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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abwasserbehandlung
mit den Schritten:
- a) biologische Behandlung
des Abwassers;
- b) Klärung
des biologisch behandelten Abwassers;
- c) Abziehen von Überschußschlamm
zur Schlammbehandlung;
- d) Behandeln mindestens einer Teilmenge des Überschußschlamms mit Ozon.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin eine Abwasserbehandlungsanlage zur
Durchführung
dieses Verfahrens mit
- a) einer biologischen
Abwasserbehandlungsvorrichtung zur aeroben biologischen Behandlung von
Abwasser;
- b) einer Klärvorrichtung,
die an einen Auslass der biologischen Abwasserbehandlungsvorrichtung angeschlossen
ist und einen Abwasserauslass und einen Schlammauslass für einen Überschußschlamm
und ggf. Rücklaufschlamm
hat,
- c) eine Ozonbehandlungsvorrichtung, die an den Überschußschlammauslass
angekoppelt und zum Behandeln mindestens einer Teilmenge des Überschußschlammes
mit Ozon vorgesehen ist.
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Die
Nutzung von Ozon zum Aufschluss von Zellen bei der Abwasserbehandlung
ist hinreichend bekannt.
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Beispielsweise
ist in Ried, A. et al.: "Optimierungsmöglichkeiten
beim Betrieb von biologischen Kläranlagen
durch den Einsatz von Ozon",
in KA-Wasserwirtschaft, Abwasser, Abfall 2002 (49) Nr. 5, Seite
648 bis 658 die Nutzung einer Ozonanlage zur Oxidation von Überschußschlamm
beschrieben, um eine Desintegration von Überschußschlamm als wirksames Mittel
zur Reduzierung der zu entsorgenden Schlammmenge zu unterstützen. Der Überschußschlamm
entsteht dabei nach biologischer Behandlung des Abwassers in einem
Belebtschlammbecken und Nachklärung
des biologisch behandelten Abwassers und Voreindickung. Eine Teilmenge
des voreingedickten Überschußschlamms
wird ozonisiert zusammen mit nichtozonisiertem eingedicktem Überschußschlamm
in die Belebtschlammkläranlage
zurückgeführt. Hierdurch
konnte eine verbesserte Klärschlammdesintegration
belegt werden.
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In
der
DE 694 23 164
T2 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur biologischen
Aufbereitung von wässrigen
organischen Abfällen
beschrieben, bei der ebenfalls Überschußschlamm
einer oxidativen Zersetzung durch Ozon unterworfen wird. Der ozonbehandelte
Schlamm wird anschließend
einem Belüftungstank
zur aeroben biologischen Aufbereitung der wässrigen organischen Abfälle zurückgeführt.
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Aus
der
DE 199 20 269
A1 ist die direkte Ozonung von biologischen Belebungsstufen
in Abwasserkläranlagen
zum Zwecke der Reduzierung von Überschußschlamm
bekannt. Dabei wird das Ozon in einen Nitrifikationsbehälter des
Abwassers in der Stufe der biologischen Abwasserbehandlung geleitet.
Das Ozon wird sofort von dem Abwasser absorbiert und reagiert mit
den darin enthaltenen Schlammflocken, indem es die Zellwände der
Mikroorganismen angreift, den Zellsaft freisetzt und wieder für den biologischen
Abbau bereitstellt. Der Sauerstoff als Trägergas für Ozon wird dabei nicht abgetrennt,
sondern für
die erhöhte
biologische Aktivität genutzt.
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Weiterhin
ist aus der
DE 698 07 899 ein
Verfahren zur Abwasserreinigung mit einer zusätzlichen Schlammbehandlung
durch Ozon bekannt. Wiederum wird das mit organischen Stoffen belastete
Abwasser biologisch behandelt, um die organischen Stoffe durch Mikroorganismen
unter Schlammerzeugung abzubauen. Ein Teil des erzeugten Überschußschlamms
wird einer Ozonisierung in Kombination mit einer mechanischen Bewegung
unterzogen und in die Vorrichtung zur biologischen Behandlung zurückgeleitet.
