DE69630236T2

DE69630236T2 - Methode und vorrichtung zur biologischen behandlung von organisch belastetem abwasser

Info

Publication number: DE69630236T2
Application number: DE1996630236
Authority: DE
Inventors: Hidenari Yasui
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1996-07-19
Filing date: 1996-07-19
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2016-07-20
Also published as: EP0881195A4; EP0881195A1; DE69630236D1; WO1998003437A1; EP0881195B1; US6086766A; JP3831949B2; DK0881195T3

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur biologischen Behandlung von wässrigen organischen Abfällen, in denen die Abfälle in Anwesenheit eines Bioschlamms behandelt werden, der lebende aerobe Mikroorganismen enthält. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung, in denen die Menge an Überschussschlamm im aeroben biologischen Aufbereitungssystem verringert werden kann.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eine aerobe biologische Aufbereitung von wässrigen organischen Abfällen durch Behandlung unter aeroben Bedingungen durch Ausnutzen der Tätigkeit von aeroben Mikroorganismen, wie in der Bioschlammbehandlung, ermöglicht eine preiswerte Behandlung mit einer überlegenen Behandlungsleistung und hat allgemein eine weitverbreitete Anwendung gefunden. Sie leidet jedoch an der Schwierigkeit, dass eine große Menge an "Überschussschlamm" entsteht, der schwierig zu entwässern ist. Dieser Überschussschlamm kann sogar etwa 30 bis 60 Gew.-% des reduzierten BSB ausmachen und dessen Entsorgung ist schwierig. Bislang wurde ein derartiger Überschussschlamm durch Lagerung in einer Deponie entsorgt. Es ist in letzter Zeit immer schwerer geworden, ein solches Deponiegelände vorzusehen, und daher ist eine Verringerung der Menge an Überschussschlamm erforderlich.
Es ist ein Verfahren zur Verringerung der Menge an Überschussschlamm in einer aeroben biologischen Aufbereitung von wässrigen organischen Abfällen vorgeschlagen worden, bei dem der darin gebildete Bioschlamm einer Ozonbehandlung unterworfen wird und der sich ergebende behandelte Schlamm zum aeroben biologischen Behandlungsschritt zurückgeführt wird (z. B. JP-Patentoffenlegungsschrift Nr. 206088/1994 und die entsprechende EP-A1-0645347). Diese frühere Technik kann die Menge an Bioschlamm verringern, der während der aeroben biologischen Behandlung gebildet wird, indem der Bioschlamm einer Ozonbehandlung unterworfen wird, um ihn in ein leicht bioabbaubares Produkt umzuwandeln, damit er als BSB-Quelle durch aerobe Mikroorganismen metabolisiert wird, wodurch es schließlich erreicht werden kann, die Menge an gebildetem Überschussschlamm sogar auf Null zu reduzieren.
Bei einer derartigen Behandlungstechnik wird die Ozonbehandlung durch Einblasen eines Ozon enthaltenden Gases in eine Bioschlamm enthaltende Flüssigkeit zur Bewirkung des Kontakts von Ozon mit dem Bioschlamm realisiert. Wenn ein Ozon enthaltendes Gas in eine Bioschlamm enthaltende Flüssigkeit geblasen wird, wird die Flüssigkeit viskos und leicht schäumbar aufgrund des oxidativen Abbaus des Bioschlamms, wodurch die ganze Bioschlamm enthaltende Flüssigkeit im Ozonbehandlungsbehälter sich mit einer Schaumschicht füllt, die eine Konsistenz hat, die der einer Rasiercreme ähnelt. Selbst wenn das Ozon enthaltende Gas weiter in diesem Zustand darin eingeblasen wird, ist es schwierig, die Gas/Flüssigkeits-Kontakteffizienz durch eine weitere feine Desintegration (Zerkleinerung) von Blasen zu erhöhen, und daher wird eine höhere Ozonabsorptionsrate vielleicht nicht erreicht.
Daher ist es zur Erzielung einer hohen Ozonabsorptionsrate notwendig, die Blasen des Ozon enthaltenden Gases weiter zu zerkleinern, wofür eine Technik des Einblasens eines Ozon enthaltenden Gases in die Bioschlamm enthaltende Flüssigkeit durch eine poröse Gasverteilerplatte eingesetzt werden kann. Hier können jedoch trotz der Tatsache, dass Ozon eine bakterizide Wirkung zeigt, aufgrund der Umwandlung des Bioschlamms in ein leicht bioabbaubares Produkt Bakterien mit hoher Beständigkeit gegen Ozon wachsen. Dies führt zu einer Haftung eines Biofilms auf der Verteilerplatte, was zu ihrer Verstopfung führt, so dass die Einleitung des Ozon enthaltenden Gases dadurch für lange Zeiträume nicht möglich sein kann.
JP-A-07080480 offenbart eine Wasserreinigungsvorrichtung umfassend eine Vorbehandlungsvorrichtung, in der eine Schlammkomponente aus dem Wasser entfernt wird, und eine Ozonkontaktvorrichtung, in der das behandelte Wasser zusammen mit Ozon durch ein Ablaufrohr geleitet wird und dann umgekehrt und durch ein Steigrohr geleitet wird, um einen Wasseraufstrom zu bilden, wobei ein Teil davon zu einer Trennvorrichtung geleitet wird, welche die Trennung eines fluidisierten biologischen Trägers und von Bakterienzellen von dem Wasser bewirkt.
JP-A-08010780 offenbart eine Vorrichtung zur Behandlung von Wasser mit einem Gas, z. B. Ozon, umfassend ein Venturi-Rohr, welches sich in einen Wassertank öffnet. Wasser wird von dem Tank durch eine Pumpe gesaugt und zum Venturi- Rohr geleitet, während Gas, das im Raum über der Oberfläche des Wassers im Tank vorhanden ist, ebenfalls in das Venturi-Rohr gesaugt und mit dem Wasser darin gemischt wird.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung für eine biologische Behandlung von wässrigen organischen Abfällen, welche die Aufrechterhaltung der Ozonabsorptionsrate mit einem höheren Wert und eine ununterbrochene Einleitung von Ozon enthaltendem Gas für lange Zeit ermöglichen, indem das Ozon enthaltende Gas so eingeleitet wird, dass es fein desintegrierte Blasen bildet, ohne an einer Verstopfung des Gaseinblaselements zu leiden, selbst wenn eine dichte Schaumschicht sich im ganzen Ozonbehandlungsbehälter aufgrund der Bildung einer viskosen und leicht schäumbaren Bioschlammsuspension durch die Ozonbehandlung aufgebaut hat, wodurch eine wirksame Ozonbehandlung realisiert werden kann, während die Menge an Überschussschlamm verringert wird.
