DE10062871A1

DE10062871A1 - Verfahren zur biologischen Abwasserreinigung

Info

Publication number: DE10062871A1
Application number: DE2000162871
Authority: DE
Inventors: Monica Hermans
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Air Liquide Deutschland GmbH
Priority date: 2000-12-16
Filing date: 2000-12-16
Publication date: 2002-06-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur biologischen Abwasserreinigung, bei dem das mit aeroben Mikroben versetzte Abwasser mittels eines sauerstoffhaltigen Druckgases mikrobiell gereinigt und anschließend nachgereinigt wird. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird dadurch, daß das Abwasser mittels Druckluft und Rein-Sauerstoff mikrobiell gereinigt wird, das Ausfällen von Härtebildnern aus dem Belebtschlamm in das Abwasser und damit Kalkablagerungen an den Anlagenteilen verhindert, wodurch eine störungsfreie und kostengünstige biologische Abwasserreinigung mit hoher Leistung ermöglicht wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwässern, bei dem das mit aeroben Mikroben versetzte Abwasser mittels eines sauerstoffhaltigen Gases mikrobiell gereinigt und anschließend nachgereinigt wird.

Bei der biologischen Reinigung von Abwässern hoher Härte, wie beispielsweise von aus der altpapierverarbeitenden Industrie resultierenden Abwässern, werden durch den in das gegebenenfalls anaerob vorbehandelte und mit aeroben Mikroben versetzte Abwasser erfolgenden Drucklufteintrag und einem damit verbundenen Ansteigen des pH-Werts des Abwassers die im Belebtschlamm der Biologie enthaltenen Härtebildner, insbesondere Calcium- und Magnesiumsalze, ausgefällt. Der Abbau von in diesen Abwässern oftmals enthaltenen Fettsäuren oder anderen organischen Säuren führt ebenso zu eine das Ausfällen von Härtebildnern bewirkenden Erhöhung des pH-Wertes des Abwassers.

Die somit in das Abwasser ausgefällten Härtebildner setzen sich als Ablagerungen an die Lufteintragsaggregate und allen von dem gereinigten Abwasser durchströmten Rohrleitungen und Anlagenteilen der Abwasserreinigung fest, wodurch deren Funktionsfähigkeit so beeinträchtigt wird, das die Leistung der Abwasserreinigung verringert wird und es in Härtefällen sogar zu einer Funktionsstörung bzw. zu einem Ausfall der Abwasserreinigung kommen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabenstellung zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art zur Verfügung zustellen, mittels dem eine störungsfreie und kostengünstige Abwasserreinigung mit hoher Leistung ermöglicht wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.

Durch den erfindungsgemäßen, zusätzlich zur Druckluft erfolgenden Eintrag von Reinsauerstoff in das von seinen Inhaltsstoffen mikrobiell zu reinigende Abwasser wird das Ausfällen von Ablagerungen auf den Anlagenteilen der Abwasserreinigung bewirkenden Härtebildner, insbesondere von Calcium- und Magnesiumsalzen, aus dem Abwasser verhindert.

Das Ausfällen von Härtebildnern aus dem Abwasser wird in der Biologie dadurch verhindert, dass der Kohlendioxid-/Kohlensäure-Gehalt in dem Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch, bezogen auf den Kohlendioxid- Gehalt im Zulauf der Biologie, zumindest konstant bleibt oder soweit erhöht wird, daß der pH-Wert im Abwasser-Belebtschlammgemisch kleiner/gleich 7,0 bis 7,5 ist.

Das wird erreicht, wenn die aus dem Belebtschlamm-Abwassergemisch durch die Belüftung gestrippte Menge an Kohlendioxid kleiner oder gleich der Menge an biologisch gebildeter Kohlendioxid im Belbtschlamm- Abwassergemisch ist.

Erfindungsgemäss wird dieses realisiert, wenn die Belüftungsrate verringert und der damit fehlende Sauerstoff als reiner Sauerstoff eingetragen wird.

Unter dem Begriff "reiner Sauerstoff" ist hier Sauerstoff gemeint, welcher eine Mindestreinheit von ca. 80 Vol.-% aufweist. Es kann zum Beispiel technischer Sauerstoff, welcher durch Verflüssigung der Luft hergestellt wird und typisch die Reinheitsspezifikation "Sauerstoff 2,0" (Mindestreinheit 99 Vol.-%) oder "Sauerstoff 2,5" (Mindestreinheit 99,5 Vol.%) erfüllt, verwendet werden. Ein Einsatz derartiger, "technisch reiner" Sauerstoffgase ist dann möglich, wenn sich damit noch eine wirtschaftliche Verfahrensweise erreichen läßt.

Erfindungsgemäß wird das Verhältnis der in das zu reinigende Abwasser einzutragenden Mengen an Druckluft und Reinsauerstoff über den pH- Wert des Abwassers geregelt. Dabei wird das Verhältnis der Eintrags mengen an Druckluft und Reinsauerstoff so geregelt, daß das Abwasser- Belebtschlammgemisch in der Biologie einen pH-Wert von mindestens 6,5 aufweist. Gleichzeitig wird der Eintrag von Rein-Sauerstoff so geregelt, daß das Abwasser-Belebtschlammgemisch immer den gewünschten Sauerstoffgehalt, beispielsweise von 2 mg/l, aufweist.

