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Die Behandlung von verunreinigtem Abwasser umfasst eine Reihe von Aufbereitungsstufen zur Erzielung einer maximalen Reinigung des Wassers bei minimalen Kosten. Industrieabwässer, insbesondere Abwässer von Ölraffinerien, enthalten ein grosses Spektrum von Verunreinigungen, weshalb ein solches Abwasser gewöhnlich schwieriger zu reinigen ist als Abwasser aus kommunalen Kanalsystemen. Für die Reinigung sol- cher Industrieabwässer wird in einer ersten Behandlungsstufe ein Grossteil der. Kohlenwasserstoffe und Fest- stoffe aus dem Abwasser entfernt. In der Ölindustrie werden zur Entfernung freier, abtrennbarer Öle und
Feststoffe gewöhnlich Separatoren gemäss dem American Petroleum Institut verwendet.
Sodann werden die Wasserbedingungen derart eingestellt, dass das in die nachgeschaltete Belebtschlammstufe eintretende Was- ser den Ablauf des Belebtschlammverfahrens nicht stört. Mit andern Worten dient die Vorbehandlung dazu, die Wasserbedingungen für die weitere Behandlung auf ein Optimum zu bringen. Bei der Belebtschlammbehandlung erfolgt der biologische Abbau von organischen Substanzen und von Ammoniak im Wasser. In der auf das Belebtschlammverfahren folgenden Nachklärstufe werden restliche biologische Feststoffe aus dem aus der zweiten Behandlungszone austretenden Abwasser und Verunreinigungen, welche die Klarheit sowie den Geschmack und den Geruch des Wassers nachteilig beeinflussen, entfernt.
Diese Stufe umfasst gewöhnlich eine Filtration des Wassers, vorzugsweise durch Sandbetten oder Kombinationen von Sand und Kohle, gefolgt von einer Behandlung mit Aktivkohle.
Das Belebtschlammverfahren ist ein herkömmliches Abwasserbehandlungsverfahren, im Zuge dessen eine äusserst wirksame biologische Behandlung in entsprechend robusten Anlagen erzielt wird. Die Anwendung dieses Verfahrens für die Behandlung von Industrieabwässern war jedoch im Vergleich zu den kommunalen Abwässern relativ gering, es wird jedoch dieses Verfahren immer mehr in der Industrie verwendet.
Derzeit gelingt es mit dem Belebtschlammverfahren, den fünftägigen biologischen Sauerstoffbedarf (BSBs) um etwa 85 bis 93% herabzusetzen. Jedoch sind die in Industrieabwässern vorhandenen BSB -Verunreinigun- gen im Vergleich zu den im Wasser zugegenen, den Gesamtsauerstoffbedarf beeinflussenden Verunreinigungen, gering. Beispielsweise liegt der Anteil an BSB -Verunreinigungen beim Ausfluss aus einem Belebtschlammverfahren bei etwa 10 bis 20 Teile pro Millionen Teile Wasser. Es ist nicht ungewöhnlich, in solchen Ausflüssen die 10 bis 20fache Menge an andern sauerstoffverbrauchenden Verunreinigungen zu finden.
Beim Belebtschlammverfahren wird das verunreinigte Wasser im Belebungsbecken mit dem Aktivschlamm in Berührung gebracht. Der Schlamm enthält Mikroorganismen, welche sich von den Verunreinigungen im Wasser ernähren und als Stoffwechselprodukte dieser Verunreinigungen Zellstrukturen bilden. Dieses gereinigte Wasser fliesst in ein Nachklärbecken, wo die suspendierten Schlammteilchen vom greinig
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ren sich zumindest zum Teil von ihrer eigenen Zellstruktur und werden stabilisiert. Normalerweiseistdas Durchschnittsalter der Mikroorganismen im Schlamm gewöhnlich geringer als 10 Tage.
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Behandlung von Abwasser das hohen Konzentrationen an BSB-Verunreinigungen, COD-Verunreinigungen, Kohlenwasserstoffen, inerten Feststoffen, Ammoniak, Phenolsubstanzen und andern relativ widerstandsfähigen Verunreinigungen enthalten kann. Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich insbesondere zur Behandlung von Abwässern aus Ölraffinerien und chemischen Anlagen, wo das Abwasser aus den Ölraffinerien mit Wasser aus chemischen Anlagen vermischt werden kann. Wie bisher üblich ist auch das erfindungsgemässe Verfahren ein solches, welches eine Vorbehandlung und eine Belebungsbehandlung des Wassers umfasst.
