DE2746648A1 - Tropfkoerperverfahren zur reinigung von fluessigkeiten und abgasen im zusammenwirken mit der zufuehrung von gasfoermigem sauerstoff - Google Patents

Description

• Tropfkörperverfahren zur Reinigang von Flüssigkeiten
• und Abgasen im Zusammenwirken mit der Zuführung von gasförmigem Sauerstoff.
• Die Erfindung betrifft eine alorrichttw o zur biologischen Reinigung von Abwässern, vornehmlich solchen, die infolge ihrer I.nEaltsstoffe sehr schwierig zu reinigen sind. Die Vorrichtung bedient sich des an sich bekannten Tropfkörperverfahrens, verändert aber die Wirkungsweise der Reinigung durch unmittelbare Sauerstoffzuführung und verbessert die physiologische Leistung der Mikroorganismen und damit den Wirkungsgrad erheblich.
• Die Reinigung von Abwässern mit Hilfe von Tropfkörpern ist ein sehr altes Verfahren und hat sich bewährt. Das zu reinigende Abwasser wird im herkötwlichen Tropfkörper-Verfahren nach Durchlaufen eines Sandfanges und einer mechanischen Vorreinigung, die als Sedimentation oder Flotation oder Siebung ausgebildet sein kann dem Tropfkörper zugeleitet. Das Abwasser wird üblicherweise mittels einer Verteilereinrichtung auf der Oberfläche des Tropfkörpers gleichmäßig verteilt, wobei eine Mindestwassermenge pro Zeiteinheit verteilt werden muß, damit eine genügend große Spülkraft vorhanden ist, die ein Verstopfen des Tropfkörpers infolge Zuwachsens durch biologischen Bewuchs verhindert. Das Abwasser wird durch die Füllkörper in viele einzelne Tröpfchen aufgeteilt, die an der sehr großen inneren Oberfläche des Tropfkörpers vorbeifließen und durch die an der Oberfläche des Tropfkörpers anhaftenden Mikroben gereinigt wird. Die Tropfkörper wurden zunächst mit Lavaschlacke als Füllkörper betrieben, seit einigen Jahren verwendet man alternativ Kunststoffüllkörper für alle die Fälle, in denen hochkonzentrierte Abwässer gereinigt werden sollen. Die Kunststoffüllkörper haben ein größeres Hohlraumvolumen gegenüber der Füllung mit Lavaschlacke. Da hoch konzentrierte Abwässer ein vermehrtes Wachstum von ieikroben verursachen, verhindert dieses höhere ohlraumvolumen ein Zuwachsen der Füllkörper, die Füllkörper ermöglichen also eine bessere Spülwirkung der auf die Tropfkbrperoberfläche verteilten Abwässer. Bei der aeroben Abwasserreinigung, zu deN auch die Reinigung mit Hilfe der bisherigen Tropfkörper gehört, ist u.a. der zur Verfügung stehende Sauerstoffgehalt als Energielieferant für die physiologische Leistung der Mikroorganismen maßgeblich und zugleich begrenzender Faktor für die Abbau- bzw. Reinigungsleistung. Die bekannten Tropfkörper sind deshalb unten offen bzw. für die Luft zugängig, so daß in dem turmartigen Behälter eine Luftbewegung von unten nach oben entsteht, eine Art Kaminwirkung, die einen Teil der Sauerstoffversorgung, der auf den Füllkörpern angesiedelten Mikroorganismen bewirkt. Zusätzlich wird Luftsauerstoff bei den bisherigen Verfahren durch das gleichmäßige Verteilen des Abwassers auf der Oberfläche des Tropfkörpers von dem Abwasser aufgenornen. Die zur Reinigung zur Verfügung stehende Sauerstoffnenge ist bei Kunststofftropfkörpern im Vergleich zu herkömmlichen Tropfkörpern wesentlich woher, was hauptsächlich auf das größere Hohlraumvolumen und den schnelleren und öfteren Durchsatz zurückzuführen ist (im allgemeinen wird das zu reinigende Abwasser mehrmals über den Tropfkörper gepumpt).
• Die Verteilung åer Abwässer erfolgt hierbei von oben über die Füllkörler.
• Sie wird durch Verteilerrinnen, Prallteller, Siebteller, Drehsprenger oder durch Kombination mehrerer Einzelvorrichtungen vorgenommen.
• Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus einem turmartigen Behälter (1 ) dessen Grundfläche trichterförmig ausgebildet ist, im übrigen aber an keine vorgeschriebene Form gebunden ist.
• Der turmartige Behälter ( 1 ) ist nach oben und unten gasdicht verschlossen.
• Die obere Abdichtung erfolgt z.B. durch ein Dach ( 2 ) oder einen Deckel ( 2 ), die untere Abdichtung z.B. durch einen mit gereinigtem Abwasser gefüllten Raum ( 3 ). Das Wasser dient als Sperrwasser und wird z.B. über einen S:'Thon ( 4 ) mit Heberabzug ( 5 )auf gleicher Höhe gehalten. Es ist auch möglich, Absperrventile (6 ) die druckabhängig öffnen, zu verwenden oder den Auslauf gegen einen konstanten oder einen veränderlichen hydrostatischen Druck zu führen 4 3s Der Behälter ist mit Füllkörpern ( 7 ) gefüllt, wie sie aus der Tropfkörpertechnik bekannt sind. Diese Füllkörper (7 ) können aus Lavabrocken, Steinen oder Gebilden aus Kunststoff bestehen. Wichtig ist, daß ein genügend großes inneres Hohlraumvolumen gewährleistet ist und das die innere Oberfläche