DE3106422A1

DE3106422A1 - Verfahren zum anaeroben abbau von in abwasser vorhandenen organischen stoffen

Info

Publication number: DE3106422A1
Application number: DE19813106422
Authority: DE
Inventors: Antrag Auf Nichtnennung
Original assignee: Techtransfer GmbH
Current assignee: Techtransfer GmbH
Priority date: 1981-02-20
Filing date: 1981-02-20
Publication date: 1982-09-09
Also published as: DE3106422C2

Description

Verfahren zum anaeroben Abbau von in Abwasser
vorhandenen organischen Stoffen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum anaeroben Abbau von in Abwasser vorhandenen gelösten und/oder ungelösten organischen Stoffen, der in einem Faulbehälter durch Wiederzuführung von aus dem Abwasser in einem dem Faulbehälter nachgeordneten (zweiten) Behälter abgeschiedenen Feststoffen aktiviert wird, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Die bekannten anaeroben Faulverfahren dienen zum Abbau organisch hoch belasteter Abwässer. Vorrichtung zur Durchführung des anaeroben Abbaus von in Abwasser vorhandenen organischen Stoffen bestehen im wesentlichen aus einem Stapelbecken oder Vorratstank, einem Faulbehälter und einem Absetzbecken. Dabei erfolgt der anaerobe Abbauvorgang in dem geschlossenen Fa.ulbehälter, der zum Beispiel in Spannbeton oder in Stahlblech ausgeführt sein kann.
Die Leistungsfähigkeit des anaeroben Abbaus wird unter anderem durch die Abtrennung und Rückführung der mit dem Faulwassersubstrat abfließenden Feststoffe bestimmt. Diese werden dem Absetzbecken entnommen, um dem Fau1behälter wieder zugeführt zu werden. Dabei tritt häufig der Nachteil ein, daß das bei der anaeroben Behandlung entstehende Faulgas den Absetzvorgang beeinträchtigen kann, in dem suspendierte Stoffe teilweise aufgeschwemmt und demzufolge in den Kreislauf nicht zurückgeführt werden können. Ein weiterer Nachteil bei dieser Sedimentation ist darin zu sehen, daß trotz großer Verweilzeit im Absetzbecken nur eine geringe Menge an Feststoff abgeschieden und dem Faulbehälter wieder zugeführt werden kann, wodurch der anaerobe Abbau beeinträchtigt wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß. ein schneller anaerober Abbau der im Abwasser vorhandenen organischen Stoffe erfolgen kann, daß die Abscheidung der Feststoffe, die dem Faulbehälter wieder zugeführt werden, im Vergleich zur Sedimentation beschleunigt wird, wobei die gleichzeitig dabei auftretenden Nachteile des Aufschwimmens der suspendierten Stoffe vermieden werden.
Die Aufgabe wird .-erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Feststoffe in dem zweiten Behälter mittels Flotation abgeschieden werden. Dabei erfolgt vorzugsweise die e Flotation mit einem Methanbakterien, die den anaeroben Abbau organischer Stoffe bewirken, nicht in ihrer Lebenstätigkeit beeinträchtigenden Gas. Dieses sollte nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorzugsweise das-beim Abbau entstehende Faulgas sein.
Durch die Phasentrennung mittels Flotation erfolgt im Vergleich zur Sedimentation im Absetzbecken eine ca. 4 bis 8 mal schnellere Abtrennung der Feststoffe, so daß diese in konzentrierterer Form dem Faulbehälter wieder zugeführt werden können, wodurch der anaerobe Abbau beschleunigt wird.
Dadurch wird das Volumen des Faulbehälters besser ausgenutzt, da ein höherer Feststoffanteil gewählt werden kann.
Mit anderen Worten ist ein größerer Durchsatz möglich, wenn das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt wird.
Eine Vorrichtung zum anaeroben Abbau von in Abwasser vorhandenem gelösten und/oder ungelösten organischen Feststoffen mit einem Faulbehälter und einem diesem nachgeordneten Behälter zum Abscheiden von Feststoffen, die dem Faulbehälter wieder zuführbar sind, insbesondere zur Durchführung des zuvor geschilderten Verfahrens, zeichnet sich dadurch aus, daß der zweite Behälter ein gegenüber der Umgebungsluft abgeschlossenes Flotationsbecken ist. Dadurch ist sichergestellt, daß aus dem Flotationsbecken weder geruchsbelästigende oder explosive Gase an die Umgebungsluft austreten können. Außerdem kann das Gas, das oberhalb des im Flotationsbecken vorhandenen Wassers vorhanden ist, dazu benutzt werden, um im Wasser gelöst zu werden. Es kann also unmittelbar zur Flotation herangezogen werden. Um das Gas in dem Abwasser zu lösen, um es anschließend in dem Flotationsbecken zu entspannen, damit sich die Stoffe an den dabei entstehenden kleinen und kleinsten Gasbläschen anlagern können, ist ein Druckbehälter vorgesehen, dem Abwasser und unter Druck stehendes Gas zugeführt wird. Bei der Verwendung von Faulgas kann dieses wahlweise dem Faulbehälter oder dem Flotationsbecken entnommen werden. Dabei erfolgt das Lösen des Gases im Wasser vorzugsweise dadurch, daß das Wasser einem Ejektor zuführbar ist, dessen Ansaugöffnung mit dem unter Druck in dem druckfesten Behälter stehenden Gas in Verbindung steht und dessen Austrittsöffnung in dem druckfesten Behälter angeordnet ist. Um den Druckbehälter bezüglich des Ejektors wartungsfreundlich zu gestalten, kann dieser außerhalb des druckfesten Behälters angeordnet sein, wobei dann selbstverständlich zwischen dem unter Druck stehenden Gaspolster in dem druckfesten Behälter und der Ansaugöffnung des Ejektors eine Verbindung besteht.
Die Verwendung von Faulgas als zur Flotation einzusetzendes in dem Abwasser zu lösendes Gas zeigt gegenüber anderen Methanbakterien nicht angreifenden Gasen den Vorteil, daß eine hohe Wirtschaftlichkeit erzielt wird, da das in dem Faulgas vorhandene CH4 und C02 eine so hohe Löslichkeit aufweisen, daß die den Druckbehälter zuzuführenden Abwassermengen im Vergleich zur Flotation mit Luft sehr gering gewählt werden können. Außerdem kann der Arbeitsdruck im druckfesten Behälter gering gehalten werden (zum Beispiel 2 bar).
