CH523205A - Verfahren zur Behandlung von Wasser mit Substanzen und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Behandlung von Wasser mit Substanzen und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Wasser, in dem organische und anorganische Substanzen gelöst oder suspendiert sind, insbesondere Abwasserschlamm und Industrieabfälle in Wasser, sowie eine Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens, gemäss dem Verfahren gewonnene Dispersion und eine Verwendung der nach dem Verfahren gewonnenen Dispersion.



   Organische und anorganische Substanzen, beispielsweise Abfälle aus dem Haushalt, Materialien aus Industrie und Gewerbe, sowie Stoffe der Landwirtschaft werden in Wasser abgeschwemmt. Meistens erfolgt dies durch Spülen mit Wasser, wozu grosse Mengen Wasser notwendig sind, welche beseitigt werden müssen. Dieses Verfahren wird sowohl als kontinuierliche als auch auf die chargenweise betriebene Behandlung und als kombinierte oder Kreislauf-Behandlung durchgeführt.



   Werden die in Wasser transportierten Schmutzstoffe und/oder Fremdstoffe nicht entfernt, ergeben sich die sattsam bekannten Probleme: Schwimmende Fäkalien, Sauerstoffschwund, Gerüche und Gestänke, Verschlammung, Algenwuchs und Verkrautung, Badeverbot, Fischvergiftungen usw. Gemäss den Vorschriften über den Schutz der Gewässer gegen Verunreinigung sind die im Wasser enthaltenen schädlichen und/oder unerwünschten Stoffe gemäss den Richtlinien durch Abwasserbehandlung zu entfernen, vorgängig der Einleitung des Wassers in öffentliche Gewässer. Es gibt viele Verfahren, um die erwähnten Substanzen aus dem Wasser zu entfernen. Beispielsweise enthält häusliches Abwasser Schmutzstoffe und/oder Fremdstoffe meistens in geringer Konzentration, bis 0,05%.

  Durch mechanische, biologische und eventuell chemische Abwasserreinigung werden die erwähnten Stoffe grösstenteils als Abwasserschlamm konzentriert und durch Abziehen aus dem Wasser herausgenommen.



   Die einfachste Arbeitsweise ist die Primärbehandlung des Abwassers, bei welcher die im Abwasser suspendierten Feststoffe in einem Absetzbecken entweder auf den Boden desselben sedimentieren oder auf die Oberfläche des Abwassers hochsteigen, wodurch ein Beckenablauf erhalten wird, welcher im allgemeinen nicht mehr als die Hälfte der im zufliessenden/rohen Abwasser suspendierten Feststoffe enthält, und dessen biochemischer Sauerstoffbedarf etwa 60% des biochemischen Sauerstoffbedarfs des zufliessenden Abwassers beträgt.



   Durch eine Sekundärbehandlung des Abwassers werden die Sauerstoff verbrauchenden Feststoffe, welche im Abwasser grösstenteils in kolloidaler und gelöster Form vorliegen, in zumindest einer Behandlungszone in Gegenwart von Mikroorganismen biochemisch oxydiert und als ungelöste Stoffe auf den Boden abgesetzt. Der biochemische Sauerstoffbedarf des Ablaufes aus der Sekundär-Behandlungszone wird auf einen möglichst kleinen Wert gebracht.



   Durch eine Tertiärbehandlung des Abwassers werden biologisch schwierig angreifbare, gelöste organische Feststoffe sowie die Pflanzennährstoffe, welche in Abwasser grösstenteils als anorganische Salze in gelöster Form vorliegen, in einer Behandlungszone mit Chemikalien ausgefällt und als ungelöste Stoffe auf dem Boden abgesetzt.



   Nachdem die schädlichen und/oder unerwünschten Stoffe in mindestens einer Behandlungsstufe aus dem Abwasser entfernt wurden, kann das gereinigte Abwasser in Flüsse oder Seen abgelassen werden. Der Grad der Abwasserbehandlung wird insbesondere durch den Zustand des Vorfluters bestimmt; die zugelassene Restverschmutzung ist behördlich festgelegt.



