DE69834147T2

DE69834147T2 - Verfahren für die Reduzierung von Klärschlamm aus den Abwasserkläranlagen

Info

Publication number: DE69834147T2
Application number: DE1998634147
Authority: DE
Inventors: Susumu Hasegawa; Akira Akashi; Takahiro Fukui; Kenji Katsura; Masahiko Miura
Original assignee: Kobelco Eco Solutions Co Ltd
Current assignee: Shinko Pantec Co Ltd
Priority date: 1997-12-19
Filing date: 1998-11-09
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2018-11-10
Also published as: EP0924168A1; DK1302446T3; EP1302446A1; MY116289A; EP1464625A1; DE69834147D1; JP3267935B2; JPH11235598A; MY138611A; EP1464625B1; DE69814317D1; US6383387B2; MY138610A; US6383378B2; DE69834439T2; EP1302446B1; DK1464625T3; US20010000008A1; EP0924168B1; DE69834439D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abführen eines organischen Schlamms, beispielsweise für ein Verfahren zur Behandlung von organischem Abfall mittels biologischer Zersetzung, wobei der organische Abfall organischen Schlamm enthält, wie er bei einem Abwasserbehandlungsverfahren in einer Kläranlage, in einer Anlage zur Behandlung von Exkrementen und ähnlichem, oder bei einem Herstellungsverfahren, wie es in einer Nahrungsmittelfabrik, in einer chemischen Fabrik oder ähnlichem durchgeführt wird, abgeführt wird.
Üblicherweise wurde zur Behandlung von organischem Abwasser ein aerobes, biologisches Behandlungsverfahren durchgeführt, das als aktiviertes Schlammverfahren bezeichnet wird. Dieses Verfahren wird wie in 8 gezeigt durchgeführt, wobei organisches Abwasser, wie beispielsweise Schmutzwasser, das aus einem Reservoir für organisches Abwasser 1 in einen Tank zur biologischen Behandlung 3 eingeführt wird, unter aeroben Bedingungen im Tank zur biologischen Behandlung 3 durch biologische Oxidation zersetzt wird, wobei es sich bei der biologischen Oxidation um eine durch Mikroorganismen durchgeführte oxidative Zersetzung in anorganisches Material, wie beispielsweise Kohlendioxid oder Wasser, handelt. Das Abwasser, das im Tank zur biologischen Behandlung 3 behandelt worden ist, wird im Fällungstank 5 in behandeltes Wasser C und Schlamm D fest-flüssig aufgetrennt. Im Allgemeinen wird ein Teil des Schlamms D als Quelle für Mikroorganismen in den Tank zur biologischen Behandlung 3 rückgeführt, und der restliche Schlamm wird als überschüssiger Schlamm E behandelt.
In diesem Fall jedoch wird gefällter und konzentrierter, organische Feststoffe enthaltender Schlamm, der im Fällungstank 5 fest-flüssig aufgetrennt worden ist, durch die Schritte Konzentrieren, Zersetzen, Dehydrieren, Kompostieren und Verbrennen behandelt. Eine derartige Behandlung ist somit nicht bevorzugt, da sie eine große Menge an Arbeit, Zeit und Kosten benötigt.
Aus diesem Grund wurden Verfahren zur Verminderung des Schlamms so weit wie möglich vorgeschlagen und kommerziell eingesetzt, wie beispielsweise ein ausgedehntes Belüftungsverfahren zur Erhöhung der Verweilzeit des Schlamms und ein Festbettoxidationsverfahren mit Biomasse, die auf einer katalytischen Materialoberfläche eines Mediums befestigt ist, um eine große Menge Mikroorganismen in einem Reaktionstank zurückzuhalten (siehe „Sewage Service Project – Design Guide and Explanation", herausgegeben von der Japan Sewage Works Agency, editiert von der Sewage Works Divison, Municipal Department of the Ministry of Construction, Band 2, 1994). Für eine Verlängerung der Verweilzeit benötigen diese Verfahren jedoch viel Platz. Bei dem ausgedehnten Belüftungsverfahren wird der Schlamm verteilt, wenn eine Beladung vermindert wird, wodurch die Fest-Flüssig-Trennung gestört wird. Bei dem Festbettoxidationsverfahren wird eine Verschmutzung des Schlamms bewirkt, wenn die Beladung erhöht wird. Diese Verfahren sind daher nicht wünschenswert. Um diese Probleme zu lösen wurde ferner ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem überschüssiger Schlamm vorübergehend gelagert wird und der Schlamm durch ein anaerobes Zersetzungsverfahren reduziert wird, um die Menge des Schlamms zu reduzieren und um die Belastung durch die Abfallbehandlung zu vermindern. Bei diesem Verfahren ist die Behandlungszeit lang, beispielsweise 20 bis 30 Tage, und der Abbau des organischen Schlamms ist unzureichend, beispielsweise 30 bis 50%.
Die vorläufige japanische Patentveröffentlichung Nr. 6-206088 offenbart zur Reduzierung von überschüssigem Schlamm ein Verfahren zur Durchführung einer aeroben biologischen Behandlung von organischem Abwasser, und anschließendem Oxidieren eines fest-flüssig abgetrennten Schlamms mit einer Ozon-Oxidationssäule. Diese Verfahren erfordert jedoch Bedienungspersonal, das in der Handhabung der Ozon-Oxidationssäule gut ausgebildet sind, und erweist sich hinsichtlich der Behandlung von zurückbleibendem Ozon als problematisch. Darüber hinaus ist die Zersetzungsrate des überschüssigen Schlamms in der Ozon-Oxidationssäule unzureichend.
Die vorläufige japanische Patentveröffentlichung Nr. 9-10791 offenbart ein aktiviertes Schlammbehandlungsverfahren, das die Menge des erzeugten überschüssigen Schlamms erheblich reduzieren kann, umfassend die Schritte des Unterwerfens von organischen Abwasser gegenüber einer aeroben biologischen Behandlung in einem Belüftungstank, fest-flüssig Trennen des in dem Belüftungstank behandelten Abwassers in behandeltes Wasser und Schlamm in einer Fällungsvorrichtung, Rückführen eines Teils des in der Fällungsvorrichtung abgetrennten Schlamms in den Belüftungstank durch eine Wiederverwendungsleitung, Lösen des in der Fällungsvorrichtung abgetrennten überschüssigen Schlamms bei einer hohen Temperatur in einer Lösebehandlungsvorrichtung und Rückführen des behandelten, in der Lösebehandlungsvorrichtung gelösten Schlamms in den Belüftungstank über eine Rückleitung. Gemäß dem in der Veröffentlichung beschriebenen Verfahren ist es jedoch notwendig, die Größe der Lösebehandlungsvorrichtung entsprechend der Maximalmenge des überschüssigen Schlamms, der in die Lösebehandlungsvorrichtung fließt, zu erhöhen. Weiterhin wird eine große Menge des behandelten Schlamms, der in der Lösebehandlungsvorrichtung gelöst wird, in den Belüftungstank rückgeführt. Daher wird die wirkliche Verweilzeit im Belüftungstank verkürzt. Deshalb ist die Qualität des behandelten Wassers manchmal verschlechtert.
