DE2334107A1

DE2334107A1 - Verfahren zur biologischen reinigung von mit organischen und/oder anorganischen feststoffen verunreinigten abwaessern durch gleich- oder gegenstromwaesche in lochsteintuermen

Info

Publication number: DE2334107A1
Application number: DE19732334107
Authority: DE
Inventors: Christian Dipl Ing Koch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-07-04
Filing date: 1973-07-04
Publication date: 1975-01-23

Description

Verfahren zur biologischen Reinigung von mit organischen und/oder anorganischen Feststoffen verunreinigten Abwässern durch Gleich- oder Gegenstromwäsche in Lochsteintürmen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur biologischen Reinigung von mit organischen und/oder anorganischen Stoffen verunreinigten Abwässern, wobei die organische*! Stoffe durch in porösen Böden angeordnete Mikroorganismen in Gase umgesetzt werden, die anschließend katalytisch verbrannt werden und wobei die anorganischen Stoffe von den Mikroorganismen adsorbiert werden,

Verschiedsne Mikroorganismen sind in der Lege, organische Bestandteile, vor allem in V/asser, in brennbare und nicht brennbare Gase umzusetzen, sowie anorganische Bestandteile, wie z.B. Phosphor, zu adsorbieren. Das Wachstum solcher Mikröorganismenkulturen ist jedoch abhängig von der Durchmischung des die organischen und anorganischen Verunreinigungen enthaltenden Wassers mit Oxydationsmitteln und einer möglichst günstigen Wachstu/nstemperatur.

Sinterlochsteintürme zur Absorption und Desorption von Gasen oder von Komponenten von Gasgemischen aus kleinen Rohgasmengen mittels Flüssigkeiten, beispielsweise zur Reinigung von gasförmigen Reaktanten, sind aus der DAS 1 808 623 bereits bekannt. Ein derartiger Turm weist eine Vielzahl von Böden aus hochporösem, offenporigem, gesintertem und mit Durchtrittsöffnungen versehenem Material auf, wobei das Porenvolumen der Böden ca. 50 Volumenprozent beträgt und die Poren Kapillarkräfte auf die Flüssigkeit derart ausüben,

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daß ein Teil der Flüssigkeit in den Böden festgehalten wird. Derartige Sinterlochsteintürme können auch, wie in der am 7.2,1973 eingereichten Patentanmeldung "Kolonne zum Inberührungbringen von Gasen oder Dämpfen in Flüssigkeiten", Akt. Z. P 23 06 008.4 (VPA 73/7511) vorgeschlagen wird, im Gegenstromprinzip arbeiten, wobei das Gas von unten nach oben strömt, während die Flüssigkeit von oben nach unten fließt, oder im Gleichstromprinzip, wobei sowohl Gas als auch Flüssigkeit in dieselbe Richtung strömen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Sinterlochturae zur biologischen Reinigung von mit organischen und/oder -anorganischen Stoffen verunreinigten Abwässern einzusetzen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die die Mikroorganismen enthaltenden porösen Böden in Lochsteintrümen so angeordnet werden, daß sie vom zu reinigenden Abwasser in Gleich- oder Gegenstromwäsche durchsetzt werden.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens enthält einen Sinterlochsteinturm mit einer Vielzahl von hochporösen, offenporigen, gesinterten, mit Durchtrittsöffnungen versehenen Böden, in denen die Mikroorganismen angeordnet sind, eine Vielzahl von Extrudern, sowie einen Brenner.

Vorzugsvjeise weisen die verschiedenen Böden verschiedene Mikroorganismen auf.

Vorteilhafterweise ist jedem Boden ein Extruder zugeordnet.

Sinterlochsteintürme weisen den großen Vorteil auf, daß sie in den verschiedensten Betriebzuständen und auch in nicht

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senkrechter Lage eine besondere Vermischungswirkung zwischen Gas und Flüssigkeit ermöglichen. Ihre besondere Porösität verstärkt die Vermischungswirkung gerade dort, wo sich die angesiedelten Mikroorganismen aufhalten, nämlich in den parallelen Durchtrittsöffmmgen.

