DE2302558A1

DE2302558A1 - Verfahren und einrichtung zur mechanisch-biologischen reinigung von abwasser und anwendung des verfahrens

Info

Publication number: DE2302558A1
Application number: DE2302558A
Authority: DE
Inventors: Joseph Richard Kaelin; Klaus Tofaute
Original assignee: Norm AMC AG
Current assignee: Norm AMC AG
Priority date: 1972-07-26
Filing date: 1973-01-19
Publication date: 1974-02-14
Also published as: CH546209A; AT320545B; DE2302558B2

Description

Verfahren und Einrichtung zur mechanisch-biologischen Reinigung von Abwasser und Anwendung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mechanischbiologischen Reinigung von tierischem Abwasser, Einrichtung zur Durchführung des Veriahrens und eine Anwendung des Verfahrens.
Die mechanisch-biologische Reinigung von Abwässern aus Schweinezucht- und Schweinemastbetrleben ist wegen der hohen BSB5- und KMnO4-Ko'nzentratio von je her mit enormen Problemen verbunden. Die bisher bekannten Verfahren führen in den meisten Fällen nicht um erforderlichen Ergebnis oder sind baulich und betriebskostenmässig nicht tragbar. Die einzelnen Verfahrenstechniken erstrecken sich dabei von einer Langzeitbelüftung über die Verdampfung bis zu der in der letzten Zeit entwickelten katalytischen und chemischen Behandlung.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Einrichtung, welche die obgenannten nachteile nicht aufweisen.
Das erfindungsgemasse Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man das zu reinigende Abwasser einem mit einer Schlammabzugsvorrichtung verbundenen Sedimentationsbecken zuführt, wo die sedimentierten Feststoffe abgezogen werden, dann dem weitgehend von seinen Feststoffen befreiten Abwasser ein Abwässern beimischt und dlla dadurch entstehenden Flockenschlamm abzieht, danach das vom Flockenschlamm befreite Abwasser in einer Permeiltatjonsstufe einer Fermentation aussetzt und anschliessend eine Nachklärung durchführt.
Dabei ist es $zweckmässig, wenn man dem zu reinigenden Abwasser nach dem Sedimentationsbecken in einem Fällungsbecken ein FEllungsmlttel wie beispielsweise Aluminiumsulfat beimischt, und die dabei entstehenden Flocken in einem nachgeschalteten F;otations- oder Sedimentationsbecken entfernt.
Zur Durchfüring der Fermentation ist es vorteilhaft, wenn man das zu behandelnde Abwasser in der Fermentationsstufe einer Temperatur von 28 bis 37°C aussetzt und gleichmässig Sauerstoff oder ein Sauerstoffgemisch in dasselbe einführt Für einen mdglichst wirkungsvollen biologischen Abbau im Fermentationsbecken ist es zweckmässig, wenn man den im Nachklärbecken durch Sedimentation vrjm Abwasser getrennten Bakterienschlamm in das Fermentationsbecken zurückleitet.
Um das gereinigte Wasser auf den in vielen Ländern verlangten Reinigungsgrad zu bringen, ist es vorteilhaft, wenn man das von der Nachklärung herstammende Wasser einem Belüftungsbecken, vorzugsweise einer Einbeckenanlage, zuführt.
Es ist zweckmässig, wenn man das zu reinigende Abwasser mindestens 20 Minuten, vorzugsweise 3C Minuten, im Fällungsbecken und mindestens 20 Minuten, vorzugsweise 35 Minuten, im nachgeschalteten Flotations- oder Sedimentationsbecken verweilen lässt. Dabei ist es ferner vorteilhaft, wenn man das zu behandelnde Abwasser mindestens 1,5 Stunden, vorzugsweise 2,5 bis 3 Stunden, im Fermentationsbecken verweilen lässt.
