DE2228011A1 - Biological process for wastewater treatment - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Description
Die Erfindung betrifft ein aerobisches biologisches Verfahren zur Behandlung von Abwässern ohne beträchtliche Belüftung, bei dem Sauerstoff dem Abwasser in der Form von Wasserstoffperoxyd zugeführt wird. Die Erfindung eignet sich insbesondere für die Behandlung schlammaktivierter Abwässer.The invention relates to an aerobic biological process for treating waste water without significant aeration oxygen to waste water in the form of hydrogen peroxide is fed. The invention is particularly suitable for the treatment of sludge-activated wastewater.
Die Behandlung von Abfall, wie Haushalts- und Industrieabwässern, um eine Umweltverschmutzung durch sie zu verhindern, ist eine Angelegenheit von größter ökologischer Bedeutung. Eine solche Behandlung besteht derzeit im allgemeinen darin, daß man die Abwässer in großen offenen Behältern mit Luft in Kontakt bringt. Eine solche Behandlung ist aber wenig wirksam und vom ästhetischen Standpunkt nicht erwünscht, und außerdem werden üble Gerüche erzeugt. Bei optimalen Bedingungen ist eine Belüftungszeit von wenigstens 2 Stunden erforderlich, und häufig, beispielsweise während der Wintermonate, wenn die Tem-The treatment of waste, such as household and industrial sewage, to prevent it from polluting the environment, is a matter of the greatest ecological concern. At present, such treatment generally consists of: that the waste water is brought into contact with air in large open containers. However, such a treatment is not very effective and undesirable from the aesthetic point of view, and also malodor is generated. In optimal conditions it is a ventilation time of at least 2 hours is required, and often, for example during the winter months when the tem-
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peratur des zu behandelnden Wassers von einer Sommertemperatur von beispielsweise etwa 200C auf beispielsweise etwa 50C sinkt, ist eine beträchtlich längere Zeit erforderlich. Die für diese Behandlung als Sauerstoffquelle verwendete Luft hat im Winter sogar noch niedrigere Temperaturen. Wegen der großen Mengen an zu behandelnden Abwässern und der langen Dauer eines solchen Verfahrens muß die Anlage sehr groß sein, damit die erforderlichen Verweilzeiten eingehalten werden können, und oft sind zahlreiche Tanks erforderlich. Außerdem muß für eine Verteilung der für die Belüftung verwendeten Luft gesorgt werden. Alle diese Paktoren machen den Aufbau der Anlagen, ihre Wartung und den Betrieb äußerst kostspielig. Weiterhin treten während des Betriebs einer solchen Belüftungsanlage zahlreiche Probleme auf. Beispielsweise kann es bei der Behandlung des Abwassers zur Bildung eines Schlamms, der sich, wenn überhaupt, so nur sehr langsam absetzt, kommen, wodurch das Verfahren verlängert wird und es sogar notwendig werden kann, das Abwasser unbehandelt oder ungenügend behandelt abfließen zu lassen. Auch können Änderungen der Zusammensetzung der Abwasser, insbesondere der Abwasser von Industrieanlagen, die Wirkung der Behandlung beeinträchtigen. Schließlich werden bei der Belüftung von Abwässern schädliche und übelriechende Gase, die in den Abwässern gelöst sind oder von diesen mitgerissen werden, an die Atmosphäre abgegeben, wodurch wieder ein Umweltverschmutzungsproblem entsteht.lowered temperature of the water to be treated by a summer temperature, for example about 20 0 C, for example, about 5 0 C, a considerably longer time is required. The air used as a source of oxygen for this treatment has even lower temperatures in winter. Because of the large amounts of wastewater to be treated and the long duration of such a process, the plant must be very large so that the required residence times can be observed, and numerous tanks are often required. In addition, the air used for ventilation must be distributed. All of these factors make the installation, maintenance and operation of the plants extremely expensive. Furthermore, numerous problems arise during the operation of such a ventilation system. For example, the treatment of the wastewater can lead to the formation of a sludge that settles very slowly, if at all, which prolongs the process and it may even be necessary to drain the wastewater untreated or inadequately treated. Changes in the composition of the wastewater, in particular the wastewater from industrial plants, can also impair the effectiveness of the treatment. Finally, when sewage is aerated, noxious and malodorous gases dissolved in or entrained in the sewage are released into the atmosphere, again creating a pollution problem.
Aus der US-PS Z> 530 O67 ist es bekannt, daß die Klärung von Abwässern in einem Belüftungsverfahren dadurch verbessert werden kann, daß man dem Abwasser während der Belüftung bei Umgebungstemperatur oder höherer Temperatur stetig Wasserstoffperoxyd zusetzt. Die Wirksamkeit dieses Verfahrens hängt davon ab, daß man während der ganzen Dauer der Belüftung und nur während dieser Zeit eine Peroxydaktivität aufrechterhält, und es wird darauf hingewiesen, daß die Zugabe von Peroxyd vor der Belüftung sich als erfolglos erwiesen hat.From US-PS Z> 530 O67, it is known that the clarification of waste water can be improved in a ventilation method in that one continuously added to the waste water during the aeration at ambient or higher temperature hydrogen peroxide. The effectiveness of this method depends on maintaining peroxide activity throughout and only during this time, and it should be noted that the addition of peroxide prior to aeration has been found to be unsuccessful.
