DE2604674B2

DE2604674B2 - Hochwirksames Belebtschlamm-Verfahren und Vorrichtung zu seiner Durchführung

Info

Publication number: DE2604674B2
Application number: DE2604674A
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: 1979-04-05
Also published as: DE2604674A1; GB1531902A; US4202763A

Description

Die Erfindung betrifft ein 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 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Zur Behandlung von Abwässern, die organische Materialien enthalten, wird u. a. eine mikrobiologische Behandlung, das sog. Belebtschlammverfahren, herangezogen.

Eine derartige mikrobiologische Behandlung weist allerdings aufgrund der beschränkten Wirksamkeit der Mikroorganismen zahlreiche Nachteile auf.

Beim herkömmlichen Standard-Belebtschlammverfahren wird ein Behälter mit einer Flüssigkeitstiefe von 4-5 ni verwendet, 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 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 diese Verfahren haben folgende Nachteile gemeinsam:

(1) Nur geringer Prozentsatz der Sauerstoffausnutzung

(2) Nur geringe Reaktionsgeschwindigkeit

(3) Schwierige Belüftungsbehandlung unter hoher Belastung

(4) Größerer Flächenbedarf für den Belüftungsbehälter

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

Zur Überwindung dieser Nachteile wurde ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein Tiefbelüftungstank verwendet wird. Das Verfahren hat die Vorteile einer hohen Sauerstoff-Ausnutzungsrate (kleinere einzuführende Luftmenge) sowie eines geringeren Flä-

chenbedarfs 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 vollständig,** Vermischen durch die Luftblasen entsprechend schwierig. Da darüber hinaus die Sauerstoffübertragungsrate (im folgenden als OTR bezeichnet) nahezu gleich der Rate beim o. a. sog. Standard-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 bei gutem Wirkungsgrad ermöglicht, wobei die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht und die Fläche für den Belüftungsbehälter verringert werden soll. Ferner soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur hochwirksamen mikrobiologischen Oxidationsbehandlung von organische Materilien enthaltenden Abwässern durch Einleiten des Abwassers in einen Belüftungsbehälter und Belüftungsbehandlung in Gegenwart von Belebtschlamm unter Einleitung von Sauerstoff in den Behälter gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Sauerstoffübertragungsrate im Belüftungsbehälter auf 5 bis 80 mmol O₂/l · h eingestellt wird, ferner durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 9.

Zur wirtschaftlichen Erzielung einer hohen Sauerstoffübertragungsrate ist es günstig, einen tiefen Belüftungsbehälter zu verwenden, bei dem die Sauerstoffausnutzungsrate durch die Flüssigkeitstiefe gesteigert wird.

Das gegenwärtig angewandte übliche Belebtschlammverfahren beruht im allgemeinen 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, Paramecium 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 höchtens etwa 1 mmol O₂/! ■ 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 üblichen Belebtschlammverfahren schwer möglich ist, eine Behandlung von Abwässern mit hoher Belastung durchzuführen.

Der Erfindung liegt die Feststellung zugrunde, daß es günstig ist, Belebtschlamm einzusetzen, der hauptsächlich aus Bakterien mit kurzer Generationsdauer, d. h. hoher Wachstumsrate, besteht. Ein derartiger Belebtschlamm entsteht jedcch bei der erfindungsgemäß eingestellten Sauerstoff Übertragungsrate.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

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

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäß einselzbaren Luftverteiler-Vorrichtung (Lochplatte),
ίο Fig. 3 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäß einsetzbaren Innenzylinders,

Fig. 4 eine grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen oberflächlicher Lineargeschwindig-ί keit der in das Rohr eingeleiteten Luft und den entsprechenden OTR-Werten,

Fig. 5 ein Fließbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abwasserbehandlungssystems mit einem erfindungsgemäßen Belüftungsbehälter. .'» Im folgenden werden Ergebnisse angegeben, die bei der Abwasserbehandlung mit Mikroorganismen (Protozoen und Bakterien) in Gegenwart von Belebtschlamm erhalten wurden.

