DE20022515U1

DE20022515U1 - Vorrichtung zur biologischen Nachreinigung von Waschabwässern

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Publication number: DE20022515U1
Application number: DE20022515U
Authority: DE
Original assignee: SCHENK WOLFGANG GmbH
Current assignee: SCHENK WOLFGANG GmbH
Priority date: 2000-01-05
Filing date: 2000-01-05
Publication date: 2001-10-11
Anticipated expiration: 2010-01-06

Description

Vorrichtung zur biologischen Nachreinigung von Waschabwässern

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur biologischen Vor- oder Nachreinigung von Waschabwässern in einer Abwasseraufbereitungsanlage, insbesondere von Autowaschanlagen, die wenigstens eine biologische Aufbereitungsstufe mit nachgeschaltetem Speicherbehälter aufweist, wobei in dem Speicherbehälter wenigstens eine sackartige Aufnahmeeinrichtung enthaltend mikrobiologisch besiedelbare Bioträger angeordnet ist und wobei die Anlage optional jeweils einen vorgeschalteten Schlammfang sowie eine nachgeschaltete Entkeimung umfassen kann.

Abwasseraufbereitungsanlagen mit mechanischer und/oder biologischer Aufbereitungsstufe sind bekannt. So beschreibt die DE 196 04 164 eine Vorrichtung zur Waschwasseraufbereitung in Autowaschanlagen, bei der das Waschabwasser aus dem Zulauf der Autowaschanlage in einen Schlammfang geführt wird, wo es durch Sedimentation von sedimentierbaren Inhaltsstoffen befreit wird und anschließend in ein Speicherbehälter geleitet wird. Nach anschließendem Durchlaufen eines Schwebstoffüters wird das zu reinigende Wasser in eine biologische Reinigungsstufe eingebracht, die in Form eines Bioreaktors ausgebildet ist. Im Bioreaktor wird das Abwasser im wesentlichen von seinen organischen Schadstofffrachten befreit. Die organischen Schadstofffrachten werden durch Mikroorganismen abgebaut, die den Bioreaktor besiedeln. Zur Vermeidung von insbesondere Geruchsbelästigungen wird

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Am* *

der Bioreaktor aerob betrieben. Zum Zwecke des aeroben Betriebes wird das Waschabwasser in der biologischen Reinigungsstufe oder unmittelbar davor hinreichend mit Luftsauerstoff angereichert.

Nach Durchlaufen der biologischen Reinigungsstufe wird das gereinigte Wasser in einen Reinwasserbehälter geleitet, wo es gesammelt wird und zum Abruf für den nächsten Waschvorgang bereitsteht. Zur Erhöhung des Reinigungsgrades kann das im Reinwasserbehälter befindliche gereinigte Abwasser zu Zeiten ge-ringer Waschaktivität alle oder einzelne der zuvor genannten Reinigungsstufen abermals durchlaufen.

Obwohl die Abwasserreinigungsanlagen nach dem Stande der Technik im Normalbetrieb einen hinreichenden Reinigungsgrad des abzugebenden Wassers erreichen, weisen derartige Anlagen einige Nachteile auf.

Insbesondere zu Zeiten hoher Waschaktivität, bei denen in kurzen Zeiträumen große Mengen an Wasser aus dem Reinwasserbehälter angefordert werden und dem damit verbundenen hohen Durchsatz an Wasser durch die Reinigungsanlage, kann es dazu kommen, daß der Reinigungsgrad und damit die Qualität des abgegebenen gereinigten Wassers sinken. Dies ist insbesondere durch die nicht hinreichende Verweilzeit des zu reinigenden Wassers im Bioreaktor bedingt.

Auch werden teilweise Abwasserreinigungsanlagen bereits im Normalbetrieb an der oberen Grenze ihrer Reinigungskapazität oder oberhalb ihrer ursprünglich konzipierten Reinigungskapazität betrieben, soweit z.B. die Waschkapazitäten gesteigert wurden und damit die Menge an anzuforderndem Waschwasser. Häufig führt dies zu einer Verschlechterung des Reinigungsgrades des abzugebenden Wassers.

