DE1658083B2 - - Google Patents

Description

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für kommunale Abwässer und industrielle Abwässer stellenden Einleitungsbedingungen entsprechend, ge-

mit mehr als 1 % Feststoffgehalt gültige Vorschlag reinigt.

nicht anwenden, denn dieser hohe Gehalt an Kohle- Die zur Durchführung des erfindungsgemäß ausgehydraten macht als Vorstufe eine anaerobe saure Gä- bildeten Verfahrens dienende Anaerobstufe besteht rung zur Voraussetzung für die Faulung. Faul- 5 aus einem rechteckigen, etwa 2 m tiefen Erdbecken schlamm, der zum Impfen benötigt wird, bildet sich mit einem Inhalt von etwa 900 m». Bei einem durchwegen der besonderen Abwasserzusammensetzung schnittlichen Abwasseranfall von 600 m» pro Tag benur in unzureichenden Mengen, und der Feststoff ge- trägt die Aufenthaltszeit des Wassers etwa 1,5 Tage, halt hegt insbesondere bei Abwässern von Zuckerfa- Die Durchmischung wird im vorliegenden Fall mit bnken regelmäßig erheblich unter dem als untere io Hufe von Druckluft vorgenommen. Zu diesem Grenze angegebenen Wert von 1 %. Die in dem zi- Zwecke wurde von dem Kompressor der Aerobantierten Buch vorgeschlagenen Maßnahmen zur Erhö- lage eine Luftleitung bis zu einem auf dem Beckenhung des Feststoffgehaltes, wie z. B. das Eindampfen grand liegenden, etwa 2 m langen gelochten Rohr ge- oder das Eindicken, können bei den sehr großen Ab- führt. Für die Aufwärmung des Gärfaulbeckens werwassermengen schon aus wirtschaftlichen Erwägun- 15 den ungekühlte Fallwasser und überschüssige Kongen nicht angewendet werden, densate, also Abwärme, die z.Z. noch direkt in die

Das erfindungsgemäß ausgebildete Verfahren zugeführten Abwasser gegeben wird, verwendet. Zur zeichnet sich dadurch aus, daß es mit geringen Mit- pH-Wert-Steuerung dient Kalkmilch,
teln auf engem Raum und exakt steuerbar durchge- Bei dieser Anlage verlaufen die anaeroben Vorführt werden kann. Durch Wärmezugabe und Durch- 20 gänge optimal bei 25 bis 30° C, für die nachfolgende mischung werden die anaeroben Vorgänge der Gä- aerobe Stufe sind jedoch 15 bis 18° C am besten, rung und der Faulung beschleunigt. Durch die Zu- Die günstigsten Ergebnisse für die Gesamtbehandgahe von Neutralisationsmittel wird das Absinken lung werden bei einem Temperaturbereich zwischen des pH-Wertes ausgeglichen, das normalerweise IS bis 22° C, gemessen am Ablauf der anaeroben maßgebend dafür ist, daß nach vollzogener sauerer 25 Stufe, erzielt.

Gärung lange Zeit keine Faulung eintritt, da letztere Der in dem Anaerobbecken durch die Gärungsnur in alkalischer Umgebung abläuft. Die Praxis hat vorgänge entstehende pH-Abfall wird bei pH 6 bis gezeigt, daß das erfindungsgemäß ausgebildete Ver- 6,5 durch Kalkmilchzugaben auf pH 7,5 bis 8 aufgefahren als Kurzzeitverfahren durchgeführt werden bessert. Die Faulung kann nur bei Werten über dem kann, bei welchem durch Temperatursteuerung und 30 Neutralpunkt pH 7 erfolgen, während die Gärung in pH-Wert-Steuerung Gärung und Faulung im gleichen diesem Bereich — relativ — schwächer ist. Sinkt der Becken nebeneinander d. h. gleichzeitig ablaufen. In pH-Wert unter 7 ab, so ist dies ein Zeichen stürmisch den anaeroben Becken sind Gärungs- und Fäulniser- verlaufender Gärung, bei der die alkalische Faulung reger nebeneinander vorhanden, und durch die erfin- praktisch zum Erliegen kommt,
dungsgemäß vorgeschlagene pH-Wert-Steuerung 35 Durch den relativ geringen Schwankungsbereich wird je nach Erfordernis der eine oder andere Vor- zwischen pH 6 und pH 8 werden jedoch weder die gang begünstigt. Dieser biologische Vorgang wird er- Gärungs- noch die Fäulniserreger abgetötet, sondern reicht, obwohl die Temperatur, die eingehalten wird, können mit der Steuerung des pH-Wertes jeweils weder dem Optimalwert für die Gärung noch dem wieder aktiviert werden.

