DE10012404A1

DE10012404A1 - Verfahren zur aeroben biologischen Behandlung von Faulschlämmen und aerob konditionierten Überschußschlämmen mit Ozonung

Info

Publication number: DE10012404A1
Application number: DE2000112404
Authority: DE
Inventors: Markus Geiger; Stefan Bidinger; Bernd Dzedzig; Frank Heckmann; Heinrich Hoelter; Ortwin Leitzke; Bernd Rauch
Original assignee: PHILAQUA AUFBEREITUNGSTECHNIK
Current assignee: PHILAQUA AUFBEREITUNGSTECHNIK
Priority date: 1999-05-03
Filing date: 2000-03-15
Publication date: 2001-10-04

Abstract

Überschußschlamm aus biologischen Abwasserkläranlagen geht normaler Weise zur Schlammstabilisierung in einen aeroben Digester oder in einen anoxischen Faulturm als letzte biologische Behandlungsstufe. Nun wird entsprechend dieser Erfindung der aerob stabilisierte Schlamm oder anoxisch ausgefaulte in eine zusätzliche aerobe biologische Behandlung gepumpt, wo durch eine Ozonung und Sauerstoffzuführung die biologische Konditionierung weitergeht, indem Ammoniumstickstoff oxidiert und humanpathogene Keime und die Schlammenge reduziert werden. Es ist weniger Schlamm zu entwässern, zu pressen und zu entsorgen, weil die im Schlamm zusammengebalten Mikroorganismen gemäß der PHILAQUA-Anmeldung durch die Ozonung beschädigt werden, so daß sie in einer aeroben Biologie von den nicht geschädigten Mikroorganismen gefressen und zu Kohlendioxid veratmet werden können, was insgesamt durch die Kombination zu einer Reduzierung des Faulschlamms und einer Verminderung der Entsorgungskosten führt.

Description

Der Anspruch der Hauptpatentanmeldung (Akz.: 199 20 010.6-44) lautet

Ein Verfahren zur biologischen Behandlung und Reduzierung von Faulschlamm der zuvor anaerob behandelten Überschußschlämme aus biologischen Belebungsstufen von Abwasserkläranlagen, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgefaulte Schlamm in Behältnissen mit sauerstoffhaltigen Gasen, wie Luft, technisch gewonnener Sauerstoff, mit Sauerstoff angereicherte Luft, mit Ozon angereicherte Luft oder mit Ozon angereicherter Sauerstoff, so begast wird, daß sich eine aerobe Biologie, in der der zugegebene Faulschlamm reduziert wird, ausbildet.

Aufgabe

Es soll ein Verfahren erfunden und entwickelt werden, das anoxisch stabilisierten Schlamm aus Faultürmen und aerob stabilisierten Schlamm aus Digestern technisch möglichst einfach mit einer sicheren hohen Verfügbarkeit auf ökologisch und ökonomisch sinnvolle Weise sehr stark reduziert auf der Basis der zwischenzeitlich gefundenen Erkenntnis.

Lösung der Aufgabe

Die Lösung der Aufgabe, Faulschlamm technisch, ökologisch und ökonomisch sinnvoll zu reduzieren, besteht darin, daß der anoxisch ausgefaulte Schlamm einer aeroben biologischen Behandlung unterzogen werden soll, indem der Faulschlamm in einen oder mehrere Behältnissen, Becken oder Behälter überführt wird, die von unten entweder mit soviel Ozon angereicherter Luft oder mit Ozon angereichertem Sauerstoff begast werden, daß sich eine aerobe Biologie ausbilden kann, siehe Abb. 1.

Der Faulschlamm kann auch in ein biologisches Becken mit zwei Kammern (Haupt- und Nebenkammer) überführt, nur ein Teilstrom dieses zu überführenden Faulschlammes im Nebenstrom ozont und dann dem Hauptstrom zugeführt werden, so daß nicht alle Mikroorganismen der Ozonung ausgesetzt werden, siehe Abb. 2.

Beschreibung der Verfahrensskizze zur aeroben Überschußschlammreduzierung mit Ozon und Biologie Version 1 und Abb. 1

Aus dem Faulturm (1a), in dem anoxische Bedingungen für die Biologie herrschen, oder einem Digester (1b), in dem aerobe Bedingungen herrschen, fördert eine Pumpe (2) den Faulschlamm oder den aerob konditionierten Schlamm zur weitergehenden Schlammstabilisierung in ein aerobes volldurchmischtes Biologiebecken (3), das mit einer Vorrichtung (4), z. B. perforierte Schläuche, begast wird. Dies Gas kann mit Ozon angereicherte Luft (7) oder mit Ozon angereicherter Sauerstoff (8) sein. Der aerob behandelte Schlamm aus dem Becken (3) wird über die Rohrleitung (5), z. B. zur Eindickung, weiter geleitet.

