DD234159A3 - PROCESS FOR CONDITIONING ORGANIC SLUDGE - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konditionierung von organischem Schlamm, insbesondere der Wasserbehandlung und der Biotechnologie. Das Ziel der Erfindung besteht in einer wesentlichen Effektivitaetserhoehung des Gesamtprozesses der Schlammbehandlung, insbesondere von Belebtschlamm und Belebtschlammgemischen mit geringem Trockensubstanzgehalt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, um den Gesamtprozess der Konditionierung von organischem Schlamm einstufig ohne zusaetzliche Erwaermung und ohne Zugabe von Fremderzeugnissen oder Chemikalien bei wesentlich verkuerzter Reaktionszeit zu realisieren. Dabei soll das Schlammvolumen und die Masse des Feststoffanteiles signifikant verringert und gleichzeitig die Feststoffkonzentration im Schlamm erhoeht werden. Erfindungsgemaess wird ein organische Trockensubstanz enthaltender Schlamm auf die koernige Filterschicht eines Konditionierungsreaktors aufgebracht und in einem abgegrenzten Bereich des Reaktors bei gleichzeitigem Eintrag von Sauerstoff auf eine Frequenz von mindestens 0,3 s 1 erregt. Ausserhalb des abgegrenzten Bereiches werden anoxische Bedingungen eingestellt. Der Schlamm wird waehrend der Behandlung kontinuierlich eingedickt und ihm ein koerniges Material zugegeben. Nach 90...180 min nach Beginn der Behandlung erfolgt keine Schlammzugabe mehr.The invention relates to a process for the conditioning of organic sludge, in particular water treatment and biotechnology. The object of the invention consists in a substantial increase in the effectiveness of the overall process of sludge treatment, in particular of activated sludge and activated sludge mixtures with a low dry matter content. The invention has for its object to develop a method to realize the overall process of conditioning organic sludge in one stage without additional warming and without the addition of third-party products or chemicals at a significantly reduced reaction time. The intention is to significantly reduce the sludge volume and the mass of the solid fraction and at the same time increase the solids concentration in the sludge. According to the invention, an organic dry substance-containing sludge is applied to the core filter layer of a conditioning reactor and excited in a delimited region of the reactor with simultaneous introduction of oxygen to a frequency of at least 0.3 s. Outside the demarcated area anoxic conditions are set. The sludge is continuously thickened during treatment and a granular material is added to it. After 90 ... 180 min after the start of the treatment, sludge addition no longer takes place.
Description
Die Erfindung betrifft die Konditionierung von Schlämmen, die organische Bestandteile enthalten, insbesondere von Schlämmen der Wasserbehandlung und der Biotechnologie.The invention relates to the conditioning of sludges containing organic constituents, in particular sludges of water treatment and biotechnology.
Während der Konditionierung wird organische Bestandteile enthaltender Schlamm so behandelt, daß er effektiver entwässert werden kann sowie während und nach der Entwässerung nicht fault und keine Schwefelwasserstoffbildung auftritt. Dieser Prozeß wird mehrstufig in getrennten Reaktoren durchgeführt. Damit wird zunächst zur Erhöhung der Effektivität der Reaktoren für die Stabilisierung (Faulbehälter oder aerobe Stabilisatoren) die Konzentration der Feststoffe durch Eindickung (Schwerkrafteindicker, Flotationsanlagen, Eindickerzentrifugen) erhöht. Die Entwässerbarkeit der Schlämme mit Proteinanteilen wird dabei durch Denaturierung der Eiweiße irreversibel signifikant verschlechtert. Diese Ursache führt auch häufig zu einer unvollkommenen Stabilisierung der Schlämme in Faulbehältern.During conditioning, sludge containing organics is treated so that it can be dewatered more effectively, and does not rot during and after dehydration and no hydrogen sulfide formation occurs. This process is carried out in several stages in separate reactors. Thus, first, to increase the effectiveness of the reactors for stabilization (digester or aerobic stabilizers), the concentration of solids by thickening (gravity thickener, flotation, thickening centrifuges) is increased. The drainability of the sludge with protein components is irreversibly significantly impaired by denaturation of the proteins. This cause also often leads to imperfect stabilization of the sludge in digesters.
