DE2163991B2

DE2163991B2 - Verfahren und vorrichtung zur biologischen behandlung von abwasser

Info

Publication number: DE2163991B2
Application number: DE19712163991
Authority: DE
Inventors: John Weston Prof Tempe Ariz Klock (VStA)
Original assignee: Research Corp, New York, N Y (VStA)
Priority date: 1970-12-31
Filing date: 1971-12-22
Publication date: 1977-07-07
Also published as: ZA717780B; DE2163991A1; DK139712B; CA935577A; DK139712C; FR2120917A5; NL7115069A; BE777459A; AU456888B2; DE7148354U; SE382321B; NL148857B; AU3652571A; GB1349604A; JPS5121264B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur biologischen Behandlung von Abwasser, bei dem das Abwasser in wenigstens einen Behälter eingeführt wird, der ein unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche angeordnetes biologisches Filter aufweist, durch das das Abwasser kontinuierlich umgewälzt wird, indem es durch dieses vom einen Ende zum anderen gegenüberliegenden Ende hindurchgeleitet und anschließend wieder zum Eintrittsende des Filters über einen vom Filtermedium freien Flüssigkeitsdurchgang, in dem durch Einleitung eines sauerstoffhaltigen Gases eine Pumpenwirkung erzielt wird, zurückgeleitet wird, und bei dem ferner ein Teil des zirkulierenden Abwassers kontinuierlich aus dem Behälter abgezogen wird.

Ein solches Verfahren ist bekannt aus er deutschen Offenlegungsschrift 19 42 698. Das bekannte Verfahren arbeitet mit vertikalem Flüssigkeitsumlauf, wobei die Sedimentbildung und der Sauerstoffeintrag beeinträchtigt ist.

Der Erfindung liegt die in sich komplexe Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren dieser Art sowohl die Sedimentbildung wie auch den Sauerstoffeintrag zu fördern und so insgesamt den Wirkungsgrad zu verbessern.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch, daß das Abwasser in horizontaler Richtung durch das biologische Filter geführt und oberhalb des biologischen Filters in entgegengesetzter Richtung zurückgeleitet wird.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung dieser Aufgabe tritt — im Vergleich mit dem bekannten Verfahren, das mit vertikalem Flüssigkeitsumlauf arbeitet — eine Förderung der Sedimentbildung deswegen ein, weil das Verhältnis zwischen der zur Sedimentation zu durchlaufenden mittleren Fallstrecke und der Länge des bei der

Umwälzung der Flüssigkeit zu durchlaufenden Weges kleiner ist, wodurch die Wahrscheinlichkeit, daß suspendierte oder dispergiene Partikel unter der Wirkung der Schwerkraft auch tatsächlich zur Sedimentation gelangen, erhöht wird. Dieser Effekt ist besonders von Vorteil bei der Behandlung roher konzentrierter Industrieabwässer und vor allem dann, wenn außerdem durch Einlagerung von Steinen oder anderen kugeligen Körpern die Strömungsturbulenz erhöht wird.

Was den Sauerstoffeintrag anbelangt, so wird er bei ,₀ der erfindungsgemäßen Lösung begünstigt, weil sich die umlaufende Flüssigkeit horizontal entlang der Oberfläche oberhalb der Filtermedien und außer Kontakt mit diesen bewegt. Dadurch wird der Sauerstoffeintrag wegen der Verlängerung der Zeit, während der die Grenzfläche freiliegt, und auch wegen erhöhter Turbulenz verbessert.

Das Submersfilterverfahren nach der Erfindung kombiniert im übrigen wie das eingangs umrissene bekannte Verfahren Elemente verschiedener Prozesse - aktivierte Bakterienkulturen, eine große Oberfläche und Filtration, die im erweiterten Sinn eine Form der Sedimentation ist. Das biologische Submersfilter weist einen Behälter auf, in dem Filtermedien so angeordnet sind, daß sich für die Flüssigkeit ein horizontaler Strömungsweg ergibt, der mit einer Lufthebepumpe und einer Flüssigkeitszu- und -ableitung in Verbindung steht. Der Behälter wird bis zu einer passenden Höhe über dem Filter mit dem Abwasser gefüllt und die Lufthebepumpe wird in Gang gesetzt. Das Abwasser beginnt rasch in horizontaler Richtung durch das Filter zur Lufthebepumpe zu zirkulieren, von wo es wieder ausgestoßen wird, um über das Kopfende der Filtermedien hinweg zurückzufließen und dann nach unten und wieder horizontal durch die Filtermedien zu fließen und so fort. Während der Rückleitung wird etwas Flüssigkeit aus dem Behälter abgeführt.