Das Verfahren zur biologischen Behandlung von wässrigen organischen Abfällen nach der vorliegenden Erfindung basiert auf einer aeroben Behandlung des wässrigen organischen Abfalls in einem Belüftungstank in Anwesenheit eines Bioschlamms, der aerobe Mikroorganismen enthält, und ist in Anspruch 1 definiert.
Die Vorrichtung zur biologischen Behandlung von wässrigen organischen Abfällen nach der vorliegenden Erfindung ist in Anspruch 5 definiert.
Die wässrigen organischen Abfälle, die nach der vorliegenden Erfindung zu behandeln sind, sind wässrige Abfälle, die organische Substanzen enthalten, die durch eine in herkömmlicher Weise eingesetzte, aerobe biologische Aufbereitungstechnik behandelt werden können, und die auch einige andere schwer bioabbaubare organische Substanzen und sogar anorganische Substanzen enthalten können. Beispiele für solche wässrigen organischen Abfälle beinhalten Abwasser, Exkremente, Abfallflüssigkeiten von Nahrungsmittel und Getränke herstellenden Betrieben und verschiedene wässrige Industrieabfälle.
Nach der vorliegenden Erfindung werden wässrige organische Abfälle einer aeroben biologischen Behandlung in Anwesenheit eines Bioschlamms unterworfen, der aerobe Mikroorganismen enthält. Obwohl eine übliche Technik zur aeroben biologischen Behandlung mit einem Belebtschlamm, welche die Schritte des Inkontakt bringens des wässrigen organischen Abfalls mit dem Belebtschlamm in einem Belüftungstank unter Belüftung, des Unterwerfens der sich ergebenden wässrigen Suspension einer Feststoff/Flüssigkeits-Trennung in einer Feststoff/Flüssigkeits-Trenneinheit und des Zurückführens eines Teils des so abgetrennten Bioschlamms zum Belüftungstank umfasst, im allgemeinen eingesetzt werden kann, können für eine solche Behandlung auch andere Techniken der Modifizierung einer solchen gewöhnlichen Technik eingesetzt werden.
Nach der vorliegenden Erfindung wird ein Teil des Bioschlamms aus dem Behandlungssystem von einer solchen aeroben biologischen Behandlung entnommen und der entnommene Bioschlamm einer Ozonbehandlung unterworfen. Obwohl es bevorzugt ist, die Bioschlammentnahme durchzuführen, um einen Teil des Bioschlamms, der in der Feststoff/Flüssigkeits-Trenneinheit getrennt worden ist, zu entnehmen, kann es zulässig sein, den Bioschlamm in Form einer Flüssigkeitsmischung aus dem Belüftungstank zu entnehmen. Bei Entnahme von getrenntem Bioschlamm kann ein Teil des Bioschlamm oder der ganze Bioschlamm, der als Überschussschlamm abgeführt ist, entnommen werden. Es ist jedoch bevorzugter, dass ferner ein Teil des Bioschlamms, der als Rücklaufschlamm zum Belüftungstank zurückzuführen ist, zusätzlich zum Überschussschlamm entnommen wird, um einer Ozonbehandlung unterworfen zu werden. In diesem Fall kann die Menge an Überschussschlamm weiter verringert werden und sie kann sogar bei einigen Bedingungen Null erreichen.
Die Ozonbehandlung kann in einem sauren Zustand in einem pH-Bereich unter 5 durchgeführt werden. Hierbei kann die pH-Einstellung vorzugsweise durch Zugabe einer anorganischen Säure, wie Schwefelsäure, Salzsäure oder Salpetersäure, als pH-Regulierungsmittel zum Bioschlamm oder durch Azidogenese des Bioschlamms oder ferner durch eine Kombination davon erreicht werden. Wenn die Zugabe des pH-Regulierungsmittels verwendet wird, ist es bevorzugt, den pH-Wert bei 3 bis 4 einzustellen. Wenn die Azidogenese eingesetzt wird, kann vorzugsweise ein pH von 4 bis 5 eingestellt werden.
Die Ozonbehandlung kann durchgeführt werden, indem der gewonnene Schlamm oder die sich ergebende Suspension aus der Azidogenese als solche oder, falls notwendig, nachdem sie, z. B. durch eine Zentrifuge, konzentriert worden sind, mit Ozon bei einem pH von 5 oder weniger kontaktiert werden. Als Ozonquelle können nicht nur ozonisiertes Sauerstoffgas, sondern auch ozonisierte Luft eingesetzt werden. Die einzuleitende Ozonmenge kann vorzugsweise auf einen Wert von 0,002 bis 0,05 g O₃ pro 1 g flüchtiger suspendierter Feststoffe (VSS) eingestellt werden, vorzugsweise 0,005 bis 0,03 g O₃ pro 1 g VSS. Diese einzuleitende Ozonmenge entspricht der Ozonmenge, die durch das Schlamm enthaltende Gas absorbiert wird. Durch die Ozonbehandlung wird der Bioschlamm einem oxidativen Bioabbau unterworfen und in BSB-Komponenten umgewandelt.
Nach der vorliegenden Erfindung wird eine Technik angenommen, bei der ein Ablaufrohr zur Bewirkung des Kontakts mit Ozon eingesetzt wird. So wird ein Ozon enthaltendes Gas in einem Zustand von fein desintegrierten Blasen, die in der Bioschlamm enthaltenden Flüssigkeit dispergiert sind, in den Ozonbehandlungsbehälter eingeleitet, indem ein Mischstrom von der Bioschlamm enthaltenden Flüssigkeit, die zu behandeln ist, oder der ozonisierten, Schlamm enthaltenden Flüssigkeit und dem Ozon enthaltenden Gas durch das Ablaufrohr in Abwärtsströmung geleitet wird. Durch Dispergieren des Ozon enthaltenden Gases in Form von fein desintegrierten Blasen erhöhen sich die Gas/Flüsigkeits-Kontakteffizienz und die Ozonabsorptionsergiebigkeit.
In der Bioschlamm enthaltenden Flüssigkeit, die im Dispersionszustand des Ozon enthaltenden Gases in den Behälter eingeleitet wird, wird sich das Ozon enthaltende Gas im oberen Teil sammeln und wird sich die Flüssigkeit am Boden sammeln. Dadurch wird sich grundsätzlich eine Schaumschicht, die reich an Gaskomponenten ist, im oberen Teil bilden und eine Flüssigkeitsschicht mit Gasblasen wird sich im unteren Teil bilden.
Die Höhe der Flüssigkeitsschicht kann vorteilhafterweise 0,2 bis 3 m, vorzugsweise 0,5 bis 1,5 m, ausmachen. Obwohl eine Höhe der Flüssigkeitsschicht von mindestens 1 m genügen kann, kann eine Höhe von 1 bis 10 m, bevorzugter 2 bis 5 m, zweckmäßig sein.
