DE2337999B2

DE2337999B2 - Verfahren zum Reinigen einer organisch verunreinigten Flüssigkeit

Info

Publication number: DE2337999B2
Application number: DE2337999A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr.Rer.Nat. 8023 Pullach Reimann
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1973-07-26
Filing date: 1973-07-26
Publication date: 1980-01-31
Also published as: DE2337999A1; DE2337999C3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen einer organisch verunreinigten Flüssigkeit in mindestens zwei Behandlungsbecken, wobei der Flüssigkeit in einem Belebungsbecken ein stark mit Sauerstoff angereichertes Gas und zumindest ein Teil des in einem dem Belebungsbecken nachgeschalteten Nachklärbekken gewonnenen Schlamms als Rücklaufschlamm zugeführt wird und wobei über dem Flüssigkeits-Schlamm-Gemisch im Belebungsbecken eine stärker sls Luft mit Sauerstoff angereicherte Atmosphäre aufrechterhalten wird.

Es sind bereits Verfahren zum Reinigen einer organisch verunreinigten Flüssigkeit bekanntgeworden, s bei denen der Flüssigkeit in einem abgeschlossenen Belebungsbecken in Gegenwart von belebtem Schlamm ein stark mit Sauerstoff angereichertes Gas zugeführt wird, tin Teil des im Belebungsbecken entstehenden Flüssigkeits-Schlamni- Gemisches wird ständig in ein

ίο Nachklärbecken, in dem der Schlamm von der Flüssigkeit getrennt wird, abgezogen und zumindest ein Teil des im Nachklärbecken gewonnenen Schlamms wird ständig erneut in das Belebungsbecken zurückgeführt.

:5 Ein solches Verfahren ist beispielsweise in der deutschen Auslegeschrift 20 32 535 beschrieben. Dabei ist bei diesem bekannten Verfahren noch vorgesehen, einen Teil des Rücklaufschlamms in einem gesonderten, geschlossenen Behälter mit einem mindestens 50 Vol-% Sauerstoff enthaltenen Gas zu belüften, anschließend das entstandene Schlarnrn-Saucrstoffgeinisch insgesamt in das Belebungsbecken zurückzuführen und in diesem mit dem zugeführten Abwasser zu mischen.

Desweiteren ist ein solches Verfahren auch aus der

2% deutschen Offenlegungsschrift 22 12 7!5 bekannt, wobei einer mit sauerstoffreichem Gas betriebenen Begasungszone eine durch Oberflächenbelüftungselemente mit Luft beaufschlagte zweite Begasungszone sowie der zweiten Begasungszone ein Nachklärbecken mit

jo Schlammzurückführung nachgeschaltet ist. In der zweiten Begasungszone findet in diesem Fall üie Behandlung des übergeleiteten Flüssigkeitsgemisches mit atmosphärischer Luft nur bei verhältnismäßig niedrigem Niveau des aufgelösten Sauerstoffes statt, so daß über die zum Eintrag der Luft in die zweite Begasungszone installierten Obcrflächenbelüftungselemente nur wenig Luft in das Flüssigkeitsgemisch eingetragen wird.

Der wesentlichste Nachteil di -ser bekannten Verfah-

ren liegt darin, daß insbesondere beim Abbau hoher Konzentrationen organischer Verunreinigungen die Reinigungsleistung zeitlich nicht konstant ist, sondern mit fortschreitender Zeitdauer abnimmt. Als Folge der die Reinigung der Flüssigkeit bewirkenden biologischen

•η Reaktionen, die insbesondere bei hohen BSBvKonzentrationen der Flüssigkeit mit einem starken Sauerstoffverbrauch und einer starken Produktion an .Stoffwechselprodukten, insbesondere an CO2, verbunden sind, reichert sich innerhalb des Belebungsbeckens sowohl

v) die Flüssigkeits- als auch die Gasphase, also die im Belebungsbecken vorhandene Atmosphäre, ständig mit CO2 an. Diese innerhalb des Belebungsbeckens ständig ansteigende COj-Konzentraiion, die aufgrund der geringen Inerigaskonzentration im Belüftungsgas nicht

V) durch das Inertgas abgebaut werden kann, führt zu einer äußerst nachteiligen Beeinflussung der Sauerstoff-Ausnutzung und zu einem ständigen Absinken des PH-Wertes des Flüssigkeits-Schlamm-Gemisches, mit der Folge, daß die Reinigungsleistung ständig abnimmt.