Erfindungsgemäss werden jedoch wichtige Abänderungen in der Vorbehandlung und in der Belebungsbehandlung durchgeführt, welche zu wesentlichen Verbesserungen der Qualität des ausfliessenden Wassers führen.
Die Erfindung betrifft demnach ein Verfahren zur Reinigung von stark ölhaltigem und stark verunreinigtem Abwasser, insbesondere von Abwässern aus Ölraffinerien und chemischen Betrieben bzw. Abwassergemischen solcher Abwässer, bei dem gegebenenfalls zunächst durch Vermischung von Abwässern verschiedenen Ursprungs geeignete pH-Werte oder geeignete Verdünnungswerte eingestellt werden, und das Abwasser zwecks Abtrennung eines Grossteils von Kohlenwasserstoffen und Feststoffen vor der biologischen Behandlung vorbehandelt und sodann in einem biologischen Belebtschlammverfahren behandelt wird, wobei in einer Nachklärstufe gereinigtes Wasser von Belebtschlamm abgetrennt wird, und ein erster Teil des abgetrennten Schlammes zur neuerlichen Behandlung des Wassers in der Belüftungsstufe des Belebtschlammverfahrens rückgeführt wird,
während ein zweiter Teil des abgetrennten Schlammes gegebenenfalls einer Schlammaufbereitung zugeführt wird, in welcher der Schlamm in einer Eindickstufe eingedickt und in einer Ausfaulungsstufe anaerob digeriert wird, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man das in die Belüftungsstufe eintretende Abwasser einer Absitzbehandlung und weiter einer weitgehenden Entfernung öliger Stoffe, etwa durch Filtration oder Flotation unterwirft, dabei ein Flockungsmittel bzw.
Koagulierungsmittel einbringt, um den Gehalt an Kohlenwasserstoffen, Ölen und Fetten und an verbleibenden Schwebstoffen zusammen auf höchstens 20 ppm, vorzugsweise höchstens 10 ppm herabzusetzen, dass man, die aus dieser Behand-
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lung erhaltene flüssige Phase im Belebtschlammverfahren unter Bückführung von belebtemSchlammbehandelt und dass man in das aus der Belüftungsstufe in die Nachklärstufe des Belebtschlammverfahrens eintretende Wasser-Schlamm-Gemisch Sauerstoff in einer Menge einführt,
dass der Schlamm in der Nachklärstufe ständig in einem aeroben Zustand gehalten wird und man gegebenenfalls einen Teil des in der Eindickstufe eingedickten Schlammes und gegebenenfalls einen Teil des in der Ausfaulungsstufe digerieren Schlammes mit dem in die Nachklärstufe eintretenden Wasser-Schlamm-Gemisch vermischt.
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stufe enthält etwa 25 bis 150 Teile suspendierter Feststoffe pro MillionteileWasser und etwa 25 bis 300 Teile
Kohlenwasserstoff pro Millionteile Wasser. Wie nicht allgemein bekannt ist, kann ein solches Abwasser, welches relativ grosse Mengen an Öl und Feststoffen enthält, nicht direkt dem Belebtschlammverfahren zu- geführt werden, wenn das Alter des Schlammes etwa 10 Tage überschreitet, ohne das Aktivschlammverfah- ren zum Umkippen zu bringen.
Versuche mit Versuchsanlagen und theoretische Berechnungen haben er- geben, dass, wenn in das Belebtschlammverfahren Wasser eintritt, welches mehr als etwa 10 Teile öliger
Feststoffe pro Millionteile Wasser und mehr als etwa 10 Teile Kohlenwasserstoff pro Millionteile Wasser enthält, sich in der ersten Stufe bzw. im Mischbehälter des Belebtschlammverfahrens grosse Mengen an öli- gem, emulgiertem Material ansammeln. Solche ölige emulgierte Feststoffe beeinträchtigen oder verhindern die Reinigung des Wassers durch den Belebtschlamm und führen zu einer starken Herabsetzung der Wirk- samkeit des Belebtschlammes. Gemäss einem wesentlichen Merkmal der Erfindung werden überschüssiges Öl und Feststoffe aus dem Abwasser weitestgehend entfernt.
