AT409857B

AT409857B - Verfahren zum unterdrücken einer schwimm- und blähschlammbildung in der aeroben behandlungsstufe einer biologischen abwasserreinigung

Info

Publication number: AT409857B
Application number: AT0148400A
Authority: AT
Inventors: Ulrich Ing Kubinger; Josef W P Ing Ortner
Original assignee: Vta Engineering Und Umwelttech
Priority date: 2000-08-30
Filing date: 2000-08-30
Publication date: 2002-12-27
Also published as: ATA14842000A

Description


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   Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Unterdrücken einer   Schwimm- und Bläh-   schlammbildung in der aeroben Behandlungsstufe einer biologischen Abwasserreinigung, wobei die Abwässer in einem Kreislauf über eine anaerobe und anschliessend über eine aerobe Behand- lungsstufe unter Zufuhr eines Gemisches aus einem anorganischen Flockungsmittel und organi- schen Verbindungen geführt werden, bevor die weitgehend gereinigten Abwasser aus dem Kreis- lauf ausgeschieden werden. 



   Um nicht nur die im Abwasser enthaltenen Kohlenstoffverbindungen abzubauen, sondern auch eine biologische Reinigung der Abwässer von Stickstoff und Phosphor zu erreichen, ist für gute
Lebensbedingungen der für die Elimination von Stickstoff bzw. Phosphor benötigten Mikroorganis- men zu sorgen. Da für die Nitrifikation in der aeroben Behandlungsstufe möglichst keine Kohlen-   stoffquellen   vorhanden sein sollen, werden solche Kohlenstoffquellen für die Phosphataufnahme der aerob polyphosphatspeichernden Bakterien benötigt, was zum Teil gegensätzliche Anforde- rungen mit der Folge mit sich bringt, dass der Belebtschlamm einer ständigen Mangelsituation mit niedrigen Kohlenstoff- und Nährstoffkonzentrationen in abwechselnd belüfteten und unbelüftete
Behandlungsstufen unterworfen wird.

   Trotzdem gelingt es, gute Reinigungsleistungen sicher zu stellen, wenn den Abwässern in der anaeroben Behandlungsstufe beispielsweise ein Gemisch aus einem Flockungsmittel auf der Basis von Polyaluminiumhydroxidchlorid und aus biologisch leicht abbaubaren Kohlenstoffverbindungen, wie Essigsäure, Methanol und Glykol, zugegeben wird   (EP 1 013613 A1).    



   Die für die biologische Reinigung phosphorhältiger Abwässer zu schaffenden Betriebsbedin- gungen stellen für Fadenbakterien vorteilhafte Lebensbedingungen dar. Diese Fadenbakterien, z. B. Microthrix parvicella, bilden eine fadenartige Struktur, die das Absetzen des durch sie verur- sachten Schlammanteiles behindert und verlangsamt. Es entsteht   B ! äh- und Schwimmsch ! amm.   der eine ausreichende Trennung des Schlamm-Wassergemisches im Nachklärbecken gefährdet, insbesondere bei einem witterungsbedingten, erhöhten Abwasserzulauf. In solchen Fällen ist daher damit zu rechnen, dass Schlamm über den Überlauf des Nachklärbecken in unzulässiger Weise abgetrieben wird. 



   Um das Entstehen von   Bläh- und Schwimmschlamm   bei der biologischen Abwasserreinigung zu unterdrücken, wurden bereits unterschiedliche Vorschläge gemacht, die einerseits das Absetzverhalten verbessern und andererseits die Lebensbedingungen für die Fadenbakterien verschlechtern sollen. So ist es beispielsweise bekannt (JP 614 2 676 A), dem Abwasser ein   wasserlosliches   Polymer und Aluminiumpolychlorid zuzugeben, wobei das wasserlösliche Polymer durch die Reaktion eines Epihalohydrin mit einem Amin Stickstoff bereitstellen soll. Nach einem anderen Vorschlag (JP 2   169 096   A) wird die Verwendung eines   wasserlöslichen   Polymers vorgeschlagen, das durch die Reaktion eines Alkylenpolyamins und/oder eines Polyethylenpolyamins mit einem Epihalohydrin erhalten wird.

