DE69517954T2

DE69517954T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Behandlung von Abwasser mittels biologisch aktiver Holzkohle

Info

Publication number: DE69517954T2
Application number: DE69517954T
Authority: DE
Inventors: Takashi Fujiwara; Shirou Imazu; Kazuyuki Yamasaki
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1995-04-18
Filing date: 1995-04-18
Publication date: 2000-12-07
Anticipated expiration: 2015-04-19
Also published as: EP0739859A1; EP0739859B1; DE69517954D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Abwasserbehandlung, die eine Abwasserbehandlung auf hohem Niveau unter Verwendung biologisch aktivierter Holzkohle (d. h. Holzkohle, in der Mikroorganismen kultiviert wurden) für Abwasser und übel riechendes Gas, die schwer zu zersetzende chemische Substanzen wie oberflächenaktive Mittel enthalten, ausführen können, und die gleichzeitig übel riechendes Gas behandeln können.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Herkömmlicherweise wird in Vorrichtungen zur Abwasserbehandlung in verschiedenen Industrieanlagen und Labors in den Endstufen, d. h. der Stufe einer Behandlung auf hohem Niveau, aktivierte Holzkohle verwendet.
Auch wurde übel riechendes Gas, das gemeinsam mit dem Abwasser auftritt, durch eine Behandlungsvorrichtung für übel riechendes Gas gemäß dem Turmwäschersystem, dem Adsorptionssystem mit aktivierter Holzkohle oder dergleichen völlig unabhängig von der obigen Vorrichtung zur Abwasserbehandlung behandelt.
Als Art der Nutzung aktivierter Holzkohle bei einer Behandlung von Abwasser auf hohem Niveau in der Endstufe der Abwasserbehandlung stehen physikalische Verfahren zur Verfügung, bei denen nur die Adsorptionswirkung aktivierter Holzkohle, d. h. eine physikalische Behandlung zu erwarten ist, sowie physikalisch-biologische Verfahren, bei denen mittels Mikroorganismen, die sich in aktivierter Holzkohle vermehrt haben, zwei Behandlungsgebiete genutzt werden, nämlich die der aktivierter Holzkohle innewohnende Behandlung durch physikalische Adsorption sowie eine biologische Behandlung durch die obigen Mikroorganismen. Genauer gesagt, sind die letzteren physikalisch-biologischen Verfahren dergestalt, dass aktivierte Holzkohle chemi sche Substanzen adsorbiert und die adsorbierten chemischen Substanzen durch die Mikroorganismen zersetzt werden, die sich in der aktivierten Holzkohle vermehrt haben.
Abwasser, das in hoher Konzentration giftige Stoffe enthält, nämlich schwer zu zersetzende oberflächenaktive Mittel, die von verschiedenen Arten von Industrieanlagen, Halbleiterfabriken, Flüssigkristallfabriken und dergleichen abgelassen werden, wird in jüngerer Zeit zunehmend Gegenstand einer Abwasserbehandlung innerhalb der eigenen Orte. Vor einem derartigen Hintergrund in Zusammenhang mit solchen Fabriken wird als erstes im Einzelnen ein konkretes Beispiel körniger aktivierter Holzkohle beschrieben, die z. B. in einem auf hohem Niveau arbeitenden Abwasser-Behandlungssystem verwendet wird.
Abwasser, das giftige Stoffe in hoher Konzentration enthält, z. B. entwicklerhaltiges Abwasser, das aus vorhandenen Halbleiter- und Flüssigkristallfabriken abgelassen wird, enthält 2000 bis 10000 ppm Tetramethylammoniumhydroxid (nachfolgend als TMAH bezeichnet), das biologische Giftigkeit zeigt. Das entwicklerhaltige Abwasser enthält auch verschiedene Arten schwer zu zersetzender oberflächenaktiver Stoffe, Alkohole und gefärbte Resistmaterialien, zusätzlich zu TMAH.
Genauer gesagt, sind die in den Entwicklern enthaltenen schwer zu zersetzenden oberflächenaktiven Mittel z. B. oberflächenaktive Mittel auf Alkylammonium-Basis oder Polyoxyethylen-Basis.
Als Verfahren der Abwasserbehandlung zur Verwendung in Fabriken stehen die Folgenden zur Verfügung: chemische Behandlungsverfahren wie Neutralisation, Reaktion und Ausflockung, biologische Behandlungsverfahren wie biologische Filme, Kontaktoxidation, Aktivschlamm und Behandlung mit speziellen Mikroorganismen, sowie physikalische Behandlungsverfahren wie Ausfällen, Filtern, Adsorption, Flotation und Filmbehandlung (nachfolgend werden diese biologischen und physikalischen Behandlungsverfahren gattungsmäßig als Vorbehandlungsprozess abgekürzt), die abhängig von der Wasserqualität des Abwassers gewählt werden. Tatsächlich werden die oben genannten Behandlungsverfahren einzeln oder als Kombination einiger derselben verwendet, so dass Abwasser, das giftige Stoffe in hoher Konzentration enthält, behandelt und abgelassen wird (siehe die Japanischen Patentoffenlegungs-Veröffentlichungen HEI 1-95000 und SHO 64-43306). Ferner wären die herkömmlichen Vorrichtungen zur Abwasserbehandlung in tatsächlichen Fällen mit einem Adsorp tionsturm mit aktivierter Holzkohle in der Endstufe der Behandlung erforderlich, wie bei strengen Bedingungen für die abgelassenen Stoffe erforderlich.
Wie oben beschrieben, war es im Fall der Behandlung innerhalb von Fabrikorten übliche Vorgehensweise, das Abwasser einer chemischen Behandlung, einer biologischen Behandlung und einer physikalischen Behandlung unter Aufwendung langer Zeit mit einer abschließenden Behandlung im Adsorptionsturm mit aktivierter Holzkohle, im Allgemeinen innerhalb der Fabrikorte, zu unterziehen. Dann wird oberflächenaktive Mittel enthaltendes Abwasser, das giftige Stoffe in hoher Konzentration enthält, bis zu einem Wasserqualitätsgrad unter dem Grad der gesetzlichen Regel behandelt und als solches abgelassen.
Auch findet, das aktivierte Holzkohle, wie sie im Adsorptionsturm mit aktivierter Holzkohle vorhanden sein muss, alleine vom Einheitspreis her teuer ist, kurze Gebrauchsdauer vor der Regenerierung aufweist und hohe Betriebskosten zeigt, heutzutage sogenannte aktivierte Holzkohle mit Mikroorganismen zunehmende Verbreitung, bei der Mikroorganismen in aktivierter Holzkohle vermehrt werden und durch die aktivierte Holzkohle adsorbierte organische Substanzen durch die Mikroorganismen behandelt werden.
Der Turm verfügt, unabhängig davon, ob es ein die oben genannte aktivierte Holzkohle enthaltender Turm oder ein anderer ist, der die oben genannte aktivierte Holzkohle mit Mikroorganismen enthält, herkömmlicherweise über einen Aufbau dahingehend, dass aktivierte Holzkohle nur auf verschiedene Arten in die verschiedenen Typen verschiedener Türme eingefüllt ist.
In jüngerer Zeit besteht die Tendenz, dass Planungsorte für neue Halbleiter- und Flüssigkristallfabriken riesige Orte oder Flächen mit billigen Bodenpreisen sind. Derartige Flächen liegen in vielen Fällen und im Allgemeinen entfernt von Städten und weisen gute natürliche Umgebung auf (Gebiete mit guter Wasserqualität der Flüsse und frei von Luftverschmutzung).
Insbesondere in Gebieten mit guter natürlicher Umgebung kann der Fluss, in den das Fabrikabwasser auszulassen ist, von so guter Wasserqualität sein, dass er als klarer Strom klassifiziert werden kann. Derartige Flüsse mit guter Wasserqualität bedeuten hinsichtlich des biologischen Schmutzwassersystems Wassergebiete mit wenig Saprophyten oder mittleren β-Saprophyten. Wassergebiete mit mittlerem Gehalt an β-Saprophyten sind geringfügig ver schmutzte Wassergebiete, in denen der Fisch Ayu oder Leuchtkäfer leben.
In einem derartigen Gebiet mit guter natürlicher Umgebung besteht hinsichtlich einer Vorrichtung zur Abwasserbehandlung oder einer Vorrichtung zum Verhindern von Luftverschmutzung, die mit Nachdruck auf die Umwelt im Gebiet zu planen ist, die Möglichkeit, dass die Umwelt im Gebiet durch den Plan nachteilig beeinflusst werden kann, wenn lediglich die Regeln auf gesetzlicher Ebene und auf Kommunalebene beachtet werden. Demgemäß ist es erforderlich, die Belastung, die die Umwelt durch ausfließendes Wasser und ausgestoßene Abgase erleidet, so stark wie möglich zu verringern. Genauer gesagt, reicht es nicht aus, dass das ausfließende Abwasser bei der Messung der Wasserqualität nur gesetzlich annehmbar ist. Das ausfließende Wasser wird kein behandeltes Wasser mit gutem Eindruck auf örtliche Bewohner, solange es nicht bis auf ein solches Niveau behandelt ist, dass es weder durch eine geringe Menge an schwer zu zersetzendem oberflächenaktivem Mittel schäumt, noch irgendwelche geringen übel riechenden Gase erzeugt. Ferner besteht vor dem Hintergrund der Wasserqualität des ausfließenden Wassers, wie es durch Halbleiterfabriken und Flüssigkristallfabriken abgelassen wird, eine zunehmende Anzahl von Fällen, bei denen örtliche Bewohner nicht einfach neue Pläne zur Abwasserbehandlung hinnehmen. Derzeit, wo eine derartige regionale Umwelt erreicht ist, dass örtliche Bewohner strenge Niveaus für behandeltes Wasser fordern, ist es erforderlich, nicht nur Ökosysteme um das gesamte Gebiet herum zu berücksichtigen, sondern auch das Aussehen behandelten Wassers. Demgemäß ist die aktuelle Situation dergestalt, dass der Wunsch nach einer Entwicklung einer Vorrichtung und eines Verfahrens zur Abwasserbehandlung besteht, die die örtliche Umwelt nicht ändern und keinerlei Einfluss auf die örtliche Umwelt ausüben, und die mit hohem Niveau und geeignet wirtschaftlich arbeiten, und die darüber hinaus hinsichtlich der Raumstruktur gut konzipiert sind, um weniger Installationsfläche zu benötigen.