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Bei
den beschriebenen Verfahren stellt ein Problem der relativ hohe
Ozonverbrauch dar, so dass eine technische Anwendung nur ausnahmsweise wirtschaftlich
sinnvoll ist. Zudem findet nachteilig eine nennenswerte und unerwünschte Anreicherung von
Schwermetallen und anderen anorganischen Stoffen im Überschußschlamm
statt, sobald die Reduzierung der Schlammmenge größere Ausmaße erreicht.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren sowie eine
verbesserte Abwasseranlage zur Durchführung des Verfahrens zur Abwasserbehandlung
zu schaffen.
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Die
Aufgabe wird mit dem gattungsgemäßen Verfahren
erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass mindestens eine Teilmenge des ozonbehandelten Überschussschlamms
aerob oxidiert wird und die Schlammbehandlung von der Abwasserbehandlung entkoppelt
ist, indem eine mit Ozon behandelte und aerob oxidierte Teilmenge
des Überschußschlamms abgezogen
und kein Anteil dieser Teilmenge mehr im Kreislauf in das Abwasser
zur erneuten biologischen Behandlung zurückgeführt wird.
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Durch
die Kombination der Ozonung des Schlamms mit einer aeroben Oxidation
können
die anoxidierten Mikroorganismen besser und weitgehender abgebaut
werden.
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Überraschenderweise
hat sich gezeigt, dass durch die aufeinanderfolgende und bevorzugt
wiederholte abwechselnde Behandlung mittels Ozonung und aerober
Oxidation nicht nur die Schlammmasse verringert werden kann, sondern
auch die Entwässerungseigenschaften
zum Beispiel in Form der spezifischen Filtrationsgeschwindigkeit
bei jedem Behandlungsschritt verbessert wird.
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Im
Unterschied zu den bislang bekannten Abwasserbehandlungsverfahren
wird die ozonbehandelte Überschußschlammmenge
somit nicht in den Abwasserstrom zurückgeleitet, sondern abgezogen
und gegebenenfalls in einer eigenen Behandlungsstufe weiterbehandelt.
Durch die fehlende Rückführung des
ozonbehandelten Schlamms wird erreicht, dass in der Biologie der
Abwasserbehandlung kein Mischschlamm aus behandeltem ozontem Schlamm
und unbehandeltem Belebtschlamm erzeugt wird. Dies führt im weiteren
Verlauf dazu, dass die Leistungsfähigkeit des Belebtschlamms
bezüglich
des biologischen Abbaus von biologisch schwer abbaubaren organischen
Abwasserinhaltsstoffen sowie der Nitrifikation nicht herabgesetzt
wird.
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Neben
einer gezielten Entkopplung der Schlammbehandlung von der Abwasserbehandlung wird
durch das erfindungsgemäße verbesserte Ozonbehandlungsverfahren
der Ozonverbrauch deutlich reduziert.
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Weiterhin
ist im Unterschied zu den bislang bekannten Verfahren eine gezielte
weitergehende Dekontamination des Überschußschlamms bezüglich organischer
Schadstoffe möglich,
wie zum Beispiel polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK),
hormonell wirksame Substanzen (endokrine Wirkstoffe), weil der behandelte,
ozonte Schlamm nicht wieder mit dem biologisch nicht abbaubaren Schadstoffe
enthaltenden Abwasser in Kontakt gebracht wird. Dadurch wird eine
erneute Adsorption bzw. Beladung des behandelten, ozonten Schlamms mit
diesen Schadstoffen vermieden. Vielmehr ist durch die abgetrennte
Kreislaufführung
mit Ozonung und biologischer Behandlung ein weitestgehender Abbau
dieser Schadstoffe möglich.
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Darüber hinaus
wird das Schlammalter des Belebtschlamms nicht beeinflusst, so dass
negative Einflüsse,
wie zum Beispiel instabile Nitrifikation in kalten Jahreszeiten
durch Herabsetzung des mittleren Schlammalters vermieden werden.
