DE1459485A1 - Vorrichtung zur Behandlung von Abwaessern und Stadtabwaessern - Google Patents

Description

• "Varrichtcuzur Behandlung von Abwässern und Stadtabwässsern." Die Priorität der Anmeldung in Großbritannien vom 8 März 1962 wird in Ansprueh genommen.

  Die vorliegErfirdung bezieht sich auf eine Anlage und

  ein Verfahren r Behandlung von fliissigen Abwässern und

  StadtabwUssern, die im folgenden allgemein als Abwässer be-

  zeiohuwt werden.

  Bisher erfolgte 410 Behandlung von

  durch Hindurch.

  leiten delben duh belUtete Durchlauf- oder Rieselfilter

  verschiedener Typen, wodurch die organischen Bestandteile der Abwässer biologisch oxydiert wurden. Im allgemeinen bestehen diese Filter aus verschiedenen Wandungen oder Abteilungen, die über Belüftungs- und Ablaufkanälen angebracht sind und die mit einer Packung versehen sind, welche aus Koks, Klinker, Kiesel, Schlacke oder gebrochenem Gestein besteht, über deren Oberfläche das Abwasser geleitet wird, um durch biologisch aktive aerobe Mikroorganismen gereinigt zu werden, welche sich auf der Oberfläche der Packung des Filters befinden. Die für die Oxydation erforderliche Luft streicht nach oben aus den Belüftungskanälen durch die Zwischenräume zwischen den StUkken der Packung. In anderen Anlagen ist in einem Turm eine Packung aus entsprechend gefalteten Platten aus plastischem Werkstoff vorgesehen und das Abwasser wird nach unten durch den Turm geführt. Der Abstand zwischen der Packung ist bei diesen Türmen größer und freier als es bei den üblichen Durchlauf- oder Rieselfiltern der Fall ist, jedoch findet bei diesen Schlackenanlagen ein wesentlich geringerer Bewuchs der Mikroorganismen statt, weil diese glatten Platten eine begrenzte wirksame Oberfläche besitzen und eine geringe Haftung der Mikroorganismen auf dieser Oberfläche stattfindet. Um nun aber einen hohen Betrag der bioligischen Oxydation sicher zu stellen, ist es erforderlich, für eine möglichst große Fläche pro Volumeneinheit des Filters Sorge zu tragen, die biologisch wirksam ist. Gleichzeitig darf der kräftige Bewuchs mit Mikroorganismen nicht leicht von den Oberflächen der Packung entfernbar sein, weil anderenfalls die Hauptkanäle zwischen den einzelnen Elementen der Packung verstopft werden. Es wunde nun gefunden, daß durch Verwendung von inerten ausgedehnten oder aufgeblasenen polymeren Stoffen als Packungsmaterial verbesserte Belüftungsfilteranlagen hergestellt und betrieben werden können, wobei das ausgedehnte polymere Material eine Basis für eine wirksamere Oberfläche des biologisch wirksamen Stoffes pro Volumeneinheit des Filters liefert. Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht daher das Packungsmaterial in einer biologisch wirksamen Abwasserreinigungsanlage aus Stücken aus inertem ausgedehntem polymeren Material Diese Stücke aus inertem ausgedehntem polymeren Material können eine beliebige Form haben und vorzugsweise eine solche, durch die eine große Oberfläche geschaffen wird. Diese Stücke dürfen jedoch nicht dicht aneinander gepackt sein, wodurch der freie Durchgang von Luft und Flüssigkeit durch das Filter behindert werden würde. Geeignete Formen des polymeren Materials sind: Kugeln, eiförmige Körper, Würfel, Ringe, Rohre, kegelförmige Körper, Pyramiden, wurmförmige Körper, Kreuze und verschiedene Gitter- oder Maschenformen. Geeignete inerte ausgedehnte polymere Stoffe, welche für die Herstellung solcher Packungen verwendet werden können, sind Polyurethanschäume, die auch in ausgedehnter Form angewandt werden können, Polyvinylehlorid, Polystyrol, Polyäthylen, Polypropylen sowie Polyamidharze. Gewisse Polyesterharte, Akrylharze und Zellulosederivate, die in dem jeweiligen Verfahren ausreichend inert sind und die in ausgedehnter Form verfügbar sind,können ebenfalls angewandt werden. Die polymeren Stoffen können in ausgedehnter Form in an sich bekannter Weise erzeugt werden, jedoch wird es vorgezogen, polymere Stoffe zu verwenden, welche durch solche Arbeitsweisen aus gedehnt worden sind,-wodurch innerhalb des Materials große Hohl-räume gebildet werden. Hierdurch wird die wirksame Oberfläche der Stücke wesentlich vergrößert und der Bewuchs von Mikroorganismen aus diesen Flächen unterstützt.