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In dem Artikel von Chin und Hicks "Hydrogen Peroxide Studies of Oxygen Demand" (Journal of Water Pollution Control Federation, Band 42, Seite 1327, Juli 1970) wird angegeben, daß bei den gesteuerten Laboratoriumsbedingungen, die in dem Normtest zur Bestimmung des biologischen Sauerstoffbedarfs (biological oxygen demand, BOD) angewandt werden, HpOp als eine zusätzliche Quelle für biologisch aktiven Sauerstoff verwendet werden kann. Insbesondere aber geben Chin und Hicks an, daß trotz der bekannten Desinfektionswirkung von HpOp seine Anwesenheit in beträchtlichen Mengen in Abwasser über eine Dauer von 20 Tagen oder darüber keine nächteilige Wirkung auf die anwesenden aerobischen Bakterien haben.In the article by Chin and Hicks, "Hydrogen Peroxide Studies of Oxygen Demand" (Journal of Water Pollution Control Federation, Volume 42, Page 1327, July 1970) it is stated that that with the controlled laboratory conditions that are used in the standard test for determining the biological oxygen demand (biological oxygen demand, BOD) can be applied, HpOp as an additional source of biologically active oxygen can be used. In particular, however, give Chin and Hicks states that, despite the known disinfecting effect of HpOp, its presence in considerable quantities in wastewater no detrimental effect over a period of 20 days or more Have an effect on the aerobic bacteria present.
Es wurde nun gefunden, daß bei einer Abwasserbehandlung durch Biooxydation der gesamte Bedarf an wirksamem Sauerstoff dadurch gedeckt werden kann, daß man ohne beträchtliche Belüftung, und insbesondere ohne die Notwendigkeit der Anwendung einer Belüftung das Abwasser mit Wasserstoffperoxyd vermischt. Das Verfahren gemäß der Erfindung kann in der Kälte bis herab zu etwa O0C, sowie bei verhältnismäßig hoher Temperatur von 300C oder darüber durchgeführt werden. Außerdem wurde gefunden, daß gewisse aerobische Mikroorganismen, beispielsweise Fadenbakterien, durch das in dem Abwasser anwesende H2Op angegriffen werden mit dem Ergebnis, daß die erwünschten aerobischen Bakterien wachsen können und die Behandlung beträchtlich verkürzt wird.It has now been found that in wastewater treatment by bio-oxidation the entire need for effective oxygen can be met by mixing the wastewater with hydrogen peroxide without substantial aeration, and in particular without the need to use aeration. The process according to the invention can be carried out in the cold down to about 0 ° C. and at a relatively high temperature of 30 ° C. or above. In addition, it has been found that certain aerobic microorganisms, for example filamentous bacteria, are attacked by the H 2 Op present in the waste water, with the result that the desired aerobic bacteria can grow and the treatment is considerably shortened.
Weiterhin können gemäß der Erfindung Haushalts- und Industrieabwässer ohne beträchtliche Belüftung wirksam behandelt werden, und die Behandlung kann beispielsweise in geschlossenen Behältern, wie rohrförmigen Kontaktoren und Rohrleitungen für Abwässer, so durchgeführt werden, daß die Atmosphäre nicht verunreinigt wird. Das Verfahren kann auch leicht Änderungen der Abwasserzusammensetzung und der Verfahrensbedingungen angepaßt werden.Furthermore, household and industrial wastewater can according to the invention can be effectively treated without significant ventilation, and treatment can be carried out, for example, in closed containers, such as tubular contactors and pipelines for waste water, be carried out so that the atmosphere is not contaminated. The procedure can also easily change the Wastewater composition and the process conditions are adapted.
