DE2032189C3

DE2032189C3 - Verfahren zum Behandeln von Ab¬

Info

Publication number: DE2032189C3
Application number: DE2032189A
Authority: DE
Inventors: J R Mcwhirter; E K Robinson
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1969-07-02
Filing date: 1970-06-30
Publication date: 1979-07-05
Also published as: FI54460B; IL34834A; DE2032189A1; CS156473B2; FI54460C; ZA704498B; MY7700094A; YU166070A; RO59889A; GB1325321A; DE2032189B2; YU36906B; HK73976A; US3547813A; NL7009735A; DK131558B; FR2054076A5; JPS4919582B1; SE376899B; BR7020200D0

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von biochemisch oxidierbare Bestandteile enthaltendem Abwasser in einer gasdicht abgeschlossenen Begasungs* zone unter Zuführung eines wenigstens 50 Volumprozent Sauerstoff enthaltenden Gases in Gegenwart von belebtem Schlamm, bei welchem die aus dem belebten Schlamm und dem Abwasser bestehende Flüssigkeit zu gereinigtem Wasser und Schlamm aufgeteilt, der Schlamm abgezogen und wenigstens teilweise in die Begasungszone zurückgeführt und bei welchem in der begasten Flüssigkeit das mittlere Mengenverhältnis von biochemisch oxidierbaren Bestandteilen zu den flüchtigen, suspendierten Feststoffen bei wenigstens 0,15 kg BSB₅ je Kilogramm suspendierte flüchtige Feststoffe und Tag gehalten wird.

Ein Verfahren dieser Art ist durch die Master-Thesis von D. E. D re i e r an der Universität von Illinois, 1942, bekanntgeworden. D r e i e r ist bei seinen dort beschriebenen Versuchen jedoch zu dem Ergebnis gekommen, daß bis auf ein etwas besseres Absetzverhalten des belebten Schlammes keine weiteren Vorteile zu erreichen seien. Weitere Untersuchungen zur Frage der Möglichkeit der Verwendung von Sauerstoff beim Belebungsverfahren führten zu dem Ergebnis, daß eine Steigerung der Sauerstoffkonzentration in der aus Abwasser und belebtem Schlamm bestehenden Flüssigkeit auf über 0,5 mg/1 keine Vorteile verspricht (siehe z.B. W. W. Ecken f elder and D. J. O'Connor »Biological Waste Treatment«, New York, 1961, S. 45 bis 46).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der vorstehend beschriebenen Art anzugeben, das bei erhöhter Durchsatzleistung und hohen Belebtschlamm-Konzentrationen im Belebungsbecken einen in seinem Absetzverhalten, seinem Schlammvolumenindex nach M ο h I m a η η und seinem Entwässerungsverhalten wesentlich günstigeren Klärschlamm ergibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Partialdruck des Sauerstoffs in der Atmosphäre über der Flüssigkeit durch gesteuertes Entweicheulassen von an Sauerstoff verarmtem Behandlungsgas aus der Begasungszone bei wenigstens 300 mm Hg gehalten wird, daß die Verweibeit d r in der Flüssigkeit enthaltenen Feststoffe in der Begasungszone bei 20 bis 180 Minuten gehalten wird. d?ß in der Begasungszone der Gehalt der Flüssigkeit an suspendierten Gesamtfeststoffen bei 4000 bis 12 000 mg/1 gehalten wird, daß der Gehalt des zurückzuführenden Schlammes an suspendierten Gesamtfeststoffen bei 12 000 bis 50 000 mg/1 gehalten wird und der Schlamm in einer Menge von 0,1 bis 0.5 Volumteilen je Volumleil des zugeführten Abwassers in die Begasungszone zurückgeführt sowie der Gehalt der begasten Flüssigkeit an gelöstem Sauerstoff in der Begasungszone bei wenigstens 3 mg/1 am Ende der Begasung gehalten wird.

Entgegen den erwähnten Untersuchungsergebnissen hat sich gezeigt, daß bei höheren Sauerstoffgehalten im Belebungsbecken bessere Abbauleistungen zu erzielen sind und mit Sauerstoff bcgaste Kläranlagen praktisch ohne Verminderung der Ablaufqualität in einem weiten Belastungsbereich unter Bedingungen betneben werden können, die für Ibflbegaste Anlagen eine Grenze darstellen, bei der die Ablaufqualität abnimmt.

