DE2020158C3 - Verfahren zur biologischen Behandlung von fette und nicht fette Abfälle enthaltenden Abwässern - Google Patents

Description

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den Wassers verwendet.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur biologischen Behandlung von fette und nicht fette Abfälle enthaltenden Abwässern, wie Haushaltsabwässer, Abwasser aus Großküchen od. dgl., bei dem die nicht fetten Abfälle gesondert von den Fettstoffen in einem Abwasserbehälter einem bakteriellen Abbau unterworfen werden.

OIe nicht fetten Abfälle, wie die Küchenabfälle, sammeln sich auf Sieben an und werden in übliche Müllkästen verbracht, um von dort wieder auf die erwähnten Müllabladeplätze geschafft oder in Verbrennungszentren, die ekelerregende und ungesunde Gerüche entwickeln, verbrannt zu werden.

Außerdem schaffen die für die Überführung verwendeten Tankwagen lediglich nicht behandelte Stoffe von einem Platz zum andern. In der Masse dieser Stoffe fördern die biochemischen Umsätze die Entwicklung von Krankheitserregern.

Die gleichen Nachteile haben die Bassins, wo die mit dem Abwasser eingeschwemmten Stoffe sich ansammeln und das Fassungsvermögen der Anlage immer mehr einengen.

Die in dem Buch »Gewerbliche und industrielle Abwasser« von Fr. Sierp, 3. Auflage, 1967, S. 117/18 beschriebene Methode der Abwasserklarung und -beseitigung gliedert sich in zwei selbständige Verfahrensstufen und entspricht damit in, seiner grundsätzlichen Art dem vorliegenden Verfahren. In der ersten Stufe werden die Fettstoffe wiederum mechanisch abgetrennt, wozu im Falle von Großküchen sehr groß bemessene Fettabscheider benötigt werden und außerdem allgemein darauf geachtet werden muß, daß sich das Abwasser vor dem Durchfluß durch die Fettabscheider nicht zu stark abkühlt. In der zweiten Stufe wird das mechanisch vorgeklärte Abwasser biologisch weitergereinigt und hierzu über Rieselfelder oder Tropfkörper geführt. Außerdem wird vor dieser biologischen Reinigung noch eine chemische Fällung unter Zusatz von Flockungsmitteln durchgeführt. Das mechanisch abgetrennte Fett wird gesammelt und gegebenenfalls nach Lagerung zu Seifenfabriken, Fettspaltereien oder ähnlichen Fabriken transportiert. Abgesehen von der auftretenden Geruchsbelästigung fallen hierbei weitere Kosten für den Transport und die Transportbehälter an.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu entwickeln, das die bekannten Nachteile der Fettabscheidung vermeidet und bei Wahrung einer möglichst gleich guten Reinigungsleistung die praktische und hygienische Reinigung der Abwässer von Fettstoffen und nicht fetten Abfällen (bei Abwässern aus privaten und öffentlichen Kuchen oft fast nur Küchenabfälle), ermöglicht, wobei die Abwasser aus privaten und öffentlichen Kuchen so weit gereinigt werden, daß sie nach Wunsch sogar zurückgewonnen und mit Hilfe einer üblichen Behandlung in Trinkwasser übergeführt werden können.

Diese Aufgabe wird mit Hilfe des in dem vorstehenden Patentanspruch 1 näher bezeichneten Ver-

fahrens gelöst. organ 27 regelt die in das Becken einströmende Flüs-

Zwar ist aus der GB-PS 188958 ein biologisches sigkeitsmenge. Eine gegenüber der Einmündungs-Abwaser-Behandlungsverfahren bekannt, bei dem stelle der Leitung 25 angeordnete Stauplatte 28 zwingt einige der auch erfindungsgemäß eingesetzten Bakte- die ankommende Flüssigkeit, im Becken 26 nach unrienarten zur Anwendung kommen. Dcch ist dieser 5 ten zu strömen. In dem dritten Becken sind ebenfalls Druckschrift die gesonderte Behandlung von Fett- Gasverteilerrohre 29 und 30 angeordnet, durch die stoffen und nicht fetten Abfällen, auf die es beim ein Gas, wie Luft, eingeleitet wird, das die Flüssigkeit neuen Verfahren besonders ankommt, nicht zu ent- durchperlt. Über eine Abzugsleitung 31 mit Absperrnehmen und wird von ihr auch nicht nahegelegt. organ 32 kann die Flüssigkeit vom Boden des Beckens

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des "> 26 abgezogen werden.

