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DE19502856C2 - Klärvorrichtung, Eindickzentrifuge und Verfahren zur Verminderung der Schlammproduktion in Kläranlagen - Google Patents

Klärvorrichtung, Eindickzentrifuge und Verfahren zur Verminderung der Schlammproduktion in Kläranlagen

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DE19502856C2
DE19502856C2 DE1995102856 DE19502856A DE19502856C2 DE 19502856 C2 DE19502856 C2 DE 19502856C2 DE 1995102856 DE1995102856 DE 1995102856 DE 19502856 A DE19502856 A DE 19502856A DE 19502856 C2 DE19502856 C2 DE 19502856C2
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sludge
thickening
centrifuge
anaerobic reactor
excess sludge
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DE1995102856
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Michal Prof Dohanyos
Jana Dr Zabranska
Josef Dipl Ing Kutil
Robert Dipl Ing Vit
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VIT, ROBERT, 95615 MARKTREDWITZ, DE DOHANYOS, MICH
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Priority to ES96900871T priority patent/ES2132874T3/es
Priority to EP96900871A priority patent/EP0807089B1/de
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Priority to CZ19972191A priority patent/CZ291371B6/cs
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klärvorrichtung für Abwasser gemäß Patentanspruch 1. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Eindickzentri­ fuge gemäß Patentanspruch 3 sowie ein Verfahren zur Verminderung der Schlammpro­ duktion in Kläranlagen gemäß Patentanspruch 4.
Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen wie auch das erfindungsge­ mäße Verfahren dienen dazu, die Schlammproduktionsmasse in Kläranlagen zu vermindern, die Entwässerung zu verbessern und die Biogasfermentation bei einer anaeroben Methanfer­ mentation des Schlammes, der Abfallbiomasse sowie bei der anaeroben Reinigung von Abfallwasser zu beschleunigen.
Bei der biologischen Abfallreinigung entstehen relativ große Schlammengen, wobei der Umgang mit ihnen und deren wirtschaftliche Nutzung oft zu Problemen führt. Bei der aeroben biologischen Reinigung des Abwassers entstehen wenigstens zwei Schlammarten: Primärschlamm - jener Schlamm, der bei der primären Ablagerung des zugeleiteten Abwassers entsteht und einer raschen Zersetzung unterliegt - und als zweiter Schlammtyp der belebte Überschußschlamm, welcher nach der biologischen Reinigungsstufe des Abwassers anfällt. Dabei handelt es sich vorwiegend um ein Gemisch von Mikroorganismen, die bei der Abwasserreinigung entste­ hen und deren Anzahl von der Menge der beseitigten Verun­ reinigungen sowie den Verfahrensgegebenheiten bei der Rei­ nigung abhängig ist. Beide Schlammarten werden in den mei­ sten Kläranlagen, vor allem in den großen, durch eine anae­ robe Methanfermentation verarbeitet.
Die anaerobe Methanfermentation organischer Stoffe ist ein Prozeß, bei dem eine Mischkultur von Mikroorganismen unter anaeroben Bedingungen stufenweise eine biologisch abbaufä­ hige organische Masse zersetzt. Die Endprodukte dieser Zer­ setzung sind Methan- Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff (Sulfan), Stickstoff, Wasserstoff, die entstandene Biomasse und ein stabilisierter organischer Stoff (ein weiter nicht mehr zersetzbarer Restbestand).
Zu den wichtigsten Faktoren, die den Ablauf der anaeroben Zersetzung beeinflussen, gehören die Zusammensetzung des Substrates (von ihm abhängig die spezifische Produktion sowie die Zusammensetzung des Biogases), die Anwesenheit von Nährstoffen, der pH-Wert, die Pufferkapazität sowie die Temperatur. Die Wirtschaftlichkeit dieses Prozesses ist von der Trockensubstanzkonzentration (Feststoffkonzentration) des zu bearbeitenden Materials abhängig. Aus diesem Grund ist das eingehende Material oft einem Verdickungsprozeß unterworfen, wobei dies entweder maschinell (Zentrifugen, Pressen u.ä.) oder mit der Hilfe von Schwerkraft geschieht.
