DE2742894A1

DE2742894A1 - Verfahren und vorrichtung fuer die abwasserbehandlung durch mikroorganismen

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Publication number: DE2742894A1
Application number: DE19772742894
Authority: DE
Inventors: Masanori Honma; Kiyoshi Kuriyama; Tsuneo Matsuzaki; Kyuji Ohta; Munetaka Sato; Seiji Shida; Kazuo Sugaya; Reiko Wada
Original assignee: Niigata Engineering Co Ltd
Current assignee: Niigata Engineering Co Ltd
Priority date: 1976-09-24
Filing date: 1977-09-23
Publication date: 1978-03-30
Also published as: GB1574922A; AU2907977A; FR2365528A1; IT1090470B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von Abwasser mit Mikroorganismen und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abwasserbehandlung unter Verwendung eines Kontakt-Oxidationsverfahrens.

Die bekannten Verfahren zur Behandlung von Abwasser mittels Mikroorganismen schliessen beispielsweise ein, ein übliches Aktivschlammverfahren, ein Kontaktstabilisierungs-Verfahren, ein Stufen-Belüftungs-Verfahren, ein schnell ablaufendes Belüftungsverfahren, ein rotierendes biologisches Berührungsverfahren, ein Rieselfilterverfahren und ein Kontakt-Oxidations-Verfahren (beispielsweise wie beschrieben in A Critical Review

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of Current Municipal Wastewater Treatment Technology. Phase I-Biological Treatment Methods, Pacific Northwest Laboratories, Battelle Memorial Institute, Juli 1973).

Bei diesen mikrobiologischen Abwasserbehandlungsverfahren treten zahlreiche Mikroorganismen in grossen Zahlen auf, die als eine Masse vorliegen und schlammähnlich sind. Daher wird diese Masse der Mikroorganismen als Schlamm bezeichnet. Die vorher erwähnten Abwasserbehandlungsverfahren, welche Mikroorganismen verwenden, können grob eingeteilt werden in ein Flotationsverfahren und ein Festbettverfahren, je nachdem, ob der Schlamm in einem Belüftungstank suspendiert ist oder in einem Festbett festgehalten wird. Die üblichen Aktivschlanjmverfahren, Kontaktstabilisierungsverfahren und schnell ablaufenden Belüftungsverfahren kann man als Flotation sver fahr en auffassen und das Kontakt-Oxidations-Verfahren und das Riesefilterverfahren als Festbettverfahren.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann als ein Kontakt-Oxidations-Verfahren bezeichnet werde-. Im allgemeinen ist ein Kontakt-Oxidations-Verfahren, bei dem ein Luftverteiler oder ein mechanischer Belüfter verwendet wird, hinsichtlich der Behandlungsfähigkeit und Behandlungswirksamkeit einem einfachen Festbettverfahren, beispielsweise einem rotierenden biologischen Berührungsverfahren, wie es z.B. in Sadao Kojima, Yosui To Haisui (Industrial Water and Wastewater), 14, S. 960, (1972) und Y. Maeda, Jornal of Fermentation Technology, 53, S. 875, (1975) beschrieben wird, überlegen.

Ein Kontakt-Oxidations-Verfahren ist ein Verfahren·, bei dem ein gewisses Trägermedium in einen Lufttank eingebracht wird,

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um Mikroorganismen auf der Oberfläche des Mediums oder sowohl auf der Oberfläche des Mediums als auch in den Zwischenräumen des Mediums wachsen zu lassen und beim Belüften bewirken die aeroben Mikroorganismen an der Oberfläche des Trägermediums und anaerobe Mikroorganismen in den Zwischenräumen die Entfernung der organischen verunreinigenden Stoffe in dem Abwasser. Dies wird auch als ein Festbett-Belüftungsverfahren bezeichnet. Es sind verschiedene Verfahren vorgeschlagen und angewendet worden, hinsichtlich der Struktur, des Materials und der Beschichtung des in den Belüftungstank einzubringenden Trägermaterials, und auch hinsichtlich der Anordnung des Trägermaterials. Beispielsweise wurde ein Plastikzylinder mit einem inneren Durchmesser von etwa 25 bis 75 mm oder ein honigwabenartig gebildeter Block (d.h. ein Block, der eine Vielzahl von hexagonalen Zellen aufweist) mit einem Innendurchmesser von etwa 10 bis 75 mm in einem Belüftungstank suspendiert und Mikroorganismen wurden an der Oberfläche wachsen gelassen und dann wurde die Belüftung durchgeführt. So ein Verfahren wird beispielsweise in Collection of Informative Materials for Techniques for Producing and utilizing Regenerated Water, Fuji Technosystem Press (1974) beschrieben. Bei der Abwasserbehandlung unter Anwendung eines solchen Kontakt-Oxidations-Verfahrens werden die an der Oberfläche und im Inneren des Trägermediums zurückgehaltenen Mikroorganismen häufig in Form einer Masse oder eines Blattes abgetragen und dadurch verstopft das Innere des zylindrischen oder honigwabenähnlich geformten Trägers ("Abtragungs-Verstopfungs-Phänomen"). Das Auftreten dieses Abtragungs-Verstopfungs-Phänomens vermindert erheblich den Wasserdurchfluss in dem Trägermedium, nämlich in dem Festbetteil, in dem der Mikroorganismus darauf zurückgehalten wird. Das Kontakt-Oxidations-Verfahren verwendet gleichzeitig die Aktivitäten von aeroben

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Mikroorganismen und anaeroben Mikroorganismen. Im allgemeinen wird die Wirkung der Entfernung von verunreinigenden Stoffen im Abwasser dem Einfluss der aeroben Mikroorganismen zugesprochen und erst in zweiter Linie dem der anaeroben Mikroorganismen. Wird somit der Wasserfluss durch das Abtragungs-Verstopfungs-Phänomen vermindert, so können die verunreinigenden Stoffe und gelöster Sauerstoff in dem Abwasser nicht zu der Stelle geführt werden, an welcher Mikroorganismen mit einer Behandlungsfähigkeit vorliegen. Dadurch folgt unmittelbar eine Verminderung der Behandlungsfähigkeit und der Behandlungswirksamkeit.

Es wurde auch ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem man die organischen verunreinigenden Stoffe in Abwasser mit Aktivschlamm behandelt, der zurückgehalten wurde auf und kultiviert und eingefüllt war in den offenen Zellen von Stücken einer Grosse von im allgemeinen 1 bis 100 cm eines schwammarti-gen Harzes, wie Polyurethanschaum oder Polyäthylenschaum, so dass der Aktivschlamm in grosse Teile überführt wurde, welche die Grösse der Kunstharzstücke hatte. Ein solches Verfahren wird in der japanischen Patentanmeldung OPI 64261/74 beschrieben. Bei diesem Verfahren, bei dem die schwammartigen Harzstücke verwendet werden, tritt jedoch der Nachteil auf, dass die Lebensdauer der Harzteile als Trägermedium im äussersten Falle etwa 2 Jahre beträgt und dass es schwierig ist, den Mikroorganismus über längere Zeiträume auf den Harzteilchen zu halten, und dass es auch schwierig ist, aufgrund der Tatsache, dass viele Teilchen in dem Belüftungstank aufschwimmen, alle die einzelnen Teilchen zu untersuchen und nur diejenigen auszutauschen, die aufgebraucht sind.

Bei mikrobiologischen Abwasserbehandlungen dienen die

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Mikroorganismen zur Entfernung von organischen Verunreinigungen in dem Abwasser, indem sie die Verunreinigungen absorbieren oder oxidativ zersetzen. Dabei wächst der Mikroorganismus und verwendet die verunreinigenden Stoffe als Nährquelle und wächst häufig zu einer so grossen Anzahl an, die grosser ist als für die Zwecke der Abwasserbehandlung erforderlich.

Den Überschuss bezeichnet man im allgemeinen als Überschuss-Schlamm und er wird aus dem Abwasserbehandlungssystem herausgeholt .

Bei fast allen Abwasserbehandlungsverfahren, die die Aktivitäten von Mikroorganismen verwenden, tritt ein überschüssiger Schlamm in mehr oder weniger grossem Masse auf und als ein weiteres Problem bei der Abwasserbehandlung muss man deshalb erhebliche Ausrüstungen, viel Arbeit und hohe Kosten in die Behandlung· des überschüssigen Schlamms investieren. Dies ist einer der grossen Nachteile von mikrobiologischen Abwasserbehandlungsverfahren .

Bei einem Versuch, diese Nachteile zu beseitigen, sind Verfahren entwickelt worden, bei denen die Luftdurchflussgeschwindigkeit erhöht wird oder die Belüftung unter Verwendung von sehr reinem Sauerstoff erfolgt, oder der überschüssige Schlamm in getrennten Überschuss-Schlamm-Tanks aufbewahrt wird und dort über längere Zeiträume belüftet wird. Dies wird beispielsweise von J. E. Ball und M. J. Humenick in"High-Purity Oxygen in Biological Treatment of Municipal Wastewater",in Journal of Water Pollution Control Federation, 44, 65 (1972) und von Reynolds in "Aerobic Digestion of Waste Activated Sludge" Water Sewage Works, S. 37 ff (Februar 1967) und weiteren Literaturstellen beschrieben. Diece Verfahren, die auf der Oxidation

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unter aeroben Bedingungen beruhen, haben den Vorteil, den Überschuss-Schlamm zu vermindern, aber damit verbunden sind andererseits erhöhte Energiekosten, um die Luft zuzuführen oder um einen sehr reinen Sauerstoff zu gewinnen.

Im allgemeinen fallen bei den Festbettverfahren, wie einem rotierenden biologischen Berührungsverfahren und einem Kontakt-Oxitadtions-Verfahren, etwas geringere Mengen an Überschuss-Schlamm an als bei den Flotationsverfahren, wie bei den üblichen Aktivschlammverfahren oder den Kontaktstabilisationsverfahren, weil, obwohl die Oberfläche des an dem Festbett anhaftenden Schlammes aerob ist, die Innenseite des Schlammes anaerob ist und durch die Einwirkung von Enzymen, die durch anaerobe Mikroorganismen gebildet werden, ein Aufschluss der Mikrobenzellen bewirkt wird. Die Menge an gebildetem Überschuss-Schlamm ist jedoch nicht gering und auch die Festbettverfahren sind deswegen nicht problemfrei hinsichtlich der Behandlung des Überschuss-Schlammes.

Ein Ziel der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Abwasserbehandlung und eine Vorrichtung hierfür zur Verfügung zu stellen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Abwasserbehandlung und eine Vorrichtung hierfür zur Verfügung zu stellen, mittels welcher man BOD₅ und CODj. (biochemischer Sauerstoffbedarf für 5 Tage und chemischer Sauerstoffbedarf, gemessen durch Kaliumpermanga- nat) in Abwasser wirksam verhindert, und wobei die Aufrechterhaltung des Verfahrens einfach ist.