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am/ ICra'indung ist also ein Verfahren zur Behänd-· am / I-binding is therefore a process for handling
lung τοπ biologisch oxydierbarem Abfall in Abwässern ohne beträchtliche Eslüftung und bei eine? Temperatur von etwa O bis 5C0C3 das dadurch gekennzeichnet ist ο daß man dem Abwasser Hc0o in solcher Menge surnischt-, daß sine ausreichende Konzentration an gelöstem Sauerstoff- um die biochemische Aktivität der Bakterien mit günstiger Wirkung zu erhalten, erreicht wird,lung τοπ biologically oxidizable waste in wastewater without significant ventilation and with a? Temperature of about 0 to 5C 0 C 3, which is characterized ο that the wastewater H c 0 o is mixed in such an amount that a sufficient concentration of dissolved oxygen to maintain the biochemical activity of the bacteria with a beneficial effect is achieved ,
Untez* "beträchtlicher Belüftung" soll verstanden werden, daß der Gehalt an gelöstem Sauerstoff beträchtlich größer ist als derjenige in der Flüssigkeit -eines im Freien natürlich fließenden Stroms«Untez * "considerable ventilation" is to be understood as meaning that the dissolved oxygen content is considerably greater than that in the liquid - naturally occurring in the open air flowing stream "
Eas Verfahren as? Erfindung wird mit besonderem Vorteil auf sin Flüssigkeitsgemiseh oder auf rückgeführten aktivierten Schlamm oder auf offenes natürlich strömendes Wasser angewandt. H0Op xvird vorzugsweise in ausreichender Menge zugesetzt, um die Entwicklung fadenförmiger Bakterien praktisch zu verhindern und insbesondere in solcher Menge, daß einem biologischen Sauerstoffbedarf von mehr als 10,0 mg/l genügt wird. Die Menge an zugesetztem HpOp kann bis zum Vierfachen des biologischen Sauerstoffbedarfs betragen. Die Temperatur liegt vorzugsweise zwischen O0C und Umgebungstemperatur, und das pH des Abwassers, das vorzugsweise mehr als 10 mg/l "an biooxydierbarem Abfall enthält, liegt vorzugsweise zwischen etwa 5 und 9·Eas procedure as? The invention is applied with particular advantage to liquid mixtures or to recycled activated sludge or to open naturally flowing water. H 0 Op x is preferably added in a sufficient amount to practically prevent the development of thread-like bacteria and in particular in such an amount that a biological oxygen requirement of more than 10.0 mg / l is sufficient. The amount of HpOp added can be up to four times the biological oxygen requirement. The temperature is preferably between 0 ° C. and ambient temperature, and the pH of the waste water, which preferably contains more than 10 mg / l of bio-oxidizable waste, is preferably between about 5 and 9.
Die Abwasserbehandlung gemäß der Erfindung kann in einem oder mehreren Behältern, die ,nicht mit einem öffentlichen .Abwassersystem verbunden sind, erfolgen. Sie erfolgt mit Vorteil in ·The wastewater treatment according to the invention can be in one or more tanks that are not connected to a public .Awwassersystem connected. It takes place with advantage in
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den Behältern und Verbindungsleitungen einer Abwasserbehandlungsanlage," insbesondere 'einer Anlage für die Behandlung von Stadt- und Industrieabwässer oder in einem Rohrreaktor, durch den das Abwasser unter Druck gepumpt wird. Das Einmischen des H2O2 wird erleichtert, wenn das Abwasser sich in Bewegung befindet. ' \ the tanks and connecting lines of a wastewater treatment plant, "especially 'a plant for the treatment of urban and industrial wastewater or in a tubular reactor through which the wastewater is pumped under pressure. Mixing in the H 2 O 2 is facilitated when the wastewater is moving is located. ' \
Gemäß der Erfindung wird ein Haushalts- oder Industrieabwasser, das einer biologischen Oxydation zugänglich ist", ohne beträchtliche Belüftung dadurch behandelt, daß man Sauerstoff in der Form von HgO2 einführt. Zufolge dieser Behandlung bildet sich eine Ausflockung, die sich rasch, zu einem dichten Schlamm absetzt. Dieser Schlamm kann wirksam von der überstehenden Flüssigkeit abgetrennt und weiter verarbeitet oder von dem System entfernt werden. Ein Hauptvorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung liegt darin, daß die Notwendigkeit der mühsamen und kostspieligen Belüftung, die bei bekannten Verfahren der bakteriellen Oxydation erforderlich ist, entfällt. Die Erfindung ermöglicht beträchtliche Einsparungen, insbesondere hinsichtlich der Kosten der Anlage, da sie kleinere Halte- und Behandlungstanks erfordert, Belüftungsanlage und Wartung entfallen und das Verfahren in kürzerer Zeit durchführbar ist.According to the invention, domestic or industrial wastewater susceptible to biological oxidation is treated, without substantial aeration, by introducing oxygen in the form of HgO 2. As a result of this treatment, a flocculate is formed which quickly becomes dense This sludge can be effectively separated from the supernatant liquid and further processed or removed from the system.A major advantage of the method according to the invention is that it eliminates the need for the cumbersome and expensive aeration required by known methods of bacterial oxidation The invention enables considerable savings, in particular with regard to the costs of the system, since it requires smaller holding and treatment tanks, a ventilation system and maintenance are dispensed with and the method can be carried out in a shorter time.
Für die Behandlung von organischem Abfall unter Verwendung aerobischer oder fakultativer Organismen unter aerobischen Bedingungen 1st eine Quelle für O2 erforderlich. Als Quelle für O2 wird in den herkömmlichen Verfahren gasförmige Luft oder in das Wasser eingesprühter O2 verwendet.Treatment of organic waste using aerobic or facultative organisms under aerobic conditions requires a source of O 2. In the conventional processes, gaseous air or O 2 sprayed into the water is used as a source for O 2.