   Die ausgefällten Substanzen (Rückstand der Abwasserreinigung) werden in Form von Abwasserschlamm gesammelt. Gleichgültig, ob es sich nun um primären Schlamm, um durch biologische Behandlung erzeugten   .Schlamm    oder um chemisch ausgefällten Schlamm handelt, muss solcher Abwasserschlamm weiterverarbeitet werden. vorgängig endgültiger Beseitigung. Bekanntlich ist es nicht immer möglich, organische und anorganische Substanzen mit hohem Wassergehalt in konventionellen Abwasserreinigungsanlagen zu behandeln. Beispielsweise müssen Ablaugen aus der Papierherstellung, ferner Industrieschlämme spezieller Art, toxische flüssige Abfälle sowie Altöle in speziellen, dafür geeigneten Anlagen, meist im direkten Einsatz, verarbeitet werden.

  Bei geringem Gehalt an erwähnten organischen und anorganischen Sub  stanzen werden diese beispielsweise durch Ionenaustauscher oder Kreislaufbehandlung auf höhere Konzentration gebracht.



   Das Ziel jeder Behandlung von in Wasser konzentrierten organischen und anorganischen Substanzen, insbesondere Abwasserschlamm, besteht in der Überführung der organischen Substanzen in eine biologisch stabile Form, in der Verbesserung der Trennbarkeit der festen Rückstände vom Wasser sowie in der zuverlässigen Herstellung eines hygienisch unbedenklichen, unschädlichen und nicht lästigen Endproduktes (Erzeugnis), das keine Stoffe enthält, die Wasser, Boden, Luft beeinträchtigen können, und das ohne Schwierigkeiten beseitigt werden kann.



   Es ist bekannt, dass organische Stoffe in Abwasserschlamm sich bei Sauerstoffzufuhr unter normalen Drükken und Temperaturen mit Hilfe von aeroben Mikroorganismen abbauen lassen. Das Verfahren hierfür ist die aerobe   Schlammstabilisierung.    Nach einem bekannten Verfahren zur Behandlung von Abwasserschlamm, wird dieser in Schlammfaulbehältern bei erhöhter Temperatur u. unter Luftabschluss einer anaeroben Gärung/Faulung unterworfen. In Gegenwart von anaeroben Mikroorganismen/Bakterien wird die organische Substanz des zugeführten Schlammes dadurch auf etwa die Hälfte reduziert, wobei ein Teil des Schlammes in Methan und   Kohlendi-    oxyd und andere Stoffwechselprodukte übergeführt wird.



  Bei den biologischen Behandlungsmethoden für organische Substanzen in Wasser, insbesondere Abwasserschlamm, können zahlreiche Probleme auftreten. Es ist bekannt, dass der biologische Prozess langsam ist, dass er ferner schwierig und aufwendig zu steuern ist, vor allem bei Änderung der Schlammzufuhr und der Schlammzusammensetzung. Besonders empfindlich sind derartige Anlagen, wenn der biologische Abbau durch bakterienvergiftende Substanzen gestört wird. Das Endprodukt der biochemischen Verarbeitung ist weiterhin flüssiger Abwasserschlamm.



   Durch Erhitzen bei 60 bis 700C während ca. 30 Minuten kann eine in den meisten Fällen genügende   Entlcei-    mung erzielt werden.



   Ein bekanntes Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von organischen und anorganischen Substanzen in Wasser ist das Porteus-Verfahren. Dieses Verfahren besteht im wesentlichen in einer Behandlung der erwähnten Substanzen in Wasser bei erhöhter Temperatur und bei erhöhtem Druck. Nach diesem Verfahren werden die Substanzen im Wasser sterilisiert und ihre Filtrierbarkeit wesentlich verbessert. Eine weitere bekannte Arbeitsweise zur Verarbeitung von organischen und anorganischen Substanzen in Wasser ist die Nassoxydation von brennbaren Substanzen. Das Verfahren besteht darin, dass organische und anorganische Substanzen in wässeriger Lösung oder Suspension bei Temperaturen von
1000 bis 3720C - der kritischen Temperatur des Was sers - in steter Gegenwart von flüssigem Wasser teilweise bis nahezu vollständig oxydiert werden können.