Dabei wurden Schlamm-Absetzgeschwindigkeiten von 1,5 m/Std. und darüber und Scblammvolumenindl· zcs nach Mohlmann von 60 und darunter erreicht. Ein zusätzliches vorteilhaftes Ergebnis des Verfahrens nach der Erfindung stellt die hiermit erreichte geringe Überschußschlarrimpröduktion dar.

Während die beanspruchte Untergrenze des Sauer^ stoffpartialdruckes von 300 mm Hg im wesentlichen

durch wirtschaftliche Gesichtspunkte bestimmt ist, werden noch bessere Verfahrensergebnisse erzielt, wenn der Sauerstoffpartialdruck mindestens 380 mm Hg und der Gehalt an gelöstem Sauerstoff im Belebungsbecken mindestens 5 mg/1 beträgt. Auch bei 5 einer BSBs-Fracht von mehr als 0,25 kg je kg Biomasse und Tag stellen sich bessere Ergebnisse ein.

Mit sehr gutem Erfolg kann das Verfahren gemäß der Erfindung so durchgeführt werden, daß die Flüssigkeit in der Begasgngszone in mehreren Abschniuen begast und durch diese Abschnitte nacheinander derart hindurchgeführt wird, daß der Gehalt der Flüssigkeit an biochemisch oxydierbaren Bestandteilen von Abschnitt zu Abschnitt abnimmt. Hierbei kann auch das nicht verbrauchte sauersitofrhaltige Gas im Gleichstrom mit der Flüssigkeit derart durch die Abschnitte geführt werden, daß der Gehalt des Gases an Sauerstoff von Abschnitt zu Abschnitt abnimmt.

In der Zeichnung sind beispielsweise einige Ausführungsformen des Verfahrens gemäß der Erfindung dargestellt, die nachstehend näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung ..-inen Querschnitt durch eine Begasungszone mit einem einzelnen untergetauchten Rührer und Gasverteiler, der ein Klärgefäß nachgeschaltet ist,

Fig.2 in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch eine Begasungszone mit mehreren untergetauchten Rührern und Gasverteilern,

Fig. 3 in schematischer Darstellung einen Quer- jo schnitt durch eine Begasungszone mit mehreren Abschnitten, von denen jeder eine Oberflächen-Mischvorrichtung und Einführung für sauerstoffhaltiges Gas hat.

Fig.4 in schematischer Darstellung einen Quer- j-, schnitt durch eine Begasungszone ähnlich der nach Fig. 3. wobei Vorrichtungen vorgesehen sind, um das an Sauerstoff verarmte Gas im Gleichstrom mit der begasten Flüssigkeit zu führen, und

F1 g. 5 in schematischer Darstellung einen Querschnitt d^rch eine Begasungszone ähnlich der nach Fig.4. aber mit Vorrichtungen, um zwischen den einzelnen Abschnitten die an biochemisch oxydierbaren Bestandteilen verarmten Feststoffe zu konzentrieren.

Nach Fig. 1 gelangt das biochemisch oxydierbare 4-, Bestandteile enthaltende Wasser, beispielsweise städtisches Abwasser, durch eine Leitung 11 in die Begasungszone 10. Eine Quelle für ein Gas mit einem Sauerstoffgehalt von wenigstens 50% ist ni:ht dargestellt. Aus dieser gelangt das Gas durch eine Leitung 12 ->o mit einem Regelventil ; 3 in die Begasungszone 10. Diese letztere hat einen gasdichten Deckel 14, um eine Sauerstuffatmosphäre iiber der Flüssigkeit aufrechtzuerhalten. Zurückgeführter Schlamm mit einem Gehalt an suspendierten Feststoffen von 12 000 bis 50 000 mg/1 γ, wird durch eine Leitung 15 in die Begasungszone 10 eingeführt. Man kann auch das biochemisch oxydierbare Bestandteil* enthaltende Abwasser und den Schlamm vor dem Einführen in die Begasungs^one 10 mischen, wenn das gewünscht wird. e>0

