DE2341143A1

DE2341143A1 - Covering oxygen requirements of natural waters - by supplying hydrogen peroxide in concns. which do not harm micro-organisms

Info

Publication number: DE2341143A1
Application number: DE19732341143
Authority: DE
Inventors: H-Peter Dipl Ing Luethge; Horst Rohr; Gerhard Siegmund
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-08-14
Filing date: 1973-08-14
Publication date: 1975-02-27

Abstract

The parent patent discloses a process for covering O2 requirements with H2O2 in aerobic purifin. of waste waters by adding H2O2 to waste water supply and/or sludge recycle, in amounts such that over-concn., which might harm micro-organisms, is prevented by dilution with the waste waters. In the present modification, the process is extended to natural waters. H2O2 is introduced into waters (e. g. rivers, streams, lakes, ponds and seas) from mobile or stationary devices in amounts sufficient to maintain biological life.

Description

(Zusatz au Patent (Addition to patent

Patentanmeldung P 22 36 504.4)Patent application P 22 36 504.4)

iJie deutsche Patentanmeldung P 22 56 504.4 betrifft ein Verfahren zur jJe-ckung des Sauerstoffbedarfs mit Wasserstoffperoxid bei aeroben licinigungsverfahren in der Abwassertechnik und bei Verfahren der technischen Mikrobiologie, das dadurch gekennzeichnet ist, daß in den Abwasserzulauf und/oder Schlammrücklauf Wasserstoffperoxid so eindosiert wird, daß eine für die Mikroorganismen schädliche Uberkonzentration durch die Verdünnung mit den Abwässern vermieden wird. Die Anreicherung mit Sauerstoff erfolgt dabei durch die spontane Zersetzung des Wasserstoffperoxids in V/asser und Sauerstoff, welche Zersetzung durch die chemische Zusammensetzung der Abwasser bewirkt wird.iJie German patent application P 22 56 504.4 relates to a method to reduce the oxygen demand with hydrogen peroxide aerobic cleaning processes in wastewater engineering and processes the technical microbiology, which is characterized in that hydrogen peroxide in the sewage inlet and / or sludge return is dosed in such a way that an overconcentration harmful to the microorganisms due to the dilution with the waste water is avoided. The enrichment with oxygen takes place through the spontaneous decomposition of hydrogen peroxide into water and oxygen, which decomposition due to its chemical composition the wastewater is effected.

Durch die zunehmende Belastung der Gewässer mit nicht oder, mit unvollständig geklärten Abwässern reicht oftmals der im Wasser gelöste, von Pflanzen entwickelte bzw. aus der Luft absorbierteDue to the increasing pollution of the water with not or incompletely clarified wastewater, the amount dissolved in the water, developed by plants or absorbed from the air is often sufficient

509809/1116509809/1116

23A1H323A1H3

Sauerstoff nicht aus, um die organischen Fremdstoffe durch die im Wasser enthaltenen aeroben Mikroorganismen abzubauen. Unterschreitet die Sauerstoffkonzentration den für diese Organismen lebensnotwendigen Grenzwert, so beginnt ein anaerober i''äulnisprozeß, der zur völligen Vergiftung der Gewässer rühren kann. Versuche, den Sauerstoffgehalt der Gewässer durch mechanische Vorrichtungen, wie z. B. Einschlagen von Luft mit speziellen, an den Schiffsschrauben angebrachten! Turbinen, oder durch Einblasen von Luft mittels Kompressoren zu erhöhen, ergaben, daß die im Vergleich zum teclmischen Aufwand eingebrachte Sauerstoffmenge vernachlässigbar klein und damit unwirksam ist.Oxygen does not go out to get the organic foreign matter through break down the aerobic microorganisms contained in the water. If the oxygen concentration falls below that for this Organisms vital limit value, so begins an anaerobic process of decomposition, which leads to the complete poisoning of the Waters can stir. Attempts to reduce the oxygen content of the water by mechanical devices, such as z. B. Impact by air with special ones attached to the propellers! Turbines, or by blowing in air using compressors to increase, showed that the compared to the teclmischen The amount of oxygen introduced is negligibly small and therefore ineffective.