  Dabei werden die Substanzen in Wasser sterilisiert, durch Hydrolyse zersetzt und die kleinen Moleküle zu Kohlendioxyd und Wasser abgebaut. Während bei einer Art des Verfahrens mit einer partiellen Oxydation bei etwa
1800 bis 2250C gearbeitet wird, strebte eine andere Art ursprünglich grösstmögliche Oxydation bei Temperaturen über 2300C und entsprechend hohen Drücken an. Die Nassoxydation bringt den grössten Teil der Feststoffe in eine biologisch stabile, keimfreie, geruchlose und wasserunlösliche Form, wonach die Feststoffe sich durch einfaches Absitzenlassen (Eindicken), durch Sandfiltration, mit Vakuumfiltern, auf Filterpressen oder durch Zentrifugieren vom Wasser trennen lassen.



   Bei den genannten Verfahren werden bestimmte Eigenschaften der festen Stoffe verändert und unlösliche organische Substanz zu löslichen Zwischenprodukten abgebaut. Bei einer nachfolgenden Entwässerung ist es daher üblich und bekannt, das von der Trennstufe ablaufende Wasser in den Zulauf einer Abwasseranlage zu leiten und es zusammen mit dem frischen Abwasser mindestens biologisch zu behandeln, um die gelösten Substanzen in Gegenwart von Mikroorganismen absetzen zu lassen.



   Die Durchführung der genannten Verfahren zur Behandlung von Wasser mit organischen und anorganischen Substanzen erfolgt vorteilhaft in einem Behandlungsbehälter. Das Gleichgewicht für jeden Prozess stellt sich im Behälter unter kontrollierten Betriebsbedingungen ein, die in weiten Grenzen einstellbar sind. Daher sind die Eigenschaften der Endprodukte unterschiedlich, wie Erfahrungen mit im Betrieb stehenden Anlagen zeigen. Neben der Beschaffenheit und der Konzentration organischer und anorganischer Substanzen in Wasser, sind Temperatur, Druck und Verweilzeit wichtige Einflussgrössen auf die Eigenschaften der Endprodukte jeder Behandlung.

  Von besonderer Bedeutung ist, dass das Wasser mit Substanzen während der Beschickung mit Medien, hauptsächlich Wärmeträger innig kontaktiert werden, so dass Wasser und Substanzen bald nach ihrem Einbringen in den Behandlungsbehälter, dem gewünschten Prozess unterworfen werden. Ist der Behandlungsbehälter beheizt, dann darf die Kontaktwirkung nicht dadurch beeinträchtigt werden. dass das im allgemeinen vorgewärmte Eingangsmaterial bei der Vermischung mit dem Behältermaterial von erhöhter Temperatur, den abkühlungsempfindlichen Prozess stört. Zur vollintensiven Wirkung ist ein Erhitzen des Eingangsmaterials möglichst auf die volle Behältertemperatur vorteilhaft.

  Dabei hat sich bei Anlagen im Betrieb gezeigt, dass bei einer Behandlung von Wasser mit Substanzen im ersten Bereich des Behandlungsbehälters die Flüssigkeitsströmung, insbesondere die Turbulenz, stark behindert und dadurch der Austausch der mit Wärme und Gasen gesättigten Flüssigkeitsmassen gegen an Wärme und Gasen arme Flüssigkeitsmassen erschwert wird. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Behandlung verschlechtert. Durch die Behinderung der Flüssigkeitsströmung wird ausserdem die im unteren Teil des Behandlungsbehälters herrschende   Turbulenzströ-    mung verlangsamt und dadurch die Gefahr unerwünschter Feststoffablagerungen   vergrössert    Weitere Verluste ergeben sich durch eine gerichtete Strömung nach oben zur Flüssigkeitsoberfläche aufgrund der Beimischung von Gasen mit niedrigem spezifischem Gewicht, sowie von Wärmeauftrieb.

   Dadurch wird die Kontaktzeit kürzer, die Wirkung ungleichmässig und die Resultate der Behandlung unterschiedlich. Es ist seit eh und je bekannt und für den Fachmann durchaus naheliegend, dass die genannten Verfahren der Behandlung von Wasser mit Substanzen eine Arbeitsweise verlangen, die unnötige Wärmeverluste und damit erhöhte Gesamtkosten des Verfahrens vermeiden. Die, z.B. aus der Chemie, bekannte Art des Wärmeaustausches von einem Teil von Wasser mit
Substanzen auf einen andern, ist für das Wesen der genannten Verfahren nicht kritisch.