Für einen günstigen Verlauf der anaeroben Zersetzung ist die Anwesenheit einer Reihe von anorganischen Nährstoffen von Bedeutung. Wichtig ist-auch die Anwesenheit einer Reihe von Wachstumsfaktoren (Vermehrungsfaktoren) sowie von Vita­ minen und Enzymen. Für die anaerobe Zersetzung sind vor allem hydrolytische Enzyme von Bedeutung, welche eine Viel­ zahl von Stoffen, wie z. B. auch feste und hochmolekulare organische Stoffe, abbauen können. Einige dieser Stoffe können die Mikroorganismen selbst synthetisieren, andere müssen von außen zugesetzt werden.
Eine Labormöglichkeit, die Biogasentwicklung bei der anae­ roben Methanfermentation von Schlamm, Abwasser sowie son­ stigen organischen Stoffen zu stimulieren, beschreibt die CZ-PS 242 979. Das in diesem Patent offenbarte Verfahren besteht darin, daß dem zur Fermentation bestimmten Materi­ al, bzw. direkt in den anaeroben Reaktor, als Stimulie­ rungsmittel eine getrennt von der Labor-Abwasseraufberei­ tungsanlage mechanisch oder physikalisch behandelte Mikro­ organismen-haltige Biomassensuspension von zwischen 0,1 bis zu 10 Gew.-%, vorzugsweise 5 Gew.-%, bezogen auf die orga­ nischen Trockensubstanz des zu bearbeitenden Materials, zugefügt wird.
Bei der lytischen Behandlung (mechanische und physikalische Zerstörung von Zellen) der Biomassensuspension gemäß dem Stand der Technik wird teilweise der Inhalt der Zellen die­ ser Mikroorganismen freigesetzt.
Der Inhalt von Mikroorganismenzellen oder Zellen anderer Organismen, der in Folge der Zerstörung von Zellwänden und/oder Zellmembranen in die Lösung frei wird (auch Zelly­ sat genannt), wirkt sich förderlich bzw. stimulierend auf den Prozeß der biologischen Zersetzung der organischen Stoffe aus. Die Lyse der Zellen verläuft einerseits auf natürliche Weise (Autolyse) bei abgestorbenen Zellen, ande­ rerseits mit Hilfe von hydrolytischen Enzymen, welche durch Fermentationsbakterien in die Lösung freigesetzt werden, und ferner durch die künstliche Zerlegung von Mikroorganis­ men bzw. Organismen mit Hilfe von physikalisch-chemischen oder mechanischen Methoden.
Das Zellysat stimuliert einerseits die Funktion und das Wachstum von Mikroorganismen, andererseits enthält es selbst eine Reihe von Enzymen, die direkt zum Abbau organi­ scher Stoffe erforderlich sind. Das Lysat stimuliert die Tätigkeit einiger Bakterien, die Wasserstoff und Kohlendi­ oxid, Essigsäure, Propionsäure, usw. Umsetzen und/oder freisetzen können. Außerdem verstärkt es die Zersetzung organischer Masse und erhöht die Biogasproduktion bei anae­ roben Methanisierungsprozessen, was eine Verringerung der Gesamtmenge des produzierten Schlammes sowie die Erhöhung der Biogasproduktion zur Folge hat. Das Zellysat kann eben­ falls die Produktion von überschüssigem belebtem Schlamm bei der Anwendung im Belebungsbecken bedeutend beeinflus­ sen.
Die Aufbereitung von Zellysaten gemäß dem Stand der Technik ist sowohl bezogen auf die dafür benötigte Anlage als auch die dafür notwendige Energiemenge aufwendig. Dies trifft für samtliche bisher bekannte Methoden der Zellzerlegung bzw. Destruktion zu, wie z. B. dies bei der Desintegrierung mittels mechanischer Methoden (Mahlen, Zerreiben, Pressen), Sonifizierung (Ultraschallbehandlung), Kavitation, wieder­ holtes Einfrieren und Auftauen, Wärmeeinwirkung u.ä. der Fall ist.