Die Stoffe in der Begasungszone 10 werden innig gemischt durch eine mechanische Rührvorrichtung 16, Diese wird angetrieben von einem Motor 17 mit einer Welle, die durch eine Dichtung 18 im Deckel 14 führt. Das aus der Flüssigkeil austretende Gas wird aus dem μ Gasraum durch eine Leitung 19 mittels eines Gebläses 20 abgezogen. Durch eine Leitung 21 wird das Gas zu einem Gäsverteiler?Z geleitet, der vorzugsweise unter der Rührvorrichtung 16 angeordnet ist. Das Gebläse 20 wird durch einen nicht abgebildeten Motor angetrieben. Vorzugsweise hat er eine Regelvorrichtung zur Einstellung der Umdrehungsgeschwindigkeit. Das an Sauerstoff verarmte Abgas wird aus der Begasungszone 10 durch eine Leitung 23, die ebenfalls ein Regelventil 24 enthalten kann, abgeleitet.

Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung werden das biochemisch oxydierbare Bestandteile enthaltende Wasser, das an Sauerstoff angereicherte Gas und der Schlamm zu einer Flüssigkeit gemischt, die 4000 bis 12 000 mg/1 suspendierter Gesamtfeststoffe enthält. Das Gas wird kontinuierlich in die Flüssigkeit zurückgeführt Inerte Gase, wie Stickstoff, die mit dem Abwasser und dem sauerstoffhaltigen Gas eingeführt werden, und Gase, wie CO2, die bei der biochemischen Umsetzung entstehen, sammeln sich in dem Gasraum über der Flüssigkeit zusammen mit unverbrauchtem Sauerstoff an. Dieses Gas hat einen Partialdruck des Sauerstoffs von wenigstens 300 mm Hg, vorzugsweise wenigstens 3*0 mm Hg. Das an Sauerstoff angereicherte Gas Kann kontinuierlich während des Mischens durch die Leitung 12 in die Begasungszone 10 eingeführt werden. Man kann auch die Gaszufuhr stoppen, wenn das Mischen beginnt. Ebenso kann das an Sauerstoff verarmte Gas kontinuierlich aus dem Gasraum durch die Leitung 23 abgezogen werden, oder man kann das auch erst nach Vollendung des Mischens durchführen. Man kann das Mischen auch zyklisch durchführen, wobei das biochemisch oxydierbare Bestandteile enthaltende Wasser, der zurückgeführte Schlamm und ein erster Anteil des Gases in einem ersten Zyklus gemischt werden, um eine teilweise oxydierte Flüssigkeit und ein weniger Sauerstoff enthaltendes Gas zu gewinnen. Dieses Abgas wird dann durch die Leitung 23 abgezogen, worauf eine zweite Menge von an Sauerstoff angereichertem Gas durch die Leitung 12 zum Mischen in einem zweiten Zyklus zugeführt wird.

Der Flüssigkeitspegel in der Begasungszone 10 wire! durch ein Wehr 25 geregelt, über welches die Flüssigkeit ■n einen Trog 26 und aus diesem in eine Ablaßleitung 27 gelangt. Der Gehalt an gelöstem Sauerstoff in der oxydierten Flüssigkeit wird bei wenigstens 3 mg, 1 gehalten. Einstellungen dieses Gehaltes können vorgenommen werden durch Änderungen der Zuführungsgeschwindigkeit des Gases mittels des Regelventils 13 in der Leitung 12. Hierdurch kann der Partialdruck des Sauerstoffs in dem Gasraum der Begasungszone 10 erhöht oder verringert werden. Der Gehalt an gelöstem Sauerstoff kann ferner eingestellt werden durch Regelung des üebläses 20. wobei die Diffusionsgeschwindigkeit des Sauerstoffs in der Flüssigkeit erhöht oder verringert wird. Schließlich kann der Sauerstoffge halt der Flüssigkeit auch geregelt werden durch Änderungen der Verweilzeit der Flüssigkeit in der Begasungszone 10. Unter sonst gleichen Umständen ergibt eine längere Verweilzeit einen höheren Gehalt an gelöstem Sauerstoff.

