DE3115448A1

DE3115448A1 - Verfahren zur reinigung von gesundheitschaedlicher und/oder uebelriechender abluft

Info

Publication number: DE3115448A1
Application number: DE19813115448
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Chem. Dr. 5138 Heinsberg Commer
Original assignee: Akzo GmbH
Current assignee: Akzo GmbH
Priority date: 1981-04-16
Filing date: 1981-04-16
Publication date: 1982-11-11
Also published as: GB2096983B; IT8248158A0; GB2096983A; JPS57174119A; IT1148159B; ATA132982A; FR2504114B1; AT380862B; FR2504114A1

Description

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Verfahren zur Reinigung von gesundheitsschädlicher und/oder übelriechender Abluft.

A k ζ ο GmbH Wuppertal

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von gesundheitsschädlicher und/oder übelriechender Abluft in einer nach dem Belebungsverfahren arbeitenden biologischen Kläranlage.

Es ist bekannt, daß als Folge industrieller Prozesse in großen Mengen gesundheitsschädliche Abluft anfällt/ die fast stets durch einen unangenehmen Geruch gekennzeichnet ist. Die in der Abluft enthaltenen übelriechenden organischen oder anorganischen flüchtigen Stoffe sind gewöhnlich schwefelhaltige Verbindungen, stickstoffhaltige Verbindungen, wie Trimethylamin und Ammoniak, und sauerstoff haltige Verbindungen, wie Formaldehyd und Acetaldehyd. In der Viskose-Industrie fallen z.B. bei der Herstellung von Zellwolle, Kunstseide, Cellophan usw. erhebliche Mengen Abluft an, die Schwefelkohlenstoff und Schwefelwasserstoff enthalten. Zur Verringerung der insbesondere gesundheitlich problematischen Geruchsbelästigung der Bevölkerung und der schädlichen Beein-

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flussung der pflanzlichen Vegetation werden hohe und kostenmäßig aufwendige Schornsteine errichtet, aus denen man die übelriechenden und/oder giftigen Gase entweichen läßt. Auf dieser Weise kann jedoch die Geruchsbelästigung in der Nähe derartiger Industriebetriebe nur im beschränkten Maße vermindert werden und der mehr oder weniger teilweise Erfolg solcher Maßnahmen ist darüber hinaus noch von der jeweiligen Wetterlage abhängig.

Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, derartige Abgase in wirksamerer und kostengünstigerer Weise zu reinigen.

In der DT-OS 2 839 173 wird vorgeschlagen, die in Rede stehenden übelriechenden gesundheitsschädlichen Gase mittels einer Kombination von biologischen Feststoffen und Aktivkohle zu entfernen. In dieser Anmeldung wird festgestellt, daß biologische Feststoffe und Aktivkohle für sich allein zu unwirksam sind, um die schädlichen Bestandteile solcher Gasströme wirksam zu beseitigen.

überraschend wurde nun gefunden, daß man gesundheitsschädliche und/oder übelriechende Abluft in einer nach dem Belebungsverfahren arbeitenden biologischen Kläranlage in der Weise wirksam reinigen kann, daß man die Abluft, gegebenenfalls in Kombination mit Luft, unter Druck in der Tiefe des Belüftungsbeckens einbläst, ohne daß der im Belüftungsbecken für den ungestörten Ablauf der Lebensvorgänge erforderliche Sauerstoffmindestgehalt von etwa 2 mg/1 unterschritten wird.

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In der überwiegenden Anzahl von Fällen enthält industrielle Abluft neben den zu beseitigenden schädlichen Stoffen genü-. gend Sauerstoff, um unmittelbar und ausschließlich als Mittel zur künstlichen Belüftung des Belüftungsbeckens herangezogen werden zu können. So enthält z.B. bei der Herstellung von Viskosefäden die Abluft aus der A-Badentgasung 24,4 g/m³, H₂S, 21,3 g/m³ CS₂ und 270 g/m³(=20,5 Gew.-%) Sauerstoff. Wird eine derartige Abluft als alleiniges Belüftungsmedium in der Tiefe des Belüftungsbeckens eingeblasen, so kann in diesem prinzipiell ein Gehalt an freiem Sauerstoff von 2 mg/1 und höher aufrechterhalten werden. Eine Kombination dieser Abluft mit Luft ist daher für den ungestörten Ablauf der Lebensvorgänge im Belüftungsbecken nicht notwendig, wenn erstere in ausreichender Menge zur Verfügung steht. Sind die zu beseitigenden Abluftmengen dagegen geringer als die zur Aufrechterhaltung des Mindestgehaltes an freiem Sauerstoff ansonsten in das Belüftungsbecken eingeleiteten Luftmengen, so ist eine Kombination der Abluft mit der entsprechenden Differenzmenge an Luft erforderlich, was entweder durch Vermischung oder getrenntes Einblasen bewerkstelligt werden kann. Eine Kombination der Abluft.mit Luft wird stets dann notwendig, wenn die Abluft einen solchen geringen Sauerstoffgehalt aufweist, daß der im Belüftungsbecken erforderliche Sauerstoffmindestgehalt von etwa 2 mg/1 nicht aufrechterhalten werden kann.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Abluft in feinblasiger Form mittels feinblasiger Belüfter mit Porenweiten von etwa 0,05 bis 0,25 mm in das Belüftungsbecken eingeblasen wird. Zur Realisierung dieser Maßnahme können

