DE2122325A1 - Einrichtung zur Messung der biologischen Abbaubarkeit von Haushalts- und Industrieabwässern, sowie der Abbaugeschwindigkeit (Aktivität) von Belebtschlamm - Google Patents
Einrichtung zur Messung der biologischen Abbaubarkeit von Haushalts- und Industrieabwässern, sowie der Abbaugeschwindigkeit (Aktivität) von BelebtschlammInfo
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Description
JSXäfhlCHTUNG ZUR MBSSUHG DER BIOLOGISCHEN ABBAÜBARKEII
TON BAUSHALTS- UJTD INDUSTRIEABWASSERN, SOWIE DER AB-BAÜßJSSCHWINDIGKEIT
(AKTIVITÄT) VON BELEBTSCHLAMM
Die Erfindung betrifft eine,Einrichtung zur Messung
der biologiechen Abbaubarkeit von Haushalts- und In-. dußtiie-abwäesern, sowie der Abbaugeschwindigkeit (Aktivität)
von Belebtschlamm·
Bei Industrieabwäasern stellt die Untersuchung und zuverlässige Messung ihrer biologischen Abbaubarkeit
- biologischen Oxydation - eine wichtige Aufgabe dar· Die einfachete und für solche Messungen zur Zeit ausgearbeitete
Einrichtung und Verfahren Ist die Warburg'sehe (Van
ÖILÜ, H.W. (1964)» IG-TNO Rept. 32). Dieses Verfahren ist
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jedoch mit grossem Arbeitsaufwand verbunden, ist kompliziert,
die Behandlung des Apparates ist schwer, erfordert
viele Ablesungen, es kann daher zu Betriebskontrollen wirtschaftlich nicht verwendet werden·
Die Aktivität ist die wichtigste Kennzahl des biologischen Zustandes von Milcroorganismuskulturen - z.B. '
von Belebtschlamm - und ihre Kenntnis ist bei der Leitung von Abwaseerkläranlagen von grosser Bedeutung (BUCKSTEEG,
ff. (1966): III. Int.Oonf. W.Poll. Research, II/5)·
Die Aktivität ergibt eine Information bezüglich der Quantität und des biologischen Zustandes (Adaptation,
Toxizität) der im Belebtschlamm lebenden Bakterien. Die
Kenntnis der Konzentration der aktiven Bakterien ist in erster Linie bei der biologischen Abwasserreinigung wesentlich,
in Kenntnis derselben kann das Verhältnis zwischen Nährstoff und Bakteriummenge eingestellt werden, welches
einer der wichtigsten Parameter der Belebtschlamm-Reinigung ist. Die für diesen Zweck auch in der Praxis angewendete
Methode ist das Bucksteeg»sehe Verfahren (BUCKSTEEG,
W. THIELE H.(1959): GWP 100» 916). Dieses ist jedoch kompliziert
und ungenau, darüber hinausgehend kann mit dessen Hilfe auf die aerobe Abbauaktivität des Schlammes nicht direkt
gefolgert werden·
Die separate Bestimmung der Anzahl von einigen Bakte\riumarten (ζ·Β· Nitrifikanten) besitzt ebenfalls eine
grosse praktische Bedeutung bei der Inbetriebhaltung von Belebtsohlamm-Abwasseranlagen (PARKAS, P.(1968): Proc. IV.
Int· Conf· W.Poll·, Research, II.1.).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben erörterten, in der technischen Welt recht wichtigen
und zur Zeit unbefriedigend gelösten Aufgaben bzw. Probleme zu lösen«
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Schaffung
einer Einrichtung gelöst, mit detren Hilfe die Messung der biologischen Abbaubarkeit von Haushalts- und Industrie-
—2—
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abwassern, sowie der Abbaugeschwi&digkeil; von Belebtschlamm
vorteilhafter als anhand der bekannten Verfahren durchge-•Γϋΐ.,-.'τ.
werden kann·
Mn Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass im
."al.lo von mit gleichmäsaiger Luftauf uhr belüfteten Systemen
daa im System bestimmbare Saueretofi"defisit -- d.h. der Unterschied
der zwischen dein im System im Gleichgewichtszustand
und liuftsattiguugsiiu^tand messbaren Sauerstoffkonzentration
- mit der Geschwindigkeit des Sauerstoffverbrauches
(der iw System herrschenden Ataiungsgeschwiiidigkeit) proportional
ist«.