Im Gegensatz hierzu zielt das oben genannte herkömmliche Gegenstück darauf ab, eine Abwasserbehandlung dergestalt zu erzielen, dass hinsichtlich TMAH, oberflächenaktiven Mitteln, Alkoholen und Resistmaterialien nur gesetzliche Beschränkungen beachtet werden. Im Ergebnis verbleiben selbst nach der Ausführung der Abwasserbehandlung im behandelten Wasser geringe Mengen an schwer zu zersetzenden oberflächenaktiven Mitteln sowie geringe Mengen an Resistmaterialien. Die schwer zu zersetzenden oberflächenaktiven Mittel können ein Grund für geringe Schaummengen im behandelten Wasser sein. Auch färben die geringen Mengen an Resistmaterial das behandelte Wasser gelb lich. Das herkömmliche Gegenstück beschäftigte sich nicht mit dem wirtschaftlichen Verhindern dieser geringen Schaummengen und der Färbung des behandelten Wassers.
Bei Halbleiterfabriken und Flüssigkristallfabriken würde selbst eine Schaumbildung durch aus dem behandelten Wasser herrührenden oberflächenaktiven Mitteln und eine Färbung durch Resistkomponenten im behandelten Wasser die Bewohner in der Nachbarschaft aus dem Gesichtspunkt des Bewahrens der örtlichen Umwelt heraus stören. Insbesondere würde es die Bewohner in der Nachbarschaft stören, wenn das Wasser, das in den Fluss ausfließt, als landwirtschaftliches Wasser genutzt wird.
Als Maßnahmen gegen dieses Problem, d. h. Maßnahmen gegen geringe Menge an oberflächenaktiven Mitteln und färbenden Komponenten im behandelten Wasser in der Endstufe der Abwasserbehandlung, wird allgemein die oben genannte Adsorptionsbehandlung mit aktiver Holzkohle verwendet. Jedoch zeigt die Adsorptionsbehandlung mit aktivierter Holzkohle einen Nachteil dahingehend, dass der Adsorptionsgrad der aktivierten Holzkohle innerhalb einer bestimmten Periode abnimmt, so dass ihre Gebrauchsdauer kurz ist, was zum Erfordernis führt, die aktivierte Holzkohle nach außen zu transportieren und sie zu regenieren.
In jüngerer Zeit wurden verschiedene Typen von Behandlungsvorrichtungen unter Verwendung von mit Mikroorganismen aktivierter Holzkohle entwickelt (Japanische Patentoffenlegungs-Veröffentlichungen HEI 2-229595 und HEI 4- 260497). Diese sind jedoch für nicht mehr als die Wasserreinigung mit relativ guter Wasserqualität konzipiert, und sie sind insbesondere nicht zur Behandlung von Abwasser konzipiert, das schwer zu zersetzende oberflächenaktive Mittel enthält, was beträchtliche Zeit erfordert. Außerdem sind die Vorrichtungen solche, die körnige aktivierte Holzkohle mit hohen Anfangskosten enthalten. Auch verwenden sie verschiedene Arten von Verfahren oder Systemen zum Einfüllen aktivierter Holzkohle in den speziellen Turm zur Verwendung als Füllung aktivierter Holzkohle, um dadurch Wasserreinigung zu erzielen.
Ferner ist die in den obigen Vorrichtungen zur Abwasserbehandlung auf hohem Niveau verwendete aktivierte Holzkohle in den meisten Fällen körnige aktivierte Holzkohle, die mit relativ hohen Anfangskosten verbunden ist, und zwar unabhängig davon, ob sie auf Basis von Kokosnussschalen oder Kohle hergestellt wurde. Dies bewirkt, dass die Vorrichtung zur Abwasserbehand lung erhöhte Anfangskosten aufzeigt, mit dem Ergebnis verschlechterter Wirtschaftlichkeit.
Auch liegt in den meisten Fällen die Zeit des Kontakts mit aktivierter Holzkohle im Turm mit aktivierter Holzkohle innerhalb von zwei Stunden. Daher ist die Zeit, in der Mikroorganismen insbesondere auf schwer zu zersetzende chemische Substanzen einwirken, unzureichend dafür, dass eine zuverlässige Behandlung erwartet werden könnte. Obwohl es möglich ist, so zu konzipieren, dass, falls erforderlich, ausreichende Zeit für Kontakt mit aktivierter Holzkohle besteht, würde das herkömmliche Verfahren einer Behandlung mit aktivierter Holzkohle zu hohen Anfangskosten der Behandlungsanlagen wegen einer großen Menge aktivierter Holzkohle mit hohem Einheitspreis führen, um für eine Kontaktreaktionszeit von sechs Stunden oder mehr für das einfließende Wasser zu sorgen, was nicht praxisgerecht ist. In jedem Fall führt die aktivierte Holzkohle zu hohen Anfangskosten für Anlagen, was nicht praxisgerecht ist.
Indessen wird von den oben genannten Fabriken übel riechendes Gas erzeugt, allerdings mit sehr kleinen Mengen. Genauer gesagt, gehören dazu übel riechende Gase, die von bei Herstellprozessen verwendeten Chemikalien herrühren, und spezielle Gase, übel riechende Gase, die von Ursprungstanks und dergleichen für Haushaltsabwasser-Behandlung und Produktionssystemabwasser- Behandlung erzeugt werden, und dergleichen. Selbst diese übel riechenden Gase in kleinen Mengen können in Gebieten mit besonders guter Umwelt stören. Jedoch würde, obwohl derartige übel riechende Gase in kleiner Menge stören können, die Planung einer üblichen Vorrichtung zur Behandlung übel riechender Gase zu einem Anstieg der Baukosten und der Wartungskosten führen, was problematisch wäre. Anders gesagt, besteht der Wunsch nach einer Einrichtung zur Behandlung übel riechender Gase, die extrem niedrige Anfangskosten und Betriebskosten erfordert. Herkömmlicherweise stehen mehrere Behandlungssysteme als Einrichtung zum Behandeln übel riechender Gase zur Verfügung, einschließlich des Waschturmsystems mit einem Waschvorgang durch Chemikalien oder Wasser, des Adsorptionssystems unter Verwendung aktivierter Holzkohle sowie des Verbrennungssystems. Jedoch sahen sich diese selbstverständlich großen Problemen der Anfangskosten, der Betriebskosten, der Wartung, großer Installationsflächen und dergleichen gegenüber.
Insbesondere sollte, wie bei den oben genannten Halbleiterfabriken und Flüssigkristallfabriken, eine Vorrichtung zur Behandlung übel riechender Gase, selbst wenn diese gesetzlich hinnehmbar sind, geplant werden, wenn übel riechende Gase mehr oder weniger so erzeugt werden können, dass sie zu Klagen durch Bewohner in der Nachbarschaft führen. Jedoch ist es tatsächlich übertrieben und unwirtschaftlich, eine vollwertige Vorrichtung zur Behandlung übel riechender Gase aufzubauen, um einen derart kleinen Umfang übler Gerüche zu überwinden.
Wenn wie beim herkömmlichen System kernige aktivierte Holzkohle verwendet würde, bestünde ein Problem dahingehend, dass diese aus der Vorrichtung heraus fließen könnte, wenn die Rückwasch-Strömungsrate beim Rückwaschprozess nicht korrekt eingestellt wird, da die aktivierte Holzkohle körnig ist.
In jedem Fall zeigen die herkömmliche Vorrichtung und das Verfahren die Tendenz, dass sich unzureichende Behandlung gibt, wenn mit hoher Konzentration giftiges Abwasser, das große Mengen an schwer zu zersetzenden oberflächenaktiven Mitteln sowie Resistkomponenten enthält, die beide nur schwer biologisch zersetzbar sind und beträchtliche Behandlungszeit erfordern, entsprechend der örtlichen Umwelt zu behandeln sind. Demgemäß besteht die Möglichkeit, dass das behandelte Wasser, selbstverständlich, schäumen kann, aber auch die Wasserqualität in den Gebieten, in denen das Wasser ausfließt, eine Änderung erfahren kann, die das Ökosystem dieser Gebiete beeinflussen würde.
Zu den Gründen für das Vorstehende gehören: (1) Da die in den oben genannten Fabriken verwendeten oberflächenaktiven Mittel und Resistkomponenten schwer zu zersetzende chemische Substanzen sind, für die Schwierigkeiten bei biologischer Zersetzung bestehen, wären die herkömmlichen verschiedenen Verfahrensarten unter Verwendung aktiver Holzkohle dergestalt, dass die aktivierte Holzkohle, selbst im ersten Vorgang der Adsorption in gewissem Umfang, bald an ihr Lebensende gelangen würden, so dass sie nicht mehr adsorbierend wirken würden; und (2) selbst unter Verwendung aktivierter Holzkohle mit Mikroorganismen ist, da die oberflächenaktiven Mittel schwer zu zersetzen sind, eine Kontaktreaktionszeit von nur ungefähr zwei Stunden unzureichend, so dass die schwer zu zersetzenden chemischen Substanzen nicht zuverlässig und wirkungsvoll biologisch zersetzt würden.
Wie oben angegeben, besteht beim herkömmlichen Verfahren der Abwasserbehandlung ein Problem dahingehend, dass hinsichtlich Abwassers mit hoher Konzentration aus den oben genannten Fabriken, oberflächenaktive Mittel, die kleine Mengen schwer zu zersetzender chemischer Substanzen sind, die beträchtliche Behandlungszeit erfordern würden, und kleine Menge organischer Substanzen und färbender Komponenten selbst dann nicht wirtschaftlich und zuverlässig behandelt werden könnten, wenn aktivierte Holzkohle verwendet würde.