Die vorläufige japanische Patentveröffentlichung Nr. 9-276887 offenbart, wie in 9 gezeigt, eine Vorrichtung zur Behandlung von organischem Abwasser mit einem Tank 21 zur Behandlung von aktiviertem Schlamm, einer fest-flüssig Trennvorrichtung 22 zum fest-flüssig Trennen eines Schlamms, der nach einer aktivierten Schlammbehandlung erhalten wird, einer Schlammrückführungseinrichtung 23 zum Rückführen eines Teils des abgetrennten Schlamms in den Tank 21 zur Behandlung von aktiviertem Schlamm, einer Schlammkonzentrationsvorrichtung 24 zur Konzentrierung von restlichem Schlamm, einer Heizeinrichtung 25 zur Erwärmung des konzentrierten Schlamms auf eine Temperatur von 40 bis 100°C, und einer Schlammrückführungsvorrichtung 26 zur Rückführung des erwähnten Schlamms zu dem Tank 21 zur Behandlung von aktiviertem Schlamm. Gemäß der Behandlungsvorrichtung wird der in der Fest-flüssig Trennvorrichtung 22 abgetrennte überschüssige Schlamm in der Schlammkonzentrationsvorrichtung 24 konzentriert und anschließend zur Heizvorrichtung 25 verschickt. Es ergibt sich somit der Vorteil, dass die Menge des zu der Heizvorrichtung 25 verschickten Schlamms verringert werden kann. In der Behandlungsvorrichtung wird der Schlamm jedoch nur bei einer Wärmebehandlung gelöst. Daher ist das Löseverhältnis des Schlamms gering, beispielsweise 20 bis 25%. Es sollte eine lange Zeit dauern, eine große Schlammmenge unter Verwendung eines Lösetanks mit großer Kapazität zu lösen. Folglich wird der Umfang der Gerätschaften vergrößert. Somit weist die Behandlungsvorrichtung den Nachteil auf, dass die laufenden Kosten für Erwärmung, Unterhaltskosten und ähnliches erhöht sind.
Das US-Patent 4815840 offenbart ein Abwasserbehandlungsverfahren, bei welchem organisches Abwasser in einer Belüftungszone einer aeroben biologischen Behandlung unterzogen wird. Die behandelte Flüssigkeit wird in einem Schritt zum Absetzen geklärt und der Wassergehalt wird in einem Eindickkessel angepasst. Darüber hinaus wird der Schlamm in einem Schritt zur aeroben autothermalen Zersetzung und/oder einem Hydrolyseschritt behandelt.
Um die Kosten für die Gerätschaften zu reduzieren ist es des Weiteren von Vorteil, die Anzahl der benötigten Anlagen und den durch die Anlagen benötigten Platz zu reduzieren.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von organischem Abwasser zur Verfügung zu stellen, die mit kompakter Gerätschaften zur Reduzierung der Menge des zu behandelnden Schlamms einsetzbar sind.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von organischem Abwasser zur Verfügung zu stellen, die eine Qualitätsverbesserung des behandelten Wassers ermöglichen.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur effizienten und kostengünstigen Behandlung von organischem Abwasser zur Verfügung zu stellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Behandlung von organischem Abwasser zur Verfügung zu stellen, das es ermöglicht, die Behandlungszeit der Lösereaktion zu spezifizieren und zu verkürzen und das es ermöglicht, ein ausreichendes Lösen effizient durchzuführen.
Zur Lösung der oben genannten Aufgaben stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren bereit, umfassend die Schritte zur biologischen Behandlung von organischem Abwasser durch eine Vorrichtung zur biologischen Behandlung, fest-flüssig Trennen des durch die Vorrichtung zur biologischen Behandlung behandelten Abwassers in behandeltes Wasser und einen Schlamm durch eine Vorrichtung zum fest-flüssig Trennen, Konzentrieren wenigstens eines Teils des durch die Vorrichtung zum fest-flüssig Trennen getrennten Schlamms durch eine Konzentrationsvorrichtung und Verschicken des konzentrierten Schlamms zu einem Lösetank. Folglich kann die Menge des behandelten Schlamms, die an den Lösetank verschickt wird, verringert werden. Daher kann die Größe des Lösetanks reduziert werden. Insbesondere wird der konzentrierte Schlamm an den Lösetank verschickt, so dass die Nährstoffbedingungen, die zum Wachstum thermophiler Bakterien geeignet sind, erhalten werden können. Daher kann unter Verwendung thermophiler Bakterien im Lösetank durch Durchführen einer Lösebehandlung ein hohes Löseverhältnis erhalten werden kann.
Der fest-flüssig getrennte Schlamm wird konzentriert und anschließend in die Vorrichtung zur biologischen Behandlung zurückgeführt. Folglich wird die Menge der zur Vorrichtung zur biologischen Behandlung rückgeführten Mikroorganismen erhöht. Somit kann die Menge der Mikroorganismen in der Vorrichtung zur biologischen Behandlung bei einer hohen Konzentration gehalten werden, so dass das organische Material vollständig durch die Mikroorganismen oxidativ zersetzt wird. Als Ergebnis hiervon wird die Schlammbeladung reduziert, wodurch die Qualität des behandelten Wassers verbessert werden kann.
Darüber hinaus wird die Lösebehandlung des Schlamms durch Wärme und unter Bedingungen durchgeführt, so dass ein Schlamm-lösendes Enzym erzeugt wird und von den Mikroorganismen abgeschieden wird und die Lösereaktion durch das Enzym gefördert wird. Die Zeit, die zur Lösebehandlung herangezogen wird, wird bezogen auf eine hydraulische Verweilzeit (hierin im Folgenden als "HRT" bezeichnet) des behandelten Schlamms in der Vorrichtung zur Lösebehandlung bestimmt. Folglich ist es möglich eine überflüssige Lösereaktion zu vermeiden. Deshalb kann, sogar dann, wenn die Größe des Lösetanks reduziert wird, die Lösebehandlung gut ausgeführt werden.
