DD154693A2

DD154693A2 - Verfahren zur biochemischen behandlung fluessiger abstoffe aus der industriellen tierproduktion

Info

Publication number: DD154693A2
Application number: DD22155980A
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: 1980-06-03
Filing date: 1980-06-03
Publication date: 1982-04-14

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, das mit WP 148946 vorgeschlagene Verfahren weiterzuentwickeln, um das Aufwandsnormativ fuer die Beseitigung der Abstoffe weiter zu verbessern. Die erste Denitrifikationsstufe 9 ist zur pH-Regulierung vor der Nitrifikationsstufe 5 angeordnet und die Menge des Kreislaufwassers 6 ist vom NO tief 3 -Bedarf der zweiten Denitrifikationsstufe und vom in der Nitrifikationsstufe 5 einzustellenden pH-Wert bestimmt. In der beigefuegten Zeichnung ist fuer die Feinsteuerung des pH-Wertes Substrat 17 aus der ersten Denitrifikations-stufe 9 ueber ein Steuerorgan 18 direkt der Nitrifikationsstufe 5 zugefuehrt.

Description

155-9-4-

Titel der Erfindung

Verfahren zur biochemischen Behandlung flüssiger Abstoffe aus der industriellen Tierproduktion

Anwendungsgebiet der Erfindung

Biochemische Behandlung flüssiger Abstoffe aus der industriellen Tierproduktion und anderer konzentrierter stickstoffhaltiger Abwässer, wobei die Abstoffe 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 Abwasser dem biochemischen Substratabbau (biologische Stufe) vielfach eine Stickstoffeliminierung nachgeschaltet werden. Diese N-Eliminierung erfolgt im allgemeinen als mikrobieller Prozeß in zwei Verfahrensstufen. In der ersten Verfah-•rensstufe werden die im Abwasser enthaltenen N-Verbindungen zu Nitrat oxidiert (Nitrifikation). Der bei diesem Prozeß entstehende Nitrat säuerstoff dient in einer anschließencten Veri'ahrenssture (Denitrifikation) als üp-Quelle zum Abbau organischer Substrate, wobei molekularer Stickstoff in die Atmosohure 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-Eeseitigung. Aus diesem Grunde werden dem Verfahren zur weiteren N-EIiminierung des nicht' im Kreislauf geführten Anteiles an NO-3-haltigem Abwasser eine oder mehrere Behandlungsstufen (Bndbehandlung) in Form von Algenteichen und Bodenbehandlungsstufen nachgeschaltet. In Einzelfällen wurde auch eine zweite Denitrifikationsstufe zur weiteren N-Eliminierung

4ο unter Nutzung der im Abwasser verbliebenen organischen In-. haltsstoffe als C-Quelle einbezogen₀ Bei dieser Variante wurde auf getrennte Schlammkreisläufe verzichtet und der für die Aufrechterhaltung des Substratabbaues ur.;d 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 Denitrifikati-onsrate. Dadurch wird im Prinzip der gleiche Denitrifikationseffekt erreicht, wie bei einem einstufigen Verfahren, bei dem die o Denitrifikation der Nitrifikation nachgesphaltet 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-Eliminierung übliche Belebungsbecken ersetzt.

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Der im Gesaintprozeß anfallende Überschuß schlamm wird einer landwirtschaftlichen Verwertung oder bei fehlenden Verwertungsfläc.hen einer aeroben Stabilisierung unter Einsatz von Luftsäuerst off oder auch einer anaeroben Faulung zugeführt» Bei diesen Verfahren ergeben sich folgende Nachteiles Algenteiche und/oder Bodenbehandlungsstufen erfordern einen .hohen Flächenbedarf und damit erhebliche Investi-. tionskosten. Während des Winterhalbjahres versagen diese Verfahren bei tiefen Temperaturen, Frost- oder Eisbildung, so-daß diese Witterungsperiode nur mit Hilfe großer Speieher 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 Verwertungsflachen wird zur Schlammbehandlung eine besondere Aufbereitungsstufe erforderlich, die bei aeroben Verfahren mit einem hohen Faulraumbedarf verbunden ist.

