DE19817268A1

DE19817268A1 - Verfahren zur katalytischen und biologischen Abwasserreinigung, Granulat zur Durchführung des Verfahrens sowie Verfahren zur Herstellung des Granulates

Info

Publication number: DE19817268A1
Application number: DE1998117268
Authority: DE
Inventors: Nils Guenther; Manfred Jank; Steffen Lauenroth; Wolfgang Schoeps
Original assignee: Hermsdorfer Institut fuer Technische Keramik eV HITK
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1998-04-18
Filing date: 1998-04-18
Publication date: 1999-10-21

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beide bei der Abwasserreinigung genutzten Reaktionen auf kleinem Raum optimal zur Wirkung zu bringen. DOLLAR A Diese Aufgabe wird gelöst, indem bei der katalytischen und biologischen Abwasserreinigung die katalytischen und biologischen Vorgänge in den Poren offenporiger Körper, vorzugsweise eines Granulates, aus anorganischem Grundmaterial gleichzeitig durchgeführt werden. DOLLAR A Die Erfindung ist bei der Abwasserreinigung anwendbar.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur katalytischen und biologischen Abwasserrei nigung, wobei bevorzugt ein Granulat eingesetzt werden soll. Weiter betrifft die Er findung die spezielle Ausgestaltung dieses Granulates sowie verschiedene Verfah ren zur Herstellung desselben.

Es sind Verfahren zur katalytischen und biologischen Abwasserreinigung bekannt, bei denen die katalytische und die biologische Behandlung nacheinander in aufein anderfolgenden, separaten Reaktionsbehältern jeweils unter Sauerstoffzufuhr erfolgt.

Bei einem älteren Verfahren mit katalytischer Oxidation sowie Sedimentation und Rückführung des Belebtschlammes ist nicht ersichtlich, wo die katalytisch wirksamen Stoffe fixiert sind bzw. zugesetzt und rückgeführt werden (DE 37 24 419 A1).

Bei einem anderen Verfahren zur Reinigung von Abwässern, die halogenorganische Verbindungen enthalten, befinden sich die katalytisch wirksamen Stoffe und die Mi kroorganismen auf vorzugsweise gleichartigen Trägern aus anorganischen Stoffen, wie beispielsweise Silikaten oder Zeolithen, in hintereinander angeordneten, separa ten Reaktorgefäßen. Dies können auch Wirbelschicht- oder Festbettreaktoren sein (DE 44 35 999 A1).

Diesen Verfahren liegt die Überlegung zugrunde, für Mikroorganismen schwer ab baubare Stoffe, wie beispielsweise halogenorganische Verbindungen, zunächst in gewissem Maße zu oxidieren und dann die vollständige Mineralisation von den Mi krorganismen durchführen zu lassen. Durch die räumliche Trennung der beiden Reaktortypen ist ein optimaler Ablauf der beiden Reaktionstypen bei naturgemäß quantitativ und qualitativ stark schwankender Schadstoffbelastung nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beide bei der Abwasserreinigung genutz ten Reaktionen auf kleinem Raum optimal zur Wirkung zu bringen.

Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen beschriebene Erfindung gelöst.

Durch den Katalysator werden für Mikroorganismen schwer abbaubare Stoffe anoxi diert, so daß diese die Reaktionsprodukte dieser Oxidation in unmittelbarer räumli cher Nähe weiter abbauen können.

Stoßbelastungen durch bestimmte Wasserinhaltsstoffe, für welche die Mikroorga nismen anfällig sind, können durch die katalytisch wirksamen Stoffe effektiv ausge glichen werden.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die beigefügten Zeichnungen stellen die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Ver fahrens beim Abbau von Wasserschadstoff-Modellsubstanzen im Vergleich mit dem Stand der Technik dar und zwar:

Fig. 1 Abbau des chlorierten Modellschadstoffes p-Chlorphenol (pCP),

Fig. 2 Abbau organischer Substanzen anhand des organisch gebundenen Gesamtkohlenstoffes (TOC).