erfindungsgimäßen Verfahrens führt man die Be- Das Becken 26 ist durch eine Überlaufleitung 33

handlung der fettfreien und der fetthaltigen Abfälle mit einem vierten Becken 34 verbunden, das zwei

in getrennten Behältern durch. durch eine Trennwand 37 gebildete Abteile 35 und

Gemäß einer weheren Ausführungsform zerklei- 36 aufweist. Die beiden Abteile sind durch einen Si-

nert man die fettfreien Abfälle, um die Einwirkung 15 phon 38 verbunden.

der Bakterien zu erleichtern. Etwa auf halber Höhe des Abteils 36 ist ein Bett

Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung näher 39 aus Filtermaterial, wie Puzzolan (schwefelhaltiges

erläutert, die eine Vorrichtung zur Durchführung des vulkanisches Gestein), Fullererde oder Aktivkohle

erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt: angeordnet, das die ganze Breite des Abteils ein-

Das Behandlungsbecken 1 mit Deckel 10 wird 20 nimmt. Oberhalb des Filterbettes ist eine Ablauflei-

durch eine Trennwand 4 in zwei Abteile 2 und 3 un- tung 40 für die filtrierte Flüssigkeit angeordnet. Eine

terteilt. In den oberen Teil des Abteils 2 mündet die weitere Abzugsleitung 41 mit Absperrorgan 42 ist am

Zuleitung 5 für die zu behandelnden Abwasser. Die Boden des Abteils 36 angeordnet.

Trennwand 4 weist unterhalb der Einmündung der Mit Hilfe dieser Vorrichtung kann das erfindungs-

Leitung 5 einen Durchgang 6 auf, der die Abteile 2 25 gemäße Verfahren wie folgt durchgeführt werden:

und 3 verbindet. Die Abwässer treten über die Leitung 5 in das Ab-

Vom Boden des Abteils 2 führt eine Abzugsiei- teil 2 des Beckens lein. Sie enthalten sowohl fettfreie

tung 7 mit Absperrorgan 8 zu dem dritten Becken 26. Abfälle, Gemüse- und Obstabfälle usw., deren Ab-

Ein Einleitungsrohr 9 für oberflächenaktives Mittel messungen sehr verschieden sind, als auch fetthaltige

im Deckel 10 mündet im Abteil 2 unmittelbar unter- 30 Abfälle jeglicher Art. Das Einleiten der Abwasser

halb der Einmündung der Zuleitung 5. Die Einspei- kann kontinuierlich oder auch ohne Schwierigkeit dis-

sung erfolgt mittels einer Pumpe 11, die ebenso wie kontinuierlich erfolgen.

sämtliche Absperrorgane der Vorrichtung in Abstim- Zu Anfang beimpft man das Abteil 2 mit nicht-pa-

mung mit dem über die Leitung 5 eintretenden Ab- thogenen, cellulolytischen, pektinolytischen, gluci-

wasserstrom gesteuert wird. Im unteren Teil des Ab- 35 dolytischen und amylolytischen Bakterien der Gruppe

teils 2 ist ein langsam (100 bia 200 UpM) laufendes, Clostridium inflabilis mit subterminalen, freien gram-

mit Schaufeln versehenes Rühr- und Mahlwerk vor- positiven Clostridiumsporen. Die Bakterien dürfen,

gesehen. Es wird von einer senkrechten Welle 13 ge- wohlgemerkt, weder Toxine absondern noch durch

tragen, die von einem auf dem Deckel des Beckens 1 Vereinigung zu einer Pathogenese führen, damit jede

angeordneten Motor 14 angetrieben wird. 40 Verschmutzung des Abflusses vermieden wird.

Im Abteil 3 ist unmittelbar unterhalb des Durch- Unter die vorzugsweise zu verwendenden Bakte-

gangs 6 ein Bett 15 aus Polyurethan-Schaum oder ei- rien der erwähnten Gruppe fallen Clostridium ro-

nem anderen Träger vorgesehen, dtr die Bakterien seum, Clostridium felsineum, Clostridium polymyxa,

aufnehmen und so ein Bakterienbett bilden kann. Clostridium naviculum, Clostridium saccharophilum,

