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Title:
METHOD FOR CONDITIONING SLURRY, LIQUID MANOR, HUMAN FAECES THAT ARE COLLECTED IN CHEMICAL TOILETS (PORTABLE TOILETS) OR THE LIKE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/017912
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for conditioning slurry, liquid manor, human faeces that are collected in chemical toilets (portable toilets) or the like. The essential procedure step of the inventive method is an electroflotation.

Inventors:
JUESSEN ARMIN (DE)
JUESSEN MARC (DE)
Application Number:
PCT/DE2000/003014
Publication Date:
March 15, 2001
Filing Date:
September 01, 2000
Export Citation:
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Assignee:
MASSTEC GMBH (DE)
JUESSEN ARMIN (DE)
JUESSEN MARC (DE)
International Classes:
C02F1/465; C02F1/00; C02F1/463; C02F1/467; C02F11/00; (IPC1-7): C02F1/465
Domestic Patent References:
WO1995015295A11995-06-08
WO1995005347A11995-02-23
Foreign References:
US3822204A1974-07-02
US4179347A1979-12-18
Attorney, Agent or Firm:
Wagner, Mario (TZ am Europaplatz Dennewartstrasse 25-27 Aachen, DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Aufbereitung und Entgiftung von Klärschlamm, Gülle, Jauche, in Chemie toiletten (Toilettenhäuschen) gesammelten menschlichen Fäkalien od. dgl., gekennzeichnet durch die Anwendung einer Elektroflotation auf den Klärschlamm, die Gülle, die Jauche, in Chemietoiletten (Toilettenhäuschen) gesammelten menschlichen Fäkalien od. dgl.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte : Durchführung einer Klärschlamm, Gülle, Jauche, in Chemietoiletten (Toiletten häuschen) gesammelten menschlichen Fäkalienod. dgl.vorbehandlung ; Durchführen der Elektroflotation ; Trennen der sich bei der Elektroflotation bildenden festen Phase von der flüssigen Phase ; Durchführen einer Qualitätskontrolle der flüssigen Phase und gegebenenfalls erneute Einleitung der flüssigen Phase in den Vorbehandlungsschritt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klärschlamm, Gülle, Jau che, in Chemietoiletten (Toilettenhäuschen) gesammelten menschlichen Fäkalien od. dgl. vorbehandlung mindestens einen der nachfolgenden Verfahrensschritte umfaßt : Einbringen des Klärschlamms, der Gülle, der Jauche, in Chemietoiletten (Toiletten häuschen) gesammelten menschlichen Fäkalien od. dgl. in einen Vorlagebehälter ; Durchführung einer pHWertMessung in dem Vorl, agebehälter ; durch Zuführung von Säure bzw. Lauge Durchführung einer pHWertKorrektur in Abhängigkeit von dem im Vorlagebehälter gemessenen pHWert ; Durchführung einer Leitfähigkeitsmessung in dem Vorlagebehälter ; in Abhängigkeit von dem im Vorlagebehälter gemessenen Leitfähigkeitswert Einstel len einer für die Elektroflotation ausreichend hohen Leitfähigkeit durch Aufsalzen.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennen der festen Phase von der flüssigen Phase durch Sedimentation erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennen der festen Phase von der flüssigen Phase durch Filtration in einer Kammerfilter presse od. dgl. erfolgt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es im Rahmen einer mobilen Anlage an Bord eines Lkw, eines Containers od. dgl. durchgeführt wird.
Description:
Verfahren zur Aufbereitung von Klärschlamm. Gülle. Jau- che. in Chemietoiletten (Toilettenhäuschen) gesammelten menschlichen Fäkalien od. dgl.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung und Entgiftung von Klär- schlamm, Gülle, Jauche, in Chemietoiletten (Toilettenhäuschen) gesammelten menschlichen Fäkali- en od. dgl.

Klärschlämme aus der Reinigung der den Kläranlagen zugeleiteten Abwässer von Kommunen und Industrie, Gülle, Jauche, Stallmist, Silage-Sickerwässer etc. fallen in bekannt hohem Mal3e an. Hinzu kommen in zunehrnendem Maße andere organische Abfalle.