Nach dem Fnde des Mischens während 20 bis 180 Minuten läßt man die behandelte Flüssigkeit durch die Äbflußleitung 27 in ein mittiges konzentrisches Leitblech 28 des Klärgefäßes 29 ab. Das Leitblech 28 reicht vorzugsweise von oberhalb des Flüssigkeitspegels bis zu einem Punkt zwischen der Oberfläche der Flüssigkeit und dem kegelförmigen Boden des Klärgefäßes. Ein Motor 60 treibt einen langsam rotierenden Rechen 61 am Boden des Klärgefäßes 29 an, um ein Absetzen des

dichten Schlammes zu verhindern. Die gereinigte überstehende Flüssigkeil strömt über ein Wehr 62 in einen Trog 33 und wird durch eine Leitung 34 abgelassen. Der Schlamm wird von dem Boden des Klärgefäßes 29 durch eine Leitung 35 abgezogen. Wenigstens ein Teil von ihm wird mittels einer Pumpe 36 durch die Leitung 15 in die Begasungszone 10 zurückgeführt. Für die Rückführung nicht benötigter Schlamm wird durch eine Leitung 37 mit einem Ventil 38 abgelassen. Hierbei wird das Volumverhältnis des zurückgeführten aktiven Schlammes mit derii Abwasser bei 0.1 bis 0,5 gehalten. Dieses Verhältnis kann durch Änderungen der Geschwindigkeit der Pumpe 36 geregelt werden.

Die Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung. Mehrere von Motoren 17a bis 17c angetriebene untergetauchte Rührvorrichtungen 16a bis 16e und Gasverteiler 22a bis 22e für mit Sauerstoff angereichertes Gas sind in Abständen voneinander entlang der Längsachse der Begasungszone 10 angeordnet. Nach dem Vormischen werden das Abwasser und der zurückgeführte Schlamm durch die Leitung 11 an einem Ende der Begasungszone 10 eingeführt. Die entstandene Flüssigkeit wird mit sauerstoffhaltigem Gas, das durch die Leitung 12 eingeführt wird, gemischt. Am anderen Ende der Begasungszone 10 wird die begaste Flüssigkeit durch die Abflußleitung 27 in ein nicht abgebildetes Klärgefäß abgezogen. Aus dem Gasraum über der Flüssigkeit wird an Sauerstoff verarmtes Gas durch die Leitung 23 abgezogen. Zwischen den beiden Enden der Begasungszone 10 wird das Gas mittels in Abständen entlang der Längsachse angeordneter Leitungen 19a bis 19e abgezogen und durch die Gebläse 20a bis 2Oe und Gasverteiler 22a bis 22c ebenso wie bei der Ausführungsform des Verfahrens nach Fig. 1 im Kreislauf zurückgeführt.

Die Begasungszone 10 kann so ausgeführt sein, daß ihre Länge im Verhältnis zur Breite und Tiefe sehr groß ist. In einer Begasungszone mit einem gegebenen Volumen wird dadurch die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit von einem bis zum anderen Ende erhöht, und ein Rückstrom der Flüssigkeit wird vermieden. Ein solcher glatter Fluß ist zweckmäßig, wenn mehrere Vorrichtungen zum Mischen, wie im vorliegenden Falle, verwendet werden. Wenn ein Rückstrom vermieden wird, so ist das Verhältnis von Nährstoffen zum belebten Schlamm auch an den Eintrittsenden hoch und ist beim Austritt niedrig, wo die begaste Flüssigkeit in das Klärgefäß überfließt. Beides ist angebracht, um eine vollständige und schnelle Biooxydation zu erreichen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform mit mehreren stufenweise hintereinander angeordneten Abschnitten zur Begasung ist diese Anordnung vorzuziehen. Wenn ein Rückstrom und damit ein Mischen zugelassen sind, wird der ursprüngliche Gehalt an Nährstoffen bei dem Eintrittsende durch die begaste Flüssigkeit von stromabwärtsliegenden Abschnitten verringert, während ein Teil der in das Klärgefäß ausgelassenen Flüssigkeit nicht vollständig behandelt ist und daher noch nicht assimilierte biochemisch oxydierbare Bestandteile enthält.