Ein noch weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abwasserbehandlung zur Verfügung zu stellen, bei dem grosse Mengen an Mikroorganismen auf einem

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Trägermaterial zurückgehalten werden, ohne davon abzublättern.

Noch eine weitere Aufgabe ist darin zu sehen, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abwasserbehandlung zur Verfügung zu stellen, bei welcher die Behandlungsvorrichtung nicht durch Mikroorganismen verstopft wird, so dass das Abwasser mit gutem Durchfluss hindurchfHessen kann.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abwasserbehandlung zur Verfügung zu stellen, bei dem die Menge an gebildetem Überschuss-Schlamm niedrig
ist.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abwasserbehandlung zur Verfügung zu stellen, bei dem das Trägermedium bei seinem Einsatz eine hohe Haltbarkeit aufweist.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abwasserbehandlung. Erfindungsgemäss wird wenigstens eine
nicht gewebte Fasermatte mit einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur als Trägermedium in einen Belüftungstank eingegeben und Mikroorganismen werden an der Oberfläche und in den Zwischenräumen der nicht gewebten Fasermatte zurückgehalten und organisch verunreinigte Substanzen in dem Abwasser werden in Gegenwart von Sauerstoff durch die Mikroorganismen oxidativ
zersetzt.

Fig. 1-(A) und 1-(B) sind Mikrofotografien von nicht gewebten Matten, die gemäss der Erfindung verwendet werden und Fig. 1-(C) zeigt eine nicht gewebte Matte als Modell.

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Fig. 2-(A),Fig. 2-(B) und Fig. 2-(C) sowie Fig. 2-(D) sind Teilansichten und eine Frontansicht, die ein Beispiel für eine Vorrichtung zum Fixieren der gemäss der Erfindung verwendeten nicht gewebten Matte zeigen.

Fig. 3-(A) und 3-(B) zeigen eine plane bzw. perspektivische Darstellung einer anderen Vorrichtung zum Befestigen der gemäss der Erfindung verwendeten nicht gewebten Matte.

Fig. 4-(A) zeigt eine Aufsicht von oben in einem Modell einer Belüftungstankanordnung gemäss der Erfindung, Fig. 4-(B) zeigt eine Aufsicht von oben in einen Belüftungstank und Fig. 4-(C) eine Ansicht längs der Linie A-B der Fig. 4-(A).

Das erfindungsgemäss behandelte Abwasser schliesst wässrige Flüssigkeiten ein, welche organische Verunreinigungen enthalten, die oxidativ mittels Aktivschlamm in Gegenwart von Sauerstoff zersetzt werden, wie Industrieabwasser, enthaltend organische Verbindungen, und die überfliessenden Flüssigkeiten, die übrig bleiben, wenn man Hausabwasser durch einen Sedimentationstank fHessen lässt.

Die erfindungsgemäss verwendete nicht gewebte Matte, wie sie in Fig. 1 gezeigt wird, ist eine nicht gewebte Matte, die durch Verarbeitung von synthetischen Fasern erhalten wird, indem man diese erhitzt, wobei sich die Fasern wellen. Dann ordnet man die gewellten Fasern zu einem Gewebe oder einer Matte und lässt die Fasern miteinander coaleszieren,indem man entweder ein Bindemittel verwendet (das z.B. aus dem gleichen

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Material wie die Faser bestehen kann) oder durch Schmelzadhäsion durch Erhitzen, so dass die gewellten Fasern eine Matte bilden. Die nicht gewebte Matte hat eine dreidimensionale Netzwerkstruktur, in welcher die Fasern, aus denen die Matte besteht, unregelmässig verschlungen sind, und worin die Zwischenräume ein grosses Volumen (beispielsweise etwa 60 bis 99 %) ausmachen. Ein Beispiel für eine nicht gewebte Matte ist das im Handel unter der Bezeichnung Saran Lock erhältliche Produkt (hergestellt von der Dow Chemical).

Jede synthetische Faser die wasserfest ist, die überlegene physikalische und chemische Eigenschaften hat und die zu einer Netzwerkstruktur in der vorher angegebenen Art verarbeitet werden kann, kann gemäss der Erfindung verwendet werden. Beispiele für solche Fasern sind Fasern aus Polyhexamethylenadipamid (Nylon), Polyvinylidenchlorid, Polyvinylchlorid und Polyester. Fasern aus Metallen mit guter Korrosionsbeständigkeit und Rostbeständigkeit, wie rostfreier Stahl, können gleichfalls verwendet werden.

Die Dicke der Fasern liegt im allgemeinen bei etwa 50 bis etwa 4000 Denier. Falls die Dicke der Fasern grosser als etwa 4000 Denier ist, nimmt die Zurückhaltung der Mikroorganismen in der dreidimensionalen Netzwerkstruktur etwa ab und die zurückgehaltenen Mikroorganismen neigen dazu, aufgrund des Fliessens des Abwassers abzublättern. Falls die Dicke der Fasern bis unterhalb etwa 50 Denier abnimmt, wird die Festigkeit der Fasern zu gering. Der bevorzugte Dickenbereich ist 100 bis 2000 Denier und insbesondere wird ein Dickenbereich von 800 bis 1800 Denier bevorzugt.

Das Raumgewicht der nicht gewebten Fasermatte gemäss der

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Erfindung beträgt etwa 0,01 bis etwa 0,40 g/cm , vorzugsweise 0,02 bis 0,2 g/cm . Falls das Raumgewicht zu hoch wird, neigt die Fähigkeit der nicht gewebten Matte den Mikroorganismus festzuhalten dazu, abzunehmen und wenn es ausserordentlich niedrig ist, so wird die Zurückhaltung der anaeroben Mikroorganismen vermindert.

Die Dicke der nicht gewebten Matte ist ein ziemlich wichtiger Faktor hinsichtlich der Fähigkeit der nicht gewebten Matte, Aktivschlamm in hoher Konzentration zu halten und hinsichtlich des Grades der Bildung an Überschuss-Schlamm. Um den Grad der Bildung an Überschuss-Schlamm, bezogen auf entfernten BOD_ zu vermindern, beträgt die Dicke der Matte vorzugsweise wenigstens etwa 15 mm, obwohl sie in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Abwassers variieren kann.

Wie schon vorher festgestellt, betrifft die Erfindung auch ein Abwasserbehandlungsverfahren unter Verwendung von Mikroorganismen' in einem Kontakt-Oxidations-Verfahren und um Vorteile aus sowohl der Aktivität der aeroben als auch der anaeroben Mikroorganismen zu ziehen, sollte die Dicke des Trägermediums oberhalb einer gewissen Grenze liegen. Da jedoch die Entfernung von BOD₅ und COD., in Abwasserbehandlungen im allgemeinen hauptsächlich auf die Aktivität der aeroben Bakterien zurückzuführen ist, muss das Trägermedium eine ausreichende Oberfläche (a χ b χ c, wie in Fig. 1-(C) gezeigt wird) haben, um die für die Abwasserbehandlung erforderlichen aeroben Bakterien zu halten. Falls die Dicke zu gross ist, muss die Anz'ahl der Trägermediem, die in den Belüftungstank eingebracht werden kann, vermindert werden und dadurch nimmt dann die Gesamtoberfläche der Trägermedien ab. Infolgedessen nimmt die Beladung an Verunreinigungen an der Oberfläche des

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Trägermediums relativ zu und die Behandlungsfähigkeit und Behandlungswirksamkeit des Trägermediums nimmt ab. Vorzugsweise hat das Trägermedium im allgemeinen eine Dicke von nicht mehr als 30 mm. Darüber hinaus ergibt eine zu grosse Dicke höhere Materialkosten pro Oberflächeneinheit in dem Trägermedium und das ist nicht wünschenswert, vom Gesichtspunkt der Baukosten für die Abwasserbehandlungsanlage.

Die Dicke der nicht gewebten Matte beträgt im allgemeinen etwa 15 bis etwa 30 mm und wird in geeigneter Weise ausgewählt je nach den Eigenschaften des zu behandelnden Abwassers. Das Verfahren zur Abwasserbehandlung mittels Mikroorganismen durch Kontakt-Oxidation macht Gebrauch sowohl von den Aktivitäten der aeroben Mikroorganismen als auch von denen der anaeroben Mikroorganismen, um die Behandlungsfähigkeit und die Behandlungswirksamkeit zu erhöhen. Vorzugsweise sollen die Eigenschaften des zu behandelnden Abwassers im vollen Umfang berücksichtigt werden und, falls die Behandlung hauptsächlich durch die Aktivität der aeroben Mikroorganismen erfolgt, soll die Dicke der nicht gewebten Matte vermindert werden. Wird dagegen die Behandlung hauptsächlich durch die Aktivität der anaeroben Mikroorganismen vorgenommen, dann wird die Dicke der nicht gewebten Matte vorzugsweise erhöht.

Unterschiede in der Dicke der nicht gewebten Matte verursachen einige Unterschiede in den Mengen der zurückgehaltenen Mikroorganismen, bezogen auf das scheinbare Volumen (a χ b χ c, wie in Fig. 1 gezeigt) der nicht gewebten Matte mit dreidimensionaler Struktur. Im allgemeinen nimmt die Menge

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in dem Masse zu, wie die Dicke erhöht wird. Bei einer Abwasserbehandlungsanlage in einer chemischen Fabrik beträgt die Konzentration an zurückgehaltenen Mikroorganismen, bezogen auf das scheinbare Volumen einer nicht gewebten Matte mit einer Dicke von 10 mm, beispielsweise etwa 20.000 ppm, während die Konzentration der zurückgehaltenen Mikroorganismen auf Basis des scheinbaren Volumens einer nicht gewebten Matte mit einer Dicke von 20 mm etwa 30.000 ppm beträgt. Das heisst somit, dass durch Erhöhen der Dicke der nicht gewebten Matte eine Erhöhung der Menge an Mikroorganismen in einem gewissen Umfange eintritt.

Die Form der nicht gewebten Matte kann beliebig sein, je nach der Form des Belüftungstanks. Beispielsweise kann die nicht gewebte Matte quadratisch sein. Die Grosse der Matte hängt gleichfalls von dem Belüftungstank ab. Die Oberfläche der nicht gewebten Matte kann auch gebogen oder zick-zackförmig sein.

