Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur chemisch-physikalischen Behandlung von verunreinigtem Frisch- und Abwasserwasser, bei welchem die störenden Wasserinhaltsstoffe, die sowohl aus anorganischen als auch mikrobiologischen Stoffen, wie Bakterien, Keimen und Viren bestehen können, chemisch-physikalisch umgewandelt oder gebunden werden und aus dem das behandelte Wasser anschließend von den ursprünglich vorhandenen und erzeugten Feststoffen abgetrennt wird und auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for chemical-physical treatmentof contaminated fresh and waste water, in which the disruptive wateringredients that consist of both inorganic and microbiological substances, such asBacteria, germs and viruses can exist, chemically and physically convertedor be bound and from which the treated water is then used by theoriginally existing and produced solids is separated and on aDevice for performing this method.
Bei derartigen Verfahren werden die aus dem Frisch- und Abwasser zu entfernenden Wasserinhaltsstoffe durch die chemisch-physikalische Umsetzung in schwer wasserlösliche Feststoffe umgewandelt oder an diesen gebunden. Es ist bekannt, den von solchen chemisch-physikalisch behandelten Frisch- und Abwasser erzeugten Feststoff durch eine Dichtetrennung in kombinierten Absetz- oder Flotationsanlagen mit anschließender Endfiltration über Flächenfilter, wie beispielsweise mit Sand- und Kiesfiltern, abzutrennen, wodurch jedoch eine vollständige Fest-Flüssigtrennung nicht erreichbar ist. Weiterhin ist eine Abtrennung von Bakterien, Keimen und Viren durch die bestehenden Verfahren nicht möglich.In such processes, those to be removed from the fresh water and waste waterWater constituents through the chemical-physical conversion in heavy watersoluble solids converted or bound to them. It is known that ofsuch chemically-physically treated fresh water and waste water produced solidthrough density separation in combined settling or flotation plantsfinal filtration through surface filters, such as sand andGravel filters to separate, but this does not result in a complete solid-liquid separationis achievable. Furthermore, bacteria, germs and viruses are separated by theexisting procedures not possible.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art, dahingehend auszubilden, daß durch eine vollständige Abtrennung aller Feststoffe incl. mikrobiologischer Substanzen, ein Trink- bzw. Brauchwasser erzeugt wird, welches einen sehr hohen Reinheitsgrad aufweist, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.In contrast, the invention has for its object a method of the beginningmentioned type, in such a way that by a complete separation of allSolids including microbiological substances, a drinking or process water is generatedis, which has a very high degree of purity, and a device forPerforming this procedure.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die chemisch-physikalische Umsetzung mittels eines Misch- und Reaktionsbehälters mit anschließender Flockulationsstufe ausgeführt wird und die vollständige Abtrennung der Feststoffe durch eine Flotationsanlage mit integrierter Ultrafiltrationseinheit vorgenommen wird. Hierdurch lassen sich ein hygienisch unbedenkliches von allen ungelösten Stoffen befreites Trink- und Brauchwasser erzeugen, welches bei den bekannten Verfahren nicht erreicht wird. Die vollständige Abtrennung der ungelösten Feststoffe ermöglicht die Einhaltung extrem hoher Reinheitsgrade, die bis zur Rückhaltung sämtlicher pathogener Keime geht.This object is achieved according to the invention in a method of the type mentioned at the outsetsolved in that the chemical-physical implementation by means of a mixing andReaction container with subsequent flocculation stage is executed and thecomplete separation of the solids by a flotation plant with integratedUltrafiltration unit is made. This makes it hygienically unquestionable drinking and industrial water freed from all undissolved substancestestify which is not achieved in the known methods. The complete oneSeparation of the undissolved solids enables extremely high purity to be maintaineddegrees of safety that go to the retention of all pathogenic germs.
Eine im Rahmen der Erfindung vorgesehene Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, weist eine als eine Einheit fungierende Feststoffabtrennung in Form einer kombinierten Flotations- und Ultrafiltrationseinrichtung auf.A device provided within the scope of the invention for carrying out theinventive method, has a solid acting as a unitseparation in the form of a combined flotation and ultrafiltration device.
Die Flotation wird als Anlage mit Luft als Flotationsmedium, welche im Kreislaufwasser der Flotation unter Druck eingedüst und in diesem gelöst ist, betrieben.Flotation is carried out with air as the flotation medium, which is in the circulating waterthe flotation is injected under pressure and dissolved therein.
Der noch nicht vollständig von Feststoffen befreite Klarwasserablauf der Flotation wird direkt in einer nachgeschalteten Ultrafiltration weiterbehandelt.The clear water drainage of the flotation, which has not yet been completely freed from solids, becomestreated directly in a downstream ultrafiltration.
Eine für den kontinuierlichen Betrieb besonders geeignete Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die Ultrafiltration feststoffunempfindliche Wickelmodule aufweist.A particularly suitable embodiment of theThe device according to the invention is characterized in that the ultrafiltrationhas solids-insensitive winding modules.