Die Erkenntnisse, die aus den Versuchen in Anlagen gemäß ' der Anmeldung P 22 36 5G4.4 gewonnen wurden, führten zur j Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren auch für die Anreicherung "natürlicher Gewässer" mit Sauerstoff zu ^ schaffen. Insbesondere sollen tote Gewässer wieder regeneriert und überlastete Gewässer wieder in die Lage versetzt werden, den Schadstoffanfall weitgehend biologisch zu verkraften, so daß die Gewässer wieder zum natürlichen Klär- und iieinigungssystem der Erde werden. In iiegionen, in denen bisher keine nennenswerten Klärwerkskcipazitäten trotz hohen Schadstoffanfalls erstellt wurden, soll schnell und vergleichsweise preiswert Abhilfe geschaffen werden, indem die natürlichen Gewässer in die Lage versetzt werden, die Funktion der teclmischen vollbiologischen Abwasserreinigung , ...... -3-The knowledge gained from the tests in plants according to ' the application P 22 36 5G4.4 were obtained, led to the object of the present invention, a method for to create the enrichment of "natural waters" with oxygen. In particular, dead waters should be regenerated and overloaded waters are put back in a position to cope with the accumulation of pollutants largely biologically, so that the waters again become the earth's natural purification and purification system. In iiegionen, in which So far, no noteworthy sewage treatment plant capacities have been created despite high levels of pollution, should be done quickly and comparatively inexpensive remedy can be found by the natural waters are enabled to perform the function of technical, fully biological wastewater treatment , ...... -3-

509809/1116509809/1116

23A1H323A1H3

■— ό —■ - ό -

j Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Wasserstoffperoxid aus mobilen oder stationären Anlagen in der zur Aufreciiterlialtuiig des biologischen Lebens notwendigen Menge in die Gewässer eingeleitet wird.j This object is achieved according to the invention in that Hydrogen peroxide from mobile or stationary systems in the form necessary for the maintenance of biological life Amount is discharged into the waters.

i£rf indungsgemäß können bei guten Gewässern neben Wasserstoffperoxid geeignete Mikroorganismen zur Wiederbelebung zugesetz werden (Impfung mit Belebtschlamm).In good waters, hydrogen peroxide can also be used suitable microorganisms for resuscitation are added (vaccination with activated sludge).

i3r fin dungs gemäß erfolgt die Ausbringung des Was s erst off peroxids in die Gewässer derart, daß das Wasserstoffperoxid der zur Anwendung kommenden Konzentration (im allgemeinen zwischen ο und 7o ';o) durch eine entsprechende Mischapparatur der ar* t mit V/asser verdünnt wird, daß nur eine für die aeroben Organismen unschädliche Wasserstoffperoxid- bzw. Sauerstoffkonzentration in das Gewässer eingeleitet wird. Die Mischvorrichtung wird deshalb durch Sauerstoffmeßsonden gesteuert. Auf diese Weise wird gleichzeitig vermieden, daß durch Zersetzung von zu hoch konzentriertem Wasserstoffperoxid am LJinbringungsort die Sauerstofflöslichkeit im Wasser überschritten wird und durch Ausperlen von Sauerstoff Verluste entstehen.According to the invention, the water is first applied off peroxide into the waters in such a way that the hydrogen peroxide of the concentration used (in general between ο and 7o '; o) by means of a suitable mixing device the ar * t with v / ater is diluted that only one for the aerobic Organisms harmless hydrogen peroxide or oxygen concentration is introduced into the water. The mixing device is therefore controlled by oxygen sensors. In this way it is avoided at the same time that by decomposition Excessive concentration of hydrogen peroxide at the point of application has exceeded the oxygen solubility in the water and losses occur due to the peeling of oxygen.