Zu diesem Zweck wird Abwasser aus einer Ölraffinerie und Abwasser aus einer chemischen Anlage in einer Ausgleichszone vereinigt, um einen Überschuss an Feststoffen und Kohlenwasserstoffen zu entfernen und die Konzentration an Verunreinigungen derart auszugleichen, dass sie mehr oder weniger konstant bleibt, auch wenn die Konzentration an Verunreinigungen des in die Ausgleichszone einströmenden Wassers von Zeit zu Zeit stark schwankt.
Wenn die Konzentration an Verunreinigungen im einfliessenden Wasser schwankt und eine solche Schwankung nicht behoben wird, so verändert sich auch die Konzentration der Verunreinigungen im Ausfluss aus dieser Ausgleichszone. Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens erfolgt diese Änderung jedoch während eines relativ langen Zeitintervalles, wodurch es den Mikroorganismen im nachgeschalteten Belebtschlammverfahren möglich ist, sich an diese Änderung in der Konzentration der Verunreinigungen anzupassen oder zu akklimatisieren.
Das erfindungsgemässe Verfahren in der Ausgleichszone umfasst eine Einstellung geeigneter pH-Werte oder Verdünnungswerte. Dabei wird in einem Behandlungsbecken mit drei oder vier Abteilen gearbeitet, die in Serie angeordnet sind, so dass das Wasser von einem Abteil in das nächstfolgende Abteil fliesst. Die gesamte Verweilzeit des Wassers im Becken beträgt maximal 10 bis 15 h, vorzugsweise 2 bis maximal 15 h. Dadurch wird der Wärmeverlust auf ein Minimum reduziert. Normalerweise beträgt die Temperaturdifferenz zwischen dem in die Ausgleichszone einfliessenden und dem aus dieser ausfliessenden Wasser 11 C oder weniger. Vorzugsweise beträgt die Verweilzeit in jedem Abteil 30 bis 90 min.
Im ersten Abteil wird Abwasser verschiedenen Ursprungs vermischt und wird die Konzentration der Verunreinigungen gemessen. Gewöhnlich erfolgt eine manuelle oder automatische Messung des pH-Wertes, der Konzentration an giftigen Metallen, an COD-Verunreinigungen, Phenolen und Ammoniak. Da Abwasser aus mehreren Quellen in den relativ beengten Raum des ersten Abteiles eingeführt wird, werden mehrere Vorteile erzielt. Erstens ist es leicht, die Konzentration an Verunreinigungen zu ermitteln und eine drast - sehe Veränderung in der Konzentration rasch festzustellen, welche beispielsweise anzeigen würde, dass eine chemische substanzenführende Leitung gebrochen ist.
Der Grund hiefür ist der, dass im ersten Abteil eines Systems mit mehreren Abteilen die Konzentration rasch auf schneller zu ermittelten Werten ansteigt als in einem aus einem einzigen Abteil bestehenden System. Es wird auch eine Neutralisation erzielt. Beispielsweise kann ein Abwasser stark sauer und ein anderes stark basisch sein. Wenn sich diese Ströme im ersten Abteil miteinander vermischen, erfolgt eine Neutralisation.
Um eine maximale Oxydation bestimmter Verunreinigungen, wie insbesondere von Sulfiden, zu erzielen, ist es wichtig, den pH-Wert in der Ausgleichszone richtig einzustellen. Diese Einstellung erfolgt durch Zusatz von Säure oder Base zum Wasser Im zweiten Abteil, bis das Wasser einen pH-Wert Im Bereich von 6, 5 bis 9, 5, vorzugsweise zwischen 7, 5 und 8, 5 erreicht hat. Versuche haben gezeigt, dass wenigstens 3 Teile gelöster Sauerstoff pro Milllonteilen Wasser zugegen sein müssen, um einen unmittelbaren Sauerstoffbedarf (IOD) der Verunreinigungen Im Wasser bei einer vernünftigen Oxydationsgeschwindigkeit zu befriedigen. Um die Oxydation von IOD-Verunreinigungen zu katalysieren, werden vorzugsweise Hydrochinon oder Gallussäure dem Abwasser zugesetzt.
Wenn dieser IOD nicht abgesättigt wird, so kann das nachfolgende Belebtschlammverfahren nachteilig beeinflusst werden. Es wird folglich das Wasser im Behandlungsbecken der Ausgleichszone belüftet, wozu übliche schwimmende Belüfter verwendet werden können. Es wurde gefunden, dass die Belüftung in einer begrenzten Zone wirksamer ist. Eine ausgezeichnete Belüftung wird mit einem Auf-
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wand von 30 W oder mehr pro Tonne Wasser erzielt. Durch die Belüftung wird weiters das Wasser gut gerührt und durchmischt, so dass sich schwimmende Feststoffe auf der Oberfläche des Wassers ansammeln und dort abgeschöpft werden können.