Die Ausschleusung der gesamten Feststoffe aus dem kombinierten Verfahren erfolgt allein durch das in der Flotationsanlage integrierte Feststoffaustragssystem.All solids are removed from the combined processsolely through the solids discharge system integrated in the flotation system.
Zur Optimierung der Feststoffbildung im vorgeschalteten Behandlungssytem, wird das in der Ultrafiltration erzeugte feststoffhaltige Konzentrat in den Misch- und Reaktionsbehälter zurückgeführt.To optimize the formation of solids in the upstream treatment system, this is described inthe ultrafiltration produced solids-containing concentrate in the mixing and reaction tankscontainer returned.
Weitere Merkmal, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, in der eine Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnung, auf die bezüglich einer erfindungswesentlichen Offenbarung aller im Text nicht erwähnten Einzelheiten ausdrücklich hingewiesen wird, beispielhaft erläutert ist.Further features, details and advantages of the invention result from thefollowing description in which an implementation of the method according to the inventionsuitable device with reference to the drawing to which heexpress disclosure essential to the invention of all details not mentioned in the textis pointed out, is explained by way of example.
Wie aus der Zeichnung 1 hervorgeht, wird das zu behandelnde Frisch- oder Abwasser1 mittels einer Zulaufpumpstation2 einem Misch- und Reaktionsbehälter3 zugeführt. Der Misch- und Reaktionsbehälter3 weist ein Rührorgan zum intensiven Mischen der einzelnen dem Behälter zugeführten Stoffströme auf. Zum Frisch- oder Abwasser1 wird in der Mischeinrichtung3 die erforderlichen Chemikalien12 zur chemischphysikalischen Umsetzung, im besonderen der Flockenbildung, Neutralisation und chemischen Umwandlung von Inhaltsstoffen zudosiert. Weiterhin wird im Misch- und Reaktionsbehälter3 das mit Feststoffen versehene Konzentrat der Ultrafiltration11 zurückgeführt.As can be seen from the drawing 1, the fresh water or waste water1 to be treated is fed to a mixing and reaction container3 by means of a feed pump station2 . The mixing and reaction container3 has a stirrer for intensive mixing of the individual material flows supplied to the container. The chemicals12 required for chemical-physical conversion, in particular flocculation, neutralization and chemical conversion of ingredients, are added to the fresh or waste water1 in the mixing device3 . Furthermore, the concentrate of the ultrafiltration11 provided with solids is returned to the mixing and reaction container3 .
In den beiden Flockungskammern4.1/4.2 wird mittels Rührorganen Energie in das Wasser eingetragen, damit eine ausreichende Flockengröße erreicht wird. In der Eintragkammer4.3 wird das mit Druckluft gesättigte Flotationskreislaufwasser aus der Flotationsstufe5 eingespeist und durch Entspannung sehr kleine Luftblasen erzeugt, welche die gebildeten Feststoffe durch Anlagerung der Blasen aufschwimmen lassen. Der abgezogene Feststoff wird aus der Flotationsanlage5 ausgetragen und gegebenenfalls nach einer weitergehenden Behandlung entsorgt.In the two flocculation chambers4.1 /4.2 , energy is introduced into the water by means of stirring elements so that a sufficient floc size is achieved. In the carrying chamber4.3 , the flotation circuit water saturated with compressed air is fed in from the flotation stage5 and, by relaxation, very small air bubbles are generated, which allow the solids formed to float through the formation of the bubbles. The withdrawn solid is discharged from the flotation plant5 and, if necessary, disposed of after further treatment.
Das unter dem Flotationsbehälter5 abfließende von Feststoffen weitestgehend befreite Klarwasser wird mittels einer Speisepumpstation6 der Ultrafiltrationsanlage7 zugeführt.The clear water drained from the flotation tank5 and largely freed of solids is fed to the ultrafiltration system7 by means of a feed pump station6 .
Ein Teilstrom des abfließenden Klarwassers aus dem Flotationsbehälter5 wird über eine Kreislaufpumpstation14 zur Erzeugung von druckluftgesättigtem Kreislaufwasser17 über den Druckbehälter15 in die Eintragskammer4.3 zurückgeführt.A partial flow of the outflowing clear water from the flotation tank5 is returned via a circuit pump station14 to produce pressurized air-saturated circuit water17 via the pressure tank15 into the entry chamber4.3 .
Im Druckbehälter15 wird das Kreislaufwasser der Pumpstation14 mit Druckluft aus der Druckluftanlage13 gesättigt. Mittels einer Füllstandregelung im Druckbehälter15, wird die Druckluft aus der Druckluftanlage13 dem Druckbehälter15 zugeführt.In the pressure vessel15 , the circulating water of the pumping station14 is saturated with compressed air from the compressed air system13 . By means of a fill level control in the pressure container15 , the compressed air from the compressed air system13 is fed to the pressure container15 .
