DE3825229C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur biolo­ gischen Verarbeitung von organisch belasteten wäßrigen Flüs­ sigkeiten, bei dem die organischen Bestandteile der belasteten Flüssigkeit in mindestens einem von der Flüssigkeit durch­ strömten und mit sessilen Mikroorganismen besetzten Rindenfil­ terkörper mikrobiell umgesetzt werden und der Rindenfilterkör­ per unter aeroben Bedingungen in einen Rindenkompostdünger umgewandelt wird, und auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei einem derartigen bekannten Verfahren (DE-OS 36 23 242) erfolgt die Verarbeitung der organisch belasteten wäßri­ gen Flüssigkeit in zwei voneinander getrennten Stufen, deren erste unter anaeroben Bedingungen abläuft, während der aerobe Kompositierungsvorgang eine nachgeschaltete zweite Stufe bildet. Die anaerobe erste Stufe, in der das Abwasser unter anaeroben Bedingungen mehrfach über ein den Rindenfilterkörper bildendes Baumrinden-Haufwerk geführt wird, soll dabei zur Ammonifikation der in dem Abwasser enthaltenen Stickstoffver­ bindungen dienen, was als Voraussetzung für die Bindung des Stickstoffs an das organische Material des Haufwerks angesehen wird.

Bei diesem bekannten Verfahren wird also die Vorschal­ tung der ersten anaeroben Stufe als unerläßlich angesehen. Damit stellt sich das bekannte Verfahren als ein diskontinu­ ierlicher Prozeß dar, bei dem die erste anaerobe Stufe und die zweite aerobe Stufe zeitlich oder räumlich voneinander ge­ trennt unter unterschiedlichen Reaktionsbedingungen ablaufen müssen. Die Durchführung des Verfahrens erweist sich deshalb als verhältnismäßig aufwendig.

Auch werden bei dem bekannten Verfahren das Abwasser und das Haufwerk lediglich in einem der Wasseraufnahmefähigkeit des Haufwerks entsprechenden Mengenverhältnis miteinander vermischt sowie in der ersten Verfahrensstufe gefault und in der zweiten Verfahrensstufe kompostiert. Wegen dieser Mengen­ verhältnisse fällt also kein gereinigtes Abwasser in einem zur weiteren Verwendung geeigneten Umfang an. Vielmehr entspricht das Mengenverhältnis dem natürlichen Wasserbindungsvermögen der Haufwerksmaterialien, beispielsweise Stroh. Die sich daraus theoretisch errechnenden Kompostdüngermengen ergeben im Verhältnis zu der zu reinigenden wäßrigenden Flüssigkeit eine verhältnismäßig hohe auszubringende Kompostmenge.

Im Zusammenhang mit einer bekannten Anlage zur Reinigung von Abwässern von in Fahrzeugen befindlichen Toiletten (DE-OS 22 30 725) ist es bekannt, speziell hergestellte Streifen gebündelter Rindenfasern anzuwenden, die jedoch von der zu behandelnden Flüssigkeit nicht lediglich durchrieselt, sondern mit dieser eingestaut werden. Insgesamt handelt es sich dabei um ein kompaktes geschlossenes System mit künstlicher Luft- bzw. Gaszuführung, vorzugsweise Reinsauerstoff. Die gesamte Anlage ist in mehrere Kammern unterteilt, die ständig überflu­ tet sind. Die Anlage verfügt damit über einen komplizierten, an ihren speziellen Verwendungszweck angepaßten Aufbau. Der daraus folgende Verfahrensablauf und die daran beteiligten Reaktionen unterscheiden sich also erheblich von den Reaktio­ nen eines Kompostierungsvorgangs.

Ein anderes bekanntes biologisches Abbauverfahren zur Abwasserreinigung (DE-OS 31 03 760) wird ausschließlich anae­ rob in einem geschlossenen System unter vollständiger Vermei­ dung einer Zuführung von bzw. eines Kontaktes mit Luft ausge­ führt. Es liegen also völlig andersartige Prozeßbedingungen vor als bei einem aeroben Kompostierungsvorgang.