Die folgende Beschreibung beruht auf Versuchsergebnissen. Selbst wenn angenommen wird, dass das Abwasser, das giftige Stoffe in hoher Konzentration enthält und das ohne Verdünnung durch das herkömmliche Verfahren der Abwasserbehandlung behandelt wurde, auf Grundlage der Analysewerte ausgehend vom Standard der aktuellen Analysetechnik als ausreichend sicher angesehen würde, entstünde ein Effekt, dass Schaumbildung durch kleine Mengen an oberflächenaktiven Mitteln hervorgerufen würde, wenn im Strom der ausfließenden Flüssigkeit eine Ausflussfallhöhe vorhanden wäre. Dieser Schäumeffekt, der zwar gesetzlich hinnehmbar ist, kann vom Standpunkt benachbarter Bewohner aus als unvollkommene Behandlung fehlverstanden werden. Ferner sind, wenn das Abwasser hoher Konzentration durch Erhöhen der Konzentration der Mikroorganismen ohne Verdünnung behandelt wird, sowohl die Konzentration der Mikroorganismen als auch die Abwasserkonzentration im Belüftungstank hoch, so dass kleine Mengen organischer übel riechender Gase erzeugt werden. Indessen könnte nicht gesagt werden, dass behandeltes Wasser mit solcher Qualität, dass größere Schaummengen wegen schwer zu zersetzender oberflächenaktiver Mittel erzeugt werden, sicher für kleine Fische wäre, die in den Flüssen der oben genannten Gebiete mit guter natürlicher Umwelt leben, und für das biologische Ökosystem von Sumpfschnecken, die Nahrungsmittel für Leuchtkäfer sind. Diese örtlichen Geschöpfe wie kleine Fische und Sumpfschnecken zeigen im Allgemeinen geringes Widerstandsvermögen gegen Umweltänderungen, so dass sie im behandelten Wasser nicht leben könnten, insbesondere wenn das behandelte Wasser aus der Behandlung von Abwasser hoher Konzentration nur durch das herkömmliche Verfahren ohne Verdünnung herrührt.
Der konkrete Grund, weswegen die obigen örtlichen Geschöpfe im obigen Gebiet im obigen behandelten Wasser nicht leben können, kann darin gesehen werden, dass, da das Abwasser hoher Konzentration ohne Verdünnung behandelt wird, eine große Menge an zersetzten organischen Substanzen verbleibt und dass die Bedingungen kleiner Mengen schwer zu zersetzender oberflächenaktiver Mittel und organischer Substanzen unzureichend dafür sind, dass die Geschöpfe im behandelten Wasser leben könnten.
Hinsichtlich des Aussehens des behandelten Wassers würde das herkömmliche Behandlungsverfahren ohne Verdünnung zu farbigem behandelten Wasser führen, da das Abwasser hoher Konzentration der obigen Fabriken als Abwasser selbst gefärbt ist. Daher kann ein Problem entstehen, wenn das behandelte Wasser in Flüsse abgelassen wird, die als klare Ströme bezeichnet werden können.
Indessen steht auch ein Behandlungsverfahren nicht ohne Verdünnung, jedoch mit Verdünnung des Abwassers hoher Konzentration auf ungefähr das Zehnfache zur Verfügung. Jedoch hätten in diesem Fall die betroffenen Abwasser-Behandlungsanlagen sehr große Abmessungen, was unwirtschaftlich wäre.
Um die obige Beschreibung zusammenzufassen, ist das herkömmliche Verfahren zur Abwasserbehandlung mittels eines Turms mit aktivierter Holzkohle in den folgenden Punkten von Nachteil:
(1) Selbst wenn das behandelte Wasser, das in öffentliches Wasser in Bereichen mit guter Umwelt abgelassen wird, den oben genannten gesetzlichen Begrenzungswerten und Regelungswerten genügt, würde eine Fallhöhe zwischen einer Ausflussleitung und einem öffentlichen Bereich, in das das Wasser einfließt, falls eine solche vorhanden wäre, den Schäumeffekt wegen kleiner Mengen schwer zu zersetzender oberflächenaktiver Mittel verursachen, was zu einem schlechten Eindruck führen würde. Auch würden die farbigen Substanzen, falls sie nicht vollständig behandelt würden, einen schlechten Eindruck verursachen. Selbstverständlich könnte der herkömmliche Turm mit aktivierter Holzkohle als solcher übel riechende Gase nicht behandeln. Außerdem könnte der Turm mit aktivierter Holzkohle im Prinzip keine Nitride, Phosphor und Salze behandeln.
(2) Das durch das herkömmliche Verfahren behandelte Abwasser weist eine solche Wasserqualität auf, dass es Wassertiere beeinträchtigen kann, die für Umweltverschmutzung anfällig sind, wie kleine Fische und Sumpfschnecken. Daher kann das herkömmliche Verfahren die Erdumwelt nachteilig beeinflussen.
Anders gesagt, kann in Gebieten, in die das Wasser einfließt und die frei von Umweltstörungen sind und kleine Mengen an Flusswasser enthalten, wie bei den in letzter Zeit geplanten Orten für Halbleiterfabriken und Flüssigkristallfabriken, das behandelte Wasser häufig das biologische Ökosystem selbst dann beeinträchtigen, wenn es Regelungswerten, wie oben beschrieben, genügt, so dass es gesetzlich zulässig ist. Im Ergebnis tritt, wenn derartiges behandeltes Wasser abgelassen wird, eine große Gefahr auf, dass das biologische Ökosystem von Geschöpfen zerstört wird, die für Umweltstörungen anfällig sind, was ein Problem darstellt.
Z. B. ergibt es sich aus Versuchsergebnissen, dass selbst dann, wenn hoch konzentriert giftiges Abwasser ohne Verdünnung behandelt wird und durch einen Turm mit aktivierter Holzkohle geleitet wird, so dass das Abwasser den gesetzlichen Beschränkungswerten genügt, Wassertiere, die für Umweltstörungen anfällig sind, wie kleine Fische und Sumpfschnecken, im behandelten Wasser nicht leben können.
Ferner waren bisher keine Vorrichtungen zur Abwasserbehandlung verfügbar, die nicht nur schwer zu zersetzende oberflächenaktive Mittel und Resistkomponenten enthaltendes Abwasser sondern auch übel riechende Gase gleichzeitig behandeln können und die die Anfangskosten und die Betriebskosten senken können.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es wäre wünschenswert, die oben beschriebenen Nachteile der herkömmlichen Vorrichtung und des Verfahrens zur Abwasserbehandlung im Wesentlichen zu überwinden. D. h., es wäre wünschenswert, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Abwasserbehandlung zu schaffen, die nicht nur eine Behandlung von Abwasser auf hohem Niveau ausführen können, sondern die gleichzeitig und umfassend kleine Mengen schwer zu zersetzender oberflächenaktiver Mittel und gefärbter Substanzen sowie übel riechende Gase im Abwasser behandeln können und die darüber hinaus wirtschaftlich sind.
Durch die Erfindung ist eine Vorrichtung geschaffen, wie sie im Anspruch 1 dargelegt ist.
Bei der Vorrichtung zur Abwasserbehandlung mit der oben beschriebenen Anordnung wird vorab behandeltes, das Behandlungsobjekt bildendes Wasser, das zu behandeln ist, in den Kontaktumwälzteil eingeleitet. Das das Behandlungsobjekt bildende Wasser enthält eine kleine Menge an schwer zu zersetzenden oberflächenaktiven Mitteln sowie eine kleine Menge an Resistkomponenten. Dann wird das das Behandlungsobjekt bildende Wasser vom Kontaktumwälzteil, der normalerweise in Kontakt mit dem das Behandlungsobjekt bildenden Wasser steht, zum Sprühumwälzteil geleitet, der in Kontakt mit Luft steht. Dann wird das das Behandlungsobjekt bildende Wasser vom Sprühumwälzteil erneut zum Kontaktumwälzteil zurückgeführt. Anders gesagt, führt die Vorrichtung zur Abwasserbehandlung eine Abwasserbehandlung dadurch aus, dass sie das das Behandlungsobjekt bildende Wasser durch den Kontaktum wälzteil und den Sprühumwälzteil, die voneinander verschiedene Funktionen aufweisen, umwälzt.
Die im Kontaktumwälzteil und im Sprühumwälzteil vorhandene Holzkohle adsorbiert als erstes die das Behandlungsobjekt bildende Substanz, und dann vermehren sich in der Holzkohle im Sprühumwälzteil und im Kontaktumwälzteil festgehaltene Mikroorganismen, wobei sie organische Substanzen im das Behandlungsobjekt bildenden Wasser als Nahrungsquellen verwenden. Durch diese Funktion werden die im das Behandlungsobjekt bildenden Wasser enthaltenen organischen Substanzen biologisch behandelt.
Die Holzkohle ist ein poröser Körper mit einer großen Anzahl dünner Poren, nämlich einem Satz verschiedener Arten von Poren, deren Durchmesser von einigen wenigen Mikrometern bis zu einigen hundert Mikrometern reichen, so dass sich in der Holzkohle leicht verschiedene Arten von Mikroorganismen vermehren. Auch können, wegen des Vorhandenseins verschiedener Arten von Poren, leicht Mikroorganismen leben, die ihre Größen anpassen. Ferner werden, da innerhalb der Holzkohle als Ergebnis der Vermehrung der verschiedenen Arten von Mikroorganismen biologische Filmschichten erzeugt werden, chemische Substanzen wie schwer zu zersetzende oberflächenaktive Mittel und Resistkomponenten, die im Allgemeinen biologisch schwer zu zersetzen sind, an der Holzkohle adsorbiert und biologisch zersetzt. Kleine Mengen von in der Holzkohle enthaltenen Mineralien führen selbst zum Wachstum oder zur Kultivierung von Wasserpflanzen, und diese Wasserpflanzen führen ihrerseits zur Fähigkeit der Absorption chemischer Substanzen, um das Abwasser biologisch zu behandeln.