Die durch die Umsetzung der organischen Bestandteile durch die Mikroorganismen entstehenden Gase werden einem Brenner zugeführt, wo sie katalytisch verbrannt werden, so daß auch die Verbrennung sonst nicht brennbarer Gasgeraische ermöglicht wird, die zur Erzeugung der optimalen Betriebstemperatur und zur Erzeugung zusätzlicher Wärme eingesetzt werden können.

Im folgenden soll die Erfindung anhand der Figur näher erläutert werden, die schematise!! eine erfindungsgeraäße Vorrichtung zeigt.

Der in der Figur mit 1 bezeichnete Sinterlochturm arbeitet im Gegenstromprinsip, d.h. bei 4 wird ilim das mit organischen und anorganischen Verunreinigungen durchsetzte Abwasser zugeführt und bei 5 ein Luftstrom. Der Turm 1 enthält eine Vielzahl von Böden 2 aus hochporösein, offenporigeia Material mit einer Bodenäicke von beispielsweise 10 bis 20 mm und einem Bodendurcbmesser von 100 bis 200 mm. Die Böden 2 weisen pro cm etwa 40 zueinander parallele Bohrungen mit kreisförmigere Querschnitt und einem Durchmesser von etwa 1 mm auf. Mit 3 sind in den Böden angeordnete Ablaufrohre bezeichnet. Weiterhin ist Jeder Boden mit einer Mikroorganismenkultur besiedelt, die sich vorzugsweise in den parallelen Durchtrittsöffnungen aufhalten.

Der Stoffaustausch innerhalb der Böden sei im folgenden erläutert. Die auf dem Kolonnenboden 2 stehende Flüssigkeit dringt aufgrund des hydrostatischen Druckes und vor allem der Kapillarkräfte in sämtliche Poren, Hohlräume und Kanäle ein und von dort in die Durchtrittsöffnungen, wo sie aufgrund dieser

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Kapillarkräfte festgehalten wird. Der Boden 2 ist dadurch vollständig mit Flüssigkeit gefüllt. Das Gas gelangt durch die Zuführung 5 von unten an die mit Flüssigkeit gefüllten Durchtrittsöffnungen und vermag erst aufgrund eines Überdruckes diese Durchtrittsöffnungen zu passieren und in die auf dem Kolonnenboden stehende Flüssigkeitsschicht einzutreten, wobei es Flüssigkeit aus den Durchtrittsöffnungen mitnimmt. Der dazu benötigte Überdruck beträgt beispielsweise bei einer Bodendicke von 13 mm etwa 3OOM/ia . Sobald nun das Gas in eine Durchtrittsöffnung eindringt, tritt aus den freigelegten angrenzenden Poren sofort wieder neue Flüssigkeit aus und kommt mit dein nachfolgenden Gas in Berührung.

Dem Turm wird nun bei 4 das Abwasser zugeführt, das zuerst auf den obersten Boden 2 gelangt und von dort zum nächst tiefer liegenden Boden gelangt. Die durch die Zuführung 5 in den Turm gelangende und nach oben strömende Luft durchsetzt jeden Boden 2. Bildet sich beispielsweise auf dem obersten Boden eine zu hohe Flüssigkeitsschicht, so fließt diese durch das Ablaufrohr 3 zum nächst tiefer gelegenen Boden. Die in den Böden 2 angeordneten Mikroorganismen zersetzen nun die im Abwasser enthaltenen organischen Verunreinigungen zu Gasen, die durch die nach oben strömende Luft mitgenommen werden. Gleichzeitig adsorbieren sie die anorganischen Verunreinigungen, wie beispielsweise Phosphor. Auf den einzelnen Böden bildet sich nun durch das Wachstum der Mikroorganismen ein Bioschlamm aus, wie er auf dem obersten Boden durch 6 bezeichnet ist. Dieser Bioschlamm kann nun durch die jedem Boden zugeordnete! Extruder 7, die beispielsweise mittels eines Motors 8 angetrieben werden, je nach Bedarf über die Leitung 9 abgeführt werden. Nachdem das Abwasser sämtliche Böden des Sinterlochturmes durchlaufen hat, wird es bei 11 als gereinigtes, sauberes Wasser abgeführt. Die im Gegenstrom durch den Sinterlochsteinturm 1 strömende Luft reichert sich mit brennbaren und nicht brennbaren Zer-

