DE2249137A1 - Biological sewage treatment - using microbe layer coated granules and aera-tion - Google Patents

Biological sewage treatment - using microbe layer coated granules and aera-tion

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Abstract

Raw sewave feed (1) leads to base of treatment tank (2) which has effluent drain run off (3) on its wall and aeration nozzle assembly (6) in its lower half. The biological degradation of the organic impurities is by a coating of active microbes on the surface of small bodies (4) kept in continuous movement by a stirrer (5). These bodies (4) are of high porosity material. The thickness of the microbe film is approx. the mean pore diam. of the material of the bodies (4). These have a max body diam. of 4 mm and the mean por diam. is 20000-8 angstroms. Esp. the granule size is around 2 mm. Compact plant esp. for industrial waste water.

Description

Im wesentlichen biologisches Abwasserreinigungsverfahren Die Erfindung betrifft ein im wesentlichen biologisches Abwasserreinigungsverfahren, bei dem das Wasser über Tropfkörper geleitet wird, an deren Oberflächen sich ein aus Mikroorganismen aufgebauter, sog. biologischer Rasen, zum Abbau der Verunreinigungsstoffe aus dem Wasser befindet. Essentially biological wastewater treatment process. The invention relates to an essentially biological wastewater treatment process in which the Water is passed over trickling filters, on the surfaces of which one from microorganisms built up, so-called biological lawn, to break down the pollutants from the Water is located.

Die Verunreinigungen in dem Abwasser sid in erster Linie oxidierbare Substanzen organischen Aufbaus.The contaminants in the wastewater are primarily oxidizable Substances of organic structure.

Bei dem bisher angewandten biologischen Abwasserreinigungsverfahren weisen die Tropfkörper im stationären Betrieb an ihren äußeren Oberflächen einen relativ dikken biologischen Rasen" aus Mikroorganismen auf. Es hat sich gezeigt, daß derartige dicke Nikroorganis;nenschichten die Verunreinigungen in dem Wasser in unbefriedigender Weise abbauen. Es wurde auc festgestellt, daß die Reaktionsfähigkeit des @biologischen Rasens" aus Mikroorganismen mit dessen Dicke abnimnt. Dicke Hikroorganismusschicllten können sich auch nur sehr schlscht an Schwankungen in der Zusammensetzung des Abwassers anpassen. Die geringe Reaktionsfähigkeit der dicken Mikroorganismenschichten führt in den bekannten Kläranlagen zu äußerst lallgen-Behandlungszeiten des Wassers und bedingt andererseits unveriiältnismäßig grosse Anlagen. Dies ist besonders bei der Reinigung von hochverunreinigten Industrienbwässern der Fall.In the biological wastewater treatment process used so far the trickling filters have a on their outer surfaces in stationary operation relatively thick biological turf "of microorganisms. It has been shown that that such thick microorganisms layer the impurities in the water degrade in an unsatisfactory manner. It was also found that the reactivity of the @biological lawn "of microorganisms decreases with its thickness. Thick microorganism layers can also be affected by fluctuations in the composition of the wastewater adjust. The low reactivity of the thick layers of microorganisms leads in the well-known sewage treatment plants at extremely lallgen treatment times of the water and requires, on the other hand, disproportionately large investments. This is especially true with the Cleaning of the case with highly polluted industrial wastewater.

Ein weiteres Problem bei der biologischen Behandlung von Abwässern stellt der bä den meisten dieser Verfahren in relativ großer Menge entstehende unangenehm zu handilabende und schwierig zu beseitigende noch fäulnisfäliige Schlamm dar.Another problem with the biological treatment of wastewater makes most of these procedures inconvenient in relatively large quantities still putrid sludge that is difficult to handle and difficult to remove.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Reinigungsverfahren ohne die obengenannten Nachteile zu schaffen.The invention is based on the object of a cleaning method without creating the disadvantages mentioned above.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelost, daß das zu reinigende Wasser in ein von unten und seitlich geschlossenes Klärbeken geführt wird, aus dem es durch einen Überlauf wieder austritt und innerhalb dieses Behälters von als relativ kleinen Körnern ausgebildeten und Poren aufweisenden Tropfkörpern durchzogen wird, wobei das Wasser vom Boden des Behälters aus belüftet wird.According to the invention this object is achieved in that the to be cleaned Water is led into a clarifying tank that is closed from below and on the sides, from which it emerges again through an overflow and within this container of as relative trickling filters formed by small grains and having pores are traversed, the water being aerated from the bottom of the container.