Hinzu tritt, daß gerade bei älteren Anlagen die gesetzlichen Anforderungen an den Reinigungsgrad des abzugebenden Waschwassers gestiegen sind und folglich die gesetzlichen Anforderungen nicht mehr erfüllt werden.

Die bekannte und übliche Maßnahme, um diesen Anforderungen gerecht zu werden, nämlich eine teilweise oder vollständige Neuerstellung der Abwasserreinigungsanlage, wird aufgrund der damit verbundenen Kosten, des erhöhten Aufwandes und des erhöhten Raumbedarfes allgemein als nachteilig empfunden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur biologischen Vor- oder Nachbehandlung von Abwässern bereitzustellen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Vorrichtungen zur biologischen Vor- oder Nachreinigung von Abwässern bereitzustellen, wobei Güte und/oder Menge des gereinigten Abwassers erhöht werden.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Vorrichtungen zur biologischen Vor- oder Nachbereitung von Abwässern bereitzustellen, wobei Güte und Menge des gereinigten Abwassers erhöht werden können, ohne daß bauliche Veränderungen an bestehenden oder konzeptionierten Abwasseraufbereitungsanlagen durchgeführt werden müssen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Vorrichtungen zur biologischen Vor- oder Nachbehandlung von Abwässern bereitzustellen, wobei die Mengen der organischen Schadstofffrachten erhöht werden können, ohne die Qualität des Reinwassers zu verschlechtern.

Gelöst werden die Aufgaben mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Ausfuhrungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.

Die vorliegende Erfindung geht von bekannten Abwasserreinigungsanlagen mit einer biologischen Aufbereitungsstufe mit vorgeschaltetem Schwebstofffilter sowie einem nachgeschalteten Reinwassertank, aus dem das Wasser über die Waschanlage einen Schlammfang passiert und in einem Speicherbehälter gesammelt wird, aus. Vorzugsweise ist die biologische Aufbereitungsstufe eine aerob arbeitende Aufbereitungsstufe.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Leistungsfähigkeit einer Wasseraufarbeitungsanlage mit biologischer Reinigungsstufe deutlich in qualitativer und quantitativer Hinsicht gesteigert werden kann, indem in dem Speicherbehälter mit Bioträgern versehene sackartige Aufhahmeeinrichtungen für diese Bioträger angeordnet werden. Die Anordnung hat dabei so zu geschehen, daß die Aufhahmeeinrichtungen in Kontakt mit dem zu reinigenden Wasser stehen und zumindest teilweise von diesem durchströmt werden.

Die Bioträger werden dabei von schadstoffabbauenden Mikroorganismen bewachsen, die aus der biologischen Aufarbeitungsstufe herrühren können, wobei die Bioträger durch frei im Wasser befindliche Mikroorganismen beimpft werden können, die sich aus der biologischen Aufbereitungsstufe herausgelöst haben. Insbesondere bei der Verwendung von Bioreaktoren als biologische Aufbereitungsstufe kommt es zu einem vermehrten Auftreten von freien Mikroorganismen im Waschabwasser, wenn die Bioreaktoren zum Zwecke der Reinigung rückgespült werden.

Durch den Kunstgriff der Anordnung von mit Mikroorganismen besiedelten Bioträgern enthaltenden sackartigen Aufhahmeeinrichtungen im Speicherbehälter wird die Reinigungswirkung der biologischen Reinigungsstufe unterstützt, was zu einer deutlichen Leistungssteigerung in der Reinigung führt. Besonders beachtlich ist dabei, daß der als Lager- und Abrufbehälter wirkende Speicherbehälter üblicherweise ein deutlich größeres Füllvolumen aufweist als die biologische Reinigungsstufe. Hieraus ergibt sich, daß die durchschnittliche Aufenthaltsdauer des zu reinigenden Waschwassers im Speicherbehälter die Aufenthaltsdauer in der biologischen Reinigungsstufe übersteigt.

