DE3811591A1

DE3811591A1 - Verfahren zur aufbereitung von abwaessern

Info

Publication number: DE3811591A1
Application number: DE19883811591
Authority: DE
Inventors: Herbert Woetzel
Original assignee: AQUACHEM IND WASSERBEHANDLUNG
Current assignee: AQUACHEM IND WASSERBEHANDLUNG
Priority date: 1988-04-07
Filing date: 1988-04-07
Publication date: 1989-10-19

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Abwässern aus Deponien oder Altlastsanierungen, die biologisch nicht oder nur schwer abbaubare, insbesondere toxische Substanzen enthalten.

Die Entsorgung von Deponieabwässern, Abwässern aus Altlastsanierungen und stark verun reinigten Industrieabwässern ist dann besonders problematisch, wenn diese toxische, organische oder anorganische Substanzen, z.B. Schwermetallverbin dungen, enthalten, so daß eine Abwasserreinigung mit den herkömmlichen biologischen Aufbereitungs methoden nicht möglich ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine effektive Aufbereitung der art belasteter Abwässer ermöglicht, bei der die Endqualität des gereinigten Abwassers entscheidend verbessert ist und nach Möglichkeit eine Einleitung in das öffentliche Kanalnetz oder in ein natürliches Gewässer erlaubt.

Die Lösung dieser Aufgabe liefert ein erfindungsge mäßes Verfahren, bei dem man das Abwasser mit wenigstens einem biologisch abbaubaren, nichtionogenen und/oder einem anionischen Tensid versetzt, falls erforderlich auf einen pH-Wert im Bereich zwischen 6,5 und 8 ein stellt und in mindestens zwei hintereinander geschal teten biologischen aeroben Reaktionsräumen einem Belebt schlammverfahren unterwirft und das aufbereitete Wasser von den Feststoffen abtrennt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren führt der Wirkungs mechanismus des Tensids zu einer Feinverteilung der abzubauenden Substanzen und erschließt diese für den anschließenden biologischen Abbauprozeß. Das er findungsgemäß angewandte Belebtschlammverfahren ist im Prinzip aus der Abwasserreinigung von Haushalts abwässern bekannt und wird zum Beispiel von Imhoff in "Taschenbuch der Stadtentwässerung", Seite 170 ff beschrieben. Die dort zu findende Beschreibung des Belebtschlammverfahrens wird in die Offenbarung der vorliegenden Erfindung eingeschlossen.

Enthält das erfindungsgemäß aufzubereitende Abwasser toxische Schwermetalle in Form von Ionen oder in ge bundener Form als Metallkomplexe, wird gemäß einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens das zu behandelnde Abwasser mit einem für die Bakte rien des Belebtschlammverfahrens verträglichen Fäl lungsmittel für Schwermetallionen und/oder -komplexe versetzt. Je nach Art des aufzubereitenden Abwassers kann eine Einstellung des pH-Wertes erforderlich sein, wobei dieser bei alkalischen Abwässern durch Zugabe von H⊕-Ionen abgebenden Substanzen erhöht wird und bei sauren Abwässern durch Zugabe alkalischer Sub stanzen gesenkt wird, so daß der pH-Wert vor Durchfüh rung des Belebtschlammverfahrens im biologischen aero ben Reaktionsraum im Bereich zwischen 6,5 und 8 liegt.

Bei nur leicht kontaminierten Abwässern kann die Bau größe des Bioreaktors dadurch reduziert werden, daß man die schädlichen Abwasserinhaltsstoffe vor Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens durch reverse Osmose anreichert und nur das Konzentrat der Aufbereitung zu führt. Gemäß einer weiteren Variante des erfindungsge mäßen Verfahrens kann das aufbereitete Wasser vor der Abgabe in natürliche Gewässer oder in kommunale Kanal systeme ebenfalls einer reversen Osmose unterworfen werden, wobei das Permeat als gereinigtes Wasser ab geführt wird und das Konzentrat zur erneuten Aufbe reitung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zurück geführt wird.

Die erfindungsgemäße Abtrennung der Feststoffe kann durch Schwerkraft oder Zentrifugalkraft oder auch durch Filtration erfolgen. Wenn kalte Abwässer zu reinigen sind, werden diese vorzugsweise vor Beginn des biologischen Reinigungsverfahrens auf eine Tempe ratur von bis zu 65°C gebracht oder aber es wird in einem oder mehreren der biologischen Reaktionsräume eine Temperaturerhöhung auf bis zu 65°C mittels einer Heizeinrichtung vorgenommen.

