DD277066A1 - DRIP BODY FOR BIOLOGICAL TREATMENT OF WASTEWATER - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Tropfkoerper zur biologischen Reinigung von Abwasser. Die Erfindung bezieht sich auf die Verbesserung der Reinigungsleistung eines biologischen Tropfkoerpers. Sie wird in Klaeranlagen, die der Behandlung von kommunalen und industriellen Abwaessern dienen, in der Hauptreinigungsstufe angewendet. Der Tropfkoerper ist in eine obere und eine untere Zone gegliedert. Die als Deckschicht dienende obere Zone enthaelt ein Tropfkoerperfuellgut, dass mit einer gegenueber dem Fuellgut der unteren Zone bis zu 1 000 Prozent groesseren Oberflaeche ausgestattet ist. Die Deckschicht weist eine Schichthoehe auf, die 15 bis 110 der Schichthoehe der unteren Zone betraegt. Die groessere Oberflaeche im Fuellgut der Deckschicht kommt bei gleichbleibender Korngroesse durch eine groessere Rauhigkeit und Porositaet des Fuellgutes der Deckschicht zustande. Die groessere Fuellgutoberflaeche bewirkt unmittelbar eine groessere Bewuchsflaeche fuer die Biomasse, die durch ihre Adsorptionswirkung die Reinigungsleistung unterhaelt. Einem hoeheren Biomasseanteil im Tropfkoerper entspricht eine bessere Reinigungswirkung.The invention relates to a drip body for the biological purification of wastewater. The invention relates to the improvement of the cleaning performance of a biological drip body. It is used in sewage treatment plants for the treatment of municipal and industrial waste waters in the main purification stage. The drip body is divided into an upper and a lower zone. The upper zone, which serves as a cover layer, contains a drip fill material that is up to 1,000 percent larger in area than the lower zone fill material. The cover layer has a layer height which is 15 to 110 of the layer height of the lower zone. The larger surface in the filling material of the cover layer is achieved with a constant grain size by a greater roughness and Porositaet of Fuellgutes the cover layer. The larger Fuellgutoberflaeche directly causes a larger Befuchsflaeche for the biomass, which maintains the cleaning performance through their adsorption effect. A higher biomass content in the drip body corresponds to a better cleaning effect.

Description

A. nwendungsgebiet der ErfindungA. Field of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf die Reinigung häuslicher und industrieller Abwässer in biologischen Kläranlagen, wobei die Reinigung in einem Tropfkörper erfolgt, der vorwiegend unter aeroben, aber auch unter anaeroben Bedingungen für die das Tropfkörperfüllgut besiedelnden Organismen betrieben wird.The invention relates to the purification of domestic and industrial wastewater in biological sewage treatment plants, wherein the cleaning is carried out in a trickling filter, which is operated mainly under aerobic, but also under anaerobic conditions for the trickle filling material colonizing organisms.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Die zur Reinigung organisch belasteter Abwasser eingesetzten Tropfkörper bestehen aus einem behälterartigeri Bauwerk und einem Füllgut, das vom Abwasser durchrieselt wird. Der Reinigungseffekt beruht auf der Adsorptionswirkung der Biomasse, die dem Füllgut anhaftet. Tropfkörper können mit schwacher und hoher Belastung betrieben werden, wobei der Schwachlast-Tropfkörper die höhere Reingungsleistung erbringt.The trickling filters used for cleaning organically contaminated wastewater consist of a container-like building and a filling material that is trickled by the wastewater. The cleaning effect is based on the adsorption effect of biomass, which adheres to the contents. Trickling filters can be operated with low and high load, whereby the low load trickling filter provides the higher cleaning performance.