  Beispielsweise kann die Beheizung eines Behandlungsbehälters mit Dampf erfolgen, obwohl es ebenso naheliegend ist, durch Vorwärmung des zugeführten Wassers mit Substanzen und Medium im Gegenstrom, unter Verwendung eines Wärme austauschers durch das behandelte Gemisch von wässeri  ger Lösung, Feststoffen und Gase/ Dämpfe zu erwärmen, wodurch sich der Wärmeenergieverbrauch senkt.



  Auch der Wärmeinhalt der vom Behandlungsbehälter abströmenden Gasphase kann zum Vorerhitzen des zu behandelnden Wassers mit Substanzen verwendet werden.



  Diese Erhitzung erfolgt beispielsweise in bekannter Art durch Durchleiten der Abgase/Abdampf vom Behandlungsbehälter durch die in einem Vorratsbehälter befindlichen unverarbeiteten/rohen Wasser mit Substanzen. Weiter kann auch der Wärmeinhalt der flüssigen und festen Phase des Behandlungsbehälterinhaltes zur Erwärmung des unverarbeiteten Wassers mit Substanzen in einem Vorratsbehälter ausgenützt werden. Dies erfolgt bei spielsweise in bekannter Art, indem der Behandlungsbehälterinhalt vor dem Ableiten zu weiteren Anlagen, unter Verwendung entsprechender Wärmeaustauscher, durch den Vorratsbehälter geleitet wird. Es ist auch bekannt und verständlich, dass der erwähnte Gas/Dampf Wärme austausch vorgenommen wird, wenn ein Überdruck im
Behandlungsbehälter sich einstellt oder wenn der Druck im Behandlungsbehälter teilweise entspannt wird, wobei gleichzeitig Dampf entsteht.

  Es stellt sich bei der Vor wärmung wie bei der Erhitzung in erwähnter Art im
Behandlungsbehälter eine Zone erhöhter Temperatur ein, was für jeden Prozess mit Nachteilen verbunden ist, denn dieser läuft betriebssicher ab bei gleichmässiger Tempe raturverteilung im Behandlungsbehälter. Ungleichmäs sige und ungenügende Vermischung der Materialien im
Behandlungsbehälter, ungleichmässige Erwärmung mit teilweise schädigender Überhitzung von Wasser mit Sub stanzen können zum Implodieren der grösseren Dampf blasen führen; ferner können sich durch explosionsartige Schläge   Lärmbeiäsfigung    sowie Gefährdung der Installation und des Personals ergeben.



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die auf geführten Nachteile zu vermeiden und ein   betriebssich-    res und wirtschaftliches Wasserbehandlungsverfahren an zugeben, wobei Wasser, in dem organische und anorgani sche Substanzen gelöst oder suspendiert sind, insbeson dere Abwasserschlamm und Industrieabfälle in Wasser, kalt oder vorgewärmt, unter Druck auf eine Temperatur  über 1200C erhitzt wird.

  Dies wird dadurch erreicht, dass ein Anteil im Kreislauf geführt wird, dass mindestens ein
Medium hauptsächlich als Wärmeträger in diesen Anteil eingeleitet und mit dem genannten Wasser mit organi schen und anorganischen Substanzen unter solchen Tur    bulenz-,    Wärme- und Druckbedingungen gemischt wird, dass die Mischung sterilisiert wird und die Mischung grösstenteils in eine biologisch stabile Form gebracht wird und das Wasserbindevermögen der so erhaltenen   unlösli-    chen organischen und anorganischen Stoffe mindestens teilweise gebrochen wird und die gelösten Stoffe in Ge genwart von Mikroorganismen weitgehend zersetzt wer den, während die organischen und anorganischen Sub stanzen in Wasser dispergiert bleiben, dass das behandelte
Wasser in eine wässerige,

   organische und anorganische
Stoffe enthaltende Lösung und in eine unlösliche Fest stoffe enthaltende wässerige Dispersion getrennt werden und die Reaktionsgase in die Atmosphäre abgeleitet wer den.