Dieser Nachteil wird auch bei einem in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentschrift 21 46 403 vorgeschlagenen Verfahren zur Reinigung organisch verunreinigten Abwassers, bei dem bei Zufuhr eines sauerstoffhaltigen Belüftungsgases in das Belebungs becken das austretende Gasgemisch aufgefangen, von gasförmigen Stoffwechselprodukten gereinigt und im Kreislauf wieder dem Belüftungsbecken zugeführt wird, nicht vollständig gelöst, da dabei im Flüssigkeitsgemisch

des Belebungsbeckens Stoffwechselprodukte verbleiben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Reinigen einer organisch verunreinigten Flüssigkeit zu entwickeln, dessen Reingungsleistung auch bei hohen BSBs-Konzentrationen der Flüssigkeit zeitlich konstant ist.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß aus einem der Behandlung^r.becken zumindest ein Teil des vorhandenen, flüssigen bzw. schlammigen Inhalts abgezogen, einer Strippung mit Luft oder mit einem stärker als Luft mit Sauerstoff angereicherten Gas unter Durchblasen der Luft oder des Gases unter Druck von unten nach eben unterzogen und daraufhin in mindestens eines der Behandlungsbecken übergeführt wird.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren gelingt es auf einfache Weise, die ständig ansteigende CO>-Konzentration im Belebungsbecken, also die Konzentration, die einer zeitlich konstanten Reinigungsleistung am stärksten entgegenwirkt, auf ein erträgliches und zeitlich >o konstantes Maß zu reduzieren, indem das in dem Belebungsbecken als wesentlichstes Stc-Twechselprodukt anfallende CO₂ ständig zumindest aus einem Teil des in dem Belebungsbecken vorhandenen Inhalts im Stoffaustausch mit Luft oder mit einem stärker als Luft mit Sauerstoff angereicherten Gas ausgestrippt und dieser nunmehr an CO₂ verarmte Teil erneut in mindestens eines der Behandlungsbecken zurückgeführt wird. Hierdurch wird erreicht, daß der PH-Wert des Flüssigkeits-Schlamm-Gemisches im Belebungsbecken konstant bleibt und die Sauerstoffausnutzung insgesamt nicht beeinträchtigt wird. Die Verwendung eines stärker als Luft mit Sauerstoff angereicherten Gases a's Strippgas hat dabei den Vorteil, daß in der Flüssigkeit eine höhere Sauerstoffkonzentration zu erreichen ist, j-, als der Sättigung relativ zu Luft entspricht.

Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn unmittelbar aus dem Belebungsbecken zumindets ein Teil des vorhandenen Flüssigkeits-Schlamm-Gemisches abgezog.n, einer Strippung mit Luft unterzogen und daraufhin erneut in das Belebungsbecken zurückgeführt wird.

Nach einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann der Teilstrom des aus dem Belebungsbeckens zur Strippung abgezogene Flüssigkeits-Schlamm-Gemi- 4> sches nach der Stri^pung a«..ch unmittelbar dem Nachklärbecken zugeführt werden, wobei dann der an CO₂ verarmte Schlamm als Rücklaufschlamm in das Belebungsbecken zurückgeführt wird. Als zu strippender Tcilstrom kann ginYAÜ dieser Ausführungsform ein Teil oder das gesamte, sowieso vom Belebungsbecken in das Nachklärbecken ablaufende Flüssigkeits-Schlamm-Gemisch herangezogen werden.

Nach einer weiteren, besonders zweckmäßigen Ausführungsform des Verfahrens wird nicht ein Teil des im Belebungsbecken vorhandenen oder ein Teil des in das Nachklärbecken überlaufenden Flüssigkeits-Schlamm-Gemisches, sondern ein Teil des im Nachklärbecken anfallenden Schlamms, der als Rücklaufschlamm in das Belebungsbecken zurückgeführt wird, einer .Strippung mit Luft unterzogen.

Die Strippung selbst kann in einem an sich bekannten Rieselturm, insbesondere einem Tropfkörper, mit künstlicher oder natürlicher Luftzirkulation erfolgen.

