AT395845B - Verfahren zur reinigung von organische substanzen enthaltenden abwaessern - Google Patents
Verfahren zur reinigung von organische substanzen enthaltenden abwaessern Download PDFInfo
- Publication number
- AT395845B AT395845B AT0117387A AT117387A AT395845B AT 395845 B AT395845 B AT 395845B AT 0117387 A AT0117387 A AT 0117387A AT 117387 A AT117387 A AT 117387A AT 395845 B AT395845 B AT 395845B
- Authority
- AT
- Austria
- Prior art keywords
- phosphorus
- wastewater
- nitrogen
- anaerobic
- sludge
- Prior art date
Links
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 29
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims description 13
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims description 11
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 60
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 31
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 230000008719 thickening Effects 0.000 claims description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 8
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 4
- MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] Chemical compound [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 3
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 claims 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 15
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 10
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 8
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 6
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 6
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 5
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 4
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 3
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 3
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000001546 nitrifying effect Effects 0.000 description 2
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LSHFIWNMHGCYRS-UHFFFAOYSA-N [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[OH4+2] Chemical compound [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[OH4+2] LSHFIWNMHGCYRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 241001148470 aerobic bacillus Species 0.000 description 1
- 230000004103 aerobic respiration Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 1
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 238000009388 chemical precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 238000012851 eutrophication Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 description 1
- 150000002605 large molecules Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000013048 microbiological method Methods 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 1
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 210000004197 pelvis Anatomy 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 230000002062 proliferating effect Effects 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000003809 water extraction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
- C02F3/1205—Particular type of activated sludge processes
- C02F3/1215—Combinations of activated sludge treatment with precipitation, flocculation, coagulation and separation of phosphates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/5236—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
- C02F3/308—Biological phosphorus removal
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Description
AT 395 845 B
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von organische Substanzen enthaltenden Abwässern, insbesondere zur wirksamen Entfernung von Phosphor und Stickstoff, wobei Belebtschlamm von gemischter Population verwendet und das Abwasser zuerst unter anaeroben, dann unter aeroben Bedingungen gehalten wird, während ein Teil des nach der letzten Reinigungsstufe abgesetzten Belebtschlammes in die anaerobe Stufe zuriickgeführt wird.
Die Technologie des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Abwasserreinigung umfaßt anaerobe, aerobe und semiaerobe Abschnitte. Die Reihenfolge der einzelnen Teiltechnologien bzw. der maximal 30 Minuten lange Aufenthalt der Biomasse im Eindickraum des Nachabsetzbehälters ermöglicht neben dem Abbau der organischen Abfallsubstanzen ein gegenüber den herkömmlichen Systemen wirksameres Entfernen von Stickstoff undPhosphor mittels einer mikrobiologischen Methode.
Zahlreiche solche Systeme zur Entfernung von Stickstoff und Phosphor sind aus der Literatur bekannt Die US-PS 4 315 821 beschreibt ein Verfahren zur Entfernung von Stickstoffveibindungen. Bei dem Verfahren gemäß DEOS 2715 256 wird, wie bei den übrigen bekannten Verfahren, das Abwasser zuerst durch eine anaerobe Zone und dann durch eine aerobe Zone geführt, wobei diese Zonenkombination mehrmals hintereinander angeordnet sein kann und schließlich fügt sich eine Nachabsetzzone an, aus der der abgesetzte Schlamm in die erste anaerdbe Zone rückgeführt wird. Zahlreiche Weiterentwicklungen dieses Verfahrens bemühten sich durch Einstellung bestimmter Parameter bessere Ergebnisse zu erzielen. So beruht z. B. das Verfahren gemäß der EP-B-159 008 auf einer peinlich genauen Regulierung des Wertes für die Schlammbelastung. Da dieser Wert jedoch aufgrund der sich ständig ändernden Abwasserqualität ständig schwankt, ist dies nicht so einfach zu verwirklichen. Das Verfahren gemäß der EP-B-26 936 ist ein typisches Verfahren zur Phosphorentfemung. Das Einfügen einer anoxischen Zone zwischen anaerober und aerober Zone bewirkt auch eine Stickstoffentfemung durch Denitrifikation·
Es ist bekannt, daß die Eutrophierung der lebenden Gewässer ein immer größeres Problem darstellt, das durch eine Anreicherung von pflanzlichen Nährstoffen (Phosphor, Stickstoff) in den Gewässern hervorgerufen wird. Während der biologischen Abwasserreinigung machte sich wegen des geringen Wirkungsgrades der Phosphor- und Stickstoffentfemung bei den herkömmlichen Systemen die Einführung einer dritten Stufe der Reinigung erforderlich. Während der dritten Reinigungsstufe wurde das aus der zweiten Stufe abfließende Wasser in einem gesonderten Objekt einem Denitrifikationsvorgang unterworfen, wobei eine gesonderte Kohlenstoffquelle mit Hilfe von Alkohol, Melasse usw. gewährleistet werden mußte.