Die Ultrafiltrationsanlage7 verfügt zur Erzielung einer optimalen Anströmgeschwindigkeit an der Oberfläche der Ultrafiltrationsmembran über eine eigene Rezirkulations-Einrichtung8. Das vollständig von Feststoffen, das heißt auch von Bakterien und Keimen befreite Klarwasser9 der Ultrafiltration7 wird zur weiteren Verwendung abgeleitet oder alternativ einer weitergehenden Behandlungsstufe zugeführt.The ultrafiltration system7 has its own recirculation device8 to achieve an optimal flow velocity on the surface of the ultrafiltration membrane. The clear water9 of the ultrafiltration7 which is completely freed from solids, that is to say also freed from bacteria and germs, is led off for further use or alternatively fed to a further treatment stage.
Für die Einstellung und Überwachung der Anlage werden Durchflußmeßeinrichtungen zur Ermittlung der Durchsatzmengen sowohl im Zulauf2 der Gesamtanlage als auch in allen Umwälz- und Recyclingkreisläufe8,11.1,17 sowie im Reinwasserablauf9 eingesetzt.For the setting and monitoring of the system, flow measuring devices are used to determine the throughput quantities both in the inlet2 of the overall system and in all circulation and recycling circuits8 ,11.1 ,17 and in the pure water outlet9 .
Die gesamte Anlage weist mehrere in der Zeichnung 1 nur durch gestrichelte Linien schematisch angedeutete Meß- und Regeleinrichtungen16.1,16.2,16.3 und16.4 zur Ermittlung weiterer betrieblicher Regelgrößen auf. Hierdurch kann beispielsweise die Dosierung16.1 von Chemikalien12 in den Misch- und Reaktionbehälter3 oder die Druckluftsättigung16.2 im Recyclingwasser der Flotationsanlage5 eingestellt werden. Im Meß- und Regelkreis16.3 der Ultrafiltrationsanlage7 ist schematisch durch die gestrichelte Linie zusätzlich eine angedeutete Spüleinrichtung beinhaltet. Durch diese erfolgt in gewissen Intervallen eine Spülung, wodurch die Laufzeit und der Wirkungsgrad der Ultrafiltrationsanlage7 erhöht wird.The entire system has a plurality of measuring and control devices16.1 ,16.2 ,16.3 and16.4, which are only schematically indicated by dashed lines, in order to determine further operational control variables. In this way, for example, the dosage16.1 of chemicals12 in the mixing and reaction container3 or the compressed airsaturation 16.2 in the recycling water of the flotation system5 can be set. In the measuring and control circuit16.3 of the ultrafiltration system7 , an indicated rinsing device is additionally shown schematically by the dashed line. This rinses at certain intervals, which increases the running time and the efficiency of the ultrafiltration system7 .
Das erzeugte feststoff- und keimfreie Reinwasser9 der Ultrafiltration7 kann je nach Bedarf für die weitere Abtrennung von gelösten Wasserinhaltsstoffen und zur Verhinderung von Verkeimungen, direkt ohne Zwischenbehälter oder Pumpvorlage, einer weiteren Membranstufe18 zugeführt werden. Eine Verkeimung der nachfolgenden Membranstufe18 ist durch die direkte Zuführung stark reduziert und das erzeugte Reinwasser21 wird zur Verwendung abgeleitet. Das mit aufkonzentrierten gelösten Wasserinhaltsstoffen versehene Konzentrat19 dieser Membranstufe18 wird ebenfalls zur weiteren Verwendung abgeleitet. Die Membranstufe18 wird mit Nanofiltrations- oder Umkehrosmosemembranen bestückt und besitzt ebenfalls einen internen Kreislauf mit einer separaten Kreislaufpumpstation20.The solid-free and germ-free pure water9 of the ultrafiltration7 can, depending on requirements, be fed to a further membrane stage18 for the further separation of dissolved water constituents and for the prevention of germs, directly without an intermediate container or pump template. Contamination of the subsequent membrane stage18 is greatly reduced by the direct supply and the pure water21 generated is drained off for use. The concentrate19 of this membrane stage18 provided with concentrated dissolved water constituents is also derived for further use. The membrane stage18 is equipped with nanofiltration or reverse osmosis membranes and also has an internal circuit with a separate circuit pump station20 .
Die gesamte Vorbehandlung des verunreinigten Trink - oder Abwassers1, kann alternativ ohne Vorbehandlung in den Verfahrensstufen3,4.1,4.2,4.3,5,14 und15 durch Umfahrung22 dieser Stufen direkt der Ultrafiltrationsstufe7 zugeführt werden. Das Konzentrat der Ultrafiltrationsstufe7 wird dann direkt zur weiteren Verwendung über die Rohrleitung11.2 abgeleitet.The entire pretreatment of the contaminated drinking or waste water1 can alternatively be passed directly to the ultrafiltration stage7 without pretreatment in process stages3 ,4.1 ,4.2 ,4.3 ,5 ,14 and15 by bypassing22 of these stages. The concentrate of the ultrafiltration stage7 is then discharged directly for further use via the pipe11.2 .
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| DE2001118940DE10118940A1 (en) | 2001-04-18 | 2001-04-18 | Physical chemistry process removes all particulate and microbiological impurities from drinking water |
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