Es ist ebenfalls zweckmässig, wenn man das von der Fermentationsstufe herrührende Abwasser während mindestens 1-Stunde vorzugsweise während 1,5 bis 2 Stunden, einer Nachklärung aussetzt, und das von der Nachklärung herstammende Wasser während 20. bis 48 Stunden im Belüftungsbecken verweilen lässt.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ein mit einer Schlammabzugsvorrichtung verbundenes Sedimventationsbecken, eine dem Sedimentationsbecken nachgeschaltete Ausflockungsanordnung, ein mit der letzteren verbundenes Fermentationsbecken und ein Nachkl3rbecken zur Aufnahme des aus dem Fermentationsbecken ausströmenden Wassers, auf-wist.
Dabei ibt es zweckmässig, wenn die Ausflockungsanordnung aus einem mit einer Fällungsmittelzugabe verbundenen Fällungsbecken tud einem diesem nachgeshalteten, mit einer Flockenschlammabzugsvorrichtung verbundenen Flotations-oder Sedimentationsbecken besteht.
Es ist ferner vorteilhaft, wenn das Fermentationsbecken mit einem Oberflächenbelüftungskreisel versehen ist, und der zur Aufnahrn des sedimentierenden Bakterienschlammes dienende Teil des Nachklärbeckens über eine in den Ansaugbereich des Oberflächenbelüftungskreisel mündende Rückführleitung mit dem Fermentationsbecken in Verbindung steht.
Zur Erzielung des gewünschten Reinigungsgrades ist es zweckmässig, wenn man die Abführleitung des Nachklärbeckens mit einem Belüftungsbecken, vorzugsweise einer Einbeckenanlage verbindet.
Gegenstand der Erfindung ist weiters eine Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens zur Behandlung von Abwasser mit hoher BSB5 und/oder KMna4-Konzentration, 4 wie zum Beispiel Abwasser aus Schweinezucht- und Schweinemastbetrieben.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführunysbeispiel es erläutert.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, wird das zum Beispiel aus einem Schweinezucht- oder Schweinemnstbetrieb herrührende Abwasser dessen BSB5- und KMnO4- Konzentrazionen etwa in folgenden Bereichen liegen: BSB5 = ca. 4'500 - 5'000 mg/l KMnO4 = ca. 10'000 - 12'000 mg/l, einem trichterförmigen Sedimentationsbecken 1 zugeführt, in dem die anfallenden Feststoffe sedimentieren und silber die Leitung 2 abgezogen wrrden. Das Sedimentationsbecken 1 dient gleichzeitig als Speicherbecken für die täglich anfallende Wassermenge, indem der stossweise Abwasseranfall mittels einer schwimmenden .Mbzugspumpe 3 kontinuierlich über 2a Stunden den weiteren Anlageteilen zugefuhrt wird. Das Becken 1 enthalt ausser einem stetig arbeitenden Schlammräumer 4 und einer Schlamrnabzugsvorrichtung in Form einer Schneckenpumpe 5 keine weiteren Einbauten.
Das vor seinen Grobstoffen befreite Abwasser wird anschliessend einer weiteren Behandlung zur weitgehenden Entfernung der restlichen absetzbaren Stoffe und Schwebestoffe unterzogen.
Das mittels der Abzugspumpe 3 kontinuierlich abgezogene Abwasser wird über die Leitung 6 einem Fällungsbecken 7 zugeführt, wo ihm unter ständiger intensiver Durchmischung mittels einem Rührer 8 aus dem Behälter 9 ein Fällungsmittel wie zum Beispiel Aluminiumsulfat beigemischt wird.
Die Verweil:'ait im Fällungsbecken 7 beträgt ca. 30 Minuten.
Zur groben Vormischung des Fällungsmistels mit dem zu behandelnden Abwasser kann auch bereits ein Teil der erforderlichen Fällungsmittelmenge al einem zusätzlichen Fällungsmittelbehälter 10 in die Zuleitung 6 eingeleitet werden.
Die im Fälimngsbecken 7 durch Fällung sich bildenden Flocke; werden anschliessend in einem nachgeschalteten Flotations-oder Sedimentationsbecken 11 innerhalb einer Aufenhaltszeit von ungefähr 35 Minuten vom Abwasser abgetrennt, durch eine Räumvorrichtung abgeschöpft und über die Leitung 14 abgeführt. Zur besseren Flockenbildung ist eventuell noch der Zusatz eines Koagulationsmittels erforderlich. Das Fällungsmittel wird vom Fällungsmittelbehälter 9 bzw. 10 aus mittels je einer Dosierpumpe zugegeben.
