DE69710628T2 - Verfahren zur Reinigung proteinhaltiger Abwässer - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reinigung von proteinhaltigem Abasser, in welchem (a) durch Einstellen eines pH-Wertes von 7-10 die Bildung eines ersten unlöslichen, proteinhaltigen Materials im Abwasser hervorgerufen wird, und (b) die in Schritt (a) erhaltene Mischung getrennt wird, wodurch ein vorgereinigtes Abwasser entsteht. Das vorgereinigte Abwasser wird in Schrift (c) mit aeroben Mikroorganismen behandelt, und in Schritt (d) wird die in Schritt (c) erhaltene Mischung getrennt, wodurch gut gereinigtes Abwasser entsteht.
• GB A 1.512.481 offenbart ein Verfahren zur Entfernung von proteinösem Material aus flüssigen Abwässern umfassend die Schritte der Zugabe eines Flockungsmittels oder eines Koagulationsmittels zu dem Abwasser, der Zugabe eines Polyelektrolyts zu dem Abwasser und der Entfernung von festem Material aus dem Abwasser durch einen Flotationsprozess. Gemäß Seite 1, Zeilen 51-57 der Beschreibung muss der pH-Wert des Abwassers vor der Zugabe des Polyelektrolyts auf einen Wert im Bereich von 6,0 bis 8,0 eingestellt werden.
• US 3,898,160 offenbart ein Verfahren zur Behandlung von proteinösem Abwasser, wobei dieses Abwasser bei der Trennung von Stärke und Gluten aus Weizenmehl erhalten wird. Das Verfahren umfasst die Zugabe von Hexametaphosphat und Eisen(III)chlorid, die Präzipitation eines festen Eisen(III)-Protein- Phosphatkomplexes durch Anheben des pH des Abwassers auf 7,0 durch Zugabe von Natriumhydroxyd und die Trennung des Abwassers von diesem festen Eisen(III)-Protein-Phosphatkomplex Präzipitat.
• WO 92/19547 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung von Abwasser, welches Kohlenhydrate, Proteine und Fette enthält. In diesem Verfahren wird das Abwasser in einem ersten Schritt in einen ersten Durchlüftungsbehälter eingeleitet, welcher Mikroorganismen enthält. Dann wird ein kationisches und/oder anionisches Polymer und möglicherweise eine Lösung von Eisen(III)Salz in Wasser zu dem Abwasser gegeben, um einige der Mikroorganismen auszuflocken und Phosphat zu entfernen. Das Abwasser wird dann in eine Flotationsvorrichtung eingeleitet, wo es in Flotationsschlamm und ein erstes Abwasser getrennt wird. Das erste Abwasser wird dann in einen zweiten Durchlüftungsbehälter eingeleitet, der ebenfalls Mikroorganismen enthält und mit einer Trennvorrichtung ausgestattet ist. In diesem zweiten Durchlüftungsbehälter wird das erste Abwasser gereinigt, wobei Klärschlamm und ein zweites Abwasser entsteht. Einiges von dem Klärschlamm wird dann zurück in den ersten Durchlüftungsbehälter eingeleitet und ein anderer Teil wird zurück in den zweiten Durchlüftungsbehälter eingeleitet. Gemäß WO 92/19547 ist das Verfahren und die Vorrichtung insbesondere für die Reinigung von Abwasser geeignet, das von einer Nahrungsmittel-verarbeitenden Fabrik stammt.
• Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß WO 92/19547 haben trotzdem einige Nachteile. Sowohl der erste als auch der zweite Reinigungsschritt umfasst eine biologische Reinigung mit Hilfe von Mikroorganismen. Da insbesondere die biologische Reinigung im ersten Schritt eine große Menge an Sauerstoff benötigt, ist der Energieverbrauch im ersten Schritt hoch. Wenn nicht ausreichend Sauerstoff in die Vorrichtung eingeleitet werden kann, zum Beispiel wenn das zu reinigende Abwasser eine große Menge von Verunreinigungen enthält, kann durch Fäulnis ein starker Gestank erzeugt werden, welcher für die unmittelbare Wohnungs- und Arbeitsumgebung der Vorrichtung von Nachteil ist. Der Klärschlamm als solcher kann auch nicht länger direkt verwendet werden, zum Beispiel in der Landwirtschaft oder als Zusatz für Viehfutter. Ein weiterer Nachteil der Vorrichtung gemäß WO 92/19547 ist, dass die Vorrichtung für einen brauchbaren Einsatz in relativ großem Maßstab betrieben werden muss, was nicht nur bezüglich des verfügbaren Platzes ein Problem aufwirft, sondern auch hohe Investitionen verlangt.
