DE2604674A1

DE2604674A1 - Hochwirksames belebtschlamm-verfahren

Info

Publication number: DE2604674A1
Application number: DE19762604674
Authority: DE
Inventors: Youji Odawara; Norio Shimizu
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1975-02-07
Filing date: 1976-02-06
Publication date: 1976-12-23
Also published as: GB1531902A; DE2604674B2; US4202763A

Description

Patentanwälte Dipl.-lng. R. B E E T Z sen. Dipl,-Ing. K. LAMPRECHT Dr.-Ing. R. B E E T Z jr.

β München 22, Steinsdorfstr. 1O Tel. (Ο89) 2272Ο1 /227244/295911

Telegr. Allpatent München Telex 522048

81-25.269P

6. 2. 1976

HITACHI, LTD., Tokio (Japan)

Hochwirksames Belebtschlamm-Verfahren

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Belüftung von organisches Material enthaltendem Abwasser, insbesondere unter Verwendung eines tiefen Belüftungsbehälters.

Zur Behandlung von Abwässern, die organische Materialien enthalten, wird bisher eine mikrobiologische Behandlung, das sog. Belebtschlammverfahren, herangezogen; diese mikrobiologische Behandlung ist zum bereits nahezu üblichen Verfahren geworden.

Die mikrobiologische Behandlung weist allerdings aufgrund der beschränkten Wirksamkeit der Mikroorganis-

Sl-(AIjS 0-03)-SFBk

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men zahlreiche Nachteile auf.

Die Öffentlichkeit befaßte sich allerdings bisher noch nicht sehr mit dem Problem der Abwasserbehandlung, weshalb die mit den bisherigen Verfahren verbundenen Nachteile die Zielsetzung der Abwasserbehandlung nicht beeinträchtigten. In der letzten Zeit sind jedoch Umweltschutzfragen von außerordentlichem öffentlichen Interesse, so daß die damit verbundenen sozialen Forderungen kaum erfüllt werden können, so lange die Nachtei-Ie der herkömmlichen Abwasserbeseitigungsverfahren nicht überwunden sind.

Beim herkömmlichen Standard-Belebtschlammverfahren wird ein Behälter mit einer Flüssigkeitstiefe von I - 5 Ji verwendet 'sog. pool pord-Typ), bei dem eine große Zahl von Luftdiffusoren am Behälterboden zur Einleitung von Luft in den Behälter vorgesehen ist· dabei wird die im Tank befindliche Flüssigkeit durch den Strom der Luftblasen gemischt und bewegt, wobei gleichzeitig der für die Mikroorganismen erforderliche Sauerstoff (Belebtschlamm) in der Flüssigkeit gelöst wird.

Neben diesem Standardverfahren gibt es noch weitere Verfahren wie beispielsweise ein Verfahren zur schrittweisen Belüftung, ein Verfahren zur vollständigen Durchmischung, ein Kontaktstabilisierungsverfahren usw.. Alle bisherigen Verfahren haben folgende Nachteile gemeinsam:

(1) Nur geringer Prozentsatz der Sauerstoffausnutzung

(2) nur geringe Reaktionsgeschviindigkext

(3) schwierige Belüftungsbehandlung unter hoher Belastung größerer Flächenbedarf für den Belüftungsbehälter

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-7.

(5) Gefahr der Verstopfung der Luftverteiler ο.dgl.

Zur Überwindung dieser Nachteile wurde ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein Tiefbelüftungstank verwendet wird. Das Verfahren hat die Vorteile einer hohen Sauer-¹ stoff-Ausnutzungsrate ''kleinere einzuführende Luftmenge) sowie eines geringeren Flächenbedarfs für den Belüftungsbehälter. Da jedoch die einzuleitende Luftmenge sehr gering ist und beispielsweise ein Drittel bis ein Fünftel der beim erwähnten Standard-Verfahren erforderlichen Luftmenge beträgt, wird ein vollständiges Vermischen durch die Luftblasen entsprechend schwierig. Da darüber hinaus die Sauerstoffübertragungsrate (im folgenden als OTR bezeichnet) nahezu gleich der Rate beim sog. 'pool-pord'-Verfahren ist, ist die Reaktionsgeschwindigkeit entsprechend gering. Da die Rührwirkung ferner nur mäßig ist, können sich an allen Teilen des Behälters Ablagerungen bilden. Die Wahrscheinlichkeit des Verstopfens der Luftverteiler ist entsprechend ungünstigerweise noch höher.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hochwirksames Belebtschlammverfahren anzugeben, das eine Behandlung von Abwässern, die organisches Material enthalten, mit hoher Belastung ermöglicht; dabei soll der biochemische Sauerstoffbedarf fim folgenden als BSB bezeichnet) verringert werden. Zugleich soll die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht und die Fläche für den Belüftungsbehälter bei der Behandlung organisches Material enthaltenden Abwassers verringert werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Belüftungsverfahren sowie eine Vor-

