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Verfahren zur Behandlung von organischem Abwasser mit Belebtschlamm
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung des sogenannten Belebtschlammverfahrens
und betrifft ein verbessertes Verfahren zur biochemischen Behandlung von organischem
Abwasser mit belebtem Schlamm in zwei Stu. fen unter Verwendung von zwei unterschiedlichen
BelÜftungsbehältern.
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Der Ausdruck Belebtschlammverfahren Ist eine übliche Be. zeichnung
für ein Verfahren zur Behandlung von Abwasser durch Durchlüftung desselben in einem
DurchlÜftungsbe. hälter mit belebtem Schlamm, der vom letzten.Behälter, in welchem
er sich absetztes zurückgeführt wird. Dieses mit belebtem Schlamm arbeitende Verfahren
wird in zahl. reichen Herstellungsanlagen und Fabriken zur Behandlung des anfallenden
Abwassers angewandt. Je nach der Phase des zu behandelnden bzw. aufzubereitenden
Abwassers führt der in das Abwasser eingeleitete belebte Schlamm jedoch häufig zu
einem üblicherweise als "Verklumpungu bzw.
"Anhäufung" bezeichneten
Zustand, welcher große Schwierigkeiten bei der Abtrennung des belebten Schlamms
im letzten Absetzbehälter aufwirft und eine wesentliche Beeinträchtigung des garie-.er,
Arbeitsvorgangs zur Folge hat, Das Absetzen des belebten Schlamms in verklumptem
Zustand im letzten Absetzbehälter macht es erforderlich, daß die Konzentration der
in der Mischlauge suspendierten Feststoffe im Durchlüftungsbehälter auf einem niedrigen
Wert gehalten, werdeif muß. Ein mit niedriger Belebtschlamm-Konzentration im DurchlÜftungsbehälter
durchgeführtes Verfahren bringt jedoch selbstverständlich eine--Verminderung des
Behandlungs-Wirkungsgrads pro Leistungseinheit des Durchlüftungsbehälters mit sich,
Ein anderes herkÖmmliches Verfahren zur Behandlung bzw. Aufbereitung von Abwasser
beruht auf dem sogenannten Uverfestigten Belebtschlammverfahren11, bei welchem die
Durchlüftung des den belebten Schlamm enthaltenden Abwassers in einem mit Lagen
von Netzen ausgelegten Durchlüftungsbehälter durchgeführt wird, wobei der belebte
Schlamm durch die Netze aufgefangen und äuf diesen zurückgehalten wird. Obgleich
sich dieses letztgenannte Verfahren für die Aufbereitung der Abwässer von Städten
eignet, da die Phase dieser Abwässer für ihre Durchlüftung keine Verwendung von
belebten Schlamm erforderlich macht, eignet sich
dieses Verfahren
dagegen nicht fÜr Abwässer, wie sie beispielsweise von chemischen Anlagen stammen,
da diese ein Klumpen des für die Aufbereitung benutzten belebten Schlamms verursachen,
was auf die geringe Geschwindigkeit der Herabsetzung des BOD-Gehalts sowie darauf
zurückzu. führen i'st, daß folglich ein Teil des von den Packungslagen abgetrennten
Schlamms in der gesammelten aufberei. t--ten Flüssigkeit enthalten ist, welche dann
ein unerwünscht schlammiges und trübes Aussehen besitzt.
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Aufgabe der Erfindung ist die Vermeidung des Verklumpens des belebten
Schlamms während der Bel.andlung bzw. Aufbereitung von Abwasser mit einer fÜr die
Verursachung eines solchen Klumpens des Schlamms anfälligen Phase ohne Beeinträchtigung
der Wirksamkeit des Verfahrens durch kombinierte Anwendung des genannten verfestigten
Belebtschlammverfahrens sowie des üblichen Belebtschlammverfahrens. In biochemischer
Hinsicht befinden sich die in der nach dem verfestigten Belebtschlammverfahren durchgeführten
Arbeitsstufe vorhandenen Mikroorganismen in einer anderen Phase als diejenigen,
die in der Stufe des Verfahrens vorhanden sind, welche nach dem üblichen Belebtschlammverfahren
durchgeführt wird, Durch Kombination dieser beiden Verfahren zur Behandlung bzw.
Aufbereitung von Abwasser der
erwähnten Art kann die Behandlung
des Abwassers in Übereinstimmung mit den verschiedenen Phasen. des Abwassers erfolgen,
so daß folglich der BOD-Gehalt wirksam herabgesetzt werden kann.