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Ganz
besonders vorteilhaft ist es, wenn zusätzlich ein Eindicken des ozonbehandelten
und aerob oxidierten Überschlussschlamms
und ein Abziehen von beim Eindicken anfallendem Überschußschlammwasser erfolgt. Damit
können
die Behälter und
Bioreaktoren verkleinert und der Energieverbrauch verringert werden.
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Nach
Boehler, M. und Siegrist, H.: „Partial Ozonation
of Activated Sludge to Reduce Access Sludge, Improve Denitrification
and Control Scumming and Bulking",
in: Proceedings of IWA specialised conference „Biosolids 2003 Wastewater
Sludge as a Resource",
Trondheim, Norway, 2003, p. 41 to 49 liegt die optimale Ozondosis bei
ca. 0,05 Gramm Ozon pro 1 Gramm Trockensubstanz mit einer Massenreduktion
des Schlamms um ca. 25 bis 35%. Oberhalb dieser Dosis sinkt die
Effizienz.
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Nach
DE 694 23 164 T2 ist
die minimale Ozondosis für
eine ausreichende Überführung von Bioschlamm
in BSB (biologischer Sauerstoffbedarf) vom pH-Wert abhängig. Bei
einem pH-Wert von 5 oder kleiner liegt diese minimale Ozondosis
bei 0,05 bis 0,04.
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Überraschenderweise
hat sich nun herausgestellt, dass nicht die ausreichende Überführung der
organischen Trockensubstanz in BSB oder CSB (chemischer Sauerstoffbedarf)
zu einem effizienten Ozonbehandlungsverfahren führt, sondern vielmehr ist die
Ozonbehandlung erfindungsgemäß dann abzubrechen,
wenn eine Erhöhung
des CSB-Wertes feststellbar ist. Dieser Zeitpunkt ist für Überschußschlamm
aus der kommunalen Abwasserbehandlung beispielsweise bereits nach
einer kurzen Ozonbehandlungsdauer von ca. 2 Minuten gegeben. Überraschenderweise
hat sich gezeigt, dass der CSB-Wert in der Regel zunächst abfällt. Diese
CSB-Abnahme verdeutlicht, dass die gelösten Abwasserinhaltsstoffe zeitgleich
mit den suspendierten organischen Feststoffen oxidiert werden und
die Freisetzung der Zellinhaltsstoffe langsamer erfolgt als die
Oxidation eines Teils der gelösten
Inhaltsstoffe. Sobald alle relativ schnell oxidierbaren organischen
Abwasserinhaltsstoffe durch Ozonung abgebaut sind, erfolgt eine
Zunahme des CSB-Wertes, die gemeinhin als Überführung von BSB bzw. CSB bekannt
ist. Nach einer Ozondosis von 0,0025 bis ca. 0,0035 g Ozon pro Gramm
Trockenstoff wird wieder der CSB-Anfangswert der Überschußschlammsuspension
erreicht. Sobald dieser Anfangswert, der bei nicht ausreichend kurzen
Messabständen
nicht feststellbar ist, wieder erreicht wird, liegen in der Schlammsuspension überwiegend
freigesetzte Zellinhaltsstoffe vor und/oder werden in zunehmendem
Maße freigesetzte
Zellinhaltsstoffe ozonisiert. Spätestens
ab diesem Zeitpunkt sinkt überraschenderweise
die Effizienz einer länger
andauernden Ozonbehandlung. Offensichtlich führen diese geringen Konzentra tionen
freigesetzter Zellinhaltsstoffe bereits zu einem erhöhten Ozonverbrauch
durch nicht biologische, ozonbasierte Mineralisation.
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Bei
anderen Schlämmen,
bei denen nur geringe Mengen an schnell abbaubaren organischen Inhaltsstoffen
in der Flüssigphase
vorliegen, ist diese Abnahme nur gering ausgeprägt. Diese Schlämme sind
durch eine langsamere bis hin zu einer kaum feststellbaren CSB-Zunahme
innerhalb der ersten 2 Minuten gekennzeichnet. Im Gegensatz zum üblichen
Ansatz einer möglichst
hohen Überführung von organischem
Trockenstoff in BSB bzw. CSB muss für eine besonders effektive
Ozonbehandlung und Massenreduzierung des Schlamms erfindungsgemäß insbesondere
diese langsame bzw. kaum feststellbaren CSB-Zunahme ausgenutzt werden.