Das oben beschriebene Verfahren nach dem Stand der Technik der CZ-PS 242 979 hat vor allem den Nachteil,- daß es eine separate Zubereitung des Zellysates - außerhalb der eigent­ lichen Klärvorrichtung - nötig macht. Wie bereits oben­ erwähnt ist dieses Verfahren nur für einen Labormaßstab geeignet; eine Übertragung auf ein großtechnisches Verfah­ ren ist aufgrund der großen Platzanforderungen, der hohen Energie- und Investitionskosten und dem zusätzlichen Perso­ nalaufwand nicht praktikabel. So ist es beispielsweise weder wirtschaftlich noch technisch sinnvoll Schlammengen, die im Tonnenmaßstab anfallen, zyklisch einzufrieren und wieder aufzutauen.
Ausgehend von dem Stand der Technik der CZ-PS 242 979 ist es somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die in Kläran­ lagen anfallenden Schlammengen unter großtechnischen Bedin­ gungen auf eine weniger aufwendige und auf eine kostengün­ stigere Weise signifikant zu verringern.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt vorrichtungstechnisch durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 3. Verfahrenstechnisch wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 4 gelöst.
Die erfindungsgemäße Klärvorrichtung für Abwasser umfaßt wenigstens ein erstes Absetzbecken mit wenigstens einem Zufluß; wenigstens eine Fördereinrichtung; wenigstens eine aerobe Belebungseinrichtung; wenigstens einem zweiten Ab­ setzbecken, welches Überschußschlamm ausgibt; wenigstens eine Eindickungszentrifuge, welche ebenfalls Überschußschlamm ausgibt; und wenigstens einen anaeroben Reaktor, welcher Faulschlamm produziert und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Eindickzentrifuge baulich so gestaltet ist, daß die Zellen der in dem Klärschlamm enthaltenen Mikroorganismen bei der Eindickung we­ nigstens teilweise lysiert werden, wobei die Eindickzentri­ fuge als Vorrichtung zum Lysieren eine Mahleinrichtung auf­ weist.
Daneben stellt die vorliegende Erfindung eine Eindickzentrifuge zum Eindicken und gleichzeitigem Lysieren von Überschußschlamm zur Verfügung, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß sie baulich so gestaltet ist, daß die Zellen der in dem Klärschlamm ent­ haltenen Mikroorganismen bei der Eindickung wenigstens teilweise lysiert werden, wobei die Eindickzentrifuge zum Lysieren eine Mahleinrichtung auf­ weist.
Schließlich stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Verminderung der Faulschlammenge bzw. Restschlammenge in Kläranlagen zur Verfügung, welches die folgenden Schritte umfaßt:
Absetzenlassen von Abwasser in wenigstens einem Absetz­ becken und Fördern des sedimentierten Überschuß­ schlammes zu wenigstens einem anaeroben Reaktor mittels wenigstens einer Fördereinrichtung sowie Weiterleiten des Abwassers in eine aerobe Belebungseinrichtung;
aerobes Umsetzen des abgesetzten Abwassers in wenigstens einer aeroben Belebungseinrichtung;
Eindicken des Überschußschlammes in wenigstens einer Eindickzentrifuge als Eindickungseinrichtung;
Umsetzen des Überschußschlammes in wenigstens einem anaeroben Reaktor; wobei
in der Eindickzentrifuge eine Menge von 0,5 bis 50% der Menge an ursprünglich in dem Überschußschlamm enthaltenen Mikroorganismenzellen bei der Eindickung vor den anaeroben Reaktor lysiert wird.
Durch die erfindungsgemäßen Vorrichtungen bzw. das erfin­ dungsgemäße Verfahren wird die Schlammproduktion in Kläran­ lagen signifikant verringert. Dadurch daß die Zellen der Mikroorganismen in der Klärvorrichtung selbst bzw. in der Eindickungseinrichtung lysiert werden, wird es außerdem möglich, diese Vorrichtungen bzw. dieses Verfahren auch im großtechnischen Bereich einzusetzen. Dabei besteht ein Vorteil darin, daß die Eindickzentri­ fuge gleichzeitig zum Eindicken des Schlammes wie auch zum Lysieren der Zellen verwendet werden kann, was die Vorrichtungen bzw. das Verfahren ökonomischer macht. Darüber hinaus ist in den Vorrichtungen bzw. dem Verfahren ein kontinuier­ liches Lysieren der Zellen bei einem relativ geringen Schlammdurchsatz möglich, wodurch vermieden wird, daß große Schlammengen gleichzeitig aufbereitet werden müssen.