günstigsten Wert für die alkalische Faulung ent- 40 Auf diese Weise werden in dem Anaerobbecken

spricht. die Kohlehydrate und Eiweiße, z. B. auch Aminosäu-

Bei der Durchführung des erfindungsgemäß ausge- ren, in aerob gut verwertbare Verbindungen abgebildeten Verfahrens tritt somit in einem relativ klei- baut. Primäre Absicht ist dabei die Umwandlung dienen Becken ein Zustand ein, der sich weder unter ser Stoffe durch die anaeroben Prozesse. Sekundär den natürlichen Bedingungen des Stapelteichverfah- 45 tritt zusätzlich auch ein Abbau eines Teiles der Verrens, wo sauere Gärung und alkalische Faulung schmutzung ein; im vorliegenden Fall werden bei nacheinander im gleichen Becken, noch beim »Salz- einer eineinhalbtätigen anaeroben Behandlung etwa wedeler Verfahren«, bei dem das Abwasser nachein- 30 ⁰Zo der Verschmutzung (gemessen als BSB₅ = bioander getrennte Becken durchläuft, erzielen läßt. logischer Sauerstoffbedarf in 5 Tagen) abgebaut.

Je nach Konzentration und Zusammensetzung des 50 Wie die Versuche zeigten, wirkt sich eine weitere

Abwassers wird nach einer bestimmten Um- und Ab- Verlängerung der anaeroben Behandlung noch gün-

bauzeit ein Punkt erreicht, von dem an der nachfol- stiger auf die aerobe Abbaufähigkeit aus. Daher ist

gende aerobe Abbau störungsfrei durchgeführt wer- es zu empfehlen, die Anlagen für Zuckerfabriken für

den kann. Jede Verlängerung des anaeroben Ab- eine etwa drei- bis fünftägige anaerobe Behandlung

baues steigert jedoch die Abbaufähigkeit des Abwas- 55 auszulegen,

sers in der nachgeschalteten Aerobstufe. Die vorgeschaltete Anaerobstufe bringt jeder

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des er- aerobbiologischen Stufe folgende Vorteile:

findungsgemäß ausgebildeten Verfahrens beschrie- 1. Das anaerob vorbehandelte Abwasser wird für

ben. die nachfolgenden aeroben Prozesse abbaufähi-

In einer Zuckerfabrik wurde das erfindungsgemäß 60 ger gemacht. Während im vorliegenden Fall

ausgebildete Verfahren zur anaeroben Behandlung durch die aerobe Reinigung bisher ein etwa

des Abwassers erstmals großtechnisch eingesetzt. 7O°/oiger relativer (in mg/1 BSB₅) als auch ein

Das erfindungsgemäß ausgebildete Verfahren wurde absoluter (kg/m³ · d BSB₅) Abbau möglich war,

einer bereits seit langem bestehenden aerob arbeiten- wird durch das Verfahren nach der Erfindung

den Kläranlage vorgeschaltet. In dieser konventionel- 65 eine Einleitungskonzentration von 30 bis 50 mg/1

len Kläranlage wurden bisher die frischen Restab- BSB₅ erreicht werden.

wasser und das überschüssige Schlammtransportwas- 2. Die Belastung aerober Kläranlagen kann bei der

ser aerob, jedoch unzureichend, d. h. nicht den zu Aufbereitung anaerob behandelter Abwasser ge-

steigert werden. In einem halbtechnischen Versuch konnte eine Steigerung um das Zweieinhalbfache erreicht werden.

3. Die Belebtschlammstruktur der Atrobstufe wird verbessert. Während bei der rein aeroben Reinigung frischer Zuckerfabrikabwässer ein sehr fädiger und daher schlecht sedimentierender Schlamm vorliegt, kann es nach der anaeroben Abwasservorbehandlung höchstens noch zu einer geringfügigen Ausbildung von Fadenorganismen in der Aerobstufe kommen (je nach Maß der anaeroben Behandlung).

4. Die Steuerungsjiiöglichkeit der Aerobstufe wird verbessert. Während bei der bisherigen rein aeroben Reinigung durch keine analytische Sofortmethode die jeweilige Belastung der Kläranlage festgestellt werden konnte, ist dies nach der anaeroben Vorbehandlung durch ein relativ konstantes Verhältnis des BSB₅ zum Gehalt der wasserdampfflüchtigen organischen Säuren möglich.