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Aufgrund
der gefundenen erheblichen Sensibilität bezüglich des Wirkungsgrades bei
bereits kurzen Kontaktzeiten ist es weiterhin besonders vorteilhaft,
wenn die Ozonung kaskadenförmig
ausgebildet wird. Durch diese Kaskadierung des Ozonbehandlungsschrittes
wird eine Rückvermischung
von behandelten, ozontem Schlamm mit dem der Ozonbehandlungsanlage
zugeführten
Schlamm minimiert.
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Die
Ozonbehandlung einer Überschußschlammmenge
sollte maximal 4 Minuten, vorzugsweise maximal 2 Minuten, betragen.
Die Ozonung sollte somit bei möglichst
kurzer Kontaktzeit mit minimalem Ozonverbrauch betrieben und der
wesentliche Abbau von Schlamm in den Bioreaktor für die biologische
Abwasserbehandlung verlagert werden. Es hat sich herausgestellt,
dass jede weitere Verlängerung
der Ozonungsdauer zu einem erhöhten Ozonverbrauch
auf Grund der Oxidation der mittels Ozonung produzierten Zwischenprodukte
führt.
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Die
Menge von Ozon pro Gramm behandelter Trockensubstanz bei der Ozonbehandlung
des Überschußschlamms
sollte maximal 0,004 g pro 1 g Trockensubstanz (TS) betragen, vorzugsweise
maximal 0,002 g pro 1 g Trockensubstanz Die Aufgabe wird weiterhin
mit einer gattungsgemäßen Abwasserbehandlungsanlage
dadurch gelöst,
dass an die Ozonbehandlungsvorrichtung ein Bioreaktor zur aeroben
Oxidierung mindestens von Teilmengen des ozonbehandelten Überschußschlamms
angeschlossen ist und die Ozonbehandlungsvorrichtung von der biologischen
Abwasserbehandlungsvorrichtung entkoppelt ist, indem keine Rückleitung
für ozonbehandelten Überschußschlamm
in die biologische Abwasserbehandlungsvorrichtung vorgesehen ist.
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Die
gezielte Entkopplung der Schlammbehandlung von der biologischen
Abwasserbehandlung ohne Rückführung des
behandelten Schlamms hat den Vorteil, dass in der Biologie der Abwasserbehandlung
kein Mischschlamm aus behandeltem, das heißt ozontem Schlamm und unbehandeltem
Belebtschlamm erzeugt wird. Dies führt im weiteren Verlauf dazu,
dass der Überschußschlamm
aus der Belebung keine erhöhte
Schadstoffbelastung aufweist, die durch die Ozonung hervorgerufen
wird. Darüber hinaus
wird das Schlammalter nicht beeinflusst, so dass negative Einflüsse, wie
zum Beispiel instabile Nitrifikation in kalten Jahreszeiten, durch
Herabsetzung des mittleren Schlammalters vermieden werden.
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Vorteilhaft
ist es, wenn der Bioreaktor mit einer Rückleitung zur Kreislaufführung an
die Ozonbehandlungsvorrichtung angeschlossen ist. Durch die Kombination
der geeigneten Ozonung des Schlamms mit einer aeroben Oxidation
in einem geeigneten Bioreaktor in der Form, dass nicht nur eine Kreislaufführung von
Schlamm zwischen dem Bioreaktor und dem Ozonreaktor vorliegt, sondern
insbesondere auch eine Schlammeindickung zur Abtrennung von Schlammwasser
im Kreislauf integriert ist, können
die Reaktoren und Behälter
verkleinert sowie der Energieverbrauch verringert werden.
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Der
Bioreaktor sollte eine strukturierte Packung oder Füllmaterial
zur Immobilisierung von Mikroorganismen beinhalten. Damit wird die
Herausbildung einer eigenen Biozonöse im Bioreaktor verbessert,
so dass die anoxidierten Mikroorganismen besser und weitgehender
abgebaut werden können.
