DE2722401A1 - METHOD FOR BIOLOGICAL TREATMENT OF WASTE WATER - Google Patents
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Description
Die Reduzierung des biochemischen Sauerstoffbedarfs (BSB5) stellt in einer nach dem Belebtschlammverfahren arbeitenden biologischen Kläranlage normalerweise kein großes Problem dar. Häufig werden BSB,--Eliminationsraten von mehr als 90 % erreicht. Hingegen werden biologisch schwer abbaubare Substanzen nur teilweise eliminiert, z.B. durch Adsorption an der Belebtschlammflocke. Die CSB- (chemischer Sauerstoffbedarf) -Eliminationsraten liegen beim Belebtschlammverfahren im allgemeinen nur zwischen 50 % und 80 %/ je nach der Art des zu behandelnden Abwassers.The reduction of the biochemical oxygen demand (BOD 5 ) is normally not a major problem in a biological sewage treatment plant that works according to the activated sludge process. Often, BOD elimination rates of more than 90% are achieved. In contrast, substances that are difficult to biodegrade are only partially eliminated, for example by adsorption on the activated sludge flake. The COD (chemical oxygen demand) elimination rates in the activated sludge process are generally only between 50% and 80% / depending on the type of wastewater to be treated.
Der im Ablauf einer Belebtschlamm-Kläranlage befindliche Rest-CSB kann durch Adsorption an Aktivkohle zumindest teilweise eliminiert werden. Dieses Verfahren erfordert hohe Betriebskosten, die durch die thermische Reaktivierung der Aktivkohle bedingt sind.The residual COD in the outlet of an activated sludge treatment plant can at least be absorbed by activated carbon can be partially eliminated. This process requires high operating costs due to the thermal reactivation the activated carbon.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, den CSB-Gehalt im Auslauf einer biologischen Kläranlage weiter zu erniedrigen. The aim of the present invention is to determine the COD content in the outflow of a biological sewage treatment plant.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur biologischen Behandlung von Abwasser, welches neben biologisch leicht abbaubaren Substanzen biologisch schwer abbaubare Substanzen enthält, wobei ein Teil des biologisch leicht abbaubaren Materials in einer aeroben Stufe abgebaut wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das aerob behandelte Abwasser einer semi-aeroben oder anaeroben Behandlung auf inertem Trägermaterial unterzieht, wobei bei der semi-aeroben oder anaeroben Behandlung biologisch leicht abbaubares Abwasser zugeführt wird.The present invention therefore relates to a method for the biological treatment of wastewater, which in addition to Easily biodegradable substances contains poorly biodegradable substances, part of which is biodegradable readily degradable material is degraded in an aerobic stage, which is characterized in that the Subjects aerobically treated wastewater to a semi-aerobic or anaerobic treatment on an inert carrier material, in the case of semi-aerobic or anaerobic treatment, easily biodegradable wastewater is supplied will.
Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß der CSB-Gehalt im Auslauf einer aerob arbeitenden biologischen Kläranlage durch Nachschalten einer unter semi-aeroben bzw. anaeroben Bedingungen betriebenen zweiten Stufe weiter erniedrigt werden kann. Bei dieser zweiten Stufe wird für die Mikroorganismen ein inertes Trägermaterial, wie z.B. Bimsstein, Schlacke, aktiviertes Aluminiumoxid oder makroporöse Adsorberharze, vorzugsweise Aktivkohle, verwendet. Hierbei werden die aerob schwer abbaubaren organischen Wasserinhaltstoffe in der zweiten Stufe nur bei Anwesenheit von biologisch leicht abbaubaren organischen Verbindungen abgebaut.It has surprisingly been found that the COD content in the outflow of an aerobic biological Sewage treatment plant by connecting a second operated under semi-aerobic or anaerobic conditions Level can be lowered further. In this second stage, an inert carrier material is used for the microorganisms, such as pumice stone, slag, activated aluminum oxide or macroporous adsorber resins, preferably activated carbon. In the second stage, the organic substances in the water, which are difficult to decompose aerobically, are only removed in the presence of readily biodegradable organic compounds broken down.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird daher ein Teilstrom des Rohabwassers vor der aerobenIn one embodiment of the method according to the invention is therefore a partial flow of the raw sewage before the aerobic
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Behandlung abgezweigt und direkt dem semi-aerob bzw. anaerob zu behandelnden Abwasser, welches aus der aeroben Behandlungsstufe resultiert, zugemischt. Der Teilstrom sollte bezogen auf das in der semi-aeroben bzw. anaeroben Behandlungsstufe vorliegende aerob vorbehandelte Abwasser 5 bis 50, vorzugsweise 10 bis 30 Vol-% betragen.Treatment branched off and directly to the semi-aerobically or anaerobically treated wastewater, which from the aerobic treatment stage results, admixed. The partial flow should be related to that in the semi-aerobic or anaerobic Treatment stage present aerobically pretreated wastewater 5 to 50, preferably 10 to 30 vol%.
In einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dem semi-aerob bzw. anaerob zu behandelnden, vorher bereits aerob behandeltem Abwasser auch ein konzentriertes Abwasser aus einer anderen Quelle, als der, aus eier das aerob zu behandelnde Abwasser stammt, zugesetzt werden; in gleicher Weise können dem semi-aerob bzw. anaerob zu behandelnden Abwasser, welches noch die aerob schwer abbaubaren Verbindungen enthält, lösliche Abfallstoffe zugesetzt werden, die vorwiegend biologisch leicht abbaubare Substanzen enthalten, wie z.B. kommunales Abwasser.In another embodiment of the invention Process can be used to semi-aerobically or anaerobically treated wastewater that has already been aerobically treated beforehand concentrated wastewater from a source other than that from which the wastewater to be aerobically treated comes from is also added will; in the same way, the sewage to be treated semi-aerobically or anaerobically, which nor contains the aerobically poorly degradable compounds, soluble waste materials are added, which are predominantly biological Contain easily degradable substances, such as municipal sewage.
Erfindungsgemäß ist es wesentlich, daß der Abwasserzulauf zur semi-aeroben bzw. anaeroben Behandlung zumindestens einen BSBc-Gehalt von 25 mg/1, vorzugsweise von mindestens 50 mg/lf aufweist.According to the invention, it is essential that the sewage feed for the semi-aerobic or anaerobic treatment has at least a BODc content of 25 mg / l, preferably of at least 50 mg / l f .
Die Temperatur in der semi-aeroben bzw. anaeroben Stufe kann bei Temperaturen von etwa 10 bis 60 C liegen, der pH-Wert bei Werten zwischen 5 und 10, vorzugsweise zwischen 6 und 9.The temperature in the semi-aerobic or anaerobic stage can be at temperatures of about 10 to 60 C, the pH at values between 5 and 10, preferably between 6 and 9.
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Als inertes Trägermaterial für die Mikroorganismen der semiaeroben bzw. anaeroben Abwasserbehandlung eignen sich poröse Steine (0,5 bis 3,0 mm Durchmesser), Schlacke, aktiviertes Aluminiumoxid (Korngröße 0,05 bis 3,0 nm) oder makroporöse Adsorberharze, wie z.B. Styrol-Divinylbenzol- und Acrylsäure-Divinylbenzol-Harze oder Aktivkohle, beispielsweise in granulierter Form. Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren granulierte Aktivkohle verwendet ("Biologically-extended physicochemicl treatment" Walter J. Weber Jr. et al. 6th Intern. Conference on Water Pollution Research, June 1972).As an inert carrier material for the microorganisms of the semi-aerobic or anaerobic wastewater treatment, porous stones (0.5 to 3.0 mm in diameter), slag, activated aluminum oxide (grain size 0.05 to 3.0 nm) or macroporous adsorber resins such as styrene-divinylbenzene and acrylic acid-divinylbenzene resins or activated carbon, for example in granulated form. Granulated activated carbon is preferably used in the process according to the invention ("Biologically-extended physicochemical treatment "Walter J. Weber Jr. et al. 6th Intern. Conference on Water Pollution Research, June 1972).