Schließlich beruht ein weiteres bekanntes biologisches Abwasserreinigungsverfahren (US-PS 23 66 917) zwingend auf dem Grundgedanken der Auftrennung des Verfahrensablaufes in zwei Stufen, von denen die erste Stufe einer Ammonifizierung und die nachgeschaltete zweite Stufe einer Nitrifikation dient. Die beiden Stufen werden in getrennten Tropfkörpern ausge­ führt, die weder kompostierbar noch sonst verwertbar sind. Vielmehr sind die Tropfkörper durch als Bewuchsflächen für die Mikroorganismen dienende Gesteinsbrocken gebildet. Auch ist zwischen den Tropfkörpern der beiden Stufen ein zusätzliches Absetzbecken erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, daß in ein und demselben Verfahrensgang sowohl die umgesetzten organi­ schen Bestandteile in unmittelbarer verwertbarer Form als auch gereinigtes Wasser zu dessen Weiterverwendung erhalten wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens dadurch gelöst, daß die mikrobielle Umsetzung der belasteten Flüssigkeit während des aeroben Kompostierungsvor­ gangs des Rindenfilterkörpers ausgeführt und am Ausgang des Rindenfilterkörpers ausgeführt und gereinigtes Wasser entnom­ men wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren macht sich dem Umstand zunutze, daß sich bei der Zuführung von organisch belasteten Flüssigkeiten und ausreichender Sauerstoffversorgung aerobe, sessile Mikroorganismen auf geeigneten Bewuchsflächen ansie­ deln und durch ihre Stoffwechseltätigkeit diese Substrate in kompostierbare körperliche Substanz und gereinigtes Wasser umsetzen. Der Verfahrensablauf erfolgt einstufig, und es ist insbesondere keine anaerobe Stufe vorgesehen. Damit ist das erfindungsgemäße Verfahren sehr einfach und kommt dem Erfor­ dernis eines wartungsarmen Betriebs, insbesondere im landwirt­ schaftlichen Einsatz bei der Behandlung von Gülle, sehr ent­ gegen. Die belastete Flüssigkeit durchrieselt dabei kontinu­ ierlich den Rindenfilterkörper, wobei während dieses aeroben Vorgangs sowohl die mikrobielle Umsetzung der die Flüssigkeit belastenden organischen Bestandteile als auch der aerobe Kompostierungsvorgang des Rindenfilterkörpers selbst abläuft. Dabei hat es sich gezeigt, daß das Mengenverhältnis von bela­ steter Flüssigkeit zur Rinde auf einen sehr hohen Wert einge­ stellt werden kann. Beispielsweise kann mit einem Verhältnis von etwa 50 m³ Gülle auf einen m³ Rinde gearbeitet werden, wobei dann die auszubringende Kompostmenge nur noch rund 20 l/m³ behandelte Gülle beträgt. Das am Ausgang des Rindenfil­ terkörpers anfallende gereinigte Wasser kann als Gießwasser der Wiederverwendung zugeführt oder als Abwasser in die Kanalisation eingeleitet werden.

Es werden also die Inhaltsstoffe der organisch belaste­ ten Flüssigkeit durch die mikrobielle Umsetzung in unschädli­ che Stoffwechselprodukte, körpereigene Substanz, gereinigtes Wasser und Rindenkompostdünger umgewandelt. Für die Abtrennung der umgesetzten festen Inhaltsstoffe vom gereinigten Wasser werden dabei die Filtereigenschaften und das Absorptionsvermö­ gen der Rindenfilterkörper genutzt. Gleichzeitig kommt das ho­ he Stickstoffbindungsvermögen des Kohlenstoffträgers Rinde zur Geltung, so daß der belasteten Flüssigkeit Stickstoffverbin­ dungen in organischer und ammonifizierter Form entnommen wer­ den. Dies bedingt die besondere Eignung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Verwertung stark stickstoffbelasteter Flüs­ sigkeiten, wie z. B. Gülle. Neben dem gereinigten Wasser ent­ steht der Rindenkompostdünger als weiteres wertvolles Produkt. Der Reinigungsgrad geht soweit, daß das gereinigte Wasser als Gießwasser zur landwirtschaftlichen Verwendung und der ge­ ruchsneutrale Rindenkompost als hochwertiger Rindenkompostdün­ ger im Land- und Gartenbau eingesetzt werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemä­ pen Verfahrens durchströmt die zu behandelnde Flüssigkeit mehrere kaskadenartig angeordnete Rindenfilterkörper der Reihe nach. Insbesondere haben sich hinsichtlich dieser Kaskaden­ schaltung drei Rindenfilterkörper als zweckmäßig erwiesen.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit mindestens einem der aeroben mikrobiellen Umsetzung der organisch belasteten Flüssigkeit dienenden Rindenfilterkörper weist erfindungsgemäß eine für den Rinden­ filterkörper eingangsseitig vorgesehene Beschickungseinrich­ tung zur gleichmäßigen Oberflächenbeschickung des Rindenfil­ terkörpers und eine ausgangsseitige Abtropfvorrichtung für den Abfluß der behandelten Flüssigkeit auf. Dabei ist in einer bevorzugten Ausführungsform die Abtropfvorrichtung durch einen für Fahrzeuge befahrbaren Belüftungsboden gebildet.