• Die vorliegende Erfindung stellt eine Lösung der oben beschriebenen Probleme zur Verfügung. Die Erfindung stellt daher, wie in der Einleitung angegeben, ein Verfahren zur Verfügung, in welchem Proteine und andere Bestandteile wie zum Beispiel Fette und Kohlenhydrate in einer sehr zweckmäßigen Weise aus Abwasser entfernt werden. Gemäß der Erfindung wird auch ein Klärschlamm erhalten, welcher hohen Nährwert für Vieh hat und welcher deswegen hervorragend als Zusatz zu Viehfutter verwendet werden kann. Gemäß der Erfindung wird Phosphat, welches im Abwasser vorhanden ist, auch in großem Ausmaß aus dem Abwasser entfernt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass kein Risiko des Auftretens von Gestank besteht. Sogar noch ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Maßstab der Vorrichtung relativ klein sein kann. Wie in der Einleitung angegeben, bezieht sich die Erfindung daher auf ein Verfahren, in welchem die pH Anpassung einen Anstieg von mindestens 0,3 pH Einheiten umfasst.
• Obwohl es möglich ist, die Schritte (b) und (d) gleichzeitig in derselben Vorrichtung durchzuführen, zum Beispiel durch Rückführung eines Abwassers, welches in Schritt (c) erhalten wird oder eines Teiles hiervon, hat dies den Nachteil, dass unter anderem eine Mischung von vorgereinigtem und gut gereinigtem Wasser stattfindet. Außerdem bildet sich sowohl in Schritt (b) als auch in Schritt (d) ein Klärschlamm. Man würde daher eine Vermischung des Klärschlamms, der in Schritt (b) erhalten wurde und des Klärschlamms, der in Schritt (d) erhalten wurde, bekommen. Aus diesem Grund werden gemäß der Erfindung die Schritte (b) und (d) bevorzugt auch abwechselnd in derselben Vorrichtung durchgeführt.
• Vorteilhafterweise wird das Verfahren gemäß der Erfindung diskontinuierlich ausgeführt, was heißen soll, dass die Schritte (a)-(d) in der näher beschriebenen Reihenfolge und nicht gleichzeitig ausgeführt werden. Trotzdem kann Schritt (a) tatsächlich während der Durchführung der Schritte (b), (c) oder (d) ausgeführt werden, indem eine andere Charge von Abwasser verwendet wird. Wie für den Fachmann deutlich sein wird, wird dies eine zweckmäßigere Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sein. Bevorzugt wird Schritt (a) deswegen während den Schritten (b) und/oder (c) und/oder (d) durchgeführt.
• Abwasser, insbesondere Abwasser von Nahrungsmittel- und Milch- verarbeitenden Industrien enthält, unter anderem, Proteine, Kohlenhydrate und Fette. Es wurde gefunden, dass im Wesentlichen die Proteine und Fette in einem ersten Schritt vorteilhaft aus dem Abwasser entfernt werden, und die anderen Bestandteile, im Allgemeinen Kohlenhydrate, dann in einem zweiten Schritt entfernt werden. Zum Entfernen von Proteinen ist es notwendig, den pH des Abwassers auf einen richtigen Wert einzustellen, wodurch die Bildung eines ersten unlöslichen, proteinhaltigen Materials verursacht wird. Unter dem Ausdruck "unlöslich" wird hier verstanden, dass, obwohl eine kleine Menge des proteinhaltigen Materials im Abwasser in gelöster Form vorliegen kann, das meiste des Materials präzipitiert ist.
