DE2640156A1

DE2640156A1 - Food industry wastes clarification esp. for olive oil prodn. - comprises two aeration stages with dilution by recycled activated sludge water

Info

Publication number: DE2640156A1
Application number: DE19762640156
Authority: DE
Inventors: Erich Dr Asendorf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-09-07
Filing date: 1976-09-07
Publication date: 1978-03-16

Abstract

In a biological clarification system, the wastes from the food industry pass from a storage tank to a first activation stage where they are diluted at a rate of 1:50 to 1:400 with a water containing activated sludge. After intermittent aeration at a space loading of 1-8 kg BOD/m3.d another dilution at the same rate follows in a second activation stage. Sepn. from the activated sludge in a settling basin is followed by denitrification and final clarification. After aeration, a constant quantity of activated sludge is recycled. Used for clarification of effluents from prodn. of olive oil by pressing olive fruit. No make-up clean water is needed for the dilution and recycled water from the aeration tanks has proved very satisfactory. This system results in very highly loaded plants with excellent economy in operation. The BOD in the outgoing fluid is kept below 25 mg/l and COD under 150 mg/l.

Description

Verfahren zur biologischen Reinigung von hochbelasteten Process for the biological cleaning of highly contaminated

Abwässern aus der Lebensmittelindustrie, insbesondere solchen aus der Gewinnung von Olivenöl. Wastewater from the food industry, especially from the extraction of olive oil.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur biologischen Reinigung von hochbelasteten Abwässern, Beim Pressen von Olivenfrüchten fällt neben dem Öl und neben dem festen Preßkuchen auch ein Abwasser an, das je nach Produktionsgang einen BSB-5wert (BSB5= biologischer Sauerstoffbedarf in fünf Tagen) von etwa 12600 oder auch von etwa 56000 mg/l aufweist, und dessen CSB (Chemischer Sauerstoffbedarf) jeweils etwa gleich hoch liegt. Auch bei Brennerei-Schlempen können ähnliche hohe BSB#-Konzentrationen und ähnliche Verhältnisse zwischen BSB5-Wert und CSB-Wert auftreten.The invention relates to a method for biological cleaning from highly polluted sewage, when pressing olive fruit falls next to the oil and in addition to the solid press cake, there is also wastewater, depending on the production process a BOD-5 value (BOD5 = biological oxygen demand in five days) of around 12,600 or of about 56000 mg / l, and its COD (chemical oxygen demand) is about the same in each case. Distillery Schlempen can also be similarly high BOD # concentrations and similar relationships between BOD5 value and COD value occur.

Bisher gelang es wegen der hohen Schmutzstoffkonzentrationen nicht, solche Abwässer in einem Schritt biologisch soweit zu reinigen, daß sie den gesetzlichen Vorschriften für die Ableitung eines gereinigten Abwassers in einen Vorfluter entsprochen hätten. Man verbrachte also solche Abwässer, ähnlich wie die Abwässer aus der Massentierhaltung, auf das Land, und in größeren Betrieben versuchte man auch, die Abfälle zu verbrennen. Beide Maßnahmen jedoch werden durch steigende Lohn- und Energiekosten zusehends unwirtschaftlicher. Auch werden durch beide Methoden die Probleme des Umweltschutzes keinesfalls gelöst, sondern nur verschoben.So far it has not been possible because of the high concentrations of pollutants to biologically clean such wastewater in one step so that it complies with the legal requirements Regulations for the discharge of treated wastewater into a receiving water were met would have. So you spent such wastewater, similar to the wastewater from factory farming, in the country, and in larger companies also tried to incinerate the waste. Both measures, however, are becoming increasingly evident due to rising wage and energy costs less economical. Both methods also solve the problems of environmental protection by no means solved, just postponed.