Während das Abwasser zirkuliert, werden Partikeln durch das Filter ausgesondert, wobei die größeren Partikeln sich durch ihr Eigengewicht am Boden der Filtermedien absetzen, während sich im ganzen Filter eine Dichte, ausflockende, aerobe Bakterienkultur entwickelt. Die Submerskultur ist porös und haftet nicht als eine dicke Schleimschicht an den Filtermedien, wie dies bei den herkömmlichen Rieselfiltern der Fall ist.

Die Lufthebepumpe treibt das Abwasser rasch durch das System. Bei jedem Zyklus wird das Abwasser den aktiven Bakterienkulturen ausgesetzt; das Wasser wird neu belüftet und der gelöste Sauerstoff wird rasch auf die Bakterienkulturen übertragen; gasförmige Stoff-Wechselprodukte, wie vor allem CO2, werden zur Umgebung hin entlüftet. Im Verlaufe der Behandlung wird das Abwasser zweckmäßig mehrere Male (beispielsweise einige hundert Mal) umgewälzt.

Alle diese Vorgänge sind jedoch im Effekt begünstigt durch die erfindungsgemäß gewährleistete Erhöhung von Sedimentationsrate und Sauerstoffeintrag.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet im übrigen eine Reihe besonders vorteilhafter Ausgestaltungsformen: (10

Besondere Aufmerksamkeit ist dem Umlaufverhältnis zu widmen. Es handelt sich dabei um das Verhältnis der in der Zeiteinheit im Durchgang strömenden Flüssigkeitsmenge zu der aus dem Behälter abgezogenen Flüssigkeitsmenge, d. h. zu der Flüssigkeitsmenge, die in (15 der Zeiteinheit vollständig durch den Behälter geht. Dieses Verhältnis liegt zweckmäßig etwa zwischen 200 Zweckmäßig und von großem Vorteil ist es ferner, wenn die aus einem ersten Behälter abgeleitete Flüssigkeit kontinuierlich in mindestens einen weiteren Behälter eingeleitet wird, der ein Filtermedium sowie einen mit dem Filtermedium in Verbindung stehenden freien Durchgang enthält und in dem ebenfalls das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird, wobei das Verhältnis der in der Zeiteinheit in dem Durchgang strömenden Flüssigkeitsmenge zu der jeweils aus einem Behälter abgezogenen Flüssigkeitsmenge in jedem weiteren Behälter kleiner gehalten wird als in dem vorhergehenden. Es stellt sich dabei jeder der Behälter auf die in der vorhergehenden Einheit verbliebene Konzentration der Verunreinigung ein, und im übrigen kann das Filtermedium in jedem der Behälter jeweils gröber strukturiert sein als im stromabwärts folgenden.

Die Erfindung tritt sodann auch in Erscheinung in einer Vorrichtung, die zu ihrer Durchführung besonders geeignet ist. Es wird dabei ausgegangen von einer ebenfalls aus der eingangs genannten deutschen Offenlegungsschrift 19 42 698 bekannten Vorrichtung mit wenigstens einem Behälter, der einen Einlaß zur Einleitung des Abwassers, einen Auslaß zur Ableitung eines Teils der zirkulierenden Flüssigkeit und ein untergetauchtes biologisches Filter aufweist, der ferner mit einem offenen Durchgang neben dem Filtermedium mit Eintrittsöffnungen und mit Abstand davon angeordneten Austrittsöffnungen versehen ist, in dem eine Pumpeinrichtung angeordnet ist, die mit dem Durchgang in Verbindung steht und eine Strömung sauerstoffhaltigen Gases durch den Durchgang schickt, wobei im übrigen die Anordnung so getroffen ist, daß in dem Behälter ein Strömungsweg für die kontinuierliche Zirkulation und Umwälzung der Flüssigkeit durch das Filtermedium und dann in einer einzigen Richtung durch den Durchgang geschaffen ist und der Auslaß mit diesem Strömungsweg in Verbindung steht. Nach der Erfindung ist eine solche Vorrichtung derart ausgebildet, daß das Abwasser im wesentlichen in horizontaler Richtung durch das biologische Filter geführt und oberhalb von diesem in entgegengesetzter Richtung zurückgeleitet wird.