Die Flüssigkeitsschicht ist reich an Flüssigkeit, aber enthält Gasblasen, und hat als ganzes ein Erscheinungsbild, das dem einer aus einer Schaumschicht gebildeten Rasiercreme ähnelt, so dass die Grenze zwischen beiden Schichten manchmal unsicher sein kann. Hier ist es notwendig, das Ozon enthaltende Gas in einem Zustand, in dem das Gas in vorbereitender Weise fein desintegriert ist, in den Behälter zu blasen, da die Gasblasen durch einfaches Einblasen des Gases vielleicht nicht dispergiert werden. Wenn dementsprechend die Gaseinleitung durch eine poröse Verteilerplatte erfolgt, wird ein Verstopfen der Poren eintreten, so dass ein folgender Betrieb über einen langen Zeitraum schwierig werden wird.
Bei der ozonisierten, Bioschlamm enthaltenden Flüssigkeit in der Flüssigkeitsschicht, die im unteren Teil gebildet wird, erfolgt die erforderliche Absorption von Ozon durch wiederholtes Mischen der Flüssigkeit mit dem Ozon enthaltenden Gas und Einleiten der Mischung durch das Ablaufrohr in Abwärtsströmung. Hier kann die Flüssigkeit entweder zum Ablaufrohr von dem gleichen Ozonbehandlungsbehälter oder zum Ablaufrohr eines unterteilten Ozonbehandlungsbehälters in einer folgenden Stufe einer mehrstufigen Ozonbehandlungseinheit umlaufen.
Umso länger das Ablaufrohr ist, desto bevorzugter ist es. Die Länge kann aber gewöhnlich 1 bis 20 m, bevorzugt 2 bis 10 m, betragen. Bei kurzen Längen kann die Ozonabsorptionsrate durch Zirkulieren entweder von der Flüssigkeit oder von dem Gas oder durch Hindurchleiten durch eine mehrstufige Einheit erhöht werden. Der Durchsatzanteil von Gas/Flüssigkeit im Ablaufrohr kann im allgemeinen 0,1 bis 1, vorzugsweise 0,2 bis 0,5, betragen. Die Ozonabsorptionsrate wird groß, wenn die lineare Geschwindigkeit (LV) des Gases im Ablaufrohr im allgemeinen bei 0,4 bis 4 m/s, vorzugsweise 0,6 bis 1 m/s, eingestellt wird. Diese Werte gelten ungeachtet des Drucks. Die Ozonmenge, die in der Flüssigkeit absorbiert wird, wird jedoch größer, wenn der Druck erhöht wird, da das Gasvolumen dadurch verringert wird. Der Gasdruck kann gewöhnlich im Bereich von Normaldruck bis 10 kp/cm² Überdruck ausgewählt werden. Um die vorstehend genannte Einleitungsgeschwindigkeit von Ozon unter diesen Bedingungen zu realisieren, ist es bevorzugt, die Raumgeschwindigkeit (SV) des Gases im Ozonbehandlungsbehälter auf einen Wert von 3 bis 5 h^–1 einzustellen.
Durch die Ozonbehandlung wird der Bioschlamm einer oxidativen Zersetzung durch die Reaktion mit Ozon unterworfen und in leicht bioabbaubare Produkte als BSB-Komponenten umgewandelt, die dem Belüftungstank zugeführt werden, um sie einer biologischen Behandlung zu unterwerfen. Das Abgas, das aus dem Ozonbehandlungsbehälter abgelassen wird, wird zusammen mit der Belüftungsluft in den Belüftungstank eingeleitet, nachdem das Ozon, falls notwendig, durch eine Abgasbehandlung entzogen worden ist, um es zur Belüftung einzusetzen, wodurch bewirkt wird, dass restliches Ozon durch den im Belüftungstank vorhandenen Bioschlamm absorbiert wird, bevor es in die Luft der Atmosphäre abgelassen wird.
Durch die Durchführung der aeroben biologischen Behandlung des ozonisierten Schlamms durch Einleiten in einen Belüftungstank im aeroben biologischen Behandlungsschritt werden die leicht bioabbaubaren Produkte, die durch die Ozonbehandlung in BSB-Komponenten umgewandelt worden sind, leicht durch Bioabbau entfernt. Dadurch wird ein aufbereitetes Wasser von hoher Qualität bei gleichzeitiger Verringerung der Menge an Schlamm, der aus dem ganzen System ausgetragen wird, erreicht.
Umso größer die Menge an Schlamm, der einer Ozonbehandlung unterworfen wird, desto größer wird hier die Reduzierungsrate an Schlammmenge. Gar kein Überschussschlamm kann jedoch nicht einfach durch Ozonbehandlung von Überschussschlamm erzielt werden, da der Bioschlamm beim Bioabbau von organischen Substanzen, die im mit Ozon behandelten Schlamm enthalten sind, rasch anwächst. Wenn dennoch die Ozonbehandlung durchgeführt wird, während überschüssiger Bioschlamm entnommen wird, um die Menge an rasch anwachsendem Bioschlamm auf scheinbar Null zu verringern, kann die Menge an Überschussschlamm, die beim ganzen System auftritt, auf Null verringert werden.
Da die biologische Mineralisationsrate von mit Ozon behandeltem Bioschlamm 30 bis 35 Gew.-% ausmacht, werden bei 65 bis 70 Gew.-% des Überschussschlamms das rasche Wachstum fortgesetzt. Daher werden die Bildungsmenge und die Mineralisationsmenge des Bioschlamms ausgeglichen, um zu bewirken, dass kein Überschussschlamm vorliegt, wenn die 2,5- bis 3,5-fache, vorzugsweise die 2,8- bis 3,4-fache Menge des gebildeten Überschussschlamms, d. h. die erhöhte Menge an Bioschlamm, ohne Einfügung der Ozonbehandlung, entnommen und einer Ozonbehandlung unterworfen wird.
Die biologische Behandlungsleistung kann hier gelegentlich sinken, wenn sich die Menge an Bioschlamm erhöht, die der Ozonbehandlung unterworfen wird. Es kann aber keine Verringerung der biologischen Behandlungsleistung gefunden werden, sofern die Menge an Bioschlamm, der einer Ozonbehandlung unterworfen wird, nicht größer als 30 Gew.-% pro Tag bezüglich der Menge an Schlamm ist, die im biologischen Behandlungstank vorhanden ist. Selbst wenn die biologische Behandlungsleistung sich verringert, kann diese Leistung bei einem hohen Wert gehalten werden, indem eine konstante Menge an Bioschlamm durch Anordnen einer Trägereinrichtung zum Tragen des Bioschlamms im Belüftungstank aufrechterhalten wird.