Die F i g. 2 zeigt daß die Flüssigkeit in einer Reihe von Abschnitten, beginnend mit dem Einführungsende, bis zum Auslaß der Begasungszone 10 mit dem Sauerstoff behandelt wird, auch wenn die einzelnen Abschnitte nicht physikalisch voneinander getrennt sind Wenn die Begasungszone 10 einen kleinen Querschnitt des Gasraumcs unter dem Deckel 14 hat, so kann auch das Gas ähnlich gleichförmig vom Einführungsende bis zum Auslaß strömen. Auch das trägt bei zum praktisch vollständigen Entfernen der biochemisch

5 oxydierbaren Bestandteile bei einer hohen Strömungsgeschwindigkeit, weil am Einführungsende ein erheblich höherer Partialdruck des Sauerstoffs über der Flüssigkeit aufrechterhalten werden kann. Ein weiterer Vorteil des abschnittsweisen Gasstromes besteht darin, daß die inerten gasförmigen Verunreinigungen am entgegengesetzten Ende in einem kleineren Volumen von Abgas abgezogen werden können. Beim Strömen des Gases von einem zum anderen Ende der Begasungszone 10 ist die Lösungsgeschwindigkeit des Sauerstoffs in der

ti Flüssigkeit erheblich größer als die Geschwindigkeit der Bildung von Inertgas aus der Flüssigkeit. Daher nimmt das Volumen des Gases stufenweise ab. Sein Gehalt an inertgasen nimmt von einem Ende zum anderen 7ti. Fs ist zweckmäßig, den Abschnitt mit dem höchsten Verhältnis von Nährstoffen zur Biomasse an dem Ende, wo das Abwasser eingeführt wird, mit einem Gas vom höchsirn verfügbaren Sauerstoffgehalt zu behandeln, Weil dort der Bedarf an Sauerstoff am größten ist. Der Bedarf an Sauerstoff ist am niedrigsten in dem Auslaßabschnitt. Dort wird daher vorzugsweise ein Gas mit dem niedrigsten Sauerstoffgehalt verwendet. Wenn erfmdungsgemäß die Flüssigkeit durch mehrere Abschnitt für stufenweises Mischen mit dem Sauerstoff enthaltenden Gas geführt wird, ist es vorzuziehen, auch das Gas im Gleichstrom mit der Flüssigkeit von einem Abschnitt zum anderen zu führen, wobei der höchste Gehalt an Sauerstoff im Gas do π sein soll, wo es mit Wasser mit dem höchsten Gehalt an biochemisch oxydierbaren Bestandteilen in Berührung kommt.

Die Fig. 3 zeigt eine Begasungszone 10 mit vier getrennten Abschnitten 30a, 306, 30c und 30c/. Trennwände 3 ΐ£·-Λ, 31 b-c und 31 c-d, die sich vom Boden der Begasungszone 10 nach oben erstrecken, trennen die Abschnitte voneinander. Durch die Öffnungen 32^-6, 32b-c und 32c-d strömt die Flüssigkeit vom ersten bis zum letzten Abschnitt.

Mittels der Leitungen 12 und der Regelventile 13a. 136. 13c und \3d in Zweigleitungen zu jeden der vier Abschnitte wird an Sauerstoff angereichertes Gas eingeführt. Mittels dieser Regelventile kann der Gehalt an Sauerstoff in der Flüssigkeit oder im Gasraum jedes Abschnittes geregelt werden. Als Oberflächenbelüfter ausgebildete Gasverteiler 22a, 22b, 22c und 22c/mischen in jedem Abschnitt das Gas mit der Flüssigkeit. Da die

so Flüssigkeit durch die Trennwände in jedem Abschnitt festgehalten wird, kann man oberflächlich wirkende Gasverteiler verwenden, ohne daß ein Rückstrom der Flüssigkeit stattfindet. Das an Sauerstoff verarmte Gas wird aus jedem Abschnitt durch die Leitungen 23a, 236, 23c und 23c/ abgezogen. Auch diese Leitungen können gewünschtenfalls Regelventile enthalten.

Ein Vorteil des Verfahrens nach F i g. 3 besteht darin, daß ein glatter Strom der Flüssigkeit stattfindet Die Strömungsgeschwindigkeit durch die Öffnungen 32a-6 bis 32c-d genügt um einen Rückstrom zu verhindern. Die Flüssigkeit innerhalb jeden Abschnitts ist praktisch gleichmäßig hinsichtlich ihrer Zusammensetzung. Der Gehalt an biochemisch oxydierbaren Bestandteilen nimmt stufenweise ab von dem Abschnitt 30a bis zum Abschnitt 30d.