Auch hier ist es von besonderem Vorteil, wenn mit mehreren Behältern gearbeitet wird, d. h., wenn die Vorrichtung außer einem ersten Behälter mindestens einen weiteren Behälter aufweist, dessen Einlaß jeweils mit dem Auslaß des vorhergehenden Behälters verbunden ist, so daß die aus dem einen Behälter abgezogene Flüssigkeit jeweils in den folgenden eingeleitet wird, und der in gleicher Weise wie der jeweils vorhergehende Behälter mit einem Filtermedium, einer Pumpeinrichtung und einem Auslaß versehen ist. Die Anzahl der Behälter kann je nach dem Verschmutzungsgrad des Zuflusses und dem angestrebten Reinheitsgrad des Abflusses variiert werden. Zwar werden die meisten Verunreinigungen, wie Insektizide, Detergentien, Antibiotika und ähnliche organische Substanzen in den belüfteten Filtern beseitigt, doch kann auch noch eine Aktivkohlen-Einheit oder ein Filterbehälter mit vertikaler Durchströmung, wie er in der eingangs genannten deutschen Offenlegungsschrift 19 42 698 beschrieben ist, in einer nachgeschalteten Stufe vorgesehen sein, damit nicht nur die vorstehend erwähnten Verunreinigungen vollständiger entfernt, sondern auch noch Geruch und Farbe getilgt werden.

Zweckmäßig sind dabei die Filtermedien in den Behältern partikelförmig und die Partikeln jeweils im vorhergehenden Behälter größer als im folgenden

wobei das Verhältnis der in der Zeiteinheit im Durchgang abgezogenen Flüssigkeitsmenge jeweils beim vorhergehenden Behälter größer ist als beim folgenden.

In jedem Falle dient es der erfindungsgemäßen Lösung, wenn Vorrichtungsteile vorgesehen sind, die im Rücklaufkanal von der Pumpwirkung getrennt angeordnet sind und in der zirkulierenden Flüssigkeit Turbulenz erzeugen. Diese turbulenzerzeugenden Vorrichtungsteile sollten zweckmäßig im horizontalen Teil des Rücklaufkanals untergebracht sein, und sie können mit Vorteil aus mehreren Leitplatten bestehen, die im horizontalen Teil des Rücklaufkanals untergebracht und in Strömungsrichtung im Abstand voneinander angeordnet sind.

Weitere Einzelheilen und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der Zeichnung aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels. Es zeigt

F i g. 1 eine schemalische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig.2 einen Vertikalschnitt durch ein erfindungsgemäßes Submersfilter, wobei die Filtermedien schematisch wiedergegeben sind und

Fig.3 einen Horizontalschniit nach der Linie 3 — 3 der F i g. 2.

F i g. 1 zeigt schemalisch zwei Behälter A und B, die in Reihe geschaltet sind. In den Behältern befinden sich Filtermedien F, die in horizontaler Richtung durchströmt werden. Sie sind von gleicher Konstruktion und im Rahmen der Zweckmäßigkeit von beliebiger Gestalt. In diesen Behältern finden biochemische Reaktionen statt. Zu diesem Zweck ist in den Poren des Filtermediums eine aktive Bakterienkultur angeschlämmt. Das Filiermedium selbst besteht aus Steinen, 3s Flußsand oder sonstigem Sand oder aus parallelen, voneinander beabstandeten horizontalen Platten oder parallelen, voneinander beabstandeten horizontalen Bogenstücken aus einem thermoplastischen Material, gewelltem Fiberglas oder einem sonstigen geeigneten Material. Das Abwasser wird in den Behältern aerob bakteriell verarbeitet, und außerdem ist das System so ausgelegt, daß die beim bakteriellen Stoffwechsel entwickelten Gase, beispielsweise CO2, wirkungsvoll ins Freie entlüftet werden. Falls in den Verunreinigungen Stickstoff vorhanden ist, wird dieser unter den herrschenden bakteriellen Verhältnissen zu einem löslichen Nitrat oxydiert.

Die spezielle Größe und Klassierung der Filtermedien in den Behältern kann je nach den Anforderungen so des jeweiligen Systems variiert werden, und die Filtermedien können auch von Behalter zu Behälter allmählich feiner werden, wie dies bei der als bekannt vorausgesetzten Vorrichtung auch der Fall ist.