Um zu gewährleisten, dass das Belebtschlammverfahren bei einem Ge- halt von etwa 10 Teilen Kohlenwasserstoff pro Millionteile Wasser und weniger als etwa 10 Teilen Feststoffe pro Millionteile Wasser vor sich geht, wird erfindungsgemäss ein Koagulierungs-und/oder Flockungsmittel dem Wasser im Ausgleichsbecken oder im Strom, der zum Belebtschlammverfahren führt, zugesetzt. Das
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den. Diese Aggregate werden mit dem ausfliessenden Strom zu einem Filter geführt und vor der Einführung in das Belebtschlammverfahren entfernt. Vorzugsweise wird in den Wasserstrom, der zum nachgeschalteten Belebtschlammverfahren führt, Luft eingeblasen um den unmittelbaren Sauerstoffbedarf des Wassers abzusättigen.
Das Wasser aus der Ausgleichszone strömt durch eine herkömmliche Belebtschlammanlage, in welcher das zwischen den Stufen des Belebtschlammverfahrens strömende Schlamm-Wasser-Gemisch belüftet und verschieden alter Schlamm von verschiedenen Stufen eine oder mehrere Stufen des Belebtschlammverfah- rensrückgeführtwird. Der Sauerstoff wird entweder in reiner Form oder vorzugsweise in Form von Luft eingeführt, beispielsweise als Druckluft oder vorzugsweise durch Ansaugen in den Schlamm-Wasser-Strom, der zwischen der Belüftungsstufe und der Nachklärstufe fliesst. Der Strom aus Schlamm, Wasser und Luft oder Sauerstoff ist dem erhöhten Druck, verursacht durch die hydrostatischen Drucke des Wassers im Belüftungsbecken und Nachklärbecken ausgesetzt. Folglich wird dieser Strom mit gelöstem Sauerstoff gesättigt oder übersättigt.
Der gelöste Sauerstoff hält den Schlamm im Nachklärbecken aerob und gewährleistet, dass das zum nachfolgenden dritten Behandlungsabschnitt strömende Wasser wenigstens 5 Teile gelösten Sauerstoff pro Millionteile Wasser enthält. Es kann auch Sauerstoff in Form von Luft oder in reiner Form unter Druck in die Ströme bestehend aus Schlamm und Wasser eingeblasen werden, die zwischen der Nachklärstufe und der Eindickstufe und zwischen letzterer und der Ausfaulungsstufe des Belebtschlammverfahrens strömen.
Aus diesem Grunde kann der Schlamm im Eindicker und im Ausfaulungsbecken längere Zeit gehalten werden.
Dieser gealterte Schlamm aus dem Eindicker und dem Ausfaulungsbecken wird zum Belüftungstank entweder direkt zugeführt, oder vorzugsweise indem man ihn mit dem Strom aus Schlamm und Wasser vermischt, der zwischen der ersten und der zweiten Stufe fliesst.
Der aus der Nachklärstufe des Belebtschlammverfahrens ausfliessende Strom wird filtriert, um biologische Feststoffe im Ausfluss zu entfernen, wonach letzterer mit Aktivkohle in Berührung gebracht werden kann, um geruchsbildende Stoffe oder andere Spurenbestandteile durch Adsorption zu entfernen. Dem Ausfluss aus dem Nachklärbecken können chemische Stoffe zugesetzt werden, um kolloidale Suspensionen zu brechen und die Filtration zu unterstützen. Auf Grund der zwischen den Stufen erfolgten Belüftung hat jedoch das Wasser einen Gehalt von wenigstens 5 Teilen gelöstem Sauerstoff pro Millionteile Wasser und folglich werden die im Filter und auf der Kohle anfallenden Organismen in aeroben Bedingungen gehalten, wodurch ein Geruch und ein Abbau der Qualität des gefilterten Ausflusses vermieden wird.
Weiters hat das zum Vorfluter gelangende Abwasser einen hohen Sauerstoffgehalt. Es wird also die Qualität des Wassers des Vorfluters nicht beeinträchtigt.
