Rotierender biologischer Kontaktor - Rotating biological contactor

Schematische Darstellung eines typischen rotierenden biologischen Kontaktors (RBC). Der behandelte Abwasserklärer/Absetzer ist im Diagramm nicht enthalten.

Ein rotierender biologischer Kontaktor oder RBC ist ein biologisches Verfahren zur Behandlung mit festem Film, das bei der Sekundärbehandlung von Abwasser nach der Primärbehandlung verwendet wird . Der Vorbehandlungsprozess umfasst die Entfernung von Splitt , Sand und groben Schwebstoffen durch einen Siebprozess, gefolgt von der Absetzung der Schwebstoffe. Das RBC-Verfahren ermöglicht, dass das Abwasser mit einem biologischen Film in Kontakt kommt, um Schadstoffe aus dem Abwasser zu entfernen, bevor das gereinigte Abwasser in die Umwelt eingeleitet wird, normalerweise ein Gewässer (Fluss, See oder Ozean). Ein rotierender biologischer Kontaktor ist eine Art sekundärer (biologischer) Behandlungsprozess. Es besteht aus einer Reihe von eng beabstandeten, parallelen Scheiben, die auf einer rotierenden Welle montiert sind, die knapp über der Oberfläche des Abwassers getragen wird. Auf der Oberfläche der Scheiben wachsen Mikroorganismen, wo der biologische Abbau der Abwasserschadstoffe stattfindet.

Rotierende biologische Kontaktoren (RBCs) sind in der Lage, Überspannungen in organischer Belastung standzuhalten. Um erfolgreich zu sein, brauchen Mikroorganismen sowohl Sauerstoff zum Leben als auch Nahrung zum Wachsen. Durch die Rotation der Scheiben wird Sauerstoff aus der Atmosphäre gewonnen. Wenn die Mikroorganismen wachsen, bauen sie sich auf den Medien auf, bis sie durch die Scherkräfte der rotierenden Scheiben im Abwasser abgeblättert werden. Das Abwasser aus dem RBC wird dann durch ein Klärbecken geleitet, wo sich die abgeschuppten biologischen Feststoffe in Suspension als Schlamm absetzen.

Betrieb

Ein schematischer Querschnitt der Kontaktfläche des Bettmediums in einem rotierenden biologischen Kontaktor (RBC)

Die rotierenden Scheibenpakete (die sogenannten Medien) befinden sich in einem Tank oder einer Wanne und rotieren mit 2 bis 5 Umdrehungen pro Minute. Häufig verwendete Kunststoffe für die Medien sind Polyethylen , PVC und expandiertes Polystyrol . Die Welle ist auf den Abwasserstrom ausgerichtet, so dass sich die Scheiben rechtwinklig zur Strömung drehen, wobei in der Regel mehrere Packungen zu einem Klärstrang zusammengefasst werden. Etwa 40% der Scheibenfläche wird in das Abwasser eingetaucht.

Biologisches Wachstum lagert sich an der Oberfläche der Bandscheibe an und bildet eine Schleimschicht. Die Scheiben kontaktieren das Abwasser mit der atmosphärischen Luft zur Oxidation, während es rotiert. Die Rotation hilft, überschüssige Feststoffe abzulösen. Das Bandscheibensystem kann in Reihe geschaltet werden, um nahezu jede erforderliche Haftzeit oder jeden erforderlichen Entfernungsgrad zu erreichen. Da die Systeme gestuft sind, kann die Kultur der späteren Stadien an die langsam abgebauten Materialien akklimatisiert werden.

Die Scheiben bestehen aus Kunststoffplatten von 2 bis 4 m Durchmesser und sind bis zu 10 mm dick. Mehrere Module können parallel und/oder in Reihe angeordnet werden, um die Strömungs- und Behandlungsanforderungen zu erfüllen. Die Scheiben werden bis zu etwa 40% ihres Durchmessers in Abwasser eingetaucht. Ungefähr 95 % der Oberfläche werden somit abwechselnd in Abwasser eingetaucht und dann über der Flüssigkeit der Atmosphäre ausgesetzt. Kohlenstoffhaltiges Substrat wird im Anfangsstadium der RBC entfernt. Die Kohlenstoffumwandlung kann in der ersten Stufe einer Reihe von Modulen abgeschlossen werden, wobei die Nitrifikation nach der 5. Stufe abgeschlossen ist. Die meisten RBC-Systeme umfassen mindestens 4 oder 5 Module in Reihe, um die Nitrifikation des Abwassers zu erreichen. Da sich die Biofilmbiomasse von Kohlenstoff metabolisierend zu nitrifizierend ändert, ist eine visuelle Farbänderung von grau/beige zu braun zu sehen, die durch das nebenstehende Foto veranschaulicht wird.