   Das Verfahren ist geeignet zur Behandlung von Was ser mit organischen und anorganischen Substanzen, deren
Gehalt an unerwünschter organischer und anorganischer
Substanz nur wenige Prozent beträgt, bzw. deren    < (chemi-    scher Sauerstoffbedarf  etwa zwischen 25 und 150 g/l liegt. Beispielsweise können nach dem   erfindungsgemäs-    sen Verfahren rohe/frische und ausgefaulte Abwasserschlämme, Industrieabfälle in Wasser mit einem nennenswerten Gehalt an Feststoffen oder kohlenstoffhaltige Materialien in industriellen Abwässern verarbeitet werden.

  Die Massnahme, einen Teil des zu behandelnden Wassers mit organischen und anorganischen Substanzen im Kreislauf zu führen und mindestens ein Medium darin einzuleiten, ermöglicht beispielsweise kontrollierbare Kontaktzeit und Vermischung des Mediums mit dem Wasser mit organischen und anorganischen Substanzen in Wasser. Dadurch kann die Behandlungszeit verkürzt und die Ausnutzung der eingeleiteten Medien gegenüber dem Bekannten auf wirtschaftliche Weise verbessert werden.



  In weiterer Ausbildung der Erfindung können Ablagerungen von Substanzen auf dem Boden des Behandlungsgefässes dadurch aufgewirbelt, in Schwebe gehalten und diese der Behandlung zugänglich gemacht werden, indem gleichzeitig mindestens ein Medium mitsamt einem Anteil des Wassers mit organischen und anorganischen Substanzen in kontinuierliche Strömung versetzt werden, und die erzeugte Strömung an mindestens einer Stelle derart abgebremst werden, so dass eine sofort aufsteigende Strömung ganz oder grösstenteils unterbunden wird und Turbulenz eintritt.



   Im folgenden wird die Erfindung anhand des in der beigefügten Zeichnung dargestellten Fliess-Schemas näher erläutert. Ferner wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens im Hinblick auf seine Anwendung für die Behandlung von Schlamm anhand des genannten Fliess-Schemas beschrieben. Als Schlamm wird beispielsweise bezeichnet Abwasserschlamm, der aus Abwasserreinigungsanlagen oder aus Anlagen zur Entgiftung, Neutralisation und Entschlammung oder auf sonstige Weise arbeitenden Behandlungsanlagen für genutztes Wasser abgegeben wurde.

  Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens kann im allgemeinen so vorgegangen werden, dass eine, vorzugsweise vorgewärmte, Menge an Schlamm in einer für den Betrieb mit anteilweisem Kreislauf an Schlamm unter Druck für 120 bis 2400C ausgelegten Behandlungszone bei höherem als Atmosphärendruck durch Einleiten von mindestens einem bekannten Medium in den im Kreislauf geführten Anteil erhitzt wird und mindestens auf 1200C gehalten bleibt.



  Dadurch wird eine Veränderung des Schlammes erzielt.



  die bis zu einer Verbesserung der Wasserabgabe-Eigenschaften des Schlammes getrieben wird, welche Trennung des Wassers von Feststoffen durch mechanische Entwässerung oder Sedimentation ermöglicht, ohne Behandlung durch Zugabe von Chemikalien. Von Vorteil ist es,   Luft-    sauerstoff während einem Teil der Zeit in den im Kreislauf geführten Anteil einzuleiten, wodurch eine, mindestens teilweise, Zersetzung der organischen Substanz erreicht wird; darauf wird der Druck in der   Behandlungs-    zone abgebaut und zumindest ein Teil des Wärmeinhaltes der Mischung des so behandelten Schlammes auf einen neuen/unbehandelten Teil desselben übertragen, um diesen vorzuwärmen.



   Eine Ausführungsform der Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist in der Figur der Zeichnung schematisch dargestellt. Die gezeigte Einrichtung weist einen Stapelbehälter 1 für Schlamm auf, welchem Schlamm 2 aus einer nicht dargestellten
Quelle zugeführt wird. Der, im Stapelbehälter 1   vorzug¯    weise vorgewärmte, Schlamm 2 wird durch eine Pumpe 3 in den Zuführbereich 11 von Druckbehälter 4 eingebracht, wobei die Mischung 5 den Druckbehälter 4 nur teilweise füllt. Über ein Zapforgan 6 wird durch einen Zirkulator
7 ein Anteil 8 der im Druckbehälter 4 befindlichen Mi  schung 5 über eine Mischkammer 9 im Kreislauf geführt und diese strömt über ein in die Mischung 5 tauchendes Einführrohr 10 in den Druckbehälter 4 zurück.