Alle diese organischen Abfalle können unter bestimmtem abfallrechtlichen und düngemittel- rechtlichen Bedingungen einer landwirtschaftlichen Verwertung zugeführt werden. Durch die Klärschlammverordnung (AbfKlärV), die Düngeverordnungen der Länder und die fachliche Unterstützung der Landwirtschaftskammer wird ein hohes Maß an Sicherheit bei der Verwer- tung und die stoffliche Unbedenklichkeit garantiert. Neben Schadstoffhöchstwerten für die Materialien (Klärschlamm, Gülle, etc.) und Werten für die Böden in Bezug auf Schwermetalle und andere Schadstoffe (Dioxin, AOK, polychlorierte Biphenyle PCB) sowie in Bezug auf den pH-Wert des Bodens sehen die Bestimmungen z. B. Beschränkungen der Aufbringungsmenge pro ha, zeitliche Anwendungsbeschränkungen sowie Gebote und Verbote in Bezug auf die Düngung bestimmter Anbauflächen vor. Bei Einhaltung der festgelegten Bestimmungen sind keine schädlichen Beeinflussungen von Boden, Naturhaushalt und Nutzpflanzen zu besorgen.

Bei Einhaltung der Schadstoffhöchstwerte gemäß AbfKlärV und bei Überschreitung der Min- destgehalte für Stickstoff (N), Phosphat (P) und Kalium (K) gemäß Düngemittelverordnung wird Klärschlamm darüber hinaus als Sekundärrohstoffdünger eingestuft und darf je nach Nährstoffzusammensetzung als organischer N-P-oder N-P-K-Dünger in den Verkehr gebracht werden. Der Sekundärrohstoffdünger aus Klärschlamm ist nach den Vorgaben der Düngemit- telverordnung ähnlich zu kennzeichnen wie ein Mineraldünger.

Verfahren zur Behandlung von Klärschlamm sind bekannt.

Der überwiegende Teil des Klärschlamms wird durch Faulung stabilisiert. Das entstehende Faulgas wird soweit möglich für Betriebszwecke, insbesondere das Aufwärmen des Roh- schlamms für den Faulprozeß, aber auch für die Heizung der Betriebsgebäude und gelegentlich zur Erzeugung elektrischer Energie bzw. von Druckluft für die Belebungsbecken genutzt. Da- mit ist der unter den derzeitigen Randbedingungen wirtschaftlich nutzbare Energiegehalt der Klärschlämme verwertet. Die Feststoffabnahme durch Stabilisierung beträgt z. B. 40 %.

Der landwirtschaftlichen Verwertung des Klärschlamms sind allerdings durch den Mangel an nahegelegenen, geeigneten landwirtschaftlichen Flächen, besonders in Ballungsräumen Gren- zen gesetzt. Hinzu kommt, daß sich ein Teil der Klärschlämme wegen ihres Gehalts an Schad- stoffen aus gewerblichen Abwässern nicht für die Verwertung in der Landwirtschaft eignet.

Diese Schlämme können dann auch nicht bei Rekultivierungsmaßnahmen verwendet werden, da hier in etwa die gleichen Qualitätsmaßstäbe angelegt werden. Eine Entsorgung muß dann über z. B. Sondermülldeponien mit bekannt hohen Kosten erfolgen.

Ähnliches gilt für die Behandlung von Gülle, Jauche etc. Diese in großen Mengen anfallenden Stoffe müssen, soweit überhaupt zulässig, gesammelt und aufwendig auf die Felder ausge- bracht werden.

Ein besonderer Problemfall sind Fäkalien aus Toilettenhäuschen, die ebenfalls in bekannt ho- hem Maße anfallen. Diese sind entweder unbehandelt oder mit Chemikalien zur Geruchsbe- seitigung und Desinfektion versetzt. Diese organischen Abfälle werden aus den einzelnen Toilettenhäuschen entnommen und zentral gesammelt. Die gesammelten Abfälle werden ohne weitere Behandlung den Vorflutern der Kläranlagen zugeführt und belasten dementsprechend hoch die kommunalen Abwässer. Dies spiegelt sich auch in den Gebühren wieder, welche für die Einleitung zu entrichten sind. Nach der Behandlung in der Kläranlage befinden sich die Fäkalien im Klärschlamm.

