DE19642260A1 - Biologisch-adsorptives Verfahren zur Reinigung von Grundwasser - Google Patents
Biologisch-adsorptives Verfahren zur Reinigung von GrundwasserInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur biologisch-adsorptiven Reinigung von
kontaminiertem Wasser bei dem man das kontaminierte Wasser kontinuierlich in ein
Behältnis leitet und in Gegenwart von Bakterien und eines Adsorptionsmittels
belüftet.
Verfahren der genannten Art sind bekannt, beispielsweise von K. Eisenächer und U.
Neumann, Chemische Industrie, (1983) 6 und von A. Bauer, G. Sell, L. Schäfer,
Chemie Technik, 11(1982) 5.
Solche Verfahren eignen sich besonders zur Reinigung von Wässern, die schwer
abbaubare Substanzen enthalten. Der Einsatz eines Adsorptionsmittels dient dabei
der Erhöhung der Elimination von Schadstoffen, da mit dem Adsorptionsmittel - in
der Regel Aktivkohle - die schwer abbaubaren Substanzen adsorbiert werden, was
die Verweilzeit dieser Stoffe in dem Behältnis erhöht, wodurch deren Abbau
verbessert wird. Die Einzelheiten dieses komplexen Adsorptions- und
Abbauvorganges sind zur Zeit noch nicht vollständig geklärt.
Manche Wässer, insbesondere Grundwässer, enthalten häufig einen sehr hohen
Anteil biologisch schwer abbaubare Substanzen. Die Reinigung solcher Wässer ist
in den üblichen Belebungsanlagen nur schwer, zum Teil überhaupt nicht möglich.
Darüber hinaus wird ein Teil von gegebenenfalls vorhandenen niedermolekularen,
leicht flüchtigen Substanzen durch die Belüftung in die Umgebung ausgestrippt, was
unter dem Aspekt der Luftreinhaltung unerwünscht ist.
Bei den eingangs genannten kombinierten biologisch-adsorptiven Verfahren
überwiegt in der Regel der Anteil des aus der Bakterienmasse gebildeten
Belebtschlammes den Feststoffanteil des Adsorptionsmittels. In der zitierten
Literatur wird von 35 bis 60% Belebtschlamm berichtet. Dabei ist die Aktivkohle in
die Schlammflocken eingebunden. Solche Verfahren sind ebenfalls kaum in der
Lage die genannten Wässer von den schwer abbaubaren Substanzen zu reinigen.
Von den nicht biologischen Verfahren eignen sich für solche Wässer unter anderem
Adsorptionsverfahren wie aus der DE 33 24 425 oder der DE 42 04 573 A1 bekannt.
Bei diesen wird Aktivkohle (DE 33 24 425) bzw. ein Polymer (DE 42 05 673 A1) als
Adsorptionsmittel eingesetzt. Der Nachteil dieser Verfahren besteht darin, daß
relativ große Mengen an teuerem Adsorptionsmittel (speziell Aktivkohle) benötigt
werden, die zudem unter großem Aufwand reaktiviert oder anderweitig entsorgt
werden müssen.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, das
mit relativ geringen Mengen an Adsorptionsmittel auskommt, ohne daß die
Reinigungsleistung abnimmt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfähren der eingangs genannten
Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine bestimmte Menge des
Adsorptionsmittels ständig zuführt und die gleiche Menge des Adsorptionsmittels
ständig abführt.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur biologisch-adsorptiven
Reinigung von kontaminiertem Wasser bei dem man das kontaminierte Wasser
kontinuierlich in ein Behältnis leitet und in Gegenwart von Bakterien und eines
Adsorptionsmittels belüftet, dadurch gekennzeichnet, daß man eine bestimmte
Menge des Adsorptionsmittels ständig zuführt und die gleiche Menge des
Adsorptionsmittels ständig abführt.
Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 9. Es
können auch einzelne oder mehrere der in den Unteransprüchen genannten
Merkmale jeweils für sich erfinderische Lösungen darstellen und es sind auch die
einzelnen Merkmale beliebig kombinierbar.
Die Verweilzeit des Adsorptionsmittels im Behältnis, das ein Becken oder ein
®BIOHOCH-Reaktor sein kann, wird vorteilhafterweise so eingestellt, (durch
entsprechende Dimensionierung des Behältnisses), daß sich auf dem
Adsorptionsmittel Bakterien ansiedeln können, so daß beim Belüften der
Suspension von Belebtschlamm und Adsorptionsmittel zusätzlich zur Adsorption ein
biologischer Abbau von organisch-chemischen Substanzen stattfinden kann. Durch
diesen biologischen Abbau wird sowohl die Menge an benötigtem Adsorptionsmittel
verringert, als auch die Reinigung des Wassers von den schwer abbaubaren
Substanzen verbessert. Um die Ansiedelung der Bakterien auf dem Adsorptionsmittel
zu erleichtern, empfiehlt es sich, vor dem Anfahren der Anlage, bzw. vor dem
Beschicken der Anlage mit Abwasser, zunächst Belebtschlamm in das Behältnis zu
füllen. Anschließend kann eine dem Abwasserstrom proportionale Menge an
Adsorptionsmittel kontinuierlich zugefahren werden. Weiter ist es günstig, das
Behältnis abzudecken, da dann im Gasraum über dem Wasser befindliche leicht
flüchtige Substanzen mit Hilfe von Rührern wieder in die Suspension eingetragen
werden können, wo sie weiter abgebaut, bzw. adsorbiert werden können.