Die Stabilisierung unter anaeroben Bedingungen in Faulbehältern erfordert eine Erwärmung des Schlammes auf über 30°C und eine Dauer des Prozesses von 12...30 Tagen. Die aerobe Stabilisierung erfordert eine Erwärmung auf ca. 17°C (Winterbetrieb) und eine Dauer des Prozesses von 4... 17 Tagen.The stabilization under anaerobic conditions in digesters requires a warming of the sludge to over 30 ° C and a duration of the process of 12 ... 30 days. The aerobic stabilization requires a warming to about 17 ° C (winter operation) and a duration of the process of 4 ... 17 days.
Bei allen bekannten Stabilisierungsverfahren tritt während des Prozesses eine Reduzierung der Konzentration der festen Phase auf, weshalb in einer folgenden technologischen Stufe eine nochmalige Eindickung (Nacheindicker) durchgeführt wird, die häufig zur Verbesserung der Entwässerungseigenschaften mit einer „Schlammwaschung" verbunden wird.In all known stabilization processes, a reduction in the concentration of the solid phase occurs during the process, which is why in a subsequent technological stage a re-thickening (Nacheindicker) is performed, which is often connected to improve the drainage properties with a "sludge wash".
Nachteilig ist neben den erforderlichen großen Volumina der Vor- und Nacheindicker sowie der anaeroben oder aeroben Stabilisatoren der hohe BSB5-Gehalt des anfallenden „Faulraumwassers" sowie derflüssigen Phase der Schlammeindicker, die z.B. zu einer 25...35%igen Vergrößerung der Belebungsreaktoren bei Abwasserbehandlungsanlagen und zu einem hohen Energieaufwand führen.A disadvantage is in addition to the required large volumes of pre-and post-thickener and the anaerobic or aerobic stabilizers of high BOD 5 content of accumulating "Faulraumwassers" and the liquid phase of Schlämmindicker, for example, to a 25 ... 35% increase in the aeration reactors Wastewater treatment plants and lead to a high energy consumption.
Bei den aeroben Schlammstabilisierungsverfahren wird die Kinetik des Ablaufs biologischer Oxydationsprozesse so ausgestaltet, daß der Abbau organischer Substanzen in der Gleichgewichtslage ein Maximum und die Synthese ein Minimum erreicht. Die dafür erforderliche geringe Belastung erfordert lange Aufenthaltszeiten. Eine Beeinflussung dieses naturgegebenen Zusammenhanges ist bisher nur durch Zugabe von Fremdenzymen und von Chelatbildnern bei gleichzeitiger Temperaturerhöhung des Schlamms um 10K (WP CO2F/249156.5) gelungen, wobei die Behandlungszeit auf 7... 17 Stunden verringert werden konnte. Voraussetzung für die Anwendbarkeit des Verfahrens ist eine Konzentration der Feststoffe von mindestens 4% im Schlamm und die Zuordnung einer Nacheindickerstufe. Die Belebungsanlage wird noch mit 16...22% höher belastet.In the aerobic sludge stabilization process, the kinetics of the course of biological oxidation processes are designed such that the decomposition of organic substances in the equilibrium position reaches a maximum and the synthesis reaches a minimum. The required low load requires long residence times. Influencing this natural connection has hitherto only been achieved by addition of foreign enzymes and chelating agents with a simultaneous increase in temperature of the sludge by 10K (WP CO2F / 249156.5), whereby the treatment time could be reduced to 7 ... 17 hours. Prerequisite for the applicability of the method is a concentration of solids of at least 4% in the sludge and the assignment of a Nacheindickerstufe. The activation plant is still burdened with 16 ... 22% higher.