OTR- Zustand des Absetz- BSB- BSB-

r, Wert Belebt- fähig- Volumen- Ab-

(mmol Schlamms keit d. belastg. bau
O₂/lh) Schlamm- (kg/W-d) (%)

flocken

1 mehr gut 1 92

in Prozozoen

5 mehr gut 2,5 90

Prozozoen
10 weniger gut 4,0 91

Protozoen u.
ι, mehr Bak

terienflocken

20 geringe gut 6,8 92

Protozoenmenge, hauptsächlich

Bakterienflocken

30 „ gut 9,8 90

70 „ gut 12 90

4-, 80 „ gut 13 90

100 „ gering 13,5 85

Entsprechend dem üblichen OTR-Wert von 1 mmol O₂/l ■ h beträgt die BSB-Volumenbelastung bis zu 1 kg/m³ · d, wenn viel mehr Protozoen eingesetzt •in werden. Bei Vergrößerung des OTR-Werts auf 5 mmol O₂/l · h wird die BSB-Volumenbelastung erhöht, wobei jedoch beträchtlich mehr Protozoen vorliegen. Wenn der OTR-Wert auf bis zu 10 mmol O₂/ 1 ■ h gesteigert wird, nimmt der Anteil der Protozoen Vi ab, während der Anteil an Bakterien in den Schaumflocken zunimmt. Auf diese Weise ist eine BSB-Volumenbelastung bis zu 4,0 kg/m³ · d möglich, wobei eine Abwasserbehandlung unter hoher Belastung und mit hoher Geschwindigkeit erzielt werden kann. Wenn Mi 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 _h-, 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 O₂/ 1 · h gesteigert wird, werden aufgrund der kräftigen Bewegung der Flüssigkeit keine Bakterienflocken mit hohem spezifischem 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.

Aufgrund der Versuchsergebnisse ist das erfindungsgemäße Verfahren entsprechend noch günstig praktisch anwendbar, wenn der OTR-Wert 80 mmol O₂/! · 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 O₂/! · h und noch günstiger 25-65 mmol O₂/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, Nocardia, 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 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 Sauerstoff- oder 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 eingeblasen 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 Innenzylinder oder entlang dem Rand der Luftverteilungsvorrichtungen aufsteigt und an den Außenseiten der Innenzylinder oder Rändern der Luftverteilungsvorrichtungen absteigt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1: Am oberen Teil eines Belüftungsbehälterkörpers 11 ist ein Einleitungsrohr 21 für Abwasser vorgesehen, das Auslaßrohr 22 für die ausfließende Flüssigkeit befindet sich demgegenüber etwas unterhalb der Höhe des Abwasser-Einleitungsrohrs. Ein Lufteinleitungsrohr 12 ist am Boden des Behälterkörpers vorgesehen; eine Luftverteilungsvorrichtung 13 befindet sich als Lufteinleitungs- und Verteilungsvorrichtung darüber. Die Luftverteilungsvorrichtung 13 umfaßt eine Lochplatte 14 mit relativ weiten Löchern 15 sowie einen zylindrischen Rand 16, 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 18. Der Lochdurchmesser der die Luftverteilungsvorrichtung darstellenden Lochplatte beträgi 5—30 mm und vorzugsweise 10—15 mm; das Perforationsverhältnis der Lochplatte beträgt mindesten: 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 ein Drittel de: Durchmessers der Lochplatte betragen. Die Länge dei zu mehreren etagenweise über der Luftverteilungsvorrichtung angeordneten Innenzylinder 17 ist dami ebenfalls gegeben. Die entsprechenden Durchmesse!

der Luftverteilungsvorrichtung und der Innenzylinder sind so, daß die Querschnittsfläche (Fläche der Lochplatte) der Luftverteilungsvorrichtung oder des Innenzylinders in einem Bereich von 50-80% und vorzugsweise etwa 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. i"

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 ι "> den Innenseiten der über der Luftverteilungsvorrichtung vorgesehenen Innenzylinder 17 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 ermög- r> licht 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 Innenzylin- i» dein nach inn?n 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 Zirkulations- r> ströme um die einzelnen Innenzylinder herum erzeugt.