Beim aeroben biologischen Behandlungsschritt kann eine Verringerung der Menge an Überschussschlamm erreicht werden, während jeder Leistungsabfall der biologischen Behandlung ausgeschlossen wird, bei gleichzeitiger Verbesserung des Sedimentationsvermögens und der Entwässerbarkeit des Bioschlamms im Belüftungstank, indem die Schlammmenge, die der Ozonbehandlung zuzuführen ist, und die Menge an Überschussschlamm, der aus dem System abgelassen wird, reguliert werden, damit das Verhältnis VSS/suspendierte Feststoffe (SS) und der Wert der suspendierten Feststoffe in der Flüssigkeitsmischung (MLSS, mixed liquor suspended solids) im Belüftungstank jeweils beim festgelegten Wert bleiben. Dadurch wird der Betrieb der Feststoff/Flüssigkeits-Trenneinheit vereinfacht und die Entwässerung des gebildeten Überschussschlamms kann ohne weiteres durchgeführt werden.
Auf diese Weise können das Sedimentationsverhalten und das Entwässerungsvermögen durch Kontrollieren des Betriebs in solcher Weise, dass das Verhältnis VSS/SS des Bioschlamms im Belüftungstank bei 0,2 bis 0,7, vorzugsweise 0,3 bis 0,6, gehalten wird und MLVSS bei 500 bis 10.000 mg/l, vorzugsweise 1.000 bis 5.000 mg/l, gehalten wird, verbessert werden. In der allgemeinen Tendenz ist die Dichte des Bioschlamms umso höher, je geringer das Verhältnis VSS/SS ist, wodurch das Sedimentationsverhalten und das Entwässerungsvermögen verbessert werden.
KURZE ERLÄUTERUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Fließdiagramm, das eine Ausführungsform der Behandlungsvorrichtung zeigt. 2 ist ein schematisches Fließdiagramm von einer anderen Ausführungsform der Behandlungsvorrichtung. 3 ist eine graphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen dem Anteil an Gas/Flüssigkeits-Durchsätzen im Ablaufrohr und der Ozonabsorptionsrate im Beispiel zeigt. 4 ist eine graphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen der linearen Gasgeschwindigkeit im Ablaufrohr und der Ozonabsorptionsrate im Beispiel zeigt.
BESTE ART ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Die 1 und 2 zeigen jeweils eine bevorzugte Ausführungsform der Behandlungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung. In 1 stellen die Zeichen 1, 2 und 3 jeweils einen Belüftungstank, einen Feststoff/Flüssigkeits-Trennbehälter bzw. eine Ozonbehandlungsbehälter dar. Im Belüftungstank 1 ist ein Gasverteiler 4 angeordnet, zu dem Luft über eine Luftzufuhrleitung 5 zugeführt wird. Eine Abfallzufuhrleitung 6 und eine Belebtschlamm-Rückführleitung 7 kommunizieren mit dem Belüftungstank 1, der mit dem Feststoff/Flüssigkeits-Trennbehälter 2 durch eine Verbindungsleitung 8 verbunden ist. Der Feststoff/Flüssigkeits-Trennbehälter ist im oberen Bereich mit einer Leitung für behandeltes Wasser 9 verbunden und am Boden mit einer Schlammabflussleitung 10, die sich zur Belebtschlamm-Rückführleitung 7 und zur Bioschlamm-Entnahmeleitung 11 wegverzweigt.
Die Bioschlamm-Entnahmeleitung 11 kommuniziert über eine Pumpe 12 mit einem Sprühmittel 13, das sich im oberen Bereich des Ozonbehandlungsbehälters 3 befindet. Der Ozonbehandlungsbehälter 3 ist mit einem vertikal orientierten Ablaufrohr 14 versehen, an dessen offenem Ende eine Prallplatte 15 angeordnet ist. Eine Ausstoßvorrichtung 16 ist über dem Ablaufrohr 14 angeordnet, mit dem eine Umlaufleitung 18 mit einer Pumpe 17 kommuniziert. Die Ausstoßvorrichtung 16 ist mit der Ozonzufuhrleitung 20 verbunden, die von einem Ozongenerator 19 gesteuert wird. Eine Zufuhrleitung für ozonisierten Bioschlamm 22 mit einem Ventil 21 verzweigt sich von der Umlaufleitung 18 zum Belüftungstank 1. 23 ist ein Flüssigkeitsspiegel-Anzeigegerät vom Elektrodentyp, das den Öffnungsgrad des Ventils 21 steuert. Eine Abgasleitung 24 wird vom oberen Teil des Ozonbehandlungsbehälters 3 geführt und öffnet sich zum Belüftungstank 1. 25 ist eine Säure-Einspritzleitung.
Ein wässriger organischer Abfall wird durch diese Vorrichtung in einer solchen Weise behandelt, dass der wässrige organische Abfall von der Abfallzufuhrleitung 6 in den Belüftungstank 1 geführt wird, in dem er mit dem Belebtschlamm, der über die Schlamm-Rückführleitung 7 zurückgeführt wird, gemischt wird, während Luft darin eingeleitet wird, um die Belüftung der sich ergebenden Flüssigkeitsmischung zu bewirken, um eine aerobe Biobehandlung zu realisieren, indem die biologische Wirk samkeit von aeroben Mikroorganismen im Belebtschlamm ausgenutzt wird. Die Flüssigkeitsmischung im Belüftungstank 1 wird in den Feststoff/Flüssigkeits-Trennbehälter 2 über die Verbindungsleitung 8 geführt, um sie einer Feststoff/Flüssigkeits-Trennung zu unterwerfen, woraufhin die so abgetrennte Flüssigkeit als aufbereitetes Wasser über die Leitung für behandeltes Wasser 9 abgelassen wird. Der darin abgetrennte Bioschlamm wird über die Schlamm-Abflußleitung 10 entnommen, wovon ein Teil über die Rückführleitung 7 zum Belüftungstank 1 zurückgeführt wird. Der Rest des abgetrennten Bioschlamms wird über die Bioschlamm-Entnahmeleitung 11 durch die Pumpe 12 in den Ozonbehandlungsbehälter 3 als Bioschlamm-Aufschlämmung, die zu ozonisieren ist, geführt. Bei dieser Gelegenheit wird eine Säure über die Säure-Einspritzleitung 25 in die Einheit eingeleitet.