Die Strippung kann aber auch in einem gleichzeitig als Mammutpumpe wirkenden Behälter durchgeführt werden, mit dem V-rteil, daß zumindest ein Teil der Pumpleistung zum Umwälzen des zu strippenden Flüssigkeits-Schlamm-Gemisches durch das als Strippgas benötigte Gas aufgebracht werden kann.

Weitere Erläuterungen zu der Erfindung sind den in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen zu entnehmen, wobei gleiche Vorrichtungsteile jeweils mit der gleichen Bezugsziffer versehen sind.

Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Ausführungsform des Verfahrens;

F i g. 2 eine weitere Ausführungsform des Verfahrens; F i g. 3 eine dritte Ausführungsform des Verfahrens.

Gemäß F i g. 1 wird einem Belebungsbecken 1 über die Leitung 2 die zu reinigende, organisch verunreinigte, also biologisch oxidierbare Bestandteile enthaltene Flüssigkeit und über die Leitung 3 nahezu reiner Sauerstoff zugeführt, wobei spezielle Vorrichtungen zum Eintragen des Sauerstoffs in das Belebungsbecken sowie zum Mischen des aufgrund von biologischen Reaktionen innerhalb des Belebungsbeckens anfallende Flüssigkeits-Schlamm-Gemisches der Einfachheit halber nicht dargestellt sind. Ein Teil ues im Belebungsbekken 1 ständig anfallenden Flüssigkeiis-Schlamm-Gemisches wird über die Leitung 4 ständig in ein Nachklärbecken 6 gefördert, in dem eine Abtrennung des Schlamms von der Flüssigkeit erfolgt. Während die gereinigte Flüssigkeit über die Leitung 7 aus dem Nachklärbecken 6 abgezogen wird, wird zumindest ein Teil des im Bodenbereich des Nachklärbeckens sich absetzenden Schlamms als Rückl&ufschlamm mittels der Pumpe 9 über Leitung 9 in das Belebungsbecken 1 zurückgefördert. Die Menge des pro Zeiteinheit in das Belebungsbecken zurückzuführenden Schlamms hängt von der gewünschten Schlammkonzentration im Belebungsbecken ab.

Bei den im Belebungsbecken stattfindenen, den Abbau der organischen Verunreinigungen bewirkenden biologischen Reaktionen fallen ständig Stoffwechselprodukte, insbesondere CO₂ an, die bei einer zu starken Anreicherung in der flüssigen Phase bzw. in der Gasphase über der Flüssigkeit dem gewünschten biologischen Reaktionsverlauf hemmend entgegenstehen. Zur Vermeidung dieser Nachteile wird gemäß der Erfindung in einem gesonderten Kreislauf aus dem Belebungsbecken 1 über Leitung IO ständig ein Teil des Flüssigkeits-Schlamm-Gemisches abgezogen und in einem Strippturin 11 eine Strippung mit Luft, die über Leitung 12 dem Strippturm zugeführt wird, unterzogen. Das gestrippte Flüssigkeiis-Schlamm-Gemisch wird über die Leitung 13 erneut in das Belebungsbecken I zurückgefördert, während das bei der Strippung anfallende, im wesentlichen aus Luft und CO> bestehende Gasgemisch — wie durch den Pfeil 14 schemetisch angedeutet — aus dem Strippturm U abgezogen wird. Ais Strippturm 11 dient in diesem Beispiel ein Behälter, der nach Art einer Mammutpumpe betrieben wird, d. h. in die im Behälter vorhandene Flüssigkeit wird über Leitung 12 Druckluft eingeblasen, w;r. zu einer Verringerung des spezifischen Gewichtes der Flüssigkeit und somit 'u einer Förderwirkung führt. Gleichzeitig dient diese Druckluft als Strippgas für die Austreibung von CO₂.

Die Ausführungsform nach Fig.? unterscheidet sich von der nach F i g. 1 im wesentlichen dadurch, daß kein separater Kreislauf für das Ausstrippen von gasförmigen Stoffwechse'produkten vorgesehen ist und daß die Strippung in einem Rieselturm erfolgt.

