DE2426672B2 - Verfahren zur Rekoagulation von Belebtschlammflocken und hierfür geeigneter Rekoagulator - Google Patents
Verfahren zur Rekoagulation von Belebtschlammflocken und hierfür geeigneter RekoagulatorInfo
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Description
Es sind bereits Verfahren bekanntgeworden, nach denen biologisch abbaubares Material, das in Industrie-
und Kommunalabwässern enthalten ist, mit Hilfe biologisch aktiver Massen (Belebtschlamm) durch
Belüftung mit sauerstoffhaltigen Gasen abgebaut wiird. Bei diesen Verfahren wird entweder Luft, mit Sauerstoff
angereicherte Luft oder technisch reiner Sauerstoff als Belüftungsgas verwendet.
Es ist ferner bekannt daß bei den biologischen Abwasserreinigungen — wie bei jeder bakteriellen
Tätigkeit — die Abbauvorgänge um so besser vonstatten gehen, je intensiver die biologisch aktive
Masse mit Sauerstoff versorgt wird. Gs ist daher erforderlich, dem Belebtschlamm den zur Atmung
notwendigen Sauerstoff künstlich zuzuführen. Im allgemeinen wird der Sauerstoff aus der Umgebungsluft
entnommen und in offenen Becken dem Gemisch aus Belebtschlamm und dem zu reinigenden Abwasser
zugeführt. Da nur etwa 2% des Luft-Sauerstoffs beim Durchgang durch das Belebtschlammbecken ausgenu tzt
werden, müssen große Luftmengen mit dem Gemisch aus Belebtschlamm und dem zu reinigenden Abwasser
in Kontakt gebracht werden. Dies erfordert große Beckenvolumen und/oder eine Vielzahl aufwendiger
Sauerstoffeintragungsvorrichtungen mit einem entsprechend hohen Energieaufwand. Hinzu kommen die
Geruchsbelästigungen, die durch den Strippeffekt der. großen Luftmengen oder durch die Tröpfchenbildung
bei Oberflächenbelüftern verursacht werden.
Wie man sich heute vorstellt, werden die Mikroorganismen
durch elektrische Auf- und Umladungen an den äußeren Membranen zu Fiocken zusammengeschlossen
(Flockenkoagulation). Da aber nur die Mikroorganis- '
men, die an der Peripherie der Kolonien sitzen, den biologischen Abbau bestimmen, beschleunigen kleine
Flocken, im Extremfall isolierte Einzelorganismen, die Sauerstoffzehrung im Abwasser. Die bekannten Saueirstoffeintragungsaggregate
sind jedoch so konstruiert, ' daß ein Kompromiß zwischen Sauerstoffzehrung und
Absetzeigenschaften des Belebtschlammes erzielt wird, denn im Sinne der Belebtschlammtechnik ist es
ungünstig, den Abbau der organischen Stoffe von freischwimmenden Mikroorganismen übernehmen zu
lassen, da die Absetzbarkeit der assimilierten Stoffe damit nicht mehr gewährleistet ist
Aus einer Firmenbroschüre der Bayer AG und der Erdölchemie GmbH »Reineres Wasser« ist es bereits
bekannt, bei der Behandlung von Abwasser die Belebtschlammflocken mittels Ejektoren fein zu zerteilen
und anschließend in einem Rekoagulator, indem durch tangentiale Zuführung eine Zirkulationsströmung
erzeugt und das Belebtschlammgemisch dann bodenseitig abgelassen wird, zu rekoagulieren. Insbesondere bei
einer hochgradigen Zerteilung der Belebtschlammflokken,
im Extremfall bis zu den Einzelbakterien wie sie bei der Einwirkung hoher Scherkräfte beispielsweise bei
der Belüftung von Abwasser mit Ejektoren auftreten kann, führt diese bekannte Behandlung noch zu keiner
optimalen Flockenkoagulation.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und einen Rekoagulator der
oben angegebenen, letztgenannten Art zu schaffen, mit dem man eine optimale Flockenkoagulation insbesondere
zerschlagener Belebtschlammflocken besser einstellen kann.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zur Behandlung von Abwasser, das biologisch
abbaubares Material enthält, mit Hilfe von Belebtschlamm und sauerstoffhaltigen Gasen, wobei
man Belebtschlamm im Abwasser suspendiert und in kleine Flocken zerteilt dieser feinteiligen Suspension
gleichzeitig sauerstoffhaltiges Gas in feiner Verteilung zuführt und anschließend an die Sauerstoffzehrung die
feinteilige Suspension in einer Potentialströmung, die durch tangentiale Zuführung in einem Zyklon ausgelöst
wird, zu absetzbaren Flocken rekoaguliert, das dadurch gekennzeichnet ist daß man die aus dem Zyklon
austretende Suspension sowohl zentrisch als auch peripher abzieht
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein zylindrischer Rekoagulator für feinteilige Belebtschlammflocken
enthaltende Suspensionen in Form eines Zyklons mit tangentialem Eintritt und peripherem
Austritt für die Suspension, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Zyklon im Boden eine zusätzliche zentrische
Austrittsöffnung enthält
Durch die Möglichkeit, erfindungsgemäß eine optimale Flockenkoagulation einzustellen, ist die Voraussetzung
für eine optimale Sauerstoffzehrung im Verfahrungsschritt der Behandlung des Abwassers mit
sauerstoffhaltigen Gasen gegeben. In diesem Verfahrensschritt nämlich ist eine Zerteilung der Belebtschlammflocken
für eine bessere Sauerstoffzehrung von besonderem Vorteil.