In der DE-OS 2150962 wird vor Beginn und/oder während der Einwirkung von Mikroorganismen auf die Schwebstoffe im Abwasser dieses zur Zerkleinerung der Schwebstoffe einer Ultraschallbestrahlung ausgesetzt, um eine größere Oberfläche der Schwebstoffe und damit eine bessere Einwirkungsmöglichkeit von Mikroorganismen zu gewährleisten. Dabei wird als Aufgabe die Erhöhung der Synthese beim biologischen Oxydationsprozeß gesehen. Es wird Belebtschlamm angereichert.In DE-OS 2150962 is suspended before the beginning and / or during the action of microorganisms on the suspended solids in the wastewater this for crushing the suspended matter of an ultrasonic irradiation in order to ensure a larger surface of the suspended solids and thus a better impact possibility of microorganisms. It is seen as an object to increase the synthesis in the biological oxidation process. It is enriched activated sludge.
Zur Homogenisierung wird Belebtschlamm durch hochfrequente Schwingungen (Ultraschall) behandelt (OS 3014046). Dieses Verfahren kann nur im Zusammenhar.g mit einer nachfolgender physiko-chemischen behandlung (Einsatz von Fäll- und Flockungsmitteln) eingesetzt werden, da nach der Zerstörung der Belebtschlammflocken zur Ermöglichung der Entwässerung eine erneute Flockenbildung erforderlich ist.For homogenization activated sludge is treated by high-frequency vibrations (ultrasound) (OS 3014046). This process can only be used in conjunction with a subsequent physico-chemical treatment (use of precipitants and flocculants), as flocculation is required after the destruction of the activated sludge flakes to facilitate drainage.
Die Wirkung mechanischer Schwingungen geringer Intensität erfolgt bisher zum Verdichten von Schlammflocken in Eindickern, ohne dabei irgendwelche biochemischen Vorgänge zu beeinflussen. Dabei wirken sie so, daß die größte Schlammdichte am Boden der Eindicker erreicht wird. .The effect of low intensity mechanical vibrations has heretofore been to densify mud flakes in thickeners without affecting any biochemical processes. They work in such a way that the largest sludge density is reached at the bottom of the thickener. ,
Zur Erreichung einer Verbesserung der Luftdispersion und einer Intensivierung der Anlagerung von Sauerstoff an die Belebtschlammflocken zur Verbesserung des Flotationsverhaltens im Belebungsbecken zur Abwasserbehandlung sowie zur Steigerung der Abbautätigkeit einiger Komponenten des belebten Schlammes und der Geschwindigkeit des Abbaus der biologisch abbaubaren Stoffe werden in Belebungsbecken unter den Abwasser- und Rücklaufschlammzuleitungen Schwingungserzeuger eingesetzt (DE-AS 1484842). Mit dieser Lös'.-.ng wird die Kinetik des biologischen Abbauprozesses nicht verändert. Die ständig zugeführten Abwasserinhaltsstoffe werden durch die Belebtschlammorganismen unter ständiger Sauerstoffzufuhr oxydiert und zu Biomasse synthetisiert. Der Belebtschlamm selbst wird nicht stabilisiert, sondern es wird ständig neuer Belebtschlamm gebildet, der durch Flotation aus dem Belebungsbecken abgetrennt und zur Stabilisierung in Faulbehälter gebracht wird.In order to achieve an improvement of the air dispersion and an intensification of the addition of oxygen to the activated sludge flakes to improve the flotation behavior in the aeration tank for wastewater treatment and to increase the degradation activity of some components of the activated sludge and the rate of degradation of the biodegradable substances in the aeration tank under the waste water and return sludge feeds vibration generator used (DE-AS 1484842). With this solution, the kinetics of the biodegradation process are not changed. The constantly supplied wastewater ingredients are oxidized by the activated sludge organisms under constant oxygen supply and synthesized into biomass. The activated sludge itself is not stabilized, but it is constantly formed new activated sludge, which is separated by flotation from the aeration tank and brought to stabilization in digesters.