Die sackartigen Aufnahmeeinrichtungen sind so ausgebildet, daß das zu reinigende Abwasser durch diese hindurchströmen kann. Obwohl die Maßgabe des freien Durchströmens des zu reinigenden Abwassers die einzige Einschränkung darstellt, so ist es doch bevorzugt, daß die Aufhahmeeinrichtungen aus einem engmaschigen Netz aus verrottungsfestem Kunststoff gebildet sind. Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß die Aufnahmeeinrichtungen vollständig von dem Abwasser durchströmt werden können, während gleichzeitig die Aufnahmeeinrichtungen hinreichende mechanische Stabilität bei geringem Eigengewicht aufweisen. In unbefülltem Zustand sind die Aufhahmeeinrichtungen platzsparend zusammen-

legbar, wodurch eine nachträgliche Montage der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem vorgefertigten Speicherbehälter erleichtert wird. Insbesondere soweit der Speicherbehälter nur durch ein Mannloch zugänglich ist.

Die sackartigen Aufnahmeeinrichtungen werden mittels Halteeinrichtungen in dem Speicherbehälter angeordnet. Vorteilhafterweise wird dabei die Anordnung so gewählt, daß sich die in der sackartigen Aufnahmeeinrichtung befindlichen Bioträger in dem Bereich der betriebsbedingt wechselnden Füllstandshöhen befindet. Durch diesen Kunstgriff wird, durch die betriebsbedingten auf- und absteigenden Flüssigkeitsspiegel innerhalb des Speicherbehälters, eine gute Durchspülung der mit schadstoffabbauenden Mikroorganismen bewachsenen Bioträger erreicht. Ein zusätzliches Umpumpen oder Zirkulieren des zu reinigenden Abwassers innerhalb des Speicherbehälters ist somit nicht notwendig.

Ein Austrocknen der Bioträger sowie der darauf befindlichen Mikroorganismen und einer damit verbundenen Schädigung der Mikroorganismen ist, insbesondere bei betriebsbedingten längeren geringen Füllstandshöhen innerhalb des Speicherbehälters, bei dem sich ein Teil der sackartigen Aufnahmeeinrichtung sowie der darin befindlichen Bioträger oberhalb des Wasserspiegels befinden, nicht zu befürchten. Durch die Bioträger wird hinreichend Wasser angesaugt, um die oberhalb des Flüssigkeitsspiegels befindlichen Bioträger und Mikroorganismen ausreichend mit Wasser zu versorgen.

Die Mikrobiologie auf den Bioträgern kann mit der in der biologischen Reinigungsstufe identisch sein. Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß keine zusätzlichen Maßnahmen zur Einstellung und dem Erhalt der auf den Bioträgem befindlichen Mikrobiologie ergriffen werden müssen.

Ein Animpfen der Bioträger ist ebenfalls nicht notwendig, da bereits im Normalbetrieb geringe Mengen der betreffenden Mikroorganismen aus der biologischen Reinigungsstufe heraustreten und sich im Gesamtsystem befinden, die sich ohne Ergreifen weiterer Maßnahmen auf den Bioträgern ansiedeln und einen entsprechenden Bewuchs bilden. Unterstützt wird die Ansiedlung von Mikroorganismen auf den Bioträgem im Reinwassertank, in dem die biologische Reinigungsstufe rückgespült wird, wobei größere Mengen an Mikroorga-

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nismen in das zu reinigende Abwasser gelangen. Bei dem Rückspülen handelt es sich um eine übliche Maßnahme im Betrieb von biologischen Reinigungsstufen, insbesondere soweit diese als Festbettreaktoren ausgeführt sind. Bestehende Abwasseraufbereitungsanlagen mit biologischer Reinigungsstufe verfügen in der Regel über die zur Rückspülung notwendigen Vorrichtungen, wodurch keine baulichen Änderungen an bestehenden Abwasseraufbereitungsanlagen notwendig sind.