• Der pH des Abwassers wird bevorzugt in solcher Weise eingestellt, dass die im Abwasser vorliegenden Proteine koagulieren und/oder ausflocken. Es ist allerdings auch möglich, dass einige der Proteine bereits in unlöslicher Form vorliegen. Gemäß der Erfindung wird der pH des Abwassers deswegen während Schritt (a) auf einen Wert eingestellt, welcher bevorzugt im Bereich des Koagulationspunktes der Proteine liegt.
• Unter Koagulation wird ein chemischer Prozess verstanden, in welchem kolloide Partikel, wie Proteine, welche sich im Abwasser befinden, als ein Ergebnis des Zusatzes von Materialien, welche mit kolloiden Partikeln interagieren, unter Bildung größerer Partikel agglomerieren. Die Folge dieser Wechselwirkung ist, dass die kolloidalen Partikel unter Bildung größerer Agglomerate agglomerieren, die sich leicht absetzen.
• Während der Koagulation kann auch Ausflockung auftreten. Ausflockung ist ein physikalisch-chemischer Prozess, in dem durch die gegenseitige Ausformung von Brücken zwischen kolloidalen Partikeln oder durch Neutralisierung der Ladung auf den kolloidalen Partikeln Agglomerate von kolloidalen Partikeln gebildet werden.
• Wie oben beschrieben, wird der pH des Abwassers vorteilhafterweise während Schritt (a) auf einen Wert eingestellt, bei welchem ein erstes, Protein enthaltendes Material ausfällt. Die Einstellung des pH wird durch Zufügen einer Säure oder einer Base zu dem Abwasser durchgeführt. Geeignete Säuren sind anorganische Säuren, zum Beispiel Schwefelsäure, Salpetersäure und Salzsäure und organische Säuren, zum Beispiel Essigsäure und Ameisensäure. Geeignete Basen sind primär anorganische Basen, zum Beispiel Kaliumhydroxyd, Natriumhydroxyd und Ammoniumhydroxyd. Bevorzugt wird eine anorganische Säure, insbesondere Salpetersäure, als Säure und eine anorganische Base, insbesondere Natriumhydroxyd, als Base verwendet. Gemäß der Erfindung wird der pH auf einen Wert von 7-10 eingestellt und bevorzugt auf einen Wert von 8,5-9,5.
• Um zu veranlassen, dass Koagulation stattfindet, sollte ein erstes koagulierendes Material zugefügt werden, in welchem Zusammenhang das erste koagulierende Material entweder ein anionisches oder ein kationisches Polymer oder eine Kombination eines anionischen und eines kationischen Polymers sein kann. Es wurde allerdings gefunden, dass das koagulierende Material vorteilhafterweise ein anionisches Polymer ist. Gemäß der Erfindung wird daher vor Schritt (b) ein anionisches Polymer, bevorzugt ein stark anionisches Polymer, welches für den Verbrauch in gewissen Mengen geeignet ist, und insbesondere das anionische Polymer "Supervlok A150", welches von der Firma Cytec Industries B. V. vermarktet wird, zugefügt. Dieses anionische Polymer ist ein Copolymer von Acrylamiden von welchen einige anionisch aktiv sind.
• Die Menge an anionischem Polymer, die zugegeben wird, hängt stark vom Grad der Verschmutzung des Abwassers, insbesondere der Verschmutzung in Form von Proteinen und Fetten ab. Für den Fachmann wird es deutlich sein, dass mit steigendem Verschmutzungsgrad des Abwassers mehr anionisches Polymer zugegeben werden muss. Trotzdem wird häufig eine Menge von ungefähr 1-100 ppm bezüglich der Menge an Abwasser zugegeben werden und bevorzugt wird eine Menge von 5-20 ppm des anionischen Polymers zugegeben werden.
• Vor Schritt (b) kann auch eine Lösung eines Metallsalzes in Wasser zugegeben werden, weil die Anwesenheit eines Metallsalzes im Abwasser die Koagulation und/oder Ausflockung der Proteine und Fette und die Entfernung von Phosphat fördert. Bevorzugt wird eine Lösung von Eisen(III)Chlorid oder von Aluminium(III)Chlorid in Wasser zugegeben.