Das Verfahren nach Fig.4 unterscheidet sich von dem nach F i g. 3 dadurch, daß die Trennwände oberhalb des Flüssigkeitsspiegels durchlässig sind. Das an

Sauerstoff verarmte Gas aus dem ersten Abschnitt 30λ strömt durch die Öffnungen AQa-b, 4Ob^c und 4Oc-C/ in den zweiten und die weiteren Abschnitte, wobei der Druckunterschied genügt, um ein Rückmischen zu verhindern, in dem zweiten Abschnitt 30i> wird weiterer Sauerstoff aus dem Gas durch Lösen Und Biooxydation verbraucht, Und zusätzliches Inertgas entsteht in der Flüsigkeit. Dasselbe wiederholt sich in den nachfolgenden Abschnitten. Das Gas enthält am wenigsten Sauerstoff und am meisten inerte Bestandteile in dem Abschnitt 3Od, aus welchem es durch die Leitung 23 abgezogen wird. Die bcgasle Flüssigkeit mit einem niedrigen Gehalt an biochemisch oxydierbaren Bestandteilen wird durch die AbfluOleilung 27 in ein nicht abgebildetes Klärgefäß abgelassen.

Rei dem Verfahren nach den F i g. 3 und 4 wird die Flüssigkeit durch mehrere Abschnitte geführt, wobei sie stufenweise mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas in jedem Abschnitt gemischt wird. Der Gehalt an biochemisch oxydierbaren Bestandteilen der Flüssigkeit ist in jedem Abschnitt höher als in dem nächsten darauffolgenden Abschnitt. Die aus dem letzten Abschnitt abgezogene Flüssigkeit ist diejenige, weiche zu Schlamm und geklärtem Wasser getrennt wird. Nach F i g. 4 wird das Gas, das nicht verbrauchten Sauerstoff enthält, durch mehrere Abschnitte für stufenweises Mischen mit der Flüssigkeit in jeden Abschnitt geführt. Der Gehalt an Sauerstoff im Gase über der Flüssigkeit in jedem Abschnitt ist höher als der Sauerstoffgehalt des Gases in dem jeweilig nachfolgenden Abschnitt. Das Gis strömt also im Gleichstrom mit der Flüssigkeit von einem Abschnitt zum anderen.

Die Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform des Verfahrens mit mehreren Abschnitten. Das Klärgefäß 29 ist zwischen dem zweiten Abschnitt 30b und dem dritten Abschnitt 30c angeordnet. Weitere begaste Flüssigkeit wird aus dem Abschnitt 30Zj durch die Abflußleitung 27 abgelassen und fließt in das Klärgefäß - 29 zur Trennung in überstehende Flüssigkeit und konzentrierte Feststoffe. Die Flüssigkeit wird durch die Leitung 34 abgelassen. Die Feststoffe werden vom Boden des Klärgefäßes 29 durch eine Leitung 50 mittels einer Pumpe 51 in den dritten Abschnitt 30cgefördert.

An Sauerstoff verarmtes Belüftungsgas gelangt aus dem zweiten Abschnitt 306 durch eine Leitung 52 in den dritten Abschnitt 30c und wird dort mit dem konzentrierten Feststoff aus der Leitung 50 gemischt. Ein Regelventil 53 kann gewünschtenfalls in der Leitung 52 angeordnet sein. Die noch weiter mit Sauerstoff behandelten Feststoffe werden aus dem Abschnitt 30c durch die Leitung 37 abgelassen und wenigstens teilweise durch die Leitungen 35 und 15 als Schlamm in den ersten Abschnitt 30a zurückgeführt.

Tabelle

Die Vorteile der Erfindung wurden an einem System ähnlich der Fig,4 unter Verwendung Von biochemisch oxydierbare Bestandteile enthaltendem städtischem Abwasser gezeigt. Vier Abschnitte mit einem Fassungsvermögen von je 17301 waren in einer Begasungszone mit einer Länge von 4,26 m, einer Breite von 1,53 m und einer Tiefe von 1,22 m angeordnet. Zwischen den Abschnitten erstreckten sich senkrechte Trennwände von oben bis unten. Das Klärgefäß war zylindrisch mit

ίο einem kegelförmigen Boden und hatte einen Durchmesser von 2,44 m und in der Mitte eine Höhe von 1,37 m, Ein Rechen am Boden rotierte mit 4 Umdrehungen je Stunde. Die Flüssigkeit aus dem vierten Abschnitt wurde in ein mittiges konzentrisches Leitblech im oberen Ende des Klärgefäßes eingeführt. Der konzentrierte Schlamm wurde in der Mitte des kegelförmigen Bodens aus dem Klärgefäß abgezogen. Zum Mischen in jedem Abschnitt wurde ein mit einem Motor von 0,5 PS betriebener untergetauchter, mit einstellbarer Geschwindigkeit rotierbarer Gasverteiler mit einem Durchmesser von 15,25 cm verwendet.