Zur Vermeidung von insbesondere Geruchsbelästigungen werden biologische Aufbereitungsstufen üblicherweise mit einer aerob arbeitenden Mikrobiologie betrieben. Um den Sauerstoffbedarf der schadstoffabbauenden Mikroorganismen in der biologischen Reinigungsstufe zu decken, wird in oder vor der biologischen Reinigungsstufe dem Abwasser Sauerstoff, insbesondere Luftsauerstoff, zugefügt. Der Sauerstoffbedarf der in der erfmdungsgemäßen Vorrichtung befindlichen Mikroorganismen kann ebenfalls über die in üblichen Anlagen bereits vorhandene Sauerstoffzuführungsvorrichtung gedeckt werden. Dabei gilt nur die Maßgabe, daß der Sauerstoffgehalt des aus der biologischen Aufbereitungsstufe austretenden und in den Speicherbehälter geführten Wassers so eingestellt wird, daß ein Wachstum der im Speicherbehälter befindlichen Mikroorganismen sichergestellt ist. Als hinreichend wird ein Sauerstoffgehalt im Wasser von 5 bis 6 mg/1 angesehen.

Als Bioträger sind bekannte und übliche Trägermaterialien zum Bewuchs von Mikroorganismen geeignet, soweit sie über die Fähigkeit verfügen, hinreichend Wasser in Zeiten anzusaugen, in denen der Wasserspiegel im Speicherbehälter unter die Füllhöhe der Bioträger fällt, die sich innerhalb der im Speicherbehälter angeordneten sackartigen Aufhahmeeinrichtungen befinden.

Als besonders geeignet zeigten sich Bioträger, die aus einem Gemisch aus Kunststoff und Kohle extrudiert sind. Dieses Material ist sehr porös und eignet sich deshalb sehr gut für die Ansiedlung von Mikroorganismen. Auch zeigt das Material eine gute Wasseraufhahme- und -ansaugfähigkeit.

Der besondere Bioträger zeichnet sich als Haufwerk durch eine hohe Durchströmungsgeschwindigkeit und eine hohe Besiedlungsfläche für die Mikroorganismen aus.

Die geeigneten Bioträger haben vorzugsweise eine zylindrische Form mit einer Länge von etwa 2 cm und einem Durchmesser von 12 bis 15 mm und werden lose in die sackartige Aumahmeeinrichtung geschüttet.

Die Form der Bioträger ergibt bei Erschütterungen größere Hohlräume und fördert damit eine gute Durchspülung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die sackartigen Aumahmeeinrichtungen werden üblicherweise zu einem Drittel mit Bioträgern befüllt. Zur Erhöhung der Reinigungskapazität können die Aumahmeeinrichtungen jedoch auch vollständig befüllt werden.

Zur Vermeidung des Ausspülens von Bioträgern aus der Aufnahmevorrichtung können diese verschlossen werden, insbesondere mittels einer Kappe, die über einen Reißverschluß mit den Aufnahmevorrichtungen verbunden ist.

Die Größe der Aufnahmeeinrichtungen und das damit verbundene Füllvolumen an Bioträgern ist nicht beschränkt. Aus Handhabungsgründen haben sich Aufnahmeeinrichtungen von einer Höhe von 50 cm und einem Durchmesser von 50 cm bewährt, die mit bis zu einem Drittel an Bioträgern befüllt sind. Diese sind insbesondere vom Gewicht her leicht handhabbar.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Halteeinrichtung zur Anordnung der Aufnahmeeinrichtungen im Speicherbehälter ein zerlegbares Gestell aus einem korrosionsfesten Material, insbesondere Edelstahl. Das Gestell ist dabei so ausgebildet, daß es sich auf dem Boden des Speicherbehälters abstützt und die Aumahmeeinrichtung in das Gestell eingehängt wird. In Abhängigkeit der Größe des Speicherbehälters und des Gestells sowie der geforderten Reinigungsleistung können mehrere Aufnahmeeinrichtungen in das Gestell eingehängt werden.

Diese bevorzugte Ausführungsform der Halteeinrichtung hat den Vorteil, daß keine weiteren bautechnischen Maßnahmen am Speicherbehälter durchgeführt werden müssen. Insbe-

sondere sind keine Bohrungen im Inneren des Speicherbehälters anzubringen, die gegebenenfalls zu Abdichtungsproblemen führen können. Durch die Zerlegbarkeit des Gestells ist eine Nachrüstung von bestehenden oder vorgefertigten Speicherbehälter auch unter beengten Bedingungen möglich, insbesondere in Fällen, in denen der Speicherbehälter nur durch eine Inspektionsöffnung oder ein Mannloch zugänglich ist.