1 ist ein Strukturdiagramm, das schematisch eine Vorrichtung zur Behandlung von organischem Abwasser zeigt, wobei die Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Behandlung organischen Abwassers geeignet ist;
2 ist ein Strukturdiagramm, das schematisch eine Vorrichtung zur Behandlung von organischem Abwasser zeigt;
3 ist ein Strukturdiagramm, das schematisch eine Vorrichtung zur Behandlung von organischem Abwasser gemäß dem Stand der Technik zeigt;
4 ist eine graphische Darstellung, die einen Wechsel bakterieller Proteaseerzeugung für eine HRT beim Löseschritt gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 ist eine graphische Darstellung, die einen Wechsel von Proteaseerzeugung durch einen überschüssigen Schlamm für die HRT beim Löseschritt gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 ist eine graphische Darstellung, die einen Wechsel von einem Löseverhältnis des überschüssigen Schlamms für die HRT beim Löseschritt gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 ist ein Strukturdiagramm, das schematisch eine Vorrichtung zur Behandlung von organischem Abwasser zeigt, die zur Durchführung eines Verfahrens zur Behandlung von organischem Abwasser gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geeignet ist;
8 ist ein Strukturdiagramm, das schematisch eine andere Vorrichtung zur Behandlung von organischem Abwasser gemäß dem Stand der Technik zeigt; und
9 ist ein Strukturdiagramm, das schematisch eine weitere Vorrichtung zur Behandlung von organischem Abwasser nach dem Stand der Technik zeigt.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf ein Verfahren zur biologischen Behandlung von organischem Abwasser gerichtet, umfassend die Schritte:
oxidatives Zersetzen des organischen Abwassers durch Mikroorganismen in einer Vorrichtung zur biologischen Behandlung (3);
fest-flüssig Trennen des der mit Vorrichtung zur biologischen Behandlung behandelten Abwassers in eine behandelte Flüssigkeit und einen Schlamm durch eine Membrantrennvorrichtung (13);
Konzentrieren wenigstens eines Teils des Schlamms bis zu einem Wassergehalt von 90 bis 99% durch eine Konzentrationsvorrichtung (8);
Lösen des konzentrierten Schlamms durch eine physikochemische thermale Zersetzung, die durch Wärme und durch eine Lösereaktion durchgeführt wird, wobei die Lösereaktion durch thermophile Bakterien, bei einer Temperatur von 60 bis 70°C in einem Lösetank (10) durchgeführt wird, wodurch eine gelöste behandelte Flüssigkeit erzeugt wird; und Rückführen der gelösten behandelten Flüssigkeit zu der Vorrichtung zur biologischen Behandlung (3).
Gemäß diesem Verfahren wird wenigstens ein Teil des in der Fest-Flüssig-Trennvorrichtung abgetrennten Schlamms durch die Konzentrationsvorrichtung konzentriert und anschließend in den Lösetank verschickt. Es ist daher möglich, die für das Wachstum der thermophilen Bakterien geeigneten Nährstoffbedingungen sicherzustellen und durch die Erzeugung eines lösenden Enzyms ein hohes Löseverhältnis zu erreichen. Da weiterhin wenigstens ein Teil des Schlamms konzentriert und anschließend an den Lösetank verschickt wird, wird die Menge des an den Lösetank verschickten behandelten Schlamms verringert, so dass die Größe des Lösetanks reduziert werden kann.
Ein Teil des mittels der Fest-Flüssig-Trennvorrichtung abgetrennten Schlamms wird konzentriert und anschließend zu der Vorrichtung zur biologischen Behandlung verschickt. Daher wird die Menge der Mikroorganismen in der Vorrichtung zur biologischen Behandlung erhöht. Folglich kann die Menge der Mikroorganismen in der Vorrichtung zur biologischen Behandlung bei einer hohen Konzentration gehalten werden, und ein organisches Material wird durch die Mikroorganismen vollständig' abgebaut. Daraus ergibt sich, dass die Schlammbeladung vermindert wird, so dass die Qualität des behandelten Wassers in vorteilhafter Weise verbessert werden kann.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf ein Verfahren zur biologischen Behandlung von organischem Abwasser gemäß dem ersten Aspekt gerichtet, umfassend, die Schritte biologisches Behandeln des organischem Abwassers in einer Vorrichtung zur biologischen Behandlung, wobei die Vorrichtung zur biologischen Behandlung eine in einem Tank angeordnete Membrantrenneinrichtung aufweist, Konzentrieren von wenigstens einem Teil des Schlamms in der Vorrichtung zur biologischen Behandlung mittels einer Konzentrationsvorrichtung und Lösen des konzentrierten Schlamms mittels thermophiler Bakterien in einem Lösetank. Gemäß diesem Verfahren werden der zersetzende Abbau des organischen Abwassers und die auf Membrantrennung basierende Fest-Flüssig-Trennung gleichzeitig durchgeführt. Somit kann das Abwasser effizient behandelt werden. Wenigstens ein Teil des Schlamms in der Vorrichtung zur biologischen Behandlung wird durch die Konzentrationsvorrichtung konzentriert und anschließend an den Lösetank verschickt. Daher kann zusätzlich zu diesem Vorteil der im Folgenden beschriebene Vorteil erzielt werden, welcher sich darin zeigt, dass ein hohes Löseverhältnis sichergestellt und die Größe des Lösetanks in der gleichen Weise reduziert werden kann. Insbesondere gibt es bei der Fest-Flüssig-Trennung keine Beeinträchtigung, die durch eine Verschlechterung der Sedimentierungseigenschaften des Schlamms in einem Gravitations-Sedimentationstank verursacht wird. Daher kann die Menge an Biomasse in der Vorrichtung zur biologischen Behandlung leicht auf eine hohe Konzentration eingestellt werden, so dass die Qualität des behandelten Wassers verbessert werden kann.
Der Schlamm wird durch eine Konzentrationsvorrichtung auf einen Wassergehalt von 90 bis 99% konzentriert. Folglich können die Nährstoffbedingungen, die für das Wachstum thermophiler Bakterien geeigneter sind erhalten werden. Daher kann die Lösebehandlung effizienter durchgeführt werden und die Größe des Lösetanks kann noch stärker verringert werden. Auch wenn der Schlamm auf einen Wassergehalt von 90% oder weniger konzentriert wird, können die oben beschriebenen Vorteile nicht weiter verstärkt werden. Im Gegenteil, die Fließeigenschaften werden verschlechtert und für den Fall, dass der Lösetank aerob oder mikroaerob betrieben wird, wird durch Belüftung ein Auftreten von Schaum verursacht.
Vorzugsweise wird die Lösebehandlung durch Wärme und unter Bedingungen durchgeführt, dass ein Schlamm lösendes Enzym erzeugt wird und vom einem Mikroorganismus abschieden wird und die Lösereaktion durch das Enzym gefördert wird und die Zeit, die zur Lösebehandlung herangezogen wird, bezogen auf die HRT (hydraulische Verweilzeit) des behandelten Schlamms in der Vorrichtung zur Lösebehandlung bestimmt wird. Folglich wird die Lösereaktion unter den Bedingungen durchgeführt, unter denen das Löseenzym erzeugt werden kann und die Lösereaktion durchführen kann. Daher kann eine überflüssige Lösereaktion vermieden werden. Daher kann die Größe des Lösetanks reduziert werden und die Lösebehandlung kann vorteilhaft durchgeführt werden.