Es hat sich als zweckmässig erwiesen, wenn zwischen dem Fällungsbecken 7 und dem Flotations- oder oedimentationsbecken 11 -:iLer die Zuleitung 12 reiner Sauerstoff oder ein Sauerstofdgomisch wie zum Beispiel Luft in die Verbindungs leitung 13 eingeführt und das durchfliessende Abwasser damit angereichert wird.
Das aus dem Flotations- oder Sedi;nentationsbecken 11 austretende Wasser weist etwa folgende Konzentrationen auf: BSB = 800 - 90C mg/l 5 KMnO4 = 2500 -3000 mull.
Das vom Flockenschlamm befreite Wasser wird vom Flotationsbecken aus über eine Zuleitung 15 einem Fermentationsbecken 16 zugefünrt, wo es unter bauerstoffzufuhr mittels einem Oberflächenbelüftungskreisel 17 bei einer Wassertemperatur von ungefahr 30 bis 350C einer Behandlung mit Bakterinschlamm unterzogen wird. Mit Hilfe dieser Fermentierung kann innerhalb einer Behandlungszeit von etwa 2,5 bis 3 Stunden eine weitgehende Reinigung erdreich werden. Das im Fermentationsbecken 16 sich befindende und zu behandelnde Wasser wird mittels einer in diesem Becken IG angeordneten Heizung aufgeheizt.
Selbstverständlich kann anstatt mit dem Oberflächenbelüftuncjskreisel 17 das Sauerstoffgemisch oder reiner Sauerstoff auch auf andere Weise in das im Fermentationsbecken 16 sich befindende Wasser eingebracht werden.
Nach dem Fermentationsbecken 16 wird das Wasser über die Leitung 18 einem Nachklärbecken 19 zugeleitet, wo während einer 1,5 bis 2 stündigen Aufenhaitszeit der Bakterienschlamm durch Sedimentation vom Wasser getrennt wird und und sich absetzt.
Der zur aufnahme des sedimentierten Bakterienschlammes dienende Teil des Nachklärbeckens 19 steht über eine in den Ansaugbereich des Oberflächenbelüftungskreisels 17 mündende Rckführleitung 20 mit dem Fermentationsbecken 16 in Verbindung' so dass mittels dem Oberflächenbelüftungskreisel 17 Bakterienschlamm aus dem Nachklärbecken 19 in das permentationsbecken 16 gesogen wird.
Zur Recjuiierung dor rückgeführten Schlammmenge dient ein in der Rückführlewtung 20 angeordi>ter (nicht dargestellter) Schieber.
Das im Nachklärbecken 19 sich befi;ldende Wasser verlässt das Becken über eine Ablaufrinne, wobei zur Einsparung von Heizenergie zur Aufheizung des dem Fermentationsbecken 16 zugeführten Wassers die Abführleitung 21 des Nachklärbeckens 19 über einen Wärmeaustauscher 22 mit der Zuführleitung 15 des Fermentationsbeckens 16 wärmetechnisch verbunden ist.
Nach dem Austritt-des Wassers aus dem Nachklärbecken 19 weist es roch folgende Konzentrationen auf; BSB5 - ca. 200 mg/l KmN04 = ca. 800-900 mg/l.
Nach dem Nachklärbecken 19 strömt das Wasser über die Abführleitung 21 in eine Einbeckenkläranlage 23 mit veränderlicher Wasserspiegelhöhe, innerhalb welcher während einer Behandlungszeit von 24 bis 48 Stunden der restliche biologische Abbau der gelösten Verunreinigungen vollzogen wird. Die Einbeckenanlage 23 arbeitet intermittierend, wobei reiner Sauerstoff oder ein Sauerstoffgemisch mittels einem scnwimmend abgestützten Oberflächenbelüftungskreisel 24 in das Wasser eingetragen wird.
Das über die Abführleitung 25 aus der Eänbeckenanlage 23 abgeführte Wasser weist noch folgende Konzentrationen auf BSB5 = ca. 20 - 30 rtzgZl KMnO4 = ca.lOO - 120mg/l.
Der aus der Einbeckenanlage 23 anfallende Ueberschussschlamm wird über die Rückführleitung 26 mindestens zum Teil zusammen mit dem aus dem Flotationsbecken 11 anfallenden Flockenschlamm dem Sedimentationsbecken i zugeführt, so dass dieser zusammen mit dem Vorklärschlarrim entfernt werden kann.