Die Konzentration des Adsorptionsmittels im Behältnis reicht vorzugsweise von 3
bis 10 g Feststoff/l, bevorzugt von 4 bis 7 g Feststoff/l, besonders bevorzugt ist sie
5 g Feststoff/l. Als Adsorptionsmittel wird wegen des niedrigen Preises bevorzugt
Braunkohlekoksstaub eingesetzt. Es können aber auch andere in
Adsorptionsverfahren übliche Stoffe wie Aktivkohle verwendet werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis
von Massenstrom des zugeführten Adsorptionsmittels zur BSB5-Fracht (BSB5:
biologischer Sauerstoffbedarf) des kontaminierten Wassers größer ist als 12 : 1,
bevorzugt größer als 25 : 1, besonders bevorzugt größer als 50 : 1 und ganz
besonders bevorzugt gleich 60 : 1 ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die aus dem Behältnis
abgeführte Suspension in ein Absetzbecken geführt, in dem das mit Bakterien
beladene Adsorptionsmittel sedimentiert. Der Großteil - vorzugsweise 92 bis 98
Gew.-%, abhängig von der Menge des zugegebenen Adsorptionsmittels pro m3
Abwasser (0,5-1 kg/m3), vom Rücklaufverhältnis (100-150%), vom Feststoffgehalt
im Belüftungsbehältnis (3-10 kg/m3) und vom Feststoffanteil im Ablauf - wird dann
in das Belüftungsbehältnis zurückgeleitet, während die gleiche Menge, die dem
Belüftungsbehältnis zugeführt wird, aus dem Absetzbecken wieder abgeführt wird.
Bei sehr feinem Kornanteil des Adsorptionsmittels ist es möglich, daß der Ablauf
des Absetzbeckens Adsorptionsmittel enthält. Dieser Feinanteil kann durch Zusatz
geringer Mengen eines Flockungsmittels in einem zweiten Absetzbecken abgetrennt
werden. Das geflockte Adsorptionsmittel sollte nicht in das Belüftungsbehältnis
zurückgeführt werden, da sich dadurch die für die Suspendierung des
Adsorptionsmittels aufzubringende Energie um ein Vielfaches erhöhen würde. Das
so biologisch-adsorptiv gereinigte Wasser ist nach Durchlaufen dieser beiden
Absetzbecken nahezu feststofffrei und kann ohne weitere Behandlung in einen
Vorfluter eingeleitet werden.
Das abgezogene Adsorptionsmittel ist zwar schadstoffbeladen, kann aber dennoch
verwertet werden. Zum Beispiel läßt es sich als Filterhilfsmittel bei der
Entwässerung von Klärschlamm aus biologischen Wasserreinigungsanlagen
einsetzen. Dadurch erhöht sich zugleich der Heizwert des entwässerten
Filterkuchens, so daß bei einer nachfolgenden Klärschlammverbrennung weniger
Fremdenergie benötigt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Reinigung von Wässern, deren
CSB-Wert (chemischer Sauerstoffbedarf) kleiner als 500 mg/l ist, bevorzugt kleiner
als 200 mg/l, besonders bevorzugt kleiner als 100 mg/l. Es eignet sich auch für
Wässer deren BSB5-Wert kleiner als 250 mg/l ist, bevorzugt kleiner als 100 mg/l,
besonders bevorzugt kleiner als 50 mg/l.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind im wesentlichen darin zu
sehen, daß Wässer mit schwer abbaubaren oder leichtflüchtigen Substanzen mit
relativ geringen Mengen an Adsorptionsmittel gereinigt werden können.
Im folgenden wird eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens anhand des in der Figur dargestellten Fließbildes näher erläutert.
Ein verunreinigter Grundwasserstrom 1 gelangt in ein gegen Atmosphäre
geschlossenes Belüftungsbehältnis 2, das Bakterien und ein Adsorptionsmittel,
beispielsweise Braunkohlekoksstaub oder Aktivkohle, enthält und das ein Becken
oder ein ®BIOHOCH-Reaktor sein kann, und wird in diesem mit verdichteter Luft 3
begast, wobei ein Teil der Verunreinigungen biologisch abgebaut wird. Die
verbrauchte Luft wird als Abluft 4 abgeführt. In das Belüftungsbehältnis 2 wird über
eine Dosiereinrichtung 5 ständig ein Strom 6 des Adsorptionsmittels eingeleitet, und
zwar mittels eines Injektors, der mit einem Wasserstrom 7 aus dem
Belüftungsbehältnis 2 betrieben wird. Aus dem Belüftungsbehältnis 2 läuft ein
Gemisch 8 aus Grundwasser, Bakterien und Adsorptionsmittel in ein erstes
Nachklärbecken 9 über. In diesem sedimentiert ein Großteil des mit Bakterien
belegten Adsorptionsmittels und wird teils als Rücklauf 10 wieder dem
Belüftungsbehältnis zugeführt, teils als Überschuß 11 in einen Eindicker 12 geleitet.