• Während der Koagulation und/oder Ausflockung der Proteine und Fette unter Bildung größerer Agglomerate wird auch Phosphat entfernt. Es wurde gefunden, dass das Phosphat aus dem Abwasser im Wesentlichen in der Form von Kalziumphosphat entfernt wird, weil es durch die größeren Agglomerate der Proteine und Fette eingeschlossen wird.
• Wie oben beschrieben werden Proteine, Fette und Phosphat, insbesondere Kalziumphosphat gemäß der Erfindung bevorzugt im Wesentlichen während der Schritte (a) und (b) aus dem Abwasser entfernt, und die anderen Bestandteile, insbesondere die Kohlenhydrate, werden während der Schritte (c) und (d) entfernt. Um diese anderen Bestandteile zu entfernen ist es von Vorteil, ein zweites koagulierendes Material zu verwenden. Dieses zweite koagulierende Material kann ein anionisches oder ein kationisches Polymer oder eine Kombination eines anionischen und eines kationischen Polymers sein. Das zweite koagulierende Material ist bevorzugt ein kationisches Polymer, besonders bevorzugt ein stark kationisches Polymer, welches für den Verbrauch in gewissen Mengen geeignet ist, insbesondere das kationische Polymer "C496", welches durch die Firma Cytec Industries B. V. vermarktet wird. Dieses kationische Polymer ist ein Copolymer von Acrylamiden, von denen einige kationisch aktiv sind. Gemäß der Erfindung wird das zweite koagulierende Material bevorzugt nach der Zugabe des ersten koagulierenden Materials zugegeben. Gemäß der Erfindung wird demnach eine Menge eines kationischen Polymers nach Schritt (c) zugegeben.
• Die Menge an kationischem Polymer, welche zugegeben wird, hängt stark vom Ausmaß der Verschmutzung des Abwassers, insbesondere der Verschmutzung in der Form von Proteinen und Fetten ab. Für den Fachmann wird es deutlich sein, dass mit steigendem Grad der Verschmutzung des Abwassers mehr kationisches Polymer zugegeben werden muss. Trotzdem wird häufig eine Menge von ungefähr 1-100 ppm bezüglich der Menge an Abwasser und bevorzugt eine Menge von 5-20 ppm des kationischen Polymers zugegeben werden.
• Gemäß der Erfindung wird die Reinigung bevorzugt bei einer Temperatur von ungefähr 5-45ºC, insbesondere bei einer Temperatur von 20-40ºC durchgeführt.
• Die außergewöhnliche Zweckmäßigkeit des Verfahrens gemäß der Erfindung wird aus der Tatsache ersichtlich, dass im Allgemeinen mindestens 80% und gewöhnlich sogar mehr als 90% der Proteine und Fette während der Schritte (a) und (b) entfernt werden. Es wurde außerdem gefunden, dass im Allgemeinen der chemische Sauerstoffbedarf (CSB) des gut gereinigten Wassers nach den Schritten (a)-(d) höchstens nur 10% des chemischen Sauerstoffbedarfs des ursprünglichen Abwassers beträgt.
• Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfasst einen ersten Behälter, der mit einer Flotationsvorrichtung verbunden ist. Die Flotationsvorrichtung ist auch mit einem zweiten Behälter verbunden, in welchem sich Mikroorganismen befinden.
• Eine bevorzugte Ausführungsform dieser Vorrichtung ist in der Abbildung gezeigt. Diese Ausführungsform umfasst einen Behälter 1, der mit den Zuleitungen 4-6 und der Ableitung 9 ausgestattet ist. Behälter 1 hat auch Mittel 7 und 8 zur Erfassung des Flüssigkeitsspiegels in Behälter 1 bzw. zur Messung des pH der Flüssigkeit in Behälter 1. Die bevorzugte Ausführungsform umfasst weiterhin eine Flotationsvorrichtung 2, welche mit Behälter 1 durch die Leitung 9 verbunden ist. Die Flotationsvorrichtung ist mit der Zuleitung 10 und den Ableitungen 11-13 ausgestattet. Die bevorzugte Ausführungsform umfasst weiterhin einen Behälter 3, welcher mit der Flotationsvorrichtung 2 über die Leitungen 13 und 16 verbunden ist. Behälter 3 ist mit den Zuleitungen 14 und 15 und der Ableitung 16 ausgestattet. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform sind mindestens die Leitungen 9 und 13 mit den Pumpen 17 und 18 ausgestattet. Die Vorrichtung umfasst auch ein Prozessleitsystem.