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Die O2 liefernde Umsetzung ist:The implementation that delivers O 2 is:
+ 2 H2O+ 2 H 2 O
Diese Umsetzung wird vermutlich durch Katalase, einem von den anwesenden Organismen erzeugten Enzym, katalysiert.This conversion is presumably caused by catalase, one of the present organisms produced enzyme, catalyzed.
Aerobische Organismen verbrauchen O2 sowohl zur Deckung des metabolischen Bedarfs zur Unterhaltung des Lebens (endogene Respiration) als auch zur Synthese von neuem Zellmaterial. Ein Fließschema einer biologischen Stufe einer Anlage zur Behandlung von Abfall könnte also bei einer AbwasserbeSchickung mit einem willkürlich festgelegten biologischen Sauerstoffbedarf von 100 BOD-Einheiten wie folgt dargestellt werden: Aerobic organisms consume O 2 both to cover the metabolic need for maintenance of life (endogenous respiration) and to synthesize new cell material. A flow diagram of a biological stage of a plant for the treatment of waste could therefore be represented as follows with a wastewater feed with an arbitrarily defined biological oxygen demand of 100 BOD units:
CO2 + H2OCO 2 + H 2 O
100 BOD-Einheiten in der Abwasserbeschickung 100 BOD units in the wastewater feed
- 90 durch Metabolismus und Adsorption durch Bakterien- 90 through metabolism and adsorption by bacteria
10 BOD-Einheiten, Rest im Abwasserabfluß 10 BOD units, the rest in the sewage drain
Schlammmud
(+ adsorbierte BOD)(+ adsorbed BOD)
BODBOD
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der gesamte Sauerstoffbedarf der Organismen, d.h. sowohl der metabolische als auch der synthetische, durch H3O2 geliefert. Die Verbrauchsgeschwindigkeit von H2O2 ist eine Punktion der in dem Wasser verfügbaren biologischen Aktivität, d.h. der Anzahl anwesender Bakterien und des biologischen Sauerstoffbedarfs. Diese Parameter hängen ihrerseits beispielsweise von der Zusammensetzung des Abwassers, dem Gehalt an kohlenstoffhaltigem Material, dem Grad der Rückführung von aktiviertem Schlamm und den anwesenden Stämmen von Mikroorganismen ab. Menge und Geschwindigkeit der Zugabe von HgO2 müssen wenigstens derart sein, daß zu einerAccording to the present invention, the entire oxygen demand of the organisms, ie both metabolic and synthetic, is supplied by H 3 O 2. The rate of consumption of H 2 O 2 is a puncture of the biological activity available in the water, ie the number of bacteria present and the biological oxygen demand. These parameters in turn depend, for example, on the composition of the wastewater, the content of carbonaceous material, the degree of recycling of activated sludge and the strains of microorganisms present. The amount and rate of addition of HgO 2 must be at least such that to one
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gegebenen Zeit das bakterielle Leben unterhalten wird. Es darf aber nicht so viel HpO2 zugesetzt werden* daß nicht-fadenförmige Bakterien geschädigt werden.given time the bacterial life is sustained. However, not so much HpO 2 should be added * that non-thread-like bacteria are damaged.
Die Peroxydbehandlung gemäß der Erfindung kann auf rohes Abwasser, auf das Flüssigke its gemisch in einem Verfahren mit aktiviertem Schlamm, auf die überstehende Flüssigkeit von anaerobischen oder aerobischen Digestern, auf den Sehlamm eines ersten Absetztanks, auf rückgeführten Schlamm eines mit aktiviertem Schlamm arbeitenden Verfahrens, auf Totwasser flagoon liquid) und auf andere Materialien angewandt werden. Der biologische Sauerstoffbedarf kann in einem weiten Bereich zwischen wenigen mg/l bis zu 5OOO oder mehr mg/l variieren. Das Perdxyd kann in jeder gewünschten Konzentration verwendet werden, wird vorzugsweise aber in einer für die Handhabung günstigen Konzentration verwendet. Das Peroxyd kann in irgendeiner Weise und an irgendeiner zweckmäßigen Stelle eines gegebenen Behältersystems 9 wie einer Behandlungsanlage, eingeführt werden. Die Stelle der Zugabe muß natürlich auch so gewählt werden, daß die Verweilzeit in dem System ausreicht, um den gewünschten Erfolg herbeizuführen. Auch müssen Mittel vorgesehen werden, um das Peroxyd innig mit dem Abwasser zu vermischen. Das Mischen wird natürlich erleichtert, wenn das Peroxyd in Abwasser, das sich in Bewegung befindet, beispielsweise in den Leitungen einer Behandlungsanlage oder eines Kanalisationssystems, zugesetzt wird. Die Biooxydation kann auch in einem Rohrreaktor erfolgen. In einem solchen Rohrreaktor würde das Abwasser durch Reaktorbeschickungspumpen in Bewegung und unter Druck gehalten. Ein solcher Rohrreaktor hat den Vorteil, daß gasförmiger Sauerstoff von dem geschlossenen System nicht entweichen und damit verloren gehen kann.The peroxide treatment according to the invention can be applied to raw wastewater, to the liquid mixture in an activated sludge process, to the supernatant liquid from anaerobic or aerobic digesters, to the sludge of a first settling tank, to recirculated sludge of an activated sludge process Dead water flagoon liquid) and other materials. The biological oxygen demand can vary in a wide range between a few mg / l up to 500 or more mg / l. The oxide can be used in any desired concentration, but is preferably used in a concentration convenient for handling. The peroxide can be introduced in any way and at any convenient location of a given container system 9 such as a treatment plant. The point of addition must of course also be chosen so that the residence time in the system is sufficient to bring about the desired success. Means must also be provided for intimately mixing the peroxide with the wastewater. Mixing is of course made easier if the peroxide is added to wastewater that is in motion, for example in the lines of a treatment plant or sewer system. The bio-oxidation can also take place in a tubular reactor. In such a tubular reactor, the wastewater would be kept in motion and under pressure by reactor feed pumps. Such a tubular reactor has the advantage that gaseous oxygen cannot escape from the closed system and thus cannot be lost.