möglichst groß ist. Die Füllkörperfüllung ( 7 ) erreicht weder die obere toch die untere Begrenzung des Behälters. Oben ist ein Freiraum ( 8 ) vorgesehen, der die Abwasserverteilungsvorrichtung (9 ) aufnimmt. An der unteren Begrenzung des Behälters ist ein Freiraum (io ), der mit gereinigtem Abwas#er#gcfüllt ist und den Behälter gegen die Atmosphäre abschließt. Ein gleichmäßiger W§sserstand dieser Sperrwasserfüllung kann durch einen S#Thonverschluß ( 4 ) mit Heberabzug ( 5 ) oder ähnliche Vorrichtungen bewirkt werden. Der Turm wird oben mit zu reinigendem Abwasser beschickt.Die Verteilung der Abwässer auf der Oberfläche der Füllkörper wird durch in der Abwass ertechnik bekannte Prahsprenger, Prallteller, Siebteller und ähnliche Vorrichtungen (9 ) durchgeführt, die der möglichst gleichmäßigen Verteilung der Abwässer dienen. In dem frei von Füllkörpern befindlichen oberen Teil des Turmes, in Höhe der Abwasserverteilungsvorrichtung ( 9 ) befinden sich eincr oder mehrere Ro#rleitungsanschlüsse ( lo), durch die gasförmiger Sauerstoff unter Druck in den Turm geleitet wird. Weitere Rohrleitungsansc##lic-se (11 ) können auch in der Mitte (11) oder untere Teil des Turmes ( 12 ) vorgesehen werden.
• Weiterhin ist eine Vorrichtung zur Messung und Regelung des Sauerstoffdruckes (13 ) im Turm vorhanden, die an irgendeiner Stelle des Beh#lters, günstigerweise aber im oberen füllkörperfreien Teil, angebracht ist.
• Die Neuheit der vorliegenden Erfindung betrifft somit ein Verfahren, welches es ermöglicht, durch Zugabe von Sauerstoff in Gasform, die an der Abwasserreinigung beteiligten Mikroorganismen unmittelbar und nicht erst über den im Abwasser gelösten Sauerstoff, mit Sauerstoff zu versorgen. Die Mikroorganismen nehmen also direkt über ihre Zellmembran Sauerstoff auf, was eine enorme Leistungserhöhung der Organismen zur Folge hat. Dadurch wird Einfluß genommen auf den für die Reinigungsleistung begrenzenden Faktor Sauerstoff, in dem er als begrenzender Faktor wegfällt. Er stehtvLrfahrungsbedingt unbegrenzt zur Verfügung und wird nicht für die Mikroorganismen durch die Sauerstoffsättigungskonzentration des Wassers begrenzt. Zudem ist die Ausnutzungsquote gasförmigen Sauerstoffes für die Mikroorganismen wesentlich höher als die in Wasser gelösten Sauerstoffes und kann zusätzlich durch Erhöhung des atmosphärischen Druck wesentlich verbessert werden. Weiterhin kann in einem gasdicht verschlossenen Raum eine Milieubeeinflussung derart vorgenommen werden, daß ein für die Reinigung verschiedener Abwässer jeweils optimales Milieu hergestellt werden kann(z.B. Abwasserreinigung mittels thermophiler Bakterien.) Milieuverändernde Faktoren sind z.B. der atmosphärische Druck, die Temperatur, die Luftfeuchtigkeit, das Überwiegen spezifischer Mikroorganismenarten etc. Durch beschriebena neues Verfahren wird es zudem möglich, nur soviel Sauerstoff anzuwenden, wie auch verbraucht wird, denn der Sauerstoff kann nicht den Reinigungsraum ungenutzt verlassen. Weiterhin kann der Reinigungseffekt dadurch gesteuert werden, daß das zu reinigende Abwasser mehrfach (z.B. durch Umpumpen) über den Tropfkörper geleitet wird und das der Sauerstoffdruck im geschlossenen Tropfkörperraum erhöht wird. Die geschlossene Bauweise hat zudem einen, gegenüber allen bekannten Tropfkörperverfahren, wesentlichen Vorteil. Tropfkörper gemäß der vorliegenden Erfindung können auch während langer Beschickungspaisen nicht mehr austrocknen. Sie sind demzufolge in der Lage zwei bis dreitägige Betriebspausen ohne Beeinflussung ihrer Reinigungswirkung zu überstehen. Die bisher bekannten Tropfkörper müssen ständig mit Abwasser beschickt werden, damit die den Füllkörpern an, haftenden Mikroorganismen nicht durch Austrocknen absterben. Tropfkörper gemäß vorliegender Erfindung sind also wesentlich universeller einsetzbar, weil sie auch diskontinuierliche Beschickung, mit sehr langen Pausezeiten ebensogut vertragen, wie ständige Abwasserbeschickung.
• Es wurden BSB5-Raumbelastungen (kg BUSB5/m3 Reinigungsraum . d) von mehr als als 8 kg/in .-d gefahren. Tropfkörper herkörjnlicher Bauart konnten bei gleicher Abwasserbeschaffenheit lediglich mit einer Raumbelastung von 3 kg/m3 belastet werden. Das entspricht einer Verbesserung des Reinigungseffektes von etwa 200%. Dabei ergab die vergleichende qualitative Prüfung der Mikroorganisinen-Zusammensetzung entsprechend günstigere Verhältnisse.
• Die für eine Überbelastung typischen ~r!ikrcorganismen wie Spirillen, Flagallaten, Sphaerotilus ua. wurden nicht gefunden. Eine wichtige Feststellung war auch, daß angefaultes Abwasser ohne Einschränkung des Reinigungseffektes behandelt werden konnte.