Gemäß Fig.2 wird das gesamte Flüssigkeits-Schlamm-Gemisch, das aus dem Belebungsbecken 1

über die Pumpe 5 dem Nachklärbecken 6 zugeführt werden soll, zunächst einem Rieselturm 15 zugeleitet, in dem im Gegenstrom mit über Leitung 16 zugegebener Luft die gasförmigen Stoffwechselprodukte, insbesondere das CO₂, ausgestrippt werden. Das bei der Strippung anfallende, im wesentlichen aus Luft und COj bestehende Gasgemisch verläßt in Pfeillichtung 17 den Rieselturm 15, während das von CO₂ weitgehend befreite Flüssigkeits-Schlamm-Gemisch vom Nachklärbecken 6 zuströmt. Obwohl es sich als vorteilhaft erwiesen hat. die gesamte aus dem Belebungsbecken 1 in das Nachklärbecken 6 strömende Menge des Flüssigkeits-Schlamm-Gemisches einer Strippung zu unterziehen, kann es für manche Anwendungsfälle auch vorteilhaft sein, nur eine Teilmenge des über Leitung 4 aus dem Belebungsbecken abziehenden Flüssigkeits-Schlamm-Gemisches zu strippen.

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erfindungsgemäßen Verfahrens ist in F i g. 3 schematisch dargestellt. Gemäß dieser Ausführungsform werden die Stoffwechselprodukte, insbesondere das CO₂, nicht aus einem das Belebungsbecken I verlassenden Flüssigkeits-Schlamm-Gemisches, sondern aus dem Teil des Nachklärbeckens 6 anfallenden Schlamms, der als Rücklaufschlamm in das Belebungsbecken 1 zurückgeführt wird, ausgestrippt. Dir Slrippung erfolgt in eine Strippeinrichtung 18, der über Leitung 19 das erfoderliche Strippgas, das auch in diesem Ausführungsbeispiel Luft ist, zugeführt wird. Der an CO₂ verarmte Schlamm sfömt über die Leitung 20 und die Pumpe 2t in das Belebungsbecken 1, während das bei der Strippung anfallende, im wesentlichen aus CO₂ und Luft bestehende Gasgemisch aus der Strippeinrichtung 18 in Pfeilrichtung 22 abgezogen wird.

Falls gewünscht, kann die aus dem Nachklärbecken 6 über Leitung 7 abziehende, von organischen Verunreinigungen weitgehend befreite Flüssigkeit in der StrippeinnClitiing 23 Ct/CmäiiS CinCT rjirippüug 7UiTi AiiSirCiuCii der Stoffwechselprodukte, insbesondere CO₂, unterzogen werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Reinigen einer organisch verunreinigten Flüssigkeit in mindestens zwei Behandlungsbecken, wobei der Flüssigkeit in einem Belebungsbecken ein stark mit Sauerstoff angereichertes Gas und zumindest ein Teil des in einem dem Belebungsbecken nachgeschalteten Nachklärbecken gewonnenen Schlamms als Rücklaufschlamm zugeführt wird und wobei über dem Flüssigkeits-Schlamm-Gemisch im Belebungsbecken eine stärker als Luft mit Sauerstoff angereicherte Atmosphäre aufrechterhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem der Behandlungsbecken zumindest ein Teil des vorhandenen, flüssigen bzw. schlammigen Inhalts abgezogen, einer Strippung mit Luft oder mit einem stärker als Luft mit Sauerstoff angereicherten Gas unter Durchblasen der Luft oder des Gases unter Druck von unten nach oben unterzogen und daraufhin in mindestens eines der Behandiungsbccken übergeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des im Belebungsbecken vorhandenen Flüssigkeits-Schlamm-Gemisches abgezogen, einet- Strippung mit Luft unterzogen und daraufhin erneut in das Belebungsbecken zurückgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des im Belebungsbecken vorhandenen Flüssigkeits-Schlamm-Gemisches ab^izogen, einer Strippung mit Luft unterzogen und dem Nachklärbecken zugeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des im Nachklärbecken anfallenden Schlamms abgezogen, einer Strippung mit Luft unterzogen und dem Belebungsbscken zugeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Luft zu strippende Flüssigkeits-Schlamm-Gemisch zumindest ein Teil des vom Belebungsbecken in das Nachklärbecken ablaufenden Flüssigkeits-Schlamm-Gemisches ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Luft /u strippende Schlamm zumindest ein Teil des vom Nachklärbecken in das Belebungsbecken zurückzuführenden Rücklaufschlammes ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strippung in einem Rieselturm mit natürlicher oder künstlicher Luftzirkulation erfolgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 6. dadurch gekennzeichnet, da!3 die Strippung in einem gleichzeitig als Mammutpumpe betriebenen Behälter erfolgt.