Aus dem Nachklärbecken 9 wird ein gereinigter und vorgeklärter Grundwasserstrom
13 einem zweiten Nachklärbecken 14 zugeführt und dort von restlichem
Adsorptionsmittel befreit. Zur Unterstützung dieser zweiten Klärung kann vorher
dem Grundwasserstrom 13 gegebenenfalls ein Flockungsmittelstrom 15 zugegeben
werden. Aus dem zweiten Nachklärbecken wird ein gereinigter und geklärter
Grundwasserstrom 16 abgezogen und in einen Vorfluter geleitet. Ein Reststrom 17
an sedimentiertem Adsorptionsmittel wird zusammen mit dem Überschuß 11 in den
Eindicker 12 geleitet und von dort aus entsorgt.
In einer industriellen Kläranlage wurde das vorstehend beschriebene Verfahren
entsprechend dem Fließbild durchgeführt. Die folgenden Tabellen zeigen die Daten
der wesentlichen Apparate und der Stoffströme
Belüftungsbehältnis 2 | Volumen 5300 m3, Wassertiefe 3,6 m |
Nachklärbecken 9 | Volumen 1500 m3, Wassertiefe 2,2 m, Klärfläche 680 m2 |
Nachklärbecken 14 | Volumen 1000 m3, Wassertiefe 3,0 m, Klärfläche 332 m2 |
Grundwasser 1 | 350 m3/h, BSB5 80 mg/l, FS < 0,1 kg/m3, pH 4-5 |
verdichtete Luft 3 | 1000 m3/h i. N., 1,4 bar |
Adsorptionsmittelstrom 6 | 250 kg/h |
Strom 7 | 12 m3/h, 4,5 bar |
Gemisch 8 | 850 m3/h, FS 5 kg/m3 |
Rücklauf 10 | 500 m3/h, FS 8,5 kg/m3 |
Überschuß 11 | 10 m3/h, FS 8,5 kg/m3 |
Grundwasserstrom 13 | 340 m3/h, FS 0,5 kg/m3 |
Flockungsmittel 15 | 35 kg/h |
gereinigtes Grundwasser 16 | 316 m3/h, BSB5 < 5 mg/l |
Reststrom 17 | 24 m3/h, FS 7 kg/m3 |
Claims (11)
1. Verfahren zur biologisch-adsorptiven Reinigung von kontaminiertem Wasser
bei dem man das kontaminierte Wasser kontinuierlich in ein Behältnis leitet
und in Gegenwart von Bakterien und mindestens eines Adsorptionsmittels
belüftet, dadurch gekennzeichnet, daß man eine bestimmte Menge des
Adsorptionsmittels ständig zuführt und die gleiche Menge des
Adsorptionsmittels ständig abführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis
von Massenstrom des zugeführten Adsorptionsmittels zur BSB5-Fracht des
kontaminierten Wassers größer ist als 12 : 1, bevorzugt größer als 25 : 1
besonders bevorzugt größer als 50 : 1 und ganz besonders bevorzugt gleich
60 : 1 ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
kontaminierte Wasser Grundwasser ist und schwer abbaubare Substanzen
enthält.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Wasser leicht flüchtige Substanzen enthält.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Adsorptionsmittel Aktivkohle und/oder
Braunkohlenkoksstaub enthält.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Adsorptionsmittel im Behältnis in einer
Konzentration von 3 bis 10 g Feststoff/l vorliegt, bevorzugt von 4 bis 7
g Feststoff/l, besonders bevorzugt von 5 g Feststoff/l.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verweilzeit des Adsorptionsmittels im Behältnis
mindestens 30 h bevorzugt mindestens 60 h, besonders bevorzugt
mindestens 150 h und ganz besonders bevorzugt mindestens 300 h beträgt.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der CSB-Wert des kontaminierten Wassers kleiner als
500 mg/l ist, bevorzugt kleiner als 200 mg/l, besonders bevorzugt kleiner als
100 mg/l.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der BSB5-Wert des kontaminierten Wassers kleiner als
250 mg/l ist, bevorzugt kleiner als 100 mg/l, besonders bevorzugt kleiner als
50 mg/l.
10. Verwendung eines gemäß einem Verfahren nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 9 verwendeten Adsorptionsmittels als Filterhilfsmittel bei der
Entwässerung von Klärschlamm aus biologischen Wasserreinigungsanlagen.
11. Verwendung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das
Adsorptionsmittel Aktivkohle und/oder Braunkohlekoksstaub enthält.
Priority Applications (1)
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DE1996142260 DE19642260C2 (de) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | Biologisch-adsorptives Verfahren zur Reinigung von Grundwasser |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3840123A1 (de) * | 1988-11-29 | 1990-05-31 | Ruhrkohle Carborat Gmbh | Aerobe biologische abwasserreinigung |
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1996
- 1996-10-11 DE DE1996142260 patent/DE19642260C2/de not_active Expired - Fee Related
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