Durch diesen Belüftungsboden können die Rindenstücke des Rindenfilterkörpers vollständig zurückgehalten werden und gleichzeitig der Rindenfilterkörper von der den Belüftungsbo­ den anströmenden Luft belüftet werden, indem die in dem Belüftungsboden vorgesehenen Durchlässe geeignet bemessen werden. Außerdem kann die behandelte Flüssigkeit aus dem Rindenfilterkörper durch den Belüftungsboden hindurch abtrop­ fen, so daß dieser auch als Abtropfvorrichtung für den Abfluß der behandelten Flüssigkeit dient. Im einzelnen entspricht die Form des Belüftungsbodens dem vorzugsweise quadratischen Grundriß des Rindenfilterkörpers, der durch Eckpfeiler be­ grenzt ist. Diese Eckpfeiler dienen zur Aufnahme von Seiten­ wänden, von denen mindestens eine zur Befüllung und Entleerung abnehmbar ist. Die Befahrbarkeit des Belüftungsbodens durch Fahrzeuge vereinfacht den mit dem Betrieb der Vorrichtung verbundenen Arbeitsaufwand erheblich. Auch kann unterhalb des den Rindenfilterkörper vertikal unten begrenzenden Belüftungs­ bodens eine Auffangwanne für die abfließende, behandelte Flüssigkeiten vorgesehen sein, von der aus die behandelte Flüssigkeit einer Rezirkulation, einem nachgeschalteten Rin­ denfilterkörper oder einem Vorlagebehälter für Brauchwasser, welcher einen Schlammfang aufweisen kann, zugeleitet werden kann.

Eine andere zweckmäßige Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung weist eine der eingangsseitigen Beschickung des Rindenfilterkörpers mit der zu behandelnden Flüssig­ keit dienende Einrichtung auf, durch die ein ausgangsseitiger Teilstrom des Rindenfilterkörpers rezirkuliert wird.

Im einzelnen sind in dieser eingangsseitigen Beschickungs­ einrichtung insbesondere von Pumpen mit der eingangssei­ tigen Flüssigkeit beaufschlagte Düsen, Wander- oder Drehspren­ ger vorgesehen, wobei die Flächenbeschickung des oder der Rindenfilter durch die Rezirkulation des ausgangsseitigen Teilstroms so eingestellt wird, daß eine Verschlammung des oder der Rindenfilterkörper vermieden und eine gleichmäßige Oberflächenbeschickung erzielt wird.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Wie aus der einzigen Figur der Zeichnung hervor­ geht, gelangt die organisch belastete, vorzugsweise stark stickstoffhaltige Flüssigkeit 1 gemeinsam mit einem Re­ zirkulat 9/1 in eine Pumpenvorlage 2/1.

Mit einer Zulaufpumpe 3/1 wird der Zulauf an Flüssigkeit 1 gemeinsam mit dem Rezirkulat 9/1 über eine Beschickungseinrichtung 4/1 auf einen Rindenfilterkörper 5/1, wo die mikrobielle Umsetzung der Flüssigkeit durch sessile Mikroorganismen erfolgt, gefördert.

Ein befahrbarer luft- und flüssigkeitsdurchlässiger Belüftungsboden 6/1 hält die Rindenstücke des Rindenfilter­ körpers 5/1 zurück und dient gleichermaßen als Stütz- und Abtropfvorrichtung sowie zur Luftversorgung der aeroben Mikroorganismen.

Unterhalb des Belüftungsbodens 6/1 befindet sich eine Auffangwanne 7/1, wo die behandelte Flüssigkeit 8/1 gesammelt und einer Pumpenvorlage 2/2 zugeführt wird.

Zwischen den Pumpenvorlagen 2/1 und 2/2 besteht eine Verbindung, so daß das durch eine Teilmenge der behandelten Flüssigkeit gebildete Rezirkulat 9/1 rezirkuliert und die restliche Teilmenge über eine nachfolgende baugleiche Ein­ heit aus Zulaufpumpe 3/2, Beschickungseinrichtung 4/2, Rinden­ filterkörper 5/2, Belüftungsboden 6/2, Auffangwanne 7/2 ge­ pumpt sowie als behandelte Flüssigkeit 8/2 einer weiteren Pumpenvorlage 2/3 zum Durchgang durch eine weitere baugleiche Einheit 2/3 bis 7/3 zugeleitet werden kann.