In der Folge wird das erfindungsgemässe Verfahren im einzelnen unter Hinweis auf die Zeichnung näher beschrieben, in welcher eine Anlage für die Behandlung von Abwasser nach dem erfindungsgemässen Verfahren dargestellt ist. Als typisches Abwasser dient ein solches aus einer Ölraffinerie und eines aus einer ehemischen Anlage. Die folgende Tabelle I erläutert die allgemeinen Merkmale des Abwassers aus einer Ölraffinerie, die Tabelle n zeigt die allgemeinen Merkmale des Abwassers aus einer chemischen Anlage.
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Tabelle I
Charakteristik des Baffinerieabwassers nach der Vorbehandlung in einem API-Separator
Mittelwerte für C-Raffinerien (USA)
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<tb> Parameter <SEP> Konzentration, <SEP> mg/l
<tb> Biochemischer <SEP> Sauerstoffbedarf, <SEP> 5 <SEP> Tage <SEP> 163
<tb> Chemischer <SEP> Sauerstoffbedarf <SEP> 473
<tb> Gesamter <SEP> organischer <SEP> Kohlenstoff <SEP> 180
<tb> Öl <SEP> und <SEP> Fett <SEP> 51
<tb> Phenolsubstanzen <SEP> 11
<tb> Suspendierte <SEP> Feststoffe <SEP> 52
<tb> Ammoniak <SEP> 48
<tb> Sulfid <SEP> 2 <SEP>
<tb>
Tabelle II
Einige Charakteristiken eines Abwassers chemischer Anlagen nach der Vorbehandlung
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<tb> Parameter <SEP> Konzentration, <SEP> mg/l
<tb> Biochemischer <SEP> Sauerstoffbedarf,
<tb> 5 <SEP> Tage <SEP> 50 <SEP> - <SEP> 5000 <SEP>
<tb> Chemischer <SEP> Sauerstoffbedarf <SEP> 500 <SEP> - <SEP> 20000 <SEP>
<tb> Suspendierte <SEP> Feststoffe <SEP> 30-100
<tb> Ammoniak <SEP> 50 <SEP> - <SEP> 250 <SEP>
<tb>
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auf die Qualitätsbedingungen des Wassers im Abteil--29--. Wenn Wasser aus dem ersten Abteil--29-- mit der Wassermasse im zweiten Abteil--30-- vermischt wird, so verringert sich die Konzentration an Verunreinigungen. Wenndas Wasser aus dem zweiten Abteil--30-- mit der Wassermasse im dritten Abteil - vermischt wird, so erfolgt eine weitgehende Herabsetzung der Konzentration der Verunreinigung in diesem dritten Abteil.
Durch das Vermischen des Wassers in dieser Weise erfolgt eine Verdünnung der Verunreinigungen, so dass die anfängliche Ausflusskonzentration aus dem dritten Abteil --31-- geringer ist als Im Falle der Verwendung eines einzelnen Beckens. Wenn daher eine bestimmte Menge an Verunreinigungen in das erste Abteil --29-- hineinfliesst, so wird diese Menge allmählich in die Wassermengen des zweiten und dritten Abteils --30 und 31-- eingemischt und daher verdünnt, so dass die Konzentration an Verunreinigungen oder die Art derselben im dritten Abteil--31-- nicht wesentlich erhöht oder anderweitig verändert wird.
Als Folge hievon akklimatisieren sich in der nachgeschalteten biologischen Behandlungsanlage die Mikroorganismen an den geringen Wechsel In der Konzentration oder in der Art der Verunreinigungen und sind daher befähigt, diese höhere Konzentration an Verunreinigung oder die unterschiedliche Art an Verunreinigungen biologisch abzubauen.
Gemäss einem andern Merkmal der Erfindung wird eine solche durchschnittliche Verweilzeit des Wasser im Ausgleichsbecken --12-- eingehalten, dass ein maximales Ausmass an Wärme im Wasser zurückgehalten wird. Eine grössere Wärme im Wasser bewirkt einen grösseren biologischen Abbau der Verunreinigung in der Behandlungsanlage --20--. Die durchschnittliche Temperatur des Wassers, welches in die Anlage - -20-- eintritt, liegt vorzugsweise in einem Bereich von 32 bis 38 C.