Als "natürliche Gewässer" werden Flüsse, Ströme, Teiche, Seen und Iloere betrachtet. Während in Flüssen und Strömen durch die "JasHerbewegung ein ständiger Transport der einfließenden Abwasser und damit eine kontinuierliche Änderung der Abwasser].onzciitratlon im !''lu-.iVitsGer erfolgt, kann nui;iRivers, streams, ponds, lakes and Iloere are considered to be "natural waters". While in rivers and streams through the movement of the movement a constant transport of the inflowing Wastewater and thus a continuous change in wastewater] .onzciitratlon im! '' Lu-.iVitsGer can nui; i

509809/1116509809/1116

BAD ORIGfNALBAD ORIGfNAL

23ΑΊΗ323-3

in stehenden Gewässern mit einer über bestimmte Zeitspannen praktisch konstanten Wasserzusammensetzung rechnen. Es ist daher zulässig, daß man ein stehendes Gewässer, also Teiche und Seen, als "natürliches Klärbecken" bezeichnet.In standing water, expect a practically constant water composition over certain periods of time. It is It is therefore permissible to designate stagnant bodies of water, i.e. ponds and lakes, as a "natural clarifier".

In der Regel ist in Teichen und Seen die Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des Gewässers, bedingt durch Zu- und Abiaul' von z. B. Bächen und kleineren Flüssen, so gering, daß eine Sauerstoffanreicherung durch Zufuhr von Peroxid von nur einer Uferstelle aus nicht genügen wird, das Gewässer insgesamt mit Sauerstoff zu versorgen.As a rule, in ponds and lakes, the flow velocity within the body of water is due to inflow and outflow ' from Z. B. streams and smaller rivers, so small that oxygen enrichment by supplying peroxide of only one It will not be enough to supply the body of water with oxygen as a whole.

An die Stelle der stationären Peroxideindosiervorrichtung, wie sie in künstlichen Kläranlagen verwendet wird, wird in diesem Falle erfahrungsgemäß eine mobile Vorrichtung verwendet. Im einfachsten Falle wird ein Prahm oder ein Floß mit einem Peroxidtank und dem zur Eindosierung des Peroxids erforderlichen Zubehör wie Pumpen, Mischdüsen und ggf. Sauerstoffmeßvorrichtungen ausgerüstet und mittels Motorkraft durch das Gewässer bewegt.In place of the stationary peroxide metering device, as it is used in artificial sewage treatment plants, in In this case, experience has shown that a mobile device is used. In the simplest case, a raft or raft with a peroxide tank and the one for metering in the peroxide is used The necessary accessories such as pumps, mixing nozzles and, if necessary, oxygen measuring devices are equipped and by means of motor power moved through the water.

Bekanntlich ist der Abbau organischer Materie in den Gewässeijn durch Mikroorganismen nur dann möglich, wenn ausreichend Sauerstoff für die Atmung dieser Organismen zur Verfügung steht. Eine überdosierung von Sauerstoff dagegen tötet die Organismen ab. Bei Einleiten von gasförmigem Sauerstoff oder Luft in Wasser besteht die Gefahr der Sauerstoffvergiftun^It is well known that organic matter is broken down in water by microorganisms only possible if sufficient oxygen is available for these organisms to breathe stands. An overdose of oxygen, on the other hand, kills the organisms. When introducing gaseous oxygen or Air in water poses a risk of oxygen poisoning

509809/1116509809/1116

2341U32341U3

nicht, da die Beladung des Wassers mit gasförmigem Sauerstoff eine natürliche Begrenzung aufweist. Wird dagegen der Sauerstoff aus Peroxid freigemacht, so kann die toxische Grenze leicht überschritten werden. Das bedeutet, daß die Zugabe des Peroxids zum Wasser nur in solchen Mengen erfolgen darf, daß eine Überladung mit Sauerstoff nicht eintreten kann. Andererseits benötigen die Mikroorganismen für den Abbau organischer Substanzen eine gewisse Zeit, in der sie ständig mit Sauerstoff versorgt werden müssen. Es genügt also nicht eine einmalige Zugabe von Peroxid in das zu reinigende Gewässer, sondern Je nach dessen Belastung, ausgedrückt im BSB-Wert, muß über einen Mindestzeitraum die Versorgung mit Sauerstoff aus Peroxid sichergestellt werden. Im Falle der Sauerstoffanreicherung stehender Gewässer muß also über eine: vom BSB-Wert des Wassers abhängigen Zeitraum die Nachfuhr vo Peroxid innerhalb der zulässigen Sauerstoffkonzentration auf rechterhalten werden.not, since the loading of the water with gaseous oxygen is naturally limited. On the other hand, the oxygen freed from peroxide, the toxic limit can easily be exceeded. That means adding of the peroxide to the water may only take place in such quantities that an overload with oxygen cannot occur. On the other hand, the microorganisms need a certain amount of time for the breakdown of organic substances, during which they constantly need to be supplied with oxygen. So it is not enough to add peroxide once to the water to be cleaned, Instead, depending on its exposure, expressed in the BOD value, the supply with Oxygen can be ensured from peroxide. In the case of the oxygenation of stagnant water, a: Depending on the time period depending on the BOD value of the water, the supply of peroxide within the permissible oxygen concentration be preserved.