Die Erfindung wird im weiteren anhand der einzigen Figur erläutert, die eine bevorzugte Ausführungsform darstellt.

Fig. 1 zeigt einen Speicherbehälter 1 mit einem üblichen Fassungsvolumen von etwa 6 bis 10 m³ Wasser. In dem Speicherbehälter befinden sich sechs sackartige Aufhahmeeinrichtungen 2 (vier Stück nicht gezeigt) mit einem Durchmesser von 50 cm und einer Höhe von 50 cm, die aus einem verrottungsfesten Kunststoffhetz gefertigt sind. Der Durchmesser von 50 cm entspricht der üblichen Größe des Mannloches 9, wodurch die mit Bioträgern 4 befüllten Aumahmeeinrichtungen problemlos z.B. zum Zwecke der Reinigung aus dem Speicherbehälter 1 entnommen werden können. Die Aumahmeeinrichtungen 2 sind etwa zu einem Drittel mit Bioträgern 4 befüllt und an ihrer Oberseite mit einem Deckel 5 verschlossen. Der Deckel 5 ist ebenfalls aus einem verrottungsfesten Kunststoffhetz gefertigt und mit einem Reißverschluß 6 an der Aufhahmeeinrichtung befestigt. Die Aumahmeeinrichtungen 2 sind über die Laschen 7 in der Halteeinrichtung 3 eingehängt, in der sie durch ihr Eigengewicht verbleiben.

Die Halteeinrichtung 3 ist ein zerlegbares Gestell aus rostfreiem Stahl, das sich über die Füße 8 am Boden 12 des Speicherbehälters abstützt.

Der Speicherbehälter 1 wird über den Zulauf 10 mit sauerstoffangereichertem Wasser aus der biologischen Aufbereitungsstufe oder über die Waschanlage beim normalen Autowaschbetrieb direkt sowie bei Rückspülvorgängen oder der Nachtlaufschaltungen (nicht gezeigt) beschickt. Für Waschzwecke angefordertes Wasser wird über die Unterwasserpumpe 11 dem Bio-Reaktor zugeführt und in einem Reinwassertank bevorratet oder direkt aus dem Speicherbehälter beispielsweise für eine Unterbodenreinigung entnommen.

Claims

1. Vorrichtung zur biologischen Aufbereitung und Speicherung von Wasser, insbesondere für Autowaschanlagen, mit wenigstens einer biologischen Aufbereitungsstufe und einem Speicherbehälter zur Speicherung des aufbereiteten Wassers, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherbehälter wenigstens eine sackartige Aufnahmeeinrichtung aus einer wasserdurchlässigen, verrottungsfesten Hülle umfaßt, wobei die sackartige Aufnahmeeinrichtung wenigstens teilweise mit mikrobiell besiedelbaren Bioträgern befüllt ist und in Kontakt mit dem zu reinigenden Wasser steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserdurchlässige, verrottungsfeste Hülle ein Kunststoffnetz ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sackartige Aufnahmeeinrichtung verschlossen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung mit einem Deckel verschlossen ist, der mit einem Reißverschluß an der sackartigen Aufnahmeeinrichtung befestigt ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung mindestens zu 1/3 bis vollständig mit Bioträgern befüllt ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bioträger mit schadstoffabbauenden Mikroorganismen besiedelt sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die sackartige Aufnahmeeinrichtung mittels einer Halteeinrichtung im Speicherbehälter angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung als Gestell aus einem korrosionsfesten Material, vorzugsweise rostfreiem Stahl, ausgebildet ist und daß sie sich am Boden des Speicherbehälters abstützt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung zerlegbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Bioträger aus einem Gemisch aus Kohle und/oder Kunststoff extrudiert ist und weiterhin eine hohe Porosität aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Bioträger ein zylindrischer Körper mit einem Durchmesser von 12 bis 15 mm und einer Länge von etwa 2 cm ist.