CH687325A5

CH687325A5 - Behandlung von Presswasser einer Vergärungsanlage.

Info

Publication number: CH687325A5
Application number: CH01210/94A
Authority: CH
Inventors: Walter Schmid; Hans Engeli
Original assignee: Walter Schmid
Priority date: 1994-04-20
Filing date: 1994-04-20
Publication date: 1996-11-15
Also published as: DE19505836A1

Description

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CH 687 325 A5

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Überschusswasser einer biologischen Vergärungsanlage und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es sind biologische Vergärungsanlagen bekannt, bei denen organischer Siedlungsabfall in einem Fermenter vergärt und zu Komposterde verarbeitet wird. Das Faulgut, das den Fermenter verlässt, weist jedoch im allgemeinen eine für eine Nachrot-tung zu hohe Feuchtigkeit auf, so dass es mittels einer Presse entwässert werden muss. Dieses anfallende Presswasser ist stark organisch und bakteriell belastet. Zudem weist es einen hohen Anteil an Feststoffen auf. Der Trockensubstanzanteil beträgt im allgemeinen 11 %—18%. Ein Teil des Presswassers wird als Impfgut wieder in den Fermenter zurückgeführt. Der Grossteil des Presswassers, das Überschusswasser, kann nicht wiederverwendet werden und muss deshalb entsorgt werden.

Das Überschusswassers kann jedoch nicht direkt der Kanalisation zugeführt werden. Die organische und bakterielle Verunreinigung würde die Kläranlagen zu stark belasten. Zudem würde der hohe Feststoffanteil zu Sedimentationen in der Kanalisation führen. Eine vorgängige Aufbereitung des Überschusswassers ist deshalb notwendig.

Dieselbe Problematik tritt in gleicher Weise bei anderen Typen von biologischen Vergärungsanlagen auf. Auch dort existieren Verfahrensstufen, in denen bakteriell belastete Flüssigkeit oder flüssige Massen als Abfallprodukte anfallen, die bisher meist direkt in die Kanalisation eingeleitet wurden. Die kommunalen Kläranlagen sind jedoch nicht mehr bereit, diese biologischen Belastungen zu übernehmen. Die Gesetzgebung lässt auch nicht zu, dass dieses Überschusswasser direkt dem Klärschlamm einer Abwasserreinigungsanlage zugeführt wird. So hat man sich bisher mit der unbefriedigenden Lösung begnügt, das Presswasser mit Flockungsmittel einzudicken, zu trocknen und danach zu entsorgen.

Es ist kein Verfahren bekannt, das eine effiziente und ökologisch sinnvolle Aufbereitung des Überschusswassers durchführt, so dass eine verminderte Umweltbelastung erreicht wird und das Überschusswasser bedenkenlos in die Kanalisation eingeleitet werden kann.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Aufbereitung von Überschusswasser zu schaffen, das eine verminderte Menge Flockungsmittel einsetzt.

Diese Aufgabe löst ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.

Im erfindungsgemässen Verfahren wird das Überschusswasser somit in einem mehrstufigen Verfahren wiederaufbereitet. Da das Überschusswasser dickflüssig ist und einen hohen Anteil an Feststoffen aufweist, werden zuerst diese Feststoffe von der flüssigen Phase getrennt. Der Einsatz von Flockungshilfsmittel dient lediglich der Unterstützung des Trennverfahrens im Dekanter. Die eingesetzte Menge an Flockungshilfsmittel hält sich in einem für die Umwelt verträglichen Rahmen. In einem zweiten Schritt Aufbereitung wird anschliessend die flüssige Phase weiter aufgeteilt, indem die gelösten, feinen organischen Verunreinigungen durch ein biologisches Abbauverfahren entfernt werden. Zudem wird die Flüssigkeit denitrifiziert. Die so von ungelösten wie auch gelösten organischen Feststoffen befreite, nitratarme Flüssigkeit stellt keine wesentliche Belastung für kommunale Kläranlagen mehr dar und kann deshalb bedenkenlos in die Kanalisation eingeleitet werden.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, die im Überschusswasser enthaltenen organischen Feststoffe durch Rückführung in den ökologischen Kreislauf zu verwerten.

