DD148946A1

DD148946A1 - Verfahren zur biochemischen behandlung fluessiger abstoffe aus der industriellen tierproduktion

Info

Publication number: DD148946A1
Application number: DD21047179A
Authority: DD
Inventors: Erhard Kurze; Werner Slowinski; Dieter Glotz; Kurt Halle; Joachim Hackenberger
Original assignee: Erhard Kurze; Werner Slowinski; Dieter Glotz; Kurt Halle; Joachim Hackenberger
Priority date: 1979-01-15
Filing date: 1979-01-15
Publication date: 1981-06-17

Abstract

Verfahren zur biochemischen Behandlung fluessiger Abstoffe aus der industriellen Tierproduktion und anderer konzentrierter stickstoffhaltiger Abwaesser, wobei die Abstoffe in schadlose und/oder landwirtschaftlich nutzbare Endprodukte aufbereitet werden. Ziel der Erfindung ist es, bei konzentrierten Viehanlagen die Umwelt- und Gewaesserbeeinflussung und den oekonomischen Aufwand fuer die Behandlung der Abstoffe zu verringern. Erfindungsgemaesz erfolgt die mikrobielle N-Eliminierung in zwei Verfahrensstufen, wobei die erste Behandlungsstufe zum Abbau der in den tierischen Abprodukten 2 enthaltenen ueberwiegend geloesten organischen Inhaltsstoffe und die zweite Behandlungsstufe in Form einer zweiten Denitrifikation als Vorbehandlung der tierischen Abstoffe oder zur Nachbehandlung des Ueberschuszschlammes 11 und 14 verwendet ist. Die Zeichnung Fig.2 zeigt ein erfindungsgemaeszes Verfahrensschema. Dabei bedeuten die Bezugszeichen: 1 Stall, 2 tierische Abprodukte, 3 Feststoffabscheidung, 4 Speicherbehaelter, 5 Nitrifikationsstufe, 6 Kreislaufwasser, 8 und 13 Nachklaerung, 9 erste Denitrifikationsstufe, 10 Belebungsstufe, 11 und 14 Ueberschuszschlamm, 7 und 12 Ruecklaufschlamm, 15 NO&ind3!-haltiger Ablauf und 16 aerobe Stabilisierung.

Description

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Titel der Erfindung

Verfahren zur "biochemischen Behandlung flüssiger Abstoffe aus der industriellen Tierproduktion

Anwendungsgebiet der Erfindung

Biochemische Behandlung flüssiger Abatoffe aus der industriellen Tierproduktion und anderer konzentrierter stickstoffhaltiger Abwässer, wobei die Abatoffe in schadlose und/oder landwirtschaftlich nutzbare Endprodukte aufbereitet werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Nach der bisherigen Verfahrens- und Konstruktionsweise muß bei der Behandlung konzentrierter stickstoffhaltiger Abwässer dem biochemischen Substratabbau (biologische Stufe) vielfach eine Stickstoffeliminierung nachgeschaltet werden, Diese N-Sliminierung erfolgt im allgemeinen als mikrobieller Prozeß in zwei Verfahrensstufen. In der ersten Verfahrensatufe werden die im Abwasser enthaltenen N-Verbindungen zu Nitrat oxidiert (Nitrifikation), Der bei diesem Prozeß entstehende Nitratsaueratoff dient in einer anschließenden Verfahrensstufe (Denitrifikation) als O^-Quelle zum Abbau organischer Substrate, wobei molekularer Stickstoff in die Atmosphäre entweicht.

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Besitzt das zu behandelnde Abwasser ein geringes C-N-Verhältnis, dies trifft insbesondere auf alle Abstoffe der industriellen Tierproduktion zu, dann wird im allgemeinen die Denitrifikation der biologischen Stufe und der Nitrifikation vorgeschaltet.

Bei dieser Verfahrensweise wird ein vom geforderten Wirkungsgrad der Stickstoffbeseitigung bestimmter Anteil des nitrifizierten Abwassers und Bioschlamm als Kreislauf in die Denitrifikationsstufe zurückgeführt.