Vorzugsweise wird die Dauer der Lösebehandlung so ausgewählt, dass sie ±10 Stunden, vorzugsweise ±5 Stunden und am stärksten bevorzugt ±2 Stunden der hydraulischen Verweilzeit einer behandelten Lösung beträgt, bei der die Erzeugung und Abscheidung und/oder Aktivität des Enzyms bei einem Maximum liegt.
Die HRT kann 3 bis 24 Stunden betragen. Folglich kann der Schlamm effizient gelöst werden.
Die Vorrichtung zur biologischen Behandlung von organischem Abwasser umfasst eine Vorrichtung zur biologischen Behandlung zum Behandeln von organischem Abwasser, eine Vorrichtung zur fest-flüssig Trennung zum fest-flüssig Trennen des durch die Vorrichtung zur biologischen Behandlung behandelten Abwassers in behandeltes Wasser und einen Schlamm, eine Konzentrationsvorrichtung zur Konzentrierung von wenigstens einem Teil des verbleibenden Schlamms, einen Lösetank zum Lösen, durch thermophile Bakterien, wobei der Schlamm in der Konzentrationsvorrichtung konzentriert wird, und eine Leitung zum Zurückführen der behandelten, durch den Lösetank gelösten, Flüssigkeit, zur Vorrichtung zur biologischen Behandlung.
Die Vorrichtung zur biologischen Behandlung von organischem Abwasser umfasst vorzugsweise eine Vorrichtung zur biologischen Behandlung mit einer in einem Tank bereitgestellten Membrantrennvorrichtung, einer Konzentrationsvorrichtung zum Konzentrieren wenigstens eines Teils des durch die Vorrichtung zur biologischen Behandlung getrennten Schlamms und einen Lösetank zum Lösen, durch thermophile Bakterien, wobei der Schlamm in der Konzentrationsvorrichtung konzentriert wird. Daher kann die Qualität des behandelten Wassers verbessert werden.
In der vorliegenden Erfindung stellt die Vorrichtung zur fest-flüssig Trennung eine Membrantrennvorrichtung dar. Als Konzentrationsvorrichtung kann Zentrifugalkonzentration, Fließkonzentration, Eindampfkonzentration, Membrankonzentration oder ähnliches eingesetzt werden. Eine Konzentrationsvorrichtung in der Art schwimmender ringförmiger Schichten kann ebenfalls eingesetzt werden.
Die Vorrichtung zur biologischen Behandlung, die in der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, kann sowohl für eine aerobe biologische Behandlung als auch eine anaerobe biologische Behandlung eingesetzt werden.
Es ist bevorzugt, dass der für die aerobe biologische Behandlung verwendete Belüftungstank mit Belüftungsmitteln versehen ist. Die Belüftungsbehandlung wird bei Raumtemperatur vorzugsweise bei einem Luftfluss von 0,1 bis 0,5 vvm in einer solchen Weise durchgeführt, dass der aerobe Zersetzungsabbau ermöglicht wird. Sie kann abhängig von der Beladung auch bei einer höheren Temperatur mit einem größeren Luftfluss durchgeführt werden. Es ist bevorzugt, dass der pH-Wert im Belüftungstank auf pH 5,0 bis 8,0 geregelt wird. Um den aeroben Zersetzungsabbau zu unterstützen, kann dem Belüftungstank ein Mikroorganismus, wie beispielsweise Hefe, und ein Flockungsmittel zur Förderung der Flockenbildung, wie beispielsweise Aluminiumsulfat, polychloriertes Aluminium, Eisenchlorid oder Eisensulfat, zugegeben werden. Die aerobe biologische Behandlung kann mittels anderer Vorrichtungen als dem Belüftungstank, die eine aerobe Behandlung ausführen können, durchgeführt werden. Es ist möglich für die anaerobe biologische Behandlung zur Durchführung einer Durchmischung ein Verfahren zum Zirkulieren einer Lösung in einem Tank zu verwenden, zur Durchführung einer Durchmischung ein Verfahren zum Zirkulieren und Durchperlenlassen eines erzeugten Gases zu verwenden, ein Verfahren unter Verwendung eines Rührers wie beispielsweise einem Rührblatt zu verwenden und ein Verfahren unter Verwendung von Mittel zur Fixierung aktiver Mikroorganismen zu verwenden, d.h. Mittel, die effizient bewirken, dass ein aktiver Mikroorganismus mit dem zu behandelndem Abwasser in Kontakt kommt.
Es ist wünschenswert, dass beispielsweise eine Membran mit einer Pore von 0,1 bis 2,5 μm, vorzugsweise 0,3 bis 0,5 μm, in der im Belüftungstank angeordneten Membrantrennvorrichtung verwendet wird. Darüber hinaus ist eine Membrantrennvorrichtung mit einer oder mehreren Membranmodulstrukturen geeignet. Beispiele für die bevorzugte Membrantrennvorrichtung umfassen Membrantrennvorrichtungen vom Eintauchtyp, die ein von der Yuasa Corporation hergestelltes Filterelement vom T-Typ enthalten. Es ist bevorzugt, dass die Membrantrennvorrichtung eine Struktur aufweist, bei der Mittel zum Waschen unter Verwendung von Druckbeladung durch hydraulischen Druck, Luftdruck oder ähnlichem, Abrieb, Vibration, chemischer Injektion oder ähnlichem in der Membrantrennvorrichtung eingebaut oder darauf angeordnet sind, so dass Substanzen, die nicht durch die Membran hindurchtreten, die Membranoberfläche so wenig wie möglich verstopfen.
Während der Schlamm durch thermophile Bakterien (beispielsweise kann eine Biomasse wie Bacillus stearothermophilous oder dergleichen zugegeben werden) im Löseschritt zersetzt werden kann, kann die Zersetzung in Kombination mit verschiedenen üblicherweise bekannten Verfahren durchgeführt werden, wie beispielsweise Ozonzersetzung, Elektrolyse, thermische alkalische Zersetzung und Enzymzersetzung (beispielsweise werden Protease, Lipase, Glykositase und dergleichen allein oder in Kombination zugegeben).
In der vorliegenden Erfindung stellt einer oder mehrere der im Folgenden beschriebenen Parameter vorzugsweise "die durch Wärme und unter Bedingungen durchgeführte Lösereaktion, unter denen das Schlamm-lösende Enzym erzeugt und von einem Mikroorganismus abgeschieden wird und wobei die Lösereaktion durch das Enzym unterstützt wird" dar:

(1) Temperatur: 60 bis 70°C;
(2) Konzentration des Schlamms: 1000 mg/l oder mehr, vorzugsweise 5000 mg/l, stärker bevorzugt 10000 mg/l oder mehr (= Wassergehalt von 99% oder weniger)
(3) pH: 7 bis 9, vorzugsweise 7,5 bis 8,5;
(4) Umgebung: aerobe oder mikroaerobe Bedingungen; und
(5) Zeit: bestimmt bezogen auf eine HRT des zu behandelnden Schlamms im Lösetank.