Das Ziel der Erfindung besteht in einer wesentlichen Effektivitätserhöhung des Gesamtprozesses der Schlammbehandlung, insbesondere von Belebtschlamm und Belebtschlammgemischen mit geringem Trockensubstanzgehalt.The object of the invention consists in a substantial increase in the effectiveness of the overall process of sludge treatment, in particular of activated sludge and activated sludge mixtures with a low dry matter content.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung soll eine hohe Energieeinsparung und durch Verringerung des benötigten Reaktorvolumens sowie der Verbesserung der Entwässerbarkeit des Schlammes eine entscheidende Investitionskostenreduzierung erreicht werden.With the solution according to the invention, a high energy saving and by reducing the required reactor volume and improving the drainability of the sludge, a decisive reduction in investment costs should be achieved.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, um den Gesamtprozeß der Konditionierung von organischem Schlamm mit geringer Feststoffkonzentration einstufig in einem Reaktor ohne zusätzliche Erwärmung und ohne Zugabe von Fremdenzymen oder Chemikalien bei wesentlich verkürzter Reaktionszeit zu realisieren. Dabei soll das Schlammvolumen und die Masse des Feststoffanteils signifikant verringert und gleichzeitig die Feststoffkonzentration im Schlamm erhöht werden.The invention has for its object to develop a method to realize the overall process of conditioning organic sludge with low solids concentration in one stage in a reactor without additional heating and without the addition of foreign enzymes or chemicals at a much shorter reaction time. The intention is to significantly reduce the sludge volume and the mass of the solids content and at the same time increase the solids concentration in the sludge.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß organische Trockensubstanz enthaltender Schlamm auf die körnige Filterschicht eines Konditionierungsreaktors aufgebracht, in einem abgegrenzten Bereich des Reaktors ständig oder in vorbestimmten Abständen bei gleichzeitigem Eintrag von Sauerstoff auf eine Frequenz von mindestens 0,3s"1 erregt wird.According to the invention, the object is achieved by applying organic dry substance-containing sludge to the granular filter layer of a conditioning reactor, in a delimited region of the reactor constantly or at predetermined intervals with simultaneous input of oxygen to a frequency of at least 0.3 s " 1 is excited.
Außerhalb des abgegrenzten Bereiches werden anoxische Bedingungen eingestellt, die den enzymkatalysierten Abbau hochmolekularer organischer Verbindungen durch Hydrolyse, Dehydrierung, Dehydratation und Dekarboxylierung ermöglicht, so daß nur für den oxydativen Endstoffwechselprozeß Sauerstoff benötigt wird. Während der Behandlung wird der Schlamm kontinuierlich durch Filtration über die körnige Filterschicht eingedickt. Das freigesetzte und das als Ergebnis des biologischen Abbauprozesses gebildete Wasser wird dadurch einschließlich der gelösten Metaboliten kontinuierlich aus dem System entfernt, wodurch eine ständige Zunahme der Trockensubstanzkonzentration auftritt.Outside the demarcated area, anoxic conditions are set which allow enzyme-catalyzed degradation of high molecular weight organic compounds by hydrolysis, dehydrogenation, dehydration and decarboxylation so that oxygen is required only for the oxidative endogenous process. During treatment, the sludge is continuously thickened by filtration through the granular filter layer. The water released and the water formed as a result of the biodegradation process is thereby continuously removed from the system, including the dissolved metabolites, whereby a constant increase in the dry matter concentration occurs.