In großflächigen Seen etc. dürfte es nur schwer möglich sein, auf die beschriebene Art eine ausreichende Sauerstoffversorgung für das gesamte Gewässer ohne sehr großen technischen Aufwand zu gewälirleisten. In solchen Fällen wird erfindungsgemäß wie folgt verfahren: Mit der schwimmenden Peroxid-Versorgungsanlage verbunden ist ein durch am oberen Hände angebrachte Luftkammern schwimmfähiges, nach unten und oben offenes Becken aus z„. B. Kunstoff-Folie. Das Becken soll, wenn es das Gewässer zuläßt, etwa 3 m tief eintauchen. ; r6-_^In large lakes etc. it would be difficult to do it be, in the manner described, a sufficient oxygen supply for the entire body of water without very much technical Effort to ensure. In such cases, the procedure according to the invention is as follows: With the floating Peroxide supply system is connected to a through at the top Hands attached air chambers buoyant, downward and basin, open at the top, made of z “. B. plastic film. The basin should, if the water allows it, immerse about 3 m deep. ; r6 -_ ^

509809/1116509809/1116

23Λ-1Η323-13

ο iο i

Seine Oberfläche kann mehrere ICO ni" betragen. Da die vertikaf-Ie Strömung in stehenden Gewässern relativ gering ist, kann auf einen Boden verzichtet werden. In dieses künstliche LlÜr-iIts surface can be several ICO ni ". Since the vertikaf-Ie If the current in stagnant waters is relatively low, a bottom can be dispensed with. In this artificial LlÜr-i

becken wird so lange Peroxid in der zulässigen Konzentration eingebracht, bis der Abbau der organischen Materie durch die Mikroben erfolgt ist. Dann wird das Decken aus dem Wasser gezogen und an einem anderen Platz wieder eingesenkt. AuI diese Weise wird eine lokale Reinigung des Gewässers durchgeführt. 'Das gereinigte Wasser wird durch die natürliche Wasserbewegung mit dem umgebenden, verschmutzten Wasser langsam vermischt.basin, peroxide is added in the permissible concentration until the microbes have broken down the organic matter. Then the blanket is pulled out of the water and lowered again in another place. In this way, a local cleaning of the water is carried out. 'The purified water is slowly mixed with the surrounding polluted water by the natural movement of the water.

Die gereinigten Partien des Sees können als Keimzellen für die weitere Iieinigung betrachtet v/erden, die sich von selbst ohne weitere Peroxidzufuhr vollzieht.The cleared parts of the lake can be regarded as germ cells for further cleaning, which will take place by itself takes place without further addition of peroxide.

Eine modifizierte Einrichtung der beschriebenen Art kommt auch für die partielle iieinigung bestimmter Meeresgebiete in Betracht, insbesondere in den Mündungsgebieten von Flüssen und Strömen. Bei Flüssen, bei denen in vielen Fällen die Überlastung mit Schadstoffen nur abschnittweise zu kompensieren wäre, kann die Zugabe des Wasserstoffperoxids bevorzugt durch stationäre Anlagen bei permanenter abschnittsweiser Belastung (z. B. flußabwärts hinter Fabrikanlagen oder Städten) oder aus mobilen Anlagen (Land- oder.Wasserfahrzeugen) bei vorübergehend auftretenden Schwierigkeiten erfolgen.A modified device of the type described is also available for the partial unification of certain marine areas into consideration, especially in the estuaries of rivers and streams. With rivers, with which in many cases If the overload with pollutants could only be compensated in sections, the addition of hydrogen peroxide can be preferred by stationary systems with permanent section-wise exposure (e.g. downstream behind factories or cities) or from mobile systems (land or water vehicles) in the event of temporary difficulties.