Bekanntlich werden die Olivenfrüchte erst gewaschen, dann zerkleinert und gepreßt. Der Preßkuchen wird ausgetragen und die ölhaltige Phase zur Trennung von ol und Wasser über eine Zentrifuge geführt. Die Mischung aus Wasch- und Fruchtwasser wird noch über zahlreiche Absitzbecken geleitet, um weitere Ölmengen aus dem ablaufenden Abwasser zu gewinnen. Das erfindungsgemäße Verfahren bezieht sich auf die Reinigung des aus diesen Absitzbecken ablaufenden Wassers, aber ebenso auch auf die Reinigung anderer, ähnlich hoch belasteter Abwässer aus der Lebensmittelindustrie, in denen die Verschmutzung durch pflanzliche Rückstände erfolgt.As is well known, the olive fruits are first washed, then crushed and pressed. The press cake is discharged and the oil-containing phase for separation of oil and water passed through a centrifuge. The mixture of washing and amniotic fluid is still passed over numerous settling basins to remove more oil from the draining To gain wastewater. The inventive Procedure relates on the cleaning of the water draining from these settlements, but also on the purification of other, similarly polluted wastewater from the food industry, in which the pollution occurs through plant residues.

Ein solches Abwasser ist bei Oliven schwarz gefärbt. Es besitzt einen unangenehmen, fauligen Geruch und einen hohen Anteil an organischen Säuren, Es soll unter Einsatz von nur geringen Energiemengen biologisch derart gereinigt werden, daß es ohne Schädigung des Vorfluters in diesen, also in einen Fluß lauf oder ins Meer abgeleitet werden kann, Aufgrund eingehender Untersuchungen wurde gefunden, daß der aerobe biologische Abbau dieser konzentrierten Schmutzstoffe möglich wird, wenn das Abwasser in mehreren Belebungsstufen hintereinander im Verhältnis 1 s 50 bis 1 s 400 verdünnt wird.Such wastewater is colored black in olives. It owns one unpleasant, putrid smell and a high percentage of organic acids, it is supposed to are biologically cleaned using only small amounts of energy in such a way that that it runs into a river or into a river without damaging the receiving water Sea can be derived, Due to in-depth investigations it was found that the aerobic biodegradation of these concentrated pollutants is possible, if the wastewater in several aeration stages in a row at a ratio of 1 s 50 until 1 s 400 is diluted.

Dabei arbeitet man derart, daß sich bei Eintritt in die erste Belebungsstufe rein rechnerisch BSB5-Werte zwischen So und 250 mc/l ergeben; sie werden ganz normal mit ihrem Anteil an nicht oder nur langsam abbaubaren Substanzen (CSB) in den folgenden Belebungsstufen auf zulässige Grenzwerte von unter 25 mg/l BSB5 und unter 150 mg/l CSB gereinigt.One works in such a way that when entering the first activation stage purely arithmetically BOD5 values between So and 250 mc / l result; they become quite normal with their proportion of non-degradable or only slowly degradable substances (COD) in the following Activation levels to permissible limit values of below 25 mg / l BOD5 and below 150 mg / l COD cleaned.

Es wurde nun überraschenderweise weiter gefunden, daß für eine solche Verdünnung kein zusätzliches und sauberes Wasser erforderlich ist, sondern daß sie mit dem Belebtschlatnm-haltigen Wasser aus dem Belebungsbecken selbst vorgenommen werden kann, und daß diese Art der Verdünnung sogar Vorteile gegenüber jeder anderen Verdünnungsmethode aufweist, weil bereits während des Verdünnungsvorgangs selbst die Adsorption der Schmutzstoffe an dem belebten Sch t beginnt, Es wurde ferner gefunden, daß unter Beachtung dieses Verdünnungsprinzips recht wirtschaftlich arbeitende, hochbelastete Belebungsanlagen konstruiert werden können. Die Raumbelastuhgen solcher Anlagen sollen zwischen 1 und 8 KgBSB5/m3, d liegen. Voraussetzung für derartig hohe Raumbelastungen sind geeignete Vorrichtungen zur Eintragung der damit erforderlich werdenden großen Sauerstoffmengen, wie sie aber z.B, mit Doppelinjektorbelüftung (z,B, Asendorf, Wasser, Luft und Betrieb, 19.Jahrgang, Nr. 1 Januar 1975) oder Sauerstoffbegasung zur Verfügung stehen.It has now been found, surprisingly, that for such Dilution does not require additional and clean water, but that it made with the water containing the activated sludge from the activated sludge tank itself can be, and that this type of thinning even has advantages over each other Thinning method, because already during the dilution process itself the adsorption of the pollutants on the living bed begins. It also became found that, taking this dilution principle into account, economically efficient, highly loaded activated sludge systems can be constructed. The space loads of such Systems should be between 1 and 8 KgBSB5 / m3, d. Prerequisite for such high volume loads are suitable devices for the entry of the necessary large amounts of oxygen, such as those with double injector ventilation, for example (e.g., Asendorf, water, air and operation, Volume 19, No. 1 January 1975) or oxygen gassing are available.

