der Fig. 1 sei dabei zunächst der grundsätzliche Aufbau einer Vorrichtung, wie sie zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung aufgebaut sein kann. erläutert. Hierbei wird anhand der Fig. 1 zunächst le¬ diglich eine Übersichtschema einer Gesamtanlage gegeben, ohne daß hierdurch die Anwendung der Erfindung auf eine Anlage derartigen Aufbaus beschränkt werden soll.
    [0057] Bei der in Fig. 1 dargestellten Anlage zur Realisierung des Verfahrens nach der Erfindung wird das Abwasser zu¬ nächst zur mechanischen Vorklärung in eine Absatzbecken 1 gegeben, von welchem es in ein Vorneutralisationsbek- ken 2 im Überlauf gelangt. In diesem Vorneutralisations¬ becken befindet sich ein- Ansaugfilter 3, über welches das zu reinigende Wasser zur weiteren Behandlung ab¬ gesaugt wird.
    [0058] Das Abwasser wird dann erfindungsgemäß im ersten "Kopp¬ lungsreaktor" 4, welcher als Lufteintragsvorrichtung (Air-injection) wirkt, stark mit Luft durchsetzt. Die Zuführung der Luft erfolgt dabei über ein Düsensystεm, wie noch erläutert wird. Für die Praxis haben sich hier- bei Düsensysteme als vorteilhaft erwiesen, bei welchen die Luft über etwa 20 bis 100 Poren pro cm2 austritt. Hierbei empfiehlt es sich gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens, die Luft unter einem Druck einströ¬ men zu lassen, der etwa 10 % höher liegt, als der Druck, dem das zu reinigende Wasser an dieser Stelle unterwor¬ fen ist.Wenn also beispielsweise das zu reinigende Was¬ ser mit einem Druck von 2 atü an dieser Stelle zuge¬ führt wird, dann- sollte die zu injizierende Luft etwa mit einem Druck von 2,2 atü in das Wasser über das Dü- sensyste hineingedrückt werden. Ein derartiger Druck¬ unterschied erscheint notwendig aber auch ausreichend, um eine genügende Menge von Luft im Abwasser zu vertei¬ len und gleichzeitig die Bildung von größeren Luftblaser. zu verhindern., die auftreten könnten, wenn die Luft mit Zu großem Druck zugeführt wird.
    [0059] -BU EATT
    [0060] OMPI _ Das mit Luft durchsetzte und angereicherte Abwasser steigt dann aufgrund des Überdruckes in dem Reaktor 4 nach oben. Es ist gemäß der Erfindung mit körnigem Gut zur Neutralisation , d.h. zum Stabilisieren auf einen neutralen pH-Wert, zur katalytischen Oxydation (kalten Oxydation) sowie gegebenenfalls mit Füllkörpern zur bio¬ logischen bzw. biochemischen Reinigung des Abwassers versehen. Dieser Aufbau wird an späterer Stelle noch im einzelnen erläutert.
    [0061] Das auf diese Weise schon vorgereinigte und stark mit Luft durchsetzte Abwasser wird dann über eine Umlenklei¬ tung praktisch ohne Überdruck dem Filter 6 zugeführt. An der höchsten Stelle der Umleitung befindet sich ein Ablaßventil zum Ablassen von sich gegebenenfalls an die¬ ser Stelle absetzenden Luftblasen. Das Abwasser strömt dann, d.h. tropft und fließt durch das Filter 6, wobei die sich durch die biologische und biochemische Reini¬ gung bildenden Stoffe ebenso wie noch vorhandene Fremd- Stoffe ausgefiltert und abgelagert werden. Hierzu wird gegebenenfalls .ein SchmutzSammelbecken am Boden vorgesehen.
    [0062] Ein möglicher Aufbau dieses Filters wird an späterer Stelle erläutert.
    [0063] Am Boden des Filters, und zwar vorzugsweise unmittelbar unter der Wasseroberfläche im SchmutzSammelbecken,wird dann das schon weitgehend gereinigte Wasser abgenommen und unter Verwendung einer weiteren Pumpe über einen zweiten Kopplungsraktor 7 dem nächsten Filter 8 des Systems wiederum von oben zugeführt.
    [0064] Dabei wird erfindungsgemäß an der Stelle, an welcher das Wasser unter Druck steht, erneut atmosphärische Luft eingetragen.
    [0065] -gυ E
    [0066] OMPI 1 Der Aufbau des Filters 8 wird an späterer Stelle be¬ schrieben. Das gereinigte Wasser kann am Ende des Filters 8 über das Rohr 9 abgenommen und beispielsweise im Recycling einem Fertigungsprozeß erneut zugeführt werden.
    [0067] •5
    [0068] Im dargestellten Beispiel sind sowohl die das Wasser als auch die Luft führenden Verbindungsrohre nur als ein Strich dargestellt, um die Übersichtlichkeit nicht zu gefährden. Es ist dabei zu sehen, daß das aus den Filtern
    [0069] 10 austretende Abluftgemisch dem Vorneutralisierungsbehälter 2 am Boden wieder zugeführt wird, und zwar in einer mög¬ lichst feinen Zerstäubung, beispielsweise über 1 000 Dü¬ senöffnungen. Dadurch wird der Vorneutralisierungsbe¬ hälter belüftet und die Abluft einer Naßwäsche unterzo-
    [0070] 15 gen.
    [0071] In Fig. 2 ist min - ebenfalls schematisch, jedoch in etwas detaillierterer Ausführung - der Aufbau und eine mögliche Ausgestaltung des als Steigrohr dienenden. Kopp- 20 lungsreaktor 4, wie er anhand der Fig.1 in seiner Funk¬ tion schon erläutert wurde, schematisch dargestellt.