Da bei den erfindungsgemäßen Vorrichtungen bzw. dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren keine aufwendige Aufbereitung des Zellysates außerhalb der Klärvorrichtung mehr nötig ist, fallen somit auch keine erhöhten Kosten und kein erhöhter Energie- und Personalaufwand an. Außerdem wird die Leistung des anaeroben Reaktors erhöht und der Abbau organischer Stoffe beschleunigt, Problemstoffe, wie z. B. verschiedene Xenobiotika oder Giftstoffe, werden verstärkt abgebaut, die Produktion an brennbarem Gas wird erhöht und die Energiebi­ lanz wird im Vergleich zum Stand der Technik ebenfalls ver­ bessert.
Die oben erwähnten Nachteile des Standes der Technik werden somit durch die Vorrichtung sowie das Verfahren zur Vermin­ derung der Schlammproduktion in Kläranlagen, bei der Behandlung von Schlamm und Abfallbiomasse durch anaerobe Methanfermentation sowie bei der anaeroben Abwasserreini­ gung gemäß dieser Erfindung beseitigt.
Die Klärvorrichtung kann wenigstens ein Nachklärbecken zwi­ schen der aeroben Belebungseinrichtung und der Eindickungs­ einrichtung aufweisen, um die Klärung zu verbessern. Wei­ terhin kann das Nachklärbecken auch die Funktion eines Speichers übernehmen oder eine Pufferwirkung ausüben.
Die aerobe Belebungseinrichtung ist vorzugsweise direkt mit dem Absetzbecken verbunden, was den Vorteil eines einheit­ lichen Leitungssystems und einer verminderten Geruchsbelä­ stigung aufweist.
Die erfindungsgemäße Eindickungsein­ richtung ist eine Zentrifuge. Dieses hat den Vorteil, daß neben der Lyse von Zellen eine wesentliche Entwässerung des Schlammes erzielt werden kann. Damit können ebenfalls die möglichen Transportkosten für den Schlamm erniedrigt werden. Ein weiterer Vorteil ist auch, daß der Wassergehalt des Schlammes eingestellt werden kann.
Weiterhin kann nach dem anaeroben Reaktor eine Eindickungs­ und/oder Entwässerungseinrichtung, vorzugsweise eine Zen­ trifuge, angeordnet sein, um den Schlamm vor der Endlage­ rung und/oder Verbrennung möglichst stark zu trocknen. Auch hier bestehen die oben genannten Vorteile der verringerten Transportkosten sowie der Einstellbarkeit des Wassergehal­ tes.
Als Vorrichtung zum Lysieren und Eindicken wird erfindungsgemäß eine Eindickzentrifuge verwendet.
Als Vorrichtung zum Lysieren wird eine Mahleinrichtung verwendet. Weiterhin kann je nach Bedarf stärker oder weniger stark lysiert werden, womit die Vorrichtung bzw. das Verfahren sehr anpassungsfähig werden.
Das aerob umgesetzte Abwasser kann in wenigstens einem Nachklärbecken nachgeklärt werden und das gereinigte Abwas­ ser kann abgeleitet werden und wenigstens ein Teil des abgesetzten Klärschlammes kann in eine Eindickungseinrich­ tung weitergeleitet werden. Dieses hat den Vorteil, daß weniger Volumen weiterverarbeitet werden muß, wodurch die Anlage ökonomischer wird.
Der anaerob umgesetzte Klärschlamm kann auch in einer wei­ teren Eindickungseinrichtung (Zentrifuge) eingedickt wer­ den. Das gesamte Zentrat wird nach der Zentrifuge in die aerobe Belebungseinrichtung zugeführt. Ein Teil des Zentra­ tes von der Zentrifuge kann in den aeroben Reaktor zur Sti­ mulierung geführt werden.
