DE2221498C3 - Belebtschlammabwasserreinigungsverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Belebtschlammabwasserreinigungsverfahren entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einem bekannten Verfahren der vorgenannten Art wird die aerobe Behandlung in der Abscheidezone durchgeführt und daraufhin wird der aerob behandelte Schlamm in eine flüssige und eine feste Phase getrennt. Die getrennte feste Phase wird dann in den Belüftungstank zurückgeführt und die getrennte flüssige Phase wird in einem besonderen Behälter mit chemischen Mitteln behandelt (US-PS 36 54 146).

Es ist auch bekannt, daß die Belüftung der mit Belebtschlamm gemischten Flüssigkeit eine anfängliche Phosphataufnahme der vorhandenen Mikroorganismen bewirkt. In der US-Patentschrift 32 36 766 ist ein Verfahren beschrieben, daß dieses Phänomen zur Entfernung von Phosphaten aus Abwässern ausnutzt. Nach dem in dieser Patentschrift beschriebenen Verfahren wird die Wasserstoffionenkonzentration des rohen Abwassers, falls erforderlich, auf einen pH-Wert-Bereich von etwa 6,2 bis etwa 8,5 eingestellt, das Abwasser wird dann mit Belebtschlamm vermischt, die so erhaltene gemischte Flüssigkeit wird so belüftet, daß ein Gehalt an gelöstem Sauerstoff von mindestens 0,3 mg/Liter in der gemischten Flüssigkeit aufrechterhalten wird, und aus der gemischten Flüssigkeit wird ein phosphatreicher Schlamm abgetrennt, wodurch 'iin praktisch phosphatfreier Abfluß erhalten wird. Der mit Phosphat angereicherte Schlamm wird zur Verminderung seines Phosphatgehaltes vor der Rückführung behandelt und mit dem zufließenden Abwasser gemischt. Diese Behandlung kann durchgeführt werden, indem der phosphatreiche Schlamm mehrere Stunden unter anaeroben Bedingungen gehalten wird oder daß er 10 bis 20 Minuten lang bei einem pH-Wert von weniger als 6,5 gehalten wird. Die anaeroben Bedingungen und der saure pH-Wert bewirken, daß beträchtliche

ίο Mengen an intracellularem Phosphat aus dem Schlamm in eine flüssige Phase übertreten. Auch bei diesem bekannten Verfahren werden die in der flüssigen Phase angereicherten Phosphate in einem gesonderten Behälter mit chemischen Mitteln ausgefällt, um dann aus dem Reinigungsprozeß entfernt zu werden. Eine derartige Verfahrensweise ist jedoch u. a. relativ aufwendig.

Der vorliegenden Crfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Behandlungsausrüstung vereinfacht ist und bei dem eine verbesserte Reinigungswirkung erzielt wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeicbiungsteil des Anspruches 1 erfindungsgemäß gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren kann unter Verwendung herkömmlicher Abwasserreinigungsanlagen angewandt werden. Es bringt eine Verbesserung der Absetzeigenschaften des Schlammes und eine Verbessarung der Wirksamkeit unter Verringerung des biochemischen Sauerstoffbedarfs und der Entfernung der suspendierten Feststoffe mit sich. Die Rückführung von ausgefällten Phosphatteilchen hat sich als unerwarteter Vorteil erwiesen. Es hat sich ergeben, daß die in der Belüftungszone befindlichen Teilchen besonders wirksame Oberflächen aufweisen, auf welchen die aktivierten, im Schlamm lebenden Organismen wachsen und sich vermehren können. Auch verstärken die Teilchen das Absetzen des Schlammes im zweiten Absetzbehälter. Die Erfindung ermöglicht somit eine wesentliche Verringerung und Vereinfachung der Behandlungsausrüstung und verbessert die Leistungsfähigkeit beim Entfernen des im Phosphatabscheider ausgeschiedenen lösbaren Phosphates. Es wird nicht nur der abgesetzte Teil des Phosphates wie bei dem bekannten Verfahren entfernt.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der Zeichnung, in der ein Fließdiagramm des erfindungsgemäßen Phosphatabtrennprozesses dargestellt ist, näher erläutert.