Für den Fall, dass der Schlamm kontinuierlich gelöst wird, wird die HRT basierend auf der Menge einer einfließenden Lösung und der effektiven Kapazität eines Reaktors erhalten. Mit anderen Worten kann die HRT (hydraulische Verweilzeit) basierend auf der Gleichung HRT = V/Q (V: Kapazität des Reaktors (m³), Q: Menge der einfließenden Lösung (m³/Stunde)) berechnet werden.
Wenn die Lösereaktion bis zu einem gewünschten Ausmaß erreicht werden kann, ist es offensichtlich, dass das Volumen des Reaktors so reduziert werden kann, wie die HRT verkürzt wird. Unter Berücksichtigung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung, d. h. der Reduzierung der Größe der Apparatur, wird die Lösezeit basierend auf der HRT bestimmt, so dass eine überflüssige Lösebehandlung vermieden werden kann.
Es ist bevorzugt, dass die Erzeugungs- und Abscheidungsmengen des Schlamm-lösenden Enzyms überwacht werden, um eine HRT auszuwählen, bei der die Erzeugungs- und Abscheidungsmengen optimiert werden. Wenn die HRT so festgesetzt ist, kann die durch das erzeugte und abgeschiedene, Schlamm-lösende Enzym durchgeführte Reaktion effektiv genutzt werden. Üblicherweise ist es bevorzugt, wenn die HRT auf 3 bis 24 Stunden festgesetzt wird.
Beispiele
Beispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend beschrieben.
1. Effekt der Schlammkonzentration
(1) Vergleichsbeispiel 1
1 ist ein Strukturdiagramm, das schematisch eine Vorrichtung zur Behandlung von organischem Abwasser zeigt.
Wie in 1 gezeigt, wird das im Reservoir für organisches Abwasser 1 gelagerte ursprüngliche Abwasser A durch die Leitung 2 in den Tank zur biologischen Behandlung 3 eingeführt. Das ursprüngliche Abwasser A, das organisches Abwasser ist, wird im Tank zur biologischen Behandlung 3 einer aeroben biologischen Behandlung unterzogen. Die aerobe biologische Behandlung bewirkt, dass organisches Material durch biologische Oxidation in anorganisches Material, wie beispielsweise Kohlendioxid oder Wasser, zerlegt wird. Der verwendete aerobe Mikroorganismus ist ein gram-negativer oder gram-positiver Bacillus, wie beispielsweise die Pseudomonas-Arten und die Bacillus-Arten, die in aktivierten Schlammverfahren zur Abwasserbehandlung verwendet wurden. Diese Beimpfungsbakterien werden von einer üblichen Abwasserbehandlungsanlage erhalten. In diesem Fall wird der Vorgang so durchgeführt, dass die Temperatur des Tanks zur biologischen Behandlung 3 auf einen Bereich von 10 bis 50°C, üblicherweise 20 bis 30°C, gesetzt wird. Um die Behandlung effizienter durchzuführen, wird eine hohe Temperatur bevorzugt. Beispielsweise sollte für den Fall, dass mesophile Bakterien verwendet werden, die aus dem überschüssigen Schlamm von Abwasser abgetrennt wurden, der Betriebsschritt bei einer Temperatur von 35 bis 45°C durchgeführt werden. Auf jeden Fall sollte der Vorgang unter Auswahl einer optimalen Temperaturbedingung aus dem oben angegebenen Temperaturbereich durchgeführt werden, so dass der Mikroorganismus die oxidative Zersetzung effizient und vollständig ausführen kann. In diesem Fall kann der Tank zur biologischen Behandlung vom diskontinuierlichen oder kontinuierlichen Typ sein.
Danach wird im Tank zur biologischen Behandlung 3 behandeltes Wasser B durch die Leitung 4 in den Fällungstank 5 eingeführt, der als Fest-Flüssig-Trennvorrichtung wirkt und darin fest-flüssig getrennt. Die durch die Fest-Flüssig-Trennung erhaltene, überstehende Lösung C wird, falls nötig, einer dritten Behandlung unterzogen, wie beispielsweise einer Denitrifizierung oder einer Ozonbehandlung gemäß den Bestimmungen der Ablagerungsstätte. Die so behandelte Lösung wird wieder verwendet oder nutzbar gemacht.
Andererseits wird ein Teil des im Fällungstank 5 abgetrennten Schlamms D durch die Leitung 6 in den Tank zur biologischen Behandlung 3 eingeführt. Die Menge des durch die Leitung 6 verschickten Schlamms wird durch das Ausmaß der Zurückbehaltung von Mikroorganismen im Tank zur biologischen Behandlung 3 bestimmt.
Weiterhin wird im Fällungstank 5 abgetrennter, überschüssiger Schlamm E durch die Leitung 7 in den Konzentrationstank 8 eingeführt. In Abhängigkeit von den Umständen kann ein Teil des restlichen, im Fällungstank 5 abgetrennten Schlamms E aus einem System herausgezogen werden. Der Konzentrationstank 8 konzentriert den Schlamm durch Schwerkraft-Sedimentierung. Als Konzentrationsverfahren kann auch ein Verfahren eingesetzt werden, welches Fließkonzentrierung, Abdampfkonzentrierung, Membrankonzentrierung, Zugabe eines Flockungsmittels oder Zentrifugalkraft verwendet. Wie oben beschrieben ist es bevorzugt, dass der Schlamm konzentriert wird, so dass er einen Wassergehalt von 99% oder weniger aufweist (eine Schlammkonzentration von 1% oder mehr). Die nach der Konzentrierung erhaltene Lösung wird durch die Leitung 9 in den Lösetank 10 eingeführt. Der Lösetank 10 löst bei einer hohen Temperatur einen organischen Schlamm anaerob oder aerob. In diesem Fall werden beispielsweise Beimpfungsbakterien (d. h. thermophile Bakterien) eines anaeroben oder eines aeroben Mikroorganismus, die bei einer hohen Temperatur verwendet werden, durch Inkubierung des Mikroorganismus in einem anaeroben oder aeroben Zersetzungstank gemäß dem Stand der Technik erhalten. Während der Vorgang so durchgeführt wird, dass die optimale Temperatur des Lösetanks 10 50 bis 90°C beträgt, wird die optimale Temperatur in Abhängigkeit vom Typ der thermophilen Bakterien zur Zersetzung eines organischen Feststoffs, der im bei einer hohen Temperatur zu behandelndem Schlamm enthalten ist, variiert. Beispielsweise sollte, im Fall von thermophilen Bakterien, die aus einem überschüssigen Schlamm einer Abwasserbehandlungsanlage abgetrennt worden sind, der Betriebsschritt bei einer hohen Temperatur von 55 bis 75°C vorzugsweise bei etwa 65°C in solch einer Weise durchgeführt werden, dass die durch den Mikroorganismus (thermophile Bakterien) auszuführende Lösereaktion und die durch Wärme auszuführende physikalisch-chemische, thermische Zersetzung effizient gleichzeitig und vollständig durchgeführt werden können. In jedem Fall ist es bevorzugt, dass die Temperatur in Abhängigkeit von der Art der Mikroorganismen so in einem Bereich von 50 bis 90°C festgesetzt wird, dass die durch den Mikroorganismus (thermophile Bakterien) auszuführende Lösereaktion und die durch Wärme auszuführende physikalisch-chemische, thermische Zersetzung effizient gleichzeitig und vollständig durchgeführt werden kann.