Erfindungsgemäß wird eine Menge von 0,5 bis 50% der Menge an ursprünglich anwesenden Organismenzellen lysiert. Damit kann die Stimulation und/oder die entstehende Schlammenge gesteuert werden.
Auch kann ein Teil des anaerob Umgesetzten und/oder einge­ dickten Schlammes in den anaeroben Reaktor zurückgeführt werden, um ihn noch weiter abzubauen.
Zum Zerlegen (Destruktion) bzw. zur Lyse eines Teils der Zellen kann so beispielsweise die auf die Zellen bei der Zentrifugation des verarbeiteten Mate­ rials (belebter oder anaerob stabilisierter Schlamm bzw. eine andere Biomasse) einwirkende Fliehkraft genutzt wer­ den.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist, daß in dem anaero­ ben Reaktor ein brennbares Gas, insbesondere Methan, erzeugt wird. Das in dem Verfahren erzeugte brennbare Gas kann zur Stromerzeugung verwendet werden, wobei vorzugs­ weise der erzeugte Strom direkt zum Betreiben der Kläran­ lage und/oder zur Einspeisung in das Stromnetz eingesetzt werden kann.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aufgrund der Beschreibung von Ausführungsbei­ spielen sowie anhand der Zeichnung.
Es zeigt:
Fig. 1 ein Flußdiagramm einer Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens.
Die in Fig. 1 gezeigte Anlage zur Anwendung dieses Verfah­ rens umfaßt ein primäres Absetzbecken 2 mit einem Zufluß 1 von rohem Abwasser. Ein Primärschlamm 11 wird in einen anaeroben Reaktor 12 geleitet. Das Abwasser aus dem primä­ ren Absetzbecken 2 wird in eine aerobe biologische Bele­ bungseinrichtung 3 geführt, die Mischung aus der Belebungs­ einrichtung 3 wird in ein Nachklärbecken 4 geleitet, wo es zur Trennung des gereinigten Abwassers 5 kommt. Ein Teil des abgesetzten belebten Schlammes 6 wird mit einer Rück­ schlammpumpe 20 als Fördereinrichtung in die Belebungsein­ richtung 3 zurückgepumpt. Der überschüssige belebte Schlamm 7 wird in eine Eindickungszentrifuge 8 geführt, wo es zur Schlammeindickung sowie zur Zerlegung von Zellen eines Teils der Mikroorganismen kommt. Ein Zentrat 9 gelangt in die Belebungseinrichtung 3. zurück. Der eingedickte Schlamm wird in den anaeroben Reaktor 12 geführt. Eine Reaktionsmi­ schung 13 vom anaeroben Reaktor 12 wird in eine Ein­ dickungs- oder Entwässerungszentrifuge 14 geleitet, wo es zur Entwässerung des stabilisierten Schlammes und zur Zer­ legung von Zellen eines Teils der Mikroorganismen kommt. Ein Zentrat 17 gelangt in die Belebungseinrichtung 3 zurück und/oder ein Teil davon wird dem anaeroben Reaktor 12 zuge­ leitet. Der entwässerte anaerob stabilisierte Schlamm 15 gelangt über einen Auslaß 18 auf eine Deponie und/oder ein Teil 16 davon wird in den anaeroben Reaktor 12 zurückge­ führt.
Der Teil dieser Anlage, wo es zur teilweisen Zerstörung der Zellen der Mikroorganismen kommt, umfaßt die Eindickzentrifuge 8, wobei es in der Zentrifuge durch die Fliehkraft und ggf. in der Rückschlammpumpe durch ein eingebautes Mahlwerk zur erhöhten Zerstörung von Zellen und Mikroorganismen kommt.