Der Gasverteiler war direkt unter einem Rührer angeordnet. Der Gasverteiler bestand aus Rohren mit einem Durchmesser von 1,27 cm mit 16 in Abständen voneinander angeordneten Mundstücken mit einem Durchmesser von 1,59 cm. Ein Gebläse, das mit verschiedener Geschwindigkeit betrieben werden konnte, führte das Gas im Kreislauf aus dem Gasraum über der Flüssigkeit zurück in den Gasverteiler.

Aus einem Druckzylinder wurde ein Gas mit einem Sauerstoffgehalt von 99,5% eingeführt. Der Sauerstoff wurde mit Wasser gesättigt und dann in den Gasraum über dem Abwasser und zurückgeführten Schlamm in den ersten Abschnitt eingeführt. Der nicht verbrauchte Sauerstoff und freigesetzte inerte Verdünnungs- und Umsetzungsgase wurden zu den jeweils nachfolgenden Abschnitten durch Leitungen von 61 bis 76 cm Länge und mit einem Durchmesser von 5,1 cm geführt, und zwar durch öffnungen in dem Deckel der Abschnitte.

Diese Verbindungen hatten solche Abmessungen, daß das Gas aus dem ersten in den vierten Abschnitt gefüh.t wurde bei jeweils einem Druckunterschied von etwa 0,30 cm H₂O. Die Flüssigkeit strömte so, wie es durch Pfeile in der F i g. 4 gezeigt ist.

Die nachstehende Tabelle enthält die an vier verschiedenen Tagen gewonnenen Werte. Alle Messungen während dieser Versuche wurden nach Standard-Verfahren durchgeführt, wie sie in den »Standard Methods für the Examination of Water and Wastewater Including Bottom Sediments and Sludges«, herausgegeben von der »American Public Health Association, Inc.« 11. Auflage (1962). beschrieben sind.