Version 2 und Abb. 2

Aus dem Faulturm (1a), in dem anoxische Bedingungen für die Biologie herrschen, oder einem Digester (1b), in dem aerobe Bedingungen herrschen, fördert eine Pumpe (2a) den Faulschlamm oder den aerob konditionierten Schlamm zur weitergehenden Schlammstabilisierung in ein aerobes volldurchmischtes Biologiebecken (3), das aus einer Hauptkammer (4) und einer Nebenkammer (5) besteht.

Nur ein Teilstrom (6) vom Schlamm aus der Hauptkammer (4) wird mit einer speziellen Pumpe (2b) in die Nebenkammer (5) gefördert, wobei sie auch entweder das Luft-Ozon- Gemisch (7) oder das Sauerstoff-Ozon-Gemisch (8) ansaugt. Die Ozonreaktion findet in dem Teilstrom und in der Nebenkammer statt. Der ozonte Schlamm fließt von der Nebenkammer (5) in die Hauptkammer (4) über, so daß nicht alle Mikroorganismen der Ozonung ausgesetzt werden, siehe Abb. 2. Der Ablauf (9) aus der Hauptkammer (5) wird der weitergehenden Behandlung zugeführt.

Erzielbare Vorteile

Der Vorteil der aeroben Reduzierung von Schlamm aus Faultürmen, wo anoxische Bedingungen herrschten, oder aus Digestern, wo aerobe Bedingungen herrschten, nach diesem erfindungsgemäßen Verfahren mit Ozonung und aerober biologischer Behandlung liegt darin, daß entsprechend diesem einfachen Verfahren weniger Schlamm entwässert, gepreßt und entsorgt werden muß, weil die im Schlamm aus dem Faulturm oder aus dem Digester zusammengeballten Mikroorganismen gemäß der PHILAQUA-Anmeldung durch die Ozonung gezielt beschädigt werden, so daß sie in einer aeroben Biologie von den nicht geschädigten Mikroorganismen gefressen und zu Kohlendioxid veratmet werden können, was insgesamt durch die Kombination zu einer Reduzierung des Schlamme und einer Verminderung der Entsorgungskosten führt.

Zusätzlich wird Ammoniumstickstoff noch weiter oxidiert und humanpathogene Keime werden reduziert, was eine Verbesserung der Schlammstabilisierung bedeutet.

Kombiniert man die oben angeführte Biologie (biologische Stufe) mit dem Verfahrensschritt der Denitrifikation, so kann zusätzlich die Stickstoffrückbelastung der Kläranlage durch Zentrat- bzw. Prozeßwasser nahezu vollständig vermindert werden.

Claims

1. Ein Verfahren nach der Hauptpatentanmeldung (Akz.: 199 20 010.6-44)zur kombinierten engen Behandlung mit Ozonung und Biologie zum Zwecke der Reduzierung von Überschußschlämmen der biologischen Belebungsstufen von Abwasserkläranlagen, die zunächst entweder unter anoxischen oder aeroben biologischen Bedingungen in Behältnissen, die Faulturm oder Digester genannt werden, konditioniert wurden, dadurch gekennzeichnet, daß der konditionierte Schlamm aus dem Faulturm oder aus dem Digester dann weiter in einer kombinierten aeroben biologischen Stufe mit Ozon angereicherter Luft oder mit Ozon angereichertem Sauerstoff behandelt wird, indem der Faulschlamm oder der aerob konditionierte Schlamm in ein oder mehrere Behältnisse, Becken oder Behälter überführt wird, die von unten entweder mit soviel Ozon angereicherter Luft oder mit Ozon angereichertem Sauerstoff begast werden, daß sich eine aerobe Biologie ausbilden kann, in der die durch die Ozonung geschädigten Mikroorganismen durch die hier enthaltenen nicht geschädigten Mikroorganismen gefressen und zu Kohlendioxid mineralisiert werden, siehe Abb. 1.

2. Ein Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm aus einem Faulturm oder aus einem Digester in ein biologisches Becken mit zwei Kammern (Haupt- und Nebenkammer) überführt, nur ein Teilstrom dieses zu überführenden Schlammes im Nebenstrom ozont und dann dem Hauptstrom zugeführt wird, so daß nicht alle Mikroorganismen in der Biologie der Ozonung ausgesetzt werden, siehe Abb. 2.

3. Ein Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlammkonzentration durch bekannte Fest-Flüssig-Trenneinrichtungen, z. B. Sedimentation, Flotation und Ultrafiltration, zusätzlich aufkonzentriert wird und die eventuell noch zu hoch mit CSB befrachtete Flüssigkeit in die ursprüngliche aerobe Biologiestufe (Nitirifikationsbecken) zurückgeführt wird.

4. Ein Verfahren nach dem Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Kombination der oben erfindungsgemäß geforderten biologischen Stufe mit dem Verfahrensschritt der Denitrifikation zusätzlich die Stickstoffrückbelastung der Kläranlage durch Zentrat- bzw. Prozeßwasser nahezu vollständig vermindert wird.

5. Ein Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als für die Denitrifikation erforderliche Kohlenwasserstoffquelle (Wasserstoffdonator) ein Teil der durch die Ozonung freigesetzten Kohlenwasserstoffe aus der Biomasse genutzt wird.