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richtung zur Belüftung von organisches Material enthaltenden Abwässern gelöst, bei denen das Abwasser in einen tiefen Belüftungstank geleitet und einer Belüftungsbehandlung unterzogen wird, wobei dem Behälter Sauerstoff zugeführt wird,; das Verfahren ist dabei durch einen hohen OTR-Wert der Sauerstoffübertragung im Behälter gekennzeichnet.

Das gegenx'iärtig angewandte Belebtschlammverfahren beruht auf einem gemischten System von Bakterien und Protozoen, wobei die Bakterien im Belebtschlamm die im Abwasser gelösten organischen Materialien in einem Belüftungsbehälter abbauen und dabei wachsen und die Protozoen wie etwa. Vorticella, Epistylis, Opercularia, Carchesium, Parameoium und Colpidium von den vermehrten Bakterien leben. Die Generationsdauer der Bakterien beträgt nur etwa 20 - 120 min, wogegen sie bei Protozoen beispielsweise im Fall von Paramecium die lange Zeit von etwa 10 h beträgt. Die Sauerstoffausnutzungsrate ist dabei so gering, daß die entsprechende, in den Belüftungsbehälter einzuleitende Luftmenge ebenfalls nur gering ist; der abgeschätzte OTR-Wert beträgt höchstens etwa 1 mmol Oo/l'h. Die Behandlungsgeschwindigkeit ist daher nur gering und eine Behandlung von Abwasser, das organische Materialien in hoher Konzentration enthält, entsprechend schwierig. Dies bedeutet, daß es mit dem herkömmlichen Belebtschlammverfahren unmöglich ist, eine Behandlung von Abwässern mit hoher Belastung durchzuführen.

Der Erfindung liegt die Feststellung zugrunde, daß es günstig ist, Belebtschlamm einzusetzen, der hauptsäch-

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lieh aus Bakterien mit kurzer Generationsdauer, d.h. hoher Wachstumsrate, besteht; hierzu wurden Abwasserbehandlungen unter Steigerung des OTR-Werts einer Flüssigkeit in einem Belüftungsbehälter, Akklimatisierung des Belebtschlamms sowie insbesondere unter Verwendung von hauptsächlich aus Bakterien bestehenden Flocken durchgeführt. Eine hochwirksame Behandlung von Abxtfässern, die organische Materialien enthalten, mit Belebtschlamm wird entsprechend erfindungsgemäß durchgeführt, indem das Abxvasser in einen Belüftungsbehälter eingeleitet und darin durch Zuführung von Sauerstoff in den Behälter (der beispielsweise in Form von Luft zugeführt werden kann) in Gegenwart von Belebtschlamm einer Belüftungsbehandlung unterzogen wird, wobei die Oxidation des organischen Materials bei einer Sauerstoffübertragungsrate von 5 - SO mmol Op/l'h in den Behälter durchgeführt wird und insbesondere hauptsächlich aus Bakterien bestehende Flokken bei einer Sauerstoffübertragungsrate von mindestens 10 mmol Og/l-h erzeugt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische senkrechte Schnittdarstellung einer beispielhaften Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäß einsetzbaren Luftverteiler-Vorrichtung (perforierte Platte);

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Fig

Fig. 3 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäß einsetzbaren Innenzylinders ;

eine grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen oberflächlicher Lineargeschwindigkeit der in das Rohr eingeleiteten Luft und den entsprechenden OTR-Werten sowie

ein Fließbild einer AusfUhrungsform eines erfindungsgemäßen Abwasserbehandlungssystems mit einem erfindungsgemäßen Belüftungsbehälter.