Danach läuft das das Behandlungsobjekt bildende Wasser, d. h. das Abwasser, um, um wiederholt in Kontakt mit der aktivierten Holzkohle zu treten, auf der Filme von Mikroorganismen ausgebildet sind. Im Ergebnis werden organische Substanzen wie schwer zu zersetzende oberflächenaktive Mittel und Resistkomponenten auf hohem Niveau durch Kontaktzersetzung behandelt.
Mikroorganismen, die sich in Holzkohle gut vermehren sind beispielsweise Bakterien, Pilze, Strahlenpilze, Algen, Fotosynthesebakterien und dergleichen. Die Oberfläche der Holzkohle pro Gramm wird allgemein als nicht weniger als 200 m² mitgeteilt (gemäß der nationalen Japanischen Holzkohlevereinigung). Demgemäß weist die Holzkohle in ihrem Inneren beträchtlich große Flächen biologischer Filmschichten auf und verfügt daher über beträchtlich hohes Vermögen, organische Substanzen zu behandeln.
In der Holzkohle des Sprühumwälzteils, die in Kontakt mit Luft steht, vermehren sich andere Pilze als es diejenigen sind, die sich in der in Wasser eingetauchten Holzkohle vermehren (d. h. Mikroorganismen wie Schimmelpilze, Algen und Bakterien), die zur Behandlung organischer Substanzen im Abwasser dienen. Da die Mikroorganismen, die sich in der Holzkohle des Sprühumwälzteils und die Mikroorganismen, die sich in der Holzkohle des Kontaktumwälzteils vermehren, voneinander verschiedene Arten aufweisen, werden das Behandlungsobjekt bildende Substanzen wie schwer zu zersetzende oberflächenaktive Mittel und Resistkomponenten biologisch auf hohem Niveau behandelt.
Die Holzkohle wird durch Verkohlen von Holz hergestellt. Die Holzkohle verfügt über eine organische Struktur in solcher Weise als seien dünne Röhren, die sowohl in Längs- als auch Querrichtung verlaufen, gebündelt, wie bei Holz. Holzkohle zeigt schlechteres Adsorptionsvermögen als aktivierte Holzkohle. Anders gesagt, besteht aktivierte Holzkohle größtenteils aus Holzkohle selbst, so dass sie hervorragendes Adsorptionsvermögen aufweist. Jedoch ist aktivierte Holzkohle wegen hoher Kosten von Nachteil. Holzkohle ist viel billiger als aktivierte Holzkohle. Holzkohle ist dank ihres Einheitspreises wirtschaftlich, der ungefähr 1/5 mal niedriger als der aktivierter Holzkohle ist. Im Ergebnis ist die Verwendung von Holzkohle statt aktivierter Holzkohle vom wirtschaftlichen Gesichtspunkt tatsächlich wirkungsvoll, wenn gemäß dem Design relativ viel Zeit für Kontakt mit dem das Behandlungsobjekt bildenden Wasser bestehen soll.
Also wird, da das vom Kontaktumwälzteil herrührende, das Behandlungsobjekt bildende Wasser durch eine Lufthebepumpe in den Sprühumwälzteil eingeleitet wird, dem das Behandlungsobjekt bildenden Wasser eine ausreichende Menge an Sauerstoff zugeführt, so dass aerobe Mikroorganismen für stärkere Wirkung aktiviert werden, was die biologische Behandlung des das Behandlungsobjekt bildenden Wassers erleichtert.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält der Kontaktumwälzteil die Holzkohle Bincho, in der Mikroorganismen kultiviert wurden, während der Sprühumwälzteil Bitumenkohle enthält, in der Mikroorganismen kultiviert wurden. Die Holzkohle Bincho (eine Art weißer Holzkohle) wird, wegen ihrer spezifischen Dichte nicht unter 1, im Kontaktumwälzteil eingetaucht, der in Wasser untergetaucht ist, und darüber hinaus wird sie selbst bei intensiver Belüftung kaum zerbrochen. Ferner ist die Bitumenkohle im Sprühumwälzteil wegen ihrer spezifischen Dichte, die kleiner als 1 ist, anderer Holzkohle hinsichtlich des Adsorptionsvermögens überlegen, so dass sie für die Behandlung von das Behandlungsobjekt bildendem Wasser, das stark eingefärbt ist, geeignet ist.
Auch ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, am Kulturbett eine Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten desselben, auf dem Wasserpflanzen kultiviert werden, vorhanden. Das Wachstum von Wasserpflanzen wird durch das Licht von der Beleuchtungseinrichtung beschleunigt. Wenn das Licht von der Beleuchtungseinrichtung auf die Holzkohle im Kontaktumwälzteil und im Sprühumwälzteil gestrahlt wird, vermehren sich Algen und Fotosynthesebakterien an der Oberfläche der Holzkohle, so dass die biologische Behandlung des das Behandlungsobjekt bildenden Wassers beschleunigt wird.
Blätter und Wurzeln der Wasserpflanzen wirken so, dass sie in erster Linie Nitratsalze und kleine Mengen an chemischen Substanzen absorbieren, die im das Behandlungsobjekt bildenden Wasser verblieben sind. Die Blätter und Wurzeln der Wasserpflanzen haben die Funktion einer natürlichen Selbstreinigungswirkung. Die Wasserpflanzen wirken durch denselben Vorgang einer Hydrokultur, wie bei üblichen Pflanzen, so, dass sie Nitratsalze und kleine Mengen gelöster chemischer Substanzen absorbieren.
Ferner sind kleine Mengen von in der Holzkohle enthaltenen Mineralien für das Wachstum von Wasserpflanzen von Nutzen. D. h., dass die Holzkohle sowohl die Funktion hat, als Mikroorganismen festhaltender Träger zu dienen, als auch die Funktion, den Algen und Wasserpflanzen Mineralien zuzuführen (herkömmlicherweise verwenden japanische Bauern Holzkohle beim Kultivieren von Pflanzen wie Bäumen und Gemüse).
Auch führt, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die Luftzuführ-Rühr- Einrichtung dem Kontaktumwälzteil Luft von unten zu und rührt das das Behandlungsobjekt bildende Wasser im Kontaktumwälzteil. Das Betriebsvermögen der Luftzuführ-Rühr-Einrichtung wird durch eine Rührsteuerungseinrichtung auf einen höheren oder niedrigeren Wert eingestellt. Demgemäß treten zwangsweise anaerobe und aerobe Bedingungen abwechselnd innerhalb des Kontaktumwälzteils auf. Im Ergebnis werden sowohl anaerobe, denitrierende Bakterien, die in der Tiefe der Holzkohle festgehalten werden, und nitrierende Bakterien, die an der Oberfläche der Holzkohle festgehalten werden, in wirkungsvolle Funktion versetzt, so dass das das Behandlungsobjekt bildende Wasser nitriert und denitriert werden kann.
Auch weist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, der Kontaktumwälzteil ein Luftverteilrohr zu Rührzwecken auf, um Luft zum Rühren des das Behandlungsobjekt bildenden Wassers auszublasen, sowie ein Luftverteilrohr zum Ausblasen übel riechenden Gases, das in der enthaltenen Holzkohle behandelt werden muss.
Übel riechendes Gas wird vom Luftverteilrohr ausgeblasen und dadurch in Kontakt mit biologischen Filmen gebracht, die aus Mikroorganismen bestehen, die sich in der Holzkohle vermehrt haben, wodurch das übel riechende Gas biologisch behandelt wird. Bei diesem Prozess wird, da die Komponenten im übel riechenden Gas auch als Nahrungsquellen für die Mikroorganismen dienen, die mikrobielle Behandlung schwer zu zersetzender oberflächenaktiver Mittel durch die Mikroorganismen beschleunigt.
Ferner kann das von den Luftverteilrohren ausgeblasene übel riechende Gas nicht nur durch den Kontaktumwälzteil sondern auch den Sprühumwälzteil über den Kontaktumwälzteil laufen. Durch diese Anordnung kann das übel riechende Gas in zwei Schritten mikrobiologisch behandelt werden, während es auf die Holzkohle trifft, in der sich Mikroorganismen vermehren, wodurch es zuverlässig behandelt wird.
Ferner ist durch die Erfindung ein Verfahren zur Abwasserbehandlung mit den folgenden Schritten geschaffen:
- Einleiten von das Behandlungsobjekt bildendem Wasser, das in einem Vorbehandlungsprozess vorbehandelt wurde, in einen Kontaktumwälzteil mit einem Kulturbett, auf dem eine Wasserpflanze kultiviert wurde, und mit Holzkohle, in der Mikroorganismen kultiviert wurden, in solcher Weise, dass der Kontaktumwälzteil im das Behandlungsobjekt bildenden Wasser untergetaucht wird;
- Einleiten schlecht riechenden Gases in den Kontaktumwälzteil;
- Anheben des das Behandlungsobjekt bildenden Wassers aus dem Kontaktumwälzteil durch eine Lufthebepumpe und Aufsprühen des das Behandlungsobjekt bildenden Wassers auf einen Sprühumwälzteil mit der Holzkohle, in der Mikroorganismen kultiviert wurden; und
- Rückleiten des das Behandlungsobjekt bildenden Wassers, das durch den Sprühumwälzteil geleitet wurde, zum Kontaktumwälzteil.
Dieses Verfahren zur Abwasserbehandlung zeigt den Vorteil, dass nicht nur Abwasser sondern auch gleichzeitig übel riechendes Gas behandelt werden kann. Daher kann, bei Anwendung des Verfahrens zur Abwasserbehandlung, der Investitionswirkungsgrad für die Anlagen zur Abwasserbehandlung beträchtlich erhöht werden, so dass die Kosten der Abwasserbehandlung gesenkt werden können.
Als Wasserpflanzen sind Keimlinge mit beschleunigtem Wachstum von Blättern und Wurzeln durch Verbesserung der Arten verfügbar, die auf biotechnologische Weise, wie als Gewebekultur, in Massen hergestellt wurden. In diesem Fall können Wasserpflanzen und andere ähnliche Pflanzen leichter industriell genutzt werden, und an Verwendungszwecke angepasste Keimlinge können leichter mit größeren Volumina erhalten werden.