Bei der genannten erfindungsgemäßen Vorrichtung liegen entsprechend ein die gesamte Flüssigkeit umfassender Overall-Zirkulationsstrom sowie partielle Zirkulationsströme im Belüftungsbehälter vor, wie durch die Pfeile in Fig. 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 -n 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 bo 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 der BSB-Wert des behandelten Wassers noch beispielsweise 100—300 ppm beträgt, auch wenn ein mehr als 90%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 eine Leitung 31 in einen 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 Belüftungsbehandlung unterzogen. Der vom Absetzbehälter 33 rückgeführte Schlamm wird dem Belüftungsbehälter zusammen mit dem behandelten Abwasser durch 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 eine Leitung 38 abgelassen. Der Niederschlag (abgesetzte Schlammflocken) gelangt durch eine Entwässerungseinrichtung 37 und wird als Überschußschlamm gewonnen.

Wenn die BSB-Konzentration des behandelten Abwassers 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 10; 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 Luftverteilungsvorrichrung und weitere zwei Innenzylinder in der angegebenen Reihenfolge vorgesehen. Das Abwasser wurde mit Belebtschlamm bei einer mittleren Flüssigkeitstemperatur von 25° C, einem OTR-Wert von 30 mmol O₂/I · h und einer BSB-Volumenbelastung von 9,8 kg/m³ · d über eine Belüftungszeit von 3,5 h behandelt, wodurch die BSB-Konzentration des behandelten Abwassers auf 135 ppm verringert wurde. Das behandelte Abvirasser wurde in einem weiteren Belüftungstank gleichen Typs wie oben bei einer BSB-Volumenbelastung von 1,0 kg/m³ · d und einem OTR-Wert von 1 mmol O₂/I · 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 680 1 aufwies; der Belüftungstank besaß 5 in gleichen Abständen angebrachte Lochplatten. Das Abwasser wurde darin mit Belebtschlamm bei einer mittleren Flüssigkeitstemperatur von 25° C, einem OTR-Wert von 10 mmol O₂/I ■ h und einer BSB-Volumenbelastung von 4 kg/m³ · 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-Konzentration von 1200 ppm wurde mit Belebtschlamm bei einem OTR-Wert von 20 mmol O₂/ I · h und einer BSB-Volumenbelastung von 6,8 kg/m³ · d über eine Belüftungsdauer 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 4

Stadtabwasser mit einer BSB-Konzenstration von 300 ppm wurde mit Belebtschlamm bei einem OTR-Wert von 5 mmol O₂/l · h und einer BSB-Volumenbelastung von 2,5 kg/m³ · d über eine Belüf'.ungsdauer von 2 h unter Verwendung derselben Vorrichtung wie in Beispiel 1 behandelt, wodurch Abwasser mit einer BSB-Konzentration von 30 ppm erhalten wurde.

10

Beispiel 5

Abwasser aus der Nahrungsmittelindustrie mit einer BSB-Konzentration von 3000 ppm wurde mit Be-'■ lebtschlamm bei einem OTR-Wert von 80 mmol O₂/ lh und einer BSB-Volumenbelastung von 13,0 kg/m³ · d über eine Belüftungsdauer von 4,0 h unter Verwendung derselben Vorrichtung wie in Beispiel 1 behandelt, wodurch behandeltes Abwasser mit einer ι» BSB-Konzentration von 300 ppm erhalten wurde.

Beispiel 6

Abwasser aus der Nahrungsmittelindustrie mit einei BSB-Konzentration von 3000 ppm wurde mit Be-

r> lebtschlamm bei einem OTR-Wert von 100 mmol O₂Zl · h und einer BSB-Volumenbelastung von 13,5 kg/m³ · d über eine Belüftungsdauer von 4 h unter Verwendung derselben Vorrichtung wie in Beispiel 1 behandelt, wodurch Abwasser mit einer BSB-Kon-

-¹" zentration 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 Sauerstoffausnut-

_>'i Zungsgeschwindigkeit oder die Reaktionsgeschwindigkeit erfindungsgemäß gesteigert, weshalb auch dann eine zufriedenstellende Abwasserbehandlung durchgeführt werden kann, wenn die BSB-Volumenbelastung des Abwassers gesteigert ist.