Fig

Im folgenden xverden Ergebnisse angegeben, die bei der Abwasserbehandlung mit Mikroorganismen (Protozoen und Bakterien) in Gegenwart von Belebtschlamm erhalten wurden.

OTR-Wert fmtnol 0₂/l.h)	Zustand des Belebtschlamms	Absetz fähig keit d. Schlamm flocken	BSB-VoIu- menbelastg. (kg/nP.d)	BSB bau
1	mehr Protozoen	gut	1	92
5	mehr Protozoen	gut	2,5	90
10	weniger Proto zoen u. mehr Bakteri enf1οcken	gut	*.O	91
20	geringe Proto zoenmenge, haupt sächlich Bakte rienflocken	gut	6,8	92
30	tt	gut	9,8	90
70		gut	12	90
80	ti	gut	13	90
100	tt	gering	13,5	85

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Entsprechend dem üblichen OTR-Wert von 1 ramol O_Q/l*h beträgt die BSB-Volumenbelastung bis zu 1 kg/m .d, wenn viel mehr Protozoen eingesetzt werden. Bei Vergrößerung des OTR-Werts auf 5 mmol O₂A*h wird die BSB-Volumenbelastung erhöht, wobei jedoch beträchtlich mehr Protozoen vorliegen. Wenn der OTR-Wert auf bis zu 10 mmol Op/l'h gesteigert wird, nimmt der Anteil der Protozoen ab, während der Anteil an Bakterien in den Schaumflocken zunimmt. Auf diese Weise ist eine BSB-Volumenbelastung bis zu 4,0 kg/nr^d möglich, wobei eine Abwasserbehandlung unter hoher Belastung und mit hoher Geschwindigkeit erzielt werden kann. Wenn der OTR-Wert noch erheblich gesteigert wird, kann die BSB-Volumenbelastung entsprechend erhöht werden.

Bisher wurde angenommen, daß die Belebtschlammflocken bei Steigerung des OTR-Werts, also bei Steigerung des Durchsatzes an eingeleiteter Luft, zerteilt bzw. aufgelöst würden. Demgegenüber wurde jedoch festgestellt, daß der Belebtschlamm bei Steigerung des OTR-Werts in Form von hauptsächlich aus Bakterien bestehenden Flocken vorliegt und ohne Zerteilung der Flocken eine gute Absetzfähigkeit aufweist.

Wenn der OTR-Wert allerdings auf 100 mmol 0₂/l*h gesteigert wird, werden aufgrund der kräftigen Bewegung der Flüssigkeit keine Bakterienflocken mit hohem spezifischen Gewicht gebildet, was die Abwasserbehandlung entsprechend erschwert. Darüber hinaus ist eine große Luftmenge hierfür erforderlich, wodurch die Betriebskosten stark erhöht und das Verfahren damit praktisch

ungeeignet wird.

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Aufgrund der Versuchsergebnisse ist das erfindungsgemä3e Verfahren entsprechend noch günstig praktisch anwendbar, wenn der OTR-Viert 80 mmol Op/l-h beträgt.

Durch Steigerung des OTR-Werts bildet sich ein Belebtschlamm aus hauptsächlich aus Bakterien bestehenden Flocken, wodurch eine Abwasserbehandlung unter hoher Belastung und mit zugleich hoher Geschwindigkeit ermöglicht wird. Der bevorzugte Bereich für den OTR-Wert beträgt dabei 10 - 65 mmol Op/l'h und noch günstiger 25 - 65 mmol Op/l.h.

Die Art der erfindungsgemäß eingesetzten Bakterien hängt etwas von der Beschaffenheit des organisches Material enthaltenden Abwassers ab; im allgemeinen liegen gemischte Schaumflocken mit zumindest einer der folgenden Bakterienarten vor: Zoogloea, Bacillus, Escherichia, Pseudomonas, Alcaligenes, Paracolobacterium, Mocardia, Flavobacterium, Achromobacter, Aerobacter, Bacterium, COrynebacterium, Microbacterium, Nitrosomones, Nitrobacter, Azotobacter etc.