Der Farbübergang des Biofilms von grau/beige zu braun, von links nach rechts, zeigt einen langsamen Übergang von Kohlenstoff-metabolisierenden Bakterien zu Stickstoff-metabolisierenden Bakterien an. Mit freundlicher Genehmigung von KEE Process Ltd.

Biofilme , das sind biologische Gewächse, die sich an den Scheiben festsetzen, assimilieren die organischen Materialien (gemessen als BSB5) im Abwasser. Die Belüftung erfolgt durch den Rotationsvorgang, der die Medien nach dem Kontakt mit dem Abwasser der Luft aussetzt, wodurch der Abbau der zu entfernenden Schadstoffe erleichtert wird. Der Grad der Abwasserbehandlung hängt von der Medienoberfläche und der Qualität und Menge des zufließenden Abwassers ab.

RBCs erreichen regelmäßig die folgenden Ablaufparameter für behandeltes Abwasser: BSB5: 20 mg/L, Schwebstoffe: 30 mg/L und Ammoniak N: 20 mg/L. Sie verbrauchen sehr wenig Strom und sind aufgrund der langsamen Rotation des Rotors (2-5 U/min) geräuscharm. Sie gelten allgemein als sehr robuste und wartungsarme Systeme. Bessere Abflussparameter können durch Hinzufügen eines tertiären Polierfilters nach dem RBC erreicht werden, um BSB5, SS und Ammoniak-Stickstoff zu senken. Ein zusätzlicher UV- oder Chlorierungsschritt kann Abwasserparameter erreichen, die das Wasser für die Bewässerung oder Toilettenspülung geeignet machen.

Sekundärklärung

Nachklärbecken nach RBCs sind baugleich mit konventionellen Humustanks, wie sie nach Rieselfiltern eingesetzt werden . Der Schlamm wird in der Regel täglich entfernt oder zur Mitklärung automatisch in das Vorklärbecken gepumpt. Eine regelmäßige Schlammentfernung verringert das Risiko, dass sich im Schlamm anaerobe Bedingungen entwickeln, mit anschließender Schlammflotation aufgrund der Freisetzung von Gasen.

Geschichte

Der erste RBC wurde 1959 in Westdeutschland installiert, später in den USA und Kanada eingeführt. In den Vereinigten Staaten werden rotierende biologische Kontaktoren für Industrien verwendet, die Abwässer mit hohem biochemischen Sauerstoffbedarf (BSB) produzieren (zB Erdölindustrie und Milchindustrie). In Großbritannien stammen die ersten GFK-RBCs - hergestellt von KEE Process Ltd., ursprünglich bekannt als KLARGESTER - aus dem Jahr 1955.

KLARGESTER GFK RBC ab 1955

Ein richtig ausgelegter RBC produzierte ein sehr hochwertiges Endabwasser. In der Entwurfsphase mussten jedoch sowohl die organische als auch die hydraulische Belastung berücksichtigt werden.

In den 1980er Jahren traten in den USA Probleme auf, die die Umweltbehörde veranlassten, eine Reihe von Gutachten in Auftrag zu geben.

Diese Berichte identifizierten eine Reihe von Problemen und kritisierten den RBC-Prozess. Ein Autor schlug vor, dass die Probleme gelöst würden, da sich die Hersteller des Problems bewusst seien, und schlug vor, dass die Konstrukteure eine lange Lebensdauer angeben sollten.


Severn Trent Water Ltd, ein großes britisches Wasserunternehmen mit Sitz in den Midlands, setzte RBCs als bevorzugtes Verfahren für seine kleinen Werke ein, die über 700 Standorte umfassen. Folglich war eine lange Lebensdauer für die Einhaltung der Vorschriften unerlässlich.

Dieses Problem wurde von Eric Findlay C Eng erfolgreich gelöst, als er nach einer Zeit des Ausfalls einer Reihe von Anlagen bei Severn Trent Water Ltd in Großbritannien angestellt war. Infolgedessen wurde das Problem des Ausfalls mit kurzer Lebensdauer in den frühen 1990er Jahren vollständig verstanden, als die richtigen Prozess- und Hydraulikprobleme identifiziert wurden, um ein hochwertiges nitrifiziertes Abwasser zu produzieren.

Es gibt mehrere andere Papiere, die sich mit dem gesamten Problem der Erythrozyten befassen. Findlay hat auch ein System zur Reparatur defekter RBCs entwickelt, das eine Verlängerung der Lebensdauer von Welle und Rahmen auf bis zu 30 Jahre basierend auf dem von Cranfield entwickelten Rahmen ermöglicht. Wo zusätzliche Kapazität erforderlich war, werden Zwischenrahmen verwendet.

Siehe auch

Verweise

Externe Links