Die Anzahl der Filtrationssturen kann bei dem erfindungsgemäßen System je nach dem Verschmutzungsgrad des Zustroms und der angestrebten Reinheit des Absstroms geändert werden. Beispielsweise können die Behälter A und B dazu dienen, entweder Rohabwasser unmittelbar zti behandeln oder aber den fio Abstrom aus einem herkömmlichen Berieselungs-Filter· system mit belebtem Schlamm (nicht dargestellt) zu behandeln und aufzubereiten. Im erstgenannten Fall werden mehr als zwei Behälter hlnterelnandergeschaltet. fts

Wie die F i g. 1 und 2 zeigen, sind die beiden Behälter A und B ähnlich oder gleich konstruiert und weisen jeweils einen Einlaß 20, einen Auslaß 22, Filtermedien F eine Pumpeinrichtung bzw. Lufthebepumpe 24 und einen Rücklaufkanal 26 oberhalb der Filtermedien Fauf. Am einen Ende der Filtermedien Fist in dem Behälter eine Einlaßkammer 30 ausgebildet und am anderen Ende eine Auslaßkammer 32. In einem rohrförmigen Durchgang 34, der an seinem oberen Ende in den Rücklaufkanal 26 mündet und zum Auslaß 22 hin offen ist, ist eine Lufthebeeinrichtung vorgesehen. Wenn die Behälter in Reihe geschaltet sind, ist eine Leitung 36 vorgesehen, die den Auslaß des einen Behälters mit dem Einlaß des stromabwärts nächsten Behälters verbindet.

Der Behälter A in dem Beispiel der F i g. 2 und 3 ist im vertikalen und im horizontalen Schnitt rechteckig und länger als hoch. Für konzentrierte Abwasser ist ein größeres Verhältnis von Länge zu Höhe zweckmäßig, um die Flächenlänge des Rücklaufkanals 26 zu vergrößern und so die Belüftungszeit in den Filtermedien Fzu verlängern und die Sauerstoffüberganggszeit zu verkürzen. Die gasförmigen Stoffwechsel-Endprodukte, etwa CO2, werden aus der Oberfläche der durch den Rücklaufkanal 26 strömenden Flüssigkeit entlassen und in die Umgebungsluft abgeführt.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 und 3 weisen die Filtermedien F mehrere vertikal und horizontal beabstandete Platte 40 auf, wobei durch die horizontalen Abstände Durchlässe 42 gebildet werden (s. F i g. 3). Eine durchgehende Platte 44 bedeckt das Obercndc der Filtermedien. In dem Rücklaufkanal 26 sir d mehrere Leitplatten 46 in der dargestellten Weise angeordnet. Diese Leitplatten unterstützen die Turbulenzbildung, die in manchen Anlagen als wichtig angesehen werden muß, um den Sauerstoffeintrag während des Strömcns durch den Rücklaufkanal 26 zu verbessern. Der Rücklaufkanal 26 ist, wie F i g. 2 zeigt, abgestuft oder hat

— in dieser Figur in der Richtung von rechts nach links

— abnehmenden Querschnitt. Oben ist er zur Umgebung hin offen.

Die Platten 40 können aus einem beliebigen geeigneten Material bestehen; sie können vor allem vertikal beabstandete, horizontale bogenförmige Teile aus thermoplastischem Kunststoff sein, die horizontal zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit derart angebracht sind, daß sie eine möglichst große Oberfläche darbieten. Die Lufthebecinrichtung weist in dem dargestellten Beispiel einen Kompressor oder eine Pumpe 48 und eine Auslaßleitung 50,52 auf, wobei sich das Leitungsstück 52 konzentrisch in dem rohrförmigcr Durchgang 34 erstreckt und in einem Auslaß endigt, dei oberhalb des Bodens 54 des Behälters A liegt. Dei Durchgang 34 kann auf dem Boden 54 aufsitzen, wie F i g. 2 zeigt, und mit öffnungen 56 für den Eintritt dei Flüssigkeit versehen sein. Unter dem Durchgang 34 is ein normalerweise geschlossenes Entleerungsventil Si angeordnet. Das obere Ende des Durchgangs 34 ist mi der Platte 44 verbunden und zum Rücklaufkanal 2< sowie zum Auslaß 22 hin offen.

Luft oder ein anderes geeignetes sauerstoffhaliigei Gas wird durch die AuslaDleitung 50,52 eingepumpt um perlt in Blasen in dem Durchgang 34 im Zwischenraun zwischen dem Leitungsstück 52 und der Wand dei Durchgangs 34 nach oben, wodurch eine Lufthebewir kung entsteht, wie bei der Anordnung nach de deutschen Offenlegungsschrlft 19 42 698. Je nacl Wunsch kann auch eine Heizeinrichtung etwa eine Ii F i g. 2 schematisch angedeutete Heizspirale 60, vorge sehen sein, um das durch die AuslaQleltung 50, 5! strömende Gas vorzuwärmen.