Zur Verbesserung der Wasserabgabefähigkeit des Schlammes wird während der Behandlung körniges Material mit einer von Wasser verschiedenen Dichte zugegeben und nach 90... 180min nach Beginn der Behandlung die Schlammzugab e beendet.To improve the water-giving ability of the sludge, granular material having a density other than water is added during the treatment, and after 90 to 180 minutes from the start of the treatment, sludge addition is stopped.
Die Entwässerungseigenschaften von organische Bestandteile enthaltendem Schlamm sind von seinem Eiweißgehalt abhängig.The drainage properties of sludge containing organic components are dependent on its protein content.
Der Eiweißabbau beginnt in bedeutendem Maße jedoch erst nach Abbau der exogenen Nährstoffe, Kohlenhydrate und Fette.Protein degradation begins to a significant extent, however, only after degradation of exogenous nutrients, carbohydrates and fats.
Deshalb dürfen ab einem bestimmten Zeitpunkt nach Beginn der Behandlung keine exogenen Nährstoffe und Substrate mehr zugegeben werden. Der Prozeß läuft diskontinuierlich oder in einem strengen Tubularreaktor ab.Therefore, exogenous nutrients and substrates may no longer be added after a certain time after the start of treatment. The process is carried out batchwise or in a strict tubular reactor.
Erfindungsgemäß wird der abgegrenzte aerobe Bereich in Abhängigkeit von der Atmungsaktivität der Mikroorganismen im Schlamm in vorbestimmten Zeitabständen oder kontinuierlich durch den Konditionierungsreaktor bewegt. Durch die Ortsveränderung dieses abgegrenzten Bereiches innerhalb des Reaktors erfolgt eine ständige Verhinderung sowohl der Konzentrationspolarisation im Reaktor als auch der Ausbildung einer verdichteten Kolmationsschicht auf dem körnigen Filtermaterial sowie ein ständiger Wechsel von aeroben und anoxischen Bedingungen.According to the invention, the delimited aerobic region is moved in the sludge at predetermined time intervals or continuously through the conditioning reactor, depending on the respiratory activity of the microorganisms. Due to the change in location of this delimited area within the reactor, a constant prevention of both the concentration polarization in the reactor and the formation of a compressed Kolmationsschicht on the granular filter material and a constant change of aerobic and anoxic conditions.
Der Schlamm wird bis zum Erreichen einer Redoxpotentialerhöhung um 200...50OmV behandelt, wodurch pathogene Keime abgetötet und die Zellwände der Mikroorganismen angegriffen werden.The sludge is treated to reach a redox potential increase by 200 ... 50OmV, which kills pathogenic bacteria and the cell walls of the microorganisms are attacked.
In Verbindung mit der mechanischen Beanspruchung durch die auf das körnige Material übertragenen Impulse der Schwingungen werden nach Erreichen der endogenen Phase der Atmung der Mikroorganismen und dem Absterben der in Massenpopulationen aufgetretenen Arten deren Zellwände zerstört und das hochmolekulare Zellsubstrat sowie die an der Zellwand der Akaryonten befindlichen Enzymsysteme freigesetzt.In connection with the mechanical stress of the transmitted to the granular material pulses of vibrations are destroyed after reaching the endogenous phase of the respiration of microorganisms and the death of species occurring in mass populations whose cell walls and the high molecular cell substrate and located on the cell wall of Akaryonten enzyme systems released.
Diese werden mit der flüssigen Phase in die Filterschicht transportiert, dort am körnigen Material adsorbiert und durch gemeinsame Aufwirbelung der oberen Schicht mit dem Schlamm als außerhalb der Zellen biologisch aktive, immobilisierte Enzyme wiederholt zum Abbau organischer Substanzen eingesetzt. Wenn sich keine oder wenige gelöste organische Substanzen in der flüssigen Phase befinden, wirken die proteolytischen Enzyme, die bei höherer Konzentration gelöster organischer Stoffe die Zelleiweißsynthese bewirken, als hochwirksame trägerfixierte Exoenzyme zum Abbau der zelleigenen Eiweiße.These are transported with the liquid phase into the filter layer where it is adsorbed on the granular material and repeatedly used to decompose organic substances by co-agitation of the upper layer with the sludge as outside the cells biologically active, immobilized enzymes. When there are no or few dissolved organic substances in the liquid phase, the proteolytic enzymes, which cause cell protein synthesis at higher concentrations of dissolved organic substances, act as highly efficient carrier-fixed exoenzymes to degrade the cell's own proteins.