Claims (1)

1. Patentansprüche Anspruch 1 Vorrichtung und Verfahren zur Reinigung von Flüssigkeiten mit Füllkörpern vorwiegend aus Kunststoff unter Verwendung von an sich bekannten Tropfkörpern d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Tropfkörper-Behälter nach oben und unten gasdicht verschließbar sind, wobei die untere Abdichtung z.B. mittels einer Sperrschicht aus gereirigtem owasser erfolgt, die über einen Syphon ( 4 ) mit Heberabzug ( 5 ) auf gleicher Höhe gehalten wird oder durch Absperrventile (6 ) die druckabhängig sich öffnen oder deren Auslauf gegen einen konstanten oder einen veränderlichen Druck geführt werden, ferner dadurch, daß den Tropfkörper-Rehältern Sauerstoff in verdünnter oder konzentrierter Form zur gasförmigen Aufnahme durch die Zellineribran der Mikroorganismen 4 -) zugeführt wird, wobei die Lebensbedingungen der rur die Mikroorganismen in dem in Betracht kommenden Raum hinsichtlich Temperatur, Feuchtigkeit, atm. Druck usw.

   von außen einstellbar sind, andererseits das Wachstum unerwünschter Organismen mit gleichartigen Mitteln beeinflussbar ist, ferner , daß die ringe des zugeführten Sauerstoffes optimal regulierbar ist und hierfür an sich bekannte Anzeigegeräte für die Regulierung zur Verfügung stehen Anspruch 2 Vorrichtung und Verfahren gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß mit den genannten Mittel. auch gasförmige Verschmutzungen beseitigt werden können.

   Anspruch 3 Verfahren gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Sauerstoff aus Sauerstoffdruckflaschen, aus Geräten zur Aufbewahrung und Erzeugung von Flüssigsauerstoff oder aus sauerstofferzeugenden Geräten, z.B. aus Elektrolyseapparaturen zugeführt wird.

   Anspruch L Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch andere Gase in den Behälter gedrückt werden können, wenn durch ihre Zuführung ähnliche ausreichende Wirkungen für das Wachstum der Mikroorganismen eintreten.

   Anspruch 5 Vorrichtung und Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Behälter jeder den Mikroorganismen zusagende atmosphärische Überdruck eingestellt werden kann.

   Anspruch 6 Vorrichtung und Verfahren gemäß Anspruch i; dadurch gekennzeichnet, daß das gereinigte Abwasser und/oder Abgas über einen Syphonverschluß mit mehreren übereinander angeordneten Heberanschlußleitungen aus der Anlage abgeleitet wird.

   Anspruch 7 Vorrichtung und Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gereinigte Abwasser#und/oder Abgas über ein Tauchrohr, welches in einen Behalter für das gereinigte Abwasser eintaucht, gegen den bestehenden hydrostatischen Druck an der Anlage entfernt wird.

   Anspruch 8 Vorrichtung und Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gereinigte Wasser und/oder Abgas gegen ein Absperrventil mit einzustellenden Druckwiderstand aus der Anlage entfernt wird.

   Anspruch 9 Vorrichtung und Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des geschlossenen Behälters als Kegel ausgebildet ist, der die gereinigten Abwässer zur Peripherie des Behälterbodens führt, von wo aus sie gemäß Anspruch 6,7 oder 8 aus der Anlage entfernt werden.

   Anspruch 10 Vorrichtung und Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des geschlossenen Behälters als Trichter ausgebildet ist, der die gereinigten Abwässer zum Zentrum des Behälterbodens führt, von wo aus sie gemäß Anspruch 6,7 oder 8 aus der Anlage entfernt werden.