Die Zerteilung der Belebtschlammflocken erfolgt vorzugsweise durch Einwirkung von Scherkräften,
wobei die Zerteilung im Extremfall bis zu Einzelbakterien durchgeführt wird. Vorzugsweise wird die Belebtschlammflocke
in diesem Zerteilungsprozeß auf 'Λ bis V20 ihrer üblichen Größe zerteilt Durch die feine
Verteilung sowohl des Belebtschlammes, wie des sauerstoffhaltigen Gases werden große Phasengrenzflächen
im System Gas-Flüssigkeit-Feststoff geschaffen, welche eine schnelle Sauerstoffaufnahme im Wasser
gewährleisten und gleichzeitig außer den Bakterien, die an der Peripherie der kleinen Flocken sitzen, auch die
Bakterien im Inneren der Flocke in die Lage versetzen, den biologischen Abbau zu beschleunigen.
Sauerstoffzehning, die vom zu behandelnden Abwasser abhängt und zwischen etwa 1 bis 8 Stunden liegt, wird
die aufgeschlossene, /einteilige Belebtschlammasse
wieder zu absetzbaren Flocken koaguliert Dies wird dadurch erreicht, daß man die aufgeschlossene, feinteilige
Belebtschlammasse, die teilweise oder vollständig abgebautes Abwasser enthält, in einer Potentialströmung
erfindungsgemäß »koaguliert Unter einer Potentialströmung versteht man eine Strömung um eine
Rotationsachse, die nach dsm Gesetz rχ c= const
fr-Abstand eines Flfissigkeits- bzw. Feststoffteilchens
von der Rotationsachse, C= Geschwindigkeit des Teilchens) abläuft
Ein Ausführuugsbeispiel des erfindungsgemäßen Rekoagulators ist in der Zeichnung dargestellt und wird
nachstehend näher erläutert
In der einzigen Figur der Zeichnung bedeuten 11 ein
Zyklon in Form eines zylindrischen Rohrs, 12 eine
tangential Zuführungsleitung, 13 und 14 Abführleitungen.
Im einzelnen erfolgt die Rekoagulation wie folgt:
Die aus dem Belebtschlammbecken abgeführte feinteilige Suspension wird über die tangentiale
I) Zuführungsleitung 12 mit linearen Geschwindigkeiten von etwa 0,5 bis 3 m/sec in den Zyklon 11 eingeführt und
dort in eine Rotationsbewegung unter Auslösung einer Potentialströmung versetzt Die einzelnen Flüssigkeitsschichten bewegen sich demnach umso schneller, je
mehr sie an der Achse des Zylinders liegen. Die Verweilzeiten eines Flüssigkeits- bzw. Feststoffteilchens
betragen durchschnittlich ef v& 30 bis .150 see, vorzugsweise
40 bis 100 see In der Nähe der Achse bildet sich
ein sogenannter Wirbelkern aus. Es hat sich gezeigt daß die in der Potentialströmung vorhandene Relativbewegung
zwischen den einzelnen Strömungsschichten besonders dazu geeignet ist, den Zusammenschluß der
feinteiligen Flocken zu fördern. Auf diese Weise gelingt es, wieder absetzfähige Flocken zu bilden, die dann in
einem nachgeschalteten Absetzbecken von dem zu klärenden Abwasser getrennt werden können. Durch
die Möglichkeit, das ausströmende Wasser erfindungsgemäß teils im Kern (Abführleitung 13), teils im
Randbereich (Abführleitung 14) abzuziehen, hat man es in der Hand, eine optimale Flockungskoagulation
einzustellen.
Claims (2)
1. Verfahren zur Behandlung von Abwasser, das biologisch abbaubares Material enthält, mit Hilfe '
von Belebtschlamm und sauerstoffhaltigen Gauen, wobei man Belebtschlamm im Abwasser suspendiert
und in kleine Flocken zerteilt, dieser feinteüigen
Suspension gleichzeitig sauerstoffhaltiges Gas in feiner Zerteilung zuführt und anschließend an die "'
Sauerstoffzehrung die feinteilige Suspension in einer Potentialströmung, die durch tangentiale Zuführung
in einem Zyklon ausgelöst wird, zu absetzbaren Flocken rekoaguliert, dadurch gekennzeichnet,
daß man die aus dem Zyklon ■'■ austretende Suspension sowohl zentrisch als auch
peripher abzieht
2. Zylindrischer Rekoagulator für feinteilige Belebtschlammflocken enthaltende Suspensionen in
Form eines Zyklons mit tangentialem Eintritt und ln
peripherem Austritt für die Suspension, dadurch gekennzeichnet, daß der Zyklon (11) im Boden eine
zusätzliche zentrische Austrittsöffnung enthält
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