DE2400416B2 - METHOD OF TREATMENT OF WASTEWATER - Google Patents

METHOD OF TREATMENT OF WASTEWATER

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DE2400416B2 DE19742400416 DE2400416A DE2400416B2 DE 2400416 B2 DE2400416 B2 DE 2400416B2 DE 19742400416 DE19742400416 DE 19742400416 DE 2400416 A DE2400416 A DE 2400416A DE 2400416 B2 DE2400416 B2 DE 2400416B2
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Description

Behandeln von Abasser, da? biochemisch abbaubare Verunreinigungen enthält, in Gegenwart von gelöstem Sauerstofffund Belebtschlamm in Belüftungsbecken.Treat sewer, there? biochemically degradable Contains impurities in the presence of dissolved oxygen and activated sludge in aeration basins.

Bei derartigen Verfahren ist es erforderlich, die biochemisch miteinander reagierenden Partner (I. die gelösten Schmutzstoffc. 2. den gelösten Sauerstoff und 3. den Belebtschlamm) in engen und häufig erneuerten Kontakt zu bringen, damit auf kleinem Raum in kürzester Zeil möglichst viele gelöste Schmutzstoffe zu absetzbarer Schlammsubstanz und Gas abgebaut werden können. Bei dieser biochemischen Reaktion sind folgende Größen der Reaktionskinetik und des Stoffübergangs verfahrenstechnisch beeinflußbar: die Konzentrationen der 3 Reaktionspartner, die Größe der Grenzflächen und die Lange der Diffusionswege.In such processes it is necessary to identify the biochemically reacting partners (I. die dissolved contaminants c. 2. the dissolved oxygen and 3. to bring the activated sludge) into close and frequently renewed contact so that in a small space As many dissolved pollutants as possible are broken down into settable sludge substance and gas in the shortest possible time can be. In this biochemical reaction are the following parameters of the reaction kinetics and the mass transfer can be influenced by the process: the concentrations the 3 reactants, the size of the interfaces and the length of the diffusion paths.

Es ist bekannt, im sogenannten Belebischlammverfahren die Kontakthäufigkeit der 3 Reaktionspartner dadurch zu steigern, indem 1. die Konzentration an belebtem Schlamm erhöht wird durch Rückführen des vom geklärten Wasser abgetrennten Schlammes und 2 die Konzentration des im Abwasser-Belebtschlamm- 6<> Gemisch gelösten Sauerstoffs durch maschninelle Begasung erhöht wird. Fine zusätzliche Steigerung der Sauerstoffkonzentration gelingt (.lurch Begasung mit einem mit Sauerstoff angereicherten Gas (DT-AS 20 32 189), wobei die Verweilzeit des Abwasser-Belebtschlamm-Gemischs im Begasungsvolumen bei 5 bis 360 Minuten gehalten wird, wobei im Begasungsvolumen der Gehalt an suspendierten Gesamtfeststoffen bei 2 bis 15 g/l, vorzugsweise bei 10 g/l, gehalten wird. wt>bei die Konzentration des im Begasungsvolumen gelösten Sauerstoffs durch Zufuhr von sauerbtoffhaltigem Gas bei mindestens 0,5 mg/1 gehalten wird, wobei das Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch nach dei Begasung in Schlamm und Wasser getrennt wird, wobei der abgetrennte Schlamm mit einem Gehalt an suspendierten Gesamtfeststoffen von 5 bis 20 g/l abgezogen und teilweise in das Begasungsvolumen zurückgeführt wird und je kg flüchtige suspendierte Stoffe im Btgasungsvommen mindestens 0.1 kg BSB5 pro Tag zugeführt werden; außerdem verringert sich bei dieser Begasung das spezifische Volumen des Schlammes, wodurch eine weitere Steigerung der Schlammkonzentrat!!"· im Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch ermöglicht wird.It is known to increase in the so-called Belebischlammverfahren the frequency of contact of the 3 reactants characterized by first increasing the concentration of activated sludge by recycling the separated from the clarified water sludge and 2, the concentration of 6 <> mixture dissolved in the waste water-activated sludge oxygen is increased by mechanical gassing. An additional increase in the oxygen concentration is achieved (by gassing with an oxygen-enriched gas (DT-AS 20 32 189), whereby the residence time of the waste water / activated sludge mixture in the gassing volume is kept at 5 to 360 minutes, with the content of suspended total solids is kept at 2 to 15 g / l, preferably at 10 g / l. w t > at the concentration of the dissolved oxygen in the fumigation volume by supplying oxygen-containing gas is kept at at least 0.5 mg / l, whereby the wastewater - The activated sludge mixture is separated into sludge and water after fumigation, the separated sludge with a total suspended solids content of 5 to 20 g / l being withdrawn and partially returned to the fumigation volume and at least 0.1 kg per kg of volatile suspended substances in the gasification volume BOD 5 per day can be added; in addition, the specific volume of the sludge is reduced with this fumigation ch a further increase of the sludge concentrate !! "· in the sewage-activated sludge mixture is made possible.