Zur dauerhaften Lösung der genannten Probleme müssen daher Verfahren entwickelt werden, mit denen die wachsende Menge verwertet werden bzw. verwertbar gemacht werden kann Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein sicheres, schnelles und preiswertes Ver- fahren zur Aufbereitung, insbesondere Reinigung, Entgiftung und Volumenreduktion von Klärschlamm, Gülle, Jauche, in Chemietoiletten (Toilettenhäuschen) gesammelten menschlichen Fäkalien od. dgl. zu schaffen.

Diese Aufgabe wird in überraschend einfacher und effektiver Weise mit einem Verfahren ge- löst, dessen Kernpunkt die Anwendung eines Elektroflotationsprozesses auf den Klärschlamm, die Gülle, die Jauche, die in Chemietoiletten (Toilettenhäuschen) gesammelten menschlichen Fäka- lien (einschließlich der Zusatzstoffe wie Färbe-und Desinfektionsmittel) od. dgl. ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Elektroflotation stellt ein Alternativverfahren zu konventionellen Fällungs-und Behand- lungsverfahren in der Abwasseraufbereitung dar und wird mit Strom betrieben. Es basiert auf einer Kombination aus elektrolytischen, chemischen, und physikalischen Vorgängen, bei dem Flachmaterial aus Eisen oder Aluminium als Anode/Kathode eingesetzt wird. Durch die bei der Elektroflotation auftretenden Oxidationsvorgänge in der Reaktionszelle werden Schwer- metalle und andere für den CSB (Chemischer Sauerstoffbedarf= Kenngröl3e für den Ver- schmutzungsgrad von Gewässern) und BSB (Biologischer Sauerstoffbedarf = eine die Qualität eines Gewässers kennzeichnende Größe) relevanten Stoffe oxidiert und die Keimzahlen an Bakterien wie Staphylokokken sowie an Viren od. dgl. reduziert. Der Klärschlamm, die Gülle, die Jauche, die in Chemietoiletten (Toilettenhäuschen) gesammelten menschlichen Fäkalien od. dgl. wird auf kostengünstige, einfache Weise entgiftet und ist danach landwirtschaftlich verwertbar. Das Verfahren sorgt für eine kostengünstige Reduzierung der Menge an Klär- schlamm, Gülle, Jauche, in Chemietoiletten (Toilettenhäuschen) gesammelten menschlichen Fäkalien od. dgl. Eine Entsorgung über Sondermülldeponien ist nicht mehr notwendig.

Das Verfahren arbeitet ohne Zugabe von Flockungs-und Flockungshilfsmitteln, somit wird die Schlammfracht nicht erhöht, was zu einer Kostenreduzierung der Entsorgung führt.

Als Verbrauchsmaterialien werden ausschließlich Stahl-bzw. Aluminiumplatten benötigt, de- ren Verbrauch sich ebenso wie der Energieverbrauch nach der Belastung des aufzubereitenden Klärschlamms. der Gülle, Jauche, in Chemietoiletten (Toilettenhäuschen) gesammelten menschli- chen Fäkalien od. dgl. und der Anschlußpolarität des Metalls richtet. Im Mittel kann davon aus- gegangen werden, daß pro m'Abwasser ca. 10-20 g Aluminium und 7-15 g Eisen verbraucht werden. Der Energiebedarf liegt im Rahmen von 5-50 kWh pro m3 Klärschlamm, Gülle, Jau- che, in Chemietoiletten (Toilettenhäuschen) gesammelten menschlichen Fäkalien od. dgl.