Auch können als Wasserpflanzen solche verwendet werden, die dem Fluss entnommen werden, in den das Abwasser einzuleiten ist. In diesem Fall vermehren sich durch die enthaltene Holzkohle oligotrope Mikroorganismen und Algen sowie andere Organismen, die an der aufgenommenen Wasserpflanze anhaften, in größeren Mengen. Daher wird die natürliche Selbstreinigungswirkung künstlich stärker aktiviert, so dass das das Behandlungsobjekt bildende Wasser an die Wasserqualität des Flusses, in das es einfließt, angepasst ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, die nur zur Veranschaulichung dienen und demgemäß für die Erfindung nicht beschränkend sind, vollständiger zu verstehen sein.
Fig. 1 ist eine Ansicht, die schematisch eine Vorrichtung zur Abwasserbehandlung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, die mit biologisch aktivierter Holzkohle versehen ist;
Fig. 2 ist eine detaillierte Ansicht des Zustands einer Wasserpflanze im beim obigen Ausführungsbeispiel verwendeten Wasserpflanzen-Aufnahmekorb;
Fig. 3A ist eine Vorderansicht von Holzkohle, die typischerweise Holzkohlebincho und Bitumenkohle ist, wie beim obigen Ausführungsbeispiel verwendet, und Fig. 3B ist eine Seitenansicht der Holzkohle; und
Fig. 4 ist eine Systemansicht zum Erläutern von Vorbehandlungsschritten beim Ausführungsbeispiel.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Nachfolgend wird die Erfindung auf Grundlage eines in den beigefügten Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispiels der Erfindung im Einzelnen beschrieben.
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht der Vorrichtung zur Abwasserbehandlung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit biologisch aktivierter Holzkohle.
In Fig. 1 bezeichnet die Bezugszahl 1 eine Vorrichtung zur Abwasserbehandlung mit biologisch aktivierter Holzkohle. In die Vorrichtung 1 zur Abwasserbehandlung wird das das Behandlungsobjekt bildende Wasser von einem Vorbehandlungsprozess 19 her eingeleitet, dem hoch konzentriert giftiges Abwasser zugeführt wird. Beim Vorbehandlungsprozess 19 werden ein chemischer Behandlungsprozess 25, ein biologischer Behandlungsprozess 26 und ein physikalischer Behandlungsprozess 27, wie in Fig. 4 dargestellt, aufeinanderfolgend ausgeführt. Auch wird in der Vorrichtung 1 zur Abwasserbehandlung ein Behandlungsprozess 28 durch die biologisch aktivierte Holzkohle ausgeführt.
Die Vorrichtung 1 zur Abwasserbehandlung verfügt über einen oben liegenden Sprühumwälzteil 13 und einen unten liegenden Kontaktumwälzteil 3. Der Sprühumwälzteil 13 und der Kontaktumwälzteil 3 sind mit einem vorgegebenen Abstand in einem Tank 30 angeordnet.
Mit der Vorrichtung 1 zur Abwasserbehandlung ist eine Einleitkammer 18 für übel riechendes Gas verbunden, in die übel riechendes Gas eingeleitet wird, das an Orten innerhalb einer Fabrik erzeugt wird. Diese Einleitkammer 18 für übel riechendes Gas ist mit einem Gebläse 17 versehen, so dass eingeleitetes übel riechendes Gas der Vorrichtung 1 zur Abwasserbehandlung über eine Zuführleitung 16 zugeführt wird. Luftverteilrohre 5, die mit der Zuführleitung 16 verbunden sind, sind unter dem Kontaktumwälzteil 3 angeordnet. Die Luftverteilrohre 5 blasen übel riechendes Gas in ein Füllmaterial aus.
Auch ist in der Endstufe des Vorbehandlungsprozesses 19 ein Turm mit aktivierter Holzkohle oder eine aktivierte Holzkohle mit Mikroorganismen ent haltender Turm vorhanden.
Der Kontaktumwälzteil 3 verfügt über ein Luftverteilrohr 4 zur Verwendung bei Umwälzung im Tank zum Rühren des Tankinneren sowie Holzkohle 9 Bincho, die eine Art Holzkohle ist und als Füllmaterial dient, die Luftverteilrohre 5 zur Verwendung für das Füllmaterial zum Rühren der Holzkohle 9 Bincho, und eine Lufthebeplatte 10 zum Gleichrichten der aufwärts gerichteten Wasserströme im Tank sowie ein Kulturbett 11, das an der Lufthebeplatte 10 angebracht ist und im oberen Teil derselben angeordnet ist. Das Kulturbett 11 trägt eine wachsende Wasserpflanze 20. Die Wasserpflanze 20 ist in Wasserpflanzenkörben 21 untergebracht, die mit regelmäßigem Intervall auf dem Kulturbett 11 angebracht sind. Die Wasserpflanzenkörbe 21 sind vorzugsweise Gitterbehälter mit solcher Struktur, dass sich die Wurzeln der Wasserpflanzen 20 frei ausbreiten können. Als Material für die Wasserpflanzenkörbe 21 wird Polyethylen und Polyvinylchlorid ausgewählt, die die Wasserqualität nicht beeinflussen. Die Wasserpflanze 20 ist z. B. Hydrilla verticillata, Hexentang, Wassernuss, Vallisneria asiatica, sich schlängelnder Tang oder dergleichen, die Wasserpflanzen von Untertauchart sind, wie sie im Gebiet vorkommen, in das das Wasser ausgelassen wird. Die Wasserpflanze 20 kann auch vom aufschwimmenden Typ sein, wie Wasserhyazinthen, Wasserkresse, japanische Petersilie, die auch Nahrungsmittel sein können, "packbun", das als Wassergemüse gut bekannt ist, oder dergleichen. Da jedoch der Zweck eine Abwasserbehandlung ist, sind die Wasserpflanzen 20 am geeignetsten solche, die über das ganze Jahr hinweg wachsen und die von Untertauchart sind, oder normalerweise untergetaucht sind, wie beispielsweise die oben genannte Hydrilla verticillata, Wassernuss und dergleichen. Diese sterben selten ab, wenn die Wassertemperatur während des ganzen Jahrs auf speziellen Werten gehalten wird. Auch wurde die Wasserpflanze 20 durch Biotechnologie wie Gewebskultur und Zellverschmelzung volumenmäßig mit einer Art gezüchtet, die über großes Behandlungsvermögen verfügt. Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, verfügt die Wasserpflanze 20 über Blätter 22 und Wurzeln 24. Insbesondere weist der oben genannte Tang, wenn er ausreichend kultiviert ist, eine weiße Wurzel 24 auf, die aus seinem Stamm 23 heraus wächst.
Die Holzkohle 9 Bincho ist in einem Behälter 2 untergebracht. Für den Behälter 2 ist kein spezielles Material festgelegt, und alles, was die Holzkohle 9 Bincho aufnehmen kann, kann verwendet werden. Der Behälter 2 kann z. B. ein Gitterbehälter aus einem Harz wie Polyethylen oder ein rostfreier Behälter sein.
Die Holzkohle 9 Bincho ist eine japanische herkömmliche Holzkohle, mit der Bedeutung weißer Kohle einer Stechpalme, die ein breitblättriger Baum ist. Die weiße Kohle ist eine bei ungefähr 1000ºC verkohlte Holzkohle, und sie wird als verkohlte Hochtemperatur-Holzkohle klassifiziert. Indessen ist es, da bei diesem Ausführungsbeispiel die Holzkohle 9 Bincho verwendet ist, bevorzugt, jedoch nicht unabdingbar, Holzkohle Bincho mit einem Durchmesser von 4 bis 6 cm und einer Länge von 5 cm oder mehr auszuwählen, so dass erfolgreiches, Kontakt herstellendes Rühren im Kontaktumwälzteil 3 erzielt werden kann. Da Holzkohle 9 Bincho mit einer bestimmten Größe beim Rückwaschen nicht aus dem Tank weggespült wird, ist es zweckdienlich, der Handhabung halber ziemlich lange Holzkohle 9 Bincho zu wählen. Auch taucht die Holzkohle 9 Bincho, da sie eine spezifische Dichte nicht unter 1 aufweist, im Wasser unter und wird selbst durch starke Belüftung beinahe nie zerstoßen. So ist die Holzkohle 9 Bincho als Füllmaterial zur Abwasserbehandlung auf hohem Niveau, im Vergleich mit anderen Holzkohlearten, geeignet.
Mit der Zahl 7 ist eine Lufthebeleitung bezeichnet. Die Lufthebeleitung 7 und die Luftleitung 16 bilden eine Lufthebepumpe. Diese Lufthebepumpe arbeitet so, dass sie für eine Strömung des im Kontaktumwälzteil 3 vorhandenen, das Behandlungsobjekt bildenden Wassers in ein Wassersprührohr 14 sorgt, das über dem Sprühumwälzteil 15 angebracht ist. Das das Behandlungsobjekt bildende Wasser wird durch das Wassersprührohr 14 so eben und gleichmäßig wie möglich auf den Sprühumwälzteil 15 gesprüht. Zwischen eine obere und eine untere Gitterlage 13, 13, die im Sprühumwälzteil 15 vorhanden sind, ist Bitumenkohle 12 eingefüllt. Für die in den Sprühumwälzteil 15 einzufüllende Holzkohle besteht keine Beschränkung auf Bitumenkohle 12, sondern es kann eine andere Art von Holzkohle sein. Fig. 3A ist eine Ansicht einer typischen Holzkohle von vorne gesehen, und Fig. 3B ist eine Ansicht derselben von der Seite gesehen. Die Holzkohle kann z. B. die oben genannte Holzkohle Bincho sein, und eine auf andere Weise durch Reaktion hergestellte Holzkohle, Offen-Herd-Holzkohle. Wenn jedoch das das Behandlungsobjekt bildende Wasser stark gefärbt ist, sollte Bitumenkohle 12 gewählt werden, die hinsichtlich ihres Adsorptionsvermögens hervorragend ist. Dies, da Bitumenkohle 12 bei einem Jodadsorptionstest im Vergleich mit anderer Holzkohle das höchste Adsorptionsvermögen zeigt.
In der gesamten Bitumenkohle 12 des Sprühumwälzteils 15 vermehren sich verschiedene Arten von Mikroorganismen, die zur Behandlung des das Behandlungsobjekt bildenden Wassers dienen. Als Mikroorganismen wird im Allgemei nen eine große Vielzahl winziger Kreaturen bezeichnet, zu denen angegeben wird, dass sie auf dem Gebiet der Abwasserbehandlung in einem Bereich von 1000 bis 2000 Arten vorliegen.