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Die
Erfindung wird nachfolgend an Hand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 Flussdiagramm
des erfindungsgemäßen Abwasserbehandlungsverfahrens;
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2 Diagramm
des chemischen Sauerstoffbedarfs in flüssiger Schlammphase nach einer Ozonbehandlung;
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3 Diagramm
des gelösten
CSB in Abhängigkeit
von der Zeit bei Ozonung von Überschußschlamm
mit unterschiedlichen Mengen an schnell abbaubaren organischen Inhaltsstoffen
in der Flüssigphase;
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4 Flussdiagramm
eines Ausschnitts des Verfahrens mit mehreren kaskadierten Ozonbehandlungsvorrichtungen
und einem Bioreaktor in Kreislaufführung;
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5 Flussdiagramm
eines Ausschnitts des Abwasserbehandlungsverfahrens mit mehreren
hintereinander geschalteten Ozonbehandlungsvorrichtungen und Bioreaktoren.
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Die 1 lässt ein
Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Abwasserbehandlung erkennen. Das Abwasser 1 wird zunächst in
bekannter Weise einer biologischen Behandlung 2 unterzogen
und anschließend
in einer Klärvorrichtung 3 geklärt. Das
biologisch behandelte und geklärte
Abwasser 4 wird dann in den Wasserkreislauf zurückgeleitet,
beispielsweise durch Ableiten in einen Fluss.
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Der
bei der Klärung
anfallende Schlamm 5 wird als Rücklaufschlamm 5a in
die biologische Abwasserbehandlungsvorrichtung 2 zurückgeführt. Eine
andere Teilmenge des Schlammes 5 wird als Überschußschlamm 5b in
bekannter Weise in einer Ozonbehandlungsanlage 6 mit Ozon
behandelt.
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Im
Unterschied zu den herkömmlichen Ozonbehandlungsverfahren
sollte die Kontaktzeit bei der Ozonung jedoch kurz sein und im Bereich
einer Dauer von ca. 2 bis 4 Minuten liegen. Diese Zeitdauer sollte
nicht überschritten
werden, da jede weitere Verlängerung
der Ozonungsdauer zu einem erhöhten
Ozonverbrauch auf Grund der Oxidation der mittels Ozonung produzierten
Zwischenprodukte führt. Bei
diesen Zwischenprodukten handelt es sich vorwiegend um freigesetzte
Zellinhaltsstoffe, wie Proteine und andere biologisch gut abbaubare
organische Substanzen. Es hat sich herausgestellt, dass die reduzierte
Ozonungsdauer zu einem Trockensubstanz (TS)-Abbau von ca. 10% mit
einem spezifischen Ozonverbrauch von 0,04 g Ozon je g abgebauter
Trockensubstanz TS bzw. 0,002 g Ozon je g behandelter Trockensubstanz
TS führt.
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Mindestens
eine Teilmenge 7 des mit Ozon behandelten Überschußschlamms 5b wird
gegebenenfalls nach Abtrennen von Schlammwasser 8a in einer
Schlammeindickungsvorrichtung 9a in einem separaten Bioreaktor 10 weiter
abgebaut. Dabei wird eine aerobe Oxidation in dem Bioreaktor 10 durchgeführt.
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Das
Abtrennen von Schlammwasser 8b kann auch in einer Schlammeindickungsvorrichtung 9b nach
der aeroben Oxidation im Bioreaktor 10 durchgeführt werden
oder durch einen diskontinuierlichen Betrieb des Bioreaktors, in
dem die Belüftung für kurze
Zeit, zum Beispiel 30 Minuten, abgestellt wird und ein Teil der überstehenden
Klärphase
als Überstandswasser
abgezogen wird.
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Mindestens
eine Teilmenge 11 des im Bioreaktor behandelten oxidierten Überschußschlamms 5b wird
im Kreislauf der Ozonbehandlungsvorrichtung 6 wie der zugeführt. Eine
andere Teilmenge 12 kann der Entsorgung oder einer weiteren
von der Abwasserbehandlung entkoppelten Behandlung zugeführt werden.