• Die Vorrichtung wird bevorzugt wie folgt betrieben. Behälter 1 wird über die Zuleitung 4 mit dem zu reinigenden, proteinhaltigen Abwasser gefüllt. Dann wird zur Einstellung des gewünschten pH entweder über Zuleitung 5 die Säure zugefügt oder über Zuleitung 6 die Base. Der pH wird durch das Mittel 8 gemessen, welches mit dem Prozessleitsystem verbunden ist, welches reguliert, ob Säure oder Base zuzufügen ist und welches die Menge hiervon reguliert, die zur Einstellung des gewünschten pH notwendig ist. Das Erreichen eines gewissen Flüssigkeitsspiegels in Behälter 1 wird unter Verwendung von Mittel 7 gemessen, welches ebenfalls mit dem Prozessleitsystem verbunden ist. Wenn der gewünschte, im Allgemeinen der maximale Flüssigkeitsspiegel erreicht ist, wird Behälter 1 geleert, zum Beispiel auf ungefähr 20% des Gesamtvolumens. Die Zufuhr des zu reinigenden Abwassers und die Einstellung des pH werden beibehalten.
• Wenn das Abwasser in Behälter 1 den gewünschten pH hat, bildet sich ein erstes unlösliches, proteinhaltiges Material. Die Mischung von Abwasser und dem ersten unlöslichen proteinhaltigen Material wird mit Hilfe von Pumpe 17 über Leitung 9 in die Flotationsvorrichtung eingeleitet. Sobald die Mischung in die Flotationsvorrichtung eingeleitet wurde, wird Pumpe 17 bei einem Informationssignal für einen niedrigen Spiegel ("low level information signal") gestoppt.
• Die gewünschte Menge an anionischem Polymer wird dann über Leitung 10 zugefügt. Das anionische Polymer kann auch zugefügt werden, bevor die Mischung die Flotationsvorrichtung erreicht hat, doch muss dies stattfinden nachdem die Mischung Behälter 1 verlassen hat. Aus diesem Grund kann Leitung 10 zum Beispiel auch zwischen Pumpe 17 und dem Einleitungspunkt für die Flotationsvorrichtung 2 platziert werden.
• Als Ergebnis der Zugabe von anionischem Polymer findet Koagulation und/oder Ausflockung der kolloidalen Partikel, wie zum Beispiel Proteinen und Fetten statt. In der Flotationsvorrichtung 2 kommen die koagulierten und/oder ausgeflockten Partikel mit Luft in Kontakt, wobei ein Schaum gebildet wird. In der Flotationsvorrichtung wird dieser Schaum mit Hilfe eines Schabers vom Abwasser getrennt.
• Während der Flotation wird die Mischung aus Abwasser und dem ersten unlöslichen, proteinhaltigen Polymer in vorgereinigtes Abwasser und einen proteinhaltigen Schlamm getrennt. Der proteinhaltige Schlamm wird über Leitung 12 abgeleitet, während das vorgereinigte Abwasser mit Hilfe der Pumpe 18 über Leitung 13 in Behälter 3 eingeleitet wird.
• Luft wird über die Zuleitung 15 in Behälter 3 geleitet. Diese Durchlüftung wird bevorzugt über mindestens 4 Stunden ausgeführt. Die gewünschte Menge an kationischem Polymer wird über Zuleitung 14 in Leitung 16, oberhalb der Flotationsvorrichtung 2, eingeleitet. Bevorzugt wird das Abwasser aus Behälter 3 über Leitung 16 in die Flotationsvorrichtung 2 in solcher Weise eingeleitet, dass das kationische Polymer an dem gleichen Punkt eingeleitet wird, wie derjenige für die Zufuhr des anionischen Polymers. Daher mündet Leitung 16 bevorzugt am gleichen Einleitungspunkt der Flotationsvorrichtung 2 wie Leitung 10, während Leitung 14 sich bevorzugt direkt oberhalb dieses Kraftstoffpunktes ("fuel point") befindet.