Da jedoch der Schlamm, durch seine Konsistenz bedingt, stark zur Agglomeration neigt, geht ein Teil des Vorteils hoher Schlammkonzentration verloren. dc;m es bilden sich große Flocken mit großen Diffusionswegen in der Flocke und kleiner spezifischer OberflächeHowever, since the sludge, due to its consistency, has a strong tendency to agglomeration, some of it goes Advantage of high sludge concentration lost. dc; m it large flakes form with large diffusion paths in the flake and small specific surface

Ein weiteres bekanntes Verfahren (FR-PS 13 7Γ 571) zum Begasen von Flüssigkeiten bedient sich ».ines konzentrischen Flüss.gkeitsstrahles als Treibbstrahl zum Aufbau von Scherfeldern, über deren Große allerdings quantitative Angaben fehlen. Dabei schert der Treibstrahl unmittelbar den angesaugten Belebtschlamm, der damit vergleichbar hohen Scherspannungen und somit einer starken Beanspruchung ausgesetzt ist. Die Luft wird hingegen in einer Zone kleiner Wandgeschwindigkeit zugeführt, was zur Bildung relativ großer Blasen tuhrt. Angestrebt wird jedoch gemäß der vorliegenden Erfindung die Bildung kleiner Blasen unter hoher Energiedichte.Another known method (FR-PS 13 7Γ 571) ».ines is used for gassing liquids concentric liquid jet as propulsion jet on the structure of shear fields, but there is no quantitative information about their size. He shears Drive jet directly the sucked in activated sludge, to the comparably high shear stresses and thus exposed to heavy loads is. The air, on the other hand, is supplied in a zone of low wall velocity, which leads to formation relatively large bubbles. However, according to the present invention, it is aimed to be smaller High energy density bubbles.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kontaktintensität zwischen den 3 Keaktionspartnern (Schmutzstoffe, Sauerstoff und Belebtschlamm) zu steigern durch Vergrößern der Grenzflächen und Verkürzung der Diffusionswege in der SchlammflockeThe invention is based on the object Contact intensity between the 3 reaction partners (contaminants, oxygen and activated sludge) increase by enlarging the interfaces and shortening the diffusion paths in the sludge flake

Diese Aufgabe wird erfindnngsgemäß dadurch geln«. daß die Begasung unter Verwendung von über dem Beckenboden des Belüftungsbeckens angeordneten Strahldüsen mit einer Flüssigkeitsdüse, einer konzentrischen Ringdüse für das Gas und einem Impulsaustauschrohr durchgeführt wird, mittels derer im Belebtschlamm Schergefälie von 80 bis 200 s '. bezogen auf den vorn Püsenmund austretenden Flüssigkeitsstrahl gegen den Beckenboden, aufgebaut w erden. Vorzugsweise werden im Belebtschlamm Schergefalle von 80 bis 120 s '. bezogen auf den vom Düsenmund austretenden Flüssigkeitsstrahl gegen den tsecKenDoaen auigeoaut.This task will be achieved according to the invention. that the fumigation using arranged above the basin floor of the aeration basin Jet nozzles with a liquid nozzle, a concentric ring nozzle for the gas and a pulse exchange tube is carried out, by means of which in the activated sludge shear gradient of 80 to 200 s'. based on the front The jet of liquid that emerges from the pelvic mouth is built up against the pelvic floor. Preferably be in the activated sludge shear rate of 80 to 120 s'. based on the liquid jet emerging from the nozzle mouth against the tsecKenDoaen auigeoaut.

