DE2122325C3

DE2122325C3 - Einrichtung zur Bestimmung der Aktivität von biologischen Schlämmen durch Zuführung von Sauerstoff zum Schlamm und Messung der Gleichgewichtskonzentration des Sauerstoffs im Schlamm

Info

Publication number: DE2122325C3
Application number: DE2122325A
Authority: DE
Inventors: Peter Dr. Budapest Farkas
Original assignee: VIZGAZDALKODASI TUDOMANYOS KUTATO INTEZET BUDAPEST
Current assignee: VIZGAZDALKODASI TUDOMANYOS KUTATO INTEZET BUDAPEST
Priority date: 1971-05-06
Filing date: 1971-05-06
Publication date: 1980-12-18
Also published as: FR2138439A1; DE2122325A1; DE2122325B2; FR2138439B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bestimmung der Aktivität von biologischen Schlämmen durch Zuführung von Sauerstoff zum Schlamm und Messung der Gleichgewichtskonzentration des Sauerstoffs im Schlamm mit wenigstens einem Reaktor, der zur Belüftung ein Luftzuführungsrohr aufweist, dem ein den Luftdruck stabilisierendes Organ, ein Drosselventil und ein Mengenmesser zugeordnet sind, und mit wenigstens einer Sauerstoffmeßzelle, die an ein kontinuierlich arbeitendes Registriergerät angeschlossen ist.

Es ist ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bestimmung der Aktivität von biologischen Schlämmen durch Zuführung von Sauerstoff zum Schlamm und Messung der Gleichgewichtskonzentration des Sauerstoffs im Schlamm bekannt, bei dem einer gleichmäßig belüfteten Schlammprobe eine bekannte Menge eines Abwassers und/oder eines leicht abbaubaren Substrats unter kontinuierlicher Messung der Sauerstoffkonzentration zugegeben wird und wobei die Zeitspanne zwischen dem Zeitpunkt der Zugabe und dem folgenden Anstieg der Sauerstoffkonzentration gemessen wird (Advances in Water Pollution Research, Prag 1969, Herausgeber: S. H. Jenkins S. 309—317). Dieses Verfahren nutzt die Tatsache aus, daß in einem mit gleichmäßiger Luftzufuhr belüfteten System das im System vorhandene Sauerstoffdefizit, d. h., der Unterschied zwischen der Sauerstoffkonzentration des Systems einerseits im Gleichgewichtszustand und andererseits im Luftsättigungszustand, der Geschwindigkeit des Sauerstoffverbrauchs bzw. der im System herrschenden Atmungsgeschwindigkeit proportional ist. Zur Aktivitätsmessung des Schlamms reicht es deshalb aus, wenn das System bzw. dieser Schlamm gleichmäßig belüftet wird und die Zeitspanne zwischen dem Zeitpunkt der Zugabe des Substrats sowie dein folgenden Anstieg der Sauerstoffkonzentration gemessen wird. Das insoweit bekannte Verfahren ist auf labormäßigen Einrichtungen erprobt worden und hat sich bewährt Es ersetzt andere Verfahren, die mit großem Arbeitsaufwand verbunden sind, weil viele Messungen und Kontrollen erforderlich sind (H. W. Van Gils: IG-TNO Rept32,1964).

ίο Die Aktivität des Schlamms ist eine wichtige Kennzahl für den biologischen Zustand von Mikroorganismen-Kulturen, z.B. in Belebtschlamm, und die Kenntnis dieser Aktivität ist von großer Bedeutung bei dem Betrieb von Abwässerkläranlagen. Die Aktivität is enthält eine Information im Hinblick auf die Quantität und weitere biologische Zustandsdaten (Adaption, Toxizität) der im Belebtschlamm lebenden Bakterien. Bei der biologischen Abwasserreinigung wird nach Maßgabe der Konzentration der aktiven Bakterien das Verhältnis zwischen Nährstoff und Bakterienmenge eingestellt

Die Ermittlung der Aktivität gelingt mit dem oben erläuterten Verfahren verhältnismäßig schnell weil die Ergebnisse bereits nach ca. zwei Stunden vorliegen. Das Verfahren arbeitet auch sehr genau und selbst kleinste Änderungen der Atmungsgeschwindigkeit bleiben nicht verborgen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, die eine stetige Durchführung des Verfahrens ermöglicht

Diese Aufgabe wird mit einer Einrichtung der eingangs beschriebenen Gattung gelöst die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Reaktor aus einem Belüftungsraum und einem damit kommunizierend verbundenen Nachklärraum besteht, wobei zur Rezirkulation des abgesetzten Schlammes im Belüftungsraum ein den Wasserpegel erhöhendes Luftzuführungsmittel vorgesehen ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert; es zeigt

F i g. 1 schematisch zur grundsätzlichen Erläuterung der Aktivitätsmessung eine labormäßige Einrichtung gemäß dem Stand der Technik,

F i g. 2 ein Diagramm mit Ergebnissen der Aktivitätsmessung,

Fig.3 eine erfindungsgemäße Einrichtung für die kontinuierliche Messung.