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung sind der schematischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum anaeroben Abbau von organischen Stoffen zu entnehmen.
Einem Faulbehälter 10 wird über eine Leitung 12 kontinuierlich oder intermittierend organisch# hoch belastetes Abwasser zugeführt, wobei die Menge des zugeführten Abwassers in Abhängigkeit von der Füllstandshöhe im Faulbehälter 10 reguliert. werden kann. Die Umwälzung des Faulrauminhalts erfolgt vorzugsweise durch Gaseinpressung. Uber eine Leitung 14 wird von dem Faulbehälter 10 Feststoffe enthaltendes Abwasser einem Becken 16 zugeführt, welches erfindungsgemäß ein gegenüber der Umgebungsluft geschlossenes Flotationsbecken ist. Die in dem Flotationsbecken 16 abgeschiedenen Feststoffe werden über eine Leitung 18 dem Faulbehälter 10 wieder zugeführt. Eine in die Leitung 18 eingebaute Fördereinrichtung 20 wie zum Beispiel Exeenterschneckenpumpe 20 dient der Rückführung des Feststoffes. Gleichzeitig kann dem Flotationsbecken 16 von Feststoffen befreites Abwasser über eine Leitung 22 entnornmen werden. Wird des weiteren gewünscht, daß dem Flotationsbecken 16 Schlamm abgezogen wird, so kann dies über eine Leitung 24 erfolgen. Um eine Phasentrennung mittels Flotation durchzuführen, muß in Abwasser gelöstes Gas in dem Flotationsbecken entspannt werden. Dabei darf das zu lösende Gas die Lebenstätigkeit der den anaeroben-Abbau bewirkenden Methanbakterien nicht beeinträchtigen.
Da bei dem anaeroben Abbau Faulgas entsteht, wird daher vorzugsweise dieses zur Flotation eingesetzt. Das dem Faulbehälter 10 zu entnehmende Faulgas wird über eine Leitung 26 einem druckfesten Behälter 28 zugeführt, in dem das Gas in Abwasser gelöst wird. Um ein gereinigtes Faulgas dem druckfesten Behälter 28 zuführen zu können, wird in die Leitung 26 vorzugsweise ein Kiesfilter 30 sowie ein Abscheider 32 angeordnet. Die Förderung des Faulgases von dem Faulbehälter 10 zum druckfesten Behälter 28 kann vorzugsweise mit einer Wasserringpumpe 34 erfolgen.
Infolge der Abgeschlossenheit des Flotationsbeckens 16 gegenüber der Umgebungsluft sammelt sich über der Abwasseroberfläche Faulgas an. Dieses kann ebenfalls der Leitung 26 zugeführt werden, um erneut zum Lösen im Abwasser Verwendung zu finden.
Beispielhaft ist in der Zeichnung angedeutet, daß das dem Flotationsbecken 16 entnommene Gas der Leitung 26 vor dem Kiesfilter 30 über eine Leitung 36 zugeführt wird.
Vorzugsweise erfolgt das Lösen des dem Faulbehälter 10 und/oder dem Flotationsbecken 16 entnommenen Faulgases in dem druckfesten Behälter über einen nicht dargestellten Ejektor, dessen Ansaugöffnung mit dem unter Druck in dem druckfesten Behälter 28 stehende Gas verbunden ist. Die Austrittsöffnung des Ejektors mündet dann in den druckfesten Behälter 28. Vorzugsweise kann der Ejektor in Bezug auf den druckfesten Behälter 28 derart angeordnet sein, daß nur seine Austrittsöffnung in den Behälter hineinragt, also die anderen Teile insbesondere die Ansaugöffnung außerhalb des Behälter vorliegen. Dies hat den Vorteil, daß ein entsprechend ausgebildeter Ejektor sehr wartungsfreundlich ist. Selbstverständlich muß dann die Ansaugöffnung des Ejektors über zum Beispiel eine Rohrleitung mit dem unter Druck stehenden Gaspolster im Behälter 28 in Verbindung stehen.
Um die Phasentrennung mittels Flotation in dem Flotationsbecken 16 durchführen zu können, wird über eine Leitung 38 dem Druckbehälter 28 zu entnehmendes Abwasser im Bodenbereich des Flotationsbeckens 16 zugeführt. In diesem Abwasser sind hinreichende Mengen Gas gelöst, damit beim Entspannen im Flotationsbecken 16 im gewünschten Umfang kleine und kleinste Gasbläschen entstehen, an denen sich Feststoffe anlagern können. Da die Löslichkeit von Faulgas im Vergleich zum Beispiel von Luft sehr groß ist, muß die in der Abwasserzuführleitung 40 vom Flotationsbecken 16 zum druckfesten Behälter 28 angeordnete Recycle-Pumpe 42 nicht übermäßig groß ausgelegt werden, da nur geringe Abwasserfördermengen ausreichen, um im gewünschten Umfang mit gelöstem Gas versehenes Abwasser dem Flotationsbecken 16 zuführen zu können. Außerdem ist es wegen der hohen Löslichkeit nicht erforderlich, daß der im druckfesten Behälter 28 vorherrschende Druck überaus groß gewählt wird, wodurch ein hoher Energieaufwand erforderlich wäre. Vorzugsweise sollte der Druck in dem Behälter 28 bei 2 bar liegen.
Es soll noch darauf hingewiesen werden, daß selbstverständlich das Faulgas auch unmittelbar, also ohne Ejektor, in das im druckfesten Behälter 28 vorhandene Wasser eingebracht und gelöst werden kann.
Durch die erfindungsgemäße Lehre wird ein überaus wirtschaftliches Verfahren zum anaeroben Abbau von in Abwasser vorhandenen gelösten und/der ungelösten organischen Stoffen zur Verfügung gestellt. Dadurch wird die Möglichkeit eröffnet, daß ein hoher Durchsatz durch eine entsprechend ausgebildete Vorrichtung möglich ist, daß also ein schnellerer Abbau der organischen Stoffe erfolgt. Außerdem müssen die einzusetzenden Faulbehälter nicht übermäßig groß gewählt werden, da der Feststoffanteil zum anaeroben Abbau aufgrund des schnellen Abscheidens von Feststoffen in dem Flotationsbecken relativ hoch gewählt werden kann, so daß selbst bei eingeschränkten Platzverhältnissen eine gute architektonische Anpassung an die Umgebung möglich ist.
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Claims