In der erfindungsgemäßsen Einrichtung wird die Aufgabe
gelöst, indem die Abbaugeschwindigkeit (Aktivität) durch Messung der Dauer der Atraungsintensltätserhöhung,
verursacht durch den, der au untersuchenden Belebtschlammprobe
zugesetzten biologisch oxydierbaren Mhrstoff bekannter Menge und Quantität bestimmt wird·
Die erfindungsgemässe Einrichtung zur Messung der biologischen Abbaubarkeit von Haushalts*- und Industrieabwäseem,
sowie zur Messung der Abbaugeschwindigkeit (Aktivität) von Belebtschlamm kann dadurch gekennzeichnet werden,
da3ß dieselbe einen bzw· mehrere Reaktoren zur Belüftung
des Schlammes besitzt» in welchem eine Belüftungseinrichtung - z.B· Luftzufuhrungsrohr - vorgesehen, dem Luftzufuhrungsrohr
ein Luftdruck stabilisierendes Organ angeschlossen, ferner am Luftzuführungsrohr ein Drosselventil
angeordnet, in den Weg des Luftstromes ein Luftzufuhrmesser eingeschaltet ist, und zur Messung der Gleichgewichtskonzentration
des Sauerstoffes im in dem Reaktor belüfteten Schlamm eine mit Membrane ausgestattete Säuerstoffmesszelle,
sowie zur kontinuierlichen Registrierung der Sauerstoffkonzentration einen zur Sauerstoffmesszelle geschalteten
Registrierapparat besitzt·
Bei einer vorteilhaften praktischen Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung besteht der Reaktor
.-■5,..
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aus einem Belüftungsraum und damit kommunizierend verbundenem Kachklärraum, wobei zur Eezirkulation des abgesetzten
Schlammes im Belüftungsraum ein, den Wasserpegel erhöhenden Luftzuführungsmittel - zweckmässig Mamniutpmape
- vorgesehen ist·
Bei einer anderen Ausführungsform sind die Reaktor
(en) im Thermostat angeordnet·
Eine andere Lösung besteht darin« dass zur Eichung der Sauerstoffmesszelle, Leitungswasser enthaltender
Reaktor verwendet wird, in welchem ein Lufteinblaselement - vorteilhaft Lufteinblaserohr - angeordnet ist·
Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden· In den zugehören
Zeichnungen zeigen$
Fig· 1 die schematische Anordnung einer Ausführungsform
Pig· 2 das Diagramm einer Aktivitätsmessung
Fig· 3 das Schema einer weiteren Ausführungsform·
In der in Fig· I veranschaulichten Ausführung sind im Thermostat 1 zwei Zylinder angeordnet· Im Zylinder
2 wird Leitungswasser zum Kalibrieren der Elektrode belüftet, während im Zylinder 2 der zu untersuchende Schlamm
belüftet wird. Zu diesem Zweck ragt in den Zylinder 2 der Lufteinblaserohr 16, in den Zylinder 3 der Lufteinblaserohr
12 ein· Die Luftzufuhr wird mit dem Reduktor 4 stabilisiert, mit dem Rotameter 5 gemessen und durch Dros selventil
6 eingestellt· Die im Schlamm auftretende Sauerstoffkonzentration wird mit Elektrode 7 gemessen, de ren
Strom durch Kompensograph 8 registriert, während der Eichwert mit dem Widerstand 9 eingestellt wird·
Ler Verlauf und Auswertung der mit der beschriebenen
erfindungsgemässen Einrichtung durchgeführten Messung) ist am nachstehenden Beispiel veranschaulicht. In Fig·
2 ist das Diagramm der Aktivitätsmessung ersichtlich, so
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an die Ordinate die Gleichgewichtskonzentration des im Schlamm gelösten Sauerstoffes, während an die Abszisse die
Zeit aufgetragen ist. Im Zeitpunkt 10 werden der Schlammprobe von V β 0,5 Iiiter, £>Q = 100 mg Azetat zugesetzt, wodurch
der an der Säuerstoffkonzentrat!onskurve ersichtliche
plötzliche Abfall - d.h· eine Erhöhung der Atmungsintensität - verursacht wurde. Die Atmungsintensität verminderte
sich im Punkt 11 der Kurve - z.B. nach At = 2 Stunden - nach vollständigem Verbrauch der Menge des eingeführten
Azetates, wodurch sich die Sauerstoffkonzentration auf den ursprünglichen Wert zurückgestellt hat.
Auf Grund der konkreten Messdaten ist also die Aktivität A:
Sn 100 , τ
A - -O
= = loo mg 1~λϊΓλ
V. At 0,5.2
Bei Durchführung der Messung mit dem speziellen Nährstoff MH4Cl der nitrifizierenden Bakterien, oder z.B. Phenol,
kann auch in ähnlicher Weise die Nitrifikationsaktivität
bzw. der Phenolabbau gemessen werden.