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die bei der bekannten feinblasigen Belüftung üblichen Belüfter verwendet werden. Es eignen sich also die üblich verwendeten Rohre, Filterkästen und Filterplatten aus porösem Filtermaterial sowie poröse Stahlrohre, die mit porösem Kunststoff überzogen oder mit Kunststoffkordel umwickelt sind und deren Porenweite circa 0,05 bis 0,25 mm beträgt. Die Porenweite von 0,05 mm stellt objektiv gesehen keine eigentliche Begrenzung dar, sondern eher ein praktisch bewährtes Erfordernis. Bei Unterschreitung dieser Porengröße wird naturgemäß die Gefahr der Verstopfung der Belüftungsöffnungen größer, weswegen es in der Regel ohne Zusatzmaßnahmen geboten erscheint, diese Porengröße nicht zu unterschreiten.

Im Prinzip ist es ferner möglich, die Abluft, gegebenenfalls in Kombination mit Luft, in Form einer tiefliegenden mittelblasigen Belüftung in das Belüftungsbecken einzublasen. Als Belüfter werden dann gelochte Rohre oder Platten mit einer Lochweite von 2 - 5 mm verwendet und die Abluft wird dann circa 30 cm über der Bodensohle eingeblasen. Wegen der hieraus resultierenden geringeren Sauerstoffausnutzung wird im Rahmen der Erfindung im allgemeinen jedoch die feinblasige Abluft-Belüftung bevorzugt.

Als vorteilhaft hat es sich hierbei herausgestellt, wenn die mit feinblasigen Belüftern, gegebenenfalls in Kombination mit Luft eingeführte Abluft in einer Tiefe von 3 - 4 m in das Belüftungsbecken eingeblasen wird. Die Sauerstoffausnutzung und die Beseitigung der in der Abluft enthaltenden Verunreinigungen ist dann, unabhängig von der Natur der

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zu beseitigenden Stoffe, optimal gewährleistet. Selbst Abluft mit den gesundheitsschädlichen und übelriechenden Bestandteilen Schwefelwasserstoff und Schwefelkohlenstoff in Konzentrationen von weit mehr als je 1000 ppm wird bis zur totalen Geruchsfreiheit gereinigt.

Die Erfindung stellt somit eine Verfahrensweise bereit, die es gestattet/ die in oder in unmittelbarer Nähe von chemischen und verwandten Industriewerken zur Abwasserreinigung errichteten und nach dem Belebungsverfahren arbeitenden biologischen Kläranlagen zusätzlich zur Reinigung von technischer Abluft zu verwenden. Da hier die gesundheitsschädlichen und/oder übelriechenden Verunreinigungen von den Bakterien durch Stoffumwandlung beseitigt werden, ist die vorgeschlagene Verfahrensweise der Ableitung von Abluft mittels hoher Schornsteine grundsätzlich überlegen. Sie ist auch kostenmäßig günstiger, da zur Beseitigung der Abluft in zweckmäßigster Weise die in einer Kläranlage vorhandenen Belüftungseinrichtungen verwendet werden können, auf eine Einblasung von Abluft in das Belebungsbecken unter Verwendung eines getrennten Leitungssystems also vorzugsweise verzichtet werden kann. Die Aufgabe der vorhandenen Belüftungseinrichtungen, die Sauerstoff-Zufuhr zu gewährleisten, im Belebungsbecken Turbulenz zu erzeugen, um Schlammablagerungen zu verhindern und den belebten Schlamm im Becken möglichst gleichmäßig mit dem Abwasser zu vermischen, läßt sich in der überwiegenden Anzahl von Fällen auch ausschließlich unter Verwendung anfallender Abluft realisieren. Im übrigen ist es für den Durchschnittsfachmann anhand einer einfachen Auswertung einer Abluftanalyse leicht bestimmbar,

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ob eine gegebene Menge Abluft mit einer gegebenen chemischen Zusammensetzung als alleiniges Belüftungsmedium oder in Kombination mit Frischluft, die für den Betrieb der biologischen Kläranlage ansonsten sowieso erforderlich ist, in das Belebungsbecken eingeblasen werden kann. Die optimalen Verfahrensvarianten lassen sich für eine gegebene Abluft in jedem Fall durch einfache Versuche leicht ermitteln.