• Sobald die biologischen Schlammflocken, die während einer Absetzphase in Behälter 3 gebildet werden und die im Wesentlichen andere Bestandteile als Proteine und Fette enthalten, sich ausreichend verbunden haben um ein zweites unlösliches Material zu bilden, wird das Abwasser über Leitung 1b in die Flotationsvorrichtung eingeleitet.
• Das Abwasser wird dann unter Bildung von gut gereinigtem Abwasser flotiert, welches über Leitung 11 abgeleitet wird. Das zweite unlösliche Material wird über Leitung 12 abgeleitet.
• Für den Fachmann wird es deutlich sein, dass die Vorrichtung wahlweise mit mehr Mitteln zur Zufuhr durch verschiedene Prozessströme hindurch, zum Beispiel Förderbänder, Pumpen und Rührvorrichtungen ausgestattet werden kann.
• Da Kohlenhydrate im Wesentlichen in Behälter 3 abgebaut werden, wird während diesem Abbau Kohlendioxid gebildet, in Folge dessen der pH des vorgereinigten Abwassers schnell auf einen Wert von ungefähr 7,5 fallen wird, was für die Mikroorganismen, die sich in Behälter 3 befinden, vorteilhaft ist.
• Ein weiterer Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, dass Fette und Proteine in der ersten Stufe entfernt werden, d. h. während den Schritten (a) und (b). Daher besteht kaum ein Risiko von Geruchsbelästigung (Mercaptane) während des Abbaus von Kohlenhydraten in Behälter 3. Zusätzlich wird Phosphat während den Schritten (a) und (b) entfernt. Daher besteht auch kein Risiko, dass die Mikroorganismen, die sich in Behälter 3 befinden, durch Kalzifizierung inaktiviert werden, da sich als Ergebnis des verringerten pH in Behälter 3 Kalziumphosphat und als Ergebnis der Anwesenheit von Kohlendioxid Kalziumcarbonat niederschlagen können.
• Obwohl das erste und das zweite unlösliche Material über Leitung 12 abgeleitet werden, ist dies nicht nötig. Wenn es gewünscht wird, die zwei Materialien getrennt abzuleiten, wird es für den Fachmann deutlich sein, dass die Flotationsvorrichtung wahlweise mit einer getrennten Leitung für die Ableitung des zweiten unlöslichen Materials ausgestattet werden kann. Das erste unlösliche und das zweite unlösliche Material kann auch über dieselbe Leitung abgeleitet werden, aber zu unterschiedlichen Lagerungsorten.
• In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist Behälter 3 mit einer weiteren direkten Ableitung, Leitung 19, ausgestattet. In diesem Fall wird, nachdem der erwünschte Flüssigkeitsspiegel des Abwassers in Behälter 1 erreicht ist, die Zuführung von Luft zu Behälter 3 durch Mittel 7 und das Prozessleitsystem gestoppt. Bevorzugt wird die Durchlüftung in Behälter 3 gestoppt, wenn Behälter 1 zum Teil gefüllt ist, insbesondere bis ca. 60% des Gesamtvolumens gefüllt ist. Das zweite unlösliche Material kann sich dann in Behälter 3 absetzen. Nach der Reinigung in Behälter 3 kann das meiste des gut gereinigten Wassers über die genannte zusätzliche Leitung 19 abgeleitet werden. Das zweite unlösliche Material wird zusammen mit der kleinen restlichen Menge des gut gereinigten Abwassers in die Flotationsvorrichtung 2 eingeleitet. Währenddessen wird Behälter 1 weiter auf ungefähr das maximale Volumen gefüllt, wobei die Zeitdauer zwischen dem Füllen von Behälter 1 von ungefähr 60% des Gesamtvolumens auf ungefähr das maximale Volumen etwa gleich ist zu der Zeitdauer, die notwendig ist, um das zweite unlösliche Material abzusetzen, das meiste des