Da gleichzeitig das bei der Dehydration und beim oxydativen Endstoffwechsel sowie das durch die Wirkung der Biopolymere bei der Koagulation freigesetzte Wasser aus dem System abfiltriert werden, steigt die Konzentration des Substrates trotz des Abbaus von organischen Stoffen, wodurch entsprechend der Michaelis-Menten-Gleichung eine Erhöhung der Geschwindigkeit des Prozeßablaufes eintritt, die durch die optimale Durchmischung infolge der hohen Turbulenz im abgegrenzten aeroben Bereich synergetisch unterstützt wird.At the same time, as the water released from the system during dehydration and oxidative end metabolism, as well as that released by the action of the biopolymers during coagulation, the concentration of the substrate increases despite the degradation of organic matter, resulting in an increase according to the Michaelis-Menten equation The speed of the process sequence occurs, which is supported by the optimal mixing due to the high turbulence in the demarcated aerobic area synergistically.
Erfindungsgemäß werden die während des Stoffwechselprozesses entstehenden gasförmigen Inhibitoren mittels der Be- und Entlüftungseinrichtungen ständig entfernt. Zur Erhöhung der spezifischen Flächenleistunmg des Konditionierungsreaktors und der Entwässerungsplätze wird der Schlamm während der Behandlung kontinuierlich gewaschen.According to the invention, the gaseous inhibitors formed during the metabolic process are constantly removed by means of the ventilation devices. To increase the specific surface area of the conditioning reactor and the dewatering sites, the sludge is continuously washed during the treatment.
Der Schlamm kann auf verschiedene Weise niederfrequent erregt werden. Dazu eignen sich insbesondere rotierende Körper oder Vibratoren.The sludge can be low-frequency excited in various ways. Rotating bodies or vibrators are particularly suitable for this purpose.
Nach 3 bis 4 Stunden Behandlungszeit tritt plötzlich eine Änderung der Schlammeigenschaften ein. Er wird gut entwässerbar.After 3 to 4 hours of treatment suddenly a change in the sludge properties occurs. He will be well drained.
Unmittelbar danach ist das Maximum des Abbaus der organischen Substanzen, insbesondere der Eiweißstoffe, erreicht.Immediately thereafter, the maximum of the degradation of the organic substances, in particular of the proteins, is reached.
Durch die erfindungsgemäße Verfahrensführung wird eine bisher nicht gekannte Intensivierung der Biotechnik ohne Zusatz von Fremdenzymen oder Chemikalien unter psychrophilen Bedingungen (279-295K) erreicht, wodurch Reaktionszeiten einschließlich der Schlammeindickung von 4...10 Stunden gegenüber 3,5 bis 7 Tagen bei derthermophilen und mesophilen aeroben Schlammstabilisierung bei geringerem Energie-und Investitionsaufwand erzielt werden. Durch die Reduzierung der Masse und des Volumens des organischen Schlammes und den niedrigen spezifischen Filterwiderstand wird die anschließende Schlammentwässerung um 300 bis 500% effektiver, die Schlammeindicker zur Vor- und Nacheindickung entfallen völlig.By the method of the invention a hitherto unknown intensification of biotechnology without the addition of xenobiotics or chemicals under psychrophilic conditions (279-295K) is achieved, whereby reaction times including sludge thickening of 4 ... 10 hours compared to 3.5 to 7 days in derthermophilen and Mesophilic aerobic sludge stabilization can be achieved with less energy and investment. By reducing the mass and volume of the organic sludge and the low specific filter resistance, the subsequent sludge dewatering by 300 to 500% effective, the sludge thickener for pre- and Nacheindickung omitted completely.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben werden:The invention will be described below with reference to an embodiment:
In einer Abwasserbehandlungsanlage mit 210000m3/d Tageskapazität fallen 1 470m3/d Primärschlamm mit einem Trockensubstanzgehalt von 40g/l (davon 65%org.TS), 5026m3/d Belebtschlamm mit einem Trockensubstanzgehalt von 15g/l (davon 80% org. TS) und 44103/d Belebtschlamm mit einem solchen von 3g/l (davon 80% org. TS) an.In a wastewater treatment plant with 210000m 3 / d daily capacity fall 1 470m 3 / d primary sludge with a dry matter content of 40g / l (of which 65% org.TS), 5026m 3 / d activated sludge with a dry matter content of 15g / l (of which 80% org. TS) and 4410 3 / d activated sludge with one of 3 g / l (of which 80% org. TS).