Unter semi-aerober Abwasserbehandlung wird im Sinne der vorliegenden Erfindung folgendes verstanden:Semi-aerobic wastewater treatment within the meaning of the present Invention understood the following:
Der Sauerstoffgehalt des Abwassers liegt nach dem Verlassen des mit inertem Trägermaterial gefüllten Reaktors zwischen und 2 mg 02/l· Am biologischen Abbau sind sowohl aerobe als auch fakultativ anaerobe Mikroorganismen beteiligt.After leaving the reactor filled with inert carrier material, the oxygen content of the wastewater is between and 2 mg 0 2 / l · Both aerobic and optionally anaerobic microorganisms are involved in biological degradation.
Unter anaerober Abwasserbehandlung wird im Sinne der vorliegenden Erfindung folgendes verstanden: Der Sauerstoffgehalt des Abwassers liegt nach dem Verlassen des mit inerten Trägermaterial gefüllten Reaktors bei 0 mg/1 0~. Am biologischen Abbau sind beteiligt:For the purposes of the present invention, anaerobic wastewater treatment is understood to mean the following: The oxygen content of the wastewater after leaving the reactor filled with inert carrier material is 0 mg / 10 ~. On biological Dismantling are involved:
fakultative und obligate anaerobe Mikroorganismen mitfacultative and obligatory anaerobic microorganisms with
Gärungsstoffwechsel
und/oder Nitratatmer
und/oder SuIfatatmer.Fermentation metabolism
and / or nitrate breathers
and / or SuIfatreamer.
In einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, das Trägermaterial für die semi-aerobe, bzw. anaerobe Abwasserbehandlung in Form einesIn a particular embodiment of the method according to the invention it is possible to use the carrier material for the semi-aerobic or anaerobic wastewater treatment in the form of a
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Wirbelbettes einzusetzen.Use fluidized bed.
Bevorzugt wird das Trägermaterial in Säulenform angeordnet, wobei der Zulauf am Fuß der Säule erfolgt, und wobei die Fließgeschwindigkeit des Abwasserzulaufs dieser Stufe dauernd oder zeitweise so eingestellt wird,daß sich das von unten angeströmte Filterbett um 5 bis 50 % seines Volumens ausdehnt. In einer Variante dieses Verfahrens kann die Expansion des von unten angeströmten Festbettes durch eine Rezirkulation des Abwassers bewirkt werden.The carrier material is preferably arranged in the form of a column, wherein the inflow takes place at the foot of the column, and wherein the flow rate of the sewage inflow of this stage is continuous or is temporarily adjusted so that the flow from below The filter bed expands by 5 to 50% of its volume. In a variant of this process, the expansion of the the fixed bed flowing in from below can be brought about by recirculation of the wastewater.
Die Verweilzeit des Abwassers in der semi-aeroben, bzw. anaeroben Stufe kann zwischen etwa 10 Minuten und 10 Stunden betragen, vorzugsweise beträgt sie zwischen 1 bis 5 Stunden. Die CSB-Raumbelastung in der semi-aeroben bzw. anaeroben Stufe wird auf Werte von etwa 0,1 bis 5 kg CSB/m mal Tag, vorzugsweise 0,5 bis 2 kg CSB/m mal Tag,eingestellt. The residence time of the wastewater in the semi-aerobic or anaerobic stage can be between about 10 minutes and 10 hours preferably between 1 and 5 hours. The COD volume load in the semi-aerobic resp. anaerobic level is set to values of about 0.1 to 5 kg COD / m times day, preferably 0.5 to 2 kg COD / m times day.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dem aerob vorbehandelten Abwasser vor seinem Eintritt oder während seiner Behandlung in der semi-aeroben bzw. anaeroben Stufe chemisch gebundener Sauerstoff, beispielsweise in Form von Wasserstoffperoxid, Nitrat und Sulfat, zugemischt werden; dies erfolgt in einer solchen Menge, daß der chemisch gebundene Sauerstoff 20-2OO % des CSB-Gehaltes des semi-aerob- bzw. anaerob zu behandelnden Abwassers ausmacht, vorzugsweise 40 - 170 %.In a further embodiment of the invention The aerobically pretreated wastewater before its entry or during its treatment in the process can semi-aerobic or anaerobic stage chemically bound oxygen, for example in the form of hydrogen peroxide, Nitrate and sulfate, are mixed; this is done in such an amount that the chemically bound oxygen 20-2OO % of the COD content of the sewage to be treated semi-aerobically or anaerobically, preferably 40-170%.