  Dabei ergibt sich eine Strömung im Zuführbereich 11 des Druck behälters 4, welche durch Wirkmittel 12 zur Turbulenz und damit innigen Durchmischung der Mischung 5 führt Aus dem Dampfkessel 13 wird der Mischkammer 9 über
Leitung 21 Dampf zugeführt, um den Anteil 8 auf eine Temperatur zu erhitzen, welche einem höheren   Dampf-    druck als Atmosphärendruck entspricht. Gegebenenfalls wird der Mischkammer 9 über Leitung 22 durch den Kompressor 14 Luft zugeführt.



   Die Mischung 5 strömt durch ein Führungsorgan 15 in den Beruhigungsbereich 16 des Druckbehälters 4. Der Druckbehälter 4 nimmt den erhitzten Schlamm etwa für die Zeitdauer der Behandlung auf, um ihn auf der gewünschten Behandlungstemperatur und dem gewünschten
Behandlungsdruck zu halten; dabei werden organische und anorganische Substanzen im Wasser in einfache Ver bindungen aufgespalten und in einen biologisch stabilen Feststoff umgewandelt; gleichzeitig entstehen Wasser, Kohlendioxyd und permanente Gase. Der behandelte Schlamm wird aus dem Druckbehälter 4 über das Abführ rohr 17 und das Regulierorgan 18 abgezogen. Das Regulierorgan 18 ermöglicht das Ableiten von Gasen 25 aus dem behandelten Schlamm zum Stapelbehälter 1.

  Der behandelte Schlamm 24 gelangt über das Regulierorgan 18 in den Wärmeaustauscher 19 im Stapelbehälter 1 und wird durch die Leitung 20 einer üblichen   Trennvorrich-    tung 23 zugeführt. Die Gase können auch über ein nicht dargestelltes Abgassystem beseitigt werden. Im Stapelbehälter 1 wird der Schlamm 2 unter Ausnützung des Wärmeinhaltes des vom Druckbehälter 4 abströmenden behandelten Schlammes erwärmt. Gewünschtenfalls kann der Schlamm 2 im Stapelbehälter 1 unter Ausnützung des Wärmeinhaltes der vom Regulierorgan 18 abgeleiteten Reaktionsgase erwärmt werden, indem die Gase 25 durch den im Stapelbehälter 1 befindlichen Schlamm 2 geleitet werden.



   Der Betrieb der Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens kann auch chargenweise erfolgen. Hierzu wird nach dem Zuführen der Schlamm Charge 5 in den Druckbehälter 4 ein Anteil 8 der eingesetzten Mischung 5 im Kreislauf geführt, wobei die Einströmung in den Druckbehälter 4 über das Einführrohr
10 erfolgt und durch Turbulenz Durchmischung der Mischung 5 erreicht wird. Das Erhitzen erfolgt durch Zuführen von Dampf über Leitung 21 in den im Kreislauf geführten Anteil 8; gegebenenfalls wird während einer gewissen Zeit dem Anteil 8 über Leitung 22 Luft zugeführt, so dass die gleichen Arbeitsgänge wie beim kontinuierlichen Betrieb ablaufen.



   Untersuchungen über die Behandlung von Schlamm nach dem erfindungsgemässen Verfahren wurden in einer der Zeichnung entsprechenden Einrichtung gemacht. Die Ergebnisse zeigen, dass eine wirtschaftliche Arbeitsweise und die Verwendung preisgünstiger Anlagen bei geringem Energieverbrauch möglich sind, wenn   Behandlungstem-    peraturen im Bereich 120 bis   l800C    und Drücke im Bereich 7 bis 25 kg/cm2 gewählt werden, bei welchen sich relativ unterschiedliche Behandlungszeiten im Bereich von 0,1 bis 8 Stunden ergeben, um eine Verbesserung der Was   serabgaheeigenschaften    und eine Zersetzung der organischen Substanz im Bereich von 15 bis 50% zu erreichen.