Innovative Vorteile des Verfahrens sind :

-keine Kosten durch Flockungs-, Flockungshilfsmittel oder andere Chemikalien, die ver- braucht werden, verderben können oder speziellen Lagerraum benötigen ; geringe Personalkosten, da eine Bedienung wegen geringer Unfallgefahr durch angelerntes Hilfspersonal möglich ist ; -geringer Betriebsflächenbedarf (z. B. für eine Anlage mit einem Durchsatz von 200 1/h, ohne Filtereinheit ca. 1,5 m#1, 5 m) ; flexible Kapazitätsbereich, nachträgliche Kapazitätserhöhung jederzeit möglich ; -minimale Stillstandszeiten bei Wartungsarbeiten ; -Umwandlung/Abbau der Schadstoffe in nicht reaktive Formen ; erhebliche Einsparung von Entsorgungskosten ; -geringer Stromverbrauch ; -Automatisierung Das Verfahren wird nachstehend anhand des Anwendungsfalles Klärschlamm und anhand ei- ner bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfiguren näher erläutert, die folgendes zeigen : Figur 1 zeigt ein Prinzipfließbild einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ; und Figur 2 zeigt schematisch die Vorgänge in dem Elektroflotations-Reaktor.

Vorbehandlun : Der anfallende Klärschlamm I wird in einem Vorlagebehälter 2 gesammelt. Hierdurch werden starke Schwankungen der Zusammensetzung vermieden.

In diesem Behälter 2 erfolgt eine Leitfähigkeitsmessung 3, um eine optimale Reaktion und Energieausnutzung zu erreichen. Der Salzgehalt hat entscheidende Auswirkung auf die Leitfä- higkeit von Wasser. Dabei dienen die Ionen der Salze als Ladungsträger. Bei zu niedriger Leit- fähigkeit der Lösung kann diese mit Kochsalz (NaCl) aufgesalzen werden, z. B. indem das Salz mit Reinwasser gemischt und durch eine Dosier-Förderpumpe dem Vorlagebehälter oder

der Zuleitung zugeführt wird. Da Klärschlamm jedoch eine hohe Leitfähigkeit besitzt ist eine Aufsalzung i. d. R. nicht notwendig.

Um eine einwandfreie Aufbereitung, Reduzierung der vorhandenen Belastungsstoffe sowie die Einleitfähigkeit des Abwassers zu erhalten, muß weiter eine pH-Wert-Messung 4 und gegebe- nenfalls eine pH-Wert-Korrektur durchgeführt werden. Hierzu werden mittels einer Dosier- Pumpeneinheit 5 in Abhängigkeit von dem im Vorlagebehälter 2 gemessenen Wert eine ge- eignete Säure 6 bzw. Lauge 7 eingeführt. Eine bereits bestehende Neutralisationseinrichtung kann in das System eingebunden werden. Durch eine SPS (speicherprogrammierbare Steue- rung) wird der Prozeßablauf so eingestellt, daß bei erreichten pH-Werten das Abwasser dem Reaktor zur Aufbereitung zugeführt wird.

Aufbereitung : Das im Vorlagebehälter 2 vorbehandelte Rohwasser 8 wird durch eine mengenregelbare Pum- pe 9 in den Elektroflotations-Reaktor 10 geleitet. Die Pumpe 9 ist so geschaltet, daß sie in Ab- hängigkeit von der Reaktorfunktion, dem Füllstand im Vorlagebehälter 2 und dem festgestell- ten pH-Wert 4 fördert. Für alle Reaktor-und Vorlagebehälterfunktionen sind Alarmmeldungen vorhanden, die die Anlage bei Bedarf sofort abstellen. Alle variablen Schaltbefehle werden durch die freie speicherprogrammierbare Steuerung realisiert.

Reaktorfunktion : Im Reaktor 10 werden Eisen-und Aluminiumanoden 11 eingesetzt, die bei Stromzufuhr durch Oxidbildung die Belastungsstoffe ausflocken. Das Elektrodenmaterial der zwei Metallplatten istjedoch nur für die Anodenseite (+ Pol) 11 von Bedeutung. Die Kathodenseite (-Pol) 12 kann aus einen beliebigen leitenden Material gefertigt sein, z. B. aus Edelstahl. Zur Elektrolyse wird ein Gleichstrom angelegt, dessen Stromstärke abhängig von der elektrischen Leitfähigkeit der Lösung, dem Abstand der Elektroden 11 und der Belastung der Lösung mit Schadstoffen ist. Da der Elektrodenabstand gleich bleibt und auf die anderen Größen kein Einfluß genom- men werden kann, wird die Spannung verändert, um eine gleichbleibende Reinigungswirkung zu erreichen.