5. Durch die anaerobe Vorstufe wird ein Teil der Verschmutzung voll abgebaut und braucht daher in der aeroben Stufe nicht mehr abgebaut zu werden. Da bei Betrieben mit Überschußwärme die an aerobe Stufe sehr viel weniger an Energie — z. B. Strom für die Belüftung — verbraucht als eine aerobe Stufe, liegt ein entscheidender wirtschaftlicher Vorteil vor.

6. Bei Betrieben, die gegenwärtig noch auf das weiträumige Stapelteichverfahren angewiesen sind, um eine ordnungsgemäße Reinigung des Abwassers zu erreichen, kommen außergewöhnlich bedeutsame Platz- und Zeitersparnisse zum Tragen. Die z.B. bei Zuckerfabriken für den Gesamtwasseranfall von 80 bis 100 Betriebstagen bemessene Stapelfläche kann durch einen für den Anfall von maximal 5 Betriebstagen bemessenen anaeroben Behandlungsraum ersetzt werden. Allein diese Platzersparnis beträgt 95 %>.

7. Da das Stapelteichverfahren mit erheblichen Geruchsbelästigungen verbunden sein kann, die witterungsbedingt vor allem im Frühjahr und im Sommer'auftreten, bringt das anaerobe Verfahren auch in dieser Hinsicht wesentliche Vorteile.

Claims (1)

1. ι ²

   erweisen, um das Wasser gegen Wärmeverlust zu isolieren, so daß die Temperatur absinkt und der Reini-

   Patentanspruch: eunosvor°ang verzögert wird. Die geforderten Tem

   peraturen »vischen 35 und 40° C werden auch darm

   Verfahren zur biologischen Reinigung von 5 nicht erreicht, wenn größere Mengen kalten Abwasstark kohlehydrathaltigS Industrieabwässern, sers anfallen · Außerdem muß ehe Behandlung,des insbesondere von Zutkerfabrikabwässern, bei Abwassers sehr sorgfalüg überwach werden und die dem das Abwasser bei erhöhten Temperaturen Kalkdosierung erfordert maschineUe Emnchtungen zunächst einer anaeroben sauren Gärung und an- Dieses bekannte Verfahren reagiert außerordentlich schließend einer anaeroben alkalischen Faulung ,o empfindlich auf Veränderungen aller Art und .st daunterworfen und danach aerob gereinigt wird, her in hohem Maße störanfällig seine Durchführung dadurch gekennzeichnet, daß die saure ist wegen der Einstellung des Abwassers auf _PH90 Gärung und die alkalische Faulung gesteuert ne- nach der saueren Garung mit einem höheren KaIkbeneinLder durchgeführt werden, indem das Ab- verbrauch verbunden und es ist vor allem em relativ wasser intensiv untgewälzt, seine Temperatur in ₁₅ großer Aufwand an Hachen Anjagen und Maschieinem Bereich zwischen etwa 18 und 30° C und nen zur Durchfuhrung erforderhch Alle diese sein pH-Wert zwischen pH 6 und pH 8 um den Gründe zusammen sind maßgebend dafür, daß sich Neutralpunkt pH 7 gesteuert gehalten werden. dieses bekannte Verfahren nicht im größeren Um

   fange durchzusetzen vermochte.

   20 In der Praxis wurde statt dessen dem sogenannten Stapelteichverfahren der Vorzug gegeben. Das Was-

   ser wird bei diesem Verfahren ohne besondere Vorkehrungen in diese Stapelteiche geleitet und sich selbst überlassen. Je nach Witterung tritt dann früher

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur biologi- =.₅ oder später die anaerobe saure Gärung ajs erster Abschen Reinigung von stark kohlehydrathaltigen Indu- bauvorgang ein. Dann folgt eine Reifezeit, die einige strieabwässern, insbesondere von Zuckerfabrikab- Wochen, aber auch einige Monate betragen kann, wässern, bei dem das Abwasser bei erhöhten Tempe- und die anaerobe alkalische Faulung beg.nnt. Erst raturen zunächst einer anaeroben sauren Gärung und wenn beide Vorgänge abgelaufen smd, kann das Abanschließend einer anaeroben alkalischen Faulung 30 wasser aerob weiterbehandelt werden. Aber auch unterworfen und dann aerob gereinigt wird. dieses Verfahren befriedigt nicht, denn es erfordert