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In der Zeichnung, in welcher ein Durchflußschema eines bevorzugtell
AusfÜhrungsbeispiels der Erfindung dargestellt ist, bedeutet die Bezugsziffer
1 einen zur Durchführung des verfestigten Belebtschlammverfahrens verwendeten
Durchlüftv.ngsbehälter."während ein Zwischen-Absetzbehälter mit 2 bezeichnet ist.
Ein für das übliche Belebtschlamm. verfahren angewandter Durchlüftungsbehälter ist
mit 3
bezeichnet, während ein weiterer Absetzbehälter bei 4 dargestellt ist.
Der Durchlüftungsbehälter 1 für das ver. festigte Belebtschlammverfahren
weist eine Anzahl von-Packungslagen 5, die gemäß dem später angeführten Beispiel
aus Netzen aus Kunststoff mit einer Maschenweite von 1cm bestehen können, sowie
ein in dem von den Netzlagen 5
entfernten Raum des Behälters 1 vorgesehenes
Luftverteilerrohr 6 auf. Der Rohzufluß wird Über ein Speiserohr
7 eingefÜhrt und im Behälter 1 in Zirkulation versetzt, wobei gleichzeitig
Luft hindurchgeblasen wird, die Über das Luftverteilerrohr 6 durch das Abwasser
diffundiert wird, Der auf diese Weise durch die DurchlÜftung aktivierte bzw. belebte
Schlamm wird infolge der in Strömung versetzten
Flüssigkeit von
den Netzlagen 5 aufgefangen und haftet an den Netzen an, an welchen er sich
zu festem belebten Schlamm ansammelt. Die im Rohzufluß enthaltenen organischen Substanzen
werden dann durch den festen belebten Schlamm aufgesogen bzw. verarbeitet, wobei
die organischen Sub. stanzen durch die im Schlamm enthaltenen Mikroorganismen aerobyA#er
Einwirkung unterzogen werden« Ein Teil der im Durchlüftungsbehälter 1 enthaltenen
behandelten Flüssigkeit wird dann zum Zwischen-Absetzbehälter 2 Überführt, in welchem
die Flüssigkeit ohne Rühren belassen wird. Nachdem sich die Feststoffe am Boden
dieses Absetzbehälters 2 abgesetzt haben, wird die auf diese Weise von den Feststoffen
befreite Flüssigkeit zum Durch» lÜftungsbehälter 3 überführt, wo sie dem
Üblichen Belebtschlammverfahren unterzogen wird. In diesem Durchlüftungsbehälter
3 wird die Flüssigkeit welter mit dem belebten Schlamm vermischt, der Über
ein Schlamm-Rückführrohr 8
nach dem Abtrennen von der FlÜssigkeit zurÜckgefÜhrt
wird, und wird das erhaltene Gemisch wiederum mit Luft kontaktiert, die Über ein
Luftverteilerrohr 9 eingeführt wird, um den BOD-Gehalt weiter herabzusetzen.
Ein Teil der im Durchlüftungebehälter 3 befindlichen Flüssigkeit wird in
den letzten Absetzbehälter 4 abgeführt, in welchem sie vom belebten Schlamm getrennt
wird, Die erhaltene
gereinigte Flüssigkeit wird dann aus dem Absetzbehälteia
abgeleitet.
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Die Verweilzeit der Flüssigkeit in den beiden Durchlüftungsbehältern
1 und 3 betragen jeweils etwa 8 Stunden. Diese Zeitspanne sollte
jedoch in Abhängigkeit von der Größe des BOD-Gehalts eingestellt werden. Der größte
Teil der im Rohzufluß enthaltenen organischen Substanzen wird zuerst im Durchlüftungsbehälter
1 zersetzt, worauf die behandelte Flüssigkeit im Zwischen-Absetzbehälter
2 praktisch von dem abgetrennten belebten Schlamm befreit wirdg der zusammen mit
der vom ersten Durchlüftungsbehälter 1
stammenden FlÜssigkeit in diesen Absetzbehälter
2 Überführt wird. Anschließend werden die restlichen organischen Substanzen im Durchlüftungsbehälter
3 abgetrennt. Die in dem im Durchlüftungsbehälter 1 befindlichen Schlamm
enthaltenen Mikroorganismen befinden sich in einer Phase, die sich von derjenigen
der Mikroorganismen in dem Schlamm unters cheidet, welcher im Durchläftungsbehälter
3
vorhanden ist. Aus diesem Urund ergibt sich kein zufriedenstellendes Durchlüftungsergebnis
aus einer einfachen Verlängerung der Verweilzeit des Inhalts in einem der Durchlüftungsbehälter
1 oder 3 oder aus der einfachen Durchlüftung unter Verwendung zweier
zusammengeschalteter Durchlüftungsbehälter ähnlicher Art. Eine wirksame Durchlüftung
wird
vielmehr nur durch die kombinierte Verwendung der beiden unterschiedlichen Durchlüftungsbehälter
er. zielt, nämlich eines Durchlüftungsbehälters 1 für das ver. festigte Belebtschlammverfahren
und eines anderen Durchlüftungsbehälters für das übliche Belebtschlammverfahren.