Im Ozonbehandlungsbehälter 3 wird eine Kontaktzone 26 aufgebaut, die aus einer Flüssigkeitsschicht, die relativ reich an Flüssigkeit ist, und einer darüber liegenden Schaumschicht, die relativ arm an Flüssigkeit ist, zusammengesetzt ist. Über der Ozonkontaktzone 26 bildet sich ein Gasraum 27. Die Bioschlamm-Aufschlämmung, die zu ozonisieren ist, lässt man zirkulieren, indem die Aufschlämmung vom Boden der Kontaktzone 26 durch die Umlaufleitung 18 durch die Pumpe 17 abgezogen wird, wodurch ein Mischstrom in dem Ablaufrohr 14 unter Ansaugen des Ozon enthaltenden Gases, das vom Ozongenerator 19 durch die Ausstoßvorrichtung 16 zugeführt wird, aufgebaut und in dem Ablaufrohr 14 in Abwärtsströmung geführt wird. Aufgrund der umgekehrten Wirkung des Aufschwimmdrucks des Gases gegen die Abwärtsströmung der Flüssigkeitsmischung im Ablaufrohr 14 wird eine Wirbelströmung gebildet, wodurch das Ozon enthaltende Gas in der Bioschlamm-Aufschlämmung als fein desintegrierte Gasblasen dispergiert wird.
Aufgrund der feinen Dispersion dieser feinen Blasen des Ozon enthaltenden Gases in der Bioschlamm-Aufschlämmung wird der Gas/Flüssigkeits-Kontaktbereich groß. Der aus dem Ablaufrohr 14 in die Kontaktzone 26 austretende Mischstrom stößt auf die Prallplatte 15 und verteilt sich über den ganzen Bereich des Ozon absorbierenden Behälters. Er strömt die Kontaktzone 26 hinauf, während der Zustand des Gas/Flüssigkeits-Kontakts beibehalten wird, und passiert die Schaumschicht, in der ein Dünnfilmkontakt vorherrscht, wodurch sich die Gas/Flüssigkeits-Kontakteffizienz erhöht und die Ozonabsorptionsrate vergrößert wird. Da der Durchmesser des Ablaufrohrs 14 viel größer ist als die Porengröße der Lochplatte, braucht man sich nicht vor einer Verstopfung davon aufgrund der Haftung von Bioschlamm zu sorgen. Durch das Sprühen der Bioschlamm-Aufschlämmung, die von der Bioschlamm-Entnahmeleitung 11 zum Ozonbehandlungsbehälter 3 geführt wird, auf die Schaumschicht vom Sprühmittel 13 wird die Schaumbildung unterdrückt.
Ein Teil des ozonisierten Bioschlamms in der Umlaufleitung 18 wird dem Belüftungstank 1 durch die Zufuhrleitung 22 zugeführt, um ihn als BSB-Quelle einer Biolyse durch den Belebtschlamm zu unterwerfen. Hier wird der Öffnungsgrad des Ventils 21 mit Hilfe des Flüssigkeitsspiegel-Anzeigegeräts 23 eingestellt, damit ein konstantes Niveau der Grenzfläche 28 zwischen der Kontaktzone 26 und dem Gasraum 27 beibehalten wird. Das Abgas aus dem Ozonbehandlungsbehälter 3 wird vom oberen Teil davon über die Abgasleitung 24 zum Belüftungstank 1 geführt, um eine Behandlung von verbrauchtem Ozon auszuführen. Zur Erleichterung der Absorption des verbrauchten Ozongases durch die Flüssigkeitsmischung im Belüftungstank 1 wurde ein großes Ablaufrohr 14 eingesetzt, das in den Zeichnungen nicht gezeigt ist. Wenn es nicht möglich ist, eine ausreichende Absorption des restlichen Ozons im verbrauchten Ozongas aufgrund der übermäßig hohen Konzentration an Ozon darin zu erreichen, ist es bevorzugt, eine Vorrichtung zur Bewirkung einer vorbereitenden Ozonentfernung, z. B. unter Verwendung von Aktivkohle, einem Katalysator oder dgl., in der Abgasleitung 24 auf halbem Wege zu installieren.
Indem das Verhältnis der Gas/Flüssigkeits-Durchsätze bzw. die lineare Gasgeschwindigkeit im Ablaufrohr 14 in den vorstehend genannten Bereichen beibehalten werden, kann die Ozonabsorptionsrate erhöht werden, wobei die Rückführungsrate der Bioschlamm-Aufschlämmung und die Verweilzeit des Bioschlamms, die für die Ozondosierung erforderlich sind, bestimmt werden können. Obwohl die Ozonbehandlung unter Normaldruck durchgeführt werden kann, ist es bevorzugt, die Ozonbehandlung unter Druck durchzuführen, da die Ozonabsorptionsrate größer wird und die, Rückführungsrate und die Verweilzeit verringert werden können.
Obwohl in der Ausführungsform von 1 die Bioschlamm-Aufschlämmung, die zu ozonisieren ist, zur Zerstörung der Schaumschicht gesprüht wird, ist es zulässig, die Bioschlamm-Aufschlämmung zusammen mit dem zirkulierenden Bioschlamm zum Ablaufrohr zu führen, während ein gesondertes Schaumzer störungsmittel eingesetzt wird. Eine Pumpe zur ausschließlichen Verwendung zur Steuerung des ozonisierten Bioschlamms kann installiert werden und mit Hilfe des Flüssigkeitsspiegel-Anzeigegeräts gesteuert werden. Die Einführung des Ozon enthaltenden Gases in die Bioschlamm-Aufschlämmung kann durch Ausnutzen des Gasdrucks durch den Ozongenerator bewirkt werden, statt die Ausstoßvorrichtung zu verwenden.
In der Ausführungsform von 2 ist der Ozonbehandlungsbehälter 3 aus drei Behandlungskammern 3a, 3b und 3c zusammengesetzt, die jeweils mit einem Ablaufrohr 14a, 14b bzw. 14c versehen sind. Über dem Ablaufrohr 14a der ersten Behandlungskammer 3a ist eine Ausstoßvorrichtung 16 angeordnet, mit der die Schlammentnahmeleitung 11 und die Ozonzufuhrleitung 20 kommunizieren. Das obere Ende von jedem Ablaufrohr 14b und 14c der folgenden Behandlungskammern 3b und 3c ist jeweils mit dem oberen Teil der betreffenden vorhergehenden Kammer 3a oder 3b verbunden, damit sie sich in einem Bereich in der Nähe der Grenzfläche darin öffnet. Im Anschluss an die letzte Behandlungskammer 3c wird ein Schaumzerstörungsbehälter 29 angeordnet, der mit einem Sprühmittel 13 versehen ist, das mit einer Verbindungsleitung 30 verbunden ist, die von der Behandlungskammer 3c zu einem Bereich in der Nähe der Grenzfläche geführt wird. Von einem unteren Bereich des Schaumzerstörungsbehälters 29 kommuniziert eine Zufuhrleitung für ozonisierten Bioschlamm 22 mit einer Pumpe 17 mit dem Belüftungstank 1, zu dem auch eine Leitung für verbrauchtes Abgas 24 vom oberen Teil des Schaumzerstörungsbehälters 29 geführt wird. 31 ist ein Regler zur Steuerung des Niveaus der Grenzfläche 28 zwischen der Kontaktzone 28 und dem Gasraum 27 in der Behandlungskammer 3a und steuert das Ventil 32 der Verbindungsleitung 30. Die Steuerung der Pumpe 17 erfolgt mit Hilfe des Flüssigkeitsspiegel-Anzeigegeräts 23.