In der Figur wird ein einfließender Strom rohen Abwassers durch herkömmliche Sieb- und Kiesfangvorrichtungen geführt und wahlweise einem primären Absetzen in einem Tank 2, aus dem Primärschlamm durch Leitung 3 entfernt wird, unterworfen. Das im Primärabsetztank vorgeklärte Abwasser wird mit einer Mischung aus im Kreislauf geführten im folgenden beschriebenen Belebtschlamm und ausgefälltem Phosphat zu einer gemischten Flüssigkeit vermischt und durch Leitung 4 dem Belüftungstank 5 zugeführt. In dem Belüftungstank wird die gemischte Flüssigkeit mindestens in einem Teil des Belüftungstanks 1 bis 8 Stunden lang in solchem Ausmaß belüftet, daß aerobe Bedingungen herrschen, d.h. daß eine meßbare Menge an Sauerstoff in der gemischten Flüssigkeit vorhanden ist. Während der Belüftung nehmen die vorhandenen Bakterien Phosphat auf und verbrauchen in dem Abwasser vorhandenes organisches Material. Die Teilchen des ausgefällten Phosphats, die dem Belüftungstank zusammen mit dem in Kreislauf geführten

Schlamm zugeführt worden sind, bilden eine große Oberfläche, die Mikroorganismen und die für den Stoffwechsel und das Wachstum der Mikroorganismen erforderlichen Nährmittel anzieht und die Phosphataufnahme der Mikroorganismen verbessert Während der Belüftung wird der biochemische Sauerstoffbedarf in starkem Maße verringert

Nach der Belüftung wird die gemischte Flüssigkeit in einen Sekundärabsetztank 6 eingespeist In dem Sekundärabsetztank 6 setzt sich eine Mischung aus an Phosphat angereichertem Schlamm und Teilchen von Phosphatniederschlag ab und wird von der Flüssigkeit abgetrennt Das Vorhandensein des ausgefällten Phosphats verbessert die Absetzeigenschaften des Schlamms, da die Dichte der Mischung aus Schlamm und ausgefälltem Phosphat größer ist als die des Schlamms allein. Der Schlamm enthält einen wesentlichen Teil des in dem Abwasser vorhandenen Phosphats. Der im wesentlichen phosphatfreie Abf!jß wird in herkömmlicher Weise durch Leitung 7 abgeführt

Die Mischung aus mit Phosphat angereichertem Schlamm und Teilchen von Phosphatniederschlag wird durch Leitung 8 aus dem Absetztank 6 entfernt Ein Teil der Mischung, vorzugsweise etwa 5%, kann als Abfall verworfen werden, und der Rest wird dem Phosphatabscheider 9 zugeführt. In dem Phosphatabscheider 9 wird die Mischung aus mit Phosphat angereichertem Schlamm und Teilchen von Phosphatniederschlag behandelt, um den Mikroorganismen in dem Schlamm das Phosphat zu entziehen. Diese Behandlung kann darin bestehen, daß die Mischung unter anaeroben Bedingungen gehalten wird, wie es in der US-Patentschrift 32 36 766 beschrieben ist daß die Mischung, wie in der US-Patentschrift 36 54146 beschrieben ist, belüftet wird oder daß die Wasserstoffionenkonzentration auf einen geeigneten pH-Wert eingestellt wird, d. h. Einstellung der Wasserstoffionenkonzentration auf einen pH-Wert unter 6,5 und mindestens 10 Minuten langes Beibehalten dieses pH-Wertes. Diese Behandlung bewirkt, daß die in dem Schlamm vorhandenen Mikroorganismen das Phosphat, das sie in dem Belüftungstank 5 aufgenommen haben, abgeben. Das Phosphat tritt aus dem Schlamm in die flüssige Phase über.

Ein Phosphatfällmittel, z. B. ein Aluminium- oder Eisensalz oder ein Alkali, wie z. B. Kalk, wird aus dem Vorrat 10 dem Phosphatabscheider 9 in einer zur Ausfällung des löslichen Phosphats des Schlamms ausreichenden Menge zugesetzt. Das Phosphatfällmittel kann dem Phosphatabscheider entweder zusammen mit dem an Phosphat angereicherten Schlamm oder getrennt davon zugesetzt werden. Wahlweise kann das Phosphatfällmittel dem Schlamm in einem besonderen Tank im Anschluß an die Phosphatabscheidungssiufe zugesetzt werden. Wegen des im Vergleich zum Volumen der gemischten Flüssigkeit im Belüftungstank verhältnismäßig geringen Volumens des Schlamms ist erheblich weniger Phosphatfällmittel erforderlich, als wenn dieses dem Belüftungstank zugesetzt werden würde.

Die Mischung aus Belebtschlamm und ausgefällten Phosphatteilchen wird aus dem Phosphatabscheider entfernt und durch Leitung 11 zur Vermischung mit rohem Abwasser dem Beliiftungstank 5 zugeführt

Nach der vorliegenden Erfindung wird das unlösliche ausgefällte Phosphat zusammen mit dem Belebtschlamm zurückgehalten und wird eventuell als mit Phosphat angereicherter Abfallschlamm aus dem System entfernt Dies wird nach herkömmlichen Abwasserreinigungsverfahren durchgeführt und erfordert keine zusätzlichen Apparaturen. Darüber hinaus können vorhandene Abwasserreinigungsanlagen verwendet werden, da ein Eindick- und Absetztank, aus dem eine überstehende Flüssigkeit entfernt wird, was spezielle Kontrollvorrichtungen erforderlich macht, nicht benötigt wird.