  Die Größe der Hohlräume in dem ausgedehnten Material beträgt

  im $uersebnitt vorzugsweise zwischen o,'1 und 1o mm. Wenn die

  HOhlräuinnerhalb dieses Größßnbereithee liegen, so wurde ge-

  funden, daß hierbei die biologische Wirksamkeit verbessert

  wird, insbesondere wenn die Hohlräume nicht gleichmäßig sind,

  sauern in der Größe zueinander abweichen. Die größeren Hohl-

  räume-vergMßern die wirksame Oberfläche der Stücke, während

  durch die kleineren Hohlräume eine muhe Oberfläche geschaf-

  fen und hierdurch die Haftung der Mikroorganismen unterstützt

  wird. Als bestders vorteilhaft haben sieh Stücke in Form von

  Würfeln oder gtangen erwiesen, Weiche von einem großen Stück

  des polymeren Schaummaterials abgeschnitten Worden sind. Es

  wird weiter vorgezogen, daß dieses Material aus einem starren

  Schaum besteht. Es kann jedoch auch ein weicher Schaum ange-

  wandt werden, obwohl in diesem Yalle das Packungsmaterial-auf

  seiner Gesamthöhe öfter abgestützt werden muBo

  Ge.ünschtenfalls können die Stücke auch dadurch gebildet wer-

  den, daß kleine Teilchen des Materials, insbesondere klei-

  nere Sohatnffteilehen aus inertem polymeren Material ge.:

  sintert werden. In diesem Falle wird durch die Hohlräume,

  die durch die Zwischenräume zwischen den gesinterten Teilchen

  gebildet werdet,- ein guter üntergrd r das Wachstum der

  Nikroorga»i"m ohaffeno

  Wenn ein aus Maschen oder Gittern bestehender Aufbau erwünscht ist, so werden die Abmessungen derselben im wesentlichen durch die Größe der Anlage, den Durchsatz und die erforderliche Belüftung bestimmt. Vorzugsweise liegen die Abmessungen der Hohlräume, die durch die Öffnungen der Maschen oder Gitter gebildet werden, innerhalb des oben angegebenen Größenbereichs und sind gerade klein genug, um durch den Mikroorganismenbewuchs überbrückt zu werden. Auf diese Weise wird eine Schicht geschaffen, welche auf beinen gegenüberliegenden Oberflächen wirksam ist, so daß die effektive biologisch wirksame Oberfläche der Stücke vergrößert wird. Bei der Verwendung dieser Art von ausgedehntem Material, d.h. einem solchen, das Hohlräume oder Öffnungen enthält, wird auch die Haftung der Mikroorganismen auf der abstützenden Oberfläche vergrößert. Weiterhin kanna auch Schaummaterial mit seiner rauheren Oberfläche zur Herstellung der Maschen oder Gitter verwendet werden, um hierdurch die Haftung der Mikroorganismen-weiter zu vergrößern. Vorzugsweise liegen die Stücke aus dem Sieb oder Gitter in Form von Rohren oder Ringen vor. Die Größe der Stücke, welche als Packung verwendet werden, hängt_sowohl von ihrer Form als auch von der Art der Anlage ab, in der sie verwendet werden. Wenn diese Stücke aus Würfeln, eiförmigen Körpern oder Kugeln bestehen, so wird eine größte Ausdehnung derselben von 2,5 bis 8 cm bevorzugt. Wenn die Stücke aus Stangen oder Rohren bestehen, so sollte die größte Ausdehnung derselben 30 cm nicht überschreiten.

  Ein weiterer Vorteil des neuen Packungsmaterials gemäß der

  Erfindung besteht darin, daß dieses Hohlräume der einen oder

  anderen Art enthält und es infolgedessen eire geringere

  SohUttdiohte besitzt, als nicht ausgedehnte. oder Hohlräume

  enthaltendes

  Dies hat zur Folge, daß die Festigkeit

  der gilterreinigungeaniage und demgemäß die Kosten derselben

  wesentlich gesenkt werden können. Durch Verringerung des Ge-

  niohtes, die bei Anwendung des neuen Packungsmaterials er-

  reicht wird, k8men höhere Reinigungeanlagen gebaut werden,

  so daß eine wesentliche Verringerung der erforderlichen Grund-

  fläche orreioht wird, was bei überfüllten Industriegebieten und

  an anderen Stellen, mg der Grund teuer ist, sehr wesentlich ist.

  Weiterhin ist en, da die gemäß der Erfindung erstellten Anlagen

  verhältnismäßig hoch und somit wirtschaftlich ausgeführt werden

  können, möglich, getrennte Behandlungen in ausgewählten hängen

  einer hochgebeuten Anlage durohzu=riren. In diesem Falle können

  die ausgewählten LKMM :mit verschieden großen ßtfloken des aus-

  gedehnten polymeren Katerials gefüllt werden.