Werden zwei oder mehr nicht gewebte Matten in einem Belüftungstank verwendet, so ist es im allgemeinen wünschenswert, diese parallel zueinander auszurichten, um den Wasserdurchfluss im Belüftungstank wirksam zu verbessern und das Herbeiführen von verunreinigenden Stoffen und gelöstem Sauerstoff in dem Abwasser an die Stelle, wo der Mikroorganismus für die Behandlung vorhanden ist, zu erleichtern. Die Zwischenräume zwischen den nicht gewebten Matten betragen vorzugsweise etwa 20 bis 100 mm, um ein Verstopfen durch an den Oberflächenschichten der Matte anhaftenden Schlamm oder an solchen Stellen, an denen der Schlamm abgeblättert ist, zu vermeiden. Bei den honigwabenformigen oder zylindrischen Trägermedien wird ein Teil der Innenseite des Trägermediums häufig

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verstopft und in dem Masse, wie sich der Schlamm allmählich aufbaut, wird die Innenseite schliesslich vollständig verstopft. Verwendet man dagegen ein plattenähnliches Trägermaterial, kann man diesen Nachteil mit Sicherheit verhindern, indem man den Abstand zwischen den Matten im Bereich von etwa 20 bis etwa 100 mm wählt. Die Verminderung des Wasserdurchflusses bei dem Kontakt-Oxidations-Verfahren bedingt eine Verminderung der Behandlungsfähigkeit und der Behandlungswirksamkeit.

Vorzugsweise wird die Zahl der verwendeten nicht gewebten Matten erhöht, indem man den Abstand zwischen den Matten möglichst klein hält, aber falls dieser Abstand unterhalb etwa 20 mm liegt, neigt der Zwischenraum zwischen den Matten dazu, durch Mikroorganismen verstopft zu werden. Beträgt der Raum zwischen den Matten mehr als etwa 100 mm, so nimmt die Anzahl der nicht gewebten Matten, die in den Belüftungstank eingebracht werden können, ab, und die Beladung der verunreinigenden Stoffe nimmt relativ zu. Infolgedessen wird dann die Behandlungsfähigkeit und die Behandlungswirksamkeit vermindert.

Obwohl die in Aktivschlamm festgestellten Bakterien, je nach den Eigenschaften des Abwassers, vorwiegend der Spezies Zooglea angehören, ist es erforderlich, für den Fall, dass fadenförmige Bakterien, wie solche der Spezies Sphaerotilus in Form von Fäden an den Oberflächen des Trägermediums wachsen, und den Zwischenraum zwischen den Matten verstopfen, dies durch einen vorhergehenden Versuch zu bestätigen, indem man eine kleine Versuchseinheit oder dergleichen benutzt, um die Abstände zwischen den Matten zu untersuchen und die Zwischenräume bei dem Entwurf der tatsächlich verwendeten Einheit so

* pro Oberflächeneinheit

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zu erhöhen, dass ein Verstopfen vermieden wird.

Die Bereiche der Abstände zwischen den nicht gewebten Matten, die von der Art des zu behandelnden Abwassers abhängen, betragen vorzugsweise 25 bis 70 mm und insbesondere 40 bis 60 mm.

Die Oberfläche der nicht gewebten Matte wird auf Basis der zu behandelnden Mengen von BOD_C und COD.. bestimmt.

Im allgemeinen wird eine Vielzahl von nicht gewebten Matten in einem Belüftungstank parallel in Richtung des Wasserdurchflusses, der durch Belüftung mit einem Luftverteiler erzeugt wird, angeordnet. Manchmal werden die Matten mit Bolzen oder dergleichen befestigt. Hinsichtlich der Abstände zwischen den Matten ist es, falls der Belüftungstank in vier Kammer aufgeteilt ist, beispielsweise möglich, den Abstand zwischen den Matten in der ersten und zweiten Kammer auf 50 mm und in der dritten und vierten Kammer auf 40 mm einzustellen. Falls keine grossen Unterschiede hinsichtlich der Anhaftungseigenschaften der Mikroorganismen vorliegen, können die Matten in gleichen Abständen angeordnet werden.

Wird das zu behandelnde Abwasser und der Aktivschlamm in den Belüftungstank eingeführt und Sauerstoff oder ein Sauerstoff enthaltendes Gas, im allgemeinen Luft, dem Tank, beispielsweise durch einen Luftverteiler zur Erzeugung eines Wasserflusses, zugeführt, dann haften die Mikroorganismen an und füllen die und wachsen weiter in den inneren offenen Räumen der nicht gewebten Matten mit verhältnismässig kurzen Akklimatisierungszeiten. Die Abklimatisierungszeit gibt den Zeitraum an, der abläuft, bis das Trägermedium anfängt

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seine Aufgabe in dem Belüftungstank zu erfüllen; mit anderen Worten heisst dies, dass die Akklimatisierungszeit den Zeitraum angibt, der abläuft, bis die Eigenschaften des Aktivschlamms, der in der Lage ist,die biochemische Oxidation der verunreinigenden Stoffe in dem Abwasser vorzunehmen, in dem Trägermedium konstant werden und die Menge an zurückgehaltenem Aktivschlamm ausreichend ist für die Abwasserbehandlung. Dieser Zeitraum kann durch Messen des BOD des behandelten Wassers bestimmt werden.

Die Menge an Mikroorganismen, die in dem Trägermaterial gemäss der Erfindung zurückgehalten wird, ist im allgemeinen so hoch wie etwa 25.000 bis 50.000 ppm, bezogen auf das scheinbare Volumen des Trägermediums, aber Unterschiede können hier vorkommen, beispielsweise in Abhängigkeit von den Eigenschaften des zu behandelnden Abwassers und der Dicke des Trägermaterials.

Die Behandlung des Abwassers wird durchgeführt, indem man das Abwasser in den Belüftungstank einleitet und gleichzeitig Sauerstoff, Luft oder ein anderes Sauerstoff enthaltendes Gas in das Abwasser unter Verwendung eines Luftverteilers einführt und dadurch die Oxidation der organischen Verunreinigungen in dem Abwasser bewirkt. Das Sauerstoff enthaltende Gas ist eine Mischung aus Sauerstoff mit einem gegenüber Oxidation inerten Gas, wie Stickstoff, Kohlendioxid, Neon, Argon, Krypton oder Xenon. Im allgemeinen wird Luft für die Oxidationsreaktion verwendet.

Der Sauerstoff, die Luft oder das Sauerstoff enthaltende Gas wird in den Belüftungstank eingeführt, so dass die Konzentration an gelöstem Sauerstoff in dem Tank zwischen etwa 0,5 bis etwa 15 ppm beträgt, aber sie hängt von der

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Konzentration an BODt- und COD., in dem Abwasser ab. Wird

ο Mn

die Konzentration an verunreinigenden Stoffen in dem zu behandlenden Abwasser in der Nähe des Einlasses des Belüftungstankes hoch, so neigt die Menge des gelösten Sauerstoffs dazu, merklich abzunehmen. In diesem Falle kann die Behandlungsfähigkeit und der Behandlungseffekt verbessert werden, indem man eine sogenannte konische Belüftungsweise anwendet, in welcher der Belüftungstank in Kammern aufgeteilt ist und die Luftdurchflussgeschwindigkeit in der ersten Kammer erhöht wird und dann nach und nach in den nachfolgenden Kammern abnimmt.

In Gegenwart von Sauerstoff fliesst das Abwasser durch die offenen Räume im Inneren der nicht gewebten Matten und die Räume zwischen den nicht gewebten Matten und wird während des Durchflusses dem Einfluss der aeroben Mikroorganismen an der Oberfläche der nicht gewebten Matte und dem Einfluss der anaeroben Mikroorganismen im Inneren der nicht gewebten Matte ausgesetzt. Infolgedessen werden organische Verunreinigungen in dem Abwasser von den Mikroorganismen absorbiert und dann zersetzt. Die aufgrund des Wachstums gebildeten überschüssigen Mengen an Mikroorganismen werden von den nicht gewebten Matten abgeblättert und in dem Abwasser suspendiert. Diese überschüssigen Mikroorganismen können manchmal durch die Mikroorganismen, welche an den nicht gewebten Matten in den nachfolgenden Kammern anhaften, zersetzt werden.

Das behandelte Abwasser fliesst von dem Belüftungstank in einen Sedimentiertank, in welchem der Schlamm mittels Sedimentation abgetrennt wird. Das klare Wasser wird dann abgelassen. Der abgetrennte Schlamm in dem Sedimentiertank muss

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nicht in den Belüftungstank zurückgeführt werden und kann nach Entfernung des Wassers verworfen oder verbrannt werden. Da jedoch der Grad der Bildung an überschüssigem Schlamm niedrig ist, und dessen Menge sehr gering ist/ kann er sehr einfach behandelt werden. Es ist natürlich möglich, den Schlamm in den Belüftungstank zurückzuführen, wie dies zur Zeit praktisch gehandhabt wird.

Die nicht gewebten Matten können in geeigneter Weise fixiert werden. Wie beispielsweise in den Fig. 2-(A) und 2-(B) gezeigt wird, werden Abstandhalter 1 gebildet, von denen jeder einen zylindrischen Teil 2 hat, und einen ringförmigen Kragen 3, der integral an deren Peripherie ungefähr in der Mitte der axialen Richtung gebildet wird, und eine Vielzahl von Vorsprüngen 4 wird an den Seiten des Kragens 3 mit pfeilförroigen Spitzen gebildet. Zwei solche Abstandshalter werden gegenüberliegend angebracht und eine nicht gewebte Matte 5 wird dazwischen angebracht. Die Vorsprünge 4 dringen durch die nicht gewebte Matte 5. Auf diese Weise kann eine Vielzahl von nicht gewebten Matten 5 parallel zueinander in vorbestimmten Abständen angeordnet werden und ein Bolzen 6 wird in das Loch 1a der Welle des Abstandshalters 1 eingeführt, sowie Trägerplatten 7 und 8, die an beiden Seiten durch den Bolzen 6 gesichert werden. Eine Schraube 9 wird an beiden Enden zur Befestigung der nicht gewebten Matten vorgesehen und der Trägerplatten 7 und 8. Die Kantenteile der nicht gewebten Matten 5 werden durch Ver. stärkungsplatten 10 und 11 verstärkt und die sich so ergebende Anordnung wird in den Belüftungstank eingebracht.

Eine andere Vorrichtung zum Fixieren der nicht gewebten Matten

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wird in den Fig. 3-(A) und 3-(B) gezeigt. Der peripherale Kantenteil einer nicht gewebten Matte 19 wird bedeckt und verstärkt mit einer Leitung 12 und eine Vielzahl von Plastikbändern 13 wird über die Matte gestreckt in longitudinaler und transversaler Richtung, wobei beide Enden durch eine Befestigungsstelle 14 fixiert werden, um die nicht gewebte Matte 19 und die Leitung 12 integriert miteinander zu verbinden. Weiterhin wird die Leitung 12 durch ein Winkelglied 16 an der inneren Oberfläche des quadratischen Rahmens 15 in vorbestimmten Abständen befestigt. Auf diese Weise kann die nicht gewebte Matte 19, angeordnet in dem Rahmen 15, parallel angeordnet und in vorbestimmten Abständen befestigt werden. In Fig. 3-(B) gibt die Bezugszahl 17 eine Trägerplatte an und 18 bedeutet einen Trägerstab, der an der Trägerplatte 17 und dem Rahmen 15 befestigt ist.

