DE3327034A1

DE3327034A1 - Verfahren zur biologischen abwasserreiniung

Info

Publication number: DE3327034A1
Application number: DE19833327034
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl.-Ing. 4000 Düsseldorf Brockmann; Helmut Dipl.-Ing. 4060 Viersen Janz; Friedhelm 4130 Moers Sahlmen
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1983-07-27
Filing date: 1983-07-27
Publication date: 1985-02-07
Also published as: DE3327034C2

Description

Verfahren zur biologischen Abwasserreinigung
Bei der biologischen Abwasserreinigung werden Abwässer in ein Belebungsbecken eingeführt, in dem die Abwasserinhaltsstoffe im Gegenwart einer Biomasse unter Belüftung durch Mikroorganismen metabolisiert werden. Das so behandelte Abwasser wird dann einer nachgeschalteten Vorrichtung zugeführt, in der der Bioschlamm vom Abwasser abgetrennt wird. Die Biomasse wird zumindest teilweise in das Belebungsbecken zurückgeführt, um die für den Abbau der Abwasserinhaltsstoffe notwendige Konzentration an Belebtschlamm im Belebungsbecken aufrechtzuerhalten. Der Überschuß schlamm wird weiter behandelt und deponiert oder verbrannt. Es wurde auch bereits vorgeschlagen, den Schlamm vollständig ins Belebungsbecken zurückzuführen, um ihn vollständig biologisch zu mineralisieren.
Die Versorgung der Mikroorganismen im Belebungsbecken mit Sauerstoff erfolgt im allgemeinen durch Einblasen von Luft oder Sauerstoff in feinverteilter Form. Die Luftbläschen durchperlen das Abwasser und geben einen Teil des in ihr enthaltenen Sauerstoffs an das Abwasser ab. Gleichzeitig werden aber Abwasserinhaltsstoffe durch das hindurchperlende Gas aus dem Abwasser ausgeblasen.
Das entstehende Abgas, das weniger als 20 % Sauerstoff enthält, und das ferner flüchtige, zum Teil übelriechende organische Substanzen enthält, muß im allgemeinen einer Abgasreinigung unterzogen werden.
Ein häufig auftretendes Problem besteht darin, daß die Belüftung des Belebungsbeckens zur Schaumbildung führt.
Dies ist insbesondere dann sehr ausgeprägt, wenn waschaktive Substanzen im Abwasser enthalten sind. Schaumprobleme treten aber auch aufgrund von sekundären Reaktionen aus dem biologischen Prozeß auf; es bildet sich der sehr stabile Eiweiß schaum. Durch die Schaumbildung kommt es zum Flotieren von Belebtschlamm, der dann nicht mehr im System wirksam werden kann. Der Belebtschlamm wird mit dem Schaum ausgetragen und behindert die Absatzvorgänge bei der Schlammabtrennung aus dem Abwasser.
Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten ist es entweder notwendig, den Schaum durch mechanische Schaumzerstörer aufzulösen, oder die Schaumbildung durch Zugabe von Entschäumermitteln zum Abwasser von vornherein zu unterbinden. Beide Maßnahmen führen zu einer Erhöhung des Aufwandes bei der Abwasserreinigung. Der Einsatz von Entschäumermitteln führt darüber hinaus zu einer Ver- ringerung des Wirkungsgrades der Belüftungseinrichtung, da der Sauerstoffeintrag z.B. aufgrund der erhöhten Koagulationsneigung der Gasbläschen vermindert wird.
Die Luftzufuhr über die Belüftungseinrichtungen ist demnach zu erhöhen, da die Verarmung an Sauerstoff beim Hindurchtreten durch das Belebungsbecken reduziert wird.
Entsprechend fällt eine größere Menge Abluft an, die der Abluftreinigung zu unterziehen ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die genannten Schwierigkeiten durch eine technisch einfache Lösung zu überwinden.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur biologischen Abwasserreinigung nach dem Belebtschlammverfahren, wobei das Abwasser in mindestens einem Belebungsbecken unter Zufuhr sauerstofthaltiger Gase behandelt wird, der sich bildende Belebtschlamm in einer anschließenden Schlammabtrennvorrichtung von dem gereinigten Abwasser getrennt wird und der abgetrennte Belebtschlamm zumindest teilweise in das Belebungsbecken zurückgeführt wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der abgetrennte Belebtschlamm durch Versprühen oberhalb der Wasseroberfläche des Belebungsbeckens zurückgeführt wird.
Das Versprühen des zurückgeführten Belebtschlamms erfolgt zumindest auf einem Teil der Oberfläche des Abwassers im Belebungsbecken, und zwar auf dem Teil, an dem das Abgas aus dem Gasraum oberhalb der Wasseroberfläche abgeführt wird. Vorzugsweise erfolgt das Versprühen über der gesamten Oberfläche des Belebungsbeckens.
Der versprühte Belebtschlamm, der auf den Schaum auf der Oberfläche des Abwassers im Belebungsbecken auftrifft, bewirkt eine wirksame Zerstörung des Schaumes.