Es hat sich dabei als besonders vorteilhaft herausgestellt, in zwei oder mehreren hintereinandergeschalteten Belebungsbecken ohne Zwischenklärung mit einer abgestuften Raumbelastung im Verhältnis 4 : 2 : 1 also z.B. mit 6 : 3 : 1,5 Kg BSB5/m³, d zu arbeiten, weil dann bei geeigneter und konstanter, kontinuierlicher Rückführung von belüftetem Belebtschlamm eine besondere Elastizität der Anlage erreicht wird, Zusätzliche Wirkungen, insbesondere auf die Entfernung der CSB-Stoffe aus dem Abwasser werden erfindungsgemäß weiterhin einmal dadurch erzielt, daß in den hier beschriebenen hochbelasteten Belebungsstufen die Belüftung auch in an sich bekannter Weise intermittierend durchgeführt wird, zum anderen dadurch, daß nach Klärung des aus diesen Belebungsbecken ablaufenden Abwassers dieses zusätzlich durch eine Denitrifikationsstufe mit Verweilzeiten zwischen lo und 30 Stunden geleitet wird.It has been found to be particularly advantageous in two or several aeration tanks connected in series without intermediate clarification a graduated room load in a ratio of 4: 2: 1, e.g. 6: 3: 1.5 Kg BOD5 / m³, d to work because then at more appropriate and constant, more continuous Return of aerated activated sludge achieves a particular elasticity of the system additional effects, in particular on the removal of the COD substances the wastewater are achieved according to the invention once again that in the The highly loaded activation stages described here also reduce the ventilation per se is carried out intermittently in a known manner, on the other hand by the fact that after Clarification of the wastewater running off from these aeration basins additionally through this passed a denitrification stage with residence times between lo and 30 hours will.

Gegenüber den anderen geschilderten Möglichkeiten zur Beseitigung von Abwässern aus der Gewinnung von Olivenöl ergeben sich durch das erfindungsgeinäße Verfahren besondere Vorteile wirtschaftlicher und technischer Art, 1, Es werden mit Sicherheit klare, neutrale Abwässer mit BSB5-Werten unter 25 mg/l und CBS-Werten unter 150 mg/l erzielt.Compared to the other options for elimination described of waste water from the extraction of olive oil result from the erfindungsgeinässer Procedure special advantages of economic and technical nature, 1, There will be Certainly clear, neutral wastewater with BOD5 values below 25 mg / l and CBS values below 150 mg / l achieved.

2, Die möglichen hohen Raumbelastungen ergeben optimal kleine Belebungsbecken, 3, Durch hohe Raumbelastungen und geeignete Sauerstoff-Eintragsvorrichtungen wird die Schmutzstoffbelastung im Wasser bei einem spezifischen Energieverbrauch# von nur o,4 bis 0,8 KW/Kg BSB5 sicher abgebaut, 4, Einfache Bauwerke und automatisierte Bedienung der Anlage gewährleisten geringen Wartungsbedarf für das Verfahren und für die nach ihm arbeitende Anlage.2, The possible high volume loads result in optimally small aeration tanks, 3, By high volume loads and suitable oxygen entry devices the pollution load in the water at a specific energy consumption # of only 0.4 to 0.8 KW / kg BSB5 safely dismantled, 4, simple structures and automated ones Operation of the system ensure low maintenance requirements for the process and for the system that works according to it.

5. Der anfallende Uberschußschlamm kann abgepreßt, sterilisiert und gemeinsam mit dem Filterkuchen aus der O1-presse verfüttert werden, wobei er für das Futter eine wünschenswerte Eiweißkomponente darstellt.5. The resulting excess sludge can be pressed, sterilized and can be fed together with the filter cake from the O1 press, whereby it is used for the feed is a desirable protein component.