    [0072] Das zu reinigende Abwasser wird in dem waagrecht ver¬ laufenden Zuflußrohr, wie in Fig. 1 gezeigt, zugeführt 25 und dann zunächst der erfindungsgemäß vorausgesetzten
    [0073] Air-injection im unteren Bereich des Kopplungsreaktors 21 unterworfen. Hierzu ist - gemäß der Ausführungsform nach Fig. 2 - dieser im unteren Bereich etwas aufgewei¬ tet. In dieser Aufweitung sind Düsensysteme 22 und 23
    [0074] 30 angeordnet, über die beim Vorbeiströmen des Abwassers die zu injizierende Luft zugeführt wird.
    [0075] Als Düsensysteme kommen die verschiedensten Konfigura¬ tionen in Frage, mit welchen über eine Vielzahl von Du- .
    [0076] 35 sen Luft in vorbeiströmendes Wasser gepreßt werden kann. Hierbei sind mit Vorteil LuftXerteilungsSysteme anwend¬ bar, die im Aufbau beispielsweise einer einfachen Brause entsprechen.
    [0077] 0MP1 14 Besonders vorteilhaft sind jedoch Leitungssysteme, wie sie beispielhaft in den Figuren 3 und 4 dargestellt sind, da in diesem Fall das mit Luft zu durchsetzende Abwasser beim Umströmen der Leitungssysteme selbst relativ nah in den Bereich der einzelnen Düsen kommen. Für die Zwecke der Erfindung sollen hierbei etwa 10 bis 100 Düsen pro cm2 Durchströmquerschnitt vorgesehen wer¬ den, um die notwendige hohe Luftanreicherung des Abwas¬ sers sicher zu erreichen.
    [0078] Hierbei ist es, wie auch in Fig. 2 gezeigt, besonders vorteilhaft, zwei oder mehr Lufteintragsanordnungen hin¬ tereinander anzuordnen, da die einzelnen Luftverteilungs¬ leitungen nicht beliebig nah nebeneinander angeordnet werden können mit Rücksicht darauf, daß ja das stark verschmutzte Wasser frei durch das Eintragssystem hin¬ durchtreten muß.
    [0079] Für verschiedene Zwecke genügt aber durchaus ein Ein- tragsystem. In anderen Fällen können auch mehrere Ein¬ trag-(Düsen-) Systeme im unteren Bereich des Kopplungs¬ reaktors 4 angeordnet werden. Insoweit ist die Darstel¬ lung nach Fig. 2 ebenfalls nur beispielhaft zu werten.
    [0080] Das Steigrohr selbst ist mit einer Vielzahl von ent¬ sprechend grobmaschigen Durchlaßsieben in eine Vielzahl von Durchströmungskammern unterteilt, welche gemäß der Erfindung mit Materialien zur Neutralisation, biolo¬ gischen bzw, biochemischen Reinigung, kaltenOxydation und/oder zur Adsorbtion geeignet sind. Bei dem Aus¬ führungsbeispiel ist hierbei die Länge des Rohres in insgesautzehn Durchströmungskammern unterteilt, von welchen die unterste mit Kalkstein, die nächste mit Hochofenschlacke, die dritte mit Kohle, die vierte mit Braunkohlenschlacke usw. mehr oder weniger angefüllt sind. Hierbei dient insbesondere der Kalkstein sowie die Hoch¬ ofenschlacke und die Braunkohlenschlacke zur Neutralisa¬ tion des Abwassers. -Diese Neutralisation wird im wesent¬ lichen im Wege einer kalten Oxydation erreicht.
    [0081] Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß es sich bei der Behandlung eines Abwassers mit extremen pH-Wer¬ ten empfehlen kann, das Abwasser von der Zuführung zum Kopplungsreaktor "und damit vor der Ai'r-injection durch ein Vorneutralisationsbecken (Fig. 1) über Kalkstein, Hochofen schlacke und/oder Braunkohlenschlacke sowie Hydrakohle zu leiten, um eine erste Neutralisation einzu¬ leiten, welche dann durch die Zuführung des feinstver¬ teilten Sauerstoffes einen rascheren Abbau des pH-Wertes über eine kalte Oxydation ermöglicht.
    [0082] Wenn bei der Ausführungsform nach Fig. 2 von Stufe zu Stufe im Steigrohr unterschiedliche Füllkörper bzw. Ma¬ terialien eingegeben sind, so bedeutet dies nicht, daß für die Realisierung des Verfahrens nach der Erfindung diese Reihenfolge eingehalten werden muß bzw. daß alle Materialien einmal vorkommen. Je nach der Art des zu behandelnden Abwassers können hierbei einzelne Minera¬ lien oder Füllkörperarten weggelassen werden. Insbeson- dere empfiehlt es sich auch, gewisse Stoffe an ver¬ schiedenen Stellen des Steigrohrs wiederholt einzusetzen. So ist es beispielsweise bei saurem Abwasser zweckmäßig, die Stufen 1 bis 4 erstmals zu wiederholen, ehe das Abwasser dann über Füllkörper aus Tonmineralien oder Metall und dann durch Kieselgur oder Kalksteinriesel geführt wird.
    [0083] Zur Neutralisation können auch Füllkörper, beispielswei¬ se in Form von Kugeln verwendet werden, die aus Ton-. mineraien/Korund und Kalkstein/Hochofenschlacke, Braun- kohlenschalcke und Quraz bestehen.
    [0084] "BUREAIT
    [0085] O PI Zusätzlich zu den genannten Stoffen können insbesondere im oberen Bereich des Steigrohrs, in welchem schon ein wesentlicher Abbau des Abwassers erfolgt ist, Schichten aus Füllkörpern aus Kunststoff, z.B. Nylon, PVC oder Po- ' lya idkörpern eingesetzt werden, an welchen dann beson¬ ders gut eine biologische Reinigung erfolgt.
    [0086] Die "einzelnen Materialien, und insbesondere die zur Neu¬ tralisation zu verwendenden Materialien, werden gering- fügig im Laufe des Reinigungsprozesses im Volumen redu¬ ziert, so daß es sich empfiehlt, in einem zeitlichen Ab¬ stand von beispielsweise ein bis zwei Jahren die Materia¬ lien im Steigrohr selbst auszuwechseln bzw. zu ergänzen.