Darunter sind Gasverteilerrohre 16 und 17 angeord- 45 Clostridium omnivorum usw. Man kann mit nur einer

net, durch die ein Gas, insbesondere Luft, in das Ab- Bakterienart arbeiten, aber häufig ist es von Vorteil,

teil eingeführt wird und gleichzeitig ein Durchmischen zwei oder mehr Stämme gemeinsam zu verwenden,

der Flüssigkeit bewirkt und die Bedingungen schafft, Benötigt werden sehr kleine Bakterienmengen, im

die für die Wirksamkeit der Bakterien in diesem Ab- allgemeinen nur einige Tausend (z.B. weniger als

teil notwendig sind. Am Boden des Abteils 3 ist eine 50 10000), und das Beimpfen muß nur sehr selten wie-

Abzugsleitung 18 mit Absperrorgan 19 vorgesehen, derholt werden, beispielsweise höchstens alle 6 Mo-

die in die Abzugsleitung 7 aus dem Abteil 2 einmün- nate, weil die Bakterien sich in dem zu behandelnden

det. Medium vermehren und auch dann halten, wenn der

Durch richtige Einstellung der Absperrorgane 8 Vorrichtung kein Abwasser zugeführt wird (beispiels-

und 19 wird der Flüssigkeitsspiegel in den Abteilen 55 weise im Fall von Kantinen, Fabriken usw. während

und die Dauer der Behandlung durch Bakterien in der Ferien),

jedem Abteil gesteuert. Die fettfreien Abfälle sammeln sich am Boden des

Vom Abteil 3 des Beckens 1 führt eine unterhalb Abteils 2 an, wo die großen Stücke durch das langsam

des Niveaus des Durchgangs 6 angeordnete Leitung rotierende Mahlwerk 12 zerkleinert werden. Das Zer-

21 zu dem zweiten Becken 20, das durch Stauplatten 60 kleinern der großen Stücke erfolgt auch sehr gut ohne

22 in kommunizierende Abteile unterteilt ist. Der Bo- Mahlen, geht dann allerdings langsamer vor sich. Über den des Beckens 20 ist durch eine Abzugsleitung 23 die Leitung 9 führt man dem Abteil 2 gleichzeitig ein mit Absperrorgan 24 an die Leitung 7 angeschlos- oberflächenaktives Mittel zu, um die Fettstoffe, die sen. sich im oberen Teil der flüssigen Phase ansammeln,

Eine Leitung 25 verbindet das Becken 20 mit dem 65 zu emulgieren; dies wird durch die Bewegung des

dritten Becken 26, in dessen unteren Teil die Lei- Rühr- bzw. Mahlwerkes begünstigt,

tung 7 einmündet. Ein zweites, in dieser Leitung vor Bedingung für das oberflächenaktive Mittel ist nur,

dem Eintritt in das Becken 26 angeordnetes Absperr- daß es durch biologische Vorgänge zersetzbar und

nicht baktericid ist. Mit Vorteil verwendet man die nichtionischen Netzmittel, z.B. quaternäre Ammoniumbasen. Andere Beispiele für verwendbare oberflächenaktive Mittel sind die Polyglykolether von substituierten Fettalkoholen wie Alkyllauryl-polyglykoläther und Benzylammoniumalkyl-polyäthoxyäthanolhalogenide, insbesondere die Chloride.

Da die Anwesenheit von Ammoniak die Entwicklung der Bakterien begünstigt, verwendet man mit Vorteil oberflächenaktive Mittel, die Ammoniumionen abgeben, vor allem Gemische aus Alkyllauryl-polyglykoläther und Benzylammoniumalkyl-polyäthoxyäthanolhalogeniden, oder man fügt einem nichtionischen Netzmittel, das keine Ammoniumgruppen enthält, ein Ammoniumsalz (Chlorid, Sulfat) zu. Man kann dem Netzmittel auch eine kleine Menge Kieselfluorwasserstoffsäure zufügen.

Der Anteil an oberflächenaktivem bzw. Netzmittel ,ist nicht kritisch, liegt jedoch im allgemeinen zwischen /loooo ^una" '/50.1000 des Gewichtes des Abwassers (berechnet auf das reine Produkt). Die Zugabe erfolgt vorzugsweise automatisch je nach dem Abwasserzufluß, derart, daß man im Abteil 2 die richtige Konzentration aufrechterhält.

Die im oberen Teil des Abteils 2 gebildete Fettstoffemulsion fließt über den Durchgang 6 in das Abteil 3.

Gleichzeitig werden die fettfreien Abfälle im Bodenbereich des Abteils 2 durch anaerobe Clostridium-Bakterien angegriffen und zersetzt. Das behandelte Wasser kann man von Zeit zu Zeit über die Leitung 7 abzapfen, oder man läßt es mit den emulgierten Fettstoffen in das Abteil 3 überströmen, da es die Tätigkeit der spezifischen Bakterien in diesem Abteil nicht stört. Die Dauer dieser Zersetzung hängt von der Art der fettfreien Abfälle und ihren Abmessungen ab.