LIm zusätzlichen maschinellen Aufwand /11 vermeiden, erfolgt die Zerkleinerung des Belebtschlammes direkt durch die erfmdungsgemäßen Schergefälie, die vorn Belüftungsaggregat und/oder in Teiler, des Belüftungssystems aufgebaut werden.Avoid additional machine effort / 11, the comminution of the activated sludge takes place directly through the shear gradient according to the invention, the front ventilation unit and / or in divider, des Ventilation system can be built.

Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Einleitung des einzutragenden sauerstoffhaltigen Gases in die aufgebauten Scherfelder. Die dort erzielten großen Grenzflächen zwischen Gas und Flüssigkeit begünstigen den Stoffübergang von Sauerstoff in den Belebtschlamm.The introduction according to the invention of the oxygen-containing gas to be introduced is particularly advantageous in the built up shear fields. The large interfaces between gas and liquid achieved there promote the mass transfer of oxygen into the activated sludge.

Der erfindungsgemäß erzielte technologische Fortschritt besteht insbesondere darin, daß die Raumbela-The technological progress achieved according to the invention consists in particular in the fact that the room load

stung einer biologischen Kläranlage (das ist die pro Volumeneinheit und Tag zuführbare Schmutzfracht) gegenüber den bekannten Verfahren bis zu 100% gesteigert werden kann.performance of a biological sewage treatment plant (this is the amount of dirt that can be added per volume unit and day) can be increased by up to 100% compared to the known processes.

In den nachfolgenden Beispielen wird gezeigt, wie die beanspruchten Scherfelder im Belebtschlamm aufgebaut werden können und welche Vorteile durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielt werden.The examples below show how the stressed shear fields can be built up in the activated sludge and what are the advantages of the Process according to the invention can be achieved.

Beispiel 1example 1

Eine Kläranlage mit einem Belebungsbecken von 42Om' Inhalt wurde nach 2jährigem Dauerbetrieb mit Oberflächenbelüftung auf ein Belüftungsverfahren umgestellt, welches im Belebtschlamm hohe Scherfelder erzeugt.A sewage treatment plant with an aeration tank of 42Om 'content was after 2 years of continuous operation with Surface ventilation switched to a ventilation method, which generates high shear fields in the activated sludge.

Als Belüftungsaggregate wurden ίκΐ-hldüsen gewählt. Diese bestehen gemäß der Figur aus einer Flüssigkeitsdüse 1, einer konz^ii ischen Ringdüse 2 für das G"S und einem Irnr .,srustauschrohr 3 mit folgenden Hauptabmess^gen:Ίκΐ-hl nozzles were chosen as ventilation units. According to the figure, these consist of a liquid nozzle 1, a concave ring nozzle 2 for the G "S and an Irnr., srustauschrohr 3 with the following main dimensions:

Flüssigkeitsdüse 1:52 mm durchmesser.Liquid nozzle 1: 52 mm diameter.

Impulsaustauschrohr 3: 360 mm lichter Durchmesser und 2650 mm Länge.Pulse exchange tube 3: 360 mm clear diameter and 2650 mm length.