Diese Aufgabe löst ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 3.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist in den beiliegenden Zeichnungen schematisch dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Flussdiagramm des erfindungsgemässen Verfahrens und

Fig. 2 ein Verfahrensfliessbild desselben Verfahrens.

In der folgenden Beschreibung des Verfahrensablaufes wird auf beide Figuren, das Flussdiagramm und das Verfahrensfliessbild, Bezug genommen.

Aus einem Fermenter 1 einer Vergärungsanlage kommend wird das biologisch abgebaute Faulgut durch eine Schneckenpresse 2 gefördert. In dieser Schneckenpresse 2 wird das Faulgut entwässert, wobei es anschliessend zur Nachrottung in einen Nachrottbunker 3 gefördert wird.

Das in der Schneckenpresse herausgepresste Überschusswasser oder Presswasser wird nun mehreren weiteren Verfahrensschritten unterzogen, damit es bis zu Einleitung in die Kanalisation genügend aufbereitet ist. Dieses Überschusswasser weist, obwohl sein Name auf eine Flüssigkeit hinweist, einen relativ hohen Festkörperanteil auf, ist also zähflüssig und schlammartig. Typische Werte der Trockensubstanz betragen 11 %—18%. Das Überschusswasser aus der Schneckenpresse 2 wird in einem Dickschlammvorlagebecken 4 aufgefangen, das als Vorratssilo dient. Von diesem Dickschlammvorlagebecken 4 wird eine unverdünnte Menge des Überschusswassers mittels einer Beschickungspumpe in einen Dekanter 6 gefördert.

Im Dekanter 6 wird der flüssige Anteil vom Feststoffanteil getrennt. Um die Trennung zu verbessern, wird ein Flockungshilfsmittel eingesetzt. Dieses wird, eventuell unter Beimischung von Wasser, in dosierten Mengen in einer Flockungshilfsmittel-aufbereitungseinheit vorbereitet und mittels einer Dosierpumpe 5 in den Zulauf des Dekanters 6 beigemengt. Die ungelösten Feststoffe des Überschusswassers verflocken 5', wobei das geflockte Material im Dekanter sedimentiert und ausgetragen wird. Die geflockten und ausgetragenen Feststoffe werden in einer bevorzugten Variante des Verfahrens in einen Nachrottbunker gefördert. Es handelt sich dabei um denselben Nachrottbunker 3, in dem

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bereits das Faulgut aus dem Fermenter 1 einer Nachrotte unterzogen wird.

Das flüssige Zentrat oder der Klarlauf aus dem Dekanter 6 gelangt in ein Zentratvorlagebecken 7, das zwei Kammern aufweist. Die erste Kammer 70, in die das Zentrat nach dem Dekanter 6 gelangt, dient als Auffangbehälter. Von dieser ersten Kammer 70 wird das Zentrat mittels einer Pumpe in eine zweite Kammer 71 befördert, wo unter einer sauerstoffarmen Atmosphäre eine Denitrifikation des Zentrates stattfindet. Das Zentratvorlagebecken 7 ist die Vorlage für eine Tauchtropfkörperbiologie. Das nitratarme Zentrat wird mittels einer Pumpe vom zweiten Teil 71 der Vorlage in ein offenes Becken transportiert, in das ein Tauchtropfkörper 8 eingetaucht ist.

Im Tauchtropfkörper 8 werden die im Zentrat gelösten, feinpartikulären organischen Verunreinigungen, die im Dekanter 6 nicht verflockt und auch nicht von der Flüssigkeit mechanisch getrennt wurden, biologisch abgebaut.

Der verwendete Tauchtropfkörper 8 weist hierfür Scheiben auf, an denen Mikroorganismen angesiedelt sind. Diese Scheiben oder Walzen rotieren, wobei sie während ihrer Umdrehung einen dünnen Zentratfilm aus dem Becken herausheben. Ein Teil der Flüssigkeit rieselt wieder in das Becken zurück und nimmt dabei Sauerstoff aus der Luft auf. Dieser gelöste Sauerstoff steht nun den Mikroorganismen für den biologischen Abbau der Verunreinigungen zur Verfügung.