Für die HpOp-Behandlung kann jede zweckmäßige Temperatur in dem Bereich von etwa 0 bis 500C angewandt werden. Vorzugsweise wird eine Temperatur von 15 bis JO0C angewandt. Die höheren Temperaturen in diesem Bereich sind darum vorteilhaft, weilFor the treatment HPOP any convenient temperature may be applied to 50 0 C in the range of about 0th A temperature of 15 to JO 0 C is preferably used. The higher temperatures in this area are advantageous because
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sie die Biooxydation wie allgemein chemische Reaktionen beschleunigen. Das Verfahren gemäß der Erfindung ergibt aber auch in der Kälte, beispielsweise bei Temperaturen von 0 bis 100C, zufriedenstellende Reaktionsgeschwindigkeiten. Der anwendbare Temperaturbereich von 0 bis 500C fällt etwa mit dem Bereich, in dem Bakterien überleben und ihre Punktionen ausüben können,'zusammen.they accelerate bio-oxidation like chemical reactions in general. However, the process according to the invention also gives satisfactory reaction rates in the cold, for example at temperatures from 0 to 10 ° C. The applicable temperature range from 0 to 50 0 C coincides roughly with the range in which bacteria can survive and make their punctures.
Die Feststoffkonzentration des Abwassers kann irgendeinen zweckmäßigen Wert haben. Die Konzentrationen an suspendierten Peststoffen in Haushaltsabwässern, wie sie einer biologischen Behandlung, beispielsweise in einer Anlage mit aktiviertem Schlamm, zugeführt werden, kann zwischen etwa 0,1$ bis etwa 1% liegen und liegt gewöhnlich zwischen etwa 0,1 und 0,5$. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist bei solchen Konzentrationen und auch bei beträchtlich höheren Konzentrationen von beispielsweise bis zu etwa 20$ in dichtem Schlamm anwendbar, wobei Voraussetzung lediglich ist, daß der Schlamm gut mit dem Peroxyd vermischt werden kann., Das ist ein beträchtlicher Vorteil gegenüber herkömmlichen Verfahren, die wenigstens teilweise auf einer Belüftung beruhen, weil eine wirksame Belüftung bei hohen Feststoffkonzentrationen schwierig durchführbar ist. ' ■The solids concentration of the waste water can be of any convenient value. The concentrations of suspended pesticides in household effluents such as those sent to biological treatment, for example in an activated sludge plant, can range from about $ 0.1 to about 1% , and are usually from about $ 0.1 to $ 0.5 . The method according to the invention is applicable at such concentrations and also at considerably higher concentrations of e.g. up to about 20 $ in dense sludge, the only requirement being that the sludge can be well mixed with the peroxide. This is a considerable advantage over conventional methods which rely at least in part on aeration because effective aeration is difficult to carry out at high solids concentrations. '■
Die Dauer der Behandlung typischer Haushaltsabwässer kann verringert werden, weil in den Behältern für die biologische Behandlung bei Verwendung von HpOp die Feststoffkonzentration höher sein kann als es normalerweise bei Anwendung einer Belüftung möglich ist. Während bei der herkömmlichen Behandlung von Abwässern normalerweise 4 bis 6 Stunden Belüftung und 2 · Stunden Sekundärklärung erforderlich sind, kann es möglich sein, diese Zeiten auf weniger als 1 Stunde Belüftung und 1 Stunde Klärung zu senken.The duration of the treatment of typical household wastewater can be reduced because in the containers for biological treatment when using HpOp the solids concentration can be higher than is normally possible with the use of ventilation. While with conventional treatment wastewater normally requires 4 to 6 hours of aeration and 2 hours of secondary clarification, it may be possible be to decrease these times to less than 1 hour aeration and 1 hour clarification.