In der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wird die Ozonabsorption bewirkt, indem das Ozon enthaltende Gas in die Behandlungskammer 3a der ersten Stufe durch das Ablaufrohr 14a der ersten Stufe des Ozonbehandlungsbehälters 3 als Dispersion eingeleitet wird, während mit Hilfe der Ausstoßvorrichtung 16 das Ozon enthaltende Gas mit der Bioschlamm-Aufschlämmung von der Bioschlamm-Entnahmeleitung 11 unter Druckbeaufschlagung durch die Pumpe 12 gemischt wird. Die Mischströme, die aus den Ablaufrohren 14a, 14b und 14c heraustreten, stoßen auf die Bodenwände der Behandlungskammern 3a, 3b und 3c und strömen dann hinauf, wobei sie in der gesamten Masse dispergiert werden, wodurch jede Kontaktzone 26, die sich aus einer Flüssigkeitsschicht, die relativ reich an Flüssigkeit ist und Blasen enthält, und einer Schaumschicht darüber, die arm an Flüssigkeit ist, konstituiert, gebildet wird, wobei der Gas/Flüssigkeits-Kontakt in dieser Schaumschicht erreicht wird. In der Nähe der Grenzfläche 28 strömen die Bioschlamm-Aufschlämmung und das Ozon enthaltende Gas in das Ablaufrohr 14b oder 14c der anschließenden Stufe in Form eines Mischstroms, der dann als solcher in einer Abwärtsströmung in die Behandlungskammer 14b oder 14c der anschließenden Stufe geführt wird, während bewirkt wird, dass das Ozon enthaltende Gas sich dispergiert. Auf diese Weise wird der Gas/Flüssigkeits-Kontakt in einer Pfropfenströmung realisiert.
Der Mischstrom von Bioschlamm-Aufschlämmung und Ozon enthaltendem Gas strömt von einem Bereich in der Nähe der Grenzfläche der Behandlungskammer 3c unter Durchtritt durch die Verbindungsleitung 30 in den Schaumzerstörungsbehälter 29, wobei er über das Sprühmittel 13 gesprüht wird, um den Schaum zu zerstören. Der Öffnungsgrad des Ventils 32 in der Verbindungsleitung 30 wird durch ein Steuergerät 31 gesteuert, um einen konstanten Druck in der Behandlungskammer der ersten Stufe 3a beizubehalten. Die ozonisierte Flüssigkeit 34, die im Schaumzerstörungsbehälter 29 getrennt ist, wird durch die Pumpe 17 über die Zufuhrleitung 22 zum Belüftungstank 1 geführt, während sie durch das Flüssigkeitsspiegel-Anzeigegerät 23 reguliert wird, um einen konstanten Flüssigkeitsspiegel 33 beizubehalten. Das ozonisierte Abgas, das in dem Schaumzerstörungsbehälter 29 getrennt ist, wird über die Abgasleitung 24 in den Belüftungstank 1 eingeleitet, in dem das verbrauchte Ozon durch eine Flüssigkeitsmischung in einem Ablaufrohr absorbiert wird, das in der Zeichnung nicht gezeigt ist.
Die Vorrichtung von 2 ist so gestaltet, dass der Gas/Flüssigkeits-Mischstrom durch die Pumpe 12 verstärkt wird, um ihn in die mehrstufigen Behandlungskammern 3a, 3b und 3c als Pfropfenstrom zu leiten, wobei sich die Ozonabsorptionsrate aufgrund der Komprimierung erhöht.
Obwohl die Vorrichtungen der 1 und 2 einen Feststoff/Flüssigkeits-Trennbehälter 2 als Feststoff/Flüssigkeits-Trennmittel enthalten, ist es zulässig, andere Trennmittel im Belüftungstank 1 einzubauen, wie ein eingetauchtes, permeables Membranmodul oder dgl. Wenn ein permeables Membranmodul eingesetzt wird, wird das aufbereitete Wasser aus dem Membranmodul entnommen und die Rückführung des getrennten Bioschlamms erfolgt auf der Oberfläche des Membranmoduls, während die Entnahme des Bioschlamms für die Ozonbehandlung durch Entnahme der Flüssigkeitsmischung vom Belüftungstank erfolgt, um ihn der Ozonbehandlung zu unterwerfen.
BEISPIEL 1
Ein Abwasser von einem Arzneimittelhersteller wurde einer aeroben Behandlung unter Verwendung der in 1 gezeigten Vorrichtung bei einer Abfallaustragrate von 240 m³/Tag mit einem BSB-Gehalt von 2.2000 mg/l und einem CSB von 3.500 mg/l bei einer BSB-Belastung von 530 kg/Tag unterworfen. Der Belüftungstank 1 hatte eine Kapazität von 1.900 m³, in dem der Abfall bei einer MLSS von 4.000 bis 5.000 mg/l belüftet wurde, wodurch ein aufbereitetes Wasser mit einem BSB von nicht mehr als 10 mg/l und einem SS-Wert von 5 bis 30 mg erhalten wurde. Der Ozonbehandlungsbehälter 3 hatte einen Durchmesser von 1.000 mm und eine Höhe von 5.400 mm mit einem Nutzvolumen von 3 m³. Die Ozonbehandlung wurde mit einer Bioschlammaufschlämmungs-Konzentration von 9.000 mg/l, einem Bioschlammaufschlämmungs-Durchsatz von 1,5 m³/h, einem Gehalt an Ozon enthaltendem Gas von 25 g/m³, einem Durchsatz von Ozon enthaltendem Gas von 12 m³/h (mit einer SV von 4 h^–1), einer Wasserumwälzgeschwindigkeit von 60 m³/h und einem durch Zugabe von Schwefelsäure auf 3 eingestellten pH unter Normaldruck durchgeführt, wodurch eine stabilisierte Ozonabsorptionsrate bei 90 bis 95% {berechnet durch [([O₃] im zugeführten, Ozon enthaltenden Gas) – ([O₃] im Abgas) × 100]/([O₃] im zugeführten, Ozon enthaltenden Gas)} erreicht wurde. Die Menge an Überschussschlamm, die ohne Ozonbehandlung erzeugt wurde, machte 200 kg TS/Tag aus, die mit der Ozonbehandlung auf Null reduziert wurde. Es trat kein Verstopfen des Ozonbehandlungsbehälters 3, des Ablaufrohrs 14 und der Umlaufleitung 18 aufgrund der Haftung von Schlamm auf.