Es wurde bereits vorgeschlagen, daß die mikrobielle N-EIiminierung in zwei Behandlungsstufen erfolgt, wobei die erste Behandlungsstufe zum Abbau der in den tierischen Abprodukten enthaltenen überwiegend gelösten organischen Inhaltsstoffe und die zweite Behandluiigsstufe in Form einer zweiten Denitrifikation als Vorbehandlung der tierischen Abstoffe oder zur Nachbehandlung des Überschußschlammes verwendet ist_o Die erste Behandlungsstufe weist dabei in der Reihenfolge die Verfahrensschritte Speicherbehälter, erste Denitrifikationsstufe, Belebungsstufe, erste Nachklärung, Nitrifikationsstufe, zweite Nachklärung und eine Rückführung von NO^-haltigem Kreislaufwasser aus der zweiten Nachklärung in die erste Denitrifikationsstufe auf.

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In der zweiten Behandlungsstufe ist ITO^-haltiger Ablauf wahlweise zum biochemischen Abbau der tierischen Abstoffe im Stall und/oder zur aeroben Stabilisierung des gesamten Uberschußschlammes verwendet, wobei die Menge des Kreislaufwassers vom NCu-Bedarf der zweiten Denitrifikationsstufe bestimmt ist. In der praktischen Anwendung hat sich

1oo gezeigt, daß das vorgeschlagene Verfahren noch nicht alle Möglichkeiten der Prozeßoptimierung und damit für die Verringerung des ökonomischen Aufwandes für die Behandlung der Abstoffe ausnutzt. Es ist bekannt, daß bei der Nitrifikation H -Ionen freigesetzt werden, die zu einem Absinken des pH-Wertes in den sauren Bereich führen. Da die nitrifizierenden Mikroorganismen ein pH-Optimum um pH ö besitzen, ist mit dem Absinken des pH-Wertes eine wesentliche Keduzierung der Reaktionsgeschwindigkeit festzustellen. Zur Vermeidung dieses Nachteils ist bekannt, entsprechend große ο Hitrii'ikationsstufen vorzusehen, oder den pH-Wert mit Hilfe von Chemikalien au regulieren, ferner ist bekannt, daß bei der Denitrifikation OH*"Ionen entstehen, die den pH-Y/erfc etwas anheben können.

Ziel der Erfindung

.Ziel der Erfindung ist es, das vorgeschlagene Verfahren weiterzuentwickeln, um das Aufwandsnormativ für die Beseitigung der Abstoffe weiter zu· verbessern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe sugrunde_s durch eine weitere 12o Verfahrenskombination einen oxjtimalen Mtrifikationsprozeß zu erreichen. .

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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die erste Denitrifikationsstufe zur pH-Regulierung vor der Nitrifikationsstufe angeordnet und die Menge des Kreislaufwassers vom -NO--Bedarf der zweiten Denitrifikationsstufe und vom in der ersten Nitrifikationsstufe einzustellenden pH-Wert bestimmt ist. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist für die Peinsteuerung des pH-Wertes Substrat aus der ersten Denitrifikationsstufe über ein Steuerorgan direkt der Nitrifikationsstufe zugeführt.

Ausführungsbeispiel'

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die zugehörige Zeichnung zeigt das erfindungsgemäße Verfahrensschema.

Aus dem Stall 1 werden die tierischen Abprodukte 2 über eine Feststoffabscheidung 3 in einen Speicherbehälter 4 geleitet. Aus dem Speicherbehälter 4 gelangen die tierischen Abprodukte 2 zusammen mit Kreislaufwasser 6 und Rücklaufschlamm 7 in die erste Denitrifikationsstufe 9.

