CH539585A - Verfahren zur Konzentration biologischer Feststoffe in einem Reaktionssystem - Google Patents

Description

      Im    Hauptpatent Nr. 456 477 ist     ein    Verfahren     zur     Konzentration biologischer Feststoffe     in    einem Reak  tionssystem mit einem biologischen Reaktor, welcher  Nährstoffe für das flüssige, Lebewesen enthaltende Me  dium des Systems enthält und     in    welchem Bedingungen  für die metabolische Umwandlung der Nährstoffe auf  recht erhalten werden,     beansprucht,    das dadurch gekenn  zeichnet ist, dass eine Strömung des Mediums mit den  Lebewesen entlang einer Seite einer teildurchlässigen  Membran geführt wird, welche zum Zurückhalten der  Lebewesen an der betreffenden Seite der Membran  geeignet ist, jedoch den Durchgang der Trägerflüssigkeit  gestattet,

   wodurch die Strömung des Mediums konzen  triert wird, worauf mindestens ein Teil des konzen  trierten Mediums in den Reaktor rückgeführt wird, der  art, dass dauernd die Strömung des Mediums der kon  zentrierenden Wirkung der Membran unterzogen wird.  



  Die vorliegende Erfindung betrifft eine weitere Aus  bildung dieses Verfahrens, die für die Behandlung von       phosphorhaltigem    Abwasser     nützlich    ist.  



  Phosphor ist ein normaler     Bestandteil    von Abwasser,  insbesondere Industrieabwasser. In diesen Abwässern  liegt er sowohl in anorganischer als auch organischer  Form vor. Die üblichen Abwasseraufbereitungsverfahren  entfernen keine bemerkenswerten Mengen an Phosphor.  Folglich ist der grösste Teil des zuströmenden Materials  im Abfluss enthalten.  



  Bekanntlich benötigen ein- und mehrzellige     Wasser-          pflanzen    Phosphor zu ihrem     Wachstum.        Daher    wird das  Wachstum von Algen und anderen Wasserpflanzen in  Gewässern, in die behandeltes Abwasser zurückgeleitet  wird, durch grosse Mengen von Phosphor häufig an  geregt. Man bezeichnet diese Gewässer dann als ange  reichert oder eutroph.  



  Die praktisch vollständige Abscheidung von Phos  phor aus behandeltem Abwasser würde zur Eindäm  mung des Wasserpflanzenwuchses beitragen und somit  die Brauchbarkeit der aufnehmenden Gewässer erhöhen  und das mit dem     übermässigen    Pflanzenwuchs verbun  dene ästhetische Problem ausschalten.  



  Phosphor     gelangt        grundsätzlich    in zwei     Formen      organisch und anorganisch - in eine Abwasseraufberei  tungsanlage. Bei der gewöhnlichen Abwasseraufberei  tung gibt man beim Belebtschlammverfahren etwas anor  ganischen Phosphor für das Bakterienwachstum zu und  entfernt ihn vom Flüssigstrom, wenn überschüssige  Schlamm-Mengen verworfen werden. Löslicher orga  nischer Phosphor kann abgebaut werden     oder    die Anlage  unverändert verlassen. Wenn er unlöslich ist, vereinigt er  sich mit der biologischen Masse und erleidet praktisch  das gleiche Schicksal wie der     verworfene    Schlamm, der  unter Luftausschluss ausgefault oder verbrannt wird.

    Ziel der Erfindung ist eine Weiterentwicklung des Ver  fahrens gemäss Patentanspruch I des Hauptpatentes, um  das Verfahren für die Behandlung von phosphorhaltigem  Abwasser brauchbar zu machen. Diese Weiterentwick  lung ist dadurch gekennzeichnet, dass man durch Zugabe  von Calciumionen zum phosphorhaltigen Abwasser Cal  ciumphosphat ausfällt und dadurch den ausgefällten  Phosphor auf der dem konzentrierten Medium zuge  wandten Membranseite zusammen mit diesem zurück  hält.  



  Bei einer zweckmässigen Ausführung des     erfindungs-          gemässen    Verfahrens gibt man dem zuströmenden Ab  wasser Calciumionen in Form von Calciumhydroxyd zu,  das den     pH-Wert    über 8,5 aber unter<B>10,0</B> erhöht, was  die Fällung praktisch des gesamten im System vorhan-    denen anorganischen Phosphors ermöglicht, aber gleich  zeitig wegen der Gleichgewichtsbeziehung der Calcium  phosphatfällungsreaktion, dem Verfahren genügend  Phosphor für das Bakterienwachstum     belässt,    Das aus  der Zugabe von Calciumhydroxyd zum Abwasser her  rührende ausgefällte Calciumphosphat gelangt zur biolo  gischen Masse und wird mit dem verworfenen Belebt  schlamm entfernt.

   Man kann eine Phosphorabscheidung  von über 90% erwarten und diese bei sorgfältigem Be  trieb sogar auf 95% oder mehr steigern.  



  Die im System angewandten Membrane können aus  irgendeinem Material bestehen; der Wasseraustausch  sollte aber hauptsächlich auf Umkehrosmose und/oder  Ultrafiltration beruhen.  