Von der Grosse der unter der Sauerstoffdefizitkurve liegenden Fläche (Fig. 1.) können Folgerungen hinsichtlich
der zum Abbau verbrauchten Säuerstoffmenge gezogen
werden.
In ähnlicher Weise wurde die Abbaugeschwindigkeit, bzw. biologischer Sauerstoffverbrauch einer bekannten
Menge von Industrieabwässern bestimmt.
Bei der Untersuchung der biologischen Abbaubarkeit von Industrieabwässern wird eine seriengemässe Abwasserzufuhr
ermöglichende Ausführungsform des Apparates verwendet,
welche durch einen sich dem Belüftungsraum anschliessenden
Nachabsetzraum gekennzeichnet ist. Zur Rezirkulatlon
des abgesetzten Schlammes ist im Sauerstoffzufuhrraum ein den Wasserpegel erhöhendes und gleichzeitig
Sauerstoff einführendes konstruktionelies Element
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- ζ·Β. Mammutpumpe - vorgesehen·
An Pig· 3 ist eine solche AuBführungsform veranschaulicht*
Die Luftzufuhr erfolgt durch den Rohr 12. Die im unteren Teil des Belüftungsraums 13 vorgesehene Mammutpumpe
14- saugt vom Absetzraum 15 den Schlamm zurück und erhöht somit die Wasserhöhe im Belüftungsraum 13. Durch die '
Erhöhung der Wasserhöhe wird der Rücklauf des Schlammes im System gesichert. Durch Anwendung des Apparates wird der
Schlammverlust im Wesen ausgeschaltet und das belüftete Gemisch bei einem ständigen Volumen gehalten.
Die Untersuchung der biologischen Abbaubarkeit
erfolgt mit dem erfindungsgemässen Apparat wie folgt: Gewisse Volumina des zu untersuchenden Wassers werden wiederholt
nacheinander derselben Belebtschlamm-Probe zugesetzt. Die biologische Abbaubarkeit wird durch die Erhöhung der
Atmungsintensität der Probe - &»h. durch die Verminderung
der Gleichgewichtskonzentration des Sauerstoffes - angezeigt.
Die Abkürzung der Abbauperioden zeigt eine Adaptation, die Verlängerung derselben eine toxische Wirkung an.
In der beschriebenen Weise, anhand der erfindungsgemässen Einrichtung, zweckmässig mit einer mehrere Reaktoren enthaltenden
Einrichtung - können wir über die biologischen Eigenschaften von vielen Abwasserproben innerhalb relativ
kurzer Zeit Informationen erhalten.
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Claims (1)
- PATENTANSPRÜCHEfly Einrichtung zur Messung der biologischen Abbaubarkeit von Haushalts- und Industrieabwässern, sowie zur Messung der Abbaugeschwindigkeit (Aktivität) von Belebtschlamm dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe einen bzw. mehrere Reaktoren (3) zur Belüftung des Schlammes besitzt, in welchem eine Belüftungseinrichtung - z.B. Luftzuführungsrohr (12) vorgesehen, ferner dem Luftzuführungsrohr (12) ein Luftdruck stabilisierendes Organ (4·) angeschlossen, schliesslich am Luft zuführungsrohr (12) ein Drosselventil (6) angeordnet, in den Weg des Luftstromes ein Luftzufuhrmesser (5) eingesetzt ist, und zur Messung der Gleichgewichtskonzentration des Sauerstoffes im, in den Reaktor belüfteten Schlamm eine mit Membrane ausgestattete Sauerstoffmesszelle (7)* sowie zur kontinuierlichen Registrierung der Sauerstoffkonzentration einen zur SäuerstoffmesszeHe (7) geschalteten Registrierapparat (8) besitzt·2· Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor (3) aus einem Belüftungsraum (13) und damit kommunizierend verbundenem Hachklärraum (15) besteht, wobei zur ReZirkulation des abgesetzten Schlammes im Belüftungsraum (13) ein den Wasserpegel erhöhendes Luftzuführungsmittel - zweckmässig Mammutpumpe (14·) - vorgesehen ist·3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der (dJie) Reaktor (en) (3) im Thermostat (l) angeordnet ist/sind· 4· Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis3, gekennzeichnet durch einen Leitungswasser enthaltenden Reaktor (3) zur Eichung der Sauerstoffmesszelle (7), in welchem ein 1 Lufteinblaseelement - vorteilhaft Lufteinblaserohr (16) - angeordnet ist.-7-209847/0392
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