An und in den Tropfkörpern soll sich vornehmlich ein "biologischer Rasen1 aus Mikroorganismen in einer solchen Dicke ausbilden, wie sie jeweils durch die Werte für die mittleren Poren-Durchmesser in den Tropfkörpern vorgegeben ist.On and in the trickling filters there should primarily be a "biological Form lawn1 from microorganisms in such a thickness as they are due to the values for the mean pore diameter in the trickling filters is given.

Für die Tropfkörper wird vorzugsweise gekörntes Material mit Korndurchmessern von maximal 4 mm und Poren mit mittleren Porendurchmessern zwischen 20 000 und 8 Å @ewählt.Granular material with granular diameters is preferably used for the trickling filters of a maximum of 4 mm and pores with mean pore diameters between 20,000 and 8 Å @ eselects.

Bssonders hoch ist die Reinigungswirkung an den Tropf-Körpern, wenn deren Korndurchmesser etwa 2 mm betragen Für die Verwendung als Tropfkörper eignet sich kohlenstoffhaltiges Material, wie insbesondere Aktivkohle, besonders gut. Tropfkörper aus Aktivkohle bewirken nämlich zusätzlich zu dem biologischen Abbau der Verunreinigungen zusätlich noc-l eine katalytische Oxidation der Verunreinigungen.The cleaning effect on the drip heads is particularly high if whose grain diameter is about 2 mm For use as a Trickling filter is suitable carbon-containing material, such as activated carbon in particular, especially good. This is because trickling filters made of activated carbon work in addition to the biological one Degradation of the impurities additionally no catalytic oxidation of the impurities.

Bei der Durchführung des Wasserreinigungsverfahrens in dein klärbecken nimmt das Volumen der Tropfkörper 5-25 %, vorzugsweise 10 %, des Wasservolumens ein.When performing the water purification process in your clarifier the volume of the trickling filter takes 5-25%, preferably 10%, of the water volume a.

Für die von unten in das Klärbecken einzuführende Luft hat sich eine Menge von 10 Nm3 /m3 Belüftungsraum im allgemeinen als zur Durchführung des Reinigungsverfahrens ausreichend gezeigt. Die dem Klärbecken zuzufiihrende Luft kann auch mit reinem Sauerstoff noch angereichert werden.For the air to be introduced from below into the clarifier there is a Amount of 10 Nm3 / m3 ventilation space in general than for carrying out the cleaning process sufficiently shown. The air to be supplied to the clarifier can also be mixed with pure Oxygen can still be enriched.

Der bei deri erfindungsgemäßen Verfahren anfallende Schlamm ist nur zu einem geringen Teil noch fäulnisfähig, da ein Großteil der abgebauten Verunreinigungssubstanzen mineralisiert, d.h. stabilisiert wird. Eine Verringerung von bei dem Reinigungsverfahren anfallendem fäulnisfähigen Schlamm ist äußerst wünschenswert, da noch fäulnisfähiger Schlamm einer aufwendigen Nachbehandlung bedarf.The sludge produced in the process according to the invention is only to a small extent still rotable, as a large part of the degraded pollutants mineralized, i.e. stabilized. A reduction in the cleaning process Any putrefactive sludge that arises is extremely desirable because it is even more putrid Sludge requires extensive post-treatment.