   Industrieabwässer mit einem hohen Gehalt an extrem große Teiche, deren Fassungsvermögen so Kohlehvdraten — bei den Abwässern von Zuckerfa- groß .st. daß zum Beispiel bei einer Zuckerfabrik die briken Hegen die Kohlehydrate meist in der Form gesamte Abwassermenge einer Kampagne aufgenomvon Zucker oder als organische Säuren vor — kön- 35 men werden kann. Da ferner die Mapelteiche vor alnen durch eine anaerobe alkalische Faulung erst lern bei warmem Wetter starke Gerüche abgeben, dann abgebaut werden, wenn die Kohlehydrate müssen sie von bewohnten Gebieten entfernt angedurch eine anaerobe saure Gärung vorbehandelt legt werden. Bei kühlen und verregneten Sommern worden sind. Die saure Gärung, die im allgemeinen kann es geschehen, daß das Abwasser in den Stapelrelativ stürmisch und bei erhöhten Temperaturen im 40 teichen noch nicht vollständig abgebaut ist wenn die Bereich zwischen 35 und 40° C verläuft, hat ein neue Kampagne beginnt. Trotz dieser Nachteile wird starkes Absinken des pH-Wertes zur Folge. Dieser das Stapeltcidiverfahren aber in breitem Umfange pH-Wert-Abfall kann in Extremfällen so stark sein, angewendet.

   daß die Gärung selbst zum Erliegen kommt. Dieser Ausgehend von diesem bekannten Stand der lech-

   niedrige pH-Wert verhindert aber auch den weiteren 45 nik, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe Abbau durch die alkalische Faulung, denn diese zugrunde, bei einem Verfahren der eingangs genannkann wiederum nur oberhalb des Neutralpunktes ten Art mit einem geringen baulichen Aufwand für pH 7 stattfinden. einen raschen anaeroben Abbau der Abwasserin-

   Bei dem bekannten »Salzwedeler Verfahren« haltsstoffe zu sorgen, und zwar in einem solchen (s. Fr. Sierp, »Die gewerblichen und industriellen 50 Maße, daß die nachfolgende aerobe Reinigung leicht Abwasser«, Springer-Verlag Berlin/Göttingen/Hei- möglich ist.

   delberg, 1953, S. 247 und 248) durchläuft das mit Zur Lösung dieser Aufgabe ist das einleitend beTemperaturen bis zu 50 C anfallende Abwasser zeichnete Verfahren erfindungsgemaß dadurch genacheinander vier Teiche und wird während dieses kennzeichnet, daß die saure Gärung und die alkali-Durchlaufs zunächst einer saueren Vorgärung unter- 35 sehe Faulung gesteuert nebeneinander durchgeführt zogen, dann folgt eine Kalkzugabe bis auf einen Wert werden, indem das Abwasser intensiv umgewälzt, von pH 9,0, der sich eine Faulung mit Methangärung seine Temperatur in einem Bereich zwischen etwa 18 anschließt. Durch die starke Kalkung werden und 3O⁰C und sein pH-Wert zwischen pH 6 und _; Eiweißstoffe zusammen mit Kalkschlamm ausgefällt. pH 8 um den Neutralpunkt gesteuert gehalten wer- /y .,,»., Der dabei entstehende Schlamm ist aber nicht voll- 60 den. ■M,;_:

   ständig abgebaut, sondern enthält organische Verbin- Im »Taschenbuch der Stadtentwässerung« von igi

   düngen, die zu einem späteren Zeitpunkt bei geeigne- K. Im hoff, 20. Auflage, Verlag von R. Oldenbourg, A ten Bedingungen in Faulung übergehen können. Wei- München/Wien, 1963, S. 183 und 184, ist zwar der , _; ter ist bei diesem Verfahren nachteilig, daß die für Hinweis enthalten, daß auch Abwasser durch an- ^ den anaeroben Abbau erforderliche hohe Tempera- 65 aerobe Prozesse nach den Lehren der Schlammfaü- Ü|; tür um 40° C aufrechterhalten werden muß. Bei lung in bezug auf Impfen, Umwälzen und Erwärmen ::«|: strengem Winterwetter kann sich die auf dem Ab- biologisch abgebaut werden könne. Auf Abwasser , Jj^f wasser entstehende Schaumschicht als unzureichend mit hohem Gehalt an Kohlehydraten läßt sich dieser ■ llffe