Weiterhin kann eine Vorrichtung zur Zersetzung durch aerobe Mikroorganismen im Lösetank 10 mit einem Diffusor nach dem Stand der Technik ausgerüstet sein, und eine Vorrichtung zur Zersetzung durch anaerobe Mikroorganismen kann ein Verfahren zur Zirkulation einer Lösung in einem Tank zum Mischen, ein Verfahren zum Zirkulieren und Hindurchperlen eines erzeugten Gases zum Mischen, ein Verfahren mit einem Rührwerk, wie einem Rührblatt, sowie ein Verfahren unter Verwendung von Mitteln zur Fixierung aktiver Mikroorganismen verwenden, d.h. Mittel, die effizient bewirken, dass ein aktiver Mikroorganismus mit dem zu behandelndem Abwasser in Kontakt kommt.
Somit wird die im Lösetank 10 gelöste behandelte Lösung F durch die Leitung 11 in den Tank zur biologischen Behandlung 3 eingeführt, so dass die aerobe biologische Behandlung dort durchgeführt wird. Danach wird der oben beschriebene Behandlungszyklus wiederholt.
(2) Vergleichsbeispiel 2
2 ist ein Strukturdiagramm, das schematisch eine Vorrichtung zur Behandlung von organischem Abwasser zeigt. Die in 2 gezeigte Vorrichtung unterscheidet sich von der in 1 gezeigten Vorrichtung dadurch, dass keine Leitung 6 vorhanden ist, der gesamte im Fällungstank 5 abgetrennte Schlamm in den Konzentrationstank 8 eingeführt wird, ein Teil des Schlamms, der im Konzentrationstank 8 konzentriert wurde, um einen Wassergehalt von 99% oder weniger (eine Schlammkonzentration von 1% oder mehr) aufzuweisen, durch die Leitung 12 in den Tank zur biologischen Behandlung 3 eingeführt wird, ein restlicher Schlamm in den Lösetank 10 eingeführt wird und durch thermophile Bakterien gelöst wird, die gelöste Lösung durch die Leitung 11 in den Tank zur biologischen Behandlung 3 eingeführt wird, und eine aerobe biologische Behandlung des konzentrierten Schlamms und der gelösten Lösung im Tank zur biologischen Behandlung 3 durchgeführt wird. Danach wird der oben beschriebene Behandlungszyklus wiederholt. Ein Teil des im Konzentrationstank 8 konzentrierten Schlamms kann aus einem System herausgezogen werden.
Es wurde ein Tank mit Winkeln als Tank zur biologischen Behandlung verwendet, der aus transparentem Polyvinylchloridharz hergestellt war und ein effektives Volumen von 40 Litern mit einer Querschnittsfläche von 800 cm² und einer Höhe von 60 cm aufwies, und der Tank zur biologischen Behandlung wurde mit einem Luftfluss von 0,3 vvm belüftet, ein Tank mit Winkeln vom niedrigen Pyramidentyp wurde als Fällungstank verwendet, der aus einem transparenten Polyvinylchloridharz hergestellt war und ein effektives Volumen von 10 Litern mit einer Querschnittsfläche von 400 cm² und einer Höhe von 40 cm aufwies, ein zylindrischer Tank vom niedrigen Konustyp wurde als Konzentrationstank verwendet, der aus einem transparenten Polyvinylchloridharz hergestellt war und ein effektives Volumen von 2 Litern mit einem Innendurchmesser von 10 cm und einer Höhe von 40 cm aufwies; ein Glaszylinder wurde als Lösetank verwendet, der ein effektives Volumen von 2 Litern mit einem Innendurchmesser von 13 cm und einer Höhe von 25 cm aufwies, und der Lösetank wurde mit einem Luftfluss von 0,5 vvm belüftet; organisches Abwasser (ursprüngliches Abwasser) mit den Eigenschaften von Pepton : Glucose : Hefeextrakt = 4 : 4 : 1 wurde verwendet, und die in 1 gezeigte Vorrichtung wurde betrieben, indem die Menge des in die Leitung 6 fließenden Schlamms mit einer Beladung von 0,4 kg BOD/m³/Tag derart reguliert wurde, dass der Tank zur biologischen Behandlung 3 eine Schlammkonzentration von 3000 mg/Liter aufwies. Die in 2 gezeigte Vorrichtung wurde so betrieben, dass die Menge des Schlamms derart reguliert wurde, dass die Menge des in die Leitung 12 einfließenden Schlamms gleich der Menge des in die in 1 gezeigte Leitung 6 fließenden Schlamms war. 1 vvm bedeutet, "1 Liter Luftvolumen/1 Liter Reaktorvolumen/min". Während in dem oben genannten Beispiel der Fällungstank für die Fest-Flüssig-Trennung verwendet wurde, ist es selbstverständlich, dass beispielsweise eine Vorrichtung wie sie für übliche Fest-Flüssig-Trennung verwendet wird, wie beispielsweise eine Membrantrenneinrichtung, eingesetzt werden kann.
(3) Vergleichsbeispiel 3
Zum Vergleich wurde, wie in 3 gezeigt, eine Vorrichtung zur Behandlung von organischem Abwasser, bei welcher von der in 1 gezeigten Vorrichtung der Konzentrationstank 8 entfernt wurde, unter Verwendung des oben genannten organischen Abwassers mit dem oben genannten Luftfluss und der oben genannten BOD Beladung betrieben, und die durch die Leitung 6 fließende Menge eines Schlamms wurde so reguliert, dass der Tank zur biologischen Behandlung 3 eine Schlammkonzentration von etwa 3000 mg/Liter aufwies.
Als Folge davon wurden die in der folgenden Tabelle 1 aufgelisteten Ergebnisse erzielt.