   Zur Bereitstellung eines entsprechenden wasserlöslichen Polymers wurde ausserdem vorgeschlagen (JP 63 218 296 A), Dialkylamin mit Epihalohydrin reagieren zu lassen. 



  Die blosse Zugabe solcher wasserlöslichen Polymere haben jedoch nicht zum gewünschten Erfolg geführt. Gleiches gilt, wenn lediglich Polyaluminiumchlorid als Flockungsmittel zum Einsatz kommt (EP 0 522 966 A1). Schliesslich ist es bekannt (JP 201 7998 A), einerseits ein kationisches, organisches hochmolekulares Flockungsmittel und andererseits ein anorganisches Hilfsmittel zur Unterstützung der Sedimentation zu verwenden. Es hat sich aber herausgestellt, dass auch diese bekannte Verwendung einer hochmolekularen organischen Verbindung mit positiver Ladung als Flokkungsmittel nicht den gewünschten Erfolg mit sich bringen kann, insbesondere im Hinblick auf eine biologische Abwasserreinigung mit einer Stickstoff- und Phosphorelimination. 



   Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, das Entstehen von   Bläh- und   Schwimmschlamm bei einer biologischen Abwasserreinigung mit einer   Stickstoff- und Phosphorelimination   auf ein unbedenkliches Mass zu unterdrücken. 



   Ausgehend von einem Verfahren der eingangs geschilderten Art löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch dass dem Kreislauf ein Flockungsmittel auf der Basis einer polymerisierten Metallhydroxidverbindung und ein quarternäres Amin mit positiver Ladung als organische Verbindung beigemengt werden. 



   Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Fadenbakterien aufgrund einer durch exo polymere Substanzen bedingten hydrophoben Oberfläche ein Bewachsen durch andere Mikroorganismen verhindern. Durch die Zugabe eines Gemisches aus einem Flockungsmittel auf der 

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 Basis einer   polymerisierten Metallhydroxidverbindung   und eines quarternären Amins mit positiver Ladung können die Ladungsverhältnisse im Oberflachenbereich der Fadenbakterien so verändert werden, dass sie für flockenbildende Bakterien besiedelbar werden.

   Für die flockenbildenden Bakterien entsteht somit trotz ihrer vergleichsweise niedrigen Wachstumsrate ein Wachstumsvorteil gegenüber den Fadenbakterien, die zunehmend in die entstehenden Schlammflocken eingebunden werden und damit Ihren nachteiligen Einfluss auf das Absetzverhalten der Schlammflocken verlieren. Es steigt die Absetzgeschwindigkeit der Schlammflocken, was im Zusammenhang mit den verschlechterten Wachstumsbedingungen für die Fadenbakterien zu einer nachhaltige Verbesserung des Schlammabsetzverhaltens führt. Dazu kommt, dass aufgrund der Ladungsänderung auf der Oberfläche der Fadenbakterien die als Nährstoffe für die Bakterien dienenden abzubauenden Stoffe besser in die Schlammflocke eingebunden werden und die mechanische Stabilität der Schlammflocke erhöht wird. 



   Das Flockungsmittel, das insbesondere   als Adsorptionsoberfläche   für die Mikroorganismen dient, kann vorteilhaft auf der Basis von Polyaluminiumhydroxidchlorid erstellt werden. In Verbindung mit einem organischen Ladungsträger, vorzugsweise aus einem Polyethylendiamin, können besonders günstige Verhältnisse für die Unterdrückung von   Bläh- und Schwimmschlamm   geschaffen werden. 



   Um eine Anpassung an unterschiedliche Rahmenbedingungen zu erhalten, können unterschiedliche Zuschlagsstoffe dem Gemisch beigefügt werden. So wurde beispielsweise für eine ausgeprägte Phosphorfällung ein Gemisch mit einem Flockungsmittel auf der Basis von Polyaluminiumhydroxidchlorid eingesetzt, das durch einen Aluminiumgehalt (in Form von A1203) von 163g   AizOs/kg,   einer Basizität von   52, 1g   OH/kg und einer relativen Basizität von   0, 35mol OH/3mol   Aluminium gekennzeichnet war. Zusätzlich wurden 7g Calcium/kg und als organischer Ladungsträger 100g   Polyethylendiamin/kg hinzugefugt.   Mit dieser Mischung konnte der Schwimmschlammanfall einer biologischen Abwasserkläranlage nach einer entsprechenden Anlaufphase auf ein unbedenkliches Mass unterdrückt werden.