14o Dieser schließt sich an, eine Belebungsstufe 1o, eine Nachklärung 8 und die Nitrifikationsstufe 5_} welcher aus der folgenden zweiten Nachklärung I3 entnommener Kicklaufschlamm 12 zugeführt wird. Der NO^-haltige Ablauf 15 der zweiten Nachklärung I3 wird zur Vordenitrifikation in den Stall 1 und als Kreislaufwasser 6 der ersten Denitrifikationsstufe 9 zugeführt. Der aus der ersten Nachklärung und,der zweiten Nachkläruiag 13 entnommene Überschußschlamm 11 und 14 steht der Weiterbehandlung bzw. Nutzung zur Verfügung. Die bei diesem Kreislauf aus der ersten und zwei-

15o ten Denitrifikation in die Nitrifikationsstufe 5 gelangenden OH~"Ionen sind in der Kegel nicht ausreichend, um ein pH-Optimum in der Nitrifikationsstufe 5 zu sichern»

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Der pH-Wert ist jedoch durch die Menge des Kreislaufwassers 6 maßgeblich "beeinflußbar. Im Ausführungsbeispiel ist aus der ersten Denitrifikationsstufe 9 Substrat 17 auf direktem Wege der Nitrifikationsstufe 5 zugeführt. Ein Steuerorgan 18 regelt dabei den für ein pH-Optimum erforderlichen Bedarf an Substrat 17, welches bei pH 8 liegt« Durch die erfindungsgemäße Verfahrenskombination wird der

16o Mtrifikationsprozeß beschleunigt, so daß der Anlagenaufwand reduziert und damit das Aufwandsnormativ für die Beseitigung der Abstoffe weiter verringert wird

Hierzu 1 Blatt Zeichnung

Claims

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Erfindungsansprueh

1. Verfahren zur biochemischen Behandlung flüssiger Abstoffe aus der industriellen Tierproduktion und anderer konzentrierter stickstoffhaltiger Abwässer, wobei die Schadstoffe in schadlose und/oder landwirtschaftlich nutzbare Endprodukte aufbereitet werden und dabei Denitrifikations-, Nitrifikations- und Nachklärstufen durchlaufen und Bioschlamm und NO^-haltiges Abwasser zur Aufrechterhaltung des Prozesses zurückgeführt sind und wobei die mikrobielle N-Eliminierung in zwei Behandlungsstufen erfolgt und die erste Behandlungsstufe zum Abbau der in den tierischen Abprodukten enthaltenen überwiegend gelösten organischen Inhaltsstoffe und die zweite Behandlungsstufe in Form einer zweiten Denitrifikation als Vorbehandlung der tierischen Abstoffe oder zur Nachbehandlung des Überschußschlammes verwendet ist und wobei die erste Behandlungsstufe in der Reihenfolge die Verfahrensschritte Speicherbehälter, erste Denitrifikationsstufe, Belebungsstufe als erste Nachklärung, Nitrifikationsstufe, zweite Nachklärung und Rückführung von NOo-haltigem Kreislaufwasser aus der zweiten Nachklärurg in die erste Denitrifikationsstufe aufweist und in der zweiten Behandlungsstufe ITOo-haltiger Ablauf wahlweise zum biochemischen Abbau der tierischen Abstoffe im Stall und/oder zur aero- ben Stabilisierung des gesamten Überschußschlämnies'verwendet ist^gekennzeichnet dadurch, daß die erste Denitrifikationsstufe (9) zur pH-Regulierung vor der Nitrifikationsstufe (5) angeordnet und die Menge des Kreislaufwassers (6) vom NCU-Bedarf der zweiten D.enitrifikations-. stufe und vom in der Nitrifikationsstufe (5) einzustellenden pH-Wert bestimmt ist.

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2. Verfahren zur biochemischen Behandlung flüssiger Ab-

sfcoffe nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß für die . Fernsteuerung des pH-Wertes Substrat (17) aus der ersten Denitrifikationsstufe (9) über ein Steuerorgan (18) direkt der Nitrifikationsstufe (5) zugeführt ist.

Hierzu 1 Seite Zeichnung