BOD:: Biochemischer Sauerstoffbedarf
S-TOC:: Gesamtlöslicher, organischer Kohlenstoff
SS:: Suspendierter Feststoff

Tabelle 1
Aus Tabelle 1 ergeben sich die folgenden Beziehungen.

(1) Gemäß Vergleichsbeispiel 1 wird der im Konzentrationstank konzentrierte Schlamm in den Lösetank eingeführt. Daher kann die Menge des im Lösetank zu behandelnden Schlamms stärker als im Vergleichsbeispiel vermindert werden. Folglich kann die Größe des Lösetanks reduziert werden.
(2) Gemäß Vergleichsbeispiel 2 wird der gesamte im Fällungstank abgetrennte Schlamm in den Konzentrationstank eingeführt. Daher kann, zusätzlich zu dem Vorteil, dass die Größe des Lösetanks in dem selben Maße wie in Beispiel 1 reduziert werden kann, die Qualität des behandelten Wassers verbessert werden, da die Konzentration des Schlamms im Tank zur biologischen Behandlung erhöht wird, das heißt, dass die Menge der Mikroorganismen im Tank zur biologischen Behandlung erhöht wird.
(3) Gemäß Vergleichsbeispiel 3 wird eine große Menge des Schlamms im Lösetank behandelt. Außerdem ist die Qualität des behandelten Wassers am schlechtesten.

2. Spezifizierung der Behandlungszeit für die Lösereaktion
(4) Beispiel 3: Effekt der Verweilzeit auf die Enzymproduktion durch Mikroorganismen
Ein Hefe-Pepton-Medium (hergestellt von DIFCO Co., Ltd. (4 g Hefeextrakt, 8 g Pepton und 1 Liter Wasser, pH 6,8) wurde in ein Reaktionsgefäß aus Glas gegeben, und Bacillus stearothermophilus SPT 2-1 [FERM P-15395], der aus dem überschüssigen Schlamm einer Abwasserbehandlungsanlage erhalten und präinkubiert worden ist, wurde bei einer Temperatur von 65°C aufgezogen und unter Schütteln inkubiert. Zuerst wurde eine HRT von 36 Stunden festgesetzt, während kontinuierlich Inkubationslösung zugegeben wurde. Zur Verkürzung der HRT auf eine vorbestimmte Zeit bei einer Menge eines konstant gehaltenen, einzuführenden organischen Materials wurde für die Inkubation eine geeignete Menge an Wasser zur Verdünnung zugegeben. Eine überstehende Lösung wurde zu jeder Verweilzeit als Probe entnommen, und jede Proteaseaktivität wurde wie folgt bestimmt. Im Einzelnen wurde eine Äquivalentprobe zu 0,7 ml einer Lösung (5 mg/ml) zugegeben, wobei die Lösung durch Suspendieren von Azocoal in einer Phosphorsäurepufferlösung mit einem pH-Wert von 7,0 erhalten wurde (Handelsname, hergestellt von Sigma Co., Ltd.), wobei das Azocoal als Substrat für einen nicht-spezifischen Proteasetest wirkt. Die Mischung wurde 30 Minuten lang bei einer Temperatur von 70°C inkubiert. Nachdem die Reaktion abgeschlossen war, wurde die Absorption bei 520 nm gemessen. Wenn unter Verwendung von 30 μg/ml Trypsin (etwa 400 BAEE U/mg, hergestellt von Wako Junyaku Co., Ltd.) in der Phosphorsäurepufferlösung (pH 7,0) als Probe eine ähnliche Messung durchgeführt wurde, wurde bei 520 nm eine Absorption von 1,0 erhalten.
Das erhaltene Ergebnis ist in 4 gezeigt. Es wurde herausgefunden, dass die Enzymaktivität bei einer HRT von 12 Stunden einen Spitzenwert erreichte und anschließend vor einer HRT von 20 Stunden auf ein niedriges Niveau erniedrigt wurde. Es wurde somit offensichtlich, dass die für den Stamm zur Enzymproduktion unter diesen Umständen geeignete HRT etwa 12 Stunden beträgt.
(5) Beispiel 4: Effekt der Enzymproduktion durch überschüssigen Schlamm auf die Verweilzeit
Nachdem Bacillus stearothermophilus SPT 2-1 (FERM P-15395], der aus dem überschüssigen Schlamm einer Abwasserbehandlungsanlage gewonnen und präinkubiert worden war, aufgezogen worden war, wurde aus der Abwasserbehandlungsanlage gewonnener überschüssiger Schlamm, der einen organischen Feststoffgehalt (vss: flüchtige, suspendierte Feststoffe) von 3 Gewichts-% aufwies, in einen aus Glas hergestellten Gefäßfermenter mit einem effektiven Volumen von 5 Litern gegeben und bei einer Temperatur von 65°C mit einem Luftfluss von 0,3 vvm und einer Rührgeschwindigkeit von 300 Upm behandelt. Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3 wurde zuerst eine HRT von 36 Stunden festgesetzt, Wasser wurde zur Verdünnung in geeigneter Weise injiziert, um eine vorbestimmte HRT festzusetzen, und Proteaseaktivität wurde nach jeder HRT gemessen. Der überschüssige Schlamm der Abwasserbehandlungsanlage wurde durch Ausfällen und Abtrennen des Schlamms in einem endständigen Fällungstank erhalten und es wurde weiterhin bewirkt, dass der abgeschiedene Schlamm einer Fließkonzentrierung unterworfen wurde.
Das erhaltene Ergebnis ist in 5 gezeigt. Es wurde herausgefunden, dass die Enzymaktivität bei einer HRT von 15 bis 20 Stunden eine Spitze erreichte und anschließend vor einer HRT von 25 Stunden auf ein niedrigeres Niveau reduziert wurde. Es wurde somit offensichtlich, dass die geeignete HRT zur Enzymproduktion unter diesen Umständen etwa 20 Stunden beträgt.
(6) Beispiel 5: Effekt des Löseverhältnis von überschüssigem Schlamm auf die Verweilzeit
Überschüssiger Schlamm wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 behandelt, zur Messung eines organischen Feststoff-(vss) gehalts wurde bei jeder HRT eine Löseprobe genommen und ein Löseverhältnis (%) wurde bezogen auf den vor der Behandlung erhaltenen vss-Gehalt für jede Zeit gemessen. Der vss-Gehalt wurde in Übereinstimmung mit JISK0102 gemessen.
Das erhaltene Ergebnis ist in 6 gezeigt. Es wird aus 6 offensichtlich, dass das Löseverhältnis bei einer HRT von etwa 15 bis 20 Stunden maximal ist, und dass ein Anstieg des Löseverhältnisses, der durch Erwärmen verursacht zu sein scheint, bei einer HRT von 3 bis 9 Stunden detektiert werden kann.