Es ist jedoch zu beachten, daß in dem Fall, in welchem üie DurchlÜftung im
Behälter 1 mit von der Unterseite her eingeführter Luft erfolgt, die Über
ein unterhalb der die ganze Fläche des Behälters 1 bedeckenden Packungslagen
5
angeordnetes Luftverteilerrohr 6 eingeführt wird, eine unerwünschte
Vergrößerung der Menge an Schlamm auftritt, die durch die Druckkräfte der Über die
Packungslagen verteilten Luft zu'einem Abtrennen von letzteren gezwungen wird. Aus
diesem Grund ist es wünschenswert, daß innerhalb des DurchlÜftungsbehälters
1 an einer neben dem Bereich, in welchem die Netzlagen 5 eingebaut
sind, befindlichen Stelle ein freier Raum vorgesehen und ein Luftverteiler. rohr
6 auf die dargestellte Weise in diesen Raum eingebaut wird, Außerdem ist
es nicht erforderlich, den Schlamm vollständig im Zwischen»Absetzbehälter 2 zu entfernen,
so daß letzterer durch ein Drehsieb oder eine ähnliche Vorrichtung ersetzt werden
kann, Im folgenden ist die Erfindung in Verbindung mit einem
bevorzugten.
Ausführungsbeispiel näher erläutert, Beispi 1
Unter Venienduilg eirer
Aufherr:dtungsvorrichtung mit eiriem DurchlÜftungsbehälter 3 von
10 1 Inhalt fÜr das Übliche Belebtschlammverfahren und einem End-Absetzbehälter
von 5 1 Inhalt wurde-von elver chemischen Anlage stammen. des Abwasser, das
im wesentlichen aus Acetaldehyd bestand und einen BOD-5.Gehalt-von 350 »
400 ppm (Teile pro Million Teile) und einen COD-Gehalt von etwa 440 -
550 ppm besaß, in den Durchlüftungsbehälter 3 und von diesem zum
End-Absetzbehälter 4 geleitet, während es mit Über ein Schlamm-RÜckführrohr
8 rüokzirkuliertem belebten Schlamm beschickt wurde, Die Behandlung des Abwassers
mit belebtem Schlamm wurde unter Luftzufuhr zum Behälter 3 Über ein Luftverteilerrohr
9 durchgeführt, Die Verweil-zeit der Flüssigkeit im Durchlüftungsbehälter
3 betrug 8 Stunden und die Konzentration an in der MischflÜssigkeit
suspen. dierten Feststoffen wurde auf einem Wert von etwa 25CC ppm grehalten.
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Die qualität der behandelten bzw. aufbereiteten Flüssigkeit sowie
der Schlamm-Volumenindex, d,h. das Gewichtsverhältnis des abgesetzten Schlamms nach
30 min langem Stehenlassen
der Flüssigkeit ohne Rühr,-pn
gegenüber dem
Gewicht der
in der mit dem Schlamm vermischten Flüssigkeit suspenler
nachstehenden Tabelle dierten Substanzen. sincL,_in c auf geführt,-
| Tabelle 0 |
| Behandlungswo Behandeltes Ab- Schlammkonzen- Schlamm |
| dauer (Tage) wasser tration im Volumen- |
| COD (ppm) BOD (ppm) Durchlüftungs- index |
| behälter (ppm) |
| 1 130 8 2530 83 |
| 2 12 |
| 3 158 2580 97 |
| 4 7 |
| 5 9 |
| 6 117 13 236o 84 |
| 7 5 2360 106 |
| 8 87 7 |
| 9 5 2280 120 |
| 12 187 28 2540 153 |
| 14 78 5 2870 172 |
| 16 70 -4 3040 181 |
Wie aue der Tabelle deutlich ersichtlich ist» zeigte sich ein allmählicher Anstieg
des Schlamm»Volumeninclex bei
zunehmend längeren Zeitspannen in
Verbindung mit einer Anhäufung des Schlamms, Das Absetzen von Schlamm wurde schließlich
nach dem zwanzigsten Tag unmöglich und führte ZU--eli1,er volls-tändigen Behinderung
des Verfahrens.