κι 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 er-

i'i forderliche Fläche entsprechend erheblich verringert werden kann, was einen bedeutenden technischen Fortschritt darstellt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur hochwirksamen mikrobiologischen Oxidationsbehandlung von organische Ma- ~> terialien enthaltenden Abwässern durch Einleiten des Abwassers in wenigstens einen Belüftungsbehälter und Belüftungsbehandlung in Gegenwart von Belebtschlamm unter Einleitung von Sauerstoff in den Behälter, dadurch gekennzeich- ■<> net, daß die Sauerstoff Übertragungsrate im Belüftungsbehälter auf 5 bis 80 mmol O₂/l · h eingestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoff Übertragungsrate ι > auf 10 mmol O₂/l · h eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoff übertragungsrate auf ^ 65 mmol O₂/l · h eingestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- :» kennzeichnet, daß die Sauerstoffübertragungsrate auf 20 mmol O₂/l · h eingestellt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffübertragungsrate auf 20-65 mmol O₂/l · h eingestellt wird. r>

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis

5, gekennzeichnet durch Erzeugung von Flocken aus Zoogloea, Bacillus, Escherichia, Pseudomonas, Alcaligenes, Paracolobacterium, Nocardia, Flavobacterium, Achromobacter, Aerobacter, m Bacterium, Corynebacterium, Microbacterium, Nitrosomones, Nitrobacter und/oder Azotobacter.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis

6, gekennzeichnet durch Abtrennung der gebilde- r> ten Flocken vom behandelten Wasser nach der Behandlung im ersten Belüftungsbehälter, zweite Belüftung des behandelten Wassers in einem weiteren Belüftungsbehälter sowie Abtrennung der gebildeten Flocken aus dem bei der zweiten Be- 4» handlung erhaltenen Wasser.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zweiten Belüftungsbehälter eine Sauerstoffübertragungsrate von 5-80 mmol O₂/l · h eingestellt wird. ·τ>

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit einem Belüftungsbehälterkörper, einer an dessen Boden vorgesehenen Einrichtung zur Einleitung und Verteilung von Luft und einer darüber angeord- w neten Einrichtung zur Erzeugung zirkulierender Ströme, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung zirkulierender Ströme eine oberhalb der Einrichtung zur Einleitung und Verteilung von Luft (12) angeordnete Luftvertei- -,-> lungsvorrichtung (13) mit einer Lochplatte (14) und einem zylindrischen Rand (16) zur Luftverteilung sowie mehrere offene, etagenweise in definierten senkrechten Abständen voneinander oberhalb der Lochplatte (14) angeordnete offene m> Innenzylinder (17) aufweist, die partiell zirkulierende, entlang der Innen- und Außenseite der einzelnen Innenzylinder (17) und dem zylindrischen Rand (16) der Lochplatte (14) fließende Ströme erzeugen. h^r>

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der einzelnen Löcher der Lochplatte (14) 5 bis 30 mm beträgt und die Lochplatte (14) ein Perforationsverhältnis von mindestens 20% aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des zylindrischen Rands (16) der Lochplatte (14) ein Viertel bis zwei Drittel ihres Durchmessers beträgt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der Innenzylinder (17) und der zylindrische Rand (16) der Lochplatte (14) so bemessen sind, daß die Querschnittsfläche der Lochplatte (14) oder der Innenzylinder (17) 50 bis 80% der Querschnittsfläche des Belüftungsbehälterkörpers (11) entspricht.

13. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Lochplatte (14) und den Innenzylindern (17) oder zwischen den Innenzylindern (17) etwa gleich dem Durchmesser der Innenzylinder (17) oder des zylindrischen Rands (16) der Lochplatte (14) ist.