    [0087] Im . folgenden wird nun der mögliche Aufbau von ver¬ schiedenen Filtercontainern erläutert, wie sie im Rah¬ men der Erfindung mit Vorteil verwendet werden können.
    [0088] Hierbei wird zunächst anhand der Fig. 5 der grundsätzli- ehe konstruktive Aufbau eines Filtercontainers erläutert, wie er als erste und gegebenenfalls auch als einzige Filterstufe bei einer Vorrichtung nach der Erfindung eingesetzt werden kann.
    [0089] Dieser erste Filterkörper, der im gleichen konstruk¬ tiven Aufbau auch als Auffangcontainer am Eingang der Wasserreinigungsaήlag eingesetzt werden kann, besteht im wesentlichen a s zwei Behälterteilen 52 und 53, wo¬ bei das- Behälterteil .52 das eigentliche Filter darstellt-, während der Behälter 53 die Funktion des Schlammsammel¬ beckens übernimmt.
    [0090] Das über die Steigleitung ankommende weitgehend ge¬ reinigte Abwasserwird über die Zuführleitung 54 zuge- führt. In dem Filter selbst sind zunächst drei Siebe, und zwar das Lochsieb 55, das Grobsieb 56 und das Fein¬ sieb 57 angeordnet. An die Siebe selbst, welche aus ei¬ nem entsprechend grob- bzw. feinmaschigen Drahtgeflecht bestehen, können Porenfliese zunächst beliebiger Stoff- Zusammensetzung mit ausreichender Porenöffnung aufge¬ legt sein.
    [0091] Die untere Begrenzungswand des Behälterteils 52 ist ebenfalls mit Löchern versehen, durch welche die sich absetzenden Schlammstoffe in den Schlammsammelbehäl¬ ter 53 gelangen. Aus dem Behälter 53 kann der Schlamm in an sich bekannter Weise, z.B. durch Aufklappen der Bodenwände entnommen, aber auch abgesaugt werden. Die hierzu notwendigen konstruktiven Einzelheiten liegen im Rahmen fachmännischen Könnens.
    [0092] Das entsprechend gereinigte Wasser kann über den Aus- laufstutzen 58, der mit einem Sperrschieber versehen ist, 'entnommen werden.. Der Auslaufstutzen 58 ist hierbei so angeordnet, daß er das Wasser im Schlammbehälter 53 möglichst an der Oberfläche des sich in diesem Be¬ hälter ansammelnden Wassers abnimmt. Dadurch ist ge¬ währleistet, daß wenigstens keinerlei Schlammrückstände mehr entnommen werden. Um die Wasserentnahme in einen Bereich zu verlegen, in dem das Wasser möglichst wenig durchwirbelt wird, sind die Abweisblenden 53a vor¬ gesehen, die den Bereich des Wasserentnahme gegen das von oben hindurchtretende Wasser abschirmen.
    [0093] Das Filter bzw. der Auffangbehälter kann rückgespült werden. Hierzu wird Druckwasser über den Zufuhrstutzen 59, welcher mit dem Absperrschieber 60 versehen ist, zugeführt. Dieses Druckwasser durchströmt den Filter¬ container von unten nach oben, uiü reinigt hierbei Füll¬ körper, aber auch die einzelnen Siebe. Es verläßt den Filtercontainer wieder über den Abflußstutzen 61. Wäh¬ rend der Rückspülung werden jeweils die Zuführ- und Ab¬ führleitungen abgesperrt und damit das abgelagerte Ma¬ terial herausgespült.
    [0094] • υREAtT
    [0095] OMPI Eine Rückspülung des Filters kam-ohne nachteilige Be¬ einflussung des Reinigungsvorganges während des Reini¬ gunsvorganges selbst durchgeführt werden.
    [0096] Im Deckel des Containers ist noch ein Überdruckventil 62 vorgesehen, das dafür sorgt, daß, sofern Abfluß- und/oder die einzelnen Siebe verstopft sin^sich nicht ein . unzulässig hoher Überdruck aufbauen kann. Über die¬ ses Ventil kann auch die beim Durchlaufen gegebenenfalls freiwerdende Luft, welche sich unter dem Deckel an¬ sammelt, abgenommen werden. Diese freiwerdende Luft kann an anderer Stelle als injizierende Luft dem Abwas¬ ser wieder zugesetzt werden, wobei gegebenenfalls der sich im Container bildende Überdruck unmittelbar ausge- nützt werden kann.
    [0097] Anhand der Fig. 6 wird in Verbindung mit einem "konzen¬ trischen Doppelfilter" der Aufbau eines Filtercon¬ tainers erläutert, wie er im Rahmen der Erfindung als Hauptabbauelement eingesetzt werden kann. Der Filtercon¬ tainer weist-wiederum eine Zuführleitung 63 auf, über welche das im Steigrohr entsprechend vorgereinigte Ab¬ wasser zugeführt wird. Der Auslauf 64 befindet sich im unteren Bereich und gibt das durch das Filter abgesetzte und entsprechend gereinigte Abwasser ab, und zwar entweder für eine nächste als Nachklärstufe wirkende Filtereinheit, oder aber auch unmittelbar zur weiteren Verwendung.
    [0098] Das zu reinigende Wasser wird zunächst über ein Innenrohr 65 auf den Boden eines konzentrischen Innenrohrs 66 ge¬ führt. Am Boden tritt es durch die entsprechenden Boh¬ rungen in das Innenrohr 66 ein, welches mit Riesel von mittlerer oder- feinkörniger Größe angefüllt ist. Das Wasser steigt zwischen diesem Riesel nach oben und ge-■•. langt von der Oberseite über drei Siebschichten 67, 68, und 69 in den eigentlichen Filterraum.
