DE2439013B2 - Zweistufiges verfahren zur biologischen reinigung von abwasser - Google Patents

Zweistufiges verfahren zur biologischen reinigung von abwasser

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DE2439013B2 DE19742439013 DE2439013A DE2439013B2 DE 2439013 B2 DE2439013 B2 DE 2439013B2 DE 19742439013 DE19742439013 DE 19742439013 DE 2439013 A DE2439013 A DE 2439013A DE 2439013 B2 DE2439013 B2 DE 2439013B2
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Description

25
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwasser in einem zweistufigen Reinigungsprozeß mittels Kontaktnahme mit Luft, wobei das Abwasser in der ersten Prozeßstufe in einem Tropfkörperturm begast und in der zweiten Prozeßstufe in einem Belebungsbecken begast wird.
Die biologische Reinigung von Abwasser wird unter Anwendung von Luft durchgeführt, wobei der Sauerstoff als Reaktionskomponente dient. Da beim Reinigungsprozeß der Sauerstoffgehalt der Luft nicht vollständig verbraucht wird, sondern aller Stickstoff mit dem Restgehalt an O2 wieder in die Atmosphäre geleitet wird und diese Abluft als Trägergas dient für flüchtige Stoffe, wie z. B. geruchsintensive Stoffe, entsprechend ihrem Partialdruck, ist es erforderlich, die Abluftmenge wesentlich zu reduzieren.
Es sind Verfahren bekannt, bei denen die Abluft aus dem Tropfkörperturm und aus dem Belebungsbecken auf katalytischem oder thermischem Wege oder durch Absorption oder Chemosorption gereinigt wird. Auch sind Verfahren bekannt, bei denen durch Einsatz von reinem oder teilgereinigtem Sauerstoff das Abgasvolumen und damit die Emmissionslast bei biologischen Kläranlagen wesentlich vermindert werden kann.
Weiterhin sind Bio- oder Bodenfilter bekannt, bei denen die abbaubaren Stoffe durch biologische Vorgänge aus der Abluft entfernt werden.
Nachteilig bei den bekannten Verfahren ist, daß zusätzliche und umfangreiche Reinigungsvorrichtungen installiert werden müssen, um die Abluft aus dem Tropfkörperturm und dem Belebungsbecken im erforderlichen Maße von geruchsintensiven Stoffen zu reinigen. Soll die Begasung mit reinem oder teilgereinigtem Sauerstoff erfolgen, muß eine separate Anlage zum Erzeugen dieses Sauerstoffs bzw. saiierstoffangerei- (>o cherter Luft bereitgestellt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Abwasserreinigung nur mit Luft durchgeführt und zugleich auf Abluft-Nachreinigungsstufen entweder f>s ganz oder zumindest teilweise verzichtet werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Begasung der ersten Prozeilstufe mit der Abluft aus der zweiten Prozeßstufe erfolgt, indem die ausgasende Luft aus dem Belebungsbecken aufgefangen und in den unteren Teil des mit einem großen Hohlraumvolumen ausgestatte}en, einen geringec Gasströmungswiderstand bietenden Tropfkörperturmes eingeleitet wird
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Abluftmenge wesentlich vermindert Dadurch vermindert sich gleichzeitig die mit der Abluftmenge ausgetragene Menge an geruchsaktiven Stoffen, da die Abluftfracht an geruchsaktiven Stoffen proportional dem Abluftvolumen und der Summe der Partialdrücke der flüchtigen Komponenten ist Wird nun das Gasvolumen reduziert so wird die Abluftfracht direkt proportional zum Volumen reduziert da der Partialdruck der flüchtigen Komponenten nur bis zu dem entsprechenden Dampfdruck ansteigen kann. Der restliche Sauerstoffgehalt der Abluft der zweiten Prozeßstufe steht für den weiteren Abbau in der ersten Stufe zur Verfügung und wird hier weiter reduziert.
Wesentlich hierbei ist daß die Luft im Gegenstrom zu den beiden Abwasserreinigungsstufen geführt wird und dabei die Sauerstoffminderung in der zweiten Stufe, d. h. im Belebungsbecken, zuerst gering ist und diese Minderung keinen Einfluß auf den Abbaugrad hinsichtlich C2 in der ersten Stufe, im Tropfkörperturm, hat. Weiterhin ist wesentlich, daß der Tropfkörper mit seinem großen Hohlraumvolumen kaum Druckverluste hat und dadurch eine Kreislaufführung mit hoher Abreicherung an O2 zulässig ist.
Bei dem Vorhandensein von speziellen Abwasserproblemen wird nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ein Teil der Abluft der ersten Prozeßstufe der Abluft der zweiten Prozeßstufe zugemischt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Das Rohabwasser wird über eine Verteilervorrichtung 1 auf den Tropfkörper 2 im Tropfkörperturm 3 gegeben und rieselt darin abwärts. Die im Tropfkörper aufsteigende Luft kommt mit dem Abwasser in innigen Kontakt und der Luftsauerstoff wirkt dabei als Reaktionskomponente. Das in dieser ersten Prozeßstufe vorgereinigte Abwasser sammelt sich im unteren Teil des Tropfkörperturmes und wird über Leitung 4 in das Belebungsbecken 5 geleitet. Dort erfolgt z. B. eine Bläschenbegasung mittels Druckluft, die vom Gebläse 6 über das Verteilersystem 7 in das Belebungsbecken gefördert wird. Das Belebungsbecken ist oben geschlossen, d. lh. die ausgasende Luft mit ihrem verminderten Sauerstoffgehalt wird aufgefangen und über die Leitung 8 in den unteren Teil des Tropfkörperturmes eingeleitet. Von hier aus strömt sie in gleichmäßigem Strom nach oben und verläßt über den Ablaufstutzen 9 den Tropfkörperturm.
