Table Of ContentFORSCHUNGSBERICHTE DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN
Nr.1732
Herausgegeben
im Auftrage des Ministerpräsidenten Dr. Franz Meyers
vom Landesamt für Forschung, Düsseldorf
DK 628.353: 547.491
Dr.-Ing. Botho Böhnke
Lippeverband Essen
Untersuchungen über die Behandlung von
cyanhaltigen Abwässern auf Tropfkörper
SPRINGER FACHMEDIEN WIESBADEN GMBH
ISBN 978-3-663-03968-6 ISBN 978-3-663-05157-2 (eBook)
DOI 10 1007/978-3-663-05157-2
Verlags-Nr.011732
© 1966 by Springer Fachmedien Wiesbaden
Ursprunghch erschlenen bel Westdeutscher Verlag 1966
Inhalt
1. Veranlassung ................................................... 7
2. Aufbau der Versuchsanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3. Versuchsbetrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
4. Versuchsprogramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 12
5. Untersuchungen................................................. 13
6. Versuchs ergebnisse . . . ...... ....... . .... . . ..... . . ...... . ...... ... 14
6.1 Cyanabbau im Tropfkörper. ................................... 14
6.2 Einfluß des Cyans auf den Abbau im Tropfkörper ............... 15
6.3 Einwirkung des Cyans auf die biologischen Verhältnisse des Tropf-
körpers .................................................... 18
6.4 Cyanabbau in der Nachbelüftung .............................. 20
6.5 Cyan in der Vorreinigung .................................... 21
7. Zusammenfassung............................................... 23
5
1. Veranlassung
In zunehmendem Maße wird im Industriegebiet die Frage,aktuell, ob cyanhaltige
Abwässer in kommunalen Kläranlagen mitgereinigt werden können.
Der Vorteil einer solchen zentralen Behandlung besteht nicht nur in einer besseren
Überwachung der Abläufe dieses giftigen Abwassers, sondern auch in der Wirt
schaftlichkeit der Behandlung. Die Mehraufwendungen für die Behandlung cyan
haltiger Abwässer in einer geplanten oder bereits betriebenen Kläranlage dürften
nur einen geringen Teil der Kosten ausmachen, die in den Industriebetrieben aus
schließlich zur Cyanbeseitigung investiert werden müßten. Außerdem liegen die
Betriebs- und Wartungs kosten niedriger.
Die genannten Vorteile können allerdings erst dann realisiert werden, wenn zur
Genüge bekannt ist, mit welchen Cyankonzentrationen ein Tropfkörper belastet
werden kann, ohne daß sein biologisches Leben Schaden erleidet.
In der Zeit von Oktober 1960 mit Unterbrechungen bis November 1962 wurden
in einer besonders dafür erstellten Versuchsanlage auf dem Gelände der Klär
anlage Marl-Ost des Lippeverbandes Versuche mit cyanhaltigem Abwasser ge
fahren und entsprechende Untersuchungen angestellt. Es bestand die Möglichkeit,
die Versuchsanlage unter den gleichen Bedingungen zu fahren wie die Kläranlage
und diese als Vergleichsbasis für die erzielte Reinigungsleistung bzw. Beeinträch
tigung des biologischen Lebens in der Versuchsanlage zu verwenden.
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2. Aufbau der Versuchsanlage
Abb. 1 Versuchsanlage zur Behandlung von cyanhaltigem Abwasser
auf der Klaranlage Marl-Ost
Gesamtansicht
Die Abb. 2 zeigt den Lageplan der Kläranlage Mari-Ost mit dem Standort der Ver
suchsanlage. Das vorwiegend häusliche Abwasser durchfließt in der Kläranlage
einen Rechen und Sandfang und gelangt in ein Vorreinigungsbecken. Mit Kreisel
pumpen wird das mechanisch gereinigte Abwasser auf zwei parallel geschaltete
Tropfkärper gepumpt und durchläuft ohne Zwischenklärung eine halbstündige
Nachbehandlung im Belüftungsbecken. In einem Nachreinigungsbecken wird der
bei der biologischen Reinigung anfallende Schlamm zurückgehalten und im
Kreislauf wieder zum Belüftungsbecken geführt. Für die Untersuchungen wurde
- mit Ausnahme spezieller Versuche - auf eine eigene Vorreinigung verzichtet.