Elektrokristallisation/Metallauflösunv : Findet bei einem elektrochemischen Vorgang der Auf-oder Abbau einer metallischen Oberflä- che statt, so spricht man von einer Elektrokristallisation. Im Fall der Elektroflotation wird be- wußt mit einer Metallauflösung gearbeitet. Die Aluminium-bzw. Eisenanoden dienen dabei als Opferanoden, daß heißt sie sind Verbrauchsmaterialien, die durch die Elektrolyse abgebaut werden. Der Verbrauch liegt bei ca. 10-20 g Al bzw. bei 7-15 g Fe pro m'Abwasser. Alumi- nium und Eisen gelangen als Kationen in die Lösung.

Wasserspaltuns und Oxidation : Durch die elektrolytische Wirkung zwischen Anode und Kathode im Reaktor entstehen durch Dissoziation des Wassers Feinst-Gasbläschen : H2O+#E#H2+½O2 Der freiwerdende Sauerstoff ist sehr aggressiv und oxidiert die im Abwasser befindlichen Be- lastungsstoffe, hier vor allem die Schwermetalle, äußerst intensiv. Der freiwerdende Wasser- stoff wirkt reduzierend. Beispielhafte Reaktionen sind : Blei Pb2+ O2#PbO½ Cadmium Cd2+ #CdO½O2 chrom +1½O2#Cr2O3Cr3+ Kupfer Cu2+ O2#CuO½ Nickel ½O2#NiO+ Quecksilber Hg"+'40,-. HgO Zink ½O2#ZnO+ Neben diesen einfachen Redoxreaktionen bilden sich Komplexverbindungen der unterschiedli- chen Metalle.

Außerdem wird das Material der in die Lösung eintauchenden Anode oxidiert.

Bei Verwendung von Aluminiumanoden reagiert das Aluminium zu dem sehr oberflächenrei- chen Aluminiumoxid (Al203), welches großvolumige Flocken mit gutem Adsorptionsvermö- gen bildet und die Schwermetalle bindet.

Bei Verwendung von Eisenanoden protolysiert das Eisen in der wäßrigen Lösung über mehre- re Zwischenschritte zu wasserhaltigen Eisenhydroxid [Fe (OH)] und zu Eisen (III)-oxid (Fe2O3). Diese komplexen Kationen kondensieren schließlich zu viel größeren Komplexionen, die etwa die Zusammensetzung FeO (OH) n und Fe203 n H2O haben. Die Komplexionen kön- nen Schmutzstoffe adsorptiv aufnehmen und sie dadurch in absetzbare Flocken umwandeln.

Bei der Entladung der Eisen-Ionen durch Hydrolyse verlieren die positiven Metallhydro- xidteilchen ihre Wasserlöslichkeit. Die positiven Eisenhydroxide und Eisenoxide lagem sich durch Adsorption an Partikel und Kolloide an, wodurch deren negative Ladung verringert, aufgehoben oder sogar in positive Richtung umgepolt wird.

Strom und Erwärmung der Oxidationszelle : Der Strom hat eine besondere Auswirkung auf den chemischen Oxidationsprozeß zwischen den Elektroden. Der Ladungsaustausch zwischen den Elektroden erfolgt durch die in der Lö- sung vorhandenen Elektrolyten. Dabei tauschen die Ionen an der Grenzfläche der Elektroden Elektronen aus, was den Stromtransport von Kathode zu Anode bewirkt.

Aus den elektrischen Gleichungen ist ferner bekannt, daß der Widerstand eines Leiters zu sei- ner eigenen Aufheizung fuhrt. Auch die chemischen Reaktionen können bei einem exothermen Verlauf zur Aufheizung des Klärschlamms führen. Je höher der Widerstand, desto höher ist bei gleicher Stromstärke die Wärmeentwicklung. Je höher die Leitfähigkeit, also je geringer der Widerstand, desto stärker wandern die Elektronen und desto heftiger laufen die chemischen Umsetzungen ab. Dies bedeutet : Die besten Ergebnisse werden bei hoher Leitfähigkeit und hohen Strömen. jedoch geringer Spannung erzielt. Bei steigender Stromstärke steigen die Leit- fähigkeit und die Temperatur. Dies kann soweit gehen, daß das Wasser anfängt zu kochen und verdampft, bevor es aus der Oxidationszelle austritt. Daher sollte ein Temperaturwächter in die Anlage integriert sein, der ein Überschreiten von 60°C verhindert.