Auch wird, da unter der unteren Maschenlage 13 eine Beleuchtung 8 angebracht ist, Licht von der Beleuchtung 8 von unten auf den unteren Teil der Bitumenkohle 12 gestrahlt, wo sich verschiedene Arten von Algen vermehren, die zur Behandlung des das Behandlungsobjekt bildenden Wassers dienen.
Es ist wünschenswert, als Beleuchtung 8 z. B. eine Hochdruck-Natriumlampe oder dergleichen zu verwenden, die zur Kultivierung von Pflanzen in Pflanzenanlagen verwendet wird. Eine Hochdruck-Natriumlampe, die über einen großen spektralen Bereich im gelben Band verfügt, ist eine Lampe mit hervorragendem Wirkungsgrad. Die Lampe wird wegen ihrer langen Lebensdauer von bis zu 12000 Stunden für Pflanzenanlagen verwendet. Die Lampe benötigt unter allen Arten von Lampen relativ niedrige Elektrokosten, die ungefähr die Hälfte derjenigen einer Leuchtstofflampe betragen.
Selbstverständlich liefert auch die Verwendung von Glühlampen, Leuchtstofflampen, Hochdruck-Quecksilberlampen, Metallhalogenidlampen, Xenonlampen oder dergleichen anstelle einer Hochdruck-Natriumlampe ebenfalls eine bestimmte Wirkung. Jedoch ist die Hochdruck-Natriumlampe die wirtschaftlichste Lampe mit dem höchsten Wirkungsgrad.
Wenn eine große Menge an Abwasser betroffen ist, kann die Vorrichtung 1 zur Abwasserbehandlung mit biologisch aktivierter Holzkohle nicht aus gittermäßig verbundenen Blechen sondern Beton bestehen, der relativ billig ist. In diesem Fall können die Gesamtanfangskosten im Vergleich mit einem herkömmlichen Turm mit aktivierter Holzkohle und einem Turm, der mit Mikroorganismen aktivierte Holzkohle enthält, weiter gesenkt werden.
Dem Vorbehandlungsprozess 19 wird hoch konzentriert giftiges Abwasser, wie es von Halbleiterfabriken und Flüssigkristallfabriken abgelassen wird, z. B. Entwickler enthaltendes Abwasser, das verschiedene Arten oberflächenaktiver Mittel und Resistkomponenten enthält, ohne oder mit Verdünnung zugeführt. In diesem Vorbehandlungsprozess 19 wird das Abwasser durch ein chemisches, biologisches oder physikalisches Verfahren oder durch Kombination einiger derselben behandelt und danach in die Vorrichtung 1 zur Abwasserbehandlung mit biologisch aktivierter Holzkohle eingeleitet.
Das vom Vorbehandlungsprozess 19 ausgelassene behandelte Wasser ist nicht mit Sicherheit so behandelt, dass die schwer zu zersetzenden oberflächenaktiven Mittel oder Resistkomponenten in Gebiete mit guter Umwelt ausgelassen werden könnten. Daher kann, wenn das behandelte Wasser unverändert ausgelassen wird, das Wasser am Auslassort schäumen oder gefärbt sein.
Das im Vorbehandlungsprozess 19 behandelte Wasser wird in den Kontaktumwälzteil 3 innerhalb der Vorrichtung 1 zur Abwasserbehandlung mit biologisch aktivierter Holzkohle eingeleitet.
Die Holzkohle 9 Bincho adsorbiert schwer zu zersetzende oberflächenaktive Mittel und Resistkomponenten, die im behandelten Wasser enthalten sind.
An der Oberfläche der Holzkohle 9 Bincho in den Wasserpflanzenkörben 29 und im Kulturbett 11 und den oberen Teilen des Kontaktumwälzteils 3 werden durch Bestrahlen mit der über dem Kulturbettgitter 11 angebrachten Beleuchtung 8 Algen wie Diatomeen und blaugrüne Algen erzeugt. Diese Algen, wie Diatomeen und blaugrüne Algen, wirken so, dass sie im behandelten Wasser enthaltene organische Substanzen, wie oberflächenaktive Mittel, abtrennen. Auch wirken die Algen, wie Diatomeen und blaugrüne Algen, so, dass sie nicht nur organische Substanzen sondern auch Nitride und Phosphor abtrennen, wie Stickstoff in Ammoniak, Stickstoff in Nitridform und Stickstoff in Nitratform.
Von der Luftleitung 16 wird Luft ausgeblasen, die innerhalb der Lufthebeleitung 7 ansteigt, wodurch das behandelte Wasser im Kontaktumwälzteil 3 in die Lufthebeleitung 7 eingeleitet wird und vom Wassersprührohr 14 ausgegeben wird. Das vom Wassersprührohr 14 ausgegebene behandelte Wasser erreicht die Bitumenkohle 12 in den Gitterlagen 13, wodurch die oberflächenaktiven Mittel und die Resistkomponenten durch die Bitumenkohle 12 adsorbiert werden. Ferner kann die Bitumenkohle 12 auf wirkungsvolle Weise, im Vergleich mit anderer Holzkohle, insbesondere Jod adsorbieren.
Indessen wird, durch Betreiben des Gebläses 17, übel riechendes Gas in die Einleitkammer 18 für übel riechendes Gas eingesaugt. Dann wird das übel riechende Gas von den Luftverteilrohren 5 ausgeblasen. Von den Luftverteilrohren 5 für Füllmaterialien ausgeblasene Luft ist solche Luft, die übel riechendes Gas von Halbleiterfabriken und Flüssigkristallfabriken enthält. Das übel riechende Gas ist tatsächlich ein übel riechendes Gas, wie es von Ursprungswasserbehältern für Haushalts-Abwasser in den oben genannten Fa briken, vom Ursprungstank für sich aus Prozessen ergebendes Abwasser und von Herstellprozessen erzeugt wird. Es ist bevorzugt, unter diesen übel riechenden Gasen insbesondere ein solches auszuwählen, das gasförmige organische Komponenten enthält. Die auszuwählenden gasförmigen organischen Komponenten sind Komponenten, die Nahrungsquellen für sich in der Holzkohle vermehrende Mikroorganismen bilden. Jedoch ist es nicht wesentlich, dass das Gas derartige gasförmige organische Komponenten enthält. Einzelstoffe, auf die das übel riechende Gas analysiert wird, das vom Ursprungswassertank für Haushalts-Abwasser herrührt, sind z. B. Ammonium, Schwefelwasserstoff, Methylmercaptan, Methylsulfid, Trimethylamin und dergleichen, wobei diese Einzelstoffe in kleinen Mengen in den übel riechenden Gasen erfasst werden.
Die Oberfläche der in die obere Etage des Kontaktumwälzteils 3 eingefüllten Holzkohle 9 Bincho wird mit Licht von der Beleuchtung 8 bestrahlt, so dass Algen und Fotosynthesebakterien erzeugt werden. Die Algen und Fotosynthesebakterien wirken so, dass sie Stickstoff und Phosphor und, selbstverständlich, gelöste Salze absorbieren und organische Substanzen im das Behandlungsobjekt bildenden Wasser zersetzen. Zu den Fotosynthesebakterien gehören rote Bakterien und grüne Bakterien.
Auf diese Weise wird das übel riechende Gas aus den Luftverteilrohren 5 in die Holzkohle 9 Bincho des Kontaktumwälzteils 3 ausgeblasen. Im Ergebnis wird das übel riechende Gas durch biologische Filme zersetzt, die aus Mikroorganismen bestehen, die sich in der Holzkohle 9 Bincho vermehrt haben. Dann wird das übel riechende Gas, nachdem es durch den Kontaktumwälzteil 3 angehoben und behandelt wurde, in den Sprühumwälzteil 15 eingeleitet. Das übel riechende Gas tritt auch mit den biologischen Filmen in Kontakt, und stößt auf diese, die sich an der Oberfläche der Bitumenkohle 12 im Sprühumwälzteil 15 gebildet haben, wo das übel riechende Gas auch durch diese biologischen Filme an der Oberfläche der Bitumenkohle 12 behandelt wird. Demgemäß wird das übel riechende Gas auf zuverlässige Weise in zwei Schritten behandelt.
Für wirkungsvolle Behandlung sollte die Vorrichtung so konzipiert sein, dass das übel riechende Gas mit einer Rate von 40 m³ oder weniger pro Tag für jeweils 1 m³ Holzkohle 9 Bincho im Kontaktumwälzteil 3 ausgeblasen wird, obwohl dies in genauer Weise abhängig von Komponenten und der Konzentration des übel riechenden Gases variiert. Jedoch ist diese Bedingung nicht wesentlich.
Indessen sollte vom Luftverteilrohr Luft zur Verwendung beim Rühren im Tank notwendigerweise mit einer Rate von 60 m³ oder mehr pro Tag für jeweils 1 m³ Kapazität des Tanks ausgeblasen werden.
Durch die vom Luftverteilrohr 4 zur Umwälzung im Tank und von der Lufthebeplatte 10 ausgeblasene Luft werden Aufwärtsströme erzeugt. Ferner wird das Innere des Tanks durch übel riechende Luft erfolgreich gemischt und gerührt, die von den Luftverteilrohren 5 für Füllmaterialien ausgestoßen wird. An der Wasseroberfläche schäumen oberflächenaktive Mittel. Jedoch wird die Wasseroberfläche im Kontaktumwälzteil 3 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel in ihrem größten Teil durch zwei Arten von Luft gerührt, so dass kein Raum verbleibt, in dem Schäume verweilen könnten. Im Ergebnis werden die Schäume selbst mit hohem Wirkungsgrad behandelt.
Da die Beleuchtung 8 unterhalb des Sprühumwälzteils 15 angebracht ist, werden in der Bitumenkohle 12, auf die das Licht gestrahlt wird, biologische Filme durch Mikroorganismen wie Fotosynthesebakterien und Algen gebildet, an denen organische Substanzen zersetzt werden. Obwohl die Beleuchtung 8 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel nur an einem Ort vorhanden ist, erlaubt es das Anbringen einer Beleuchtung an mehreren Orten im Kontaktumwälzteil 3 und im Sprühumwälzteil 15, dass sich mehr Fotosynthesebakterien und Algen vermehren. Dies ist besonders bei der Verbesserung der Entfernungsrate für Stickstoff und Phosphor von Nutzen.
Algen sind eine Art von Mikroorganismen, die Pflanzen näher stehen, und daher sind sie selbstverständlich hinsichtlich Stickstoff, Phosphor und gelösten Salzen wirkungsvoll. Algen sind beispielsweise blaugrüne Algen, grüne Algen und Diatomeen. In jedem Fall ist die Beleuchtung 8 eine für das Wachstum der Wasserpflanzen und zur Vermehrung der Algen und von Fotosynthesebakterien nützliche Vorrichtung.