   Praktisch ist nach 0,5 Stunden Behandlungszeit bereits der grösste Teil des insgesamt bei der herrschenden Behandlungstemperatur erzielbaren Wirkungsgrades erreicht, so dass eine Verlängerung der Behandlungszeit von geringem Einfluss ist. Obwohl das Verfahren (Arbeitsprinzip) in allen Fällen das gleiche ist, leuchtet ein, dass zur Behandlung von Wasser mit organischen und anorganischen Substanzen bestimmter Herkunft, bestimmte   Ap-    paraturen und bestimmte Werte innerhalb des genannten Bereiches der Betriebsbedingungen bevorzugt werden. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   I. Verfahren zur Behandlung von Wasser, in dem organische und anorganische Substanzen gelöst oder suspendiert sind, insbesondere Abwasserschlamm und Industrie- abfälle in Wasser, wobei das Wasser mit organischen und anorganischen Substanzen, kalt oder vorgewärmt, unter Druck auf eine Temperatur über 1200C erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anteil im Kreislauf geführt wird, dass mindestens ein Medium, hauptsächlich als Wärmeträger, in diesen Anteil eingeleitet und mit dem genannten Wasser mit organischen und anorganischen Substanzen unter solchen Turbulenz-, Wärme- und Druck- bedingungen gemischt wird, dass die Mischung sterilisiert wird und die Mischung grösstenteils in eine biologisch sta- bile Form gebracht wird,

   und das Wasserbindungsvermögen der so erhaltenen unlöslichen organischen und anorganischen Stoffe mindestens teilweise gebrochen wird und die gelösten Stoffe in Gegenwart von Mikroorganismen weitgehend zersetzt werden, während die organischen und anorganischen Substanzen in Wasser dispergiert blei ben, dass das behandelte Wasser in eine wässerige, organische und anorganische Stoffe enthaltende Lösung und in eine unlösliche Feststoffe enthaltende wässerige Dispersion getrennt werden und die Reaktionsgase in die Atmosphäre abgeleitet werden.

   II. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch mindestens einen Wärmeaustauscher (19), der eine Vorwärmung von Wasser mit organischen und anorganischen Substanzen (2) durch die Mischung (5) ermöglicht, durch einen Druckbehälter (4) zur Aufnahme und Behandlung von Wasser mit Substanzen (2), durch Mittel (7), die einen Anteil (8) der gesamten im Druckbehälter (4) aufgenommenen Mischung (5) so im Kreislauf führen, dass dieser Anteil (8) durch eine Mischkammer (9) fliesst, durch Mittel (21, 22), welche mindestens ein Medium in die Mischkammer (9) einleiten, durch ein Einführorgan (10), welches den im Kreislauf geführten Anteil (8) so in den Zuführbereich (11) des Druckbehälters (4) einführt, dass sich eine kontinuierliche Strömung ergibt, welche Ablagerungen von Stoffen im Druckbehälter (4) aufwirbelt,

   durch Wirkmittel (12) im Druckbehälter (4), um die Strömung an mindestens einer Stelle derart abzubremsen, dass eine sofort aufsteigende Strömung ganz oder teilweise unterbunden wird und Turbulenz eintritt, durch ein Führungsorgan (15) im Druckbehälter (4), damit die turbulente Strömung in beruhigte Strömung übergeht, während die Mischung (5) durch den Druckbehälter (4) fliesst, durch ein Zapforgan (6), um einen Anteil (8) der Mischung (5) im Druckbehälter (4) im Kreislauf zu führen, während der übrigblei- bende Anteil im Druckbehälter (4) verbleibt.

   durch ein Abführorgan (17) und eine Leitung, um die behandelte Mischung (5) zum Wärmeaustauscher (19) abzuführen, um die Temperatur der Mischung (5) zu senken und gleichzeitig das Wasser mit den organischen und anorganischen Substanzen (2) vorzuwärmen, durch ein Regulierorgan (18) zur Aufrechterhaltung der Betriebsbedingungen im Behandlungssystem, durch eine Trennvorrichtung (23), die mit dem Druckbehälter (4) in Verbindung steht und dessen Inhalt aufnimmt, um die wässerige Lösung von den unlöslichen Stoffen mindestens teilweise zu trennen und durch ein Abgassystem zur Ableitung der gebildeten Reaktionsgase.