Elektroflotation Die gebildeten Flocken wirken im Elektroflotations-System bei der Fällung in gleicher Weise wie beim chemischen Fallungsverfahren. Der entstehende Wasserstoff bildet sehr feinperlige

Gasbläschen, die ein Absinken der oxidierten, gebundenen Metalle verhindern und die Flocken an die Wasseroberfläche treiben.

Der Reaktor besteht aus einem Rechteckrohr in einem Behälter. Oberhalb des Rohres entsteht ein reifendes Schaumbett 13, darunter befindet sich Klarwasser. Da beispielsweise das Zink- oxid eine sehr kleine Flocke bildet, darf der Reifevorgang nicht zu lange dauern, da sonst ein Absinken der Flocke möglich ist. Der schwermetalloxidhaltige Schaum fließt über einen Schaumabfluß 20 kontinuierlich in ein nachgeschaltetes Flockbecken bzw. wird beim Char- genverfahren abgepumpt. Das Klarwasser 14 ist frei von Belastungsstoffen und kann nach einer Qualitätskontrolle 18 ohne jegliche weitere Behandlung oder Aufbereitung dem öffentli- chen Kanalnetz oder weiteren Prozessen 19 als Brauchwasser zugeführt werden. Sollte die Qualität, z. B. wegen sehr stark belasteten Klärschlamms nicht ausreichend sein, kann das Wasser 14 auch wieder in den Vorlagebehälter 2 rezirkuliert werden. Das Reaktorbecken ist mit einem Schrägboden zum Absatz von Grobschmutzteilen ausgestattet. Die Pumpenansaug- Leitung ist zudem mit einem Siebeinsatz gesichert. Von dem Flockbecken (Pufferbehälter) 15 aus wird das behandelte Abwasser in die Filtrationsstufe 16 gepumpt.

An dieser Stelle wird angemerkt, daß neben dem geringen Stromverbrauch ein weiterer Vorteil die Schnelligkeit des Verfahrens ist. So sind die Flotationszeiten mit 1,5 bis 20 Minuten deut- lich geringer als die Sedimentationszeiten von 30 bis 60 Minuten bei Flockung mit anderen Flockungsmitteln wie zum Beispiel Eisenchlorid. Somit ist eine Elektroflotations-Anlage bei gleicher Leistung wesentlich kompakter zu bauen als eine herkömmliche Abwasserbehand- lungsanlage.

Neben den bereits angesprochenen Belastungsstoffen, werden durch die Elektroflotation auch andere Belastungsstoffe aus dem Klärschlamm entfernt. Beispielsweise ist eine Trennung von Ölemulsionen auch bei Anwesenheit von Tensiden möglich. Da die Emulsion einem elektri- schen Feld ausgesetzt wird, entsteht schnell eine endgültige Koagulation der Ölpartikel durch die Bildung größerer Tropfen. Gleichzeitig binden die ausgeflockten Metallionen auch noch eventuell vorhandene Feststoffe an sich und schwimmen ebenfalls auf. Dieser Vorgang wird durch die anhaftenden Gasbläschen zusätzlich unterstützt.

Auch eine deutliche Reduzierung der CSB-und BSB-Werte ist möglich. Insbesondere werden oxidierbare Mineralsalze (z. B. Sulfide, Metallsalze in niedrigen Oxidationsstufen) und die Mehrzahl der organischen Kohlenwasserstoffe erfaßt. Dabei kann die Wirksamkeit des Verfah-

rens, soweit erforderlich, durch Zugabe von Chemikalien erheblich beschleunigt werden. So ist die Dosierung von Wasserstoffperoxid (H20,) als Oxidationsmittel und Aktivkohle als Ad- sorptionsmittel bei sehr hohen CSB-Werten zu empfehlen.