Die nicht gewebten Matten 19 werden parallel zueinander in vorbestimmten Abständen ausgerichtet und unter Verwendung des Bolzens 6 und des Abstandshalters 1, wie in Fig. 2, fixiert, oder in den Belüftungstank unter Verwendung des Plastikbandes 13 und des Winkelgliedes 16, wie in Fig. 3 gezeigt wird, unterstützt und fixiert und für die Behandlung von organischen Verunreinigungen in dem Abwasser verwendet .

Fig. 4 zeigt einen Belüftungstank für die Abwasserbehandlung der bei dem Verfahren der Erfindung verwendet wird. Fig. 4-(A) zeigt eine Anordnung von vier Belüftungstanks; Fig. 4-(B) ist eine Aufsicht auf einen dieser Tanks und Fig. 4-(C) ist ein Querschnitt entlang der Linie A-B der Fig. 4-(A). In Fig, 4 bedeuten 20, 20^f , 20" und 20"· jeweils Belüftungstanks, 21 Trägermedien gemäss der Erfindung, 22 einen Luftverteiler, 23 einen Rahmen oder eine

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Fixiervorrichtung für das Trägermedium, und 24 eine Schlusskontrollplatte, die vorgesehen ist, um das Abwasser in Richtung des Pfeiles fHessen zu lassen. In Fig. 4-(A) fliesst das Abwasser vom Tank 20 in den Tank 20'^fl in Richtung des Pfeiles, während es behandelt wird. Schliesslich wird das Abwasser in den Sedimentierungstank von der Kammer 20* " eingeleitet. Im allgemeinen wird der Luftverteiler so vorgesehen, dass der Wasserfluss spiralförmig ist, wobei die Stellung des Luftverteilers frei gewählt werden kann. Gewünschtenfalls wird die Fliesskontrollplatte nicht verwendet.

In Fig. 4 sind die Trägermedien in zwei Reihen a und b angeordnet. Dies stellt keinen besonderen Unterschied gegenüber einer Anordnung in einer Reihe dar und sie können auch in drei, vier oder fünf Reihen angeordnet werden.

Da gemäss der vorliegenden Erfindung nicht gewebte Matten mit einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur als Trägermedien in einen Belüftungstank eingebracht werden und Mikroorganismen an den Oberflächen und den Zwischenräumen der

Matten festgehalten werden, können BOD_C, COD.. und ein

ο Mn

Teil des Überschuss-Schlammes wirksam durch die synergistische Wirkung der aeroben Mikroorganismen an der Oberfläche der nicht gewebten Matten und der anaeroben Mikroorganismen in den Zwischenräumen der nicht gewebten Matten entfernt werden. Weiterhin können grosse Mengen an Mikroorganismen in den nicht gewebten Matten festgehalten werden, ohne dass sie davon leicht abblättern, weil die nicht gewebte Matte offene Flächen eines verhältnismässig grossen Volumens haben und eine dreidimensionale Netzwerkstruktur aufweisen, in der die Fasern unregelmässig miteinander verworren sind. Infolgedessen kann gemäss der Erfindung Abwasser unter Bedingungen

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hoher BOD-Beladungen behandelt werden, beispielsweise von etwa 1,0 bis etwa 2,5 kg BOD/m /Tag (Menge von Bod im Abwasser das pro Tag in m dem Belüftungstank zugeführt wird) im Vergleich zu den üblichen Aktivschlammverfahren. Weil die Zwischenräume zwischen den nicht gewebten Platten nicht verstopfen, findet ein guter Fluss des Abwassers durch die Zwischenräume zwischen den nicht gewebten Matten und den in den nicht gewebten Platten selbst enthaltenen Zwischenräumen statt, und das Abwasser kann leichter, sicherer und wirksamer mit allen Mikroorganismen, die auf den nicht gewebten Matten gehalten werden, in Berührung kommen, und * dadurch kann man wirksam organische Verunreinigungen in dem Abwasser vermindern. Da die Mikroorganismen mit Sicherheit an den nicht gewebten Matten festgehalten werden, kann die Konzentration des Schlamms in dem Belüftungstank immer konstant gehalten werden. Der Grad der Bildung von Überschuss-Schlamm ist ausserordentlich niedrig und der Überschuss-Schlamm kann leicht behandelt werden. Es ist auch nicht err forderlich, den Schlamm in den Belüftungstank zurückzuführen. Das heisst, dass der Betrieb der Reinigungsanlage leicht ist und dass das Abwasser wirtschaftlich behandelt werden kann. Darüber hinaus kann die Grosse der Anlage klein sein und die Kosten für den Bau der Abwasserbehandlungsanlage können vermindert werden, weil das Abwasser gemäss der Erfindung wirksam und schnell behandelt werden kann und die gleiche oder eine höhere Behandlungswirksamkeit als bei üblichen Verfahren mit einem Belüftungstank kleinerer Kapazität erzielt werden kann.

Die nicht gewebten Matten können parallel zueinander in vorbestimmten Abständen angebracht werden und können fest in

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einem Belüftungstank angeordnet sein. Die Anordnung der nicht gewebten Matten kann einfach geändert werden, je nach den Eigenheiten der Anlage, den Behandlungsbedingungen und dergleichen, und ein Austausch der nicht gewebten Matten kann leicht erfolgen. Infolgedessen können die nicht gewebten Matten in dem Belüftungstank so angeordnet werden, dass die Abwasserbehandlung unter optimalen Behandlungsbedingungen durchgeführt werden kann.

Ein weiterer Vorteil beim erfindungsgemässen Verfahren ist darin zu sehen, dass die Zurückhaltung der Mikroorganismen auf dem Trägermedium schnell erfolgt, und dass das Füllmaterial eine lange Lebensdauer (im allgemeinen 5 bis 10 Jahre) hat und über lange Zeiträume mit Sicherheit Mikroorganismen zurückhält. Weiterhin kann das Abwasser immer unter Optimalbedingungen behandelt werden, indem man den Belüftungstank aufteilt und eine Verfahrensweise anwendet, die man als stufenweise Belüftung bezeichnet, und wie sie beispielsweise in Fig. 4 gezeigt wird, bei welcher Abwasser dem Tank 20', 20·' und 20* " in einem Volumenverhältnis von 5:3:2 zugeführt wird, um die volumetrische Belastung im Tank zu vermindern, oder indem man eine solche Belüftungsweise vornimmt, bei welcher Luft den Tanks in variierenden Anteilen zugeführt wird.

Die folgenden Beispiele, bei denen Abwasser aus chemischen Fabriken, aus Eisengiessereien und häusliche Abwässer und dergleichen behandelt werden, beschreiben die Erfindung ausführlich, Diese Beispiele sollen nicht beschränkend ausgelegt werden. Wenn nicht anders angegeben, sind alle Teile, Prozentsätze, Verhältnisse und dergleichen auf das Gewicht bezogen.

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Beispiel 1

Abwasser aus einer chemischen Fabrik (enthaltend Polyalkohole und einige Amine) , enthaltend ein BOD₁. (der Sauerstoffbedarf von BOD bei 20⁰C für 5 Tage) von 750 ppm und einem

COD.. von 510 ppm als Verunreinigung, wurde mit einer Mn

Anlage der in Fig. 4 gezeigten Art behandelt. Eine nicht gewebte Matte war in jedem der Tanks eingelegt.

Zunächst wurden Phosphorsäure und Harnstoff als Nährmittelquelle zugegeben, so dass das Gewichtsverhältnis vori BOD₁-zu N:P 100:5:1 betrug. Der pH des Abwassers wurde mit Schwefelsäure auf 7 bis 7,5 eingestellt. Das Abwasser wurde in den Belüftungstank eingeführt und als Impfschlamm wurden 200 ppm eines Schlammes der aus einem Aktivschlammbehandlungsverfahren stammte, dem Abwasser zugefügt. Die Akklimatisierungszeit betrug 15 Tage.

Nach Festhalten der Mikroorganismen in den nicht gewebten Matten wurde das Abwasser biochemisch bei einer BOD₁. volumetrischen Beladung von 1,4 kg BOD^/m /Tag behandelt (die Oberfläche der Beladung der nicht gewebten Matte betrug 0,05 kg BOD₅/m³/Tag)-

Zum Vergleich wurde das gleiche Abwasser in gleicher Weise behandelt, aber unter Verwendung eines üblichen Aktivschlamm-Verfahrens.

Tabelle 1 gibt die Einzelheiten der Behandlungseinheiten an und Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse der erzielten Behandlung.

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Tabelle 1

SPEZIFIZIERUNG DER BEHANDLUNGSEINHEIT

Bezeichnung

Erfindungsgemäss

Vergleich (übliches Belebt-Schlammverfahren

Kapazität des Belüftungstanks (1)

Anteil der Belüftungstanks (eine nicht gewebte Matte

2,5

10

bei jedem Tank vorhanden)	4	1
Gesamtkapazität der Tanks (1)	10	-
Kapazität des Sedimentations tanks (1)	5	t 110
Anzahl der Sedimentationstanks	1	1
Oberfläche der nicht gewebten Matte in dem Tank (m²)	0,28
Material der nicht gewebten Matte	Nylon⁽⁺⁺⁾	—
Dicke der nicht gewebten Matte (mm)	20	—
Temperatur ( C)	20	20
Konzentration an MLSS(+)(mg/1)	-	3000
Fliessgeschwindigkeit des Ab wassers (l/Tag)	19	19
Fliessgeschwindigkeit der Luft (l/Min)	15	15

(+) Konzentration an in der gemischten Flüssigkeit suspendierten Feststoffen (die als gleich mit der Konzentration an Aktivschlamm angesehen werden kann).

(++) Raumgewicht 0,5 g/cm , 1700 Denier

- 27 -

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Tabelle 2

ERGEBNISSE DER BEHANDLUNGEN

Ansatz Ort. der Analyse

COD.

Mn'

Volumentrische Oberflächen-Beladung. ... Beladung

Prozent Prozent
ppm entfernt. . ppm . entfernt .