Das pH des zu behandelnden Abwassers ist nicht von wesentlicher Bedeutung. Extreme pH-Werte sind jedoch zu vermeiden. Der bevor-The pH of the wastewater to be treated is not essential. Extreme pH values should, however, be avoided. The pre-
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zugte pH-Bereich beträgt für das Verfahren gemäß der Erfindung etwa 5 bis 9. Daher wird das pH mancher Abwässer, beispielsweise gewisser-Industrieabwässer, vorzugsweise vor der Behandlung auf einen Wert in dem gewünschten Bereich eingestellt. Da Haushaltsabwässer typischerweise ein pH in dem Bereich von etwa 6,5 bis 7*5 haben, ist eine Einstellung des pH-Wertes gewöhnlich nicht erforderlich.The preferred pH range is for the method according to the invention about 5 to 9. Therefore, the pH of some sewage, for example certain industrial wastewater, preferably adjusted to a value in the desired range before treatment. Since household sewage typically has a pH in the range of about 6.5 to 7 * 5, adjustment of the pH value usually not required.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung. Angaben in Teilen,und Prozent beziehen sich auf das Gewicht, sofern nicht anders angegeben.The following examples illustrate the invention. Figures in parts and percent relate to weight, unless otherwise stated.
Parallelversuche wurden im Laboratorium unter Anwendung eines herkömmlichen Verfahrens mit aktiviertem Schlamm und eines Verfahrens mit aktiviertem Schlamm, bei dem HpOp zur Deckung des gesamten Op-Bedarfs verwendet wurde, durchgeführt. Das Haushaltsabwasser hatte nach Abtrennen von Sand (degritting) und erstem Absetzen einen biologischen Sauerstoffbedarf (BOD) von 86 mg/l, einen Gesamtgehalt an organische Kohlenstoff (total organic carbon, TOC) von 48 mg/l und einen chemischen Sauerstoffbedarf (chemical oxygen demand, COD) von I88 mg/l. Die Versuche wurden bei einer Temperatur von 18 bis 200C durchgeführt. Die Belüftungszeit betrug J5*J5 Stunden und die Klärzeit 2,0 Stunden. Der Gehalt an gelöstem Sauerstoff (dissolved oxygen, DO) in dem Belüfter der herkömmlichen Anlage betrug 5*5 mg/l und derjenige der H3O2-Anlage 18,0 mg/l. Der Gehalt an suspendierten Peststoffen betrug 25OO mg/l bei der herkömmlichen und 50I0 mg/l bei der HpOp-Anlage. Bei einem Zusatz von 430 mg H2Op je Liter Abwasser, das dem Reaktor zugeführt wurde, betrug die entsprechende Menge an H3O2 je 10 g suspendierte und der Umsetzung unterworfene Feststoffe 1,44 g über eine Belüftungszeit von 3,3 Stunden. Die HpO2-Erganzungskonzentration (makeup concentration) betrug etwa 10000 mg/l.Parallel trials were conducted in the laboratory using a conventional activated sludge method and an activated sludge method using HpOp to meet all of the op needs. After sand was separated (degritting) and first settled, the household wastewater had a biological oxygen demand (BOD) of 86 mg / l, a total organic carbon (TOC) content of 48 mg / l and a chemical oxygen demand , COD) of 188 mg / l. The experiments were carried out at a temperature of 18 to 20 ° C. The aeration time was J5 * J5 hours and the clearing time was 2.0 hours. The dissolved oxygen (DO) content in the aerator of the conventional system was 5 * 5 mg / l and that of the H 3 O 2 system was 18.0 mg / l. The content of suspended pesticides was 25OO mg / l in the conventional and 5010 mg / l in the HpOp system. With an addition of 430 mg H 2 Op per liter of waste water fed to the reactor, the corresponding amount of H 3 O 2 per 10 g of suspended solids subjected to the reaction was 1.44 g over an aeration time of 3.3 hours. The HPO 2 -Erganzungskonzentration (makeup concentration) was about 10,000 mg / l.
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In der folgenden Tabelle sind die Vierte für den Schlammvolumenindex (SVI) und für die Entfernungen des biologischen Sauerstoffbedarfs, des gesaraten organischen Kohlenstoffs . und des chemischen Sauerstoffbedarfs zusammengestellt. Der Schlammvolumenindex ist ein Maß für das Absetzvermögen der suspendierten Feststoffe in der- Belüfterflüssigkeit. Je niedriger dieser Wert ist, um so dichter und erwünschter ist der Schlamm. Es wurde der in der 12. Auflage von "Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater" (Am. Pub. Health Assn., N.Y., N.Y., 1965) beschriebene Test angewandt mit der Modifikation, daß für alle Tests eine 25-ml-Probe an Flüssigkeit verwendet wurde.In the table below, the fourth is for the sludge volume index (SVI) and for the distances of the biological oxygen demand, the total organic carbon. and des chemical oxygen demand. The sludge volume index is a measure of the settling capacity of the suspended Solids in the aerating liquid. The lower this value, the denser and more desirable the mud. It was published in the 12th edition of "Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater" (Am. Pub. Health Assn., N.Y., N.Y., 1965) applied with the modification, that a 25 ml sample of liquid was used for all tests.