Bei der Reinigung von Abwässern aus der Viskoseindustrie stellt sich mit der vorgeschlagenen Verfahrensweise, die in diesem Falle die gleichzeitige Reinigung H₃S- und CS2~ enthaltender Abluft in der gleichen biologischen Kläranlage betrifft, noch ein zusätzlicher Vorteil ein. Die hier zur Beseitigung von Zinkionen erforderliche Zinkfällung mittels gelöschtem Kalk wird merklich verbessert und die Konzentration des Zinks im Ablauf wird nochmals um etwa die Hälfte gesenkt. Zusätzlich können beträchtliche Kalkmengen eingespart werden, da bei einer solchen Verfahrensweise der ρ -Wert von über 7,2 auf unter 7,2 gesenkt werden kann.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert :

Beispiel 1

Es wurde eine nach dem Belebungsverfahren arbeitende biologische Kläranlage verwendet, die gleichzeitig Schwefelsäure und Zink enthaltendes Abwasser aus der Viskosefaserherstellung, Salzsäure und Eisen enthaltendes Abwasser aus der Stahlkordherstellung und Methanol, Glykol und andere

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organische Produkte enthaltendes Abwasser aus der Polyesterfaserherstellung reinigt. Die für den Versuch verwendeten zwei Becken dieser Kläranlage hatten eine Breite, Länge und Höhe von je 18 m, 100 m und 4,5 m. Die zwei Becken wurden mittels 2350 porösen Belüftungskerzen belüftet, über die perforierte Gummischläuche gezogen waren. Die Porenweite der porösen Materialien betrug 0,18 mm. Die Belüftungskerzen befanden sich in einer Tiefe von etwa 4 m unter der Wasseroberfläche. Die beiden Belebungsbecken enthielten 15 500 m³ Schlamm/Wasser-Suspension. Das jeweils gereinigte Abwaisser wird nach der Schlammabtrennung in ein drittes und viertes Becken gleicher Dimension geleitet, in dem sich etwa 50.000 Karpfen befinden.

Mittels eines Polyäthylenschlauches eines Durchmessers von 50 cm und einer Wandstärke von 0,3 mm wurde Abluft aus der Entgasungsstufe der Viskosefaser-Spinnerei zur Kläranlage vor die Ansaugöffnung von zwei im Betrieb befindlichen Drehkolbengebläsen geleitet, die ansonsten 13 500 m³/h Frischluft in die Belebungsbecken drücken. Die sich durch die Mischung mit gleichzeitig angesaugter Frischluft ergebende Konzentration an H₂S, CS₂ und Mercaptanen wurde in der Verteilungsleitung vor dem Eintritt der Luft in die Belüftungskerzen der Biologie gemessen. Sie betrug durchschnittlich 1700 mg/m³ H₂S und 1800 mg/m³ CS₂.
Der Versuch lief 14 Tage lang.

Die über der Belebung genoititienen Luftproben zeigten, daß die Abluft von den Verunreinigungen völlig befreit war. Dies wurde auch durch das Wohlbefinden der Karpfen untermauert, das ein Be-

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weis dafür war/ daß das aus den Belebungsbecken kommende Wasser die gleiche unveränderte Reinheitsqualität aufwies/ wie im Falle der Reinigung des Abwassers nach dem Belebungsverfahren unter alleiniger Frischluftbelüftung.

Die H₂ S-haltige Abluft verbesserte dagegen die Zinkfällung in den Belebungsbecken. Während die Ablaufwerte normalerweise bei p„ 7,2 über 1 mg/1 Zink liegen und bei starkem Zinkzulauf der ρ -Wert auf 7,4 erhöht werden muß, konnte jetzt der ρ -Wert auf 6,8 gesenkt werden, ohne daß der Zink-Ablauf

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0,5 mg/1 überschritt. Die Einsparung an gelöschtem Kalk gegenüber der Fahrweise bei p„ 7,4 liegt bei circa 10 to/Tag.

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Im übrigen bleiben der CSB-Abbau und die Klarheit des Abwassers unverändert. Der Sauerstoffgehalt im Belüftungsbecken betrug 4 mg/1.

Beispiel 2

Der Versuch in Beispiel 1 wurde dahingehend abgeändert, daß die H₂S- und CS₂-Gasmengen erheblich erhöht wurden. Die den Belüftungskerzen zugeführte Abluft enthielt nun 5 400 mg H₂ S/m³ und 5100 mg CS₂/m³„

Die übrigen Versuchsbedingungen blieben unverändert. Es stellten sich die gleichen Versuchsergebnisse ein wie in Beispiel 1. Der Sauerstoffgehalt im Belüftungsbecken betrug 4 mg/1.

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Claims

A3GW31983 DE Patentansprüche

1. Verfahren zur Reinigung von gesundheitsschädlicher und/ oder übelriechender Abluft in einer nach dem Belebungsverfahren arbeitenden biologischen Kläranlage, dadurch gekennzeichnet, daß man die Abluft, gegebenenfalls in Kombination mit Luft, unter Druck in der Tiefe des Belüftungsbeckens einbläst,ohne daß der im Belüftungsbecken für den ungestörten Ablauf der Lebensvorgänge erforderliche Sauerstoffmindestgehalt von etwa 2 mg/1 unterschritten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft in feinblasiger Form mittels feinblasiger Belüfter- mit Porenweiten von etwa 0,05 bis 0,25 mm in das Belüftungsbecken eingeblasen wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2,dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft in einer Tiefe von 3 - 4 m in das Belüftungsbecken eingeblasen wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eingeblasene Abluft Schwefelkohlenstoff und Schwefelwasserstoff enthält.

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