  Ein geeignetes biologisches Reaktionssystem zur       Durchführung    des     erfindungsgemässen    Verfahrens ist im  Hauptpatent beschrieben.     Im        wesentlichen    besteht es aus  einem Reaktor mit einem     flüssigen,    Lebewesen enthal  tenden Medium zur metabolischen Umwandlung von  Nährstoffen in     Kombination    mit einem Trennorgan mit       einer    teildurchlässigen Membran, die für die Träger  flüssigkeit des     Mediums    durchlässig,     jedoch    für die  Lebewesen undurchlässig ist,

   sowie mit einem     Umwälz-          organ    zur Umwälzung des Mediums aus dem Reaktor  (10) zum Trennorgan und zurück. Dieses System wird  für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ergänzt  durch Mittel für den Zusatz von CaO oder anderen Cal  ciumionen liefernden     Verbindungen    zum System zwecks  Fällung und     Entfernung    des Phosphors aus dem Abfluss.  



  Bei Abwasserbehandlungen hält die Membran vor  zugsweise nicht nur Lebewesen sondern auch den     gross-          molekularen    Rückstand aus biologisch     langsam    abbau  baren, organischen Nährstoffen zurück, wodurch ge  nügend Gelegenheit und Zeit für metabolische Umwand  lung dieser Nährstoffe     geboten    wird. Bei gewissen An  wendungen der Abwasserbehandlung mag der Einsatz  einer Membran, die den     Durchtritt    gelöster, biologisch  nicht abbaubarer, anorganischer Stoffe in den Ablauf     zu-          lässt,    erwünscht sein.

   Bei anderen Anwendungen erzeugt  die biologische Kultur ein wertvolles     Produkt,    weshalb  man in diesem Fall den Durchtritt des Produktes durch  die Membran zur späteren Rückgewinnung anstrebt.  



  Da die Membranabscheidung im erfindungsgemässen  Verfahren vorzugsweise auf Umkehrosmose und Ultra  filtration beruht, gibt man das Abwasser mit Vorteil  unter Druck auf den Membranabscheider, um so das er  forderliche Druckgefälle durch die Membran zu  erhalten. Ein Teil der Trägerflüssigkeit tritt dabei durch  die Membran und verlässt den Membranabscheider als  Ablauf.     Die    biologische Kultur     Und    ein anderer Teil der  Trägerflüssigkeit wird auf der Einlaufseite der Membran  zurückgehalten und verlässt den Abscheider als soge  nanntes Konzentrat. Dieses     Konzentrat    wird im allge  meinen auf die Membran zurückgeführt und einer weite  ren Membranabscheidung unterworfen.

   Dieses Rück  führen kann durch direkten Kreislauf     und/oder    Kreislauf  durch den biologischen Reaktor erreicht werden. Vor  gesehen ist im allgemeinen auch das Abzweigen von bio  logischen Feststoffen aus dem System zur Steuerung des  Feststoffgehaltes und/oder Rückgewinnung einer wert  vollen Kultur.  



  Wegen der spezifischen     Grössentrennungseigenschaft          semipermeabler    Membranen wird üblicherweise die       Ablaufqualität    durch die     Zuflusskonzentration    zum Ab  schneider nicht ungünstig     beeinflusst.    Daher     lässt    sich ein       erfindungsgemässes    biologisches Reaktionssystem mit  viel höherer     Feststoffkonzentration    als bisher betreiben.      Folglich erlaubt die Erfindung den direkten Zulauf von  Abwasser zum biologischen Reaktor und erübrigt so  einen Vorklärer.

   Dies bringt die metabolische Umwand  lung des gesamten Abwassernährstoffstromes mit sich  und vermindert so die Gesamtmenge der Abfallschlamm  feststoffe. Ferner sind die Abfallfeststoffe aus dem bio  logischen Reaktionssystem im allgemeinen konzentrierter  und daher weniger voluminös.. Zusätzlich können die  Elemente des Reaktionssystems kleiner gewählt werden  infolge der höheren zulässigen Feststoffgehalte.     Schliess-          lich    enthält der Auslauf keine biologischen Feststoffe,  trotz hohem Feststoffgehalt, und weist so eine äusserst  hohe     Qualität    auf, indem er keine Bakterien und be  kannten Viren enthält. Dementsprechend erfordert der  Auslauf keine Chlorung, bevor er in ein Gewässer  zurückkehrt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren nach Patentanspruch 1 des Hauptpatentes, wobei das flüssige, Lebewesen enthaltende Medium phosphorhaltiges Abwasser ist, dadurch gekennzeichnet, dass man durch Zugabe von Calciumionen zum phos phorhaltigen Abwasser Calciumphosphat ausfällt und dadurch den ausgefällten Phosphor auf der dem konzen trierten Medium zugewandten Membranseite zusammen mit diesem zurückhält. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass man dem Abwasser die Calciumionen in Form von gebranntem Kalk oder Calciumhydroxyd zu gibt.

   2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass man den pH-Wert des Abwassers auf über 8,5 aber unter 10,0 erhöht.