Anstelle der in den F1 g. 2 und 3 gezeigten Platten 41

5

können als Filtermedien auch Steine oder andere kugelige oder anniihernd kugelige Materialien verwendet werden. Mehrere Behälter A, beispielsweise zwei oder drei, können in Reihe angeordnet sein, und zwar derart, daß in jedem der Behälter eine horizontale Strömung durch die Filtermedien hindurch stattfindet, oder daß eine Kombination mit einem vertikal durchströmten Submersfilter entsteht, das dann am Ende der Reihe argeordnet ist. Auch können verschiedene Submersfiltereinheiten der erfindungsgemäßen Art parallel oder teils in Reihe und teils parallel angeordnet sein. Schließlich kann je nach Wunsch eine Rückführung zu weiter stromaufwärts gelegenen Einheiten vor gesehen sein.

Bei den erfindungsgemäßen Behältern mit horizontaler Durchströmunj» wird das zu behandelnde Abwasser in den ersten Behälter durch den Einlaß 20 eingeleitet. Es wird dabei soviel Abwasser eingeleitet, daß das Filter Fvollständig untergetaucht ist. Die Pumpe 48 pumpt das sauerstoffhaltige Gas in den Durchgang 34, wodurch das Abwasser horizontal durch das Filter F gesaugt und dann durch den Durchgang 34 nach oben getrieben wird, worauf ein Teil der Flüssigkeit durch den Rücklaufkanal 26 zurückgeleitet wird, um wieder durch das Filter F zu strömen, während ein anderer Teil der Flüssigkeit durch den Auslaß 22 entlassen wird. Im Behälter findet aKso eine fortwährende Zirkulation und Umwälzung statt.

Die Säule sauerstoffhaltigen Gases, die aus dem Auslaß des Leitungsstücks 52 austritt, nimmt nicht nur das Abwasser nach oben mit: Sie steigt zunächst einmal mit einer Geschwindigkeit, die eine rasche Zirkulation und damit eine hohe Umsatzratc gewährleistet. Außerdem aber durchsetzt während des Hebens der Abfallflüssigkeit in dem Durchgang 34 der in der Luft enthaltene Sauerstoff die in der Luftsäule mitgeführte Abfallflüssigkeit. Auf diese Weise wird eine ausreichende Sauerstoffmenge an die Verunreinigungen übertragen, um den Prozeß des aeroben Stoffwechsels immer wieder neu anzustoßen oder zu verstärken. Während des aeroben Stoffwechsels wird der Sauerstoff rasch verbraucht. Daher muß ständig Sauerstoff nachgeliefert werden.

Es ist wesentlich, daß ein großes Verhältnis von Umlauf zu Durchsatz erzielt wird. Dieses Verhältnis ist definiert als Quotient aus der Flüssigkeitsmenge, die durch den Durchgang 34 in der Zeiteinheit zirkuliert, und der Flüssigkeitsmenge, die in der Zeiteinheit den gesamten Behandlungsprozeß durchläuft, also durch den Auslaß 22 austritt. Dieser Quotient kann beispielsweise durch Verändern der Einströmgeschwindigkeit variiert werden. Er liegt - um einen bevorzugten Wert zu nennen - etwa zwischen 200 und 5000. Das bedeutet eine betrachtliche Verbesserung gegenüber herkömmlichen Systemen, bei denen das genannte Verhältnis etwa zwischen 1 und 5 liegt.

Da die Filtermedien ganz untergetaucht und daher nicht unmittelbar der Außenatmosphäre ausgesetzt sind, 1st die Bakterienkultur stark porös und flockig und die Zirkulation wird nicht behindert, wie dies in einem Rieselfilter-System im allgemeinen der Fall ist. Bei der in Fig. 1 gezeigten Anlage bleiben, da die Abfallumwandlung Im ersten Behalter A bereits einen hohen Betrag ausmacht, nur noch verhältnismäßig kleine Abfallmengen übrig, und in den nachgeschalteten Behaltern tritt darum nur noch ein verringerter bakterieller Umsatz ein, weshalb in diesen nachgeschalteten Behaltern feinere Filtermedien verwendet werden können. Das begünstigt Ausgestaltung und Wirkungsgrad von Behälter und Filtermedium, da nun der Abfall in einem kleineren Raum dem bakteriellen Zugriff mehr ausgesetzt ist als bei den herkömmlichen Systemen. Das Verhältnis Umlauf zu Durchsatz kann daher in dem nachgeschalteten Behälter bzw. in den jeweils nachgeschalteten Behältern kleiner sein.