Damit ist das Schaumproblem gelöst. Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin, daß der zurückgeführte Belebtschlamm aus dem Gasraum oberhalb der Abwasseroberfläche Sauerstoff aufnimmt und demnach zur Sauerstoffversorgung beiträgt. Ferner werden flüchtige organische und geruchsintensive Substanzen aus der Abluft absorbiert, so daß die Abluftreinigung entlastet wird.
Erfindungsgmäß werden vorzugsweise mindestens 50 % des in der Schlammabtrennvorrichtung, die z.B. als Dortmund-Brunnen ausgeführt sein kann, abgetrennten Belebtschlammes in das Belebungsbecken durch Versprühen auf der Oberfläche zurückgeführt. Besonders bevorzugt ist die Rückführung des gesamten abgetrennten Belebtschlammes in das Belebungsbecken.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine Abwasserreinigung in einem einzigen Belebungsbecken mit nachfolgender Schlammabtrennung beschränkt. Sie kann selbst- verständlich bei Turmbiologien oder bei mehrstufigen Anlagen in gleicher Weise vorteilhaft betrieben werden.
Bei aerob/anaerob arbeitenden biologischen Abwasserbehandlungsverfahren ist es ebenfalls möglich, den aus der anaeroben Stufe abgetrennten Schlamm für die Schaumzerstörung einzusetzen. Bei Kaskadenverfahren, bei denen zwischen den einzelnen Kaskadenstufen im allgemeinen keine Schlammabtrennung erfolgt, kann anstelle von abgetrenntem Belebtschlamm auch aus der Kaskadenstufe selbst entnommenes Abwasser auf die Oberfläche aufgesprüht werden. Ebenso kann das aufgesprühte Abwasser aus der vorhergehenden oder der nachfolgenden Kaskaden stufe entnommen werden.
Beispiel Eine biologische Abwasserreinigungsanlage, die im Prinzip in der anliegenden Figur 1 dargestellt ist, besteht aus einem Belebungsbecken 1, einer als Dortmund-Brunnen ausgeführten Schlammabtrennvorrichtung 2 und einer Abgasreinigungsanlage 3. Uber die Leitung 4 wird vorgeklärtes Abwasser zugeführt. über Leitung 5 und Düsen 6 wird Luft in das Abwasser eingeblasen. Das behandelte Abwasser verläßt über Leitung 7 das Belebungsbecken und wird in die Schlammabtrennvorrichtung 2 überführt. Von Belebtschlamm befreites Abwasser wird über Leitung 8 ausgeschleust. Der Belebtschlamm wird über Leitung 9 aus der Abtrennvorrichtung entnommen. Bei erfindungsgemäßer Arbeitsweise wird dieser über das Ventil 13 und Leitung 14 zu den Sprühdüsen 10 im Gasraum über dem Belebungsbecken gefördert und auf die Abwasseroberfläche aufgesprüht.
3 Durch Zufuhr von 6.000 m n/h Luft durch die Düsen 6 konnte im Abwasser eine" Sauerstoffkonzentration von 2 mg/1 aufrecht erhalten werden, wobei der Sauerstoffeintrag 1030 kg/h betrug. Der Sauerstoffgehalt der bei 11 austretenden Abluft betrug demzufolge 9 %. Der auf die Wasseroberfläche im Belebungsbecken aufgesprühte rückgeführte Belebtschlamm konnte die Schaumbildung wirksam unterdrückt werden.
Vergleichsbeispiel Die im Beispiel beschriebene Abwasserreinigungsanlage wurde durch Umschalten des Ventils 13 entsprechend dem Stand der Technik betrieben, indem der bei 9 entnommene abgetrennte Belebtschlamm über Leitung 15 am Boden des Belebungsbeckens zurückgeführt wurde. Es wurde sehr starke Schaumbildung beobachtet, wobei der Schaum den gesamten Gasraum über der Wasseroberfläche des Belebungsbeckens erfüllte. Zur Aufrechterhaltung des Betriebes der Abwasserreinigungsanlage war die Zugabe eines Entschäumers in einer Konzentration von 5 ppm im Belebungsbecken notwendig. Der gelöste Sauerstoff fiel daraufhin von 2 mg/l auf 0 mg/l ab. Es wurde festgestellt, daß der Sauerstoffeintrag von 1.030 kg/h auf 640 kg/h bei gleicher Luftzufuhr zu den Düsen 6 abgefallen war. Zur Aufrechterhaltung eines Sauerstoffgehalts von 2 mg/l im Belebungsbecken war eine Erhöhung der Luftzufuhr auf 9600m3n/h notwendig. Der Sauerstoffgehalt der entsprechend erhöhten Abluftmenge war auf 13,4 % angestiegen.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur biologischen Abwasserreinigung nach dem Belebtschlammverfahren, wobei das Abwasser in mindestens einem Belebungsbecken unter Zufuhr sauerstoffhaltiger Gase behandelt wird, der sich bildende Belebtschlamm in einer anschließenden Schlammabtrennvorrichtung von dem gereinigten Abwasser abgetrennt wird und der abgetrennte Belebtschlamm zumindest teilweise in das Belebungsbecken zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der abgetrennte Belebtschlamm durch Versprühen oberhalb der Wasseroberfläche des Belebungsbeckens zurückgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unter Belüftung zur Schaumbildung neigende Abwasser behandelt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 25 %, vorzugsweise 100 % des abgetrennten Belebtschlamms zurückgeführt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Versprühen des zurückgeführten Belebtschlammes über zumindest einem Teil der Wasseroberfläche im Belebungsbecken erfolgt.