Filtrationsstufe Die Filtration des geflockten Abwassers erfolgt in der Regel in Kammerfilterpressen 16, bei kleineren Anlagen kann jedoch auch eine Filtertonne eingesetzt werden. Hier erfolgt eine Trennung Wasser/Filtrat. In der Regel weist der Filterkuchen einen Wasseranteil von 60 % bis zu 40 % im Minimalfall auf. Er besitzt jedoch im Vergleich zu einem Filtrat nach einer konventionellen Abwasseraufbereitung ein wesentlich geringeres Gewichtsvolumen. Dieses ist bei herkömmlichen Verfahren um das 1,5- bis 2-fache höher und damit teurer. Damit nach Inbetriebnahme der Filterpresse z. B. nach einer Entleerung das getrübte Abwasser nicht in die Kanalisation gelangt, wird dieses mittels Tauchpumpe einer nochmaligen Filtration zugeführt, bis schließlich keine Trübung mehr vorhanden ist.

Die im Klärschlamm ursprünglich enthaltenen Schwermetalle sind oxidiert bzw. abgebaut und bei landwirtschaftlicher Verwendung nicht mehr umweltrelevant. Eine Auswaschung in den Boden oder eine Weiterreaktion ist nicht mehr möglich. Demzufolge ist das entstandene Filtrat 17 leicht zu entsorgen oder kann verwertet werden.

Das Filtrat ist zudem hausmülldeponiefahig und demzufolge kostengünstig zu entsorgen. Als Beispiel sei erwähnt, daß die Entsorgung auf einer Sondermülldeponie z. B. 400-800 DM/m3 kostet, während die Entsorgung auf einer Hausmülldeponie mit einem Preis von z. B. 84 DM/m'entscheidend günstiger ist. Das Verfahren trägt damit durch Verminderung der Schäd- lichkeit des Klärschlamms dem abfallrechtlichen Vermeidungsgebot (vgl. § 4 Abs. 1, Nrl KrW-/AbfG) Rechnung.

Der Klärschlamm wird also in eine klare Lösung und Flocken getrennt, die sich mittels Filter- presse trocknen lassen. Somit ist das Gewicht des Klärschlamms auf einen Bruchteil reduziert.

Die Schwermetallbelastung des Abwassers wurde durch Ausflockung und Flotation erheblich gesenkt. Die übriggebliebene Lösung ist frei von Schwermetallen und weist deutlich gesenkte CSB-, BSB-, Ammoniumnitrat-und Gesamtphosphat-Werte auf. Der nachstehenden Tabelle können typische Werte hierfür entnommen werden : GrenzwrtegemäßKlärschlammFeststoffKlare Lösung §4 Abs. 11 & 12 AbfKlärV CSBCSB25.500 mg/g468mg/l204 BSB5 4.020 mg/l - 89 mg/1 Ammonium-Ammonium-N 210mg/kg87mg/lmg/l 18,2mg/gmT18,7mg/gmT0,21mg/lGesamt-P Blei Pb 87 mg/kg mT 90 mg/kg mT < 0,05 mg/l 900 mg/kg mT Cadmium Cd 2,7 mg/kg mT 2,4 mg/kg mT < 0,005 mg/l 10 mg/kg mT Chrom Cr 21 mg/kg mT 19 mg/kg mT < 0,05 mg/l 900 mg/kg mT Kupfer Cu 190 mg/kg mT 170 mg/kg mT 0,11 mg/l 800 mg/kg mT Nickel Ni 22 mg/kg mT 25 mg/kg mT < 0,05 mg/l 200 mg/kg mT Quecksilber Hg 0,87 mg/kg mT 0,81 mg/kg mT < 0,001 mg/l 8 mg/kg mT Zink 760 mg/kg mT 810 mg/kg mT 0,27 mg/l 250 mg/kg mT Typische Werte fur die Behandlung von Fäkalienabwasser z. B. aus Toilettenhäuschen gibt die nachfolgende Tabelle wieder. FäkalienabwasserFäkalienabwasserFäkalienabwasser original behandelt behandelt Feststoff Filtrat CSB 22.900 mg/l 28.400 mg/l 3.250 mg/l BSB5 15.400 mg/l 7. 240 mg/l 2. 158 mg/l 4.050Ammonium-N mg/l952mg/l1.370 Gesamt-N 4.170 mg/l 1. 580 mg/l 977 mg/l mg/lg623mg/l3,81mg/lGesamt-P284 Bleimg/l<0,05mg/l<0,05mg/l<0,05 CadmiumCadmiumCd <0,01 mg/l<0,01mg/l<0,01 Chrom Cr < 0,05 mg/l 2,1 mg/l < 0,05 mg/l Kupfer Cu 3,2 mg/I11 mg/l< 0,05 mg/l Nickel Ni < 0,05 mg/l 2, 3 mg/l < 0,05 mg/l Quecksilber Hg < 0,001 mg/l < 0, 001 mg/l < 0,001 mg/l mg/l13mg/l0,11mg/lZink5,0