6. Das Verfahren arbeitet geruchlos und geräuscharm und damit besonders umweltfreundlich.6. The process works odorless and quietly and therefore special environmentally friendly.

Die bei folgende Zeichnung verdeutlicht das erfindungsgemäße Verfahren und der sich durch ihm ergebende Aufbau einer Reinigungsanlage: Das Abwasser 11 wird durch die Kläranlage mit den Kammern 1, 2, 3, 4, 5, 6 geführt, während der Belebtschlamm über die Kammer 7 im Kreislauf gefahren wird.The following drawing illustrates the method according to the invention and the resulting structure of a cleaning system: The wastewater 11 is passed through the sewage treatment plant with chambers 1, 2, 3, 4, 5, 6, during the Activated sludge is circulated through the chamber 7.

Bei Abwasser aus der Olivenpresse wird das Wasser in der Kammer 1 belüftet durch die mittelblasige Belüftung 125 dabei schwimmen letzte, feinste ölspuren und feinste Feststoffpartikel auf, Der flotierte schwarze Schaum wird in größeren Zeitabständen von Hand abgeräumt.In the case of waste water from the olive press, the water in chamber 1 ventilated through the medium-bubble ventilation 125, the last, finest traces of oil float and the finest solid particles, the floated black foam is in larger ones Cleared by hand at intervals.

Ein Niveau-gesteuertes Hebewerk fördert jeweils stündlich während des Tages ablaufes die gleiche Abwassermenge in die Vorkammer 23 der Kammer 2, die ein erstes Belebungsbecken enthält, Über die Pumpe 20, den Injektor 21 und das Leitrohr mit tn-Jektor-Ausstoß 22 wird der Belebtschlamm mit dem zugeführten Schmutzwasser und aktiviertem Belebtschlamm aus 7 gemischt und das Schmutzwasser damit verdünnt. Gleichzeitig wird das Gemisch im Injektor 21 durch Zugabe von Druckluft aus dem Gebläse 81 (oder Sauerstoff) belüftet. Der Sauerstoffeintrag und die damit zusammenhängende Energiedichte (Energieeintrag aus Pumpe plus Gebläse, dividiert durch Volumen des Belebungsbeckens) sind so bemessen, daß im Belebungsbecken 2 bei einer Raumbelastung von 4 Kg BSB5/m3, d ein BSB5-Abbau von 67 % und 53 eine Energiezufuhr von 80 Watt/m , h erzielt werden. Das entspricht einem Energieaufwand von o,48 KW/Kg BSB5.A level-controlled elevator delivers every hour during the day expires the same amount of wastewater in the antechamber 23 of the chamber 2, the a first aeration tank contains, via the pump 20, the injector 21 and the draft tube with tn-jector output 22 the activated sludge becomes with the supplied dirty water and activated activated sludge from 7 mixed and diluted the dirty water with it. At the same time, the mixture in the injector 21 by adding compressed air from the Fan 81 (or oxygen) vented. The oxygen entry and the associated Energy density (energy input from pump plus fan, divided by the volume of the Activated sludge tank) are dimensioned in such a way that in the activated sludge tank 2 with a volume load of 4 kg BOD5 / m3, d a BOD5 degradation of 67% and 53 an energy supply of 80 watt / m , h can be achieved. This corresponds to an energy consumption of o.48 KW / kg BOD5.