In der Abwassertechnik gilt es als Regel, daß Tropfkörperfüllgut gleichartig und homogen beschaffen sein soll. Weitere physikalische Anforderungen sind (TGL S2-028/01): das Füllgut soll fest, formbeständig und abriebfest sein. Korngrößen von 50 bis 100 mm und eine möglichst grobe und rauhe, poröse Oberfläche aufweisen, geringe Wichte und kubische Kornform besitzen; weiter soll die Schüttung über die gesamte Tropfkörperhöhe einheitlich sein und keine Schichten aufweisen. Fast alle dieser Anforderungen sind auf die Sicherheit und Wirtschaftlichkeit beim Betrieb und Bau von Tropfkörpern ausgerichtet und bedürfen keiner besonderen Baugründung. Die Forderung nach einer einheitlichen Schüttung über die gesamte Tropfkörperhöhe ist jedoch nicht so evident und bedarf einer näheren Betrachtung.In wastewater technology, it is a rule that trickle filling should be the same and homogeneous. Other physical requirements are (TGL S2-028 / 01): the product should be firm, dimensionally stable and resistant to abrasion. Grain sizes from 50 to 100 mm and have a rough and rough as possible, porous surface, have low density and cubic grain shape; Furthermore, the bed should be uniform over the entire trickling filter height and have no layers. Almost all of these requirements are geared to safety and economy in the operation and construction of drip bodies and require no special foundation. However, the requirement for a uniform bed over the entire height of the trickling filter is not so obvious and needs a closer look.

Es gab in 'ler Vergangenheit Vorschläge, durch eine Deckschicht aus feinkörnigem Material die tropfenartige Verteilung des Abwasser, ohne weitere Vorrichtungen zu bewirken (s. Dauber, Leitfaden für die Abwasserreinigungsfrage, München 1954). Weil sich die Dauber'sehe Deckschicht infolge Verstopfung nicht gewährt hat, entstand die Forerung nach einem schichtenfreien Aufbau des Tropfkörperfüllgutes.In the past, there were proposals to use a cover layer of fine-grained material to produce the drop-like distribution of the wastewater without further equipment (see Dauber, Guideline for the Sewage Treatment Question, Munich 1954). Because the Dauber'sehe top layer has not been granted as a result of constipation, the Fortress arose after a layer-free structure of the trickle filling.

Andererseits ist in der Wassertechnik bekannt, daß oie ιr· Her Trinkwasseraufbereitung verwendeten Langsam-Sandfiller ihre Hauptreinigungswirkung dadurch entfalten, daß sich in den oberen Schichten des Filters um die Sandkörper eine Filterhaut bildet, die eine außerordentlich gute biologische Wirkung hervorruf' (Kittner/Starke/Wiesel, Wasserversorgung, Berlin 1964). Auch ist bekannt, daß die bewachsene Oberfläche oder Benetzungsiläche im Tropfkörper von der Korngröße des Füllgutes abhängt; so entspricht die halbe Korngröße der doppelten Oberfläche (K. Imhoff, Taschenbuch der Stadtentwässerung, 25. Aufl., München Wien, 1979). Bei feinerem Korn nimmt jedoch der Hohlraum zwischen den Füllgutkörpern beträchtlich ab, so daß Verstopfungsgefahr besteht. Das legt den Schluß nahe, daß die Vergrößerung der Kornoberfläche nicht durch Verringerung des Korndurchmessers, sondern durch Veränderung der Oberflächenbeschaffenheit (Rauhigkeit, Porosität) zu erfolgen hat. Danach darf der Tropfkörper zwar nicht Schichten unterschiedlicher Korngröße, kann aber durchaus Schichten unterschiedlicher Oberflächengröße enthalten. Da eine geringe Oberfläche des Füllgutes nachteilig für die Adsorptionsleistung im Tropfkörper ist, stellt die Oberflächenvergrößerung beim Füllgut eine Maßnahme zur Leistungssteigerung dar.On the other hand, it is well-known in water engineering that slow sand fillers used in drinking water treatment exert their main cleaning effect by forming a filter skin around the sand bodies in the upper layers of the filter, which produces an extraordinarily good biological effect. '(Kittner / Starke / Wiesel, water supply, Berlin 1964). It is also known that the overgrown surface or wetting surface in the trickling filter depends on the particle size of the filling material; half the particle size corresponds to twice the surface area (K. Imhoff, Taschenbuch der Stadtentwässerung, 25th ed., Munich Vienna, 1979). With finer grain, however, the cavity between the Füllgutkörpern decreases considerably, so that there is a risk of clogging. This suggests that the enlargement of the grain surface does not have to be done by reducing the grain diameter, but by changing the surface texture (roughness, porosity). After that, the trickling filter may not have layers of different grain size, but may well contain layers of different surface sizes. Since a small surface of the filling material is detrimental to the adsorption performance in the trickling filter, the increase in surface area of the filling material represents a measure for increasing the performance.