handlungResults of the biological Be
plot
beschickung)sewage
feed)
VerfahrenConventional
procedure
BOD
TOC
COD
SVIBOD
TOC
COD
SVI
Es wurden Parallelversuche gleich denen von Beispiel 1 durchgeführt mit der Abweichung, daß die HpOp-Zugabegeschwindigkeit gesenkt wurde. Der Anfangs~B0D betrug I08 mg/l, TOC 49 mg/l und COD 199 mg/l. Gelöster Sauerstoff war bei dem herkömmlichen Verfahren in einer Menge von 4,7 mg/l und, bei dem HgO2-Verfahren in einer Menge von 0,3 mg/l anwesend. Die Menge an suspendierten Feststoffen betrug bei dem herkömmlichen Verfahren 1100 mg/l und bei dem HgOp-VerfahrenParallel tests similar to those of Example 1 were carried out with the difference that the HpOp addition rate was reduced. The initial ~ B0D was 108 mg / l, TOC 49 mg / l and COD 199 mg / l. Dissolved oxygen was present in the conventional process in an amount of 4.7 mg / l and in the HgO 2 process in an amount of 0.3 mg / l. The amount of suspended solids was 1,100 mg / l in the conventional method and 1,100 mg / l in the HgOp method
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5190 mg/l. Bei Verwendung von 248 mg H2O3 je Liter Abwasserbeschickung für den Reaktor betrug die Zugabegeschwindigkeit 0,73 g HpOp je 10 g suspendierte Peststoffe, die der Reaktion unterworfen wurden, über eine Zeit von 3,3 Stunden. Die HgO2-Ergänzungskonzentration betrug etwa 5OOO mg/l.5190 mg / l. Using 248 mg of H 2 O 3 per liter of waste water feed to the reactor, the rate of addition was 0.73 g of HpOp per 10 g of suspended contaminants subjected to the reaction over a period of 3.3 hours. The HgO 2 supplement concentration was approximately 500 mg / l.
Ergebnisse der biologischen Behandlung Results of the biological treatment
Herkömmliches hp°2Conventional h p ° 2
Verfahren folLo __ w n /·,Procedure folL o __ wn / ·,
(248 mg HpOp/1(248 mg HpOp / 1
· Abwasser-2 * beschickung) · Wastewater- 2 * charging)
BOD 98^ Entfernung ' 96% EntfernungBOD 98 ^ distance '96% distance
TOC · · 60% " 5tyo " COD ej% " 48$ "TOC · · 60% " 5tyo " COD ej% "48 $"
SVI "875 ml/g 272 ml/gSVI "875 ml / g 272 ml / g
Für eine Vereinfachung der Veranschaulichung ist es zweckmäßig, die in Abwässern anwesenden aerobischen Bakterien in zwei allgemeine Kategorien aufzuteilen - fadenförmige und nicht-fadenförmige Bakterien. Die meisten für eine Biooxydation von Abwasser günstigen Bakterien sind die nicht-fadenförmigen, zu denen verhältnismäßig viele verschiedene Bakterienstämme gehören. Die fadenförmigen Bakterien, die auch Abwasserfungi genannt werden, gehören hauptsächlich der Spezies Sphaerotilus an. Die Fadenbakterien sind unerwünscht, weil sie offensichtlich Brücken zwischen den SchlammteilchenTo simplify the illustration, it is expedient to convert the aerobic bacteria present in waste water into split into two general categories - filamentous and non-filamentous bacteria. Most for bio-oxidation Bacteria favorable to sewage are the non-thread-like ones, to which a relatively large number of different bacterial strains are compared belong. The thread-like bacteria, also called sewage fungi, mainly belong to the Species Sphaerotilus. The filamentous bacteria are undesirable because they are obviously bridges between the sludge particles
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bilden, so daß eine voluminöse lockere Ausflockung, die sich sehr langsam absetzt, gebildet wird. Es wurde nun jedoch gefunden, daß Padenbakterien durch Zusatz von nur etwa 40 mg HgOg je Liter Abwasser bei Peststoffkonzentrationen von 0,1 bis 0,5$ zerstört werden. Die Methode der Zugabe des Peroxyds zu dem Abwasser ist nicht von wesentlicher Bedeutung. Es kann kontinuierlich, in einzelnen Anteilen oder durch gelegentlicheform, so that a voluminous, loose flocculation, which settles very slowly, is formed. However, it has now been found that Padenbacteria by adding only about 40 mg HgOg per liter of wastewater with pesticide concentrations of 0.1 up to $ 0.5. The method of adding the peroxide to the wastewater is not essential. It can be continuous, in discrete proportions, or by occasional
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einmalige Zugaben zugesetzt werden. Die letztere Methode ist für die rasche Beseitigung von Schwierigkeiten (treatment of upsets) bei einem üblichen Belüftungsverfahren durch sich nicht absetzenden Schlamm besonders vorteilhaft. Da die Zerstörung von Fadenbakterien auch bei Abwesenheit einer Belüftung erfolgt, kann eine unerwünschte Ausflockung auch in Leitungen von Abwässeranlagen oder Leitungen für Stadt- oder Industrieabwässer nach dem Verfahren gemäß der Erfindung behandelt werden.one-time additions are added. The latter method is for the rapid elimination of difficulties (treatment of upsets) with a common ventilation method non-settling sludge is particularly beneficial. Since the destruction of thread bacteria even in the absence of ventilation occurs, unwanted flocculation can also occur in pipes of sewage systems or pipes for urban or Industrial wastewater can be treated according to the method according to the invention.
