DE4205739A1

DE4205739A1 - Verfahren zur zerstoerung zellulaerer strukturen von suspensionen von mikroorganismen durch ultraschall, insbesondere von schlaemmen aus biologischen klaeranlagen

Info

Publication number: DE4205739A1
Application number: DE4205739A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Osswald; Toni Dr Gradl
Original assignee: Gerhard Dipl Ing Osswald; Toni Dr Gradl
Current assignee: OSSWALD, GERHARD, DIPL.-ING., 80805 MUENCHEN, DE D
Priority date: 1992-02-25
Filing date: 1992-02-25
Publication date: 1993-08-26
Also published as: WO1993016958A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Zer störung zellulärer Strukturen von Suspensionen von Mi kroorganismen insbesondere von Schlämmen aus biologi schen Kläranlagen durch Ultraschall.

Es ist bekannt, daß sich zelluläre Strukturen von Mi kroorganismen mit Hilfe von Ultraschall zerstören las sen.

In biologischen Kläranlagen entstehen durch Absetzvor gänge Primärschlämme und durch Verstoffwechselung bio logisch abbaubarer Stoffe durch Bakterien im Bele bungs- oder Tropfkörperverfahren Überschußschlämme (Bakteriensuspension), die häufig einer Faulung zur Erzeugung von Biogas (in der Hauptsache Methan) unter zogen werden. Dabei verbleibt Faulschlamm.

Da die Verwendung der anfallenden Schlämme als Dünger zunehmend erschwert wird, verbleibt nur noch entweder die Deponierung oder die Verbrennung.

Da beides mit hohen Kosten verbunden ist, ist es von Nutzen die Schlammengen, sowohl nach Volumen wie nach Trockensub stanzmenge zu reduzieren. Die anfallenden Schlämme lassen sich relativ schlecht entwässern. Die Entwässe rung ist nur unter Zugabe von (teuren) Konditionie rungsmitteln möglich. Die Schlämme enthalten noch viel an organischer Substanz vor allem im Inneren der Zellen der Mikroorganismen. Diese organischen Zellin haltsstoffe sind biologisch schwer angreifbar.

Durch die Behandlung der Schlämme mit Ultraschall wer den sowohl Primär-, Überschuß- als auch Faulschlamm in der Zellstruktur so zerstört, daß weitgehend nur noch die leeren Zellhüllen als absetzbare Stoffe übrig bleiben, während der größte Teil in echte oder kol loidale Lösungen übergeht. Im Gegensatz zu den nicht mit Ultraschall behandelten Schlämmen lassen sich die Restschlämme leichter und besser entwässern. Zur Ent wässerung ist ein geringerer Einsatz von Konditionie rungsmitteln notwendig.

Die in echte oder kolloidale Lösung gegangenen Stoffe können erneut einem mikrobiologischen Abbau unterwor fen werden. Dies kann zum einen im aeroben biologi schen Teil einer Kläranlage geschehen (Belebtschlamm-, Tropfköperverfahren), vorzugsweise dort aber als Pro tonendonator für die Denitrifikation dienen. Dadurch wird das oft ungünstige Verhältnis zwischen leicht ab baubaren Verbindung und dem Nitratgehalt des nitrifi zierten Abwassers verbessert. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die echt oder kolloidal gelösten orga nischen Stoffe gemeinsam mit den anfallenden Schlämmen auszufaulen und so zur Erzeugung von Biogas heranzu ziehen, das zur Energieerzeugung genutzt werden kann.

Claims

1. Verfahren zur Zerstörung der zellulären Struktur von Suspensionen von Mikroorganismen, dadurch gekenn zeichnet, daß diese Zerstörung durch Einwirkung von Ultraschall auf die Suspension geschieht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkung von Ultraschall auf Schlämme aus biologischen Kläranlagen geschieht.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung mit dem Ziel geschieht, die im Zellinneren vorhandenen Stoffe in echte oder kolloidale Lösung zu bringen, um so die anfallenden Schlammengen zu verringern.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Ultraschall auf Überschußschlamm aus biologischen Kläranlagen einwirkt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Ultraschall auf Primärschlamm aus biologischen Kläranlagen einwirkt.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Ultraschall auf Faulschlamm aus biologischen Kläranlagen einwirkt.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Ultraschall auf ein vollständiges oder teilweises Gemisch aus Überschußschlamm, Primärschlamm und/oder Faulschlamm aus biologischen Kläranlagen einwirkt.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3 sowie einem der Ansprüche nach 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Zerstörung der zellulären Struktur Zellinhaltsstoffe in echte oder kolloidale Lösung gehen und so innerhalb einer biologischen Kläranlage einem weiteren biologischen Ab- oder Umbau unterworfen werden können.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die freigesetzten Zellinhaltsstoffe einer anaeroben Fermentation (Faulung) unterworfen werden, so daß energetisch nutzbares Biogas (in der Hauptsache Methan) freigesetzt werden kann.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die freigesetzten Zellinhaltsstoffe als Protonendonatoren innerhalb einer biologischen Kläranlage im Deni trifikationsbecken oder im Denitrifikationsteil zuge setzt werden.

11. Anspruch nach 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die verbleibenden absetzbaren Stoffe (Restschlamm) leichter und besser entwässern lassen als die ursprünglichen Schlämme, sowie dadurch, daß sich der Einsatz von Konditionierungsmittel zur Ent wässerung verringert.