Nachfolgend wird ein Verfahrensschema des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der Figur 1 beschrieben. Hierbei kommen den Ziffern im einzelnen folgende Bedeutung zu:The following is a process scheme of the invention Method described with reference to FIG. The individual digits have the following meaning:
Le A 17 947 - 5 - Le A 17 947 - 5 -
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I Abwasserzulauf; 2 Vorklärbecken; 3 Vorklärschlamm; 4 Umgehung der ersten Stufe, 5 Rücklaufschlamm; 6 Belüftungsbecken; 7 Nachklärbecken; 8 Uberschußschlamm 1. Stufe; 9 Ablauf 1. Stufe (aerob vorbehandelt); 10 Zulauf 2. Stufe;I sewage inlet; 2 primary clarifier; 3 primary sewage sludge; 4 bypass the first stage, 5 return sludge; 6 aeration basins; 7 secondary clarifier; 8 excess sludge 1st stage; 9 Procedure 1st stage (aerobically pretreated); 10 2nd stage feed;
II 2. biologische Stufe (semi-aerob, bzw. anaerob); 12 Uberschußschlamm 2. Stufe; 13 Ablauf 2. Stufe; 14 Kreislaufführung.II 2nd biological stage (semi-aerobic or anaerobic); 12 excess sludge 2nd stage; 13 2nd stage process; 14 Circulation.
Im einzelnen gelangt das Abwasser, welches biologisch leicht und schwer abbaubare Substanzen enthält über 1 zunächst in das Vorklärbecken 2, wo sedimentierfähiges Material abgetrennt wird, über 3 wird Vorklärschlamm ausgeschleust. Das das Vorklärbecken verlassende Abwasser wird nun in das Belebungsbecken 6, wo die aerobe Behandlung durchgeführt wird, eingeführt. Ein Teilstrom (4) wird am Belebtschlammbecken vorbeigeführt und direkt in die semi-aerobe bzw. anaerobe Stufe zugeführt. Nach der aeroben Behandlung im Belebtschlammbecken 6 wird das aerob behandelte Abwasser zusammen mit dem Belebtschlamm in das Nachklärbecken 7 geführt, aus dem über 8 aerob gebildeter Uberschußschlamm ausgeschleust bzw. über 5 Rücklaufschlamm in den aerob arbeitenden Teil zurückgeführt werden. Das aerob vorbehandelte Abwasser wird nach Abtrennung des Belebtschlammes über 9 und 10 in die zweite, semi-aerob bzw. anaerob arbeitende biologische Stufe geführt, wobei zuvor eine Vermischung mit dem über 4 umgeleiteten Abwasser erfolgt. Das aus 7 über 9 zugeführte aerob behandelte Abwasser enthält hauptsächlich nur noch schwer aerob abbaubare Substanzen. Über 12 wird Uberschußschlamm aus der zweiten Stufe abgeführt, über 13 wird das gereinigte Abwasser abgeleitet. In einer Variante dieser Ausführungsform kann über die gestrichelte Linie 14 Abwasser im Kreislauf geführt werden.In detail, the wastewater, which contains substances that are easily and difficult to biodegrade, first arrives at 1 Into the primary clarifier 2, where sedimentable material is separated, via 3 primary sludge is discharged. The the Waste water leaving the primary clarification tank is now introduced into the aeration tank 6, where the aerobic treatment is carried out. A partial flow (4) is led past the activated sludge basin and directly into the semi-aerobic or anaerobic stage fed. After the aerobic treatment in the activated sludge tank 6, the aerobically treated wastewater is together with the Activated sludge passed into the secondary clarifier 7, from which excess sludge formed aerobically via 8 discharged or via 5 return sludge can be returned to the aerobic part. The aerobically pretreated wastewater is after separation of the activated sludge passed through 9 and 10 into the second, semi-aerobic or anaerobic biological stage, with previously it is mixed with the wastewater diverted via 4. The aerobically treated wastewater supplied from 7 via 9 mainly contains substances that are difficult to decompose aerobically. About 12 is excess sludge from the second stage discharged, the treated wastewater is discharged via 13. In a variant of this embodiment, the dashed line Line 14 wastewater can be circulated.