Ökonomische und verfahrenstechnische Gründe begrenzen diese Kreislaufmenge und damit den Wirkungsgrad der N-Beseitigung. Aus diesem Grunde werden dem Verfahren zur weiteren N-EIi-BLinierung des nicht im Kreislauf geführten Anteile* an Nothalt igem Abwasser eine oder mehrere Behandlungsstufen (Endbehandlung) in Form von Algenteichen und Bodenbehand-• lungsstufen nachgeschaltet· In Einzelfällen wurde auch eine zweite Denitrifikationsstufe zur weiteren N-Eliminierung unter Nutzung der im Abwasser verbliebenen organischen Inhaltsstoffe als C-Quelle einbezogen. Bei dieser Variante wurde auf getrennte Schlammkreisläufe verzichtet und der für die Aufrechterhaltung des Substratabbaues und der N-Eliminierung erforderliche Rücklaufschlamm aus der gemeinsamen Nachklärung entnommen und in den Zulauf der Anlage eingeleitet. Bei diesem Verfahren bestimmt das im Abwasser enthaltene organische Substrat die Denitrifikationsrate. Dadurch wird im Prinzip der gleiche Denitrifikationseffekt erreicht, wie bei einem einstufigen Verfahren, bei dem die Denitrifikation der Nitrifikation nachgeschaltet und der Denitrifikation das gesamte organische Substrat des Abwassers zugeführt ist. Die Auftrennung der Denitrifikation in zwei Stufen dient bei dem genannten Verfahren dem Zweck, daß in der ersten Denitrifikationsstufe die organischen Inhaltsstoffe des Abwassers bis auf die für die Nitrifikation zuträgliche Konzentration reduziert werden. Damit wird das bei der mikrobiellen N-Sliminierung übliche Belebungsbecken ersetzt.

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Der im Gesamtprozeß anfallende Überschußschlamm wird einer landwirtschaftlichen Verwertung oder bei fehlenden Verwertungsflächen einer aeroben Stabilisierung unter Einsatz von Luftsauerstoff oder auch einer anaeroben Faulung zugeführt· Bei diesen Verfahren ergeben sich folgende Nachteile:

Algenteiche und/oder Bodenbehandlungsstufen erfordern einen hohen Flächenbedarf und damit erhebliche Investitionskosten. Während des Winterhalbjahres versagen diese Verfahren bei tiefen Temperaturen, Frost- oder Eisbildung, so daß diese Witterungsperiode nur mit Hilfe großer Speicher überbrückt werden kann.

Die Betriebsweise der Algenteiche ist mit Schwierigkeiten verbunden. Es ergeben sich insbesondere bei der Beseitigung der-gebildeten Algenmasse Probleme. Unterbleibt eine Beseitigung, dann besteht die Gefahr, daß die abgestorbene Algenmasse unter Freisetzung eines erheblichen Teiles des inkorporierten Stickstoffes biochemisch abgebaut wird. Bei fehlenden Verwertungsflächen wird zur Schlammbehandlung eine besondere Aufbereitungsstufe erforderlich, die bei aeroben Verfahren mit einem hohen Faulraumbedarf verbunden ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, bei konzentrierten Viehanlagen die Umwelt- und Gewässerbeeinflussung und den ökonomischen Aufwand für die Behandlung der Abstoffe zu verringern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine besondere Verfahrenskombination die Effektivität der biochemischen Behandlung konzentrierter stickstoffhaltiger Abwasser

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zu. erhöhen und gleichzeitig den zur Endbehandlung erforderlichen Aufwand zu verringern,

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die mikrobielle N-Eliciinierung in zwei Behandlungsstufen erfolgt, wobei die erste Behändlungsstufe zum Abbau der in den tierischen Abprodukten enthaltenen überwiegend gelösten organischen Inhaltsstoffen und die zweite Behandlungsstufe in Form einer zweiten Denitrifikation als Vorbehandlung der tierischen Abstoffe oder zur Nachbehandlung des Überschußachlammes verwendet ist·