Tag A

Tag B

Tag C

Tag D

1. Abwasser

2. Zuführungsgeschwindigkeit (I/Min.) 36,7 36,0 38,1 31,8

3. Gehalt an biochemisch oxydierbaren Bestandteilen 253 200 168 171 (mg BSB5/I)

4. Gehalt an suspendierten Gesamtfeststoffen (mg/I) 118 147 — 249

5. Gas

6. Zuführungsgeschwindigkeit (I/Std.) 476 584 836 770

7. Gehalt an Sauerstoff (Volumprozent) 99,5 99,5 99,5 99,5

8. Begaste Flüssigkeit

9. Gehalt an suspendierten Gesamtfeststoffen (mg/1) 5880 5515 7730 5610

Fortsetzung

Tag Λ

10

Tag B

Tag C

10. Gehalt an suspendierten flüchtigen Feststoffen (mg/1) 3065

11. Mengenverhältnis der suspendierten flüchtigen 0,52 Feststoffe zu den suspendierten Gesamtfeststoffen

12. Schlamm-VoIumen-lndex nach M ο h I m a η η —

13. Absetzgesdiwindigkeit im Klärgefäß (m/Std.) 1,77 14; Gelöster Sauerstoff im Abschnitt 1 (mg/1) 3,7

15. Gelöster Sauerstoff im Abschnitt 2 (mg/1) 5,1

16. Gelöster Sauerstoff im Abschnitt 3 (mg/1) 6,7

17. Gelöster Sauerstoff im Abschnitt 4 (mg/1) 3,6

18. Zurückgeführter Schlamm:

19. Zurückführungsgeschwindigkeit (l/Min.) 6,05

20. Suspendiert Gesamtfeststoffe (mg/1) —

21. Abfließendes Wasser

22. Gehalt an biochemisch oxydierbaren Bestandteilen 28,8 (mg BSB5/I)

23. Gehalt an suspendierten Gesamtfeststoffen (mg/I) 9

24. Kilogramm BSB5 je Kilogramm suspendierte flüchtige 0,65 Feststoffe und Tag

25. Verweilzeit der Feststoffe (Minuten) 160

26. Entfernte biochemisch oxydierbare Bestandteile 88,6 (BSB₅ %)

27. Volumenverhältnis des zugeführten Schlammes 0,17 zum Abwasser

	—	4170 0,74
47,5 1,77 2,1 4,5 6,6 11,4	54,2 0,98 0,6 4,0 7,0 9,4	48,9 1,77 0,4 7,4 11,3 13,6
3,79 42 949	4,92 46 766	6,05 41379
35,8	-	10,2
33 0,38	0,27	16 0,28
160 82,0	156	180 94,0

0,11

0,13

0,19

Die Tabelle zeigt, daß das Verfahren gemäß der Erfindung verwendet werden kann, um hohe Anteile, 82 bis 94%, der biochemisch oxydierbaren Bestandteile aus städtischem Abwasser innerhalb verhältnismäßig kurzer Zeit von 156 bis 180 Minuten zu entfernen. Die Absetzgeschwindigkeiten des Schlammes sind hoch und

liegen bei 0,98 bis 1,77 m/Std., das Verhältnis der rückgeführten Schlammengen zu dem eingeführten Abwasser liegt bei 0,11 bis 0,19, wobei höhe Gehalte an suspendierten Gesamtfeststoffen von 55ÖÖ bis 7700 mg/1 vorhanden sind.

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Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Behandeln von biochemisch oxidierbare Bestandteile enthaltendem Abwasser in einer gasdicht abgeschlossenen Begasungszone unter Zuführung eines wenigstens 50 Vol.-°/o Sauerstoff enthaltenden Gases in Gegenwart von belebtem Schlamm, bei welchem die aus dem belebten Schlamm und dem Abwasser bestehende in Flüssigkeit zu gereinigtem Wasser und Schlamm aufgeteilt, der Schlamm abgezogen und wenigstens teilweise in die Begasungszone zurückgeführt und bei welchem in der begasten Flüssigkeit das mittlere Mengenverhältnis von biochemisch oxidierbaren Bestandteilen zu den flüchtigen suspendierten Feststoffen bei wenigstens 0,15 kg BSB₅ je Kilogramm suspendierte flüchtige Feststoffe und Tag gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Partialdruck des Sauerstoffs in der Atmosji'.iäre über der Flüssigkeit durch gesteuertes Entweicftcnlassen von an Sauerstoff verarmtem Behandlungsgas aus der Begasungszone bei wenigstens 300 mm Hg gehalten wird, daß die Verweilzeit der in der Flüssigkeit enthaltenen Feststoffe in der >^r> Begasungszone bei 20 bis 180 Minuten gehalten wird, daß in der Begasungszone der Gehalt der Flüssigkeit an suspendierten Gesamtfeststoffen bei 4000 bis 12 000 mg/I gehalten wird, daß der Gehalt des zurückzuführenden Schlammes an suspendierten jo Gesamtfeststoffen bei 12 000 bis 50 000 mg/1 gehalten wird :ind der Schlamm in einer Menge von 0,1 bis 0,5 Volumteilen je Volumteil des zugeführten Abwassers in die Begaaungszone zurückgeführt sowie der Gehalt der begasten Flüssigkeit an r, gelöstem Sauerstoff in d^r Begasungszone bei wenigstens 3 mg/1 am Ende der Begasung gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Partialdruck des Sauerstoffs über der Flüssigkeit bei wenigstens 380 mm Hg und der Gehalt an gelöstem Sauerstoff ir der Flüssigkeit bei wenigstens 5 mg/1 gehalten werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Entweichenlassen von an 4^r, Sauerstoff verarmtem Behandlungsgas aus der Begasungszone kontinuierlich erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit in der Begasungszone in mehreren Abschnitten begast und durch diese Abschnitte nacheinander derart hindurchgeführt wird, daß der Gehalt der Flüssigkeit an biochemisch oxidierbaren Bestandteilen von Abschnitt zu Abschnitt abnimmt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn- « zeichnet, daß das nicht verbrauchte sauerstoffhaltige Gas im Gleichstrom mit der Flüssigkeit derart durch die Abschnitte geführt wird, daß der Gehalt des Gases an Sauerstoff von Abschnitt /u Abschniit abnimmt.