Ckg-BODc/m³/ (kg-BOD./m²/ Tag.) ^D Tag)

Erfindungsgemäss:

O CO GO

Belüfungstank Nr. Abfluss

Belüftungstank Nr. Abfluss

Abfluss aus dem Sedimentationstank

168	77,6	210	58,8	5,6	0,20
72	81,3	140	72,5	2,8	0,10
17	97,7	100	80,3	1/9	0,07
10	98,6	76	85,0	1,4	0,05
11	98,5	76	85,0	1,4	____

Vergleich:

Abfluss aus dem Sedimentationstank

97,4

115

77,4

(Anmerkung) In dem Vergleichsversuch (übliches Belebtschlammverfahren) betrug das Gewichtsverhältnis des zurückgeführten Schlammes 50 %. Beim erfindungsgemässen Verfahren wur-¹ de der Schlamm nicht zurückgeführt.

Die obigen Ergebnisse zeigen, dass nach dem erfindungsgemässen Verfahren unter Verwendung von nicht gewebten Matten die Behandlungswirksamkeit am Auslass des dritten Belüftungstanks besser ist als die, die man bei einem üblichen Belebtschlamm-Verfahren erzielt und dass, falls es gewünscht ist, den BOD₅ auf weniger als 20 ppm zu vermindern, die Kapazität des Belüftungstanks auf etwa 35 % der in einem üblichen Belebtschlamm-Verfahren benötigten vermindert werden kann.

Der Grad an Bildung von Überschuss-Schlamm beträgt beim Verfahren gemäss der Erfindung weniger als 3 %, bezogenauf entferntes BODc, während beim üblichen Belebtschlamm-Verfahren dieser Grad 35 % beträgt. Daraus kann man ersehen, dass beim erfindungsgemässen Verfahren die Bildung an Überschuss-Schlamm sehr gering ist und dass das Verfahren auch ausgezeichnet hinsichtlich des überschüssigen Schlammes ist.

Beispiel 2

Die Löschflüssigkeit aus einem Koksofen (Hauptbestandteile Ammoniak, Phenol und Thiocyan) mit einer BOD₅ von 1050 ppm und einer COD^ von 1500 ppm als Verunreinigungen wurde sowohl unter Verwendung von nicht gewebten Matten zum Festhalten der Mikroorganismen (gemäss der vorliegenden Erfindung) als auch mittels einer üblichen Belebtschlamm-Verfahrensweise (Vergleich) behandelt, wobei die Volumenbeladung des Belüftungstanks die gleiche wie vorher war, um die Wirkung von COD_M zu vergleichen.

Die Behandlungsvorrichtung war die gleiche wie die in Beispiel

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1 verwendete und die Mikroorganismen wurden auf den nicht gewebten Matten in gleicher Weise wie in Beispiel 1 zurückgehalten.

Tabelle 3 umreisst die Behandlungsbedingungen und Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse der Behandlungen an.

Tabelle

BEHANDLUNGSBEDINGUNGEN

Erfindungsgemäss;

CODj. columetrische Beladung BODc volumetrische Beladung Kapazität des Belüftungstank

Zahl der Belüftungstanks (eine nicht gewebte Matte war in jedem Tank enthalten)

Verhältnis an zurückgeführtem Schlairm

Fliessgeschwindigkeit des Abwassers

Oberflächenbeladung der nicht gewebten Matte

Material der nicht gewebten Matte

Dicke der nicht gewebten Matte Fliessgeschwindigkeit der Luft Temperatur

2,0 kg-COD_Mn/nr/Tag

.,4 kg-BOD₅/m³/Tag

2.5 1

0 % (kein Schlamm wurde zurückgeführt)

13,7 l/Tag

0,05 kg-BOD₅/m³/Tag Polyvinylidenchlorid _ (Raumgewicht 0,05 g/cm , 1700 Denier)

1 5 mm

15 l/Min.
20°C

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Fortsetzung Tabelle 3

Vergleich;

CODj. volumetrische Beladung

COD_M SS-Beladung (+1) Mn

BOD₅ volumetrische Beladung BOD₅ SS-Beladung (+2) Konzentration an MLSS Kapazität des Belüftungstanks Kapazität des Sedimentationstanks Verhältnis an zurückgeführtem Schlamm

Fliessgeschwindigkeit des Abwassers

Fliessgeschwindigkeit der Luft

Temperatur

2,0 kg-COD^/m-VTag

0,	41	kg-COD /SS/Tag	1	,7	kg-BOD₅/SS/Tag	I	l/Tag
1,	4 kg-BOD₅/m³/Tag	1	ppm	l/Min.
0,	27	100 \		⁰C
5200	13
10	15
10	20'

(+1) und (+2)

_n oder BOD₅ des pro Tag zugeführten Abwassers pro Einheitsmenge (1 kg in diesem Fall) an Aktivschlamm beim üblichen Belebtschlamm-Verfahren .

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Tabelle

ERGEBNIS DER BEHANDLUNG

Ansatz

COD (ppm) Prozent entfernt

Erfindungsgemäss;

einfliessende Flüssigkeit

Belüftungstank Nr. 1 Abfluss

Belüftungstank Nr. 2 Abfluss

Belüftungstank Nr. 3 Abfluss

Belüftungstank Nr. 4 Abfluss

1500	68,3
475	89,7
155	90,4
144	91,3
130

Vergleich:

einfliessende Flüssigkeit abfliessende Flüssigkeit

1500 240

84,0

Die obigen Ergebnisse zeigen, dass beim erfindungsgemässen Verfahren der Grad der Entfernung von COD„ -Stoffen in dem

Mn

Abfluss des zweiten Belüftungstanks grosser ist als beim üblichen Belebtschlamm-Verfahren. Dies bedeutet, dass selbst bei einer Verminderung der Kapazität des Belüftungstanks auf die Hälfte der Kapazität, die bei einem üblichen Belebtschlamm-Verfahren verwendet wird, es noch möglich ist, eine wirksamere Entfernung von COD^-Stoffen zu erzielen, als bei einem üblichen Belebtschlamm-Verfahren. Deshalb kann man

- 32 -

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feststellen, dass gemäss der vorliegenden Erfindung die Baukosten einer Behandlungseinheit niedrig sind und dass die erfindungsgemässe Verfahrensweise wirtschaftlich vorteilhaft ist.

Der Grad des Auftretens an Überschuss-Schlamm betrug 30 %, bezogen auf entfernte BOD im Falle des üblichen Verfahrens, aber nur 2 % beim erfindungsgemässen Verfahren. Dadurch wird ersichtlich, dass das erfindungsgemässe Verfahren auch vorteilhaft ist hinsichtlich der Behandlung des Überschuss-Schlammes.

Beispiel 3

Ein Haushaltsabwasser wurde unter den nachfolgenden Bedingungen unter Verwendung einer in Fig. 4 gezeigten Einheit mit nicht gewebten Matten zum Zurückhalten des Mikroorganismus behandelt. Die erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 5 angegeben. Das Haushaltsabwasser war die überstehende Flüssigkeit die man erhielt, nachdem es durch einen Sedimentationstank geflossen war. Die Mikroorganismen wurden auf den nicht gewebten Matten in gleicher Weise zurückgehalten wie in Beispiel 1.

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Behandlungsbedingungen

Fliessgeschwindigkeit des Abwassers Qualität des einfliessenden Wassers

PH

BOD₁-

COD,

Mn

volumetrische Beladung

Oberflächenbeladung der nicht gewebten Matte

Temperatur
Fliessgeschwindigkeit der Luft 50 m /Tag

5,80 175 ppm 62 ppm

1,2 kg-BOD₅/m³/Tag 0,05 kg-BOD₅/m³/Tag

15°C 400 l/Min.

Tabelle

ERGEBNIS DER BEHANDLUNGEN

einfliessendes Abfluss von den Belüftungstanks

	(ppm)	von	Abwasser	•	Nr.	1	4	Nr.	2	7	Nr	. 3	Nr.	4	1
PH	(ppm)		5,8	6,		6,		7	,0	7,
CODj_1n	Prozent ent	62	21		11		8		7
BOD₅	fernt	175	38		12		7		5
	BOD₅
			2		1				1
78,	93,	96	,0	97,

- 34 -

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Die Ergebnisse zeigen, dass bei der Behandlung gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren eine gute Wirkung erzielt wird trotz der Tatsache, dass die volumetrische Beladung erheblich höher war als bei dem üblichen Belebtschlamm-Verfahren, wie er allgemein angewendet wird. Überschuss-Schlamm trat i.i einer Menge von weniger als 3 %, bezogen auf entfernte BOD₁-, auf und war merklich geringer als im Falle des üblichen Belebtschlamm-Verfahrens .

Beispiel 4

Abwasser, das von einer Baustelle abfloss und das Natriumglycolat als Hauptverunreinigung enthielt, wurde mit einer Einheit, wie sie in Fig. 4 gezeigt wird,behandelt. Die Analysenergebnisse des Abwassers werden in Tabelle 6 gezeigt.

Tabelle 6

Analyse	Analysenwerte
PH	10,0
BOD₅ (ppm)	250
^C0DMn ^(ppm)	225
SS (ppm)	28
Gesamtstickstoff (ppm)	2,5
Phosphor (ppm)	0,8
Ca (ppm)	105
CiO₂ (ppm)	182

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Das oben genannte Abwasser wurde behandelt unter Anwendung einer Versuchseinheit, welche die in Tabelle 7 angegebenen Spezifizierungen aufwies. Dabei wurde versucht, die BODj. auf 20 ppm oder weniger zu vermindern.

0,	754 m³
12	m²
24
4

Tabelle 7

Bezeichnung Spezifizierung

Verfügbares Volumen der Belüftungstanks ⁺

Gesamtoberfläche der nicht gewebten Matten

Anzahl der nicht gewebten Matten (sechs pro Tank)

Gesamtzahl der Belüftungstanks

+ Das verfügbare Volumen der Belüftungstanks war das gesamte verfügbare Volumen der Tanks.

Vor der Behandlung wurde Phosphorsäure und Harnstoff als Phosphor- und Stickstoff-Nahrungsquelle dem Abwasser mit der Zusammensetzung gemäss Tabelle 6 zugegeben.

Das Gewichtsverhältnis von B0D₅:N:P wurde in diesem Falle auf 100:5:1 eingestellt. Der pH des Abwassers wurde auf 7 mit Schwefelsäure eingestellt.

Die als Trägermedium verwendeten nicht gewebten Matten wurden aus Polyvinylidenfasern (170 Denier) mit einem Raumgewicht von 0,06 g/cm und einerDicke von 20 mm hergestellt.