Die Verweilzeit des Abwassers in dem Belebungsbecken 2 entspricht bei einer Schmutzstoffkonzentration von 12,5 Kg/m3 BSB5 rund So Stunden; die Verdünnung richtet sich jedoch danach, ob die Pumpe 20 das Volumen der Kammer 2 einmal oder mehrfach in der Stunde umwälzt. Entsprechend ergeben sich Verdünnungen von 1 s 50 bei 1 s 150 oder mehr. Die restlichen Schmutzstoffe, Belebtschlamm und der neu gebildete Überschußschlamm gelangen nun ohne Zwischenklärung in die zweite Belebungsstufe in der Kammer 3 mit der Vorkammer 33.30 bedeutet die Umwälzpumpe, 31 der Injektor für die Luftzufuhr und 32 das Verteilerrohr. Auch hier erfolgt wiederum die Verdünnung der zulaufenden Schmutzstoffe durch den Inhalt des Belebungsbeckens im Verhältnis von 1 X So bis 1 2 400 unter gleichzeitiger Belüftung in dem der Umwälzpumpe nachgeschalteten Injektor.The residence time of the wastewater in the aeration tank 2 corresponds with a pollutant concentration of 12.5 kg / m3 BOD5 around Sun hours; the dilution however, depends on whether the pump 20 the volume of the chamber 2 once or circulated several times an hour. This results in a dilution of 1 s 50 at 1 s 150 or more. The remaining pollutants, activated sludge and the newly formed Excess sludge now goes to the second activation stage without intermediate clarification in chamber 3 with antechamber 33.30 means the circulation pump, 31 means the injector for the air supply and 32 the manifold. Again, the dilution takes place here of the incoming pollutants due to the content of the aeration tank in proportion from 1 X Sun to 1 2 400 with simultaneous ventilation in the one downstream of the circulation pump Injector.

Die Energiedichte beträgt hier rund 60 Watt/m³ bei einer Raumbelastung von 2 Kg BSB5/m³, d, die spezifische Leistung 0,72 KW/KgBSB5.The energy density here is around 60 watts / m³ with a room load of 2 Kg BSB5 / m³, d, the specific power 0.72 KW / KgBSB5.

Die Luftzufuhr kann intermittierend erfolgen, wodurch dann bereits hier ein denitrifizierender Effekt erzielt wird.The air supply can take place intermittently, which then already a denitrifying effect is achieved here.

Bei stärker belastetem Abwasser könnte ein drittes Belebungsbecken folgen.If the wastewater is more heavily contaminated, a third aeration tank could be installed follow.

Im Absitzbecken 4 wird der gesamte Belebtschlamm vom Wasserdurchlauf getrennt und von der Mammutpumpe 41 in den Schlammspeicher7 überführt. Der dort mindestens 4 Stunden belüftete Schlamm gelangt als RücXschlamm in die Kammer 2, während der Uberschußschlamm bei 71 abgezogen und weiter entwässert oder anderweitig aufbereitet wird. Er kann auf Trockenbeete verbracht, vorteilhaft aber auch nach Sterilisation als hochwertiges Eiweißfutter in die Schweinemast gehen.In the settling basin 4, all of the activated sludge is removed from the water flow separated and transferred from the mammoth pump 41 to the sludge storage 7. That one sludge aerated for at least 4 hours reaches chamber 2 as return sludge, while the excess sludge is drawn off at 71 and further dewatered or otherwise is processed. It can be placed on dry beds, but also advantageously after Sterilization as high-quality protein feed in the pig fattening.

Das in 4 geklärte Wasser läuft bei Gegenwart von Nitraten noch über das Becken 5 mit der Impulsbelüftung 50, In ihm bildet sich bei überwiegendem Sauerstoffmangel eine denitrifizierende Belebtschlarnmstruktur, die insbesondere auch die biologisch schwer abbaubaren, einen CSB verursachenden Substanzen entweder durch Adsorption oder auch durch echten chemischen Abbau unter Verbrauch der Nitrate beseitigt, tjblicherweise werden durch den erfindungsgemäßen Arbeitsgang die CSi3#rnerte unter 150 mg/l bis auf etwa 60 bis 12c mg/l abgesenkt. In Ausnahmefällen kann bei extrem hoher Verschmutzung, insbesondere aus älteren Ölpressen dieser günstige Ablaufwert nicht erreicht werden. Dennoch ist der Einsatz der "Dritten Reinigungsstufe" (5) nicht immer erforderlich, wenn nämlich diese dann noch verbleibenden Wasserinhaltsstoffe pflanzlichen Ursprungs keinerlei nachteiligen Einflüsse auf den Vorfluter zeitigen.The water clarified in 4 still overflows in the presence of nitrates the basin 5 with the impulse ventilation 50, forms in it when there is a predominant lack of oxygen a denitrifying activated sludge structure, especially the biological substances that are difficult to degrade and cause COD either by adsorption or eliminated by real chemical degradation with consumption of nitrates, usually the process according to the invention, the CSi3 # rnerte below 150 mg / l to lowered to about 60 to 12c mg / l. In exceptional cases, with extremely high levels of soiling, This favorable discharge value cannot be achieved, especially from older oil presses. However, the use of the "third cleaning stage" (5) is not always necessary, if that is when these remaining substances in the water are of plant origin do not have any adverse effects on the receiving water.