Zur Aufbereitung des Stimulierungsreagens ist es auch mög­ lich, einerseits belebten Schlamm und andererseits anaerob stabilisierten Schlamm und zwar entweder direkt aus dem gegebenen Reaktor oder aus einem anderen, gut arbeitenden Reaktor, zu nutzen. Im erstgenannten Fall wird der über­ schüssige belebte Schlamm 7 in die Eindickungszentrifuge 8 geführt, wo es außer der Schlammeindickung zur Zerle­ gung/Lyse eines Teils der Biomassenzellen kommt, wobei das Zentrat 9 in die Belebungseinrichtung 3 zurückkehrt und der eingedickte Teil 10 in den anaeroben Reaktor 12 zur Schlammstabilisierung geführt wird. Im anderen Fall wird der anaerob stabilisierte Schlamm 13 in die Entwässerungs­ zentrifuge 14 geführt, wo es außer der Schlammentwässerung zum Abbau eines Teils der Biomassenzellen kommt, wobei ein Teil von 5 bis 30% des Zentrates 17 und/oder ein Teil des 5 bis 30% entwässerten Schlammes 16 in den anaeroben Reak­ tor 12 zur Schlammstabilisierung zurückgeführt wird.
Das Verfahren gemäß dieser Erfindung ist somit ökonomisch vorteilhafter aus der Sicht einer Nutzung in industriellem Maßstab im Vergleich zu dem Stand der Technik der Lysatzu­ bereitung. Auf diese Weise ist es möglich, gleichzeitig die aeroben und anaeroben biologischen Klärprozesse zu stimu­ lieren.
Eine Anwendung gemäß der vorliegenden Erfindung wirkt sich in der technischen Realisierung allgemein durch eine Ver­ besserung einer Reihe von technischen Parametern aus. Bei der Verarbeitung gelöster Verunreinigungen (anaerobe Abwas­ serreinigung), sowie der anaeroben Schlammstabilisierung kommt es zu folgenden Ergebnissen: Die Leistung der anaero­ ben Reaktoren wird erhöht, der Abbau organischer Stoffe wird beschleunigt, der Abbau organischer Stoffe im Verlauf des Stabilisierungsprozesses wird ebenfalls beschleunigt (bei Schlamm die Vertiefung des anaeroben Abbaus, beim Abwasser die Möglichkeit, Problemstoffe, wie z. B. verschie­ dene Xenobiotika oder Giftstoffe abzubauen), die Biogaspro­ duktion wird erhöht, die Produktion von stabilisierendem Schlamm wird vermindert, die Entwässerungsfähigkeit des anaerob stabilisierten Schlammes wird verbessert und die der Energiebilanz des Prozesses im Vergleich zur klassi­ schen Gestaltung wird ebenfalls verbessert.
Beispiel 1
Die Funktion sowie die technische Nutzung laut Erfindung ist in der Fig. 1 zu entnehmen. Als Hauptanlage zur Zube­ reitung des Stimulierungsreagens, d. h. zum Abbau oder der Lyse eines Teils der Biomassenzellen des überschüssigen belebten Schlammes wurde als Eindickungseinrichtung eine Eindickungszentrifuge 8 verwendet. Zur Ermittlung der Menge des freigewordenen Zellysats wurde die Konzentration der gelösten organischen Stoffe, ausgedrückt als BSB im Ein­ gangsstrom 7 und im Ausgangsstrom 10 aus der Eindickungs­ zentrifuge 8 mit folgendem Ergebnis festgelegt:
Eingangsstrom (7) BSB5(gelöst) - 140 mg/l
Konzentrat (Strom 10) BSB5(gelöst) - 630 mg/l.
Mit Eingangsstrom 7 und Konzentrat 10 wurden die Tests der methanogenen Aktivität durchgeführt. Die Konzentrationen der suspendierten Stoffe wurden bei beiden Stromarten so gestaltet, daß sie gleich waren. Getestet wurden unter gleichen Bedingungen und mit derselben Inokulum-Konzentra­ tion. Als Inokulum wurde anaerob stabilisierter Schlamm aus einem anaeroben Reaktor eingesetzt. Ermittelt wurde die Biogasproduktion getrennt für jeden Strom und für die Mischung beider Ströme mit gleicher Menge sämtlicher Stoffe. Die Biogasproduktion aus derselben Menge sämtlicher Stoffe war beim Konzentrat 10 Um 10,08% höher als beim Eingangsstrom 7. Das Produktionsergebnis bei der Mischung ergab eine Erhöhung um 13,32% und 31,2% gegenüber dem theoretischen Wert in Abhängigkeit von der Belastung des anaeroben Inokulums (0,54 und 0,27 g CSB/g organischer Anteil in einem Gramm der nicht aufgelösten Stoffe (Glühverlust)). Der theoretische Wert stellt die Summe des Produktionsgaswertes derselben Menge für jeden Strom ein­ zeln dar.