In der Literatur wird auch darauf I.ingowiesen, daß - in Abkehr von der Forderung nach schichtenfreiem Aufbau des Füllgutes auch Tropfkörper mit einem größei .""n Korndurchmesser des Füllgutes im Boden- oder im ⁿ berflächenbereich errichtet worden sind (K.Imhoff, a.a.O.). Damit wird zwar das Porenvolumen vergrößert, nacht·, 'lig ist aber die mit wachsender Korngröße verbundene Oberflächenverkleinerung und damit die Verringerung der Adsorptionsleistung des Tropfkörpers.The literature also points I.ingowiesen that - größei in moving away from the need for layers free construction of the filling material also trickling filter with a "" n grain diameter of the contents have been built berflächenbereich in the soil or in the ⁿ (K.Imhoff, op. ). Although this increases the pore volume, the surface reduction associated with increasing grain size is a disadvantage at night and thus the reduction of the adsorption performance of the trickling filter.

Gewisse Tropfkörperfüllgüter besitzen eine natürliche rauhe und poröse Oberfläche, wie Lavatuff, Koks, Ofenschlacke u. a. Es ist aber auch bekannt, daß sich die Oberfläche eines Füllgutes künstlich vergrößern läßt. So beschreibt DR-PS 163505 vom 11.2.1903 bereits die Herstellung von Füllmaterial für Filterbetten zur Abwasserreinigung dadurch, daß ein inertes Kernmaterial unter Verwendung <ron Bindemitteln mit einem Überzug aus wirksamen Material versehen wird.Certain trickle fillers have a natural rough and porous surface, such as lava, coke, furnace slag u. a. However, it is also known that the surface of a filling material can be artificially enlarged. Thus, DR-PS 163505 of 11.2.1903 already describes the production of filling material for filter beds for wastewater treatment in that an inert core material is provided using <ron binders with a coating of effective material.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfii lOii.ig verfolgt das Ziel, dio Reinigungsleistung in einem Tropfkörper zur biologischen Abwasserbehandlung zu erhöhen. Damit wird ohne zusätzlichen Aufwand die Bolastung der Gewässer mit organischen Schmutzstoffen vermindert und ein meßbarer Beitrag zur Reinhaltung der Gewässer geleistet. Ein weiteres angestrebtes Ziel ist die Senkung der spezifischen Reinigungskosten sowie die Verkleinerung des Tropfkörpervolumens und damit verbunden, die Verringerung des Bauaufwandes.The aim of the invention is to increase the purification performance in a trickling filter for biological wastewater treatment. This reduces the impact of the waters with organic pollutants without additional effort and makes a measurable contribution to keeping the waters clean. Another aim is the reduction of the specific cleaning costs as well as the reduction of the trickling filter volume and the associated reduction of construction costs.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Erfindung hat die Aufgabe, die Oberfläche des Füllgutes für biologische Tropfkörper in einer abgegrenzten Zone des Tropfkörpers zu vergrößern und damit die von der dem Füllgut anhaftenden Biomasse ausgehende Adsorptionswirkung zu verbessern. Zu vermeiden sind dabei die Nachteile, ohne von einer Vergrößerung der Füllgutoberfläche lediglich durch Verkleinerung der Korngröße des Füllgutes auszugehen, die zu einer Verringerung des Porenvolumens zwischen den Füllgutkörpern und damit zum Sauerstoffdefizit und zur Verstopfungsgefahr führen.The invention has the object to increase the surface of the filling material for biological trickling filter in a delimited zone of the trickling filter and thus to improve the adsorbing effect of the biomass adhering to the product. To avoid this are the disadvantages, without assuming an increase in the product surface only by reducing the grain size of the contents, which lead to a reduction in the pore volume between the Füllgutkörpern and thus the oxygen deficit and the risk of clogging.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei dem in eine obere und eine untere Zone gegliederten Tropfkörper in der als Deckschicht fungierenden oberen Zone ein Füllgui mit einer vergrößerten Oberfläche eingesetzt wird. Dieses in der Deckschicht verwendete Füllgut weist erfindungsgemäß eine gegenüber dem in der unteren Tropfkörperzone eingesetzten Füllgut um bis zu 1000% vergrößerte Oberfläche auf.According to the invention, the object is achieved in that in the upper zone and a lower zone arranged trickling filter in the upper layer acting as a top layer a Füllgui is used with an enlarged surface. According to the invention, this filling material used in the cover layer has an area enlarged by up to 1000% compared to the filling material used in the lower trickling filter zone.