Das Abteil 3 wird über das Bett 15 mit nicht-pathogenen Bakterien beimpft, die entweder der Gattung Pseudomonadaceae oder der Familie der Sporuleen oder beiden angehören. Sie sind aerob und erhalten den notwendigen Sauerstoff durch Einleiten von Luft über die Verteiler 16 und 17. Das Beimpfen wird mit einigen zehntausend Bakterien durchgeführt und muß auch hier sehr selten, z.B. alle 6 Monate, wiederholt werden.

Zu den Pseudomonadaceae-Bakterien gehören vor allem: Pseudomonas felthami (stammt aus dem Meer), Pseudomonas fluorescens (stammt aus der Erde), Pseudomonas rathonis (stammt aus der Erde), Pseudomonas proteus (stammt aus der Erde und dem Meer) usw.

Die aus dem Meer stammenden Arten werden häufig bevorzugt, weQ sie sich in Anwesenheit von Natriumchlorid vermehren, das vielfach in den Haushaltabwässern vorhanden ist.

Unter den Bakterien aus der Familie der Sporuleen kommen vor allem die Arten Sterplothrix chalcea und Micromonospora chalcea in Frage.

Die bakterielle Zersetzung der Fettstoffe dauert im allgemeinen 30 Minuten bis 2 Stunden. Die Aufenthaltszeit des Abwassers in den Abteilen 2 und 3 und deren Fassungsvermögen wird so geregelt, daß die biochemische Zersetzung in diesem Stadium praktisch abgeschlossen ist. Das gereinigte Wasser fließt über die Verbindungsleitung 21 in das Becken 20 und von dort über Leitung 25 in das Becken 26. In diesen beiden Becken dauert die bakterielle Einwirkung noch an, jedoch kann die Behandlung bereits in den Abteilen 2 und 3 des Beckens vollständig abgeschlossen sein. Man kann gegebenenfalls auch die Becken 20 und 26 weglassen und erhält dann, unter der Bedin gung, daß der Auf enthält in den Abteilen 2 und 3 lang genug war, trotzdem einen annehmbaren Abfluß.

Im Abteil 36 des Beckens 34 wird das aufbereitete Abwasser durch die Schicht 39 filtriert. Man erhält auf diese Weise zum Schluß ein Wasser mit einem

xo pH-Wert von 6,5 bis 7,5, meist zwischen 6,8 und 7,2, das sämtliche Forderungen der einschlägigen Bestimmungen erfüllt. Gegebenenfalls kann die Filtrierstufe auch weggelassen werden, wenn der Gehalt an suspendierten Stoffen etwas höher sein darf. Er bleibt übrigens auch in diesem Fall im allgemeinen unter 200 mg/1, was durchaus annehmbar ist.

Die Behandlung der fettfreien und der fetthaltigen Abfälle kann auch in einem nicht unterteilten Becken stattfinden, wobei dann die Clostridium-Bakterien am

so Beckenboden anaerob auf die fettfreien Abfälle einwirken und die Pseudomonadaceae-Bakterien und/ oder Sporuleen im oberen Teil des gleichen Beckens die emulgierten Fettstoffe aerob aufschließen. Insgesamt werden die Fettstoffe und die nicht fetten Abfälle

as auf verschiedenen bakteriellen Wegen mit Hilfe bestimmter ausgewählter und dem Medium angepaßter Bakterienstämme in Lösung gebracht, wobei die Fette und die Küchenabfälle als Kohlenstoffquelle dienen. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur

Reinigung von Abwässern aus Einzelhäusern, aus Fabriken, aus Gemeinschaftsküchen und ebensogut zur Behandlung von verschmutztem Wasser aus Wasserläufen, Becken oder Seen.

Das Beispiel dient zur näheren Erläuterung der Er-

findung.

Beispiel

Das erfindungsgemäße Verfahren wurde während mehreren aufeinanderfolgenden Monaten an Abwässern aus einer Werkskantine, die im Mittel 1800 Mahlzeiten täglich verabreicht, erprobt.

Der mittlere Abwasseraniall betrug täglich 40 m³, die ungefähr 80 kg (gerechnet auf das Trockengewicht) nicht fette Abfälle (Küchenabfälle, Gemüse, Obstabfälle und verschiedenes) sowie etwa 32 kg Fettstoffe enthielten.