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Zum Vergleich mit der vorstehend beschriebenen Anlage wurden ein DurchlÜftungsbehälter
1 für das verfestigte Belebtechlammverfahren von 10 1 Inhalt und ein
Zwischen-Absetzbehälter 2 von 5 1 Inhalt dem Belüftungsbehälter
3
vorgeschaltet, Anschließend wurde eine kontinuierliche Behandlung von
8 Stunden Verwellzeit durchgeführt. Bei .dieser Anordnung konnte das Verfahlren
ununterbrochen 2 Monate lang durchgeführt werden, ohne daß auch nur die geringste
Störung auftrat. Die Qualität des behandelten bzw. aufbereiteten Abwassers war derart,
daß der BOD-5-Gehalt im Bereich von 5 - 12 ppm und der COD-Gehalt im Bereich
von 70 » 100 ppm lagen, während der Schlamm-Volumen-Index zwischen
110 und 130 lag* Außerdem zeigte es sichg daß der im Zwischen-Absetzbehälter
abgesetzte Schlamm solche Konsistenz besaßg daß 90 % oder mehr davon auf
einem-Sieb mit einer Maschenweite von 0.147 » 0.104 mm (100 bis
150 mesh) gesammelt werden konnteg wobei es sich herausstelltes daß der Zwiaohen-Absetzbehälter
durch ein Dreheieb o.dgl. Vorrichtung ersetzt werden könnte.
Wenn
die Behandlung bzw. Aufbereitung von Abwasser in zwei Stufen unter Verwendung zweier
kombinierter Durchlüftungsbehälterähnlicher Bauart und ohne einen DurchlÜftungsbehälter
fÜr das verfestigfier-Be--lblitis--ch-la7m-mm verfahren, der den vorher genannten
Durchlüftungsbehältern vorgeschaltet ist, durchgeführt wurde, konnte das Problem
der Klumpenbildung bzw. Anhäufung von Schlamm nicht ge. löst werden. Außerdem führte
die einfache Verlängerung äeiv Verweilzeit des Inhalts im Durchlüftungsbehälter
3
fÜr das Übliche Belebtschlammverfahren zu keiner Erhöhung der Geschwindigkeit
der Herabsetzung des BOD-Gehalts.
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Zur Gewährleistung einer Herabsetzung des BOD-Gehalts in einem ähnlichen
Ausmaß wie er nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielt wird, mußte die Verweilzeit
auf etwa 25 Stunden verlängert werden, Selbst bei dieser verlängerten Verweilzeit
konnte jedoch die Schwierigkeit der Klumpenbildung bzw, Anhäufung nicht auf die
gewünschte Weise gelöst werden, Wenn die DurchlÜftung unter Verwendung von zwei
kombinierten Durchlüftungsbehältern 1 für das verfestigte Belebtschlammverfahren
in zwei Stufen durchgeführt wurde, war es ebenfalls unmöglich, das schlammige Aussehen
der behandelten bzw. aufbereiteten Flüssigkeit zu vermeiden, während der
BOD-5.Gehalt des behandelten Abwassers im Bereich um 50 - 70 ppm lag.
Wie
erläutert, ist es durch Vorschalten eines DurchlÜftungsbehälters 1 für das
verfestigte Belebtschlammverfahren vor den Durchlüftungsbehälter 3 für das
Übliche Belebtschlammverfahren möglich, praktisch die gesamten Substanzen zu ersetzen,
die ein Klumpen bzw. eine Anhäu. fung des verwendeten belebten Schlamms verursachen,
wobei die zersetzten Substanzen in Form von Zwischenprodukten dem Durchlüftungsbehälter
3 für das übliche Belebtschlammverfahren zugeführt werden. Auf diese Weise
kann eine Schlammanhäufung vermieden und gleichzeitig der BOD-Gehalt im Durchlüftungsbehälter
3 herabgesetzt werdeng was dazu führt, daß die Wirksamkeit der ganzen Behandlung
bzw, Aufbereitung verbessert wird" Selbstverständlich soll die vorstehend beschriebene
beispielhafte AusfÜhrungsform der Erfindung in jeder Hinsicht nur als erläuternd
und keinesfalls als die Erfindung einschränkend aufgefaßt werden, da dem Fachmann
ersichtlicherweise zahlreiche Abwandlungen möglich sind, ohne daß der Rahmen der
Erfindung verlassen wird,