Beispiel 2
Überprüfung des Stimulierungseinflusses des Zellysates auf den anaeroben Abbau mit einfachen Substraten.
Es wurden methanogene Aktivitätstests anaerober Kofermenta­ tion mit Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure und Glukose vorgenommen. In sämtlichen Fällen wurde die gleiche Inoku­ lum-Menge eingesetzt, eine Versuchsserie wurde unter Zugabe von eingedicktem überschüssigem belebten Schlammkonzentrats (Strom 10) durchgeführt und die andere unter Zugabe der gleichen Menge eintretenden überschüssigen belebten Schlam­ mes vor der Zentrifugierung (Strom 7). Die Kofermentation der komplexen Materialien mit einfachen Substraten hat manchmal eine Erhöhung der Abbaufähigkeit einiger Komponen­ ten der komplexen Substrate zur Folge. Die Kofermentation der gleichen Menge der untersuchten Schlämme mit Glukose wies einen Anstieg der Abbaufähigkeit beim eintretenden Schlamm um 41,8% und beim Konzentrat um 51,3% auf (Unterschied in der Auswirkung 11,3%). Die Kofermentation mit Ameisensäure war nur bei 13,5%-Konzentrat positiv (Unterschied in der Auswirkung 33%).

Claims (7)

1. Klärvorrichtung für Abwasser mit:
wenigstens einem ersten Absetzbecken (2) mit wenigstens einem Zufluß (1);
wenigstens einer Fördereinrichtung;
wenigstens einer aeroben Belebungseinrichtung (3);
wenigstens einem zweiten Absetzbecken (4), welches Überschuß­ schlamm (7) ausgibt;
wenigstens einer Eindickzentrifuge (8), welche ebenfalls Überschußschlamm (7) ausgibt; und
wenigstens einem anaeroben Reaktor (12), welcher Faulschlamm (13) produziert,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Eindickzentrifuge (8) als Vorrichtung zum Lysieren eine Mahleinrichtung aufweist.
2. Klärvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem anaeroben Reaktor (12) eine Entwässerungszentrifuge (14) angeordnet ist.
3. Eindickzentrifuge (8) zum Eindicken und gleichzeitigen Lysieren von Überschußschlamm (7) aus einer Kläranlage, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Vorrichtung zum Lysieren eine Mahleinrichtung aufweist.
4. Verfahren zur Verminderung der Faulschlammenge bzw. Restschlammenge in Kläranlagen, welches die folgenden Schritte umfaßt:
Absetzenlassen von Abwasser in wenigstens einem Absetzbecken (2) und Fördern des sedimentierten Oberschußschlammes (7) zu wenigstens einem anaeroben Reaktor (12) mittels wenigstens einer Fördereinrichtung sowie Weiterleiten des Abwassers in eine aerobe Belebungseinrichtung (3);
aerobes Umsetzen des abgesetzten Abwassers in wenigstens einer aeroben Belebungseinrichtung (3);
Eindicken des Überschußschlammes (7) aus einem Absetzbecken (4) in wenigstens einer Eindickzentrifuge (8) als Eindickungseinrichtung;
Umsetzen des Überschußschlammes (7) in wenigstens einem anaeroben Reaktor (12);
dadurch gekennzeichnet, daß
in der Eindickzentrifuge (8) gemäß Anspruch 3 eine Menge von 0,5 bis 50% der Menge an ursprünglich in dem Überschußschlamm (7) enthaltenen Mikroorganismenzellen bei der Eindickung vor dem anaeroben Reaktor (12) lysiert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der anaerob umgesetzte Klärschlamm in einer Entwässerungszentrifuge (14) eingedickt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem anaeroben Reaktor (12) ein brennbares Gas, insbesondere Methan, erzeugt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Verfahren erzeugte brennbare Gas zur Stromerzeugung verwendet wird, wobei vorzugsweise der erzeugte Strom zum Betreiben der Kläranlage genutzt wird.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19634579C1 (de) * 1996-08-27 1998-06-10 Baumann Schilp Lucia Siebeindickverfahren