Die nachstehend beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung dient in der Praxis zur leichteren und wirtschaftlicheren Einstellung des OTR-Werts, der Verringerung des Flächenbedarfs für den Belüftungsbehälter sowie der Verhinderung des Verstopfens der Lufteinleitungsrohre. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur hochwirksamen Belebtschlammbehandlung wird das organisches Material enthaltende Abwasser in einen tiefen Belüftungsbehälter eingeleitet und darin einer Belüftungsbehandlung unterzogen, wobei Sauerstoff in den Behälter eingeleitet wird; der Belüftungsbehälter umfaßt dabei einen aus einem

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zylindrischen Kessel bestehenden Behälterkörper, darin und am Boden des Behälterkörpers vorgesehene Einrichtungen zur Einleitung und Verteilung von Sauerstoff bzw. Luft, mindestens einen Innenzylinder und/oder eine Luftverteilungsvorrichtung mit einem abwärts gerichteten zylindrischen Rand am Boden der Vorrichtung, die mehrfach in Reihe in Abständen über der Luftverteilungsvorrichtung vorgesehen sein können; wobei der Innenzylinder und/oder die Luftverteilungsvorrichtung so angeordnet sind, daß sich partiell zirkulierende Ströme ausbilden, die an der Außen- sowie der Innenseite des bzw. der Innenzylinder und/oder dem Rand der Verteilungsvorrichtung entlangfließen und ein entlang dem Mittelteil des Innenzylinders und/oder dem Rand der Luftverteilungsvorrichtung aufsteigender und entlang der Außenseite des Innenzylinders und/oder dem Rand der Luftverteilungsvorrichtung absteigender Gesamt-Zirkulationsstrom entsteht.

Erfindungsgemäß kann als im Belüftungsbehälter sowie am Boden des Belüftungsbehälters vorgesehene Vorrichtung zum Einleiten und zur Verteilung von Sauerstoff bzw.Luft eine kombinierte Anordnung eines Sauerstoffoder Luftdiffusors (im folgenden als Lufteinleitungsrohr bezeichnet) und einer darüber angeordneten Luftverteilungsplatte verwendet werden, das Lufteinleitungsrohr und die Luftverteilungsplatte können jedoch auch als integrierte Einheit vorgesehen werden.

Es ist wünschenswert, die Düse am Lufteinleitungsrohr so anzubringen, daß die Luft oder der Sauerstoff in Richtung auf den Boden des Belüftungsbehälters einge-

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blasen werden können.

Am Boden der Vorrichtung wird zumindest ein Innenzylinder und/oder eine Luftverteilungsvorrichtung mit abwärts gerichtetem zylindrischen Rand vorgesehen. Als Innenzylinder oder Luftverteilungsvorrichtung können, wie aus Fig. 1 hervorgeht, entweder mehrere etagenweise übereinander angeordnete Innenzylinder allein oder mehrere in jeder zweiten oder dritten Etage zwischen den Innenzylindern angeordnete Luftverteilungsvorrichtung oder auch mehrere Luftverteilungsvorrichtungen allein im Inneren des Behälters vorgesehen werden. Die Auswahl der geeigneten Anordnung kann in Abhängigkeit von den Eigenschaften des zu behandelnden Abwassers u.dgl. entsprechend ausgewählt werden.

Die Innenzylinder oder Luftverteilungsvorrichtungen sind im Behälter so in Reihe angeordnet, daß partiell zirkulierende Ströme entstehen, die entlang der Innen- und Außenseite der einzelnen Innenzylinder oder dem Rand der Luftverteilungsvorrichtung fließen, wobei ein Gesamt-Zirkulationsstrom im Mittelteil der

,.dem Rand

Innenzylinder oder entlang/der Luf tver teilungs vor richtungen aufsteigt und an den Außenseiten der Innenzylinder oder Rändernder Luftverteilungsvorrichtungen absteigt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.