509809/1116509809/1116

23A1H323A1H3

— ι — - ι -

Prinzipiell ist es für das erfindungsgemäße Verfahren unerheblich, ob das Wasserstoffperoxid in zentralen Produktionsstiltten hergestellt und aus Vorratsbehältern in das Gewässer eingegeben wird oder ob die Herstellung am Ort der EinbringunIn principle, it is irrelevant for the method according to the invention, whether the hydrogen peroxide is produced in central production facilities and from storage containers into the water is entered or whether the production at the place of incorporation

unmittelbar geschieht. Z. B. erscheint die unmittelbare Heri
stellung von Wasserstoffperoxid am Einsatzort durch autonomehappens immediately. For example, the immediate Heri appears
provision of hydrogen peroxide on site by autonomous

Anlagen sinnvoll, die neben dem Ausbringungssystem auf derSystems that, in addition to the application system on the

j gleichen schwimmenden Plattform die Produktionsanlage für das Wasserstoffperoxid (im geschlossenen Kreislauf und damit
schadstoff-frei i) und die notwendige Energieversorgungsanlage (z. B. ein Kernkraftwerk) tragen. j same floating platform as the production plant for hydrogen peroxide (in a closed circuit and thus
pollutant-free i) and carry the necessary energy supply system (e.g. a nuclear power plant).

509809/1 1 16509809/1 1 16

Claims

2341U3 PATENT LAWYERS

DR. ERNST STURM
“O _% DR. HORST REINHARD

DIPL.-ING. KARL-JÜRGEN KREUTZ

Patent registration
P 234-1 143.0

Applicant:

8000 Munich 40, Leopoldstrasse 20 / IV

Gerhard Siegmund ^{Telephone: (0811) 396451}

6530 BJDKen wire: Isar patent

Bank: Deutsche Bank AG Munich 21/14171
Postal check: Munich 9756-809

date

_{Dr #} R. _ _m

New claim 1

Process for the chemical and biological purification of wastewater by introducing oxygen according to the patent

(Patent application P 2236 5o4.4),
characterized,

that hydrogen peroxide from mobile or stationary systems
is discharged into the waters in the amount necessary to maintain biological life.

509809/1116509809/1116

2341 H.

Applicant;

Gerhard Üiegraund
G530 ßingen
Proi '.- lIoepke-Str. 18th

I Munich, August 13th Dv.U / ha

Claimsclie

Waters according to patent (patent application

P 22 36 504.4),.

characterized,

that hydrogen peroxides in mobile or stationary systems in the temporary maintenance of biological life in sufficient quantities are introduced into the waters .

2. Verfaliren according to claim 1,
characterized,

that the hydrogen peroxide of the available concentration is diluted in mixing equipment so that that. no concentrations harmful to the microorganisms occur during the addition.

3. Verfaliren according to claim 1 or 2, characterized in that

that in dead waters in addition to hydrogen peroxide

afterwards

509809/1116509809/1116

2341H3

Appropriate microorganisms are added to the life v / earth.

4. The method according to one of claims 1 to o, characterized by

that as a mobile system an i'Moss with peroxide tank, Üauorstoffmeßvorriclitung and metering device in the vcrv / cndet that by means of motor power through the water »eworts will.

5. Device for carrying out the method according to ei: iei; i of claims 1 to 3 for large bodies of water, characterized in that

that a floating peroxide supply system with a due to the air chambers attached to the upper liande, open ceiling, which is about 3 π immersed in the water, is connected.

6. Apparatus according to claim 5,
characterized,

that the basin is made of plastic film.

5098Q9/11165098Q9 / 1116

BATH ORIGiMAL