Das Betriebsschema der Versuchsanlage ist auf Abb. 3 dargestellt. Der Versuchs
tropfkärper war wie die Tropfkärper der Kläranlage 3,85 m hoch und hatte bei
2,0 m Durchmesser einen Nutzinhalt von 12 m3. Die Abwasserbeschickung mit
11/s ~ 3,6 m3/h
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Abb. 3 Betriebsschema
( Oberflächenbelastung 3,6 = 115 m/h'
3,14 ' ,
Raumbelastung 3,6 ' 24 = 7 2 m3/m3 Tag)
12,0 '
erfolgte auS der Druckleitung zu den Kläranlagentropfkärpern, so daß weitest
gehend eine Vergleichbarkeit der Ergebnisse gegeben war. Der Tropfkärper war
oben geschlossen und wurde mit einem Ventilator künstlich von oben nach unten
belüftet. Zur Nachbehandlung des Tropfkärperablaufes waren ein Belebungs
becken auS Stahlblech mit einem Gesamtinhalt von 1,87 m3, das aber nur zu
einem Viertel genutzt wurde, und ein Trichterbecken als Nachreinigung gleicher
Größe vorhanden. Die Aufenthaltszeit des Abwasserzweigstromes von 0,26 1/s
~ 0,93 m3/h war in der
Be1ebungsanlage: ~=05h
4·0,93 '
Nachreinigung : 1,87 = 20 h
0,93 '
Von einem der Kläranlage Marl-Ost nahegelegenen Industriebetrieb wurde
cyanhaltiges Abwasser mit einer Konzentration von 800 bis 1700 mg/I für die
Versuche zur Verfügung gestellt. Aus einem über dem Tropfkärper aufgestellten
Vorrats behälter wurde mit einer Dosierpumpe die jeweilige Cyankonzentration
zugegeben.
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3. Versuchsbetrieb
Die Abb. 4 zeigt die Cyanbelastung des Versuchstropfkörpers während des Unter
suchungszeitraumes. Die ausgezogene Linie stellt die im Versuchsprogramm
festgelegte Sollkonzentration im Tropfkörperzulauf dar. Die bei den Unter
suchungen gemessenen Werte sind als Punkte eingetragen. Abweichungen zwi
schen Soll- und Istkonzentration waren bedingt durch die Beschaffenheit des
cyanhaltigen Abwassers, das Teer-, ÖI- und Naphthalinteilchen enthielt, welche
die Dosierpumpe zeitweilig verstopften und den Versuchsbetrieb teilweise er
heblich störten. Zur Behebung dieser Störungen waren zum Teil längere Be
triebsunterbrechungen notwendig. Ferner war es nicht möglich, während der
kalten Jahreszeiten den Versuchsbetrieb aufrechtzuerhalten.
Die bei den Versuchen festgestellte Verminderung der Abbauleistung kann nicht
eindeutig auf die Cyanbelastung zurückgeführt werden. Bei der allgemeinen Be
urteilung der im folgenden beschriebenen Versuchsergebnisse sind auch die Fak
toren zu berücksichtigen, die im Rahmen der Untersuchungen quantitativ nicht
erfaßt wurden. Es sind dies im einzelnen:
a) die andersartige organische Zusammensetzung der Belastung,
b) die Giftwirkung anorganischer Stoffe, wie Schwefelwasserstoff und freies
Ammoniak,
c) die Verminderung der nutzbaren Schlackenoberfläche durch Versetzen der
Poren mit Teer-, Naphthalin- und Ölteilchen und elementarem Schwefel, der
durch die Oxydation des Schwefelwasserstoffes ausgefällt wurde.
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1961 ----~~~-------------- 1962
Abb. 4 Cyankonzcmration im Zulauf des Versuchs-Tropfkörpers
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4. Versuchsprogramm
Mit Hilfe von chemisch-biologischen Untersuchungen, die vom Laboratorium der
Emschergenossenschaft und des Lippeverbandes durchgeführt wurden, waren im
einzelnen folgende Fragen zu klären:
a) Wie hoch ist der Abbau des im Abwasser enthaltenen Cyans bei Behandlung
auf Tropfkärper?
b) Wieweit wird der biologische Abbau im Tropfkärper durch das Cyan be
einflußt?
c) Wo liegt die Grenze, an der das biologische Leben im Tropfkärper durch das
Cyan zum Erliegen kommt?
d) Wie hoch ist der Abbau des Cyans in der nachgeschalteten Belebungsstufe ?
e) Wieviel Cyan kann mäglicherweise mit dem Schlamm im Vorreinigungs
becken zurückgehalten werden?
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