gut gereinigten Abwassers über Leitung 19 abzuleiten und das zweite unlösliche Material und die kleine restliche Menge an gut gereinigtem Abwasser in die Flotationsvorrichtung 2 einzuleiten. In diesem Fall ist Leitung 16 auf solche Weise mit Behälter 3 verbunden, dass ein Höhenunterschied zwischen Leitung 16 und dem Boden von Behälter 3 besteht, mit dem Ergebnis, dass wenn das zweite unlösliche Material und die kleine restliche Menge von gut gereinigtem Abwasser in die Flotationsvorrichtung 2 eingeleitet werden, ein kleiner Anteil des zweiten unlöslichen Materials zum Zweck der Reinigung einer folgenden Ladung von vorgereinigtem Abwasser in Behälter 3 zurückbleibt. Dies dauert ungefähr 15 Minuten bis 1 Stunde. Behälter 1 wird dann mit Hilfe von Pumpe 17 auf ungefähr 20% des Gesamtvolumens geleert, bevorzugt mit einer Flussrate, die höher ist als diejenige, mit der Behälter 1 mit Abwasser gefüllt wird. Zur gleichen Zeit gewährleistet Pumpe 18, dass Behälter 3 mit einer Flussrate mit vorgereinigtem Abwasser gefüllt wird, die bevorzugt ungefähr gleich ist mit derjenigen, mit welcher Behälter 1 geleert wird. Ein Vorteil dieses Verfahrens ist, dass eine geringere Menge durch die Flotationsvorrichtung verarbeitet werden muss, infolgedessen weniger Energie und weniger koagulierendes Material notwendig ist.
• Die Vorrichtung umfasst daher mindestens einen Behälter 1, eine Flotationsvorrichtung 2 und einen Behälter 3 und die weiteren Mittel, Pumpen und Leitungen 4-19, wobei Behälter 3 mit der Flotationsvorrichtung 2 über Leitung 16 und über Leitungen 9 und 13, welche die Pumpen 17 und 18 umfassen, verbunden ist.
• Es wird deutlich sein, dass wenn im Wesentlichen nur Proteine und Fette zu entfernen sind, es möglich ist, sich mit einem Verfahren gemäß der Erfindung zu begnügen, die nur die Schritte (a) und (b) und eine Vorrichtung, die geeignet ist, die Schritte (a) und (b) auszuführen, umfasst. Das Verfahren umfasst dann (a) die Veranlassung der Bildung von unlöslichem, proteinhaltigem Material und (b) die Trennung der in Schritt (a) erhaltenen Mischung um gereinigtes Abwasser zu bilden, wobei in diesem Prozess, während Schritt (a), der pH des Abwassers auf einen Wert von 7-10 eingestellt wird und bevorzugt vor Schritt (b) eine Menge an anionischem Polymer zugefügt wird. Wie oben beschrieben besteht die außerordentliche Zweckmäßigkeit eines solchen Verfahrens darin, dass im Allgemeinen mindestens 80% und gewöhnlich sogar mehr als 90% der Proteine und Fette während der Schritte (a) und (b) entfernt werden. In diesem Fall wurde außerdem gefunden, dass wenn der pH des Abwassers einen Wert von ungefähr 7 bis ungefähr 9 hat, die pH Korrektur auf solche Weise durchgeführt wird, dass der pH des Abwassers um mindestens 0,3 während Schritt (a) erhöht wird, bevorzugt um mindestens 0,5. Wenn der pH des Abwassers im Bereich 7-8 ist, muss eine pH Anpassung ungefähr 0,5 betragen, während wenn der pH des Abwassers im Bereich von 8-9 ist die pH Korrektur ungefähr 0,3 sein kann. Allerdings ist es, wenn der pH des Abwassers oberhalb von 9,5 ist notwendig, dass man den pH auf einen Wert von ungefähr 7,5 absenkt und dann auf einen pH von ungefähr 8 erhöht. Somit muss der pH des Abwassers im Allgemeinen nur um einen relativ kleinen Wert, d. h. um ungefähr 0,3 bis ungefähr 0,5 erhöht werden, was den Vorteil hat, dass weniger Chemikalien zur