Der aus dem Düsenmund 4 mit einer Geschwindigkeit von 20 m/s austretende Flüssigkeitsstrahl erzeugt im Belebtschlamm 5 gegen den Boden 6 der Anlage ein Schergefälle von 100 s -'. Die am Düsenmund 4 in dieses Scherfeld eingeleitete Luft wird zusammen mit dem aus der Umgebung nach den Gesetzen des Freistrahls angesaugten Belebtschlamm 5a fein zerteilt und in dem nachgeschalteten Impulsaustauschrohr 3 bei hoher Energiedichte intensiv durchmischt. Der Belebtschlamm 5 verläßt das Impulsaustauschrohr 3 mit Sauerstoff weitgehend gesättigt. Das darin enthaltene Gas steigt in einer Blasensäule 7 an die Belebtschlammoberfläche 8 und gibt dabei proportional der Tauchtiefe und dem Sauerstoffgehalt des Gases Sauerstoff an den Belebtschlamm 5 ab.The liquid jet emerging from the nozzle mouth 4 at a speed of 20 m / s is generated in the Activated sludge 5 against the bottom 6 of the plant has a shear gradient of 100 s - '. The nozzle mouth 4 in this Scherfeld introduced air is together with that from the environment according to the laws of the free jet sucked activated sludge 5a finely divided and in the downstream pulse exchange tube 3 at high Intense mixing of energy density. The activated sludge 5 leaves the momentum exchange tube 3 with oxygen largely saturated. The gas contained therein rises in a bubble column 7 to the activated sludge surface 8 and in doing so it gives oxygen to the activated sludge proportionally to the immersion depth and the oxygen content of the gas 5 from.

Da als Treiostrahlflüssigkeit für die Strahldüsen Belebtschlamm verwendet wird, erfolgt eine zusätzliche Zerkleinerung der Schlammflocken in den Scherfeldern bei der Energiezufuhr. Diese erfolgt in Kreise'pumpen mit 270 mm Laufraddurchmes- sr bei 1480 Upm. Das am schnellsten bewegte Teil der Energiezufuhr ist die Umlaufkante des Pumpenlaufrades (Umlaufgeschwindigkeit rund 30 m/s). Wie nach einer Laufzeit von 8 Wochen bewiesen wurde, konnte die Durchsatzleistung dieser Anlage gegenüber der vornerigen Verfahrensweise (Oberflächenbelüftung) verdoppelt werden, ohne daß sich die Restverschmutzung des Kläranlagenablaufs verschlechterte (erhöhte).As a threesome jet liquid for the jet nozzles If activated sludge is used, the sludge flakes are additionally comminuted in the shear fields in the energy supply. This takes place in circular pumps with an impeller diameter of 270 mm at 1480 rpm. The on The fastest moving part of the energy supply is the edge of the pump impeller (rotational speed around 30 m / s). As was proven after a running time of 8 weeks, the throughput performance this system can be doubled compared to the previous procedure (surface ventilation) without that the residual pollution of the sewage treatment plant drain worsened (increased).

Beispiel 2Example 2

Eine Versuchsanlage mit 5,6 m3 Begasungsvolumen läuft im Dauerbetrieb seit 2 Jahren. Die Behandlung und Begasung des Belebtschlammes erfolg! mit Strahldüsen gemäß der Figur. Ihre Hauptabmessungen sind:A test facility with a gassing volume of 5.6 m 3 has been in continuous operation for 2 years. The treatment and fumigation of the activated sludge are successful! with jet nozzles according to the figure. Their main dimensions are:

Flüssigkeitsdüse 1:5,2 mm Durchmesser.Liquid nozzle 1: 5.2 mm diameter.

Impulsaustauschrohr 3: r,0 mm lichte Weite und 400 mm Länge.Momentum exchange tube 3: r , 0 mm clear width and 400 mm length.