Der Tauchtropfkörper 8 weist drei Zonen auf. In den ersten zwei Zonen 80, 81 werden die organischen Stoffe stufenweise abgebaut. In der dritten Zone 82 findet wegen der niedrigen Schlammbelastung des Zentrates und dem hohen Schlammalter Nitrifikation statt. Ein Teil der mit Nitrat angereicherten Flüssigkeit wird deshalb zur nochmaligen Aufbereitung rezirkuliert 820. Hierfür wird es in den zweiten Teil des Zentratvorlagebeckens 7, das Denitrifikationsbecken 71, zurückgeleitet, wo unter Sauerstoff-Limitation der überschüssige Stickstoff entzogen wird. Die denitrifizierte Flüssigkeit gelangt mit dem neu hinzukommenden Zentrat aus dem Dekanter 6 wiederum in den Tauchtropfkörper 8 und durchläuft die drei oben beschriebenen Zonen. Durch diese zusätzliche Rezirkulierung kann eine Reduktion des Ammonium-Stickstoff-Gehalts (NH4-N) von rund 50% erreicht werden.

Der Auslauf des Tauchtropfkörpers 8 aus der dritten Zone 82 wird in die Kanalisation 10 abgelassen. In einer bevorzugten Variante ist zwischen Tauchtropfkörper 8 und Kanalisation 10 ein Nachklärbecken 9 zwischengeschaltet. In diesem Nachklärbecken 9 sedimentiert der noch im Auslauf enthaltene überschüssige, biologisch abgebaute Schlamm, auch Biomasseschlamm genannt, wobei das Sediment mittels einer Schlammpumpe in die Dickschlammvorlage 4 rückgeführt 90 wird.

Dank diesem Verfahren wird einerseits das Überschusswasser der Vergärungsanlage so weit aufbereitet, dass es in die Kanalisation eingeleitet werden kann. Versuche haben gezeigt, dass sich die abgegebene organische Belastung einer biologischen Vergärungsanlage um 99% reduzieren lässt.

Zudem werden aber die im Überschusswasser enthaltenen vergärten Feststoffe gemeinsam mit dem Faulgut aus dem Fermenter einer Nachrottung unterzogen und anschliessend als Humus oder Dünger wiederverwertet, also in der ökologisch sinnvollsten Weise verarbeitet. Des weiteren ist der im Nachklärbecken abgesetzte überschüssige, biologisch abgebaute Schlamm ebenfalls nicht verloren, sondern er wird in die Dickschlammvorlage rückgeführt.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Behandlung von Überschusswasser einer biologischen Vergärungsanlage, dadurch gekennzeichnet, dass das Überschusswasser der Vergärungsanlage unter Beimischung eines Flockungshilfsmittels in einen Dekanter (6) gepumpt wird, dessen Zentrat denitrifiziert und danach in einem Tauchtropfkörper (8) biologisch abgebaut wird und danach der Kanalisation (10) zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Presswasser der Vergärungsanlage in einem Dickschlammvorlagebecken (4) gesammelt und von dort zum Dekanter (6) gepumpt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststoffanteile aus dem Dekanter (6) dem Nachrottbunker (3) der Vergärungsanlage zugeführt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrat des Dekanters (6) in eine erste Kammer (70) eines zweikammrigen Zentratvorlagebeckens (7) gelangt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Tauchtropfkörper (8) dreizonig gestaltet ist und ein Anteil des gereinigten Zentrates aus der dritten Zone (82) in die zweite Kammer (71) des Zentratvorlagebeckens (7) zurückgepumpt wird, wo eine Denitrifikation erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Tauchtropfkörper (8) ein Nachklärbecken (9) nachgeschaltet ist.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sedimente des Nachklärbeckens (9) in das Dickschlammvorlagebecken (4) zurückgepumpt werden.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Dekanter (6) aufweist, dessen Klarlauf in ein Vorlagebecken (7) mit Denitrifikation mündet, und dass diesem Vorlagebecken ein Tauchtropfkörper (8) nachgeschaltet ist.

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