Es wurde gefunden, daß die bei Abwesenheit einer beträchtlichen Belüftung zur Unterhaltung einer zufriedenstellenden bakteriellen Aktivität in einem System mit aktiviertem Schlamm erforderliche Menge an HpOp typischerweise bis zu etwa 400 mg HpOp je Liter Haushaltsabwasser beträgt. Die Zugabe des Peroxyds kann nach irgendeiner zweckmäßigen Methode, beispielsweise kontinuierlich, in einzelnen Ansätzen oder durch einmalige Zugabe erfolgen. Jedoch ist eine kontinuierliche Zugabe bevorzugt, weil sie die Steuerung des Verfahrens vereinfacht. Auch Zugaben in einzelnen Anteilen an verschiedenen Stellen der Anlage können zweckmäßig sein, um das Verfahren Änderungen der Bedingungen anzupassen. Eine einmalige Zugabe kann erfolgen, um ein starkes oder lokalisiertes Wachstum von Fadenbakterien zu überwinden, wie oben erwähnt, oder um plötzlichen Änderungen des biologischen Sauerstoffbedarfs, die sich aus raschen Änderungen der Verfahrensbedingungen ergeben können, entgegenzuwirken. Eine Zugabe von Zeit zu Zeit oder in einzelnen Anteilen ist besonders für kleine geschlossene Behälter, wie sie in Wohnwägen, Schiffen oder auf Campingplätzen verwendet werden können, oder mit anderen Worten, bei Anlagen, die nicht an das Kanalisationssystem angeschlossen sind, vorteilhaft. It has been found that in the absence of substantial ventilation to maintain a satisfactory bacterial Activity in an activated sludge system required the amount of HpOp typically up to about 400 mg HpOp each Liters of household wastewater. The addition of the peroxide can be by any convenient method, for example continuously, take place in individual batches or by adding them once. However, a continuous addition is preferred, because it simplifies the control of the process. Also additions in individual proportions at different points in the system may be useful to adapt the procedure to changes in conditions. A one-time addition can be made to overcome strong or localized growth of filamentous bacteria, as mentioned above, or sudden changes the biological oxygen demand resulting from rapid Changes in the procedural conditions may result to counteract this. An addition from time to time or in individual portions is particularly suitable for small, closed containers such as those used in caravans, ships or on campsites can be, or in other words, advantageous in systems that are not connected to the sewer system.
Die erforderliche Menge an zuzusetzendem HpOp kann für ein bestimmtes System empirisch bestimmt werden, wobei der biologische Sauerstoffbedarf (BOD load) nach dem in der oben zitier-The required amount of HpOp to be added can be for a specific system can be determined empirically, the biological oxygen demand (BOD load) according to the method cited above
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ten Veröffentlichung "Standard Methods" beschriebenen Testverfahren bestimmt werden kann. Nach seiner Zugabe zu einem Abwasser unterliegt das- HpOp sehr rasch chemischen Veränderungen, wobei es seine Identität verliert. Aus diesem Grunde muß die Verwendung von HpOp als Menge an HpOp je Einheitsmenge behandeltes Abwasser angegeben werden. th publication "Standard Methods" described test procedures can be determined. After its addition to wastewater, the HpOp is subject to chemical changes very quickly, whereby it loses its identity. For this reason, the use of HpOp must be stated as the amount of HpOp per unit amount of treated wastewater.
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Cited By (1)
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| DE10102467A1 (en) * | 2001-01-12 | 2002-07-25 | Umwelttechnik Dr Bartetzko Gmb | Method for treating effluent containing water-soluble lacquer components comprises acidifying it to precipitate out material which is impossible to biodegrade, product then being neutralized and treated in bioreactor |
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| DE10102467A1 (en) * | 2001-01-12 | 2002-07-25 | Umwelttechnik Dr Bartetzko Gmb | Method for treating effluent containing water-soluble lacquer components comprises acidifying it to precipitate out material which is impossible to biodegrade, product then being neutralized and treated in bioreactor |
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| GB1381983A (en) | 1975-01-29 |
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