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren beispielhaft dargestellt:The method according to the invention is exemplified below shown:
Le A 17 947 - 6 -Le A 17 947 - 6 -
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Ein Abwasser aus einer Textilfärberei, das neben Farbstoff ein nichtionogenes Tensid, Natriumsulfat und Essigsäure enthielt, wurde auf pH 7 eingestellt und in einer Labor-Belebtschlammanlage mit einer Belüftungszeit von 4 h behandelt. Hierbei fand keine Farbänderung statt.A wastewater from a textile dye works that contains a non-ionic surfactant, sodium sulfate and acetic acid in addition to dye contained, was adjusted to pH 7 and in a laboratory activated sludge plant treated with an aeration time of 4 h. There was no change in color.
Nach 5 Versuchswochen wurde von der nachgeschalteten Aktivkohlesäule
eine Entfärbung von 55 % erreicht. Bei einer parallel betriebenen Anlage, bei der 20 % des Zulaufs
direkt der zweiten Stufe Aerobiern, sowie Nitrat- und Sulfatatmern (Aktivkohlesäule mit obligat und fakultativ
anaeroben Bakterien) zugeführt wurden, lag die Entfärbung zum gleichen Zeitpunkt'bei 99 %.
Beispiel 2 After 5 weeks of testing, the downstream activated charcoal column achieved a discoloration of 55%. In a system operated in parallel, in which 20% of the feed was fed directly to the second stage aerobes, as well as nitrate and sulfate substances (activated carbon column with obligatory and optional anaerobic bacteria), the discoloration at the same point in time was 99%.
Example 2
Abwasser aus der chemischen Industrie wurde in einer halbtechnischen Belebtschlamm-Anlage bei 11 Stunden Belüftungszeit behandelt. Die Analysendaten des Zulaufs zur ersten Stufe waren folgende:Wastewater from the chemical industry was treated in a semi-industrial activated sludge plant with an aeration time of 11 hours. The analysis data of the inflow to the first Level were the following:
CSB = 1810 mg/1
BSB5 = 837 mg/1COD = 1810 mg / 1
BOD 5 = 837 mg / l
Nach der aeroben Behandlung resultierte ein Abwasser mitAfter the aerobic treatment, wastewater also resulted
CSB =643 mg/1
BSB5 = 67 mg/1COD = 643 mg / 1
BOD 5 = 67 mg / l
Le A 17 947 - 7 -·Le A 17 947 - 7 -
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Ein Volumenteil des Ablaufes der ersten Stufe wurde mit einem Volumenteil mechanisch vorgeklärtem Kommunalabwasser gemischt. Das Kommunalabwasser wies folgende Analysenwerte auf: Part of the volume of the first stage drain was combined with part of the volume of mechanically pre-treated municipal wastewater mixed. The municipal wastewater showed the following analysis values:
CSB = 257 mg/1 BSB5 = 151 mg/1COD = 257 mg / 1 BOD 5 = 151 mg / 1
Die Mischung beider Abwasser wurde einem anaerob arbeitendem Aktivkohlefilter zugeführt. Es resultierte ein Ablauf der zweiten Stufe mitThe mixture of both wastewater became an anaerobic one Activated charcoal filter supplied. A sequence of the second stage resulted with
CSB = 106 mg/1 BSB5 = 7 mg/1COD = 106 mg / 1 BOD 5 = 7 mg / 1
Die Kontaktzeit des Abwassers mit der Aktivkohle betrug - gerechnet auf den freien Querschnitt -4h.The contact time of the wastewater with the activated carbon was - calculated on the free cross section - -4h.
Eine zur zweiten anaeroben Stufe parallel betriebene Belebtschlammanlage lieferte bei 6 Stunden Belüftungszeit dagegen nur folgende Abwasserqualität:An activated sludge plant operated in parallel with the second anaerobic stage In contrast, provided only the following wastewater quality with 6 hours of aeration time:
CSB = 339 mg/1 BSB5 = 16 mg/1COD = 339 mg / 1 BOD 5 = 16 mg / 1
Le A 17 947 - 8 - Le A 17 947 - 8 -
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8130 | Withdrawal |