Die Variation der Ozonabsorptionsrate (%) aufgrund der Änderung des Gas/ Flüssigkeits-Durchsatzverhältnisses (G/F-Verhältnis) im Ablaufrohr bei einer Raumgeschwindigkeit (SV) des Gases von 4 h^–1 ist in 3 gezeigt. Auch die Variation in der Ozonabsorptionsrate (%) aufgrund der Änderung der LV des Gases im Ablauf rohr bei einer Gas-SV im Ozonbehandlungsbehälter von 4 h^–1, einem G/F-Verhältnis im Ablaufrohr von 0,23 und einer LV der zirkulierenden Flüssigkeit von 60 m³/h ist in 4 gezeigt.
Aus den 3 und 4 ist ersichtlich, dass ein G/F-Verhältnis im Ablaufrohr von 0,1 bis 1 und eine Gas-LV im Ablaufrohr von 0,4 bis 4 m/s vorteilhaft sind.
VERGLEICHSBEISPIEL 1
Eine Ozonbehandlung wurde in der Vorrichtung von Beispiel 1 in einer solchen Weise durchgeführt, dass das Ablaufrohr 14 und die Umlaufleitung 18 nicht verwendet wurden und das Ozon enthaltende Gas im Ozonbehandlungsbehälter 3 unter Verwendung einer porösen Gasverteilervorrichtung bei einer SV von 4 h^–1 dispergiert wurde, wodurch eine Ozonabsorptionsrate von 88% erreicht wurde. Die Gasverteilervorrichtung begann nach 14 Tagen zu verstopfen und die Absorptionsrate verringerte sich auf 70%.
BEISPIEL 2
Ein Abwasser mit einer Abflussrate von 40 m³/Tag mit einem BSB von 190 mg/l wurde aerob behandelt. Der Belüftungstank 1 hatte eine Kapazität von 10 m³, in dem die Behandlung bei einem MLSS von 2.000 mg/l durchgeführt wurde. Als Ozonbehandlungsbehälter 3 wurde einer verwendet, der drei Behandlungskammern 3a, 3b und 3c aufwies, die jeweils einen Durchmesser von 170 mm, eine Höhe von 2.000 mm und ein Nutzvolumen von 15 l hatten und in Reihe verbunden waren. Die Bioschlamm-Aufschlämmung mit einer Konzentration von 4.000 mg/l wurde mit einer Rate von 400 l pro h zugeführt, wobei der pH durch Schwefelsäure auf 3 eingestellt wurde. Dazu wurde ein Ozon enthaltendes Gas mit einer Konzentration von 50 g/m³ bei einem Durchsatz von 480 l pro h unter Verwendung einer Ausstoßvorrichtung eingeleitet. Das Gas wurde zu jedem Ablaufrohr 14a, 14b und 14c bei einem G/F-Verhältnis in nicht komprimierten Zustand von 1,2 und einer Gas-LV in nicht komprimiertem Zustand im Ablaufrohr von 1,7 m/s zugeführt, um den Druck der ersten Stufe bei 0,15 Pa (1,5 kp/cm² Überdruck), den Druck der zweiten Stufe bei 0,1 Pa (1,0 kp/cm² Überdruck) und den Druck der dritten Stufe bei 0,05 Pa (0,5 kp/cm2 Überdruck) einzustellen, um die Ozonbehandlung zu bewirken. Die Gesamtgas-SV im ganzen Behälter beträgt 10,6 h^–1 (32 h^–1 in jeder Kammer) und die Ozongabe beträgt 0,015 g O₃/g VSS. Im Ergebnis wurde festgestellt, dass das tatsächliche G/F 0,48 für die erste Stufe, 0,6 für die zweite Stufe und 0,8 für die dritte Stufe betrug. Es wurde festgestellt, dass die Ozonabsorptionsrate 65% am Ausgang der ersten Stufe, 80% am Ausgang der zweiten Stufe und 92% am Ausgang der dritten Stufe war. Es wurde kein Verstopfen des Ozonbehandlungsbehälters 3 bemerkt.
BEISPIEL 3
Die Ozonbehandlung wurde wie in Beispiel 2 durchgeführt, außer dass das Ozon enthaltende Gas durch eine Verstärkerpumpe verdichtet eingeleitet wurde. Der Druck wurde bei 0,98 Pa (10 kp/cm² Überdruck) in der ersten Stufe, 0,9 Pa (9,2 kp/cm² Überdruck) in der zweiten Stufe und 0,83 Pa (8,5 kp/cm² Überdruck) in der dritten Stufe eingestellt. Es wurde festgestellt, dass das tatsächliche Verhältnis G/F 0,11 für die erste Stufe, 0,12 für die zweite Stufe und 0,13 für die dritte Stufe betrug, wodurch festgestellt wurde, dass die Ozonabsorptionsrate 97% am Ausgang der ersten Stufe, 99% am Ausgang der zweiten Stufe und 99,5% am Ausgang der dritten Stufe betrug.
VERGLEICHSBEISPIEL 2
In einem Behälter mit einem gleichen Volumen wie die Behandlungskammer 3a, die in Beispiel 2 verwendet wurde, wurde das in Beispiel 2 verwendete, Ozon enthaltende Gas unter Verwendung einer porösen Gasverteilungsvorrichtung eingeleitet, um eine Gas-SV von 10,6 h^–1 zu erreichen, wodurch eine Ozonabsorptionsrate von 75% erhalten wurde. Nach 21 Tagen war die Gasverteilungsvorrichtung verstopft und wurde unbrauchbar.
Aus den obigen Ergebnissen ist ersichtlich, dass die Ozonbehandlung mit einer hohen Ozonabsorptionsrate erfolgen kann, ohne durch ein Verstopfen durch Schlamm beeinträchtigt zu werden, indem die Ozonbehandlung unter Verwendung eines Ablaufrohrs durchgeführt wird, dass die Absorptionsrate höher wird, indem der Ozonbehandlungsbehälter mit einem mehrstufigen Aufbau gestaltet wird, und dass sich die Ozonabsorptionseffizienz durch Druckbeaufschlagung erhöht.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Das Verfahren und die Vorrichtung zur biologischen Behandlung von wässrigen organischen Abfällen nach der vorliegenden Erfindung können für ein Verfahren und eine Vorrichtung genutzt werden, die in der Lage sind, Überschussschlamm auf den Gebieten der Behandlung von wässrigen organischen Abfällen zu verringern, wie bei Abwasser, Exkrementen und Abwasser von Betrieben der Nahrungsmittelherstellung.