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Pig. 1: Am oberen Teil des BeIUftungsbehälterkörpers II ist ein Einleitungsrohr 21 für Abwasser vorgesehen, das Auslaßrohr 22 für die ausfließende Flüssigkeit befindet sich demgegenüber etwas unterhalb der Höhe des Abxvasser-Einleitungsrohrs. Das Lufteinleitungsrohr 12 ist am Boden des Behälterkörpers vorgesehen; die Luftverteilungsvorrichtung 13 befindet sich als Lufteinleitungs- und Verteilungsvorrichtung darüber. Die Luftverteilungsvorrichtung IJ umfaßt eine Lochplatte 14 mit relativ weiten Löchern 15 sowie einen zylindrischen Rand ΐβ₃ der sich am Boden der Lochplatte nach unten erstreckt. Die Luftverteilungsvorrichtung 13 dient zur feineren Verteilung der über das Einleitungsrohr 12 eingeführten Luft. Mehrere Innenzylinder 17 sind etagenweise in definierten Abständen voneinander über der Luftverteilungsvorrichtung 13 vorgesehen; ihre Wirkung besteht in der Erzeugung einer guten Durchmischung sowie einer Zirkulation der Flüssigkeit im Behälter. Der Innenzylinder 17 besteht im wesentlichen aus dem Rand l8. Der Lochdurchmesser der die Luftverteilungsvorrichtung darstellenden Lochplatte beträgt 5 - 30 mm und vorzugsweise 10 - 15 mm; das Perforationsverhältnis der Lochplatte beträgt mindestens 20 £. Die Länge des zylindrischen Rands 16 der Luftverteilungsvorrichtung 13 beträgt als Standard die Hälfte des Durchmessers der Lochplatte, sie kann jedoch erfindungsgemäß mit ebenso zufriedenstellenden Ergebnissen auch ein Viertel bis zwei Drittel des Durchmessers der Lochplatte betragen. Die Länge der zu mehreren etagenweise über der Luftverteilungsvorrichtung angeordneten Innenzylinder 17 ist damit ebenfalls gegeben. Die entsprechenden Durchmesser der Luftverteilungsvorrichtung und der Innenzylinder sind so, daß die Querschnittsfläche (Fläche der

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Lochplatte) der Luftverteilungsvorrichtung oder des Innenzylinders in einem Bereich von 50 - 80 $ und vorzugsweise etx^a 50 /* der Querschnittsfläche des Belüftungsbehälterkörpers liegt. Der ungefähre Abstand zwischen der Luftverteilungsvorrichtung und den Innenzylindern oder zwischen den Innenzylindern ist etwa gleich dem Durchmesser der Innenzylinder oder der Luftverteilungsvorrichtung.

Beim beschriebenen Belüftungsbehälter trifft die vom Lufteinleitungsrohr 12 eingeführte Luft auf die Luftverteilungsvorrichtung 13 auf und steigt durch den Behälter hindurch auf, wobei sie in feine Luftbläschen zerteilt wird. Die Luftbläschen steigen dabei an den Innenseiten der über der Luftverteilungsvorrichtung vorgesehenen Innenzylinder YJ zur Flüssigkeitsoberfläche hin auf. Gleichzeitig wird Flüssigkeit zusammen mit den aufsteigenden Gasblasen nach oben befördert und in der Höhe der Flüssigkeitsoberfläche gegen die Außenseiten der Innenzylinder hin umgelenkt; die Flüssigkeit strömt darauf durch den Ringraum zwischen den Innenzylindern und dem Behälterkörper wieder nach unten, wodurch eine die gesamte Flüssigkeit umfassende Zirkulation ermöglicht wird. Auf der anderen Seite wird ein Teil der durch den Ringraum hindurchtretenden hinabströmenden Flüssigkeit durch den entlang den Innenseiten der Innenzylinder aufsteigenden Flüssigkeitsstrom in den freien Zwischenräumen zwischen den Innenzylindern nach innen gesaugt und fließt zwischen die Innenzylinder. Ein Teil der Flüssigkeit und der Luftblasen fließt ferner auch aus dem Raum zwischen den Innenzylindern nach außen in den Ringraum. Auf diese Weise werden zugleich partielle Zirkulationsströme um die einzelnen Innenzylinder

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herum erzeugt.