    [0099] IJÜRE
    [0100] OMP
    [0101] WIP Hierbei ist - ähnlich wie anhand der Fig. 5 bereits er¬ läutert - die Schicht 46 wieder mit den größten Durch¬ lauföffnungen versehen. Diese besteht beispielsweise aus Lavatuff, aus Kunststoffschnitzelnoder aber aus stückigen feinporigen Kunststofformteilen. Die Schicht 68 hat fei¬ nere Öffnungen und besteht vorzugsweise aus Hart¬ schaumgummi, wobei die Schicht auch aus Schaumgummi-, schnitzeln oder aus Schaumguirtmiformteilen, welche zwi¬ schen zwei Halteschichten eingebracht werden, gebildet sein kann. Die Schicht 69 schließlich ist feinporiger
    [0102] Kunststoff, .beispielsweise ein Porenvlies, Glaswolle oder dergleichen.
    [0103] Die Füllung des Filtercontainers 70 schließlich be- steht aus einem Gemisch aus Hydrakohle, Riesel und Quarz in einer Korngröße, die zwischen 0,5 und 5 mm, vorzugs¬ weise zwischen 1 und 2 mm liegt.
    [0104] Um eine Rückspulung zu- ermöglichen, ist ein Wassereinlauf 71 und ein Auslaufstutzen 72 vorgesehen. Über diese An¬ schlüsse kann das Filter regelmäßig rüc -gespült werden, wobei die Praxis ergeben hat, daß mit etwa 1 % der seit der letzten Durchspülung durchlaufenen Wassermenge eine brauchbare Säuberung insbesondere der Siebschichten 67, 68 und 69 ergibt. Das schmutzbd-astete Rückspülwasser wird entweder einem Absatzbecken oder einer erneuten Rei¬ nigung in der gleichen Anlage zugeführt.
    [0105] Die Fig. 7 zeigt einen Aufbau eines Dopplecontainers, wie er gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung für das Ver— fahren nach der Erfindung Verwendung finden kann. Hier¬ bei ist die .im folgenden erläuterte Filterfüllung spe¬ ziell für die letzte Stufe eines Filtersystems anzu¬ wenden, wobei bei entsprechend geringer Schmutzlast ein derartig aufgebautes Filter auch als einzige Stufe nach der entsprechend aufgebauten Steigleitung eingesetzt wer¬ den kann. Dem Doppelfilter, wie er in der Fig. 7 dargestellt ist, wird das von der Steigleitung kommende mit atmosphäri¬ scher Luft stark durchsetzte Abwasser über die Eintrags- • leitung 72 zugeführt. Das endgültig gereinigte Wasser tritt über die Ausgangsleitung 73 aus und kann dem nor¬ malen Wasserhaushalt zugeführt oder aber bei Anwendung der Anlage zur Reinigung von industriellem Abwasser im Wege des Recycling erneut dem Fertigungsprozeß zugeführt werden. Aus Übersichtlichkeitsgründen sind nicht sämt- liehe Zuführungs- und Abführungsanschlüsse, die für den Betrieb des Filters von Bedeutung sind, in körperlicher Darstellung wiedergegeben, sondern in Form von Pfeilen. Es handelt sich hierbei um die Pfeile 74 bis 78, die jeweils Anschlüsse für Heißdampf (Anschluß 74) bzw. für Spülwasser (Anschlüsse 75 bis 78) zum Rückspülen der beiden Fitereinheiten darstellen. Auf diese für die Auf¬ rechterhaltung des Betriebs notwendigen Anschlüsse der Filtercontainer wird an späterer Stelle noch eingegangen werden.
    [0106] Das zu reinigende Wasser wird über das Inneneintragsrohr 79 eingebracht und steigt dann in dem das Eintragsrohr konzentrisch umgebende Innenrohr 80 wiederum nach oben. Dieses konzentrische Innenrohr 80 ist mit stückigem Kohlenmaterial, sogenannter Hydrakohle, sowie Naturstei¬ nen (Rieseln) und Lavatuffstücken angefüllt. Durch das Emporsteigen des mit Sauerstoff angereicherten Wassers bildet sich auf den Rieseln und dem Lavatuff sehr rasch ein äußerst wirksamer biologischer Rasen, der, wie schon ausgeführt, zu einer guten Enzymbildung führt.
    [0107] Das Wasser steigt nach oben, und verteilt sich über die ganze Fläche des Filters. Hierbei sind wiederum - und das ist für alle Filter zur Verwendung im Rahmen des Ver- fahrens typisch - drei Siebschichten 81, 82 und 83 vor¬ gesehen, wobei die erste Siebschicht 81 das größte Sieb darstellt und im allgemeinen aus Lavatuffsteinen gebil¬ det wird. Unter dieser Oberschicht ist eine Schicht aus porösem Kunststoff. z.B. HartSchaumgummi oder einem Geflecht aus Polyamidfasern, Polyacrylnitril, Zelluloseacetat, Polyester oder sonstigen Kunststoffasern vorgesehen. Diese zweite Schicht 82 stellt ein Sieb mit mittlerer Sieböffnung dar.
    [0108] Die unterste der drei Schichten, nämlich die Schicht 83, ist aus einem Porenvlies gebildet mit relativ feinen Öffnungen, so daß das durch die drei Schichten hin¬ durchtretende Wasser von Schwebeteilchen praktisch befreit wird. Anstelle von Porenvlies kann an dieser Stelle auch Glaswolle oder ein poröser Hartschäimgummi mit entsprechend feinen Öffnungen vorgesehen werden.
    [0109] Die im Anschluß an die Siebschichten zu durchströmende
    [0110] Filterschicht besteht aus einer Mischung von körnigem Gut, und zwar vorzugsweise aus Kohle in einer Stück¬ größe von 1 bis 2 mm Durchmesser, Quarzsand der glei- chen Größenordnung sowie Kieselsteine (Riesel) und/oder für eine Biofiltration aus synthetischen Granulaten in der gleichen Größe. In diesem Bereich des Filters findet dann erneut ein biologischer Abbau statt, wobei durch die Verwendung des Quarzsandes und der Riesel eine weitere mechanische Filterung in Kombination mit dem biologischen Abbau zustandekommt.