Die erste Behandlungsstufe weist dabei in der Reihenfolge die Verfah'rensschritte Speicherbehälter, Denitrifikationsstufe, Eelebungsstufe, erste Nachklärung, Nitrifikationsstufe, zweite Nachklärung und eine Rückführung von NO-,-haltigem Kreislaufwasser aus der zweiten Nachklärung in die erste Denitrifikationsstufe auf

In der zweiten Be hand lungs stufe ist ΝΟ-,-haltiger Ablauf wahlweise zum biochemischen Abbau der tierischen Abstoffe im Stall und/oder zur aeroben Stabilisierung des gesamten Überschußschlammes verwendet, wobei die Menge des Kreislaufwassers vom ΝΟ-,-Bedarf der zweiten Denitrifikationsstufe bestimmt ist· Nach weiteren Merkmalen der Erfindung

Ho erfolgt die Stabilisierung des Überschußschlammes in kleinen Algenteichen und/oder in gesonderten Behältern mit und ohne Nachklärung. Die stabilisierten Feststoffe des Überschußschlammes können als Trägersubstanz zur Zucht von Edelpilzen verwendet sein.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

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Figur 1 das erfindungsgemäße Verfahrensschema ι wobei als

zweite Behändlungsstufe eine Vorbehandlung der 12o tierischen Abstoffe erfolgt,

Figur 2 das erfindungsgemäße Verfahrensschema, wobei als zweite Behändlungsstufe eine Nachbehandlung des Überschußschlammes erfolgt.

Entsprechend den Figuren 1 und 2 werden aus dem Stall 1 die tierischen Abprodukte 2 über eine üblicherweise vorgesehene Feststoffabscheidung 3 in einen Speicherbehälter geleitet· Aus dem Speicherbehälter 4 gelangen die tierischen Abprodukte 2 zusammen mit dem aus der Nitrifikationsstufe zurückgeführten NO^-haltigen Kreislaufwasser 6 und dem

13o Rückflußschlamm 7 der ersten Nachklärung 8 in die erste Denitrifikationsstufe 9. Dabei bilden die organischen Inhaltsstoffe der tierischen Abprodukte 2 den Η-Donator und die C-Quelle für den Denitrifikationsprozeß. In einer anschließenden Belebung3stufe 1o erfolgt der weitere Restabbau der organischen Substrate. Daran schließt sich die erste Nachklärung 8 zur Schlammabscheidung an, wobei ein Teil des abgeschiedenen Schlammes als Rücklaufschlamm 7 zur Erhaltung des mikrobiellen Prozesses in die erste Denitrifikationsstufe 9 und der verbleibende Überschußschlamm

14o der Vieiterbehandlung zugeführt wird. In der folgenden Nitrifikationsstufe 5 wird unter Zuführung von Rücklaufschlamm der zweiten Nachklärung 13 Nitrat gebildet, welches im Kreislaufwasser 6 anteilig der ersten Denitrifikationsstufe 9 als 0₂-Quelle zugeführt wird. An die Nitrifikationsstufe 5 schließt sich die zweite Nachklärung 13 mit der Entnahme von Rücklaufschlamm 12 und Überschußschlamm 14 an. In der Figur 1 besteht die zweite Behandlungsstufe in der Rückführung des NCK-haltigen Ablaufes 15 der zweiten Nachklärung 13 in den Stall 1.

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15ό Die Vermischung des NO^-haltigen-Ablaufes 15 mit den Abstoffen der Tiere führt im Stall 1 zu einer Vordenitrifizierung. In der Figur 2 besteht die zweite Behandlungsstufe in der Verwendung des NCu-haltigen Ablaufes 15 der zweiten Nachklärung 13 als 0₂-Quelle zur Eestden-itrifikation in Form einer aeroben Stabilisierung 16 des beim Substratabbau oder im Gesamtprozeß entstehenden oder anfallenden Überschußschlammes 11 und 14« Hierzu bestehen folgende Möglichkeiten:

- Einspülung des ÜberschußSchlammes 11 und 14 in flächenmäßig stark reduzierte Algenteiche. Hierbei erfolgt eine

16o Kombination von Denitrifikation und Inkorporation des Nitratstickstoffes·

- Stabilisierung des ÜberschußSchlammes 11 und 14 in gesonderten Behältern ohne Nachklärung.