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Im
Unterschied zu den herkömmlichen
Verfahren erfolgt auf jeden Fall keine Rückführung des ozonbehandelten Überschußschlamms 5b bzw.
des im Bioreaktor 10 weiter abgebauten Schlamms 11, 12 zu
der biologischen Abwasserbehandlungsvorrichtung 2. Der
Schlammbehandlungskreislauf ist somit vollständig von dem Abwasserbehandlungskreislauf entkoppelt.
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Das
hat zudem zur Folge, dass der Abwasserbehandlungskreislauf nicht
beeinflusst wird und der Belebtschlamm und/oder der Überschußschlamm 5b in
seinen Eigenschaften nicht verändert wird.
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Dadurch
ergibt sich gegenüber
bisherigen Ozonbehandlungsverfahren der große Vorteil eines geringer belasteten Überschußschlamms 5b,
so dass dieser oder zumindest ein Teil davon weiterhin ohne Einschränkung auf
bisherige Art und Weise weiterbehandelt und/oder entsorgt werden
kann.
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Die 2 lässt ein
Diagramm des chemischen Sauerstoffbedarfs CSB in mg/L in der flüssigen Schlammphase
nach der Ozonbehandlung erkennen, die über die spezifische Ozondosis
in Gramm Ozon pro Gramm Trockensubstanz TS aufgetragen ist.
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Es
ist zu erkennen, dass der CSB-Wert bei zunehmender eingebrachter
Ozondosis zunächst
abfällt.
Damit wird deutlich, dass die gelösten Abwasserinhaltsstoffe
zugleich mit den suspendierten organischen Feststoffen oxidiert
werden und die Freisetzung der Zellinhaltsstoffe langsamer erfolgt
als die Oxidation der gelösten
Inhaltsstoffe.
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Sobald
alle relativ schnell oxidierbaren organischen Abwasserinhaltsstoffe
durch Ozonung abgebaut sind, erfolgt eine Zunahme des CSB-Wertes,
die gemeinhin als Überführung von
BSB bzw. CSB bekannt ist. Nach einer Ozondosis von 0,0025 bis ca. 0,0035
g Ozon pro Gramm Trockensubstanz TS wird wieder der CSB-Anfangswert der Übschußschlammsuspension
erreicht. Dann liegen in der Schlammsuspension überwiegend freigesetzte Zellinhaltsstoffe
vor und/oder werden in zunehmendem Maße freigesetzte Zellinhaltsstoffe
ozonisiert. Spätestens
ab diesem Zeitpunkt sinkt überraschenderweise
die Effizienz einer länger
andauernden Ozonbehandlung. Offensichtlich führen diese geringen Konzentrationen freigesetzter
Zellinhaltsstoffe bereits zu einem erhöhten Ozonverbrauch durch nichtbiologische,
ozonbasierte Mineralisation.
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Die 3 lässt ein
Diagramm von gelöstem CSB
(chemischer Sauerstoffbedarf) in mg/Liter über die Zeit der Minuten bei
der Ozonung von Überschußschlamm 5b für verschiedene
Schlammsorten erkennen. Das Diagramm für den Schlamm A ist mit Kreisen,
das Diagramm für
den Schlamm B mit Quadraten und das Diagramm für Schlamm C mit Dreiecken markiert.
Im Unterschied zum Schlamm C hat der Schlamm B und insbesondere
der Schlamm A geringere Mengen an schnell abbaubaren organischen
Inhaltsstoffen in der Flüssigphase.
Es ist erkennbar, dass bei einer Verringerung dieser Menge an schnell
abbaubaren organischen Inhaltsstoffen in der Flüssigphase die Abnahme des gelösten CSB
innerhalb der ersten 2 Minuten immer geringer ausgeprägt ist.
Für den
Schlamm A ergibt sich ein nahezu linearer Verlauf.