Da ferner der Abfall im Kontakt mit der Bakterienkultur sich in jedem der Behälter horizontal durch das

ίο Filtermedium hindurchbewegt, kommt es zu einer begünstigten Sedimentbildung unter Schwerkraftwirkung, ein Effekt, der ;tu der durch den Aufprall am Filtermedium bewirkten Ausscheidung noch hinzutritt. Wie die Fig.2 und 3 zeigen, verbessern die Leitplatten 46 den Sauerstoffeintrag noch weiter, und zwar wegen der Länge der Zeit, während der die Grenzfläche dem Sauerstoff ausgesetzt ist, und wegen der Turbulenz. Mit der Zunahme der von den Leitplatten 46 erzeugten Turbulenz wurde jedoch auch eine gleichzeitige Zunahme der hydraulischen Verlusthöhe 47 beobachtet. In Fig.2 ist diese hydraulische Verlusthöhe stark übertrieben angedeutet. Mit einer Vergrößerung der hydraulischen Verlusthöhe sinkt aber die Leistung der Lufthebepumpe. Ein hydraulischer Gefälleverlust von etwa 25 mm hat sich jedoch als annehmbar erwiesen. Für manche Anwendungszwecke ist im übrigen die durch die Leitplatten 46 bewirkte Turbulenzsteigerung nicht notwendig, weshalb in einem solchen Falle die Leitplatten 46 weggelassen worden können.

Dadurch, daß das Filter vollständig unter die Oberfläche der Abfallflüssigkeit untergetaucht ist, sowie durch geeignete Anbringung des Luftheberohres ist es möglich, in dem System eine kontinuierliche Umwäl-

.15 zung aufrechtzuerhalten. Da das obere Ende des Durchgangs 34 stets unter dem Flüssigkeitsspiegel bleibt, ist es nicht notwendig, die Flüssigkeit über dieses Niveau anzuheben. Daher ist der Energiebedarf für die Umwälzung vorteilhaft gering. Wie schon erwähnt, kann die Erfindung sowohl angewandt werden, um den Abstrom aus einem herkömmlichen System noch weiter aufzubereiten, wie auch zur Behandlung von unbehandclten konzentrierten Abfallflüssigkeitcn oder zur Behandlung von Rohabwasser.

Beispiel I

Es wurde eine Geländc-Versuchseinrichtung installiert, die drei erfindungsgemüße Behälter in Reihe geschaltet aufwies, mit horizontaler Durchströmung

Vi jedes Behälters. Es wurde der Abstrom einer Dichtungsmittelfabrik (packing plant) behandelt. Die Resultate eines sich über vier Monate erstreckenden Betriebs der erfindungsgemaßen Einrichtung übertrafen die Erwartungen und beweisen die hervorragende Eignung der

Erfindung für die Behandlung konzentrierter Abfalle Nachstehend ist eine Zusammenfassung der Ergebnisse aufgestellt:

Volumen des behandelten (to Abfalls pro Tag Einbehaltungsdauer Anzahl der analytischen Beobachtungen

im zuströmenden Abfall im abströmenden Abfall BSB (5 Tage. 20« C)

im zuströmenden Abfall

im Mittel

566 dmVTag (160 Gallonen) 48 Stunden

16 10

1424 mg Oj/Liter

70S B27/3B;

Schwankungsbereich
im abströmenden Abfall
im Mittel

Schwankungsbereich
Prozentuale Reduktion

Im Vergleich mit einer
schlamm-Aufbereitungsanlage

607-4126
138 mg
(VLiter
97-162
90,3%

herkömmlichen Aktivwird die erfindungsge-

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mäße Anlage demnach mit etwa der dreifachen Menge anfallenden organischen Schlammes fertig. Die im folgenden angegebenen Beladungshöhen dienen zum Vergleich der Leistungsfähigkeit der verglichenen Systeme, wobei die Anzahl Gramm pro Kubikzentimenter und Tag angegebenen sind, was als realistisches Maß angesehen werden kann.