Zu Beginn wurde das zur Behandlung der nicht fetten Abfälle bestimmte Abteil mit einem 100 ml Inokulum beimpft, das etwa 4000 Bakterien der Arten Clostridium roseum und Clostridium saccharophilum (vorwiegend Clostridium roseum) enthielt. Das Beimpfen wurde alle 6 Monate wiederholt.

Mit Hilfe einer Dosierpumpe wurde nun ein Ben-

zylammoniumalkyl-polyäthoxyäthanolchlorid als

oberflächenaktives Mittel zagegeben entsprechend

einem konstanten Gewichtsverhältnis von etwa 1:20000, bezogen auf das Abwasser.

Die nicht fetten Abfälle in dem Abteil wurden mit dem mit 100 bis 200 Upm laufenden Rotor zerkleinert.

Die emulgierten Fettstoffe wurden in ein zweites Abteil überführt, das vorher mit einem Inokulum

beimpft worden war, das etwa 50000 Bakterien der

Arten Pseudomonas fluorescens und Micromona-

spora chalcea enthielt; der Träger des Bakterienbettes

bestand aus Polyurethanschaumstoff. Das Beimpfen wurde hier ebenfalls alle 6 Monate wiederholt.

Der gesammelte Abfluß entsprach den gesetzlichen

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Normen, besaß einen pH-Wert zwischen 6,8 und 7,2 und enthielt, obgleich er nicht filtriert worden war, weniger als 200 mg/1 suspendierte Stoffe, die sich durch Filtrieren über Puzzolan praktisch völlig entfernen ließen.

Bei der Prüfung auf Fäulnisfähigkeit trat 5 Tage nach Inkubation bei 30° C kein Geruch auf. Regelmäßigdurchgeführte Versuche zeigten, daß das gereinigte Abwasser keinerlei pathogene Bestandteile enthielt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur biologischen Behandlung von fette und nicht fette Abfälle enthaltenden Abwässern» wie Haushaltsabwässer, Abwasser aus Großküchen od. dgl., bei dem die nicht fettenden Abfälle gesondert von den Fettstoffen in einem Abwasserbehälter einem bakteriellen Abbau unterworfen werden, dadurch gekennzeichnet, daß man die im Wasser enthaltenen Fettstoffe durch Zusatz eines oberflächenaktiven Mittels emulgiert und die Emulsion mit Pseudomonadaceae- und/oder Sporuleen-Bakterien beimpft, während man die nicht fettenden Abfälle mit »5 nicht-pathogenen, cellulolytischen, pectinolytischen, glucidolytischen und amylolytischen Bakterien der Gruppe Clostridium inflabilis enthaltend Clostridiumsporen behandelt und schließlich den gesammelten Abfluß filtriert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Behandlung der nichi fettenden Abfälle und der Fettstoffe in getrennten Behältern durchführt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Bakterien aus der Gruppe Clostridium folgende Arten, einzeln oder im Gemisch verwendet: Clostridium roseum. Clostridium felsineum, Clostridium polymyxa, Clostridium naviculum, Clostridium saccharaphilum, Clostridium omnivorum.

4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man aus dem Meer stammende Pseudomonadaceae-Bakterien verwendet.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als Pseudomonadaceae-Bakterien folgende Arten einzeln oder im Gemisch verwendet: Pseudomonas felthami, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas rathonis, Pseudomonas proteus.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als Bakterien der Familie Sporuleen die Art Sterplothrix chalcea verwendet.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man periodisch beimpft.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das oberflächenaktive Mittel in einer Menge von

' ' /500000 des Gewichtes des zu behandelnEin Großteil der bisher verfügbaren Vorrichtungen ermöglichen es nicht, die fetthaltigen Abwasser und die nicht fetten Abfälle, wie Küchenabfälle, zu behandeln ohne dabei weitgehend Handarbeit anzuwenden Außerdem gibt es nur wenige Vorrichtungen, die es ermöglichen, ohne Nachteil die aus der gültigen Ges-tzeebung resultierenden Verpflichtungen zu erfüllen und die Abwässer so zu verbessern, daß sie den Bedingungen des Aufnahme-Milieus entspiechen.

Die fetthaltigen Abwasser werden üblicherweise in mit Staublenden versehene Absitzgruben geleitet Die Fettstoffe sammeln sich dann auf Grund des Dichteunterschieds an der Oberfläche an und werden von Hand abgeschöpft und auf Müllabladeplätze be-