    [0111] Das Wasser strömt dann breitflächig durch ein Kunst¬ stoffsieb 85 in den zweiten Teil des Doppelfilter- Containers. Dieses Kunststoffsieb ist wiederum aus Poly¬ amidfasern gebildet, an welche sich eine Schicht 86 aus nicht aktiver Hydrakohle anschließt. Der Raum 87 schließlich ist mit Aktivkohle gefüllt, die dann in einer relativ kurzen Kontaktzeit (3 bis 5 Minuten) die letzten Milligramm der Schmutzlast aus dem Wasser entfernt.
    [0112] "BUREA T
    [0113] OMPI _ Durch ein Mikrofiltersieb 37 aus Polyamid oder anderen Kunststoffasern verläßt dann das gereinigte Wasser den Doppelfiltercontainer. Die vorstehend erläuterten Ma¬ terialien werden im Filtercontainer nach der Erfindung auch räumlich in jeweils ausgeprägten Schichten unter¬ gebracht, wobei mit Hilfe von Siebgeflechten dafür Sorge getragen ist, daß sich die Materialien nicht zu stark durchmischen, sondern im wesentlichen an dem vor¬ bestimmten definierten Abschnitt des Filters verblei- ben. Die räumliche Fixierung ist auch deshalb notwen¬ dig und vorteilhaft, weil die Filtercontainer nach der Erfindung von Zeit zu Zeitrückgespült werden, um ihre Funktionsfähigkeit voll zu erhalten, bzw. wieder her- • zustellen. Für die Rückspülung des unteren Bereiches sind die beiden Anschlußstutzen 75 und 76 vorgesehen und für den oberen Bereich die Anschlußstutzen 77. und 78. Dabei wird jeweils über die Zuflußleitungen Druck¬ wasser zugeführt, das in den einzelnen Filterbereichen- nach oben gepreßt wird und hierbei den abgelagerten Schmutz herausspült, der dann durch die zugehörigen Abflußstutzen 76 bzw. 78 abgeführt wird.
    [0114] Auch in diesem Fall hat sich für die Praxis ergeben, daß mit etwa 1 % der im Reinigungsprozeß durch das Filter geführten Wassermenge eine Rückspülung mit
    [0115] Erfolg durchgeführt werden kann, wobei dieses für die Rückspülung verwendete Wasser besonders hoch ver¬ schmutzt wird und dann dem Absatzbecken oder aber der Anlage selbst unmittelbar wieder zugeführt werden kann. Die Schwebstoffe gelangen dann bei nächsten Durch¬ lauf in das Schlammsammelbecken SB.
    [0116] Bei dem beschriebenen Dopplefitercontainer ist im letzten Bereich , d.h. im unteren Teil des Filters Ak- tivkohle vorgesehen, welche von Zeit zu Zeit regeneriert werden muß. Hierzu ist in dem Filter ein Leitungs- Düsensystem 38 eingebaut, dem über den AnSchlußstutzen 74 Heißdampf zugeführt wird. Dieser Heißdampf tritt
    [0117] O PI . WIPO über die Düsen in den Bereich der zu aktivierenden Kohle 87 aus und ermöglicht die Reaktivierung dieser Kohleunmittelbar im Filterbereich, d.h. also ohne daß die Kohle aus dem Filter herausgenommen werden müßte. Der Heißdampf selbst kann dann über den Abflußstutzen 76 ebenso wie das Rückspülwasser austreten. Der Re¬ generierungsprozeß durch die Rückspülung, die Einführung von Heißdampf und Heißluft ermöglicht eine thermische Teilregenerierung der Aktivkohle und gleichzeitig eine thermischeAktivierung oder Regenerier 0ung der allge ei- nen Adsorbtionsmedien (Spezialkoks hochgesintert, Hochofenschlacke und Tonmineralien) .
    [0118] Das gemäß dem Verfahren nach der Erfindung zu reinigen- de Abwasser sollte möglichst'frei von stückigen Fest¬ stoffen sein, da diese in dem geschlossenen Leitungs¬ und Filtersystem den Durchfluß des Wassers nachteilig beeinflussen könnten, bzw. die ganze Anlage verstopfen würden. Es empfiehlt sich bei Abwässern, bei denen der- artige Feststoffe auftreten könnten, der Anlage einen Feststoffseperator voranzuschaiten. Einen derartigen Feststoffseperator, wie er im Rahmen einer Anlage nach der Erfindung verwendet werden kann, zeigt die Fig. 8. Ein derartiger Feststoffseperator kann dabei zusätzlich zu einem eigenen Auffangσontainer, Sand¬ fang oder dergleichen oder auch zusätzlich eingebaut werden. Bei textilen Abwässern ist ein Flusenabschei- der erforderlich.
    [0119] Dieser Feststo fseperator besitzt ein Einlaufröhr 91 , über welches das auch noch mit größeren Schwebstoffen belastete Wasser ankommt. Dieses Wasser soll von die¬ sen groben mitgeführten Stoffen gereinigt werden und über das Auslaufrohr der Reinigungsanlage zugeführt werden. Hierzu strömt es gegen die Siebamit in Flu߬ richtung sich verkleinernden Sieböffnungen 93, 94 und 95. Da die Gefahr. besteht, daß diese Siebe bei stark schmutzhaltigem Wasser rasch verstopft werden, müssen
    [0120] • υREÄlr
    [0121] OMPI _ diese Siebe regelmäßig gereinigt werden. Dies geschieht mit Hilfe der Druckluft- oder auch Druckwasserdüsen, die über das VerteilerSystem 99 regelmäßig mit Druck- • medium versorgt werden. Dabei werden gleichzeitig die Ventile 96, 97 und 98 geöffnet, wodurch der ganze Rückstand abgeführt wird, beispielsweise in ein Schlammbecken.