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setzungsgasen an, und wird über die Leitung 10 einem Brenner 12 zugeführt, dem ein Wärmetauscher 13 nachgeschaltet ist. Der Wärmetauscher 13 gibt die im Spaltgasgenerator oder im Brenner 12 erzeugte Wärme an einen in der Leitung 14 strömenden Wärmeträger ab, der wiederum zur Aufwärmung des durch die Leitung 4 zugeführten Abwassers auf eine Temperatur dienen kann, die eine optimale Wachsturasgeschwindigkeit der Mikroorganismen gev/ährleistet oder aber die Überschußwärme kann zur Wärme- bzw. Energieerzeugung verwendet werden.

Ein geeigneter Brenner zur katalytisehen, flammloseu Verbrennung ist beispielsweise in der DOS 1 939 535 näher beschrieben.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnimg zur biologischen Abwasserreinigung sind folgende: die Vermischuiigswirkung zwischen Abwasser und der eingeblasener. Luft ist ausgezeichnet, die Austauscherfläche wird auch bei Schräglage des Sinterlochsteinturmes gut genutzt und die Boaenzahl ist bei geringem Bodenabstand durch das Kapillarablaufsystem besonders hoch. Weiterhin ermöglicht die Ausbildung des Sinterloch st einturms eine Züchtung verschiedener Mikroorganismenkulturen auf den einzelnen Böden und damit optimale Anpassung der Kulturen an den Reinheitsgrad des Wassers und die Absorptionsfähigkeit von anorganischen Detergentien.

Die Bodenanordnung erlaubt weiterhin eine Entnahme der mit Detergentien gesättigten Organismen. Bei Gegenstromführung ist eine gute Anreicherung der eingeblasenen Luft mit Faulgasen gegeben. Die Gleichstromführung besitzt gegenüber der Gegenstromführung die bessere Vermischungswirkung.

Bei ausreichender Anreicherung der Mikroorganismen mit anorganischer Substanz werden diese von Zeit zu Zeit entfernt und gesondert verbrannt.

'4 Patentansprüche

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Claims

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Patentansprüche

Verfahren zur biologischen Reinigung von mit organischen und/oder anorganischen Stoffen verunreinigten Abwässern, wobei die organischen Stoffe durch in porösen Böden angeordnete Mikroorganismen in Gase umgesetzt werden, die anschließend katalytisch verbrannt werden, und wobei die anorganischen Stoffe von den Mikroorganismen adsorbiert werden, dadurch gekennzeichnet , daß die die Mikroorganismen enthaltenden porösen Böden in Lochsteintürnieri so angeordnet vrerden, daß sie vom zu reinigenden Abwasser in Gleich- oder Gegenstromwäsche durchsetzt werden.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 gekennzeichnet _: durch einen- Sinterlochsteinturm mit einer Vielzahl von hochporösen, offenporigen, gesinterten mit Durchtrittsöffnungen versehenen Böden, in denen die Mikroorganismen angeordnet sind, eine Vielzahl von Extrudern, sowie einen Brenner.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daS die verschiedenen Böden verschiedene Mikroorganismen aufweisen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß jedem Boden ein Extruder zugeordnet ist.

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