DasWasser im erstenAbteil--29--wird messtechnisch, regeltechnisch oder steuertechnisch überwacht, um die Gegenwart insbesondere schädlicher Verunreinigungen, wie z. B. Ammoniak, Phenolsubstanzen, Sulfiden, Säuren, Alkalien usw. festzustellen und deren Ursache zu ermitteln und zu beseitigen. Im zweiten Ab- teil--30-- wird der pH-Wert durch Zusatz von Säuren oder Alkalien kontrolliert, so dass er in einem Be-
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gungen erforderlich ist. Der pH-Wert istfür die Oxydationsreaktionen optimal, welche beschleunigt werden, wenn man Hydrochinon oder Gallussäure zusetzt. Herkömmliche schwimmende Belüfter (nicht dargestellt) schwimmen auf der Oberfläche des Wassers in jedem Abteil--29 bis 31-- und bringen in das Wasser Luft ein, um dieses zu belüften und gut zu durchmischen.
Diese Belüfter bewirken im Abteil --30-- eine Durch- mischung und Belüftung, wodurch Werte an gelöstem Sauerstoff im bevorzugten Bereich von 3 mg 02/1 oder grösser aufrechterhalten werden. Das bevorzugte Leistungsverhältnis der Belüfter liegt bei 38 W Belüftung und mehr pro 100 l Abteilvolumen.
Wenn aus irgendwelchen Gründen das Ausgleichsbecken --12-- mit einer extrem hohen Konzentration an Verunreinigungen, welche über der Behandlungskapazität liegt, belastet wird, beispielsweise wenn eine säureführende Leitung bricht, so wird ein Ventil--34-- in einer Rücklaufleitung --36-- geöffnet und das Ventil--38-- in der Filtereinlassleitung --14-- geschlossen. Eine Pumpe --40-- pumpt sodann dieses stark saure Wasser zum Stossbelastungsabteil --26-- eines Pufferbeckens --26--, wo es aufgefangen und allmählich in das erste Abteil--29-- des Beckens --30-- über die mit Ventil versehene Leitung --42-- eingeführt wird. Dadurch wird die nachgeschaltete biologische Behandlungsanlage --20-- vor einer Vergiftung durch eine Stossbelastung an Verunreinigungen geschützt.
Das Mischen, die Belüftung, die pH-Kontrolle, die chemischen Reaktionen usw. welche im Ausgleichsbecken --12-- stattfinden, verursachen eine Koagulierung und Flotation einer beachtlichen Menge an Verunreinigungen. Diese Menge wird von der Oberfläche des Beckens --12-- abgeschäumt. Es können zu diesem Zweck mit Schlitzen versehene Abschäumrohre (nicht dargestellt) auf der OberflächedesWassers imAbteil --31-- verwendet werden.
Der Ausfluss aus dem letzten Abteil--31-- enthält kolloidales Material, welches mit Koagulierungsoder Flockungsmitteln, wie beispielsweise Aluminium- oder Eisensalzen und/oder organischen Polyelektrolyten mit hohem Molekulargewicht versetzt wird. Die Koagulierungs- oder Flockungsmittel entstabilisieren die kolloidalen Teilchen für die Entfernung durch Filtration, wobei diese vom Ausfluss aus dem Becken-12- zur Filterbatterie --16-- fliessen. Das in den Kopftank --18-- einströmende Wasser wird durch die Pumpe
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stoffe pro Millionteile Wasser und nicht mehr als 10 Teile ölige suspendierte Feststoffe pro Millionteile Wasser enthalten. Von Zeit zu Zeit muss eine Filtereinheit in der Filterbatterie --16-- rückgespült werden.
Dies kann geschehen, indem man in der Zurührungsleitung zur Filtereinheit, die rückgespült werden soll, ein Ventil schliesst und in der Rückspülabwasserleitung (nicht dargestellt) ein Ventil öffnet, so dass der
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Abfluss des Auflauffilters zum Rückspülen verwendet werden kann. Eine Funktion des Kopftankes --18-- ist die, einen konstanten Rückdruck auf das gefilterte Wasser zu erzeugen und eine Rückspülwasserquelle mit konstantem Druck zu bilden. Das Rückspülwasser wäscht die Im Filter enthaltenen Feststoffe aus und befördert sie zusammen mit dem Wasser in ein Schlamm-Pufferbecken (nicht dargestellt).