    [0122] Fig. 9 schließlich zeigt einen kombinierten Filtercon- tainer mit Tropfkörpereigenschaften, wie er insbe¬ sondere in einstufigen Filteranlagen zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung eigesetzt werden kann. Hierbei ist auch dieses Filter zweistufig aufgebaut, wobei die Tropfkörperfunktion in der oberen Hälfte erreicht wird.
    [0123] Das zu reinigende Abwasser tritt über den Einlauf 101 ein und verläßt eintsprechend gereinigt diesen Contai¬ ner durch das Auslaufröhr 102. Auch bei diesem kombi- nierten Tropfkörper-Filtercontainer handelt es sich um einen geschlossenen Körper mit der Wandung 103. Da gerade bei "Tropfkörperreinigung" mit Gasbildung zu rechnen ist, und beim Tropfen die aufgenommene atmos¬ phärische Luft frei wird, sind Überdruckventile 104 vorgesehen, über die diese Gase in ein entsprechendes Reservoir' abgeführt bzw. dem Reinigungsprozeß wieder zugeführt werden können.
    [0124] Im Gegensatz zu den anderen Filtern, wird das zu rei- nigende Wasser großflächig eingebracht, was durch die Verteiler 1C5angedeutet ist. Diese Verteilung wird durch eine poröse Schicht 106, die gleichzeitig auch als Dämmschicht für Wärmeabgabe dienen soll, verstärkt. An dieser Stelle eignet sich besonders ein Porenvlies aus synthetischem Fasergewebe oder eine Schicht aus Glaswolle. Das Wasser tropft dann durch den ersten Teil 107 des Tropfkörpers mit den Hohlkörpern 107a aus Kunststoff oder mehr oder weniger poröser Keramik sowie dem zwei-. ten mit Füllkörpern 108a gefüllten Teil 108.
    [0125] Im unteren Teil 110 des Filtercontainers mit Tropfkör- pereigenschaft sind wieder Formstücke aus Kohle, Hoch¬ ofenschlacke, Riesel, Kunststoff und/oder Quarzsand vorgesehen, wobei dieser Teil durch die obere Kunst- StoffSchicht 109 und die untere Hartgummischicht 111 abgetrennt ist. Dieser Teil des Filters ist über das Zuführ- 114 und Abführrohr 115 rückspülbar, während der Tropfkörperteil 107 und 108 nicht rückgespült wer¬ den darf, um den sich auf den Tropfkörpern 87 a bzw. 88a bildenden biologischen Rasen nicht zu zerstören.
    [0126] Schließlich befinden sich am untersten Bereich 112 wieder Kohlestücke, Riesel, feinkörnige Antrazithkoh- lenstücke, feinkörnige Hochofenschlacke, feinkörniges alpines Material, feinkörniger Quarz, feinkörniges
    [0127] Cevilith und Bims gemischt, vorteilhafte Körnungen 1 - 3 mm, um die kombinierte Reinigung zu vollenden bzw. fortzusetzen.
    [0128] Das durch dieses kombinierte Filter gereinigte Wasser muß dann noch ein Fasersieb 113 durchströmen, ehe es den Container verläßt.
    [0129] Das Verfahren nach der Erfindung wurde anhand stark schematisierter Anlagenteile in Form von verschiedenen Filtern erläutert und demonstriert. Für den mit Fragen der Abwasserreinigung befaßten Fachmann ist aufgrund dieser Erläuterung der Aufbau der einzelnen Filter ohne weiteres möglich, ohne daß die vorliegende Patentanmel¬ dung mit weiteren konstruktiven Details ergänzt werden müßte. Es ist aber für den Fachmann ohne weiteres er- schichtlich, daß eine Reihe von konstruktiven Varia-.'.- tionen denkbar sind, um die Grundidee der Erfindung,
    [0130] O PI mechanische und biologische Reinigung so weit wie mög¬ lich ineinander zu verzahnen und die biologische Reini¬ gung durch eine rechtzeitige und regelmäßige Luftinji- zierung in Verbindung mit der Anwendung von Hydrakohle zu optimieren.
    [0131] Dabei kann gemäß einer Abwandlung die Durchströmein¬ richtung des mit Luft versetzten, zu reinigenden Wasseis in den einzelnen Behältern in umgekehrter Richtung, also auch von unten nach oben mit Vorteil angewendet werden.
    [0132] Die Art, wie zur Reinigung des Abwassers einerseits Luf eingebracht wird und andererseits Kohlenstoff zugeführt wird, wodurch die vorerwähnten sehr raschen Abbauwerte selbst bei rein kolloidal verschmutztem Wasser zu er¬ zielen sind, kann- auch dazu verwendet werden, um"umge¬ kehrt aus entsprechend belastetem Wasser Eiweißstoffe (Enzyme) zu gewinnen. Während diese Enzyme bei der Abwasserreinigung einfach ausgefiltert und beim an¬ schließenden Rückspülen auch zur Gewinnung dieser En¬ zyme in speziellen Anlagen herausgefiltert werden, dies insbesondere dann, wenn dem entsprechenden Filtercon¬ tainer nach der Erfindung nur solches für die Ge¬ winnung der Enzyme geeignetes im übrigen aber reines Wasser zugeführt wird. Die Enzymbildung geschieht dann mit einem Filterkörper, wie er anhand der Fig. 9 er- läutert wurde.