Eine wesentlich Grundlage für die hohe mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreichte Reinigungswirkung beruht auf der Verwendung von porigem Material für die Tropfkörper. Bei der porigen Struiftur der Tropfkörper können sich die den "biologischen Rasen'1 bildenden Mikroorganismen nämlich nicht nur auf der äußeren geschlossenen Oberfläche der Tropfkörper ausbilden, sondern im wesentlichen auch innerhalb der Poren mit der größeren inneren Oberfläche. Dadurch wird die wirksame Oberfläche der Tropfkörper erheblich gesteigert.An essential basis for the high with the method according to the invention Achieved cleaning effect is based on the use of porous material for the Trickling filter. With the porous structure of the trickling filter, the "biological Lawn'1-forming microorganisms namely not only on the outer closed Form the surface of the trickling filter, but also essentially inside the pores with the larger inner surface. This will make the most effective The surface of the trickling filter has increased considerably.

Nach der Erfindung können auch mehrere Klärbecken hintereinander geschaltet werden und zwar in der Weise, daß nachfolgende Klärbecken jeweils mit kieinere mittlere Porendurchmesser aufweisenden Tropfkörpern gefüllt werden. Durch diese Verfahrensführung wird es ermöglicht, aus dem zu reinigenden Abwasser zunächst die größeren Partikel an den Tropfkörpern mit relativ großen Porendurchmessern zu entfernen, während die kleineren Partikelchen in nachfolgenden Klärbeckn an Tropfkörpern mit kleineren Porendurchmessern, abgeschieden werden. Auf diese Weise wird vermieden, daß größere Partikelchen in dem Abwasser zu einer Verstopfung der Poren in den Tropfkörpern führen, und damit deren wirksame Oberfläche vermindern.According to the invention, several clarifiers can be connected in series be in such a way that subsequent clarifiers each with smaller middle ones Trickling filters having pore diameter are filled. Through this conduct of the procedure it is made possible to first remove the larger particles from the wastewater to be cleaned to remove the trickling filters with relatively large pore diameters, while the smaller particles in subsequent clarifiers on trickling filters with smaller ones Pore diameters, are deposited. This way it is avoided that larger ones Particles in the sewage clog the pores in the trickling filters lead, and thus reduce their effective surface.

Die Mikroorganismenstruktur auf den Tropfkörpern kann durch in den Abwässern vorhandene Komponenten, wie z.B. Mineralöle, zerstört und dadurch die Reinigungswirkung erheblich vermindert werden Daher wird in solchen Fällen vorgeschlagen, die Mikroorganismen auf den Tropfkörpern von Zeit zu Zeit dadurch zu reaktivieren, daß der Wasserzufluß unterbrochen wird und die in dem Klärbecken eingeschlossene Wassermenge über einige Zeit bei sich bewegenden Tropfkörpern von unten belüftet wird. Der Zeitraum für eine solche Reaktivierung der Mikroorganismen kann bis zu 150 % des Betriebszeitraumes betragen.The microorganism structure on the trickling filters can through into the Wastewater destroys existing components, such as mineral oils, and thereby the Cleaning effect can be reduced considerably. Therefore, in such cases it is suggested that reactivate the microorganisms on the trickling filters from time to time, that the flow of water is interrupted and that trapped in the clarifier Amount of water aerated from below for some time with moving trickling filters will. The period of time for such reactivation of the microorganisms can be up to 150% of the operating period.

Die körnigen Tropfkörper in dem Klärbehälter werden durch ein oder mehrere von oben in das Wasser hineinragenden Blattrührer in Bewegung versetzt. Die Bewegung der körnigenTropfkörper bewirkt in erster Linie das erfindungsgemäß angestrebte Ziel, den aus Mikroorganismen bestehenden "biologischen Rasen" auf --den Tropfkörpern möglichst dünn zu halten, bzw. die äußere Oberfläche von diesen freizuhalten.The granular trickling filters in the clarifier are through an or several paddle stirrers protruding into the water from above are set in motion. The movement of the granular trickling particles primarily does that of the present invention aspired goal, the "biological lawn" consisting of microorganisms --den To keep trickling filters as thin as possible, or to keep the outer surface free of them.