Bei der genannten erfindungsgemäßen Vorrichtung liegen entsprechend ein die gesamte Flüssigkeit umfassender Overall-Zirkulationsstrom sowie partielle Zikulationsströme im Belüftungsbehälter vor, wie durch die Pfeile in Pig. 1 angedeutet ist; auf diese Weise wird entsprechend ein ausgezeichneter Kontakt zwischen Luft und Flüssigkeit erzielt, wodurch entsprechend hohe OTR-Werte im Vergleich mit Fällen erhalten werden können, bei denen keine Lochplatten und Innenzylinder eingesetzt werden, wie etwa aus Fig. 4 hervorgeht.

Da es mit dem erfindungsgemäßen Belüftungsbehälter leicht möglich ist, hohe OTR-Werte zu erzielen, wird die Wachstumsgeschwindigkeit des Belebtschlamms entsprechend höher. Dies bedeutet eine Beschleunigung der Reaktionsgeschwindigkeit, wodurch die Möglichkeit einer Abwasserbehandlung mit hoher Geschwindigkeit bzw. hohen Durchsätzen eröffnet ist.

Wenn bei der Behandlung von organisches Material enthaltendem Abwasser im erfindungsgemäßen Behälter die BSB-Konzentration des eintretenden Abwassers so niedrig ist, daß die BSB-Konzentration des behandelten Abwassers bei 90 % Abbau innerhalb des den behördlichen Auflagen entsprechenden Grenzwertbereichs liegt, kann das behandelte Wasser lediglich nach Fest-Flüssig-Trennung nach der vorangehenden Belüftungsbehandlung abgelassen werden.

Wenn allerdings im Fall einer hohen BSB-Konzentration

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-u-

der BSB-Wert des behandelten Wassers noch beispielsweise 100 - 300 ppm beträgt, auch wenn ein mehr als 90 V&iger Abbau erzielt wurde, kann das behandelte Wasser entsprechend nicht als solches abgelassen werden, weshalb eine zweite Belüftungsbehandlung erforderlich ist. In diesem Fall kann das behandelte Abwasser nach einem herkömmlichen Verfahren oder erfindungsgemäß unter Verwendung des Belüftungsbehälters mit Lochplatte einer zweiten Behandlung unterzogen werden.

In Fig. 5 ist eine Ausführungsform eines hochwirksamen Systems zur Behandlung von Abwässern, die organische Materialien enthalten, angegeben, bei der ein erfindungsgemäßer Belüftungsbehälter eingesetzt wird. Das eintretende Abwasser fließt zunächst durch die Leitung 31 in den Absetzbehälter 32 und wird darin einer Vorbehandlung unterzogen. Das Abwasser wird anschließend in den erfindungsgemäßen, mit einer Lochplatte versehenen tiefen Belüftungsbehälter 10 eingeleitet und darin der 3elüftungsbehandlung unterzogen. Der vom Absetzbehälter 33 rückgeführte Schlamm wird dem Belüftungsbehälter zusammen dem behandelten Abwasser durch die Leitungen 35 und 36 zugeführt. Das behandelte Abwasser wird dem Absetzbehälter 33 zugeleitet, wo der gebildete Niederschlag durch Absetzen abgetrennt wird. Das behandelte Wasser wird anschließend als Ablauf durch die Leitung 38 abgelassen. Der Niederschlag (abgesetzte Schlammflocken) gelangt durch die Entwässerungseinrichtung 37 und wird als Überschußschlamm gewonnen.

Wenn die BSB-Konzentration des behandelten Abwassers

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außerhalb des vorgeschriebenen Grenzwertbereichs liegt, wird das behandelte Wasser durch Hindurchleiten durch einen weiteren tiefen Belüftungsbehälter 1OA weiterbehandelt und anschließend als Ablauf abgelassen. Die Konstruktion des zweiten Belüftungssystems ist dabei dieselbe wie beim ersten Belüftungssystem unter Verwendung eines Belüftungsbehälters 1Oj der jeweils nachgestellte Buchstabe A bedeutet entsprechend, daß es sich bei diesen Anlagenteilen um das zweite Belüftungssystem handelt, wobei die jeweiligen Bezugsziffern denen des ersten Belüftungssystems entsprechen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Beispiel 1