809813/0949 " ³⁶ "

Um die Wirkung des Abstandes zwischen den nicht gewebten Matten auf den Behandlungseffekt zu untersuchen, wurden zwei Reihen von Versuchsanlagen mit den in der Tabelle 7 angegebenen Spezifizierungen aufgestellt. In der einen Reihe betrug der Abstand zwischen zwei aneinanderstossende nicht gewebte Matten 10 mm und in der anderen wurde der Abstand auf 30 mm eingestellt. Die Fliessgeschwindigkeit des Abwassers wurde so eingestellt, dass auf Basis des verfügbaren Volumens der Belüftungstanks die volumetrische Beladung 1,2-kg BOD,-/m /Tag betrug und die Oberflächenbeladung der

nicht gewebten Matte betrug 75 kg-BOD₅/m /Tag. Die Fliessgeschwindigkeit der Luft betrug 55 l/Min.

Vor der Behandlung wurde der rückgeführte Schlamm aus der Einheit für die Behandlung von Haushaltsabwasser nach dem Belebtschlamm-Verfahren dem Abwasser als Impfschlamm bis zu einer Konzentration des Schlammes in dem Belüftungstank von etwa 1500 ppm zugefügt.

Das obige, die Nährquellen enthaltende Abwasser, dessen pH auf 7 in der vorher beschriebenen Weise eingestellt worden war, wurde verwendet und nach einer Akklimatisierungszeit von 15 Tagen wurden die Behandlungseffekte verglichen. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 8 angegeben. Da die Wirkung der Temperatur auf den Behandlungseffekt in der biochemischen Abwasserbehandlung erheblich ist, wurde das Abwasser während der gesamten Versuchsdauer in beiden Versuchseinheiten unter Verwendung einer Temperaturkontroi1-vorrichtung bei 14°C gehalten.

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Tabelle 8

VERGLEICH DER WIRKUNG DER ABSTÄNDE ZWISCHEN NICHT GEWEBTEN MATTEN AUF DEN BEHANDLUNGSEFFEKT

Bezeichnung Abstand zwischen Abstand zwischen

den Matten(30mm) den Matten(10mm)

BOD₅ (ppm) 3 32

_n (ppm) 6 45

Grad der Bildung an Überschuss-Schlamm, bezogen auf entferntes

BOD₅ (%) 25 10,5

Wie aus Tabelle 8 ersichtlich ist, war die Behandlungswirkung hinsichtlich BOD₅ und COD besser bei einem Abstand der Matten von 30 mm. Es wurde festgestellt, dass ausser der Wirkung hinsichtlich des Entfernens von BOD₅ und COD^ die Bildungsgeschwindigkeit an Überschuss-Schlamm niedrig war bei einem Mattenabstand von 30 mm, was somit einen erheblichen Vorteil darstellte.

Die Unterschiede in der Behandlungswirkung sind wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass bei einem Einstellen des Abstandes der'nicht gewebten Matten auf 10 mm Mikroorganismen, die in der Akklimatisierungszeit wuchsen, den Raum zwischen dem ersten und dem zweiten Tank verstopfen und dadurch den Fluss des Abwassers durch die Zwischenräume zwischen den Matten erheblich behinderten. Wenn dagegen der Abstand zwischen den Matten 30 mm betrug, konnten ziemlich

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grosse Mengen an Mikroorganismen an der Oberfläche und in den Zwischenräumen der nicht gewebten Matten wachsen und verstopften nicht die Zwischenräume zwischen den nicht gewebten Matten.

In der Einheit, in welcher der Abstand zwischen den Matten 30 mm betrug, war der Hauptteil der Mikroorganismen an der Oberfläche fixiert und im Inneren der nicht gewebten Matten und die Menge an Aktivschlamm, welcher im Belüftungstank schwamm, war sehr gering. Trotz der Tatsache, dass eine ziemlich starke Belüftung durch ein Luftverteilungsrohr durchgeführt wurde, um das Niveau an gelöstem Sauerstoff in dem Tank bei etwa 6 bis 7 ppm zu halten, und obwohl der Durchfluss des Abwassers durch die Zwischenräume zwischen den nicht gewebten Matten sehr schnell war, blätterten die an den Matten anhaftenden Mikroorganismen kaum ab.

Beispiel 5

Um den Einfluss des Abstandes zwischen nicht gewebten Matten auf die Behandlungswirkung bei einem verhältnismässig hohen BODc zu untersuchen, wurden Abwässer, die Polyalkohole und gewisse Mengen an Aminen aus einer chemischen Fabrik,unter Verwendung von nicht gewebten Matten behandelt.

Die Zusammensetzung des analysierten Abwassers wird in Tabelle 9 gezeigt.

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Tabelle 9

Analyse Analysenwert

pH	6,6
BOD₅ (ppm)	845
COD., (ppm) Mn	460
Gesamtstickstoff (ppm)	5
Phosphor (ppm)	0,5

Die gleiche Nährquelle wie in Beispiel 4 beschrieben wurde dem Abwasser zugefügt.

Um den Einfluss des Abstandes zwischen den Matten auf den Behandlungseffekt zu untersuchen, wurde ein Vergleichsversuch durchgeführt unter Verwendung von zwei Prüfanlagen, welche die in der Tabelle 10 angegebenen Spezifizierungen aufwiesen.

Tabelle 10

Bezeichnung Spezifizierung

verfügbares Gesamtvolumen der

Belüftungstanks 0,754 m³

Gesamtoberfläche der nicht ge-

webten Matten 10 m

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- 4O -

Fortsetzung Tabelle 10

Anzahl der nicht gewebten Matten (5 pro Tank) 2O

Zahl der Belüftungstanks 4

Material der nicht gewebten

Matten das gleiche wie in

Beispiel 4

Der Abstand zwischen den Matten wurde in der einen Vorrichtung auf 40 mm und in der anderen auf 15 mm eingestellt, in der Annahme, dass die Zurückhaltung der Mikroorganismen zunehmen würde aufgrund des gegenüber dem Beispiel 4 höheren des zu behandelnden Abwassers.

Ein Impfschlamm wurde bis zu einer Konzentration des Schlammes im Belüftungstank von 15OO ppm, wie in Beispiel 1, zugegeben. Nach einer Akklimatisierungszeit von 15 Tagen wurden die Qualitäten der behandelten Abwässer verglichen.

Die Menge des Abwassers wurde in beiden Versuchseinheiten so eingestellt, dass auf Basis des verfügbaren Volumens der Velüftungstanks die volumetrische Beladung 20 kg-BOD₅/m³/Ta und die Oberflächenbeladung der nicht gewebten Matten 150 g-BOD₅/m³/Ta
130 l/Min.

Velüftungstanks die volumetrische Beladung 20 kg-BOD₅/m^/Tag

e
BOD^/m /Tag betrug. Die Fliessgeschwindigkeit der Luft betrug

Die Analysenergebnisse des behandelten Wassers werden in der nachfolgenden Tabelle 11 gezeigt. Wurde der Abstand zwischen

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den nicht gewebten Platten auf 40 mm eingestellt, wo war der erzielte Behandlungseffekt ausgezeichnet, trotz der Tatsache, dass die Oberflächenbeladung der nicht gewebten Matten 150 g-BODc/m /Tag betrug, was sehr hoch ist bei einem allgemeinen mikrobiologischen Abwasserbehandlungsverfahren, das nach der Kontakt-Oxidations-Verfahrensweise arbeitet.

Tabelle 11

ERGEBNISSE DER ANALYSE DES BEHANDELTEN WASSERS (WASSERTEMPERATUR 20°C)

Bezeichnung Abstand zwischen Abstand zwischen

den Matten (40mm) Matten (15 mm)

BOD₅	(ppm)	entfernt	30	,4	210	1
BOD₅	Prozent		96		75,
^C0DMn	(ppm)	58	194

Bei einem Abstand zwischen den Matten von 15 mm wurden die Zwischenräume zwischen den nicht gewebten Matten durch die Mikroorganismen, wie in Beispiel 4, verstopft und der Durchfluss des Abwassers durch die Zwischenräume zwischen den nicht gewebten Matten nahm ab. Dies-/ist wahrscheinlich der Grund für den verminderten Behandlungseffekt. In der Vorrichtung, in welcher der Abstand zwischen den Matten auf 40 mm eingestellt worden war, betrug BOD₅ des Wassers am Auslass

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des zweiten Belüftungstanks 220 ppm und war damit im wesentlichen gleich dem des behandelten Wassers in der Vorrichtung, in welcher der Abstand zwischen den Matten 15 mm betrug. Dies zeigt an, dass die Behandlungsfähigkeit der Einheit zunimmt, wenn der Abstand zwischen den Matten auf einen angemessenen Wert, durch den ein Verstopfen verhindert wird, eingestellt wird.

Beispiel 6

Das erfindungsgemässe Abwasserbehandlungsverfahren unter Verwendung von nicht gewebten Matten wurde mit einem anderen mikrobiologischen Abwasserbehandlungsverfahren, bei dem Kontakt-Oxidation unter Verwendung von honigwabenartigen Blöcken durchgeführt wurde, verglichen.

Das gleiche Abwasser aus einer chemischen Fabrik, wie in Beispiel 5 beschrieben, wurde in der Versuchseinheit verwendet, wobei die Versuchseinheit durch ümkonstruktion der in Beispiel 5 angegebenen Einheit modifiziert worden war. Die Einheiten waren so entworfen, dass bei einer volumetrischen Beladung der Versuchseinheit von 1,0 kg-BOD^/m /Tag die Oberflächenbeladung des Trägermedijms 7,5g-BODj-/m /Tag beim erfin-

dungsgemässen Verfahren und 30 g-B0D,./m /Tag bei dem Verfahren, bei dem ein honigwabenförmiges Trägermedium verwendet wurde , betrug.

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Tabelle 12

SPEZIFIZIERUNG DER VERSUCHSEINHEITEN

Bezeichnung

Spezifizierung der Spezifizierung der erfindungsgemässen honigwabenartigen Einheit Einheit

verfügbares Gesamtvolumen der Belüftungstanks

Anzahl der Belüftungstanks

0,754 πΓ

Art des Trägermediums nicht gewebte Matten

Zahl der Füllmaterialien

Abstand zwischen den Trägermedien

Gesamtoberfläche der Trägermedien

Fliessgeschwindigkeit der Luft

20
(5 pro Tank)

mm
m²
l/Min

0,754 ItT

honigwabenartig geformte Blöcke (13 mm Innendurchmesser und 15 cm lang)

1 Bfock für jeden Tank

2 25 m (innen und

aussen

Die Akklimatisierung wurde in gleicher Weise, wie in Beispiel 5 beschrieben, während 15 Tagen vorgenommen, wobei das im Beispiel 5 beschriebene Abwasser aus einer chemischen Anlage mit der gleichen Zusammensetzung verwendet wurde. Die Temperatur des Abwassers im Belüftungstank wurde auf 15 C

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unter Verwendung einer Temperaturkontrollvorrichtung eingestellt.