   Die Zugabe der Mischung erfolgte während der Anlaufphase in einer höheren Menge zwischen 10 bis   80g/m3   bezogen auf die Zulaufwassermenge. Für den Dauerbetrieb konnte die Gemischmenge auf 5 bis   50g/m3   verringert werden. Die Zugabemenge kann auf eine durchschnittliche Tageswassermenge bezogen werden oder je nach Anwendungsfall von für die Schlammbildung massgebenden Parametern abgeleitet werden. So ist es beispielsweise möglich, die Dosierung des Gemisches von der Zulaufwassermenge, dem Schlammspiegel im Nachklärbecken oder den   Abwasserbelastungen,   insbesondere durch Phosphor, zu steuern oder zu regeln. Die Zumischung des erfindungsgemässen Gemisches bedarf keiner Änderung der übrigen Betriebsparameter einer Kläranlage. 



   Bei einer anderen Abwasserzusammensetzung, bel der nicht die   Phosphorfällung,   sondern die   Schwimm- und Blähschlammunterdrückung   im Vordergrund stand, konnte durch ein Flockungsmittel auf der Basis eines Polyaluminiumhydroxidchlorids mit 140g   At203/kg, oner   Basizität von 149g OH/kg sowie einer relativen Basizität von   1, 07mol OH/3mol Aluminium   in Verbindung mit 7g   Calci-   um/kg, 35g Magnesium/kg, sowie 120g Polyethylendiamin/kg als positiver Ladungsträger das Schlammabsetzverhalten entscheidend verbessert werden. Die Zugabe von Magnesium und Calcium erfolgte in Abhängigkeit von Absetzversuchen, um einen vorteilhaften Einfluss auf die Ausbildung der Schlammflocken zu erreichen. 



   In einem dritten Ausführungsbeispiel wurde das Flockungsmittel auf der Basis von   Polyaluml-   
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 und einer relativen Basizität von 0, 37 moi OH/3 mol Aluminium bestimmt. Diesem anorganischen Flockungsmittel wurden 30g Magnesium/kg und 120g Polyethylendiamin/kg als organischer Ladungsträger zugemischt Auch mit dieser Zusammensetzung konnte das Schlammabsetzverhalten in der gewünschten Weise beeinflusst und die Bildung von   Schwimm- und Blähschlamm   auf Dauer auf ein durchaus zulässiges Mass unterdrückt werden. 



   Die Dosierung des Produktes kann in einfacher Weise über Fällungsversuche bestimmt werden. Die Zuführung in den Abwasserkreislauf kann an unterschiedlichen Stellen erfolgen, beispielsweise im Bereich des Ablaufes aus der aeroben Behandlungsstufe, im Bereich des Schlammrucklaufes, oder im Bereich des Abwasserzulaufes. Es Ist lediglich darauf zu achten, dass das Gemisch mit dem Belebtschlamm in Berührung gebracht wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zum Unterdrücken einer Schwimm- und Blähschlammbildung in der aeroben Behandlungsstufe einer biologischen Abwasserreinigung, wobei die Abwässer in einem Kreislauf über eine anaerobe und anschliessend über eine aerobe Behandlungsstufe unter Zufuhr eines Gemisches aus einem anorganischen Flockungsmittel und organischen Ver- bindungen gefuhrt werden, bevor die weitgehend gereinigten Abwässer aus dem Kreislauf ausgeschieden werden, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kreislauf ein Flockungsmittel auf der Basis einer polymerisierten Metallhydroxidverbindung und ein quarternäres Amin mit positiver Ladung als organische Verbindung beigemengt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in an sich bekannter Weise ein Flockungsmittel auf der Basis von Polyaluminiumhydroxidchlorid eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als oganischer Ladungs- träger ein Polyathylendiamin eingesetzt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass den Abwäs- sern das Gemisch aus einem Flockungsmittel und einem organischen Ladungsträger in ei- ner auf die Zulaufwassermenge bezogenen Menge von 5 bis 50g/m3 beigemengt wird.