- Stabilisierung des Überschußschlammes 11 und 14 in gesonderten Behältern mit Nachklärung.

Dabei wird die von der zweiten Nachklärung 13 in die erste Denitrifikationsstufe 9 zurückgeführte Menge des Kreislaufwassers 6 vom Nitratsauerstoffbedarf bestimmt, der in der zweiten Denitrifikationsstufe zum biochemischen Abbau der 17o im Stall 1 befindlichen organischen Substrate oder zur aeroben Stabilisierung 16 des Überschußschlammes 11 und 14 eingesetzt werden muß.

Durch die erfindungsgemäße Verfahrenskombination werden insbesondere bei konzentrierten Viehanlagen großflächige Algenteiche mit ihren Störfaktoren und der Flächenbedarf für die Bodenbehandlung verringert und damit der ökonomische Aufwand für die Behandlung der tierischen Abstoffe reduziert«

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Claims

Erfindungsanspruch

1. Verfahren zur biochemischen Behandlung flüssiger Abatoffe aus der industriellen Tierproduktion und anderer konzentrierter stickstoffhaltiger Abwässer, wobei die Abstoffe in schadlose und/oder landwirtschaftlich nutzbare Endprodukte aufbereitet werden und dabei Denitri- . fikations-, Nitrifikations- und Nachklärstufen durchlaufen und Bioschlamm und NO^-haltiges Abwasser zur Aufrechterhaltung des Prozesses zurückgeführt sind, gekennzeichnet dadurch, daß die mikrobielle N-Eliminierung in zwei Behandlungsstufen erfolgt, wobei die erste Behandlungsstufe zum Abbau der in den tierischen Abprodukten (2) enthaltenen überwiegend gelösten organischen Inhaltsstoffe und die zweite Behandlungsstufe in Form einer zweiten Denitrifikation als Vorbehandlung der tierischen Abstoffe oder zur Nachbehandlung des Überschußachlammes (11 und 14) verwendet ist.

2· Verfahren zur biochemischen Behandlung flüssiger Abstoffe nach Punkt 1 , gekennzeichnet dadurch, daß die erste Behandlungsstufe in der Reihenfolge die Verfahrensschritte Speicherbehälter (4), erste Denitrifikationsstufe (9), Belebungsstufe (1o), erste Nachklärung (8), Nitrifikationsstufe (5), zweite Nachklärung (13) und eine Rückführung von NO,-haltigem Kreislaufwasser (6) aus der zweiten Nachklärung (13) in die erste Denitrifikationsstufe (9) aufweist und daß in der zweiten Behandlungsstufe NO^-haltiger Ablauf (15) wahlweise zum biochemischen Abbau der tierischen Abstoffe im Stall und/oder zur aeroben Stabilisierung (16) des gesamten Überschußschlammes

35o (11 und 14) verwendet ist und daß die Menge des Kreislaufwassers (6) vom NO^-Bedarf der zweiten Denitrifikationsstufe bestimmt ist.

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3· Verfahren zur biochemischen Behandlung flüssiger Abstoffe nach Punkt 1 und 2 gekennzeichnet dadurch, daß die aerobe Stabilisierung (16) des Überschußschlammea (11 und

14) in kleinen Algenteichen und/oder in gesonderten Behältern mit und ohne Nachklärung erfolgt·

4· Verfahren zur biochemischen Behandlung flüssiger Abstoffe nach Punkt 1 bis 3» gekennzeichnet dadurch, daß die stabilisierten Feststoffe des Überschußschlammes (11 und 14) als Trägersubatanz zur Zucht von Edelpilzen verwendet sind·

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

2.1 ÄPa 13 LR* 7 S 9.