Der Phosphor wurde durch Gabe von Kalzium-, Aluminium- oder Eisensalz und Behandlung des Niederschlages entfernt.
Die Reinigung mit einer dritten Stufe erforderte den Einbau und das Inbetriebnehmen von weiteren Objekten, die Zugabe von Chemikalien und eine weitere Behandlung des Schlammes.
Die Erfindung beruht auf folgenden biologischen Erscheinungen. In der Anfangsphase des anaeroben Abbausystems liefern die in der sauren Phase entstehenden Verbindungen mit niedrigem Molekülgewicht einen ausgezeichneten Substratstoff für die aeroben Bakterien. Unter bestimmten Bedingungen erfolgt die Zersetzung der organischen Substanzen unter anaeroben Bedingungen schneller als unter aeroben Bedingungen.
Der organisch gebundene Phosphor und Stickstoff wird während des aeroben Abbaus freigesetzt und nimmt an dem biologischen Vorgang teil. Die Vermehrung der Bakterien, die den Abbau der Nitrit- und Nitratmoleküle abwickeln, findet auch in den sogenannten Oxydationsgräben statt, nicht nur in selbständigen Objekten mit besonderer Kohlenstoffquelle (Rezirkulation im Belüftungs-Nachabsetzbehälter).
Es ist allgemein bekannt, daß der Belebtschlamm die Orthophosphatmoleküle (/PO^*) in der aeroben Zone akkumuliert, in der anaeroben Zone hingegen abgibt, freisetzt.
Weiterhin ist bekannt, daß die Biomasse während ihres Wachstums Phosphor- und Stickstoffmoleküle bindet, und wenn der überschüssige Belebtschlamm aus der aeroben Zone entfernt wird, auch der in der aeroben Zone akkumulierte Phosphor aus dem Wasser entfernt wird.
Im anaeroben System kann das Erscheinen von methanproduzierenden Bakterien, die bei einem gewissen Zustand des Kanals auch mit dem Abwasser ankommen können, Schwierigkeiten bereiten.
Die Technologie des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde auf der Basis von auf den obigen biologischen Erscheinungen beruhenden Versuchen und Erkenntnissen ausgearbeitet. In dem erfindungsgemäßen neuen Verfahren wirdgleichzeitig mit der Entfernung von Phosphor und Stickstoff gelöst, indem sich auch die Abbaugeschwindigkeit der organische Substanzen enthaltenden Abfallstoffe erhöht und sich die gesamte Verweilzeit des Abwassers verringert, indem ein Teil des nach maximal 2,5 Stunden Verweilzeit aus der anaeroben in die aerobe Zone gelangten Gemisches aus Abwasser und Belebtschlamm aus der aeroben Zone in eine parallel geschaltete anoxische Zone und aus dieser wieder zurück in die aerobe Zone geführt wird, in welcher die Schlammbelastung weniger als 0,25 kg BSB^/kg Schlamm/Tag beträgt, und der am Ende der Reinigung in an sich bekannter Weise abgesetzte Belebtschlamm im Eindickraum des Nachabsetzers maximal 30 Minuten verweilt
Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß die Denitrifizierung (NOx —> N2) Zeit hat, ungestört zu -2-
AT 395 845 B verlaufen. Im aeroben Becken werden nicht nur die Kohlenstoffquellen verbraucht, sondern es wird nitrifiziert, d. h. NH.4+ wird von den Bakterien zu Nitrat oxydiert. Aus der Fachliteratur sind mehrere Kombinationen von gleichzeitiger Nitrifizierung und Denitrifizierung bekannt, aber das ist und bleibt ein Kompromiß, denn die Denitrifizierung kommt bei reichem Sauerstoffangebot nicht richtig in Gang. In einem anoxischen oder doch wenigstens nicht belüfteten System sind die Bakterien gezwungen, den Nitratsauerstoff zu verbrauchen; diese sog. Nitratatmung führt zum Abbau des Nitrates, von dem nur molekularer Stickstoff übrigbleibt. Deshalb ist die erfindungsgemäße Zwangsströmung zwischen aerober und anoxischer Zone vorteilhafter.