Gemäß einer bevorzugten Variante des erfindungsge mäßen Verfahrens kann eine Nachbehandlung des biolo gisch aufbereiteten Wassers erfolgen, indem dieses vor der abschließenden Abgabe einer Desinfektion durch chemische Behandlung und/oder durch Bestrah lung unterworfen wird. Hierdurch wird die Abgabe von noch im Wasser enthaltenen Mikroorganismen ver mieden.

Bei solchen Abwässern, bei denen eine biologisch anaerobe Vorbehandlung erforderlich ist, ist vor der Durchführung des Belebtschlammverfahrens im biologischen aeroben Reaktionsraum eine Behandlung in einem oder mehreren anaeroben Reaktionsräumen vorgesehen, wobei in diesen anaeroben Reaktionsräumen eine Zugabe von Reduktionsmitteln vorgesehen sein kann. Die Zufuhr des Abwassers zur Aufbereitungsan lage kann mittels eines Strahlsaugers (Wasserstrahl pumpe) erfolgen, wobei zur Versorgung des Injektors der Erstreaktionsraum der Aufbereitung als Treibwas servolumen benutzt wird und dieser Reaktionsraum mit einer Treibwasserpumpe versehen wird. Der als Treibwas serzelle eingesetzte Reaktionsraum kann mit einer Ein richtung zur Abscheidung von Feststoffen mit größerer Dichte als Wasser vorgesehen sein, wobei diese Fest stoffe entfernt werden können, sowie gegebenenfalls mit einer Einrichtung zur Abscheidung von Schwimm stoffen mit einer Dichte kleiner als Wasser, die dann ebenfalls entfernt werden können.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können die biolo gischen Prozesse in Behältnissen durchgeführt werden, die direkt mit der Atmosphäre verbunden sind. Gemäß einer bevorzugten Variante des Verfahrens werden die biologischen Reaktionen in Behältnissen durchgeführt, die unter einem Überdruck stehen und mit der Atmosphäre nur mittelbar verbunden sind.

Die erfindungsgemäß aufbereiteten Wasser können an stelle einer vollständigen Abgabe in das kommunale Kanalsystem oder natürliche Gewässer auch ganz oder teilweise in sonstige Prozeßstufen zurückgeführt werden, die den erfindungsgemäßen Verfahren vorgeschal tet sind. Zum Beispiel kann das gereinigte Abwasser, das aus einer Deponie stammt, auf der Deponie einer Versickerung zugeführt werden. Man erhält so einen Kreislaufprozess, bei dem das aufzubereitende Wasser das erfindungsgemäße Verfahren mehrfach durchläuft. Dabei wird überschüssiges Wasser abgegeben und das Neueindringen von Grundwasser weitgehend verhindert.

Mit Hilfe dieses Verfahrens können die Schadstoffe aus Deponieablagerungen ausgewaschen und soweit wie mög lich biologisch abgebaut werden. Toxische Schwerme talle und Schwermetallverbindungen werden wie oben be schrieben durch Fällung entfernt. Anstelle einer Ver sickerung kann auch eine Erdwäsche des aufbereiteten Abwassers durch Einpressung in den Boden erfolgen.

Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Die beiliegende Fig. 1 zeigt ein vereinfachtes Fließ schema einer Anlage zur Durchführung des erfindungsge mäßen Verfahrens. Die Anlage weist zum Beispiel zwei hintereinander geschaltete Reaktionsräume 36, 37 auf, zur biologischen aeroben Behandlung des aufzubereitenden Wassers im Belebtschlammverfahren. Das zu behandelnde Abwasser tritt bei 1 in den ersten Reaktionsraum 36 ein. Oberhalb eines Absperrorgans sind eine oder mehrere Dosierstellen 29 für den Reaktionsraum 36 vorgesehen. Desweiteren sind eine oder mehrere Dosierstellen 29 a für die direkte Zugabe in den Behälter vorgesehen. Gegebenenfalls ist für den Reaktionsraum 36 eine Ein richtung 33 für die Kontrolle und Steuerung des pH- Werts vorgesehen. Nach der Behandlung in dem ersten biologischen aeroben Reaktionsraum 36 gelangt das Abwasser in den zweiten Reaktionsraum 37, in dem eine weitere biologische aerobe Behandlung im Belebtschlamm verfahren erfolgt. Dem Reaktionsraum 37 ist ein weite rer Behälter 38 nachgeschaltet, in dem die Trennung des aufbereiteten Wassers von den Feststoffen erfolgt. Schließlich ist ein weiterer Reaktionsraum 39 vorge sehen, in dem das aufbereitete Wasser einer Desinfek tion durch chemische Behandlung und/oder durch Bestrah lung unterworfen wird. Die Behälter 36, 37, 39 sind mit Entnahmestellen 7, 6, 8 für die Entnahme von Proben versehen. Gegebenenfalls ist eine Rückführung aus dem Behälter 38 (Klärsektion) in den ersten Reaktionsraum 36 für eine weitere biologische Behandlung vorgesehen. Die jeweiligen Behälter 36, 37, 38, 39 sind mit Absperrorga nen 18, 19, 20, 21 für die Entleerung vorgesehen, die an die Ableitung 17 für das gereinigte Wasser angeschlossen sind. In der Ableitung 17, die zur Abwasserpumpe 32 führt, ist ein Spülanschluß, z.B. ein Feuerwehrventil 3 sowie ein Anschluß 13 für eine Notentleerung angeordnet. Das Abpumpen des gereinigten Abwassers erfolgt mittels der Abwasserpumpe 32, die in der Ableitung 17 hinter dem Absperrorgan 21 angeordnet ist. Der erste Reaktionsbe hälter 36 ist mit einer Entlüftung 5 für die Entleerung direkt zur Atmosphäre versehen. Die Entlüftung kann auch über ein Druckhalteventil 2 oder ein Tauchrohr oder dergleichen erfolgen. Wenn der Behälter 36 mit Überdruck gefahren wird, ist eine Sicherheitsschleife 28 für die Entlüftungseinrichtungen vorgesehen.

Beispiel 1

Das erfindungsgemäße Verfahren kann z.B. für die Sa nierung von Altlasten eingesetzt werden. In diesem Fall wird das Grundwasser aus dem zu sanierenden Bereich z.B. über Brunnen abgezogen und den Reaktions räumen für die biologische aerobe Behandlung zugeführt. Nach der erfindungsgemäßen biologischen Aufbereitung erfolgt, sofern Schwermetalle anwesend sind, deren Fällung. Das so aufbereitete Wasser wird evtl. erneut mit einem Tensid versetzt und in geeigneter Form zur Versickerung im Erdreich gebracht und danach erneut dem erfindungsgemäßen Verfahren unterworfen.

Beispiel 2

Die Beseitigung eingeschlossener Altlasten ohne Grund wasseranbindung kann ebenfalls durch Erdwäsche erfol gen, wobei Wasser in den belasteten Boden gepreßt wird und das an der Oberfläche austretende Wasser in geeig neter Form aufgefangen und dem Reaktor zugeführt wird. Das austretende Wasser kann auch abgesaugt werden. Nach Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das gereinigte Wasser erneut in das Erdreich ge preßt, das an der Erdoberfläche austretende Wasser wird wiederum aufgefangen und dem Reaktor zurückge führt. Dabei kann dem in das Erdreich eingepreßten Wasser wiederum ein Tensid zugesetzt werden, um die Auswaschung zu unterstützen.

Beispiel 3

Das mit toxischen Substanzen belastete Erdreich wird ausgekoffert und einer Erdwäsche mit Wasser unter zogen. Bereits dem für die Erdwäsche verwendeten Wasser kann ein Tensid zugesetzt werden. Das bei der Erdwäsche erhaltene kontaminierte Wasser wird dann wiederum dem Reaktor für die Durchführung des erfin dungsgemäßen Verfahrens zugeleitet. Falls das konta minierte Wasser noch kein Tensid enthält, erfolgt der Zusatz im Reaktor. Bei Anwesenheit von Schwermetallen im kontaminierten Wasser werden diese durch Zusatz von Fällungsmitteln entfernt. Das erfindungsgemäß gereinig te Wasser, das den Reaktor verläßt, kann erneut der Erdwascheinrichtung zugeführt und im Kreislauf geführt werden.

Beispiel 4

Mit toxischen Substanzen kontaminiertes Industrieab wasser wird dem Reaktor zugeleitet und in der ersten Reaktionskammer für die biologische Behandlung mit einem Tensid versetzt. Bei Vorhandensein von Schwer metallen erfolgt anschließende Fällung durch Zusatz eines geeigneten Fällungsmittels. Der Reinheitsgrad des erfindungsgemäß gereinigten Abwassers wird unter sucht. Sofern dies möglich ist, wird das Wasser an das öffentliche Kanalnetz abgegeben, anderenfalls erfolgt ein zusätzlicher Reinigungsschritt durch reverse Osmose.