Verfahren zum anaeroben Abbau von in Abwasser vorhandenen organischen Stoffen Ansprüche: 1. Verfahren zum anaeroben Abbau von in Abwasser vorhandenen gelösten und/oder ungelösten organischen Stoffen, der in einem Faulbehälter durch WiederzufUhrung von aus dem Abwasser in einem dem Faulbehälter nachgeordneten (zweiten) Behälter ausgeschiedenen Feststoffen aktiviert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffe in dem (zweiten) Behälter (16) mittels Flotation abgeschieden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flotation mit einem Methanbakterien nicht in ihrer Lebenstätigkeit beeinträchtigenden Gas erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gek en n z elch ne t, daß das Gas Faulgas ist.
4. Verfahren nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu lösende Gas in einem (dritten) druckfesten Behälter (28) strömendem dem zweiten Behälter (16) entnommene# Wasser aus dem in dem dritten Behälter vorhandenen unter Druck stehenden Gas zugesetzt wird.
5. Vorrichtung zum anaeroben Abbau von in Abwasser vorhandenen gelösten und/>der ungelösten organischen Stoffen mit einem Faulbehälter und einem diesem nachgeordneten Behälter zum Abscheiden von Feststoffen, die dem Faulbehälter wieder zuführbar sind, vorzugsweise zur Durchführung des Verfahrens# nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gek enn z ei eh ne t, daß der (zweite) Behälter (16) ein gegenüber der Umgebungsluft abgeschlossenes Flotationsbecken ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Abwasser zu lösende Faulgas in einem druckfesten Behälter (28) lösbar ist, dem das Faulgas von dem Faulbehälter (10) und/oder von dem Flotationsbecken (16) zuführbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Lösen von Gas in dem Wasser dieses einem Ejektor zuführbar ist, dessen Ansaugöffnung mit dem unter Druck in dem druckfesten Behälter (28) stehenden Gas in Verbindung steht und dessen Austrittsöffnung in dem druckfesten Behälter angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Ansaugöffnung des Ejektors außerhalb des druckfesten Behälters angeordnet ist.