Beim erfindungsgemässen Verfahren wurden Mikroorganismen an den Oberflächen und im Inneren der Trägermedien im Verlauf der Akklimatisierungszeit zurückgehalten und trennten sich nur ganz wenig ab. Bei den honigwabenartig geformten Blökken wurde eine gewisse Abtrennung der Mikroorganismen festgestellt. Die Mikroorganismen, die abblätterten,hingen am oberen Teil der honigwabenartig geformten Blöcke, die in den Belüftungstank eingetaucht waren,und es wurde ein erhebliches Verstopfungsphänomen gegen Ende der Akklimatisierungszeit festgestellt. Dadurch wurde der Wasserdurchfluss im Inneren der honigwabenartig geformten Blöcke schlechter.

Am Ende der Akklimatisierungszeit wurden die behandelten Abwässer analysiert und die Ergebnisse werden in der nachfolgenden Tabelle 13 gezeigt.

Tabelle 13

Bezeichnung

erfindungsgemässes Verfahren

Abfluss Abfluss aus Belüf-aus Belüftungstungstank 3 tank 4

Verwendung von honigwabenartig geformten Blöcken

Abfluss Abfluss aus Belüf- aus Belüftungstungstank 3 tank 4

₅ (ppm 10

Prozent Entfernung

von BOD- 98,8

99,5

60

92,9

23

97,3

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- 45 -

27A289A

Wie Tabelle 13 zeigt, war die Behandlungswirksamkeit bei Verwendung der honigwabenartig geformten Blöcke, bei dem ein Verstopfen beobachtet wurde, schlechter.

Die schlechtere BODc-Entfernungswirksamkeit in dem Belüftungstank 4 im Falle der honigwabenartig geformten Blöcke, verglichen mit der im Belüftungstank Nr. 3 beim erfindungsgemässen Verfahren, zeigt, dass das Abblätter-Verstopfungs-Phänomen nicht nur den Behandlungseffekt vermindert, sondern auch die Behandlungsfähigkeit des Trägermediums.

Beispiel 7

Um die Behandlungswirkungen zu vergleichen, wurde Abwasser in einer Vesuchsanlage im Laboratoriumsmasstab unter Verwendung von nicht gewebten Matten mit einem Raumgewicht von 0,05 g/cm '(erfindungsgemässes Verfahren) und in einer Anlage, in welcher als Trägermedium Polyurethanschaum verwendet wurde (Vergleich) behandelt.

Die Spezifizierungen der eingesetzten Versuchseinheiten werden in der nachfolgenden Tabelle 14 gezeigt.

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Tabelle 14

Bezeichnung

erfindungsgemässe Versuchseinheit

Versuchseinheit unter Verwendung von Polyurethanschaumfüllstoff

Kapazität des Belüftungstanks

Anzahl der Belüftungstanks

Gesamtkapazität der Tanks

Kapazität des Sedimentationstanks

Anzahl der Sedimentationstanks (ohne Rechen)

scheinbare Oberfläche des Trägermediums

Material des Trägermediums

Dicke des Trägermediums Temperatur

2,5 1

10 1

5 1

0,28 m"

2_f5

10 1

5 1

0,28

nicht gewebte Mat- Polyurethanschaumten aus Polyviny- matten (Raumgelidenchlorid (170 wicht 0,103 g/cm³) Denier, Raumgewicht 0,05 g/cm³)

20 mm
20°C

20 mm 20°C

Die Versuchseinheiten waren die gleichen, mit der Ausnahme, dass die nicht gewebten Matten in dem einen Fall als Trägermedium, und die Poiyurethanschaummatten in dem anderen Fall als Trägermedium verwendet wurden.

Das im Beispiel 1 beschriebene Abwasser aus einer chemischen

- 47 -

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Fabrik, das ein BOD₅ von 750 ppm und ein COD^ von 510 ppm enthielt, wurde verwendet und als Impfschlamm wurden 1500 ppm rückgeführter Schlamm aus einer Belebtschlamm-Einheit für die Behandlung von Haushaltsabwasser zugegeben. Nach einer Akklimatisierungszeit von 15 Tagen wurden die Behandlungseffekte verglichen und die erzielten Ergebnisse werden in der nachfolgenden Tabelle 15 gezeigt.

Das Abwasser aus der chemischen Fabrik wurde auf einen pH von 7 bis 7,5 eingestellt und die Menge des einfliessenden Abwassers wurde während des Versuches so eingestellt, dass in beiden Versuchseinheiten die Volumenbeladung 1,4 kg-BOD/m / Tag betrug und die Oberflächenbeladung des Füllmaterials (bezogen auf die scheinbare Oberfläche) 50 g-BOD/m /Tag. Die Fliessgeschwindigkeit der Luft betrug 15 l/Min und die Temperatur wurde auf 20°C eingestellt.

Vor dem Messen der Menge an gebildetem Überschuss-Schlamm wurde zum Entleeren des Tankes der dort sedimentierte Schlamm entfernt. Dann wurde der Überschuss-Schlamm, der aus dem Belüftungstank ausfloss, 10 Tage gesammelt. Der Schlamm wurde abgezogen und die Menge an trockenem Schlamm wurde in üblicher Weise (wie in JIS K 0102 beschrieben) gemessen. Aus der Menge der im Verlauf von 10 Tagen entfernten BOD₅ wurde der Grad des Auftretens von Überschuss-Schlamm, bezogen auf entfernte BOD₅, bstimmt.

Die Behandlungswirkungen und der Grad der Bildung des Überschuss-Schlammes werden in den nachfolgenden Tabellen 15 und 16 gezeigt.

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Tabelle 15

	I VO	σι 3 <0	-d	VERGLEICH DER	BEHANDLUNGSWIRKSAMKEIT ΒΕΓ	ppm	BOD_C. ...	I	. · ppm	Mn	VERWENDUNG VON UNTER-	5/m³/	Oberflächenbela	(g-BOD₆/m²/
	I	latte	ilori	SCHIEDLICHEN TRÄGERMEDIEN	172	5		201	Prozent Abnahme, _{v s}			dung Tag)
		Q) η	iench		78	Prozent Abnahme. .	135	60,6		60		200
		gewel	•H >1	Ort der Analyse	19	77,1	62	73,5	Volumenbeladung	80		100
		nicht	Polyvi		8	89,6	38	87,8	Ckg-BOD Tag) .-	87		67 1
				Abfluss vom Be lüftungstank 1	8	9.7,5	35	92,5	5,	40		00 50
	10 A		Abfluss vom Be lüftungstank 2	225	98,9	230	93,1	2,
	O Ul r*		Abfluss vom Be lüftungstank 3	98	98,9	153	54,9.	1,
809	-P Q) M	φ	Abfluss vom Be- lüftungstank 4	35	70,0	84	70,0	1,	60		200
813	>i *0	-P e	Abfluss aus dem Sedimentations tank	19	86,9.	61	83,5		80		100 Jf
ο CQ CO		Abfluss vom Be lüftungstank 1	20	95,3	59	88,0	5,	87		NJ 67 °° ec%
		Abfluss vom Be lüftungstank 2	97,4		. 88,4	2,	40		50
		Abfluss vom Ber lüftungstank 3	97,3		1/
		Abfluss vom Be lüftungstank 4	1/
		Abfluss aus dem Sedimentations tank

Tabelle 16

VERGLEICH DER BILDUNGSGESCHWINDIGKEIT AN ÜBERSCHUSS-SCHLAMM AUFGRUND DER UNTERSCHIEDLICHEN TRÄGERMEDIEN

Art des Trägermediums Grad (%) des Auftretens an Überschuss-Schlamm bezogen auf entfernte BOD,-

nicht gewebte Matte aus

Polyvinylidenchlorid 1,8

Polyurethanschaummatte 4,5

Wie aus den Ergebnissen in der obigen Tabelle hervorgeht, war die Behandlungswirksamkeit überlegen, Wenn nicht gewebte Matten verwendet wurden.

Der Grad der Bildung von Überschuss-Schlamm, bezogen auf entfernten BODc/ war in dem Fall, bei dem nicht gewebte Matten verwendet wurden, niedriger. Auch aus diesem Gesichtspunkt weisen die nicht gewebten Matten ein überlegenes Verhalten auf.

Nach dem Versuch wurden die Trägermedien aus den Versuchsanlagen entfernt und die Menge an zurückgehaltenem Schlamm auf den Oberflächen und in den Zwischenräumen der Trägermedien wurde gemessen. Bei den nicht gewebten Matten betrug die Menge an zurückgehaltenem Schlamm etwa 35.000 ppm bezogen auf das scheinbare Volumen der nicht gewebten Matten. Bei den Polyurethanschaummatten machte die Menge des Schlamms etwa 22.000 ppm, bezogen auf das scheinbare Volumen der Polyurethanschaummatten, aus. Es wird also ein Unterschied hinsichtlich der

■ ^L 809813/0949

Fähigkeit, den Schlamm zurückzuhalten, festgestellt und es wird angenommen, dass dieser Unterschied die Behandlungswirksamkeit und den Grad der Bildung an Überschuss-Schlamm beeinflusst.

Beispiel 8

Das gleiche Abwasser aus einer chemischen Anlage, wie es in Beispiel 1 beschrieben wurde, wurde verwendet und die gleichen Versuchseinheiten im Laboratoriumsmasstab wie in Beispiel 7 beschrieben. Es wurde der Einfluss der Unterschiede der Dicke der nicht gewebten Matten auf die Behandlungswirkung und en Grad der Bildung an Überschuss-Schlamm untersucht. Die Ergebnisse werden nachfolgend gezeigt.

Die Spezifizierungen der Versuchseinheiten, die in diesem Beispiel verwendet wurden, werden in der Tabelle 17 gezeigt.

Tabelle 17

SPEZIFIZIERUNG DER VERSUCHSEINHEITEN

Bezeichnung Spezifikation

Kapazität des Belüftungstanks 5 1

Z aiii der Ee lüf Lungs tanks 4

Gesamtkapazität der Belüftungstanks 20 1

Kapazität des Sedimentationstanks 10 1

809813/0949 " ⁵¹ "

Fortsetzung Tabelle 17

Anzahl der Sedimentationstanks (ohne Rechen) 1

scheinbare Oberfläche des Füll- _

materials 0,20 m

Material des Trägermediums nicht gewebte Matten

aus Polyvinylidenchlorid (1700 Denier Fasern, Raumgewicht 0,05 g/cm³)

Dicke der Trägermedien:

Versuchseinheit 1 10 mm

Versuchseinheit 2 15 mm

Versuchseinheit 3 20 mm

Versuchseinheit 4 30 mm

Es wurden vier Versuchseinheiten aufgebaut, in denen die Dicke der Trägermedien unterschiedlich war, wie in Tabelle 17 gezeigt wird. In gleicher Weise wie in Beispiel 7 wurde ein Abwasser aus einer chemischen Fabrik mit einer BOD₁- von 756 ppm und einem COD_M von 506 ppm als Verunreinigung verwendet und ein Impfschlamm aus dem rückgeführten Schlamm einer Belebtschlamm-Anlage für die Behandlung von Haushaltsabwasser wurde in einer Menge von 1500 ppm verwendet. Nach einer Akklimatisierungszeit von 15 Tagen wurden die Behandlungswirkungen und der Grad der Bildung an Überschuss-Schlamm, bezogen auf entfernten BOD₅, gemessen.