Abwasser aus der Nahrungsmittelindustrie mit einer BSB-Konzentration von 2000 ppm wurde in einen mit Lochplatte versehenen Belüftungsbehälter eingeleitet, der eine Höhe von 3*5 m> einen Durchmesser von 0,5 m und einen Flüssigkeitsinhalt von 300 1 aufwies; im Belüftungsbehälter waren, von unten nach oben betrachtet, eine Luftverteilungsvorrichtung, zwei Innenzylinder, eine Luftverteilungsvorrichtung, zwei Innenzylinder sowie eine Luftverteilungsvorrichtung und weitere zwei Innenzylinder in der angegebenen Reihenfolge vorgesehen. Das Abwasser wurde mit Belebtschlamm bei einer mittleren Flüssigkeitstemperatur von 25 ⁰C, einem OTR-Wert von 30 mmol 0_o/l«h und einer BSB-Volumenbelastung von

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- ιβ -

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9,8 kg/nr .d über eine Belüftungszeit von 3,5 h behandelt, wodurch die BSB-Konzentration des behandelten Abwassers auf 135 ppm verringert wurde. Das behandelte Abwasser wurde in einem weiteren Belüftungstank gleichen Typs wie oben bei einer BSB-Volumenbelastung von 1,0 kg/m .d und einem OTR-Wert von 1 mmol 0₂/l*h der Belüftungsbehandlung unterzogen, wodurch behandeltes Abwasser mit einer BSB-Konzentration von 17,5 ppm erzielt wurde.

Beispiel 2

Abwasser aus der Nahrungsmittelindustrie mit einer BSB-Konzentration von 500 ppm wurde einem tiefen Belüftungsbehälter zugeführt, der eine Höhe von 10 m, einen Durchmesser von 0,3 m und einen Flüssigkeitsinhalt von 68o 1 aufwies; der Belüftungstank besaß 5 in gleichen Abständen angebrachte Lochplatten. Das Abwasser wurde darin mit Belebtschlamm bei einer mittleren Flüssigkeit stemperatür von 25 ⁰C, einem OTR-Wert von 10 mmol OpA'h und einer BSB-Volumenbelastung von 4 kg/nr «d über eine Belüftungsdauer von 2 h behandelt, wodurch behandeltes Abwasser mit einer BSB-Konzentration von 45 ppm erzielt wurde.

Beispiel 3

Abwasser aus der Nahrungsmittelindustrie mit einer BSB-Kanzentration von 1200 ppm wurde mit Belebtschlamm bei einem OTR-Wert von 20 mmol 0_o/l.h und einer BSB-Volumenbe lastung von 6,8 kg/m, düber eine Belüftungs-

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dauer von 3 h unter Verwendung derselben Vorrichtung wie in Beispiel 2 behandelt, wodurch behandeltes Abwasser mit einer BSB-Konzentration von 96 ppm erhalten wurde.

Beispiel k

Stadtabwasser mit einer BSB-Konzentration von 300 ppm wurde mit Belebtschlamm bei einem OTR-Wert von 5 mmol 0₂/l«h und einer BSB-Volumenbelastung von 2,5 kg/m^· düber eine Beluftungsdauer von 2 h unter Verwendung derselben Vorrichtung wie in Beispiel 1 behandelt, wodurch Abwasser mit einer BSB-Konzentration von 30 ppm erhalten wurde.

Beispiel 5

Abwasser aus der Nahrungsmittelindustrie mit einer BSB-Konzentration von 3OOO ppm wurde mit Belebtschlamm bei einem OTR-Wert von 80 mmol O₂A *h und einer BSB-Volumenbelastung von 13,0 kg/m^'d über eine Belüftungsdauer von 4,0 h unter Verwendung derselben Vorrichtung wie in Beispiel 1 behandelt, wodurch behandeltes Abwasser mit einer BSB-Konzentration von 300 ppm erhalten wurde*

Beispiel 5

Abwasser aus der Nahrungsmittelindustrie mit einer BSB-Konzentration von 3OOO ppm wurde mit Belebtschlamm

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bei einem OTR-Wert von 100 mmol 0₂/l«h und einer 3SB-Volumenbelastung von 1^*5 kg/nr*d über eine Belüftungsdauer von 4 h unter Verwendung derselben Vorrichtung wie in Beispiel 1 behandelt, wodurch Abwasser mit einer BSB-Konzentration von 450 ppm erhalten wurde. Die Absetzfähigkeit des verwendeten Belebtschlamms war allerdings gering und das behandelte Abwasser entsprechend mit feinen Flocken verunreinigt.