Die Schlammbelastung ist die auf den organischen Anteil des Belebtschlammes bezogene Nährstoff belastung, für die ein maximaler Wat bestimmt weiden kann, unterhalb dessen in der Entfernung des Phosphors keine starken Schwankungen eintreten, wenn die restlichen Parameter eingehalten werden. Die Verweilzeit des Schlammes im Eindickraum des Nachabsetzers ist auf 30 Minuten maximiert. Am Boden des Absetzers ist der Sauerstoffgehalt praktisch Null und es kommt dadurch zu einer Freisetzung von OrthophosphaL Deshalb ist eine kurze Verweilzeit günstig. Die Einstellung des Wertes ist über die Reziikulationsmenge und über die Wahl des Kegelwinkels des Eindickiaumes (unterer Teil des Nachabsetzers) möglich.
Der technologische Vorgang des Verfahrens wird in Fig. 1 veranschaulicht. Das Abwasser (1) gelangt in den Mischraum (2). Hierher kommt auch der im Nachabsetzbehälter abgetrennte Belebtschlamm, die Biomasse (7). Der in der Regel veränderliche Sauerstoffgehalt des Abwassers wird von dem im Mischraum (2a) rezirkulierten Belebtschlamm (7), der eine Sauerstoffatmung besitzt, verbraucht. Das keinen gelösten Sauerstoff enthaltende Abwasser fließt in das völlig durchmischte anaerobe Becken (2), dessen Konzentration an gelöstem Sauerstoff unter 0,1 mg/1 liegt Im anaeroben Becken (2) findet die anaerobe Zersetzung der organischen Substanzen, die Bildung wasserlöslicher Verbindungen aus dem organisch gebundenen Phosphor und Stickstoff statt, weiterhin gibt da Belebtschlamm den im aeroben Becken (3) akkumulierten Phosphor ab. Das Abwasser befindet sich im anaeröben Becken (2) nicht mehr als 2,5 Stunden. Mit Hilfe dieser Verweilzeit kann auf einfache Weise die Vermehrung der methanproduzierenden Bakterien (CH^) und damit der lockerstrukturierten, sich schwer absetzenden und sich im aeroben Becken (3) vermehrenden Fadenbakterien verhindert werden.
Das Abwasser gelangt in das aerobe Becken (3), dessen Gehalt an gelöstem Sauerstoff den Wert von 2 mg/1 überschreitet Der Belebtschlammgehalt des Beckens liegt über 3 g/1, was durch den praktischen Mangel an methanproduzierenden und Fadenbakterien, durch die den Wechsel aerobe-anaerobe Zone vertragende aerobe und semianaerobe Bakterienflora ermöglicht wird.
Die Belastung des aeroben Beckens (3) wird so dimensioniert, daß seine spezifische Schlammbelastung unter einem Wert von 0,25 kg BSB^/kg Schlamm (BSB^ = Biologischer Sauerstoffbedarf) liegt
An das aerobe Becken (3) schließt sich unmittelbar das semianaerobe Becken (4) an.
Aus dem aeroben Becken (3) wird ein Teil des Abwassers in das semianaerobe Becken (4) geleitet Zwischen den beiden Becken besteht eine Zwangströmung, wobei die Menge des Schlammes 60 - 100 % der eingeleiteten Abwassermengebeträgt. DieVerweilzeitimsemianaeroben Becken (4) beträgt 30 bis 50 Minuten. Der in das Becken geleitete Schlamm kommt mit einer Menge an gelöstem Sauerstoff von 2-3 mg/1 dort an, d. h. die Konzentration an gelöstem Sauerstoff übersteigt im ersten Abschnitt des Beckens einen Wert von 0,1 mg/1, erreicht aber den Wert von 0,4 mg/1 nicht. Der zweite Abschnitt des semianaeroben Beckens enthält bereits keinen gelösten Sauerstoff mehr.