Wenn ferner eine mit Phosphat angereicherte überstehende Flüssigkeit vom Schlamm abgetrennt wirci und die überstehende Flüssigkeit anschließend mit einem Phosphatfällmittel behandelt wird, bleibt ein Teil des löslichen Phosphats im Belebtschlamm. Nach der vorliegenden Erfindung wird nicht nur der dekantierbare Teil, sondern praktisch das gesamte lösliche Phosphat aus dem Schlamm entfernt Dieses erhöht die Wirksamkeit des Verfahrens und vermindert die Belüftung, die erforderlich ist, um die Phosphataufnahme durch die Mikroorganismen im Belül'tungstank 5 zu bewirken.

Im folgenden wird anhand eines Beispiels eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung näher erläutert.

Beispiel

Die Wasserstoffionenkonzentration eines rohen Abwassers wird auf einen pH-Wert von 7 bis 8 eingestellt und durch herkömmliche Sieb- und Kiesfangeinrichtungen geleitet. Das rohe Abwasser [3 785 400 Liter pro Tag (1000 000 gpd, gallons per day)], das 100 ppm Feststoff enthält, wird mit im Kreislauf geführtem Belebtschlamm [719 226 Liter pro Tag (119 000 gpd)], der 500 ppm Phosphatniederschlag enthält, vermischt Die gemischte Flüssigkeit wird in eine Belüftungszone eingespeist und 6 Stunden lang mit einer Menge von 37,5 Liter Luft pro Liter Abwasser (5 Kubikfuß Luft pro Gallone Wasser) belüftet. Die aus der Belüftungszone abfließende gemischte Flüssigkeit wird in einen Sekundärabsetztank eingespeist. Das geklärte Abwasser, das praktisch frei von Phosphat ist, wird nach der Chlorierung in einer Menge von 3 785 400 Liter pro Tag (1 000 000 gpd) dem Abfluß zugeführt. Die abgesetzte Mischung aus mit Phosphat angereichertem Schlamm und Teilchen aus ausgefälltem Phosphat wird dem Sekundärabsetztank in einer Menge von 757 080 Liter pro Tag (200 000 gpd) entnommen. Ein Teil [37 854 Liter pro Tag (10 000 gpd)] wird als Abfallschlamm verworfen, während der Rest einem anaeroben Phosphatabscheider zugeführt wird, in dem er mehrere Stunden unter anaeroben Bedingungen gehalten wird. Die in dem Abscheider herrschenden Bedingungen bewirken, daß beträchtliche Mengen des intracellularen Phosphats in die flüssige Phase übertreten. Eine stöchiometrische Menge von Alaun, die erforderlich ist, um das lösliche vorhandene Phosphat auszufällen, wird dem Schlamm zugesetzt, und die Mischung aus Schlamm und ausgefälltem Phosphat wird zum Vermischen mit einfließendem rohen Abwasser im Kreislauf zurückgeführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 Patentansprüche:

1. Belebtschlammabwasserreinigungsverfahren, bei dem rohes Abwasser mit Belebtschlamm vermischt wird, bei dem die so erhaltene gemischte Flüssigkeit einer Belüftungszone zugeführt wird, in der sie zur Verminderung des biochemischen Sauerstoffbedarfes und zur Förderung der Phosphataufnahme durch die vorhandenen Mikroorganismen belüftet wird, bei dem der mit Phosphat angereicherte Schlamm von der gemischten Flüssigkeit abgetrennt wird, um einen im wesentlichen phospatfreien Abfluß zu erhalten, bei dem der mit Phosphat angereicherte Schlamm einer Phosphatabscheidungszone zugeführt wird, in welcher der Schlamm behandelt wird, damit die im Schlamm vorhandenen Mikroorganismen Phosphat 'n die flüssige Phase abgeben und einen phosphatarmen Schlamm bilden, und bei dem der phosphatarme Schlamm zum Mischen mit dem zufließenden Abwasser als Belebtschlamm rückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schlamm in der Phosphatabscheidungszone oder im Anschluß daran ein Phosphatfällmittel zugesetzt wird, um das in Wasser lösliche Phosphat auszufällen, und daß der Schlamm, der die ausgefällten Phosphatteilchen enthält, zum Vermischen mit neuem Abwasser im Kreislauf zurückgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Phosphat angereicherte Schlamm, der von der gemischten Flüssigkeit abgetrennt worden ist, in der Phosphatabscheidungszone unter anaeroben Bedingungen gehalten wird, um die in dem Schlamm vorhandenen Mikroorganismen zur Abgabe von Phosphat in die flüssige Phase zu veranlassen.