System

Belastung
inGramtn
BS B/cm¹ · Tag

Herkömmliche Schlammaufbereitungsanlage
Belüfter allein
Belüfter und zweites
Absetzbecken
Submersfilter gemäß
der Erfindung

0,43
0,30
0,72

Wenn in der herkömmlichen Schlammaufbereitungsanlage noch Digerierer, Verdicker usw. enthalten sind, dann vermindert sich die Belastung noch weiter.

Beispiel Il

In einer zweiten Versuchsanlage wurden zwei Behälter mit erfindungsgemäßem horizonalem Durchströmungsmodus hintereinandergeschaltet, um in einer dritten Stufe ein in der üblichen Weise in einer herkömmlichen Schlammaufbereitungsanlage behandeltes Abwasser mit einem BSB-Wert (5 Tjge, 20°C) ίο von annähernd 23 mg O₂/Liter zu behandeln. Die nachstehende Tabelle, für die die erforderlichen Messungen über einen Zeitraum von vier Monaten vorgenommen wurden, zeigt die Betriebsweise und die Resultate:

Lauf	Menge	liinbohaltungs/.cil	Trübung	Abstrom BSU
				5 Tage 20' ¹C
	(nr'/Tug)	(Stunden)	(ppm)	(mg (VLiter)
I	2,54	8,2	1,3	5,38
2	-	-	-	2,95
3	3,32	6,1	3,2	5,92
4	3,90	5,2	2,7
5	3,5')	5,65	2,2	2,87
6	2,55	7,95	2,0	2,66
7	2,55	7,95	3,15	12,1
«	2,55	7,95	2,0	4,1
9	2,46	8,23	2,45	4,56
IO	—	7,95	3,55	2,07
MIttel	2,94	7,24	2,51	4,73

Beispiel 111

Eine Anordnung von drei hintereinandergeschalteten, horizontal durchströmten Behältern nach der Erfindung, wie im Beispiel I beschrieben, wurde über eine Zellspanne von 7 Monaten beobachtet. Jede Einheit enthielt Kunststoff-Halbzylinderplatten mit einer Breite von 15,2 cm und einer Länge von 14 cm. Die Platten in den Behältern Jeweils in einer Dichte von 44

Platten je Kubikfuß (etwa 1,5 Platten Je dmJ) gepackt, s<

daß eine demontsprechende horizontale Obe. .'lache voi

0 QuadratfuD je Kubikfuß des Filtermediums zustand«

fts kam (336 cm» je dmty Blne Übersicht über dl·

Ergebnisse aus der Mesiun« der BSB-Reduktlon Ist Ii

der folgenden Tubelle angegeben (BSB in mg/Liter,!

Lauf Zustrom 1, Hinhcit 2. !■ inheil 3. Hinheit

(Abstrom)

1	662	—	—	-
2	2015	-		--
3	988	-	-	163
4	674	-	-	162
5	638	-	-	152
6	910	-	-	129
7	1133	-	-	97
8	1066	-	...	132
9	2188	-	-	154
10	1178	775	324	-
11	1416	535	221	142
12	1268	443	251	146
13	-	255	190	180
14	958	161	-	55
15	1607	369	110	69
16	1280	-	90	53
17	723	243	-	52
Mittel	1260	480	266	120
Prozentuale	0	62	79	90,5
Reduktion				85

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, gewährleistet die Erfindung erhebliche Vorteile gegen-

über dem Verfahren und der Vorrichtung nach der eingangs genannten deutschen Offenlegungsschrift 19 42 698.
Die Größe der verwendeten Filtermedien kann nach Bedarf verändert werden und es ist nicht erfindungswesentlich, daß sie von einem Behälter zum nächsten abgestuft wird. Wenn man will, kann man für alle Behälter den gleichen Flußsand als Filtermedium verwenden. Die Partikelgröße des Flußsandes wird so

ίο gewählt, daß zwischen den Partikeln Durchläße von Merklichen Dimensionen bestehen. Die Erfahrung hat gezeigt, daß die kleinste Korngröße zur Endaufbereitung von Abwasser etwa 19 mm (0,75 Zoll) für große horizontale Einheiten betragen soll. Gemischte Filtermedien sollen nicht in derselben Einheit verwendet werden, es sei denn, es handelt sich um Einheiten, deren jede ein Filtermedium von gleicher oder größerer Feinheit wie die jeweils vorhergehende enthält. Es wurde ferner festgestellt, daß feiner Sand ausgezeichnete chemische Resultate liefert, aber nicht zweckmäßig ist, weil er zu wenig Durchtrittslücken beläßt.