   III. Gemäss dem Verfahren nach Patentanspruch 1 gewonnene, unlösliche Feststoffe enthaltende wässerige Dispersion.

   IV. Verwendung der gewonnenen, unlösliche Feststoffe enthaltenden wässerigen Dispersion, gemäss Patentanspruch III, zu Düngzwecken.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die organischen und anorganischen Substanzen teilweise in permanente Gase, Wasser und lösliche Zwischenprodukte übergeführt werden.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einleiten in den Anteil als ein Medium Wasserdampf verwendet wird in einer Menge, welche genügt, um auf Betriebstemperatur zu erhitzen und zu halten.

   3. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren kontinuierlich oder chargenweise durchgeführt wird.

   4. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei Temperaturen zwischen 1200C und 2400C durchgeführt wird, und dass die Mischung mindestens unter einem solchen Druck gehalten wird, dass praktisch die Gesamt menge der Mischung in der flüssigen Phase gehalten wird.

   5. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprü- chen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einleiten in den Anteil als ein Medium gasförmiger Luftsauerstoff verwendet wird in einer Menge, welche eine teilweise Zersetzung der organischen und anorganischen Substanzen ergibt.

   6. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel, die einen Anteil der gesamten im Druckbehälter gestapelten Mischung im Kreislauf führen, mindestens eine Förderpumpe verwendet wird.

   7. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass bei vertikalachsigem zylindrischem Druckbehälter das Einführorgan (10) tangential und nahe zum Kreisumfang angeordnet ist, und dass das Wirkmittel (12) im Druckbehälter (4) zum Abbremsen der Strömung an mindestens einer Stelle eine radiale Wand ist, welche oberhalb des Einführorgans (10) angeordnet ist.

   8. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsorgan (15) im Druckbehälter (4) als Strömungsleitkörper zur günstigen Beeinflussung der Aufstiegsströmung gestaltet ist, und dass dasFührungsorgan (15) im Druckbehälter (4) im Abstand unterhalb des Zapforgans (6) angeordnet ist.

   9. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammer (9) so ausgeführt ist, dass die Zuleitung des Mediums zur Mischkammer (9) unter einem Winkel von etwa 450 erfolgt, und dass der Querschnitt der Mischkammer (9), vom Beginn des Mischens ab, mindestens annähernd konstant und mindestens annähernd gleich der Summe der vorgelagerten Leitungen ist, und mindestens eine Krümmung aufweist.

   10. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung des zu behandelnden Wassers mit Substanzen durch eine in der Druckbehältermitte endende vertikale Rohrleitung erfolgt, deren Austritt etwas nach unten gerichtet ist.

   11. Wässerige Dispersion nach Patentanspruch III, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische Filterbelastung für Vakuum-Entwässerung etwa 15 bis 25 kg Feststoffe pro m2 und Stunde beträgt, bei einer Restfeuchte von etwa 65% Wasser.

   12. Wässerige Dispersion nach Patentanspruch III, dadurch gekennzeichnet, dass sich etwa 90% der Feststoffe innerhalb von etwa vier Stunden absetzen lassen.

   13. Wässerige Dispersion nach Patentanspruch III, dadurch gekennzeichnet, dass nach Abtrennung von Wasser auf etwa ungefähr 45% Feuchtigkeitsgehalt für die Feststoffe, diese sich in einem Ofen verbrennen lassen.

   14. Verwendung der wässerigen Dispersion nach Patentanspruch IV, dadurch gekennzeichnet, dass diese der Abdeckung von Deponien und Landauffüllungen zugesetzt wird.

   15. Verwendung der wässerigen Dispersion nach Patentanspruch IV, dadurch gekennzeichnet, dass sie nach genügender Abtrennung von Wasser als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Stecklings-Pflanztöpfen verwendet wird.

   16. Verwendung der wässerigen Dispersion nach Patentanspruch IV, dadurch gekennzeichnet, dass diese Kehricht-Kompost zugemischt wird zum Zwecke einer besseren Düngwirkung für Pflanzen.