Die biologische Behandlungsanlage --20-- hat vier Stufen, u. zw. eine Belebungs- oderBelüftungsstufe --44--, wo das verunreinigte Wasser mit dem biologisch aktiven Schlamm --46-- in Berührung gelangt, eine Nachklärstufe --48--, wo der Schlamm vom gereinigten Wasser abgetrennt wird, eine Eindickstufe --50--, wo der Schlamm eingedickt wird, um überschüssiges Wasser zu entfernen und eine Ausfaulungsstufe --52--, wo der Schlamm digeriert wird. In der ersten Stufe --44-- gelangt Wasser, das im wesentlichen frei von Feststoffen und öligen Substanzen ist, mit der Belebtschlammasse --46-- in einem Kontakttank --54--, der als Belüftungstank bezeichnet wird, in Berührung. Dieser Schlamm --46-- enthält Mikroorganismen, welche sich von den im Wasser enthaltenen Verunreinigungen ernähren.
Durch den Stoffwechselin den Mikroorganismen werden die Verunreinigungen in Zellstrukturen der Organismen, Kohlendioxyd und verschiedene andere Zwischenprodukte umgewandelt. In der Naqchklärstufe--48-- strömen das Wasser und der Belebtschlamm aus dem Belüftungstank --54-- in den Nachklärtank --56-- über die Leitung --72--. Wie später näher erläutert wird, erfolgt ein Zusatz von Belebtschlamm aus einer zweiten Quelle zur Leitung --72-- über die Leitung --100--. Die kombinierten Schlämme und das Wasser fliessen zum Klärtank --56--.
Die Leitung --72-- und eine isolierte Zone --84-- des Klärtanks --56-- sorgen für einen Kontakt der zweitenBelebtschlamm-Rück-
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--54-- verlässt.vorzugsweise durch ein Bett von Aktivkohle --66--, um jedwede Spur von Verunreinigungen zu entfernen, bevor das Wasser in den Vorfluter abgelassen wird.
In der dritten Stufe --50-- wird der vom Boden des Klärtanks --56-- abgezogene Schlamm konzentriert und es wird im Schlamm zurückgehaltenes Wasser abgezogen und entfernt. In der vierten Stufe --52-- wird der eingedickte Schlamm in einem Tank --62-- so lange gehalten, dass die Mikroorganismen eingelagerte Nährstoffe im Stoffwechsel verarbeiten können. Der digerierte Schlamm wird sodann auf den Boden abgesprüht und der Zersetzung überlassen, um als Dünger zu dienen. Alternativ kann der Schlamm verbrannt werden.
Erfindungsgemäss ist eine Zwischenbelüftung vorgesehen, um das Wasser zu belüften, wenn es in die biologische Behandlungsanlage --20-- und zwischen den vier Stufen der Anlage --20-- fliesst. Die wichtigste
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--7274-- zwischen der Belüftungsstufe und der Nachklärstufe --44 bzw. 48-fliessen. Auf Grund dieser Belüftung enthält das Wasser, welches den Klärtank --56-- verlässt und in ein Aufnahmewasser strömt, wenigstens etwa 5 Teile gelösten Sauerstoff pro Millionteile Wasser. Dies ist Insbesondere dann vorteilhaft, wenn Kohlenstoffadsorption angewendet wird. Der Sauerstoff In dem aus dem Klärtank-56-kommenden Wasser hält jeden Mikroorganismus im Filter --58-- oder nach dem Kohlenstoffbett aerob fest.
Wenn nicht genügend Luft in diesem Ausflusswasser enthalten ist, so werden die Mikroorganismen im Filter anaeroben Bedingungen ausgesetzt und erzeugen Schwefelwasserstoff, welcher das Abflusswasser verunreinigen würde. Weiters enthält der gelöste Sauerstoff im Wasser im Klärtank --56-- den Schlamm --46-- auf dem Boden dieses Tanks aerob und gestattet es, den Schlamm Im Eindicker --50-- und im Klärbecken --48-- länger als üblich zu halten. Dadurch gestaltet sich der Eindick- und Klärvorgang wirksamer.
