DE2426672C3 - Verfahren zur Rekoagulation von Belebtschlammflocken und hierfür geeigneter Rekoagulator - Google Patents

Description

Es sind bereits Verfahren bekanntgeworden, nach denen biologisch abbaubares Material, das in Industrie- und Kommunaiabwässern enthalten ist, mit Hilfe biologisch aktiver Masssn (Bt'jbtschlamm) durch Belüftung mit sauerstoffhaltigen Gasen abgebaut wird. Bei diesen Verfahren wird entweder \.uft, 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. Es 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 ausgenutzt 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 Flocken zusammengeschlossen (Flockenkoagulation). Da aber nur die Mikroorganismen, die an der Peripherie der Kolonien sitzen, den biologischen Abbau bestimmen, beschleunigen kleine Flocken, im Extremfall isolierte Einzelorganismen, die Sauerstoffzehrung im Abwasser. Die bekannten Sauerstoffeintragungsaggregate 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 Abwasrer die Belebtschlammflocken mittels Ejektoren fein zu zerteilen und anschließend in einem Rekoagulator, in dem durch tangentiale Zuführung eine Zirkulationsströmung erzeugt und das Belebtschlammgemisch dann bodenseitig abgelassen wird, zu rekoagulieren. Insbesondere bei einer hochgradigen Zerteilung der Belebtschlammflokicen, 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 Verfahrensschritt der Behandlung des Abwassers mit sauerstoffhaltigen Gasen gegeben. In diesem Verfahrtnsschritt nämlich ist eine Zerteilung der Belebtschlammflocken für eine bessere Sauerstoffzehrung von besonderem Vorteil.

Die Zerteilung der Belebtschlammflocken erfolgt vorzugsweise durch Einwirkung von Scherkräfter wobei die Zerteilung im Extremfall bis zu Einzelbakterien durchgeführt wird. Vorzugsweise wird die Belebtschlammflocke in diesem Zerteilungsprozeß auf V₃ bis ^!/2o 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 !'locken sitzen, auch die Bakterien im Inneren der Flocke in die Lage versetzen, den biologischen Abbau zu beschleunigen.

Im Anschluß an eine ausreichend lange Zeit für die

Sauerstoffzehrung, die vom zu behandelnden Abwasser abhängt und zwischen etwa 1 bis 8 Stunden liegt, wird die aufgeschlossene, feinteilige 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 rekoaguliert. Unter einer Potentialströmung versteht man eine Strömung um eine Rotationsachse, die nach dem Gesetz rxc=const in fr·-Abstand eines Flüssigkeits- bzw. Feststoffteilchens von der Rotationsachse, c= Geschwindigkeit des Teilchens) abläuft

Ein Ausführungsbeispiel 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 tangentiale Zuführungsleitung, 13 und i.4 Abführleitungen. Im einzelnen erfolgt die Rekoagulation wie foigt:

Die aus dem Belebtschlammbecken abgeführte feinteilige Suspension wird über die tangentiale 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 etwa 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 Strömungsschichieri 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 (Abführleitv.g 13), teils im Randbereich (Abführieilung 14) abzuziehen, hai man es in der Hand, eine optimale Flockungskoagulation einzustellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnung!!

Claims (2)

Patentansprüche:

1. 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 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 sc.voh! zenüisch als auch peripher abzieht.

2. Zylindrischer Rekoagulator für feinteilige Belebtschlarajnflocken enthaltende Suspensionen in Form eines Zyklons mit tangentialem Eintritt und peripherem Austritt für die Suspension, dadurch gekennzeichnet, daß der Zyklon (11) im Boden eine zusätzliche zentrische Austrittsöffnung enthält