Demgemäß ermöglicht es das Anbringen der Beleuchtung 8, das Behandlungsprinzip eines "Oxidationsteichs", der natürliche Sonnenenergie nutzt, geschickt anzuwenden, so dass insbesondere die Funktion der Behandlung von Stickstoff und Phosphor verstärkt werden kann. Bisher war eine riesige Fläche erforderlich, um den "Oxidationsteich" zu bilden.
Unter anderen Holzkohlen hat die Holzkohle 9 Bincho eine spezifische Dichte von über 1, und daher sinkt sie in Wasser unter, wenn sie in solches geworfen wird, so dass der Körper der Holzkohle 9 Bincho selbst dann nicht zer bricht, wenn mit intensiven Luftströmen belüftet wird, was einen Vorteil bildet. Übliche Kohle zeigt den Nachteil, dass ein Teil des Körpers der Kohle bei intensiver Belüftung zerstört wird und infolge dessen im behandelten Wasser enthalten ist, was zu einer Erhöhung des SS(Suspended Solid = suspendierter Feststoff)-Werts führt, der einer der Qualitätswerte für ausfließendes Wasser ist. Die Holzkohle 9 Bincho weist große Volumendichte auf, ist natürlich gehärtet und ist schwer zu zerstoßen, so dass sie ohne Probleme für lange Zeit von über 5 Jahren verwendet werden kann.
Die Menge der Schmutzladung, die in den Kontaktumwälzbereich 3 strömen kann, diffundiert abhängig vom Typ und der Konzentration schwer zu zersetzender oberflächenaktiver Mittel sowie vom Typ und der Konzentration der Resistkomponenten im einfließenden Wasser. Jedoch ermöglichen 6 Stunden oder mehr Kontaktreaktionszeit im Kontaktumwälzteil 3 wirkungsvolle Behandlung kleiner Mengen oberflächenaktiver Mittel und Resistkomponenten im das Behandlungsobjekt bildenden Wasser.
Wie oben beschrieben, werden beim vorliegenden Ausführungsbeispiel hinsichtlich Abwasser, das kleine Mengen an oberflächenaktiven Mitteln enthält, d. h. hinsichtlich des das Behandlungsobjekt bildenden Wassers, oberflächenaktive Mittel, die der Grund für Schaumbildung sind, durch zwei Arten von Holzkohle absorbiert, nämlich die Bitumenkohle 12 und die Holzkohle 9 Bincho (erster Schritt), und dann werden die oberflächenaktiven Mittel im Kreislauf auf biologische Weise mit Mikroorganismen behandelt, die sich in der Holzkohle vermehren (zweiter Schritt).
Außerdem ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der Kontaktumwälzteil 3 vorhanden, der die in Wasser eingetauchte Holzkohle 9 Bincho enthält, sowie der Sprühumwälzteil 15, der die Bitumenkohle 12 als solche in Luft, d. h. nicht in Wasser untergetaucht, enthält, wobei sich in der Holzkohle 9 Bincho und der Bitumenkohle 12 unterschiedliche Arten von Mikroorganismen vermehren. Demgemäß kann das vorliegende Ausführungsbeispiel Mikroorganismen innerhalb einer großen Vielfalt verwenden, einschließlich Bakterien, Pilzen (Schimmelpilze, Esspilze, Hefe usw.), Algen und Fotosynthesebakterien, wodurch es möglich ist, einen großen Bereich von Arten oberflächenaktiver Mittel zu zersetzen.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel verwendet Holzkohle mit niedrigem Einheitspreis, bei der es sich um ein massives Material handelt, das größer als aktivierte Holzkohle ist. Daher ist es wirtschaftlich und völlig frei von der Möglichkeit, dass Füllmaterialien beim Rückwaschen weggeschwemmt werden, was bei einem herkömmlichen Turm mit aktivierter Holzkohle auftreten würde.
Ferner werden insbesondere schwer zu zersetzende oberflächenaktive Mittel und Resistkomponenten durch Adsorption an Holzkohle und durch Zersetzung durch eine Vielzahl von Mikroorganismen, die sich in der Holzkohle vermehrt haben, behandelt, so dass die Behandlungsrate pro Zeiteinheit verbessert werden kann. Darüber hinaus wird das das Behandlungsobjekt bildende Wasser durch einen Lufthebevorgang durch zwei Stufen von Holzkohle enthaltenden Behandlungsteilen, nämlich den Sprühumwälzteil 15 und den Kontaktumwälzteil 3, zur Behandlung umgewälzt, so dass eine große Menge an Sauerstoff in den Tank 30 eingespeist wird, was zu besonders guter Wirkung aerober Mikroorganismen führt. Ferner werden, wenn eine Steuerungseinheit vorhanden ist, um den Lufthebevorgang so zu steuern, dass die Auslassrate der Luft beim Lufthebevorgang zwischen stark und schwach wechselt, zwangsweise anaerobe und aerobe Bedingungen abwechselnd im Kontaktumwälzteil 3 hervorgerufen. Demgemäß werden sowohl die denitrifizierenden Bakterien, die in der Tiefe der Holzkohle 9 Bincho festgehalten werden, und die nitrierenden Bakterien, die an der Oberfläche der Holzkohle 9 Bincho festgehalten werden, in wirkungsvolle Funktion versetzt, so dass die Nitrier- und Denitrier-Behandlung des das Behandlungsobjekt bildenden Wassers erleichtert ist.
Auch vermehren sich beim vorliegenden Ausführungsbeispiel Mikroorganismen in der Holzkohle 9 Bincho und der Bitumenkohle 12 zur Behandlung von Abwasser, während übel riechendes Gas in Kontakt mit der Holzkohle 9 Bincho und der Bitumenkohle 12, in der sich die Mikroorganismen vermehrt haben, für eine biologische Zersetzungsbehandlung von im übel riechenden Gas enthaltenen organischen Substanzen gebracht werden. Demgemäß zieht das vorliegende Ausführungsbeispiel den besten und geschicktesten Nutzen aus der Funktion der mikrobiellen Behandlung, wodurch sowohl Abwasser als auch übel riechendes Gas gleichzeitig durch eine Einheit der Vorrichtung 1 zur Abwasserbehandlung behandelt werden können.
Auch liegt beim vorliegenden Ausführungsbeispiel das Wasserpflanzen-Kulturbett 11 unter dem Sprühumwälzteil 15, wobei das Kulturbett 11 mit der Beleuchtung 8 beleuchtet wird, wobei eine Wasserpflanze 20 im Kulturbett 11 wächst. So können Salze und kleine Mengen von im Abwasser enthaltenen Komponenten sowie kleine Mengen von im übel riechenden Gas enthaltenen Komponenten zur Behandlung durch die Blätter 22 und Wurzeln 24 der Wasserpflanze 20 absorbiert werden. Ferner wird dafür gesorgt, dass sich, wenn die Wasserpflanze 20 eine solche ist, die aus dem Fluss aufgenommen wurde, in den das Abwasser ausgelassen wird, oligotrope Bakterien und Algen sowie andere Organismen, die an der aufgenommenen Wasserpflanze anhaften, durch die enthaltene Holzkohle 9 Bincho stärker vermehren. Demgemäß kann in diesem Fall die natürliche Reinigungswirkung künstlich aktiviert werden, so dass das das Behandlungsobjekt bildende Wasser an die Wasserqualität des Flusses, in den es ausfließt, angepasst werden kann.
Auch können sich beim vorliegenden Ausführungsbeispiel, da die Beleuchtung 8 sowohl die Bitumenkohle 12 oben als auch die Holzkohle 9 Bincho unten beleuchtet, Algen und Fotosynthesebakterien an den Oberflächen der Bitumenkohle 12 und der Holzkohle 9 Bincho durch Lichtenergie aktiv vermehren. Demgemäß ist auch die Erzeugung von Sauerstoff durch Fotosynthese aktiviert. Entsprechend können Stickstoff, Phosphor, Salze und andere Materialien durch die Algen und die Fotosynthesebakterien aus dem das Behandlungsobjekt bildenden Wasser entfernt werden.
Als nächstes werden experimentelle Beispiele auf Grundlage des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels beschrieben.
Vorab behandeltes Wasser wird in eine Behandlungsvorrichtung unter Verwendung biologisch aktivierter Holzkohle eingeleitet. Die Behandlungsvorrichtung weist denselben Aufbau wie beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel auf, und sie ist 1,5 m lang, 1,5 m breit und 2,5 m hoch. Die Vorrichtung wurde versuchsweise für ungefähr zwei Monate betrieben. Als Wasserpflanze 20 wurde Hydrilla verticillata ausgewählt und in den Wasserpflanzenkörben 21 untergebracht. Die Temperatur des vorbehandelten Wassers wurde auf 20 bis 25ºC eingestellt. Als Beleuchtung 8 wurde eine Hochdruck-Natriumlampe, wie sie in Pflanzenanlagen verwendet wird, angebracht und in Dauerbeleuchtung über 16 Stunden versetzt. Als Bitumenkohle 12 wurde käuflich verfügbare Bitumenkohle zu Reinigungszwecken, die bei 600 bis 700ºC verkohlt wurde, verwendet. Als Holzkohle 9 Bincho wurde Holzkohle Bincho verwendet, die bei ungefähr 1000ºC verkohlt wurde.
Während zu Beginn des Versuchsbetriebs in der oberen und unteren Holzkohle keine Änderung beobachtet wurde, bildete sich an der Oberfläche der Holzkohle leicht ein Objekt wie ein biologischer Film aus. Es erschien ein einzigartiger, dünner biologischer Film auf der Holzkohle als Grundlage, der jedoch nicht so dick wie biologische Filme war, die auf Kontaktmateria lien gemäß dem Rotationsplattensystem oder dem Tauchbettsystem für allgemeine Abwasserbehandlung auftreten.
Nach Abschluss des Versuchsbetriebs wurden die Wasserqualität am Einlass der Behandlungsvorrichtung unter Verwendung der biologisch aktivierten Holzkohle sowie die Wasserqualität am Auslass der Behandlungsvorrichtung über drei Tage gemessen. Die sich ergebenden Daten sind unten angegeben:

< Wasserqualität am Einlass der Behandlungsvorrichtung unter Verwendung biologisch aktivierter Holzkohle>

pH 7,3
COD unter 40 ppm
TOC unter 30 ppm
TMAH unter 2 ppm
Stickstoff in Ammoniak unter 36 ppm
Stickstoff in Nitrit unter 32 ppm
Stickstoff in Nitrat unter 26 ppm
kationische oberfl.akt. Mittel unter 2 ppm
anionische oberfl.akt. Mittel unter 2 ppm

< Wasserqualität am Auslass der Behandlungsvorrichtung unter Verwendung biologisch aktivierter Holzkohle>

pH 7,1
COD unter 15 ppm
TOC unter 11 ppm
TMAH unter 0,5 ppm
Stickstoff in Ammoniak unter 1 ppm
Stickstoff in Nitrit unter 3 ppm
Stickstoff in Nitrat unter 47 ppm
kationische oberfl.akt. Mittel unter 0,5 ppm
anionische oberfl.akt. Mittel unter 0,2 ppm
Wie es aus den obigen Ergebnissen erkennbar ist, waren die Konzentrationen kationischer und anionischer oberflächenaktiver Mittel am Auslass der Abwasser-Behandlungsvorrichtung 1 auf 1/4 bzw. 1/10 derjenigen am Einlass verringert. Auch die TMAH-Konzentration war auf 1/4 verringert.
Es wurde auch übel riechendes Gas einer Messung unterzogen. Die Ergebnisse sind die Folgenden. <

Konzentration übel riechender Gase am Einlass der Behandlungsvorrichtung unter Verwendung biologisch aktivierter Holzkohle>

Konzentration übel riechender Gase unter 46

< Konzentration übel riechender Gase am Auslass der Behandlungsvorrichtung unter Verwendung biologisch aktivierter Holzkohle>

Konzentration übel riechender Gase unter 15
Wie es aus den obigen Ergebnissen ersichtlich ist, ist die Konzentration übel riechender Gase am Auslass der Abwasser-Behandlungsvorrichtung 1 auf 1/3 im Vergleich mit der am Einlass verringert.
Nachdem die Erfindung auf diese Weise beschrieben wurde, ist es ersichtlich, dass sie auf viele Arten variiert werden kann. Derartige Variationen sind nicht als Abweichung vom Grundgedanken und Schutzumfang der Erfindung anzusehen, und alle solche Modifizierungen, wie sie für den Fachmann erkennbar sind, sollen im Schutzumfang der folgenden Ansprüche enthalten sein.

Claims

1. Vorrichtung zur Abwasserbehandlung mit:

- einem Kontaktumwälzteil (3) mit einem Kulturbett (11), auf dem eine Wasserpflanze (20) kultiviert wurde, und mit Holzkohle (9), in der Mikroorganismen kultiviert wurden, wobei der Kontaktumwälzteil (3) so ausgebildet ist, dass das Behandlungsobjekt bildendes Wasser, das in einem Vorbehandlungsprozess (19) vorbehandelt wurde, so in den Kontaktumwälzteil (3) eingeleitet wird, dass dieser im das Behandlungsobjekt bildenden Wasser untergetaucht ist; und

- einem Sprühumwälzteil (15), der über dem Kontaktumwälzteil (3) angeordnet ist und Holzkohle (12) enthält, in der Mikroorganismen kultiviert wurden, wobei der Sprühumwälzteil (15) so ausgebildet ist, dass das vom Kontaktumwälzteil (3) hergeleitete, das Behandlungsobjekt bildende Wasser durch eine Lufthebepumpe (7, 16, 17) eingeleitet wird und auf den Sprühumwälzteil (15) gesprüht wird, und dass das das Behandlungsobjekt bildende Wasser, das durch die enthaltene Holzkohle (12) gelaufen ist, zum Kontaktumwälzteil (3) rückgeleitet wird, so dass der Sprühumwälzteil (15) nicht im das Behandlungsobjekt bildenden Wasser untergetaucht wird.

2. Vorrichtung zur Abwasserbehandlung nach Anspruch 1, bei der

- die Holzkohle (9) des Kontaktumwälzteils (3) Holzkohle (9) "Bincho" ist und

- die Holzkohle (12) des Sprühumwälzteils (15) Bitumenkohle (12) ist.

3. Vorrichtung zur Abwasserbehandlung nach Anspruch 1, bei der auf dem Kulturbett (11), auf dem eine Wasserpflanze (20) kultiviert wurde, eine Beleuchtungseinrichtung (8) zum Beleuchten desselben, vorhanden ist, so dass eine Wasserpflanze (20) und Algen auf dem Kulturbett (11) wachsen.

4. Vorrichtung zur Abwasserbehandlung nach Anspruch 1, ferner mit:

- einer Luftzuführ-Rühr-Einrichtung (4, 16) zum Zuführen von Luft von unterhalb des Kontaktumwälzteils (3) zu diesem und zum Rühren des das Behandlungsobjekt bildenden Wassers im Kontaktumwälzteil (3); und

- einer Rührsteuerungseinrichtung (17) zum Steuern des Luftzuführbetriebs der Luftzuführ-Rühr-Einrichtung (4, 16) zwischen stark und schwach.

5. Vorrichtung zur Abwasserbehandlung nach Anspruch 1, bei der der Kontaktumwälzteil (3) ein Luftverteilrohr (4) zu Rührzwecken zum Ausgeben von Luft zum Rühren des das Behandlungsobjekt bildenden Wassers und ein Luftverteilrohr (5) zum Ausgeben schlecht riechender Gase aufweist, die in der enthaltenen Holzkohle (12) zu behandeln sind.

6. Verfahren zur Abwasserbehandlung mit den folgenden Schritten:

- Einleiten von das Behandlungsobjekt bildendem Wasser, das in einem Vorbehandlungsprozess (19) vorbehandelt wurde, in einen Kontaktumwälzteil (3) mit einem Kulturbett (11), auf dem eine Wasserpflanze (20) kultiviert wurde, und mit Holzkohle (9), in der Mikroorganismen kultiviert wurden, in solcher Weise, dass der Kontaktumwälzteil (3) im das Behandlungsobjekt bildenden Wasser untergetaucht wird;

- Einleiten schlecht riechenden Gases in den Kontaktumwälzteil (3);

- Anheben des das Behandlungsobjekt bildenden Wassers aus dem Kontaktumwälzteil (3) durch eine Lufthebepumpe (7, 16, 17) und Aufsprühen des das Behandlungsobjekt bildenden Wassers auf einen Sprühumwälzteil (15) mit der Holzkohle (12), in der Mikroorganismen kultiviert wurden; und

- Rückleiten des das Behandlungsobjekt bildenden Wassers, das durch den Sprühumwälzteil (15) geleitet wurde, zum Kontaktumwälzteil (3).

7. Verfahren zur Abwasserbehandlung nach Anspruch 6, ferner mit dem Schritt des Kultivierens einer Wasserpflanze (20) mit durch Zuchtverbesserung beschleunigter Wachstumsgeschwindigkeit von Blättern und Wurzeln, die durch Biotechnologie in Massen gezüchtet wurde, innerhalb des Kontaktumwälzteils (3).

8. Verfahren zur Abwasserbehandlung nach Anspruch 6, ferner mit dem Schritt des Kultivierens einer Wasserpflanze (20), die einem Fluss entnommen wurde, in den Abwasser ausgelassen wurde, auf dem Kulturbett (11).