Für den Eintrag von Luft und Rein-Sauerstoff kommen alle bekannten Verfahren für den Eintrag von Gasen in wässrigen Medien in Frage.

Luft und Rein-Sauerstoff können gemeinsam in das Abwasser, bevorzugt jedoch jeweils über eigene Eintragsaggregate, eingetragen werden.

Besonders vorteilhaft wird der Rein-Sauerstoff getrennt von der Druckluft in das zu reinigende Abwasser der Biologie der Abwasserreinigung mittels herkömmlicher Eintragsaggregate, wie beispielsweise Belüfter, Schlauchbegaser, PSB-Jet, oder Oxidatoren, eingetragen.

Durch den erfindungsgemäßen Eintrag von Duckluft und Reinsauerstoff mittels herkömmlicher Eintragaggregate zur mikrobiellen Abwasserreinigung werden Härtebildner als Bikarbonate in Lösung gehalten und Betriebsstörungen durch Ablagerungen kostengünstig vermieden.

Durch den zusätzlichen Sauerstoffeintrag in das zu reinigende Abwasser kann die Abwasserreinigung auch bei Spitzenbelastungen problemlos und flexibel durchgeführt werden.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen biologischen Abwasserreinigung besteht darin, daß eine Dosierung von Mineralsäuren zur pH-Wert Verringerung nicht erforderlich ist und so eine Aufsalzung durch Chloride und Sulfate vermieden wird. Dadurch ist das gereinigte Abwasser weniger korrosiv und besser für eine Wiederverendung, z. B. in der Produktion, geeignet.

Falls gewünscht kann der pH-Wert des gereinigten Abwassers bei Wiederverwendung, z. B. in der Produktion, durch einfaches Strippen von Kohlendioxid gezielt erhöht werden und so werden auch die Härtebildner gezielt aus dem Abwasser ausgefällt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Dem als einzige Figur der Zeichnung dargestellten Verfahrensschema ist zu entnehmen, dass mit Inhaltsstoffen verunreinigtes, ca. 30°C warmes und einen pH-Wert von 6,6 aufweisendes Abwasser 1 mit 400 m³/h einer biologischen Abwasserreinigung zugeführt wird. Das in der Vorreinigung 2 anaerob von Inhaltsstoffen gereinigte Abwasser mit einem pH-Wert von 6,9 wird einem der Vorreinigung 2 nachgeschalteten Belebung 3 zugeführt. In das in die Belebung 3 eingebrachte und mit aeroben Mikroorganismen versetzte Abwasser wird Druckluft 4 mit 1000 m³/h mittels eines Lufteintragsaggregates 5 und Reinsauerstoff 6 mit 300 m³/h mittels eines Sauerstoffeintragsaggregates 7 eingetragen. Das Abwasser der Belebung 3 weist auch nach dem Druckluft- und Reinsauerstoff- Eintrag einen pH-Wert von 6,8 auf.

Durch den in das Abwasser der Belebung 3 eingetragenen Sauerstoff werden die als Verunreinigungen in dem Abwasser enthaltenen Inhaltsstoffe durch die aeroben Mikroorganismen unter Aufbau von neuem Zellmaterial zu Wasser und Kohlendioxid umgewandelt. Das bei der mikrobiellen Abwasserreinigung entstehende Abgas entweicht über die Wasseroberfläche.

Anschliessend wird das mikrobiell gereinigte Abwasser einer der Belebung 3 nachgeschalteten, mechanischen Nachreinigung 8 zugeführt. Das nunmehr vollständig gereinigte Abwasser 9 wird aus der Anlage abgezogen und zumindest teilweise in der Produktion wiederverwendet. Der in der Nachreinigung anfallende Belebtschlamm 10 wird zumindest teilweise wieder der Belebung 3 zugeführt.

Claims

1. Verfahren zur biologischen Abwasserreinigung bei dem das mit aeroben Mikroorganismen versetzte Abwasser mittels eines sauerstoffhaltigen Druckgases mikrobiell gereinigt und anschließend nachgereinigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser mittels Druckluft und Reinsauerstoff mikrobiell gereinigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur mikrobiellen Reinigung des Abwassers der Reinsauerstoff bevorzugt separat von der Druckluft in das zu reinigende Abwasser eingetragen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintrag von Rein-Sauerstoff und Druckluft in das zu reinigende Abwasser mittels unterschiedlich ausgebildeter und angeordneter Eintragssysteme erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rein-Sauerstoff-Eintrag in Abhängigkeit von dem Sauerstoffgehalt des Abwasser-Belebtschlammgemisches erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluft-Eintrag in Abhängigkeit von dem pH-Wert des Abwasser-Belebtschlammgemisches erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum maximieren bzw. minimieren des Druckluft- bzw. des Rein-Sauerstoff-Eintrags das Verhältnis der Eintragsmengen von Druckluft und Rein-Sauerstoff über den pH- Wert des Abwassers geregelt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine gezielte pH-Wert-Erhöhung des gereinigten Abwassers durch Strippen von Kohlendioxid erfolgt.