Die Zwischenbelüftung wird erreicht, indem Luft in das Wasser, welches zwischen den Tanks strömt, angesaugt wird oder indem man Druckluft In die Verbindungsleitung eindrückt. Zusätzlich zum Rückspülen der Filterbatterie --16-- kann der Druck des Wassers im Tank --18-- vorzugsweise dazu ausgenutzt wer-
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--54-- fliessende- liegt oberhalb des Wasserspiegels des Belüftungstanks --54--. Das Wasser fliesst daher von der Oberseite des Kopftanks --18-- nach unten durch eine Leitung --64-- und entlang einer langen, gewöhnlich horizontalen Leitung --66--, welche nach oben in eine Leitung --68-- führt, die in der Mitte des Belüftungstanks - -54-- mündet. Die horizontale Leitung --66-- liegt entweder am Bodenniveau oder unterhalb des Bodenniveaus,
um den hydrostatischen Druck so gering als möglich zu halten. Dadurch ist die im Wasser angesaugte Luft auf Grund des Wassers im Kopftank --18-- und im Belüftungstank --50-- einem hohen Druck ausgesetzt. Die horizontale Leitung --66-- kann einen grösseren Durchmesser haben als die nach oben verlaufende Leitung --64-- oder sie kann durch Windungen gestreckt sein, um die Verweilzeit des Wasser-Luft-Gemisches zu verlängern.
Dadurch wird das in den Belüftungstank eintretende Wasser mit gelöstem Sauerstoff im wesentlichen gesättigt oder in bezug auf den atmosphärischen Druck sogar übersättigt. Normalerweise enthält dieses in den Belüftungstank --54-- eintretende Wasser wenigstens etwa 6 bis 8 Teile gelösten Sauerstoff pro Millionteile Wasser und kann Übersättigungswerte von etwa 12 Teilen gelöstem Sauerstoff pro
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Auf ähnlichein den Klärtank-56-eintritt, ao vereinigt sich der akklimatisierte Schlamm mit dem Schlamm Im Klär- tank --56-- und beimpft den Schlamm, der zum Mischtank --54-- über die Leitung --94-- rückgeführt werden soll.
Durch die kontinuierliche Beimpfung der Hauptumlaufmasse mit an denRückstand akklimatisiertem Schlamm erfolgt eine Verschiebung des Gleichgewichtes der Schadstoffe und eine Erhöhung der Entfernung dieser Verunreinigungen durch die Hauptschlammasse Im Mischtank-54--. Nachdem Einstellen des Gleichgewichtes liegt keine hohe Konzentration an schädlichem Substrat Im Wasser, welches den Klärtank-54- verlässt, vor. Die Einführung neuer Schadstoffe In das System verursacht eine rasche Entwicklung akklimati- sierter Organismen.
PATENTANSPRÜCHE ;
1. Verfahren zur Reinigung von stark ölhaltigem und stark verunreinigtem Abwasser, insbesondere von Abwässern aus Ölraffinerien und chemischen Betrieben bzw. Abwassergemischen solcher Abwässer, bei dem gegebenenfalls zunächst durch Vermischung vonAbwässern verschiedenen Ursprungs geeignete pH-Werte oder geeignete Verdünnungswerte eingestellt werden, und das Abwasser zwecks Abtrennung eines Grossteils von Kohlenwasserstoffen und Feststoffen vor der biologischen Behandlung vorbehandelt und sodann In einem biologischen Belebtschlammverfahren behandeltwird, wobei in einer Nachklärstufe gereinigtes Wasser von Belebtschlamm abgetrennt wird, und ein erster Teil des abgetrennten Schlammes zur neuerlichen Behandlung des Wassers In der Belüftungsstufe des Belebtschlammverfahrens rückgeführt wird,
während ein zweiter Teil des abgetrennten Schlammes gegebenenfalls einer Schlammaufbereitung zugeführt wird, In wel-
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behandlung und weiter einer weitgehenden Entfernung öliger Stoffe, etwa durch Filtration oder Flotation unterwirft, dabei ein Flockungsmittel bzw. Koagulierungsmittel einbringt, um den Gehalt an Kohlenwasserstoffen, Ölen und Fetten und an verbleibenden Schwebstoffen zusammen auf höchstens 20 ppm, vorzugsweise höchstens 10 ppm herabzusetzen, dass man die aus dieser Behandlung erhaltene flüssige Phase Im Belebtschlammverfahren unter Rückführung von belebtem Schlamm behandelt und dass man In das aus der Belüf-
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stoff in einer Menge einführt,
dass der Schlamm In der Nachklärstufe ständig In einem aeroben Zustand gehalten wird und man gegebenenfalls einen Teil des In der Eindickstufe eingedickte Schlammes und gegebenenfalls einen Teil des In der Ausfaulungsstufe digerierten Schlammes mit dem In die Nachklärstufe eintretenden Wasser-Schlamm-Gemisch vermischt.
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