Beispiel 5

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch bei der Rei nigung von Abwässern aus der Abgaswäsche zur Anwendung kommen. Wasser aus der Abluftwäsche industrieller Verfahren, das zum Beispiel mit Lösungsmitteln kon taminiert ist, wird mit einem Tensid versetzt und dem erfindungsgemäßen Verfahren unterworfen. Das von den aus der Abluft aufgenommenen Kontaminationen befreite Wasser kann danach erneut der Abluftwäsche zugeführt werden, wobei im Anschluß an das erfindungsgemäße Verfahren ein Desinfektionsschritt oder auch eine reverse Osmose durchgeführt wird, wobei in letzterem Fall das Konzentrat in den Reaktor für die biologische Behandlung zurückgeführt wird.

Bezugszeichenliste

1 Abwassereinspeisung
2 Entlüftung
3 Spülanschluß
5 Entlüftung zur Atmosphäre
6 Probeentnahme
7 Probeentnahme
8 Probeentnahme
13 Notentleerungsanschluß
17 Ableitung
18 Absperrorgan
19 Absperrorgan
20 Absperrorgan
21 Absperrorgan
28 Sicherheitsschleife
29 Dosierstelle
29 a Dosierstelle
32 Abwasserpumpe
33 pH-Wert-Steuerung
36 erster biologischer Reaktionsraum
37 zweiter biologischer Reaktionsraum
38 Klärsektion
39 Desinfektionssektion

Claims

1. Verfahren zur Aufbereitung von Abwässern aus Deponien oder Altlastsanierungen, die biologisch nicht oder nur schwer abbaubare, insbesondere toxische Substanzen enthalten, dadurch gekenn zeichnet, daß man das Abwasser mit wenigstens einem biologisch abbaubaren, nichtionogenen und/oder einem anionischen Tensid versetzt, falls erforderlich auf einen pH-Wert im Bereich zwischen 6,5 und 8 einstellt und in mindestens zwei hinter einandergeschalteten biologischen aeroben Reaktions räumen einem Belebtschlammverfahren unterwirft und das aufbereitete Wasser von den Feststoffen abtrennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Abwasser mit einem für die Bakterien des Belebtschlammverfahrens verträglichen Fällungs mittel für Schwermetallionen oder -komplexe ver setzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß man schädliche Abwasserinhaltsstoffe zuvor durch reverse Osmose anreichert und nur das Konzentrat der Aufbereitung zuführt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das aufbereitete Wasser vor Abgabe in natürliche Gewässer oder in kommunale Kanalsysteme einer reversen Osmose unterwirft und das Konzentrat wieder in die Aufbereitung zurück führt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß die Abtrennung der Feststoffe durch Schwerkraft oder Zentrifugal kraft erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß die Abtrennung der Feststoffe durch Filtration erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß das zu reinigende Abwasser vor Beginn des Reinigungsverfahrens auf eine Temperatur von bis zu 65°C gebracht wird oder daß in einem oder mehreren der biolo gischen Reaktionsräume eine Temperaturerhöhung auf bis zu 65°C vorgenommen wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß vor Durchführung des Belebtschlammverfahrens im biologischen aeroben Reaktionsraum eine Behandlung in einem oder mehreren anaeroben Reaktionsräumen erfolgt, wo bei in diesen anaeroben Reaktionsräumen gegebenen falls eine Zugabe von Reduktionsmitteln vorgesehen ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Überschuß an Belebtschlamm in die anaerobe Vorstufe einleitet.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß man die Zufuhr des Ab wassers zur Aufbereitungsanlage mittels eines Strahlsaugers (Wasserstrahlpumpe) vornimmt und zur Versorgung des Injektors den ersten Reaktions raum der Aufbereitung als Treibwasservolumen be nutzt und diesen Reaktionsraum mit einer Treib wasserpumpe versieht.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da durch gekennzeichnet, daß man die zur Treibwasser versorgung vorgesehene Kammer so ausbildet, daß Feststoffe mit größerer Dichte als Wasser abge schieden und entfernt werden können und/oder daß Schwimmstoffe mit einer Dichte kleiner als Wasser abgeschieden und entfernt werden können.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da durch gekennzeichnet, daß das aufbereitete Wasser vor einer abschließenden Abgabe einer Desinfektion durch chemische Behandlung und/oder durch Bestrah lung unterworfen wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da durch gekennzeichnet, daß die biologischen Reak tionen in Behältnissen ausgeführt werden, die unter einem Überdruck stehen und mit der Atmosphäre nur mittelbar verbunden sind.