Die Konditionierung erfolgt in offenen Becken, die eine Tiefe von 1,5m aufweisen. Auf der Sohle befindet sich eine Drainageschicht(Drainagerohre in Sand der Körnung 0,6... 1,2 mm). Darüber ist eine Filterschicht von 30 cm Stärke der Körnung 0,4...0,63mm angeordnet. Die freie Beckentiefe beträgt 1,1 m.The conditioning takes place in open tanks, which have a depth of 1.5m. On the sole there is a drainage layer (drainage pipes in sand of grain 0.6 ... 1.2 mm). Above this, a filter layer of 30 cm thickness of the grain size 0.4 ... 0.63 mm is arranged. The free pool depth is 1.1 m.
In Längsrichtung verfahrbar befindet sich auf dem Becken eine Vorrichtung, bei der in einem abgeschlossenen Raum eine rotierende Walze sowohl den Schlamm auf eine Frequenz von mindestens 0,3s"1 erregt als auch Sauerstoff in den Schlamm einträgt und gleichzeitig gebildete gasförmige Stoffwechsel produkte der Mikroorganismen austreibt. Zusätzlich kann der Sauerstoffeintrag in das Gerät während des Prozeßablaufes mit sehr hohem spezifischem Sauerstoffbedarf durch Anordnung von Zusatzbelüftern unterstützt werden.Movable in the longitudinal direction is located on the basin, a device in which in a closed space a rotating roller both the mud to a frequency of at least 0.3s " 1 excited and oxygen enters the mud and simultaneously expelled formed gaseous metabolites of the microorganisms In addition, the oxygen input into the device during the process with very high specific oxygen demand can be supported by the arrangement of additional aerators.
Der Mischschlamm mit einem Trockensubstanzgehalt von 7,4g/l (davon 74% org. TS) wird über eine Intensivbelüftungseinrichtung einmalig in einer Menge von 1 m3/m2 Filterfläche (spezifische Flächenleistung 7,4kg TS/m2) auf die körnige Filterschicht des Konditionierungsreaktors aufgebracht. Mit Beginn der Füllung wird die Vorrichtung mit einer Geschwindigkeitvon 1,5m/min in Längsrichtung überdas Becken bewegt, wobei sich die Walze mit einer Geschwindigkeit 1 s"1 dreht, 4... 6cm in die Feinsandschicht eintaucht und somit die obere Zone der Filterschicht aufwirbelt und die Sandkörner mit dem Schlamm in Kontakt bringt.The mixed sludge with a dry matter content of 7.4 g / l (of which 74% org. TS) is applied via an intensive aeration device once in an amount of 1 m 3 / m 2 filter surface (specific area performance 7.4 kg TS / m 2 ) on the granular filter layer of the conditioning reactor applied. At the beginning of the filling, the apparatus is moved longitudinally over the tank at a speed of 1.5 m / min, with the roller rotating at a speed of 1 s -1 , immersing 4 ... 6 cm in the fine sand layer and thus the upper zone of the filter layer whirl up and bring the grains of sand into contact with the mud.