FR2758100B1 (fr) * 1997-01-06 1999-02-12 Youssef Bouchalat Procede de traitement et valorisation energetique optimisee des boues de stations d'epuration urbaine et industrielle
EP0960860A1 (de) * 1998-05-21 1999-12-01 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Biologische Behandlung eines kontaminierten Abwasserstromes
US6013183A (en) * 1998-08-05 2000-01-11 Paradigm Environmental Technologies Inc. Method of liquefying microorganisms derived from biological wastewater treatment processes
GB9827150D0 (en) * 1998-12-09 1999-02-03 Aw Creative Technologies Ltd Biological removal of phosphorus from waste paper
WO2001023308A1 (en) * 1999-09-24 2001-04-05 Mohammad Taghi Daneshvar A process and apparatus for treatment of waste water, effluent and biomass
DE10107712B4 (de) * 2001-02-19 2005-10-20 Robert Vit Vorrichtung und Verfahren zur energetischen Nutzung von Faulschlammvergasungsgas
EP1254865A1 (de) * 2001-04-27 2002-11-06 VA TECH WABAG GmbH Zersetzung von ausgefaultem Klärschlamm
DE10155161A1 (de) 2001-11-12 2003-05-22 Emu Unterwasserpumpen Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Abwasser, Klärschlamm und organischen Substraten
CA2534225C (en) * 2003-07-28 2012-02-28 Otv Sa System and method for enhanced wastewater treatment
DE102008013980B3 (de) * 2008-03-12 2009-10-08 P. C. S. Pollution Control Service Gmbh Verfahren zur Abwasserbehandlung und Abwasserbehandlungsanlage
CN109368770A (zh) * 2018-10-25 2019-02-22 清华大学 一种基于侧流超声强化的污水短程硝化方法与装置
BE1027989B1 (nl) * 2020-01-15 2021-08-16 Organic Waste Systems Verkort O W S Werkwijze voor de productie van bioproducten uit stromen van organisch materiaal

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2435784B2 (de) * 1974-07-25 1978-12-14 Dieter Dipl.-Ing. 5600 Wuppertal Reimann Verfahren zur Aufbereitung von organischen oder organisch-mineralischen Schlämmen aus der Abwasserbeseitigung o.dgl
JPS56161896A (en) * 1980-05-20 1981-12-12 Agency Of Ind Science & Technol Anaerobic digestion
CS240757B1 (en) * 1983-07-04 1986-02-13 Svatopluk Mackrle Sewage biological activation treatment method with denitration in circulation system and equipment for performance of this method
DE3428535A1 (de) * 1984-08-02 1986-02-13 Siekmann, Helmut E., Prof.Dr.-Ing., 1000 Berlin Verfahren und vorrichtung, insbesondere zur konditionierung von abwaesserschlaemmen
DE3919176A1 (de) * 1988-09-16 1990-03-22 Fujita Corp Verfahren zum anaeroben abbau von schlamm
DE4030668A1 (de) * 1990-09-28 1992-04-02 Peter Prof Dr Kunz Verfahren und anlage zum minimieren von biologischem schlamm
DE4205739A1 (de) * 1992-02-25 1993-08-26 Gerhard Dipl Ing Osswald Verfahren zur zerstoerung zellulaerer strukturen von suspensionen von mikroorganismen durch ultraschall, insbesondere von schlaemmen aus biologischen klaeranlagen
JPH0683839B2 (ja) * 1992-02-28 1994-10-26 岩雄 植田 活性汚泥床による汚水処理装置
DE4221867C2 (de) * 1992-07-03 1997-08-21 Peter Prof Dr Kunz Verfahren und Anlage zur biologischen Abwasserreinigung durch gezielte Denitrifikation

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