Gegebenenfalls kann man in den Behälter für die untere Partie des Filtermediums F gröbere oder größere Partikeln vorsehen und darüber feinere Partikeln. Dies würde dazu beitragen, den hydraulischen Widerstand herabzusetzen und den Behälterboden blank zu halten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

*'■

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur biologischen Behandlung von kbwasser, bei dem das Abwasser in wenigstens einen Behälter eingeführt wird, der ein unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche angeordnetes biologisches Filter aufweist, durch das das Abwasser kontinuierlich umgewälzt wird, indem es durch dieses vom einen Ende zum anderen gegenüberliegenden Ende hindurchgeleitet und anschließend wieder zum Eintrittsende des Filters über einen vom Filtermedium freien Flüssigkeitsdurchgang, in dem durch Einleitung eines sauerstoffhaltigen Gases eine Pumpwirkung erzielt wird, zurückgeleitet wird, und bei dem ferner ein Teil des zirkulierenden Abwassers kontinuierlich aus dem Behälter abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser in horizontaler Richtung durch das biologische Filter geführt und oberhalb des biologisehen Filters in entgegengesetzter Richtung zurückgeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der in der Zeiteinheit in dem Durchgang strömenden Flüssigkeitsmenge zu der aus dem Behälter abgezogenen Flüssigkeitsmenge etwa zwischen 200 und 1000 liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem ersten Behälter abgeleitete Flüssigkeit kontinuierlich in mindestens einen weiteren Behälter eingeleitet wird, der ein Filtermedium sowie einen mit dem Filtermedium in Verbindung stehenden freien Durchgang enthält und in dem ebenfalls das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird, wobei das Verhältnis der in der Zeiteinheit in dem Durchgang strömenden Flüssigkeitsmenge zu der jeweils aus einem Behälter abgezogenen Flüssigkeitsmenge in jedem weiteren Behälter kleiner gehalten wird als in dem vorhergehenden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit wenigstens einem Behälter, der einen Einlaß zur Einleitung des Abwassers, einen Auslaß zur Ableitung eines Teils der zirkulierenden Flüssigkeit und ein untergetauchtes biologisches Filter aufweist, der ferner mit einem offenen Durchgang neben dem Filtermedium mit Eintrittsöffnungen und mit Abstand davon angeordneten Austrittsöffnungen versehen ist, in dem eine Pumpeinrichtung angeordet ist, die mit dem Durchgang in Verbindung steht und eine Strömung sauerstoffhaltigen Gases dutch den Durchgang schickt, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß in dem Behälter ein Strömungsweg für die kontinuierliche Zirkulation und Umwälzung der Flüssigkeit durch das Filtermedium und dann in einer einzigen Richtung durch den Durchgang geschaffen ist und der Auslaß mit diesem Strömungweg in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung derart ausgebildet ist, daß das Abwasser im fto wesentlichen in horizontaler Richtung durch das biologische Filter geführt und oberhalb des biologischen Filters in entgegengesetzter Richtung zurückgeleitet wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch mindestens einen weiteren Behälter (B), dessen Einlaß (20) jeweils mit dem Auslaß (22) des vorhergehenden Behälters (A) verbunden ist, so daß die aus dem einen Behälter abgezogem; Flüssigkeit jeweils in den folgenden eingeleitet wird und der in gleicher Weise wie der jeweils vorhergehenden Behälter (A) mit einem Filtermediurn (F), einer Pumpeinrichtung (24) und einem Auslaß (22) versehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtermedien (F) in den Behältern partikelförmig sind und die Partikeln jeweils im vorhergehenden Behälter gröber sind als im folgenden, wobei das Verhältnis der in der Zeiteinheit im Durchgang abgezogenen Flüssigkeitsmenge jeweils beim vorhergehenden Behälter größer ist als beim folgenden.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch Vorrichtungsteile, die im Rücklaufkanal (26) vor, der Pumpenwirkung getrennt angeordnet sind und in der zirkulierenden Flüssigkeit Turbulenz erzeugen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die turbulenzerzeugenden Vorrichtungsteile im horizontalen Teil des Rücklaufkanals (26) angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die turbulenzerzeugenden Vorrichtungsteile aus mehreren Leitplatten (46) bestehen, die im horizontalen Teil des Rücklaufkanals (26) angeordnet und in Strömungsrichtung mit Abstand voneinander angeordnet sind.