Entfernung von Proteinen, Fetten und Phosphat aus dem Abwasser benötigt werden. Eine geeignete Vorrichtung umfasst dann einen Behälter (1) und eine Flotationsvorrichtung (2), wobei Behälter (1) mit Zu- und Ableitungen (4)-(6) und (9) und Mitteln (7) und (8) jeweils zur Erfassung der Flüssigkeitsspiegel und zur Anpassung des pH der Flüssigkeit in Behälter 1 ausgestattet ist, wobei die Flotationsvorrichtung (2) über Leitung (9) mit Behälter (1) verbunden ist und mit Zuleitungen und Ableitungen (10)-(13) ausgestattet ist, wobei mindestens Leitung (9) mit einer Pumpe (17) und einem Prozessleitsystem ausgestattet ist.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung ist hauptsächlich zur Reinigung von Abwasser aus einer Nahrungsmittel-verarbeitenden Fabrik geeignet. Beispiele für eine Fabrik dieser Art sind Milchverarbeitungsfabriken und Molkereien. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist insbesondere geeignet zur Reinigung von Abwasser aus einer Käsefabrik, d. h. Abwasser, welches aus der Herstellung von Käse stammt.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung kann auch verwendet werden, wenn die Reinigung in Behälter 1 bei einem pH von weniger als 7 ausgeführt wird. Dies hat jedoch den Nachteil, dass das vorgereinigte Abwasser zunächst mit einer Base neutralisiert werden muss, bevor es in Behälter 3 eingeleitet wird. Zusätzlich, als Ergebnis der Bildung von Kohlendioxid, muss der pH durch Zufuhr von Base bei einem Wert von ungefähr 7 gehalten werden. Zusätzlich wird in Behälter 1 auf Grund des sauren pH kein Phosphat entfernt werden. Wenn das noch phosphathaltige vorgereinigte Abwasser in oder stromaufwärts von Behälter 3 in Kontakt mit einer Base gebracht wird, besteht das Risiko, dass Phosphat und möglicherweise Carbonat ausfallen, was möglicherweise zu einer Kalzifizierung der Mikroorganismen, die sich in Behälter 3 befinden, führen kann.

Claims (8)

1. Methode zur Reinigung von proteinhaltigem Abwasser, in welcher:

(a) durch Einstellen eines pH-Wertes von 7-10 ein erstes unlösliches, proteinhaltiges Material im Abwasser gebildet wird,

(b) die in Schritt (a) erhaltene Mischung getrennt wird, wodurch ein vorgereinigtes Abwasser entsteht,

wobei die Einstellung des pH-Wertes eine Erhöhung des pH-Wertes um mindestens 0,3 Einheiten umfasst.

2. Methode gemäß Anspruch 1, wobei der pH-Wert auf einen Wert von 8,5- 9,5 eingestellt wird.

3. Methode gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Einstellung des pH- Wertes eine Erhöhung des pH-Wertes um mindestens 0,5 Einheiten umfasst.

4. Methode gemäß einem der Ansprüche 1-3, wobei

(c) das vorgereinigte Abwasser zu dessen biologischer Reinigung mit aeroben Mikroorganismen behandelt wird und

(d) die in Schritt (c) erhaltene Mischung getrennt wird, wodurch gut gereinigtes Abwasser entsteht.

5. Methode gemäß einem der Ansprüche 1-4, wobei nach Schritt (c) eine Menge an kationischem Polymer zugegeben wird.

6. Methode gemäß einem der Ansprüche 1-5, wobei vor Schritt (b) eine Menge an anionischem Polymer zugegeben wird.

7. Methode gemäß einem der Ansprüche 1-6, wobei das proteinhaltige Abwasser von einer Molkereiprodukte verarbeitenden Fabrik stammt, wie z. B. eine Milchverarbeitungsfabrik oder eine Molkerei.

8. Methode gemäß einem der Ansprüche 1-7, wobei das proteinhaltige Abwasser aus der Herstellung von Käse stammt.