Ein Blähglasgranulat, das in ökonomisch und ökologisch besonders vorteilhafter Weise aus Recyclingglaspulver hergestellt wurde, weist eine Körnung von 1 mm. . .4 mm, eine offene Porosität von 59,8%, wovon wiederum 93,8% Makroporen mit ei nen mittleren Porendurchmesser d₅₀ = 42 µm sind, auf. Solches Blähglasgranulat kann beispielsweise nach den Verfahren hergestellt werden, wie sie in den Deut schen Patentanmeldungen 195 31 801 und 197 34 791 beschrieben sind. Durch Tauchen in eine Eisensalzlösung und anschließendes Tempern wurden bevorzugt die Wandungen der Makroporen mit Fe₂O₃ beschichtet. Dieses Eisenoxid macht etwa 5 Masse-% des Granulates aus. Die Wirksamkeit des Verfahrens und des Granula tes wurde in einem Reaktor mit 9,6 l Inhalt bei täglicher Zugabe von 0,5 g/l H₂O₂ als Oxidationsmittel im Vergleich zu einem Belebtschlammreaktor ohne Granulat-Füllung sowie zu einem Reaktor der porösen Silikate (Blähglasgranulat ohne Eisenoxidbe schichtung) erprobt. (Das erfindungsgemäße Blähglasgranulat ist als "dotiertes porö ses Silikat" bezeichnet).

Die Schadstoffbelastung betrug bei allen Versuchreihen 40 µmol/(l h) Gesamtkoh lenstoff (TOG) und 35 µmol/(l h) p-Chlorphenol. Als Mikroorganismen-Kultur wurde eine Mischpopulation eingesetzt, die beispielsweise folgende Arten enthielt:
Acetobacter sp.
Rhodococus sp.
Pseudomonas sp.
Acinetobacter sp.

Claims

1. Verfahren zur katalytischen und biologischen Abwasserreinigung, dadurch ge kennzeichnet, daß die katalytischen und biologischen Vorgänge in den Poren offen poriger Körper, vorzugsweise eines Granulates, aus anorganischem Grundmaterial gleichzeitig durchgeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Abwasser und Oxidati onsmittel durch ein Granulat im Festbett geleitet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Abwasser und Oxidati onsmittel durch ein Granulat im Schwebebett geleitet werden.

4. Verfahren nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sauerstoffversorgung der Mikroorganismen und als Oxidationsmittel Luft, Sauer stoff und/oder Wasserstoffperoxid zur Anwendung gelangen.

5. Granulat zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß es aus einem vorzugsweise aus Recyclingglas hergestellten Blähglas, aus Zeolith oder Keramik besteht, wobei die katalytisch wirksamen Sub stanzen, vorzugsweise mit Metallen der Nebengruppen, wie Eisen, Titan, Mangan und/oder Kupfer in das Granulatmaterial eingelagert oder auf die Porenwandungen aufgebracht sind.

6. Granulat nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine räumliche und/oder grö ßenmäßige Differenzierung der Poren nach solchen die vorzugsweise oder aus schließlich mit katalytisch wirksamen Stoffen und solchen die vorzugsweise oder ausschließlich mit Mikroorganismen belegt sind.

7. Granulat nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine offene Porosität von 40 bis 80% und Porendurchmesser von 20 bis 100 µm.

8. Verfahren zur Herstellung eines Granulates nach Anspruch 5 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß die katalytisch wirksamen Substanzen durch Imprägnierung oder Ionenaustausch auf die Porenwandungen des fertigen Granulates aufgebracht wer den.

9. Verfahren zur Herstellung eines Granulates nach Anspruch 5 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß die katalytisch wirksamen Substanzen dem Pulver zur Granu latherstellung durch Mischfällen oder durch Zumischen zugesetzt werden.