Sicherheitseinrichtungen In der Elektroflotations-Anlage sind folgende Sicherheitseinrichtungen vorhanden : Rohwasser-pH-Messung und Korrektur ; Amperereglung;Reaktorüberwachungüber - Temperaturüberwachung im Reaktor, sowie in der Stromumformereinheit ; PumpenfunktionüberNiveaumelder;Überwachungder

-Sicherheitsfiltration mit Filterpresse oder Filtersackeinheit, sowie Trübungsmessung ; -pH-Endmessung und Alarmgebung ; -Kontrollfunktion über freiprogrammierbare Steuerung ; Schlußbemerkung Das beschriebene erfindungsgemäße Verfahren ist in vielfältigen Anlagengrößen und-varian- ten umsetzbar. Der Fachmann der Aufbereitungs-und Verfahrenstechnik wird dabei die je- weils geeigneten Anlagenkomponenten wie Reaktoren, Elektroden, Pumpen, Steuerungsein- heiten etc. sowie Abmessungen, Baustoffe etc. aus den am Markt verfügbaren auswählen. So lassen sich selbst für Klein-und Mittelbetriebe Anlagengrößen mit einer Durchsatzleistung von ca. 100-3000 I/h realisieren.

Im Zusammenhang insbesondere mit der Behandlung von Gülle erscheint als besonders vor- teilhaft eine Variante, bei der die gesamte Verfahrenstechnik mobil z. B. auf einem Lkw ange- ordnet ist. Der Lohnfuhrunternehmer, der bislang die gesamte gesammelte Gülle in zahlrei- chen Fahrten auf den Felder auszubringen hatte, kann dadurch die gesammelte Gülle aufberei- ten und braucht lediglich den erheblich reduzierten Feststoffanteil auszubringen, während das abgeschiedene Wasser z. B. als Brauchwasser wiederverwendet werden kann Gleiches gilt insbesondere auch für die Behandlung der in Chemietoiletten (Toiletten- häuschen) gesammelten menschlichen Fäkalien. Anstatt diese zu sammeln, zu transportieren und anschließend zentral in die Kanalisation einzuleiten, können diese besser durch eine mo- bile Anlage aufbereitet werden. Es muß auch in diesem Falle dann nur der erheblich reduzierte Feststoffanteil transportiert werden und das abgeschiedene Wasser kann der Toilette wieder als Brauchwasser zugeleitet werden. Neben den ökologischen Vorteilen ist offensichtlich, das sich hierdurch ein erhebliches Einsparpotential ergibt.

Denkbar ist auch eine bloße Behandlung der Gülle, der Jauche, in Chemietoiletten (Toiletten- häuschen) gesammelten menschlichen Fäkalien etc. ohne die Abtrennung des Wasseranteils. Die mit dem hier beschriebenen Verfahren behandelte Gülle, Jauche, in Chemietoiletten (Toiletten- häuschen) gesammelten menschlichen Fäkalien etc. weist erheblich reduzierte Schadstoffwerte auf und kann damit unter erleichterten Bedingungen verwertet oder beseitigt werden.