Das nach dem Nachklärbecken 6 ablaufende Wasser 61 besitzt folgende Eigenschaften: Farbe: klar, durchsichtig, hell Geruch: geruchlos pH-Wert: 7,5 # 1,0 (neutral) BSB5: # 25 mg/l CSB: ~ 15o/mg/l Der mittlere Energieverbrauch beträgt o,54 KW/Kg BSB5.The water 61 running off after the secondary clarifier 6 has the following Properties: Color: clear, transparent, light Odor: odorless pH value: 7.5 # 1.0 (neutral) BOD5: # 25 mg / l COD: ~ 15o / mg / l The average energy consumption is o.54 KW / kg BSB5.

Bei einem mittleren Schlammalter von 6 Tagen und Temperaturen von 25° Celsius ist der Belebtschlamm teilstabilisiert und geruchlos abzulagern und nachzubehandeln.With an average mud age of 6 days and temperatures of 25 ° Celsius, the activated sludge is partially stabilized and odorless and deposited post-treatment.

(82) In der DIeßwarte werden die Schalt-, Steuer- und Regelvorgänge für die Kläranlage zusammengefaßt. Neben dem Hauptschalter und den Schaltern für Pumpen und Gebläse sind einige Programmschalter von Wichtigkeit, mit deren Hilfe über die Betätigung von Motor- und Magnetventilen für Druckluft nach Bedarf der Rythmus einer intermittierenden Belüftung und der Sch##inmumlauf automatisch gesteuert werden. Die Anlage erfordert nur ein Minimum an Wartung. (82) The switching, control and regulation processes are carried out in the control room summarized for the sewage treatment plant. In addition to the main switch and the switches for Pumps and fans are a few program switches of importance with their help via the actuation of motor and solenoid valves for compressed air as required by the The rhythm of an intermittent ventilation and the circulation are controlled automatically will. The system only requires a minimum of maintenance.

Die erzielten Reinigungsergebnisse und die einfache, energiesparende Bedienung der Anlage stellen gegenüber dem Stand der Technik bei der Aufbereitung solcher Abwässer eine wesentliche Verbesserung dar.The cleaning results achieved and the simple, energy-saving Operation of the system is compared to the state of the art in processing such wastewater represents a significant improvement.

Claims

P a t e n t a n 5 p r ü c h e Process for biological cleaning of heavily polluted wastewater from the food industry in multiple stages and heavy duty activated sludge plants, characterized in that the wastewater in a storage stage (1) optionally subjected to flotation from this storage stage then continuously and in constant quantities, diluting with the activated sludge Water in a subsequent first activation stage (2) in a ratio of 1 s 50 to 1: 400 introduced into this, there (2) with room loads between 1 and 8 kg BOD5 / m3, d optionally intermittently ventilated (20, 21, 22), together with the remaining, not degraded pollutants, the excess sludge formed and that in the cycle The activated sludge is then converted into one or more without intermediate clarification further activation stages (3) transferred, there (3) also in the ratio 1: So diluted up to 1: 400 and with room loads between 1 and 4 kg 3 BOD5 / m, i.e. again optionally ventilated intermittently (30, 31, 32), then from the animate Sludge separated in a settling basin (4) or (6), optionally in a downstream one Denitrification stage (5) transferred, there with the temporary exclusion of oxygen treated and then finally clarified in a first or second secondary clarifier (6) and derived therefrom (61), whereby a constant amount of the activated sludge after removal from the secondary clarifier (s) (4, 6) for more than 4 hours in the sludge tank (7) aerated and in the first activation stage (2) while mixing with the supplied Wastewater and diluted with the activated sludge -containing water is returned from this activation stage.

.12) Method according to claim (1), characterized in that the energy density in the first two activation stages is more than 50 watts / m³, h and that the Volume loads in the two or more activation levels behave as 4: 2: 1.