Das Volumenverhältnis zwischen der oberen und der unteren Zone des Tropfkörpers wird erfindungsgemäß so definiert, daß die obere Zone eine Schichthöhe aufweist, die Vsbis Viο der Schichthöhe der unteren Zone beträgt. Durch diese Variabilität in der Stärke der Deckschicht wird den unterschiedlichen Schmutzkonzentrationen im Abwasser, der Höhe des Tropfkörpers und den möglichen Modifikationen in der Betriebsführung der Tropfkörper-Kläranlage Rechnung getragen. Eine größere Mächtigkeit der Deckschicht empfiehlt sich bei stärker schmutzbelastetem Abwasser und/oder bei größerer Körperhöhe sowie beim Schwachlast-Tropfkörper.The volume ratio between the upper and the lower zone of the trickling filter according to the invention is defined so that the upper zone has a layer height which is Vsbis Viο the layer height of the lower zone. This variability in the thickness of the cover layer takes into account the different soil concentrations in the wastewater, the height of the trickling filter and the possible modifications in the operation of the trickling filter wastewater treatment plant. A greater thickness of the top layer is recommended for heavily polluted wastewater and / or at higher body height and the low load trickling filter.

Die Korngröße des in der Deckschicht eingesetzten Füllgutes mit großer Oberfläche ist nicht kleiner als die des Füllgutes in der unteren Tropfkörperzone. Sie wird durch eine höhere Rauhigkeit und Porosität erreicht. Die große Oberfläche des Füllgutes der Deckschicht bietet eine größere Bewuchsfläche für die Biomasse im Tropfkörper und somit eine Erhöhung der Reinigungsleistung.The grain size of the filling material used in the cover layer with a large surface area is not smaller than that of the filling material in the lower trickling filter zone. It is achieved by a higher roughness and porosity. The large surface of the filling material of the top layer offers a larger growth surface for the biomass in the trickling filter and thus an increase in cleaning performance.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Realisierung der Erfindung wird an zwei Beispiellösungen für das im Tropfkörper einzusetzende Füllgut unterschiedlicher Oberflächengröße beschrieben.The realization of the invention will be described in two exemplary solutions for the filling material of different surface area to be used in the trickling filter.

Im ersten Beispiel wird für die Deckschicht Lavafilterschlacke und für die untere Tropfkörperzone Hartgesteinscho'.ter eingesetzt.In the first example, lava filter slag is used for the top layer and hard rock shell for the bottom trickling zone.

Lavafilterschlacke als Gestein vulkanischen Ursprungs weist eine starke poröse Oberfläche auf (Lavatuff). Die unregelmäßige Außenstruktur und das sci.'vammartige Porensystem ergeben eine große aktive Oberfläche.Lava filter slag as a rock of volcanic origin has a strong porous surface (lava tuff). The irregular exterior structure and the sci''vammartige pore system result in a large active surface.

Als Hartgesteinschotter in der unteren Zone wird ein Schotter von sauren Magmatien, besonders von Granit und Quarzporphyr, eingesetzt, der einen sehr niedrigen Preis besitzt.The hard rock gravel in the lower zone is a gravel of acidic magma, especially of granite and quartz porphyry, which has a very low price.