Der am Düsenmund 4 austretende Flüssigkeitsstrahl erzeugt ein Schergefälle von 200 s-'. Als Treibstrahlflüssigkeit wird Belebtschlamm aus dem Begasungsvolun <en verwendet. Die Energiezufuhr erfolgt in einer Kreiselpumpe mit 315 mm Laufraddurchmesser und 1450 Upm. Das Begasungsvolumen ist mit einem Deckel verschlossen. Das Abgas wird durch eine Mengen- und eine Konzentrationsmessung kontrolliert abgeleitet. Die Sauerstoffkonzentration im Aogas hängt ab von der durchgesetzten Menge und von dem im Belebtschlamm gelösten Sauerstoff. Bei einer Begasung mit Luft stellt sich bei 1,0 mg/I Sauerstoff iin Belebtschlamm die hohe Sauerstoffabsorption von 50% ein. Die Tauchtiefe der Strahldüse beträgt 1,6 mm. In dieser Anlage werden die gleichen guten biologischen Abbauergebnisse erzielt wie in der im Beispiel 1 beschriebenen Anlage.The liquid jet emerging at the nozzle mouth 4 generates a shear gradient of 200 s- '. As a propulsion jet fluid activated sludge from the aeration volume is used. The energy is supplied in one Centrifugal pump with 315 mm impeller diameter and 1450 rpm. The gas volume is with a lid locked. The exhaust gas is discharged in a controlled manner by means of a quantity and a concentration measurement. The oxygen concentration in the Aogas depends on the the amount passed through and the oxygen dissolved in the activated sludge. When fumigated with air at 1.0 mg / l oxygen in activated sludge the high Oxygen absorption of 50%. The immersion depth of the jet nozzle is 1.6 mm. In this system the the same good biological degradation results achieved as in the system described in Example 1.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zum Behandeln von Abwasser, das biochemisch abbaubare Verunreinigungen enthält, in einem oder mehreren Begasungsvoiumen, in Gegenwart von gelöstem Sauerstoff und Belebtschlamm, bei dem die Verweilzeit des Abwasser-Belebtschlamm-Gemisches im Begasungsvolumen bei 5 bis 360 Minuten gehalten wird, bei dem im Begasungsvolumen der Gehalt an suspendierten Gesamtfeststoffen bei 2 bis 15 g/l, vorzugsweise bei 10 g/l. gehalten wird, bei dem die Konzentration des im Begasungsvolumen gelösten Sauerstoffs durch Zufuhr von sauerstoffhaltigem Gas bei mindestens 0,5 mg/1 gehalten wird, bei dem das Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch nach der Begasung in Schlamm und Wasser getrennt wird, bei dem der abgetrennte Schlamm mit einem Gehalt an suspendierten Gesamtfeststoffen von 5 bis 20 g/l abgezugen und teil-eise in das Begasungsvoluni
zurückgeführt wird und je kg flüchtige suspendiere Stoffe im Begasungsvolumen mindestens 0.1 kg BSB5 pro Tag zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Begasung unter Verwendung von über dem Beckenboden (6) des Belüftungsbeckens angeordneten Strahldüsen mit einer Flüssigkeitsdüse (1), einer konzentrischen Ringdüse (2) für das Gas und einem Impulsaustauschrohr (3) durchgeführt wird, mittels derer im Belebtschlamr Schergefälle von 80 bis 200 s'. bezogen auf den vom Düsenmund (4) austretenden Flüssigkeitsstrahl gegen den ^eckenboden (6). aufgebaut werden.1. A method for treating wastewater containing biochemically degradable impurities in one or more fumigation volumes, in the presence of dissolved oxygen and activated sludge, in which the residence time of the wastewater / activated sludge mixture in the fumigation volume is kept at 5 to 360 minutes, in which in the aeration volume the content of total suspended solids is 2 to 15 g / l, preferably 10 g / l. is maintained, at which the concentration of the dissolved oxygen in the fumigation volume is kept at least 0.5 mg / 1 by supplying oxygen-containing gas, in which the waste water-activated sludge mixture is separated into sludge and water after the fumigation, in which the separated Sludge with a total suspended solids content of 5 to 20 g / l is withdrawn and partly transferred to the fumigation volume
is returned and per kg of volatile suspended substances in the gas volume at least 0.1 kg BOD5 are added per day, characterized in that the gas is injected using jet nozzles with a liquid nozzle (1), a concentric ring nozzle (2 ) for the gas and a momentum exchange tube (3) is carried out, by means of which in the activated sludge shear rate of 80 to 200 s'. based on the jet of liquid emerging from the nozzle mouth (4) against the corner base (6). being constructed. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Belebtschlamm Schergefälle von 80 bis 120s-', bezogen auf den vom Düsenmund (4) austretenden Flüssigkeitsstrahl gegen den Beckenboden (6), aufgebaut werden.2. The method according to claim 1, characterized in that in the activated sludge shear gradient of 80 up to 120s- ', based on the jet of liquid emerging from the nozzle mouth (4) against the pool floor (6). 4040
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2821054A1 (en) * 1978-04-15 1979-10-25 Osaka Gas Co Ltd ACTIVATED SLUDGE PROCESS FOR PURIFYING WASTE WATER

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