Wie bereits angegeben wird die Sauerstoffausnutzungsgeschwindigkeit oder die Reaktionsgeschwindigkeit erfindungsgemäß gesteigert, weshalb auch dann eine zufriedenstellende Abwasserbehandlung durchgeführt werden kann, wenn die BSB-Volumenbelastung des Abwassers gesteigert ist.

Abwässer, die organisches Material enthalten, können entsprechend mit hoher Wirksamkeit behandelt werden, wobei die zur Belüftungsbehandlung erforderliche Vorrichtung wesentlich kompakter gebaut werden kann und die für den Belüftungsbehälter erforderliche Fläche entsprechend erheblich verringert werden kann, was einen bedeutenden technischen Fortsehritt darstellt.

Die Erfindung betrifft zusammengefaßt ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Behandlung von Abwasser nach dem Belebtschlammverfahren; das organisches Material enthaltende Abwasser wird dabei in einen Belüftungsbehälter eingeführt und darin in Gegenwart

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von Belebtschlamm einer Belüftungsbehandlung unterzogen, wobei Sauerstoff in den Belüftungsbehälter eingeführt wird. Die im Abwasser enthaltenen organischen Materialien werden dabei durch hochwirksamen Belebtschlamm bei einer hohen Sauerstoffübertragungsrate von 5 - 80 mmol 0₂/l*h im Belüftungsbehälter oxidiert.

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Claims

- 20 Patentansprüche

Γ 1Λ Verfahren zur hochwirksamen mikrobiologischen Oxidationsbehandlung von organische Materialien enthaltenden Abwässern durch Einleiten des Abwassers in einen Belüftungsbehälter und Belüftungsbehandlung in Gegenwart von Belebtschlamm unter Einleitung von Sauerstoff in den Behälter, dadurch gekennzei chnet, daß die organischen Materialien bei einer Sauerstoffübertragungsrate von 5 - 8θ mmol 0^/1*h im Belüftungsbehälter oxidiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidation bei einer Sauerstoffübertragungsrate von 10 mmol OgA *h unter Erzeugung von hauptsächlich aus Bakterien bestehenden Flocken durchgeführt wird und die Flocken nach der Oxidation abgetrennt werden.
J5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoff Übertragungsrate ^ 65 mmol O₂A *h beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidation bei einer SäuerstoffÜbertragungsrate von 20 mmol OpA *h durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidation bei einer Sauerstoffübertragungsrate von 20 - 65 mmol O₂A'h durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Erzeugung von Flocken aus zumindest Zoogloea, Bacillus,

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Escherichia, Pseudomonas, Alcaligenes, Paracolobacterium, Nocardia, Flavobacterium, Achromoba'cter, Aerobacter, Bacterium, Corynebacterium, Microbacterium, Nitrosomones, Nitrobacter und/oder Azotobacter.
7. Verfahren zur hochwirksaraen mikrobiologischen Oxidationsbehandlung von organische Materialien enthaltenden Abwässern durch Einleiten des Abwassers in einen Belüftungsbehälter und Belüftungsbehandlung in Gegenwart von Belebtschlamm unter Einleitung von Sauerstoff in den Behälter,

gekennzeichnet durch

(1) Behandlung des Abwassers bei einer Sauerstoffübertragungsrate von 5-So mraol Op/l-h zum Belüftungsbehälter,

(2) Abtrennung der gebildeten Flocken vom behandelten Wasser,

(3) zweite Belüftung des behandelten V/assers in einem v/eiteren Belüftungsbehälter sowie

(4) Abtrennung der gebildeten Flocken aus dem bei der zweiten Behandlung erhaltenen Wasser.
8. Verfahren nach Anspruch Y₃ dadurch gekennzeichnet, daß hauptsächlich aus Bakterien bestehende Flocken im ersten Schritt (1) erzeugt werden.
9. Verfahren nach Anspruch J₃ dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (J>) bei einer Säuerst off Übertragungsrate von 5-80 mmol Op/l'h durchgeführt wird.

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Le e rs e ί t e