Claims

PATENTANSPRUEC
Verfahren zur mechanisch-biolo,ischen Reinigung von tierischem Abwasser, dadurch gekennzeichnet, dass man das zu reinigende Abwasser einer mit einer Schlammabzugsvorrichtung verbundenen Sedimentationsbecken zuführt, wo die sedimentierten Feststoffe abge,.ogen werden,. dann dem weitgehend von seinen Feststoffen befreiten Abwasser ein Fällungsmittel beimischt und den dadurch entstehenden Flockenschlanan abzieht, danach das vom Flockenschlamm befreite Abwasser in einer Fermentationsstufe einer Fermentation aussetzt und anschliessend eine Nachklärung durchführt 2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass man dem zu reinigenden Abwasser nach dem Sedimentationsbecken in einem Fällungsbecken ein Fällungsmittel wie beispielsweise Aluminiumsulfat beimischt, und die dabei entstenenden Flocken in einem nachgeschalteten Flotations-oder Sedimentationsbecken entfernt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dasq mar das zu behandelnde A'vwasser in der Fermentationsstufe einer Temperatur von 28 bis 37°C aussetzt und gleichzeitig reinen Sauerstoff oder ein Sauerstoffgemisch in dasselbe einführt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurcn gekennzeichnet, dass man den im Nachklärbecken durch Sedimentation vom Abwasser getrennten Bakterienschlamm in das Fermentatiollsbecken zurückle4>et.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprruche, dadurch gekennzeichnet, dass man das der Fermentationsstufe zuströmende Abwasser übei einen Wärmeaustauscher mittels dem von der Nachklärung herstammenden Wasser erwärmt.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, dass man das von der Nachklärung herstammende Wasser einem Relüftungsbecken, vorzugsweise einer Einbeckenanlage, zuführt.
7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mAn das zu reinigende Abwasser mindestens 20 Minuten, vorzug weise v0 Minuten, im Fällungsbecken und mindestens 20 Minuten, vorzugsweise 35 Minuten, im nachgeschalteten Flotations- oder SedimentationsDecken verweilen lässt.
8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man das zu behandelnde Abwasser mindestens 1,5 Stunden, vorzugsweise 2,5 bis 3 Stunden, im Fermentationsbecken verteilen last.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man das von der Fermentationsstufe herruhrende Abwasser während minflestens l Stunde vorzugswcse während 1,5 bis 2 Stunden, einer Nachklärung aussetzt.
10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass man das von der Nachklärung herstammende Wasser während 24 bis 48 Stunden im Belüftungsbecken verweilen last.
11. Verfahren nach Anspruch 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens einen Teil des im dem Fällungsbecken nachgeschalteten Flotations- oder Sedimentationsbecken anfallenden Flockenschlammes und mindestens einen Teil des im BelüRtungsbecken anfallenden Schlammes dem am Einlauf angeordneten Sedimentationsbecken zuführt.
12. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorangehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein mit einer SChlammabzugsvorrichtung (4,5) verbundenes Seaimentationsbecken (1), eine dem Sedimentatiblssbecken (1) nachgeschaltete Ausflockungsanordnung (7,11), ein-mit der letzteren verbundenes Fermentationsbecken (16) ausströmenden Wassers, aufweist.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausflockungsanordnung aus einem mit einer Fällungsmittelzugabe verbundener Fällungsbecken (7) und einen diesem nachgeschalteten, mit einer Flockenschlammabzugsvorrichtung verbundenen Flotations- oder Sedimentationsbecken (11) besteht.
14. Einrichtung nach Anspruch 12 ^der 13, dadurch gekennzeichntt, dass das Fermentationsbecken (16) mit einem Oberflächenbelüftungskreisel (17) versehen ist.
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der zur Aufnahme des sedimentierenden Bakterienschlammes dienende Teil des Nachklärbeckens (19) über eine in den Ansaugbereich des Oberflächenbelüftungskreise3s (17) zlindende Rückführleitung (20) mit dem Fermentationsbecken (16) in Verbindung steht.
16. Einrichtung ch einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abführleitung (21) des Nachklärbeckens (1.9) über einen Wärmeaustauscher (22) mit der Zufuhrleitung (15) des Fermentationsbeckens (16) wärmetechnisch verbunden ist.
17. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abführleitung (21) des Nachklärbeckens (19)- mit einem 3elüftungsbecken, vorzugsweise einer Etabeckenanlage (23), verbunden ist.
18. Anwendung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 zur Behandlung von Abwasser mit hoher BSB5 und/oder KMnO4-Konzentration
19. Anwendung gemäss Anspruch 18 zur Behandlung von Abwasser aus Schweinezuciit- und Schweinemastbetrieben.

L e e r s e i t e