Das zweite Beispiel stellt einen Tropfkörper dar, der ein Füllgut aus Altgummiteilen.aufweist. In der Deckschicht wird ein Füllgut verwendet, das sich aus einem Füllgutkern, der ein Altreifenteilstück ist, und aus den über ein Haftmittel aufgeklebten zusätzlichen Bewuchsträger aus Gummigranulat zusammengesetzt. Gummigranulat in der Korngröße 0 bis 10mm auf einem Aitreifenteilstück beispielsweise in den Abmessungen von 80 χ 80 x 25mm aufgeklebt vergrößert die Oberfläche bis auf das 1 COOfache. Das Füllgut der unteren Tropfkörperzone besteht aus den gleichen Altreifenteilstücken, die das Ausgangsmaterial für die Füllgutkeme dos in der Deckschicht eingesetzten Verbund-Füllgutes bilden.The second example represents a trickling filter, which has a filling of scrap rubber parts. In the cover layer, a filling material is used, which is composed of a Füllgutkern, which is a Altreifenteilstück, and from the pasted over an adhesive additional fertilizer carrier made of rubber granules. Rubber granulate with a grain size of 0 to 10mm glued to an Aitreifenteil, for example, in the dimensions of 80 χ 80 x 25mm increases the surface up to 1 COOfache. The filling material of the lower trickling filter zone consists of the same scrap tire sections which form the starting material for the Füllgutkeme dos used in the top layer composite filling material.

lii beiden Beispielen besitzt die Deckschicht eine wesentlich größere Füllgut-Oberfläche als die untere Tropfkörpeizone. Damit wi>'d die Aufwuchsflä jhe für die Biomasse größer und ihre Adsorptionsleistung und damit der Reinigungseffekt erhöht.In both examples, the topcoat has a much larger product surface than the bottom drip tray. This increases the growth rate of the biomass and increases its adsorption capacity and thus the cleaning effect.

Andererseits ist auch eine Verkleinerung der Tropfkörperhöhe denkbar, wodurch der Bau- und Betriebsaufwand sinkt.On the other hand, a reduction of the trickling height is conceivable, whereby the construction and operating costs decreases.

Wenn davon auszugehen ist, daß auch beim ungeschichteten Tropfkörper in der oberflächennahen Zone, die gui mit Nährstoffen aus dem Abwasser versorgt und die gut belüftet ist, die Aktivität der Biomasse und damit die Reinigungsleistung prozentual höher als in den unteren Tropfkörperzonen ist, so wird dieser Effekt noch spürbar durch die erfindungsgemäß eingeführte Deckschicht mit vergrößerter Füllgut-Oberfläche gesteigert. Ein weiterer Vorteil der Anwendung der hochaktiven Deckschicht boim Tropfkörperverfahren besteht darin, daß für die untere Zone ein sehr billiges Füllgut verwendet werden kann.If it is assumed that the activity of the biomass and thus the cleaning performance is also higher than in the lower trickling filter zones when the unstripped trickling filter in the near-surface zone gui supplied with nutrients from the wastewater and the well-ventilated, so this effect even noticeably increased by the inventively introduced cover layer with enlarged filling surface. Another advantage of using the highly active top layer boim trickling filter method is that a very cheap contents can be used for the lower zone.

Claims (2)

1. Tropfkörper zur biologischen Reinigung von Abwasser, die in eine obere Zone und eine untere Zone gegliedert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Zone als Deckschicht ein Tropfkörperfüllgut mit einer gegenüber dem Füllgut der unteren Zone bis zu 1000% vergrößerten Oberfläche bei gleicher Korngröße enthält.1. trickling filter for the biological purification of wastewater, which is divided into an upper zone and a lower zone, characterized in that the upper zone contains a trickle filling with a relation to the contents of the lower zone up to 1000% increased surface area with the same particle size as a cover layer , 2. Tropfkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht eine Schichthöhe aufweist, die Vs bis Vio der Schichthöhe der unteren Zone beträgt.2. trickling filter according to claim 1, characterized in that the cover layer has a layer height which is Vs to Vio of the layer height of the lower zone.