Bei einer Reihe von Industrieabwässern reicht für die Entfernung der darin enthaltenen Verunreinigungssubstanzen, eine biologische Behandlung für sich allein nicht --aus -ode-r ist zumindest nicht mehr wirtschaftlich durchführbar. Insbesondere können Abwässer neben biologisch abbaubaren Verunreinigungen auch so@-che enthalten, die biologisch überhaupt nicht abbaubar -sind. In solchen Fällen wird vorgeschlagen, die nach den erfindungsgemäßen Verfahren bereits biologisch gereinigten Abwasser anschließend noch einer katalytischen Oxida-tion zu unterziehen, wenn die katalytische Oxidationswirkung der als Tropfkörper in dem im wesentlichen biologisc-hen ReinigungSverfahren für eine vollständige Reinigung nicht ausreichend war.In the case of a number of industrial wastewater, the Contaminants contained in it, a biological treatment in itself Not alone - from -or-r is at least no longer economically feasible. In particular, in addition to biodegradable impurities, wastewater can also so @ -che that are not biodegradable at all. In such cases it will proposed that already biologically purified by the method according to the invention Subsequent to subjecting wastewater to a catalytic oxidation, if the catalytic oxidation effect of the trickling filter in the essentially biological Cleaning procedure was insufficient for complete cleaning.

-Ein Fließschema des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der -Zeichnung dargestellt und soll im folgenden kurz erläutert werden.A flow sheet of the process according to the invention is shown in the drawing and will be briefly explained below.

Das zu reinigende Abwasser 1 wird in den unteren Bereich des Klärbeckens 2 eingeführt. Das Abwasser füllt das Klärbecken bis zu der Höhe des Uberlaufs 3, von dem aus es als gereinigtes Wasser a abgeführt wird.The wastewater to be cleaned 1 is in the lower area of the clarifier 2 introduced. The wastewater fills the clarifier up to the level of the overflow 3, from which it is discharged as purified water a.

In dem Klärbecken 2 befinden sich in dem zu reinigenden Wasser Tropfkörper 4. Diese Tropfkörper werden durch einen Blattrührer 5 in Bewegung geseltst und verteilen sich innerhalb des geseamten Wasservolumens. Am Boden des Klärbeckens ist eine Luftzuführvorrichtung 6 vorgesehen, durch die c1-e zur Belüftung des Abwassers und Ausbildung der Drganismen an den Tropfkörpern 4 erforderliche Luft zugeführt wird. Falls das Abwasser durch mehrere himterea@nander geschaltete Klärbecken geführt werden soll, scheiben sich diese horizontal oder vertikal an das beschriebene Klärbecken 2 an und weisen auch im Prinzip den gleichen Aufbau wie dieses auf.In the clarifier 2 there are trickling filters in the water to be purified 4. These trickling filters are set in motion by a blade stirrer 5 and are distributed within the total volume of water. There is an air supply device at the bottom of the clarifier 6 provided by the c1-e for aeration of the sewage and formation of the drganisms on the trickling filters 4 required air is supplied. If the sewage through several clarifiers connected to himterea @ nander should be carried out this horizontally or vertically to the clarifier 2 described and also have basically the same structure as this one.

Ansprüche : Expectations :

Claims (15)