Claims

Verfahren zur aeroben Aufbereitung von wässrigen organischen Abfällen, in dem die Abfälle aerob in einem Belüftungstank (1) in Gegenwart von aerobe Mikroorganismen enthaltendem Bioschlamm aufbereitet werden, umfassend Unterwerten des dem Belüftungstank zugeführten wässrigen organischen Abfalls einer aeroben biologischen Aufbereitung in Gegenwart von aerobe Mikroorganismen enthaltendem Bioschlamm, um eine Flüssigkeitsmischung zu bilden, Unterwerfen der Flüssigkeitsmischung einer Feststoff/Flüssigkeits-Trennung, um eine getrennte flüssige Phase als auszutragende aufbereitete Flüssigkeit und eine getrennte feste Phase von Bioschlamm zu bilden, Behandeln einer Bioschlamm enthaltenden Flüssigkeit mit einem Ozon enthaltenden Gas, um einen ozonisierten Bioschlamm zu bilden, wobei die Bioschlamm enthaltende Flüssigkeit entweder aus der aus dem Belüftungstank entnommenen Flüssigkeitsmischung oder dem getrennten Bioschlamm aus der Feststoff/Flüssigkeits-Trennung gebildet wird, und Zuführen einer Flüssigkeit, die den ozonisierten Bioschlamm enthält, zum Belüftungstank, wobei die Behandlung der Bioschlamm enthaltenden Flüssigkeit mit einem Ozon enthaltenden Gas umfasst das Durchleiten eines Mischstroms von der aufzuarbeitenden Bioschlamm enthaltenden Flüssigkeit oder einer ozonisierten Bioschlamm enthaltenden Flüssigkeit und einem Ozon enthaltenden Gas durch ein Ablaufrohr (14) in Abwärtsströmung und das Einleiten des Mischstroms in einen Ozonbehandlungsbehälter (3) in einem Zustand, in dem das Ozon enthaltende Gas als fein desintegrierte Blasen in der Bioschlamm enthaltenden Flüssigkeit oder der ozonisierten Bioschlamm enthaltenden Flüssigkeit verteilt ist, damit die Bioschlamm enthaltende Flüssigkeit oder die ozonisierten Bioschlamm enthaltende Flüssigkeit zum Kontakt mit dem Ozon enthaltenden Gas veranlasst werden und damit eine Ozonkontaktzone (26) gebildet wird, die von einem Gasraum (27) über der genannten Zone durch eine Grenzfläche (28) getrennt ist, während das Niveau der Grenzfläche zwischen der Ozonkontaktzone (26) und dem Gasraum (27) reguliert wird, wobei die Ozonkontaktzone (26) aus einer Flüssigkeitsschicht mit Gasblasen mit einem höheren Anteil von Flüssigkeit und einer Schaumschicht über der Flüssigkeitsschicht mit einem höheren Anteil von Gas als Flüssigkeit zusammengesetzt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin im Ablaufrohr das Verhältnis der Durchsätze von Gas/Flüssigkeit im Bereich von 0,1 bis 1 und die lineare Geschwindigkeit des Gases im Bereich von 0,4 bis 4 m/s liegt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin die Ozonbehandlung bei einem pH-Wert von 5 oder kleiner durchgeführt wird.
Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, worin die Ozonbehandlung unter einem Druck von Normaldruck bis 0,98 Pa (10 kp/cm² Überdruck) ausgeführt wird.
Vorrichtung für die biologische Aufbereitung von wässrigen Abfällen umfassend einen Belüftungstank (1), in dem eine aerobe Aufbereitung des wässrigen organischen Abfalls in Gegenwart von aerobe Mikroorganismen enthaltendem Bioschlamm ausgeführt wird, um eine Flüssigkeitsmischung zu bilden, ein Feststoff/Flüssigkeits-Trennmittel (2) zur Feststoff/Flüssigkeits-Trennung der Flüssigkeitsmischung, um eine getrennte flüssige Phase als auszutragende aufbereitete Flüssigkeit und eine getrennte feste Phase von Bioschlamm zu bilden, einen Ozonbehandlungsbehälter (3), in dem eine Bioschlamm enthaltende Flüssigkeit, die entweder aus der aus dem Belüftungstank entnommenen Flüssigkeitsmischung oder dem getrennten Bioschlamm aus der Feststoff/Flüssigkeits-Trennung gebildet wird, mit einem Ozon enthaltenden Gas kontaktiert wird, um eine Ozonbehandlung unter Bildung eines ozonisierten Bioschlamms zu bewirken, und eine Zuführungsleitung (22) zum Zuführen einer Flüssigkeit, die den ozonisierten Bioschlamm enthält, vom Ozonbehandlungsbehälter zum Belüftungstank, und ein Steuermittel (31) zum Regulieren des Niveaus der Grenzfläche (28) zwischen der Ozonkontaktzone (26) und dem Gasraum (27), wobei der Ozonbehandlungsbehälter versehen ist mit einer mit einer Ozon-Zuführungsleitung (20) verbundenen Ausstoßvorrichtung (16), einem Ablaufrohr (14) zum Durchleiten eines Mischstroms umfassend die aufzuarbeitende Bioschlamm enthaltende Flüssigkeit oder eine ozonisierten Bioschlamm enthaltende Flüssigkeit und ein Ozon enthaltendes Gas in Abwärtsströmung, damit das Ozon enthaltende Gas als fein desintegrierte Gasblasen in der Bioschlamm enthaltenden Flüssigkeit oder der ozonisierten Bioschlamm enthaltenden Flüssigkeit verteilt wird und damit eine Ozonkontaktzone (26), die von einem Gasraum (27) über der genannten Zone durch eine Grenzfläche (28) getrennt ist, gebildet wird, während das Niveau der Grenzfläche (28) zwischen der Ozonkontaktzone (26) und dem Gasraum (27) reguliert wird, wobei die Ozonkontaktzone (26) aus einer Flüssigkeitsschicht mit Gasblasen mit einem höheren Anteil von Flüssigkeit und einer Schaumschicht, die über der Flüssigkeitsschicht mit einem höheren Anteil von Gas als Flüssigkeit gebildet ist, zusammengesetzt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, worin der Ozonbehandlungsbehälter mit einem Umlaufpfad zum Zirkulieren einer ozonisierten Bioschlamm enthaltenden Flüssigkeit im Ozonbehandlungsbehälter zum Ablaufrohr und einem Einleitpfad zum Einleiten des Ozon enthaltenden Gases in den Umlaufpfad versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, worin der Ozonbehandlungsbehälter eine Mehrzahl von Mehrstufen-Ozonbehandlungskammern (3a, 3b, 3c) umfasst, die jeweils versehen sind mit einem Ablaufrohr (14a, 14b, 14c) und einem Umlauf pfad zum Überführen eines Mischstroms von einer ozonisierten Bioschlamm enthaltenden Flüssigkeit und einem Ozon enthalten Gas von der Behandlungskammer einer vorherigen Stufe zum Ablaufrohr der Behandlungskammer einer anschließenden Stufe.