Soll der Restsauerstoffgehalt der Abluft aus dem Tropfkörperturm weiter vermindert werden und damit eine weitere Senkung der Abluftmenge erzielt werden, wird ein Teil der Abluft im Kreislauf über die K reislaufleitung 19 und das Gebläse 11 gefahren.
Nachfolgend wird eine Vergleichsrechnung erstellt für ein zweistufiges Abwasserreinigungsverfahren mit Tropfkörper und Belebungsbecken, bei denen beide getrennt mit Luft begast werden und für eine Abwasserreinigung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Die Vergleichsrechnung wird zweckmäßigerweise auf eine abzubauende BSB-Fracht von F=It BSB bezogen.
Beispiel 1
Für die erste Prozeßstufe, den Tropfkörpertunn, gehen folgende Erfahrungszahlen:
Der angenommene Abbaugrad in der ersten Prozeßstufe ητκ= 50% wird bei einer Raumbelastung von Br= 4,0 kg/m3 Tag erreicht Das erforderliche Tropfkörpervolutnen betrage V= 250 m3. Legt man eine Tropfkörperhöhe von H= 4,0 m zugrunde, so ergibt sich eine erforderliche Querschnittfläche des Tropfkörpers von Ftk = S2,5 m2. Bei der üblicherweise anzusetzenden Luftaufstiegsgeschwindigkeit von Vl= 130 m3/m2 h in einem Tropfkörper, ergibt sich damit über die Fläche die abgegebene Abluftmenge
ir-- 130 mW h χ 62,5 m2 = 8,125 m3/h
Der Abluftanfall der zweiten Prozeßstuie, dem Belebungsbecken, errechnet sich aus dem erforderlichen Sauerstoffbedarf für den biologischen Abbau und dem Ausnutzungsgrad des Belüftungssystems. Wird ein Umrechnungsfaktor an BSB zu Sauerstoff, OC-Load, von 1,0 kg/kg angenammen, so beträgt der Sauerstoffbedarf pro t BSB-Gesamtabbau, unter Berücksichtigung des Abbaues in der ersten Prozeßstufe
25 ,,= (F-ητκ x F) χ OC-Load
= (1000-0,5 χ 1000) χ 1,0= 500kg/h
Bei einem angenommenen Ausnutzungsgrad der Druckluftbegasung von maximal 20% der eingetragenen Sauerstoffmenge beträgt die zugeführte Luftmenge
_ 500 kg ■ nr1 Meg
/Bil ~~ 0.28 h kg ' 0,2Ö~kg~ =
unter Annahme einer mittleren Sauerstoffkonzentration von 0,28 kg/m3 in der Zuluft, und die Abluftmenge entsprechend
= 8.578 nrVh.
F4 „„ = 8.928 nr'/h = ^? A·"' 1.43 h
16 703 mVh pro t
35 Prozeßstufe 8125 + 8578 m3/h = BS B-Umsatz.
Beispiel 2
Für das erfindungsgemäße Verfahren ergibt sich folgende Rechnung:
Die Sauerstoffkonzentration im Abgas hat sich in der zweiten Stufe bei einem angenommenen Ausnutzungsgrad von 20% von 21 VoL-% auf 21 - (21 χ 0,2) = 16,8 VoL-% vermindert und ist noch ausreichend hoch für den biologischen Abbau, so daß das Abgas zur Begasung der ersten Prozeßstufe verwendet werden kann. Berücksichtigt man den Sauerstoffverbrauch in der zweiten Stufe von O V*/= 500 kg/h entsprechend 350 mVh, bei einem zugrunde gelegten OC-Load von 1,0, so beträgt das Abgasvolumen 8578 mVh—350 mVh = 8228 mVh. Mit dieser Luftmenge beträgt dann die mittlere Luftgeschwindigkeit im Tropfkörper, der die gleichen Abmessungen hat wie im Beispiel 1
8,228 nr' ,„ ,,.
und ist etwa gleich hoch wie bei der direkten Luf tbeschickun g.
Damit ergibt sich aus der Vergleichsrechnung die Gegenüberstellung:
Der Abgasanfall der beiden Verfahrensvarianten beträgt damit pro t BSB-Umsatz
nach Beispiel I VAhgas = 16.703 ηιΛ h
nach Beispiel 2 VAhgas - 8.228 nv1 h.
& h. durch die erfindungsgemäße Verfahrensführung kann der Abgasanfall um
16.703 - 8,228
.0 16,703
= 50.6%
Damit beträgt der Ablufunfall aus der 1. und 2. vermindert werden.
Hierzu 1 Blatt ZcichnungL-n

Claims (2)

  1. Patentansprüche:
    Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwasser in einem zweistufigen Reinigungsprozeß mittels Kontaktnahme mit Luft, wobei das Abwasser in der ersten Prozeßstufe in einem Tropfkörperturm begast und in der zweiten Prozeßstufe in einem Belebungsbecken begast wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Begasung der ersten Prozeßstufe mit der Abluft aus der zweiten Prozeßstufe erfolgt, indem die ausgasende Luft aus dem Belebungsbecken aufgefangen und in den unteren Teil des mit einem großen Hehlraumvolumen ausgestatteten, einen geringen Gasströmungs- widerstand bietenden Tropfkörperturmes eingeleitet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Abluft der ersten Prozeßstufe der Abluft der zweiten Prozeßstufe zugemischt wird.
DE19742439013 1974-08-14 1974-08-14 Zweistufiges Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwasser Expired DE2439013C3 (de)

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