Diese Anordnung mit mehreren baugleichen Einheiten, im dargestellten Ausführungsbeispiel drei, ermöglicht auch die Außerbetriebnahme eines Rindenfilterkörpers 5/1 bis 5/3 sowie den wechselseitigen Betrieb. Dieser Vorgang wiederholt sich bis zum letzten Rindenfilterkörper 5/3, von wo aus die behandelte Flüssigkeit 8/3 als voll­ ständig behandeltes Wasser in einen Ablaufschacht mit Überlaufschwelle 10 gelangt.

Aus dem Ablaufschacht 10 wird die Zulaufmenge ab­ züglich Verdunstungs- und Benetzungsverlust als gereinig­ tes Wasser 11 in einen Vorlagebehälter 12 verdrängt. Im Vorlagebehälter 12 können suspendierte Teilchen im Schlamm­ fang abgetrennt werden, so daß feststofffreies gereinig­ tes Wasser 13 für den weiteren Verbrauch als Gießwasser zur Verfügung steht.

Nach längeren Zeitabständen stellt sich in den Rindenfilterkörpern 5/1 bis 5/3 Rindenverbrauch, verbunden mit einer Schlammanreicherung, ein, so daß die Rinde erneuert werden muß und der verbrauchte Inhalt der Rindenfilter­ körper 5/1 bis 5/3 als hochwertiger Rindenkompostdünger landwirtschaftlich zu verwerten ist.

Claims (13)

1. Verfahren zur biologischen Verarbeitung von orga­ nisch belasteten wäßrigen Flüssigkeiten, bei dem die organi­ schen Bestandteile der belasteten Flüssigkeit in mindestens einem von der Flüssigkeit durchströmten und mit sessilen Mikroorganismen besetzten Rindenfilterkörper mikrobiell umge­ setzt werden und der Rindenfilterkörper unter aeroben Bedin­ gungen in einen Rindenkompostdünger umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die mikrobielle Umsetzung der belasteten Flüssigkeit während des aeroben Kompostierungsvorgangs des Rindenfilterkörpers ausgeführt und am Ausgang des Rindenfil­ terkörpers gereinigtes Wasser entnommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrom der in dem Rindenfilterkörper behandelten Flüssigkeit vom Ausgang des Rindenfilterkörpers zu seinem Eingang rezirkuliert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem Rindenfilterkörper suspendierte Inhalts­ stoffe der Flüssigkeit sowie mikrobiell erzeugter Überschuß­ schlamm zurückgehalten werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnde Flüssigkeit mehrere kaskadenartig angeordnete Rindenfilterkörper der Reihe nach durchströmt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Rindenfilterkörper behandelte Flüssigkeit in einem Vorlagebehälter zwischengespeichert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß in dem Vorlagebehälter absetzbare Stoffe in einem Schlammfang zurückgehalten werden.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit mindestens einem der aeroben mikrobiellen Umsetzung der organisch belasteten Flüssigkeit (1) dienenden Rindenfilterkörper (5), gekennzeichnet durch eine für den Rinderfilterkörper (5) eingangsseitig vorgese­ hene Beschickungseinrichtung (4) zur gleichmäßigen Oberflä­ chenbeschickung des Rindenfilterkörpers (5) und eine aus­ gangsseitige Abtropfvorrichtung (6) für den Abschluß der behan­ delten Flüssigkeit.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rindenfilterkörper (5/1), (5/2) und (5/3) kaska­ denartig hintereinandergeschaltet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine der eingangsseitigen Beschickung des Rindenfilterkörpers (5) mit der zu behandelnden Flüssigkeit dienende Einrichtung (2, 9) vorgesehen ist, durch die ein aus­ gangsseitiger Teilstrom des Rindenfilterkörpers (5) rezirku­ liert wird.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abtropfvorrichtung durch einen für Fahrzeuge befahrbaren Belüftungsboden (6) gebildet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein der Zwischenspeicherung der in dem Rindenfilterkörper (5) behandelten Flüssigkeit dienen­ der Vorlagebehälter (12) vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Vorlagebehälter (11) einen Schlammfang für absetzbare Stoffe aufweist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rindenfilterkörper einzeln außer Betrieb setzbar und wechselseitig zu beschicken sind.