In Abhängigkeit von der Atmungsaktivität des Schlamms wird der Sauerstoffeintrag und die Taktfolge der Überfahrt des abgegrenzten aeroben Bereiches so festgelegt, daß das Redoxpotential des Schlamms um 200... 500 mV erhöht wird und außerhalb des abgegrenzten Bereiches nach 2...3min anoxisches Milieu herrscht.Depending on the respiration activity of the sludge, the oxygen input and the timing of the passage of the demarcated aerobic region is determined so that the redox potential of the sludge is increased by 200 ... 500 mV and outside the demarcated area after 2 ... 3min anoxic milieu prevails ,
Die Vorrichtung erreicht neben dem hohen Sauerstoffeintrag und dem Austrag von gasförmigen Inhibitoren des Stoffwechselprozesses eine völlige Vermischung und Dispergierung des Schlammes, wodurch sehr gute Bedingungen für den enzymkatalysierten Abbau von organischen Stoffen durch Mikroorganismen geschaffen werden.In addition to the high oxygen input and the discharge of gaseous inhibitors of the metabolic process, the device achieves complete mixing and dispersion of the sludge, thus creating very good conditions for the enzyme-catalyzed degradation of organic substances by microorganisms.
Nach 90... 180 Minuten sind etwa 40%derflüssigen Phase als Filtrat mit den darin gelösten biochemisch schwer abbaubaren Stoffen und anderen gelösten Metaboliten des Stoffwechselprozesses entfernt. Die exogene Atmung der Belebtschlammorganismen erreicht ihr Ende. Ab diesem Zeitpunkt darf kein Schlamm mehr zugegeben werden.After 90-180 minutes, approximately 40% of the liquid phase is removed as a filtrate with the biochemically poorly degradable substances and other dissolved metabolites of the metabolic process dissolved therein. Exogenous respiration of activated sludge organisms reaches its end. From this point on, no more sludge may be added.
Nach dem Absterben der vorhandenen Massenpopulationen werden deren Zellwände zerstört. Das Zellsubstrat wirkt als hochmolekulares Biopolymer flockenbildend, wodurch eine signifikante Steigerung der Wasserabgabefähigkeit des Schlammes erzielt wird. Durch die dabei freigesetzten autochthonen Enzyme werden die organischen Stoffe in einer Kettenreaktion oxydiert und das dabei freigesetzte Wasser ausfiitriert. Nach 4 Stunden erreicht dieser Prozeß seinen Höhepunkt. In diesem Stadium ist der Schlamm auf Zeit fäulnisunfähig, bildet bei Lagerung keinen Schwefelwasserstoff und hat einen niedrigeren spezifischen Filterwiderstand als zu Beginn der Behandlung.After the death of the existing mass populations, their cell walls are destroyed. The cell substrate acts as a high molecular weight biopolymer flocculating, thereby achieving a significant increase in the water-releasability of the sludge. The autochthonous enzymes released during this process oxidize the organic substances in a chain reaction and evacuate the liberated water. After 4 hours this process reaches its peak. At this stage, the sludge is incapable of incineration, does not form hydrogen sulfide on storage and has a lower specific filtering resistance than at the beginning of the treatment.
Der verbleibende Schlamm kann in weiteren Stufen auf Schlammentwässerungsplätzen oder maschinell entwässert werden, wobei auf Grund des geringen spezifischen Filterwiderstandes und der guten Entwässerungseigenschaften eine hohe Effektivität erreichbar ist.The remaining sludge can be further dewatered on sludge dewatering sites or by machine, with high efficiency being achievable due to the low specific filter resistance and good drainage properties.
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