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Im
Gegensatz zum üblichen
Ansatz einer möglichst
hohen Überführung von
organischem Trockenstoff im BSB bzw. CSB muss für eine besonders effektive
Ozonbehandlung und Massenreduzierung des Schlamms erfindungsgemäß insbesondere
diese langsame bzw. kaum feststellbare CSB-Zunahme ausgenutzt werden.
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Aufgrund
der gefundenen erheblichen Sensibilität bezüglich des Wirkungsgrades bei
bereits kurzen Kontaktzeiten ist es weiterhin besonders vorteilhaft,
wenn die Ozonung kaskadenförmig
ausgebildet wird. Durch diese Kaskadierung des Ozonbehandlungsschrittes
wird eine Rückvermischung
von behandeltem, ozonbehandeltem Schlamm mit dem der Ozonbehandlungsanlage
zugeführten
Schlamm minimiert.
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Die 4 lässt ein
Flussdiagramm eines Ausschnitts des Abwasserbehandlungsverfahrens mit
der Ozonbehandlungsvorrichtung 6 und dem Bioreaktor 10 erkennen.
In dieser Ausführungsform
sind zwei Ozonbehandlungsvorrichtungen 6, vorzugsweise
jedoch wie dargestellt drei und mehr hintereinander geschaltet,
das heißt
kaskadiert. Anschließend wird
der ozonbehandelte Überschußschlamm 5b dem
Bioreaktor 10 zugeführt.
Mindestens eine Teilmenge des im Bioreaktor 10 abgebauten
Schlamms wird anschließend
den kaskadierten Ozonbehandlungsvorrichtungen 6a, 6b, 6c wieder
zugeleitet.
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Die 5 lässt eine
andere Ausführungsform
des Kreislaufs zwischen Ozonbehandlungsvorrichtung 6 und
Bioreaktor 10 erkennen. Hierbei sind jeweils eine Ozonbehandlungsvorrichtung 6 und
ein Bioreaktor 10 unmittelbar hintereinander geschaltet. Der
Ausgang eines Bioreaktors 10 ist dann an den Eingang der
nachfolgenden Ozonbehandlungsvorrichtung 6 geleitet. Dabei
ist eine Rückführungsleitung
des letzten Bioreaktors 10c in der Kette zu der ersten
Ozonbehandlungsvorrichtung 6a vorgesehen, um mindestens
eine Teilmenge 11 des ozonbehandelten und abgebauten Schlamms
wieder zurückzuführen.
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Eine
Eindickung des behandelten, ozonisierten Überschussschlamms 5b kann
durch diskontinuierlichen Betrieb der Bioreaktoren 10a, 10b und 10c mit
Abschaltung der Belüftung
und Abtrennen des Überstandswasser
nach Sedimentation des behandelten Überschussschlamms 5b erfolgen,
oder aber wie in 5 dargestellt, durch Abtrennung
von Überstandswasser 8b in
einer Schlammeindickungsvorrichtung 9b nach dem letzten
Bioreaktor 10c.
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In
dem mindestens einen Bioreaktor 10 erfolgt eine aerobe
Oxidation des ozonbehandelten Schlamms. Durch die Herausbildung
einer eigenen Biozonöse
im Bioreaktor 10 können
die anoxidierten Mikroorganismen leicht abgebaut werden. Hierzu sollte
der Bioreaktor 10 eine strukturierte Packung oder anderes
Füllmaterial
zu Immobilisierung von Mikroorganismen haben. Damit wird eine Haftung
des Biofilms auf den Füllkörpern erreicht,
so dass der Biofilm nicht ozont wird. Als Bioreaktoren 10 kommen beispielsweise
Bioreaktoren 10 zur aeroben Schlammbehandlung oder Festbettreaktoren
in Frage.
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Bei
gering stabilisiertem Belebtschlamm ist es vorteilhafter, den Überschußschlamm 5b zunächst im
Bioreaktor 10 zu behandeln und anschließend der Ozonbehandlung zuzuführen. Dadurch
wird ein Teil der organischen Stoffe biologisch abgebaut, so dass
für diese
kein zusätzliches
Ozon verbraucht werden muss.