    [0133] -gÜRE OMPI
    权利要求:
    Claims P a t e n t a n s p r ü c h e
    1. Verfahren zum Reinigen von industriellen und/oder kommunalen Abwässern unter der Verwendung einer ge¬ gebenenfalls mehrstufigen Filteranlage, der das zu reinigende Abwasser nach einer mechanischen Vorrei- nigurgund/oder Vorklärung, gegebenenfalls in einem
    Absatzbecken, zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet,
    - das das zu reinigende Abwasser nach der Vorreini-...: _■ -. gung/Vorklärung in einem geschlossenen Leitungs-
    ... System mit, vorzugsweise mit geringem Überdruck zugeführtem Sauerstoff oder atmosphärischer Luft im kontinuierlichen Durchströmungsverfahren an¬ gereichert und durchsetzt wird,
    - daß der Lufteintrag im unteren Bereich einer zur Filteroberseite führenden, mit zur Neutralisation, ■ biologischen Reinigung, Filtration und/oder Adsorb¬ tion geeigneten Füllkörpern zumindest teilweise an¬ gefüllten Steigleitung, sogenannten Kopplungsreakr- tor, durchgeführt wird,
    - daß das so mit Luft durchsetzte zu reinigende Was- ser anschließend über eine dem Verschmutzungsgrad
    . und der Verschmutzungsart entsprechende Anzahl von Filtern in Form von in sich geschlossenen Filter- containemgeführt wird, wobei jedes Filter neben Siebeinrichtungen und ähnlichen zur mechanischen Reinigung des Wassers dienenden Füllmitteln noch
    Materialien zur biologischen Reinigung enthält, und - daß der Lufteintrag nach einzelnen Stufen des Sys- •- tems, vorzugsweise nach dem Austritt des zu rei¬ nigenden Wassers aus dem bzw. den einzelnen Filter¬ körpern wiederholt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu reinigende Wasser vor dem Lufteintrag über eine Neutralisationsstufe geführt wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu reinigende und mit Luft durchsetzte und ange¬ reicherte Wasser vor Eintritt in ein Filtersystem mindestens 3 m, vorzugsweise 5 bis 6 m in einer zu¬ mindest:teilweise mit Füllkörpern zur Neutralisation, klaten Oxydation, biologischen Reinigung und/oder Ad¬ sorbtion angefüllten Steigrohr geführt wird.
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zu reinigende Wasser mit Koh- legries, z.B. reinem Kohlenstoff, angereichert wird.
    5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstoff vor der Zuführung des zu reinigenden Wassers in das ReinigungsSystem beigegeben wird.
    6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Kohlenstoff vor dem Einlauf in die erste Filterstufe beigegeben wird.
    7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeich¬ net, daß das zu reinigende Wasser in dem Filtersystem mehrfach einer Entspannungs-Flotation, einer bioche¬ mischen Umwandlung durch Bildung und Bindung von Or¬ ganismen, einer Biofiltration, einer Feinstfiltration
    . und einer allgemeinen Adsorbtion oder Adsorbtion mit Aktivkohle in jeweils im Vergleich zum gesamten Durch¬ laufweg des Wassers kurzen Abschnitten ausgesetzt wird.
    IJURE
    OMPI
    8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zu reinigende Wasser unter Überdruck dem Lufteintrag ausgesetzt wird.
    9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zu reinigende Wasser dem Lufteintrag unter einem Überdruck von 3 atü ausgesetzt wird.
    10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn- zeichnet, daß die atmosphärische Luft mit einem Über¬ druck zugeführt wird, der etwa 10 % über dem Druck des zu reinigenden Wassers liegt,
    11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Reinigen von industriellen und/oder kommunalen Abwäs¬ sern nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus mindestens einem Filterbehälter bestehen¬ des Reinigungsfilter vorgesehen ist, welchem das zu reinigende Wasser über eine vorzugsweise senkrecht angeordnete Steigleitung von wenigstens 3 m, vorzugs¬ weise 5 bis 6 m Steighöhe von oben zugeführt wird, daß im unteren Bereich der Steigleitung eine aus einer Vielzahl von Zuführdüsen bestehende Lufteintragsvor¬ richtung vorgesehen ist und daß im Steigrohr Füll- kδrper zur Neutralisation, biochemischen und biologi¬ schen Reinigung, zur Biofiltration und/oder zur Ad¬ sorbtion über einen Großteil der Höhe angeordnet sind.
    12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Neutralisation im Steigrohr stückiger Kalk¬ stein angeordnet, ist.
    13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Neutralisation im Steigrohr stückige Hochofen¬ schlacke angeordnet ist.
    • υREÄiT
    O PI
    14. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Neutralisation stückige Braunkohlenschlache (Hochofenschlacke) vorgesehen sit.
    15. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Neutralisation ein kombinierter Füllkörper aus Tonmineralien oder Sinterkorund, gekörntem Kalkstein, gekörnter Hochofenschlacke, gekörnter Braunkohlenschlacke- und Quarz vorgesehen ist.
    16. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur katalytischen Oxydation (kalter Oxydation) Metallkörper, vorzugweise aus Edelmetallen oder aus Eisen, Edelstahl bzw. Eisenlegierungen vorgesehen sind.
    17. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllkörper Hydrakohle, Quarzsand und/oder Riesel in einer Stückgrδße von 1 bis 5 mm, vorzugswei- se 2 mm vorgesehen sind.
    18. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung-einer -.kalten Oxydation Körper aus Glas, Quarz und/oder Ton- und andere Mineralien vor- gesehen sind.
    19. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 18, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die einzelnen Mineralien durch Filter¬ schichten, z.B. Filtersiebe, voneinander getrennt sind.
    20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den einzelnen Reini¬ gungsstufen Körper in Form von Ringen, Sättel oder Kugeln aus Kunststoff, z.B. aus Weich- oder Hart- schaumstoff, z.B. auf Polyurethanbasis, Polyäthylen, Polypropylen, Polystrol vorgesehen sind.
    IJÜREÄ
    0MPI
    21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllkörper aus Kunststoff mit Körpern aus Glas, Kohlenstoff, Tonmineralien mit verschiedenen Beimen¬ gungen durchsetzt sind bzw. mit diesen Stoffen Körper bilden.