Entsprechend den Ergebnissen aus den Beispielen 4 und 5 wurde das im Folgenden Beschriebene vorgeschlagen. Insbesondere für des Fall, dass 3 Gew.-% des aus der Abwasserbehandlungsanlage erhaltenen überschüssigen Schlamms unter zur Enzymerzeugung geeigneten Bedingungen gelöst werden, ist es bevorzugt, die Proteaseaktivität zu überwachen, um eine HRT auszuwählen, zu welcher die Proteaseaktivität einen Spitzenwert erreicht. Für diesen Fall wurde herausgefunden, dass die Lösereaktion effizient bei einer HRT von 3 bis 24 Stunden durchgeführt werden kann, da die Wirkungen von Wärme und Enzym einen Spitzenwert erreichen.
3. Mittels einen Tanks zur biologischen Behandlung mit Membranabtrennvorrichtung durchgeführte Abwasserbehandlung
(7) Beispiel 6
In Beispiel 6 wurde die Leitung 6 aus der in 1 gezeigten Anlage entfernt, die gleichen Tanks wie der Konzentrationstank 8 und der Lösetank 10 wie in 1 verwendet, und der Tank zur biologischen Behandlung 3, ausgestattet mit einer Membrantrennvorrichtung vom Eintauchtyp (hergestellt von der Yuasa Corporation, ein Filterelement vom T-Typ) 13, wurde anstelle des Tanks zur biologischen Behandlung 3 und des Fällungstanks 5 verwendet. 7 zeigt schematisch die Struktur einer Vorrichtung zur Behandlung von organischem Abwasser gemäß Beispiel 6. Die Vorrichtung wurde unter Verwendung des oben genannten Abwassers mit dem oben genannten Luftfluss und der oben genannten BOD Beladung und Regulieren der Menge des Schlammflusses in die Leitung 7 so betrieben, dass der Tank zur biologischen Behandlung 3 eine Schlammkonzentration von etwa 12000 mg/Liter aufwies.
(8) Vergleichsbeispiel
Zum Vergleich wurde die in 3 gezeigte Vorrichtung zur Behandlung von organischem Abwasser unter Verwendung des oben genannten Abwassers mit dem oben genannten Luftfluss und der oben genannten BOD Beladung durch Regulierung der Menge eines durch die Leitung 6 fließenden Schlamms so betrieben, dass der Tank zur biologischen Behandlung 3 eine Schlammkonzentration von etwa 3000 mg/Liter aufwies. Als Folge davon wurden die in der folgenden Tabelle 2 aufgeführten Ergebnisse erhalten. Tabelle 2

(1) Gemäß Beispiel 6 wird der gesamte, im Tank zur biologischen Behandlung abgetrennte Schlamm in den Konzentrationstank eingeführt. Daher kann, zusätzlich zu dem Vorteil, dass die Größe des Lösetanks reduziert werden kann, die Qualität des behandelten Wassers verbessert werden, da die Konzentration des Schlamms im Tank zur biologischen Behandlung erhöht ist, das heißt, dass die Menge der Mikroorganismen im Tank zur biologischen Behandlung erhöht ist.
(2) Gemäß dem Vergleichsbeispiel wird eine große Menge des Schlamms im Lösetank behandelt. Zusätzlich ist die Qualität des behandelten Wassers gering.

Da die vorliegende Erfindung den oben genannten Aufbau aufweist, können die folgenden Vorteile erhalten werden.
Der konzentrierte Schlamm wird zum Lösetank verschickt. Daher weist der Lösetank für das Wachstum von thermophilen Bakterien geeignete Nährstoffbedingungen auf, und das Löseenzym wird ebenfalls produziert. Daher kann ein hohes Löseverhältnis erzielt werden. Da die Menge des im Lösetank zu behandelnden Schlamms reduziert werden kann, kann die Größe des Lösetanks reduziert werden.
Abwasser kann effizient behandelt werden, da die abbauende Zersetzung des organischen Abwassers und die auf Membrantrennung basierende Fest-Flüssig-Trennung gleichzeitig durchgeführt werden. Ferner tritt keine durch die Verschlechterung der Sedimentationseigenschaften des Schlamms verursachte Behinderung der Fest-Flüssig-Trennung im Schwerkraft-Fällungstank auf. Daher kann die Menge der biologischen Rückhaltung in der Vorrichtung zur biologischen Behandlung bei einer hohen Konzentration gehalten werden, Als Folge davon kann die Qualität des behandelten Wassers verbessert werden.
Der Lösetank ist unter den Nährstoffbedingungen für das Wachstum von thermophilen Bakterien geeigneter. Folglich kann die Lösebehandlung effizienter durchgeführt und die Größe des Lösetanks nochmals reduziert werden.
Eine überflüssige Lösereaktion kann vermieden werden. Daher kann die Größe des Lösetanks reduziert werden und die Lösereaktion kann gut durchgeführt werden.
Auch wenn die vorliegende Erfindung mittels Beispielen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen vollständig beschrieben worden ist, ist es selbstverständlich, dass verschiedene Veränderungen und Modifizierungen für den Fachmann offensichtlich sind. Daher sollten, sofern derartige Veränderungen und Modifizierungen nicht auf andere Weise vom Bereich der Erfindung abweichen, sie so aufgefasst werden, dass sie hierin umfasst sind.

Claims

Verfahren zur biologischen Behandlung von organischem Abwasser, umfassend die Schritte: oxidatives Zersetzen des organischen Abwassers durch Mikroorganismen in einer Vorrichtung zur biologischen Behandlung (3); fest-flüssig Trennen des der mit Vorrichtung zur biologischen Behandlung behandelten Abwassers in eine behandelte Flüssigkeit und einen Schlamm durch eine Membrantrennvorrichtung (13); Konzentrieren wenigstens eines Teils des Schlamms bis zu einem Wassergehalt von 90 bis 99% durch eine Konzentrationsvorrichtung (8); Lösen des konzentrierten Schlamms durch eine physikochemische thermale Zersetzung, die durch Wärme und durch eine Lösereaktion durchgeführt wird, wobei die Lösereaktion durch thermophile Bakterien bei einer Temperatur von 60 bis 70°C in einem Lösetank (10) durchgeführt wird, wodurch eine gelöste behandelte Flüssigkeit erzeugt wird; und Rückführen der gelösten behandelten Flüssigkeit zu der Vorrichtung zur biologischen Behandlung (3).
Verfahren zur biologischen Behandlung von organischem Abwasser gemäß Anspruch 1, wobei die Membrantrennvorrichtung (13) in der Vorrichtung zur biologischen Behandlung (3) bereitgestellt wird.
Verfahren zur biologischen Behandlung von organischem Abwasser gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Löslichmachen im Lösetank (10) unter anaeroben Bedingungen durchgeführt wird.