P a t e n t a n s p r ü c h e s Im Im wesentlichen biologisches Abwasserreinigungsverfahren, bei dem das Wasser über Tropfkörper geleitet wird, an deren Oberflächen sich ein aus Mikroorganismen aufgebauter, sog. biologischer Rasen, zum Abbau der Verunreinigungsstoffe aus dem Wasser befindet, dadurch gekennzeichnet, daß das zu reinigende Wasser in ein von unten und seitlich geschlossenes Klärbecken geführt wird, aus dem es durch einen Überlauf wieder austritt und innerhälb dieses Behälters von als relativ kleinen Körnern ausgebildeten und Poren aufweisenden t'Tropfkörpern? durchzogen wird, wobei das Wasser vom Boden des Behälters belüftet wird. P a t e n t a n s p r ü c h e s Essentially biological wastewater treatment process, in which the water is passed over trickling filters, on the surfaces of which a So-called biological lawn made up of microorganisms to break down pollutants from the water, characterized in that the water to be purified in a clarifier, closed from below and on the sides, is led from which it passes through an overflow emerges again and within this container of as relatively small Grains and pore-shaped drip bodies? is traversed, with the water is aerated from the bottom of the tank. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des biologischesn Rasens auf den Tropf körpern deren mittleren Porendurchmessern entspricht.2. The method according to claim 1, characterized in that the thickness of the biological lawn on the trickling bodies their mean pore diameters is equivalent to. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Tropfkörper gekörnes Material mit einem Korndurchmesser von maximal 4 mm und Poren mit mittleren Porendurchmessern zwischen 20000 und 8 i verwendet wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that as Trickling filter granular material with a maximum grain diameter of 4 mm and pores with mean pore diameters between 20,000 and 8 i is used. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tropfkörper einen Korndurchmesser von etwa 2 mm aufweisen.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that that the trickling filters have a grain diameter of about 2 mm. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tropfkörper aus kohlenstoffhaltigem Material bestehen.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that the trickling filters are made of carbonaceous material. 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tropfkörper aus Aktivkohle bestehen.6. The method according to claim 4, characterized in that the trickling filter consist of activated carbon. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da ei der Behandlung des Wassers innerhalb des Klärbeckens das Volumen der Tropfkörper 5-25 % des Wasservolumens einnimmt.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, Because the volume of the trickling filter is used to treat the water inside the clarifier Occupies 5-25% of the volume of water. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tropfkörper 10 , des Wasservolumens ein dem Klärbecken einnehmen.8. The method according to claim 7, characterized in that the trickling filter 10, occupy the volume of water in the clarifier. 9. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wasser Luft in einer Menge von 10 Nm3 / m3 Belüftungsraum zugeführt wird.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that that the water is supplied with air in an amount of 10 Nm3 / m3 ventilation space. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Wasser zuzuführende Luft mit reinem Sauerstoff angereihert wird.10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that the air to be supplied to the water is enriched with pure oxygen. 11. Verfa}lrejl nach einem der vorhergc-henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser durch mehrere hintcr i @ander geschaltete Klärbeckon geführt wird, wobei nachfolgende Klärbecken jeweils mit kleinere mittlere Porendurchmesser aufweisenden Tropikörpern gefüllt sind.11. Verfa} lrejl according to one of the preceding claims, characterized characterized that the water through several successively connected Klärbeckon to be led, with subsequent clarifiers each with smaller ones tropical bodies having mean pore diameters are filled. 12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hikroorganismen, auf den Tropfkörpern von Zeit zu Zeit dadurch reaktiviert werden, daß der Wasserzufluß unterbrochen wird und die in dem Klärbecken eingeschlossene Wassermenge über einige Zeit bei sich bewegt den Tropfkörpern von unten belüftet wird.12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that the microorganisms reactivated on the trickling filters from time to time be that the flow of water is interrupted and the trapped in the clarifier Amount of water for some time while moving the trickling filter aerated from below will. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitraum für das Reaktivieren der Mikroorganismen 150 sb des Betriebszeitraumes beträgt.13. The method according to claim 12, characterized in that the period for reactivating the microorganisms is 150 sb of the operating period. 14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tropfkörper in dem Klärbehälter durch einen oder mehrere von oben in das Wasser hineinragende Blattrührer in Bewegung versetzt werden.14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that the trickling filter in the clarifier through one or more from above into the Blade stirrers protruding into the water are set in motion. 15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Hilfe der Tropfkörper im wesentlichen biologisch gereinigte Wasser anschließend noch einer katalytischen Oxidation in einem nachfolgenden Klärbecken unterzogen ifird.15. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that that the water, which is essentially biologically purified with the help of the trickling filter, then follows subjected to a catalytic oxidation in a subsequent clarifier ifird. L e e r s e i t eL e r s e i t e
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