    22. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Filterschichten durch flächenförmi- ; gen porösem Kunststoff, welcher auf einem Metallsieb aufliegt, unterteilt sind.
    23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, <_ daß die Filterschicht dreilagig aus porösem Kunststoff, Matritzenschaumstoff, posösem Hartschaumstoff auf Polyurethanbasis mit von oben nach unten von Schicht aα Schicht sich verkleinernden Porenöffnungen aufgebaut ist.
    24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekenn- zeichnet, daß eine kombinierte Siebschicht bestehend aus einem Metallsieb mit feinsten Sieböffnungen mit daraufliegendem Schaumstoff vorgesehen ist, wobei . auf dem Schaumstoff stückige aktive Kohle und synthe¬ tische Füllkörper geschichtet sind.
    25, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mit Ausnahme der Stoffe für die Neutralisation im Steig¬ rohr und in dem bzw. den Filtern die gleiche Stoff¬ zusammensetzung vorgesehen ist.
    26. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 25, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß als Filtermaterial zusätzlich poröses Gestein, z.-B. Tuffsteine körnige, nichtaktivierte Kohle, Quarz, Kalkriesel, Kies,, körniger Lavatuff und/odersynthetische Granulate vorgesehen ist.
    "BÜREALΓ
    OMPI 1
    27. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Filterein¬ heiten in Form von konzentrisch angeordneten Doppel¬ filtern aufgebaut sind, durch welche das Wasser
    5 mäanderförmig geführt wird.
    28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Innenfilters, in welchem das Wasser :_ wieder nach oben steigt, Kieselsteine (Riesel)und/oder körnige Hydrakohle vorgesehen sind.
    29. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden des ersten Filters bei einer mehrstufigen Filteranlage ein Schlammabsetzbehälter vorgesehen ist, von welchem das weiter zu reinigende Wasser an der Oberfläche abgenoπ-- en wird.
    30. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche Φ dadurch gekennzeichnet, daß in dem Umlenkrohr zwischβi
    Steigleitung und Filtercontainer eine Überdruckven— til angebracht ist, über welches frei werdendes Gasge¬ misch zum erneuten Lufteintrag abnehmbar ist.
    5 31. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Filter ein Bereich mit Tropfkörpereigenschaften vorgesehen ist.
    32. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 0 gekennzeichnet durch einen Feinstfiltrationsbereich vor der Adsorbtionsstufe zur Erzeugung eines biologi¬ schen Rasens durch Anordnung verschiedener Stufen aus Kunstfasern z.B. aus Polyamid, Perlon, Nylon, Acryl, Polyester oder Vestan und feiner oder in Stücken von 5 1 - 2 mm gekörnter Hydrakohle, wobei zwischen die
    Schichten kleinste synthetische Füllkörper, z.B. in Sattelform eingebracht sind.
    wipo
    33- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Aktiv¬ kohle dieser eine Schicht aus Matritzenschaum in Form- teilen oder geschlossenen Lagen vorgeordnet ist in einer Dicke von etwa 20 % der Dicke der Schicht aus Aktivkohle.
    34. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 10 unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem oder mehreren ' der Ansprüche 11 bis 33 zur Züchtung von Mikroorganis- men dadurch, daß im Bereich der Filter verschiedene Stufen (Matritzen) vorgesehen sind, auf welcher sich t' Mikroorganismen bilden , die bei ihrer Vermehrung nach einer Anlaufzeit du.rch die entstehenden Enzyme biochemische Umwandlungsprozesse auslösen.
    35. Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur katalytisehen Oxy¬ dation und zur Feinsfiltration körniges Cevilith (Rückstandsprodukt aus Kohlekraftwerken) vorgesehen ist.
    36. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 25, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß zur allgemeinen Adsorbtion körniger Spezialkoks, körnige Hochofenschlacke und runde Tonmineralkugeln vorgesehen sind.
    37. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 25, dadurch gekenn- zrichnet, daß zur katalytischen Oxydation und zur Bio- filtration feinstkörniges, gemischtes, alpines Mate¬ rial vorgesehen ist.
    38. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Matrizenschaumstoff mit wechselnden DurchlaufÖffnungen versehen ist.
    39. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 38, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß eine systemmäßige Aktivierung und Rege¬ nerierung von allgemeinen Adsorbtionsmitteln vor¬ gesehen ist.
    40. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 39, dadurch gekenn- zeichnet, daß eine systemmäßige thermische Teilrege¬ nerierung von Aktivkohle vorgesehen ist.
    41. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in einzelnen Verbindungsleitungen zwischen Steigrohr und Filter¬ körpern Füllkörp r enthalten sind.
    42. Vorrichtung nach einem der vorhergenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das aus den einzelnen Filtern ausströmende Abluftgemisch einer Vorneutra- lesierungszone (Behälter) zugeführt wird.
    43. Vorrichtung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden des Vorneutralisierungsbehälters ein mit vorzugsweise 1000 Düsenöffnungen versehenes
    Verteilerkreuz vorgesehen ist, über das das Abluft- (Gas-)gemisch aus den Fitem ausströmt.
    IJÜREA
    OMPI
    WIPO
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    ATA635078A|1987-05-15|
    US4274966A|1981-06-23|
    AT384599B|1987-12-10|
    JPS5490859A|1979-07-18|
    EP0001101A3|1979-04-04|
    EP0001101A2|1979-03-21|
    DE2739690A1|1979-03-08|
    EP0001101B1|1985-01-09|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1979-03-22| AK| Designated states|Designated state(s): BR SU US Kind code of ref document: A1 Designated state(s): BR SU US |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE19772739690|DE2739690A1|1977-09-02|1977-09-02|Verfahren und vorrichtung zum reinigen von abwaessern|
    DE2739690||1977-09-02||BR7808687A| BR7808687A|1977-09-02|1978-09-01|Processo e dispositivo para purificacao de aguas residuais|
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