  So ist es beispielsweise in einem solchen Aufbau nunmehr möglich, den Bewuchs von bestimmten Organismen in ausgewählten Teilen einer Anlage zu beschleunigen und bestimmte Abwässer und Nährflüssigkeiten in ausgewählten Höhen zuzuführen. In ähnlicher Weise können Luft oder Sauerstoff eingeführt und die Temperatur so geregelt werden, daß eine besonders wirtschaftliche Arbeitsweise der Behandlungsanlagemöglich ist. Diese hohen Behandlungsanlagen können in Form von einfachen Türmen hergestellt werden oder sie können aus Einheiten aufgebaut werden, welche übereinander angeordnet werden und die mit dem ausgedehnten Packkungsmaterial gemäß der Erfindung beschickt werden, um hierdurch eine hohe verhältnismäßig leichte Abwasserreinigungsanlage zu schaffen. Die Gewichtsersparnis bei Anlagen gemäß der Erfindung wird naturgemäß von der jeweilig gewählten Art der Packung abhängen und ein Vergleich ist in folgender Tabelle zusammengestellt.
• Eine Packung von etwa l7oo cbm aus Koks, Würfeln aus Polyurethanschaum und Kiesel besitzt folgendes Gewicht:

  mitters Gewicht mittleres Gewicht

  trocken naB

  Kokostacke von 25. mm 600 t 700 t

  Willkürlich angeordnete .`

  Wärfel aus Polyurethan-

  Schaum von 38 mm Kanten-

  längß 15 t llo t

  Kiesel 3750 t 3800 t

  Infolge der beträchtlichen Wßewichtsersparnis können nunmehr wirkungsvolle Abwäserbehandlungstürme gebaut werden, wobei auf einer gegebenen Grundfläche sehr große Höhen des Packungsmaterials. angebracht werden können.
• Während beispielsweise eine 1o m hohe Säule aus Koks von 25 mm einen Druck von 454o ` kg/m² im deuchten Zustand und ,eine entsprechend habe ßäule aus Kieseleinen Druck von 21000 kg/m,2 ausübt, übt eine entsprechend hohe Säule aus willkürlich angeordneten Würfeln ans Polyurethansehaum mit einer Kantenlänge von 38 mit nur einen Druck von 83 kg/m² (trocken) und 93o kg/m² (feucht) aus Bei. Anwendung der bevorzugten ausgedehnten Materialien gemäß der Erfindung läßt sich auch noch eine höher: biologische Wirksamkeit erzielen im Vergleich mit weiche eine Koksfüllung oder eine solche aus anderen bekannten Medien als Packungsmaterial besitzen. Diese verhältnismäßig hohe Wirksamkeit läßt sich durch Vergleich von zwei ähnlichen Filtern zeigen, von denen das eine in der üblichen Weise mit Koks in einer Größe von 25 mm und das andere mit willkürlich angeordneten Würfeln von 38 mm. Kantenlänge gefüllt ist, welche aus Polyurethanschaum geschnitten worden sind und Höhlräume einer Größe von o,2 und 5,o mm enthalten. In dien beiden Filtern wurde ein Abwasser behandelt, daß einen biologischen Sauerstoffbedarf (B.0oD.) von 264 Teilen pro Million besaß. Es wurde gefunden, daß in dem üblichen Filter das Abwasser mit einer Geschwindigkeit von 745 1 pro 0.76 m³ pro Tag verarbeitet werden konnte, während bei einem neuen Filter das gemäß der Erfindung mit Stücken aus Polyurethanschaum beschickt ist, mit einer Geschwindigkeit von mindestens 227 1 pro 0,7t3 m3 pro Tag gearbeitet werlen konnte. Der biologische Sauerstoffbedarf des behandelten Wassers aus den Türmen betrug bei dem mit:

  Koksfüllung versehenen Turm 6o Teile pro Million

  Polyurethanschaum versehe-

  nen Turm 16 Teile pro Million

  üb

  Bei ,einem weiteren Versuch, der sichrJahr erstreckte,

  verringerte sich der biologische Sauerstoffbedarf von 168 Teilenpro Million bei einem Koksfilterbett auf, 28 Teile pro Pillion während bei einem Filter von gleiehen Abmessungen, das jedoch mit Polyurethansahaum ge-. füllt wars sich der biologische Sauerstoffbedarf äuf 21 Teile pro Nillion verringere ,selbst werd die Zufuhrdes Abwassers um 50 % größer war als bei dem Koksfilterturm,.

Claims (1)

1. P a t e n t a n s p r U o h e 1 Biologische Abwasserbehandlungsanlage mit einem Belüftungsfilter, dadurch gekennzeichnet, daB die Packung aus Stucken aus inertem ausgedehnten polymeren Material besteht. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB die Packung aus StUcken aus polymerem Schaummaterial besteht. 3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stücke einen laschen- oder Gitteraufbau besitzen. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daB die Stücke aus Würfeln oder Stangen bestehen, die aus dem polymeren Schaummaterial geschnitten sind. 5. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daB die Stücke aus Rohren oder Ringen bestehen. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgedehnte polymere Material Hohl- räume oder Öffnungen einer QuerachnittsgröBe von o,1 bis 1o mm besitzt