Wie in Beispiel 7 wurde das Abwasser aus der chemischen Fabrik

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auf einen pH von 7,0 bis 7,5 eingestellt und während des Versuches wurde die Menge des einfliessenden Abwassers so eingestellt, dass in allen Versuchseinheiten die BODc Volumenbelastung 1,0-kgBODc/m /Tag betrug. Die Fliessgeschwindigkeit der Luft betrug 30 l/Min und die Temperatur betrug 20°C.

In diesem Test wurde die Dicke der Belüftungstanks in den Versuchseinheiten etwas erhöht, weil sich die Dicke der Trägermedien etwas änderte. Da die Oberfläche der Trägermedien

abnahm, wurde die Oberflächenbelastung des Füllmaterials

2
auf 100 g-BODc/m /Tag im vierten Tank eingestellt, während

sie 50 g-BODc/m /Tag im Beispiel 7 betrug. Die Belastung

war deshalb etwas stärker, da die Standardoberflächenbeladung

2 bei dem vorliegenden Verfahren 76 g-BODc/m /Tag betrug.

Der Grad der Bildung an Überschuss-Schlamm, bezogen auf entfernte BOD₅,wurde in gleicher Weise gemessen wie in Beispiel 7.

Zur Entleerung der Tanks wurde der Schlamm in jedem der Sedimentationstanks entfernt. Dann wurden alle Einheiten 10 Tage lang unter gleichen Verfahrensbedingungen betrieben und der Überschuss-Schlamm wurde in den Sedimentationstanks gesammelt. Er wurde dann abgezogen und die Menge an trockenem Schlamm wurde in üblicher Weise gemessen. Aus der Menge der im Verlauf von 10 Tagen in den Versuchsanlagen entfernten BOD₅ wurde der Grad der Bildung an Überschuss-Schlamm, bezogen auf entfernte BODc, berechnet.

Die aufgrund der Unterschiede in der Dicke der Trägermedien gemessenen unterschiedlichen Behandlungswirksamkeiten und der Grad der Bildung an Überschuss-Schlamm, bezogen auf entfernte

. - 53 -

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BOD₅, wird in den Tabellen 18 und 19 gezeigt.

Tabelle 18

VERGLEICH DER BEHANDLUNGSWIRKSAMKEITEN AUFGRUND DER UNTERSCHIEDE IN DER DICKE DER TRÄGERMEDIEN

Behandeltes Wasser

Versuchs einheit Nr.	Dicke des Trägerme diums (nun)	BOD₅ (ppm?	Prozent entfernt (%)	^C0DMn (ppm)	Prozent entfernt (%)
1	10	26	96,6	71	86,0
2	15	12	98,5	40	92,1
3	20	9	98,8	32	93,6
4	30	8	98,9	28	94,4

Tabelle 19

VERGLEICH DER PRODUKTIONSMENGEN AN ÜBERSCHUSS-SCHLAMM BEI VERSCHIEDENEN DICKEN DES TRA'GERMEDIUMS

Versuchs einheit Nr.	Dicke des Trägerme diums (mm)
1	10
2	15
3	20
4	30

Grad (%) der Bildung an Überschuss-Schlamm, bezogen auf entfernte BOD₁.

6,9 3,0 2,55 2,1

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Die in den Tabellen 18 und 19 gezeigten Versuche wurden gleichzeitig und bei den gleichen Temperaturen durchgeführt. Man kann daraus schliessen, dass das BOD₅ in dem Abwasser aus der chemischen Fabrik verhältnismässig leicht zu entfernen ist, aber COD.. ist schwierig zu entfernen.

nn

Zum Vergleich wurde das gleiche Abwasser aus der chemischen Fabrik in einer 10 1 Versuchseinheit mit einem üblichen Belebtschlamm-Verfahren behandelt. Es war jedoch schwierig COD auf unter 80 ppm bei einer Volumenbelastung von 1,0 kg-BODc/m /Tag zu entfernen.

Die in den Tabellen 18 und 19 gezeigten Werte zeigen an, dass die Einstellung der Dicke des Trägermediums auf wenigstens 15 mm vorteilhaft ist hinsichtlich der Behandlungswirksamkeit und der Verminderung des Grades der Bildung an Überschuss-Schlamm.

Anschliessend an die vorher beschriebene biochemische Behandlung wurde das behandelte Wasser noch mit granulierter Aktivkohle behandelt.

Beispiel 9

Um die Wirkungen nach dem erfindungsgemassen Verfahren in einer vergrösserten Einheit für die Behandlung von Haushaltsabwasser (die überfliessende Flüssigkeit, die durch einen RedJmentationstank geleitet worden war) wurde das Haushaltswasser in einer Versuchsanlage mit den in Tabelle 20 gezeigten Spezifizierungen behandelt.

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27Λ289Α

Tabelle

SPEZIFIZIERUNG DER VERSUCHSANLAGEN

Bezeichnung Spezifizierung

Anzahl der Belüftungstanks

verfügbares Gesamtvolumen der 4 Tanks

Zahl der Trägermedien

Gesamtoberfläche der 24 Trägermatten

Material der Trägermedien

Dicke der Trägermedien Raum zwischen den Trägermedien 0,754 m° 24

. 12m²

nicht gewebte Matten aus Polyvinylidenchlorid (1700 Denier-Fasern, Raumgewicht 0,05 g/cm³) 20 mm 30 mm

Die Analysenwerte des Abwassers, das bei diesem Beispiel verwendet wurde, werden in der nachfolgenden Tabelle 21 gezeigt.

Tabelle

ANALYSE DES HAUSHALTSABWASSERS

Bezeichnung Analysenwerte

BOD₅ (ppm) _n (ppm) 5,8 198 63

809813/0949 - 56 -

Als Impfschlamm wurden 1500 ppm des rückgeführten Schlammes aus einer Belebtschlamm-Anlage für Haushaltsabwasser zugefügt und nach einer Akklimatisierungszeit von 15 Tagen wurden die Behandlungswirkungen und der Grad der Bildung an Überschuss-Schlamm, bezogen auf BOD₅, gemessen. Die Ergebnisse werden in den Tabellen 22 und 23 gezeigt.

Tabelle 22

ERGEBNISSE BEI DER BEHANDLUNG VON HAUSHALTSABWÄSSER

Bezeichnung Analysenwerte Prozent Abnahme(%)

PH 7,4

BOD₅ 42 ppm 97,8

COD_14n 42 ppm 93,3

Tabelle 23

GRAD DER BILDUNG AN ÜBERSCHUSS-SCHLAMM BEZOGEN AUF ENTFERNTE BOD₅ UND KONZENTRATION DES SCHLAMMES

Bezeichnung gemessene Werte

Grad der Bildung an Überschussschlamm, bezogen auf entfernte
BOD₅ weniger als 2 %

Konzentration des Schlammes 9500 ppm

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Die Beladungsbedingungen in dem Beispiel, das in den Tabellen 22 und 23 gezeigt wird, waren eine BOD,--voluinetrische Beladung von 1,4 kg-BOD^/m /Tag und eine Oberflächenbeladung von 88 g-BOD₅/m /Tag. Die Temperatur des Abwassers betrug während der Behandlung 15 bis 18°C. In dem Versuch, bei dem die Versuchsanlage verwendet wurde, wurden überlegene Behandlungsergebnisse erzielt, wie aus Tabelle 22 hervorgeht. Der Grad der Bildung an Überschuss-Schlamm betrug weniger als 2 %, was ein ausserordentlich niedriger Wert für ein Haushaltsabwasser ist.

Die Erfindung wurde ausführlich hinsichtlich spezifischer Ausführungsformen beschrieben, aber für den Fachmann ist es selbstverständlich, dass zahlreiche Änderungen und Modifizierungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zur Abwasserbehandlung dadurch gekennzeichnet , dass man in einen Belüftungstank wenigstens eine nicht gewebte Fasermatte mit dreidimensionaler Netzwerkstruktur als Trägermedium einbringt, durch welche Mikroorganismen an der Oberfläche und den Zwischenräumen der nicht gewebten Fasermatte zurückgehalten werden, und dass man oxidativ organische Schmutzstoffe in dem Abwasser unter Verwendung von Mikroorganismen in Gegenwart von Sauerstoff zersetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich ι» c t , dass die Fasern des TrägerrüGdiuins synthetische Fasern sind.

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OK'GINAL INSPECTED
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die synthetischen Fasern Fasern aus Polyhexaraethylenadipamid (Nylon), Polyvinylidenchlorid oder einem Polyester sind.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet/ dass die synthetischen Fasern eine Dicke von etwa 50 bis etwa 4OCD Denier haben.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermedium ein Raumgewicht von etwa 0,01 bis etwa 0,40 g/cm hat.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermedium eine Dicke von etwa 15 bis etwa 30 mm hat.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Trägermedien parallel zueinander in Abständen von etwa 20 bis etwa 100 mm in den Belüftungstank eingebracht werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Trägermedien aus ungewobenen Matten mit dreidimensionaler Netzwerkstruktur mit einem Raumgewicht von etwa 0,01 bis etwa 0,40 g/cm und einer Dicke von etwa 15 bis etwa 30 mm, wobei das Trägermedium aus synthetischen Fasern einer Dicke von etwa 50 bis etwa 4000 Denier hergestellt wurde, parallel zueinander in Abständen von etwa 20 bis etwa 1OO mm in den Belüftungstank eingebracht werden.

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9. Ein Belüftungstank zur Abwasserbehandlung mit Mikroorganismen, gekennzeichnet durch wenigstens ein Trägermedium für die Mikroorganismen aus ungewobenen faserigen Matten mit einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur.
10. Belüftungstank nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , dass wenigstens zwei Trägermedien aus ungewebten Matten mit dreidimensionaler Netzwerkstruktur mit einem Raumgewicht von etwa 0,01 bis etwa 0,40 g/cm und einer Dicke von etwa 15 bis etwa 30 mm, wobei das Trägermedium aus synthetischen Fasern einer Dicke von etwa 50 bis etwa 4000 Denier hergestellt wurde, parallel zueinander in Abständen von etwa 20 bis etwa 100 mm angeordnet sind.

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