In der in F i g. 1 dargestellten bekannten Einrichtung sind in einem Thermostaten 1 zwei Zylinder angeordnet. Im Zylinder 2 wird Leitungswasser zum Kalibrieren der Elektrode belüftet, während im Zylinder 3 der zu untersuchende Schlamm belüftet wird. Zu diesem Zweck ragt in den Zylinder 2 ein Lufteinblasrohr 16 in den Zylinder 3 ein Lufteinblasrohr 12 ein. Die Luftzufuhr wird mit einem Reduktor 4 stabilisiert, mit einem Rotameter 5 gemessen und durch ein Drosselventil 6 eingestellt. Die im Schlamm auftretende Sauerstoffkonbo zentration wird mit einer Elektrode 7 gemessen, deren Strom durch ein Registriergerät 8 registriert wird, während der Eichwert mit einem Widerstand 9 eingestellt wird

Der Verlauf und die Auswertung der mit der beschriebenen Einrichtung durchgeführten Messung ist am nachstehenden Beispiel veranschaulicht. In F i g. 2 ist das Diagramm der Aktivitätsmessung ersichtlich, wo als Ordinate die Gleichgewichtskonzentration des im

Schlamm gelösten Sauerstoffes und als Abszisse die Zeit aufgetragen ist Im Zeitpunkt 10 werden der Schlammprobe von .K= 0,5 Liter, Sa =100 mg Azetat zugesetzt, wodurch der an der Sauerstoffkonzentrationskurve ersichtliche plötzliche Abfall — d, h, eine Erhöhung der Atmungsintensität — verursacht wird. Die Atmungsintensität vermindert sich im Punkt 11 der Kurve — z. B. nach Δ f=2 Stunden — nach vollständigem Verbrauch der Menge de:; eingeführten Azetates, wodurch sich die Sauerstoffkonzentration auf den ursprünglichen Wert ι ο zurückstellt

Aulgrund der konkreten Meßdaten ist also die Aktivität A

A =

V ■ \t

100
0,5-2

= 100 mg 1

15

Bei Durchführung der Messung mit dem speziellen Nährstoff NH₄CI der nitrifizierenden Bakterien, oder z. B. Phenol, kann auch in ähnlicher Weise die Nitrifikationsaktivität bzw. der Phenolabbau gemessen werden.

Von der Größe der unter der Sauerstoffd^nzitkurve liegenden Fläche (F i g. 2) können Folgerungen hinsichtlich der zum Abbau verbrauchten Sauerstoffmenge gezogen werden.

In ähnlicher Weise wird die Abbaugeschwindigkeit, bzw. der biologische Sauerstoffverbrauch einer bekannten Menge von Industrieabwässern bestimmt

Bei der Untersuchung der biologischen Abbaubarkeit von Industrieabwässern muß eine seriengemäße Abwasserzufuhr möglich sein, zu diesem Zweck schließt sich erfindungsgemäß dem Belüftungsraum ein Nachklärraum an. Zur Rezirkulation des abgesetzten Schlammes ist im Belüftungsraum ein den Wasserpegel erhöhendes und gleichzeitig Sauerstoff einführendes Element — z, B, eine Mammutpumpe — vorgesehen.

An Fig.3 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht Die Luftzufuhr erfolgt durch das 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 des Wasserpegels wird der Rücklauf des Schlammes im System gesichert. Durch Anwendung des Apparates wird der Schlammverlust im wesentlichen ausgeschaltet und das belüftete Gemisch bei einem ständigen Volumen gehalten.

Die Untersuchung der biologischen Abbaubarkeit erfolgt mit dem Apparat wie folgt: Gewisse Volumina des zu untersuchenden Wassers werden wiederholt nacheinander derselben Belebtsch· x/Tim-Probe zugesetzt. Die biologische Abbaubarkeit vird durch die Erhöhung der Atmungsintensität der Probe — d.h. durch die Verminderung der Gleichgewichtskonzentration des Sauerstoffes — angezeigt Die Abkürzung der Abbaunerioden zeigt eine Adaptation, die Verlängerung derselben eine toxische Wirkung an. In der beschriebenen Weise, anhand der beschriebenen Einrichtung, zweckmäßig mit einer mehrere Reaktoren enthaltenen Einrichtung können über die biologischen Eigenschaften von vielen Abwasserproben innerhalb relativ kurzer Zeit Informationen erhalten werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Bestimmung der Aktivität von biologischen Schlämmen durch Zuführung von Sauerstoff zum Schlamm und Messung der Gleichgewichtskonzentration des Sauerstoffs im Schlamm mit wenigstens einem Reaktor, der zur Belüftung ein Luftzuführungsrohr aufweist, dem ein den Luftdruck stabilisierendes Organ, ein Drosselventil und ein Mengenmesser zugeordnet sind, und mit wenigstens einer Sauerstoffmeßzelle, die an ein kontinuierlich arbeitendes Registriergerät angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor (3) aus einem Belüftungsraum (13) und einem damit kommunizierend verbundenen Nachklärraum (15) besteht, wobei zur Rezirkulation des abgesetzten Schlammes im Belüftungsraum (13) ein den Wasserpegel erhöhendes Luftzuführungsmitte! vorgesehen ist

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Mammutpumpe (14) zur Erhöhung des Wasserpegels.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen weiteren, Leitungswasser enthaltenden Reaktor (2) zur Eichung der Sauerstoffmeßzelle (7), wobei in diesem Reaktor (2) ein Lufteinblasrohr (16) angeordnet ist

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Reaktoren (3) in einsm Thermostaten (1) angeordnet sind.