Aus dem aeroben Becken (3) gelangt der Dünnschlamm in den Nachabsetzbehälter (5), wo die Trennung von Flüssigkeit und Belebtschlamm erfolgt Der Belebtschlamm gelangt in den Eindickungsraum des Nachabsetz-behälters. Der Gehalt an gelöstem Sauerstoff im Eindickraum ist niedrig, in vielen Fällen erreicht er nur einen Wert von weniger als 0,1 mg/1. Da der Belebtschlamm den akkumulierten Phosphor (/PO^~) unter aeroben Bedingungen abgibt hängt der Phosphorgehalt des abfließenden gereinigten Wassers (6) auch von der Verweilzeit im schlammeindickenden Raum ab. Es wurde festgestellt, daß eine Verweilzeit des Belebtschlammes im Eindickraum von mehr als 30 Minuten bei 100 %-iger Rezirkulation den Phosphorgehalt des abfließenden Wassers meßbar erhöht. Der Belebtschlamm kann in einer gut funktionierenden Anlage im Eindickraum etwa auf das 2,5-fache seiner Dichte eingedickt werden.
Das Unterbringen des überschüssigen Belebtschlammes ist mit allen bisher entwickelten Möglichkeiten verwirklichbar. Eine Eigenheit des aus dem oben beschriebenen Verfahren herauskommenden überschüssigen Belebtschlammes (8) besteht jedoch darin, daß er etwa 60 % des gesamten Phosphors unter aeroben Bedingungen in Form von Orthpphosphat abgibt. Da der Schlamm unter aeroben Bedingungen nicht stabil ist, hat das bei der Behandlung des Schlammes freigesetzte Schlammwasser einen sehr hohen Phosphatgehalt. Ein Rückleiten des Schlammwassers in das frisch ankommende Abwasser hätte eine Überbelastung der Vorrichtung mit Phosphor zur Folge. Um dies zu vermeiden, ist eng mit dem Nachabsetzbehälter ein den Schlamm aufnehmender, den überschüssigen Belebtschlamm behandelnder Behälter (9) verbunden, in dem der Belebtschlamm unter anaeroben Bedingungen gehalten werden kann, und nach einstündiger Verweilzeit wird das freigesetzte Phosphat durch Zugabe von Ca2+-, Al^+- oder Fe2+-Salz in einen wasserunlöslichen Niederschlag überführt. Nach Absetzen desNiederschlages -3-
AT 395 845 B und des Belebtschlammes kann das überstehende Schlammwasser praktisch phosphorfrei in das Abwasser zurückgeleitet werden.
Die Eigenschaften der zur Durchführung der Technologie geeigneten Vorrichtung sind die folgenden.
Das anaerobe Becken (2) ist ein geschlossenes Becken, oben mit Zustrom und Abfluß, das in der Mitte durch eine Wand in zwei Teile geteilt wird. Die Trennwand hat ihr Ende 60 -100 cm über der Bodenplatte. Die in diesem Mischraum (2a) befindliche Misch Vorrichtung ist so bemessen, daß für den Belebtschlamm und das Abwasser in den Beckenecken eine vertikal gerichtete Strömung von mindestens 10 mm/sec gewährleistet ist.
Im ersten Fach des Beckens auf der Abwasserseite oder an der mit diesem gemeinsamen Außenwand befindet sich der vom Durchmischraum abgetrennte Mischraum (2a) für eine Verweilzeit von 5 Minuten (Aufgeben + Re-zirkulation). Die Aufgabe des Mischraumes besteht darin, dadurch, daß der Belebtschlamm den mit dem Abwasser ankommenden Sauerstoff oder bei ausbleibendem Ableiten den Restgehalt an gelöstem Sauerstoff des Schlammwassers des Belebtschlammes in dem abgetrennten und von der Außenluft abgeschlossenen Raum zur aeroben Atmung verbraucht, zu gewährleisten, daß der anaerobe Raum frei von gelöstem Sauerstoff ist.
Das semianaerobe Becken (4) stimmt mit dem Becken der anaeroben Zone (2) überein, mit dem Unterschied, daß es keinen Mischraum besitzt.
Beim Errichten der Objekte muß in jedem Fall die Wasserentnahme von oben am Objekt gewährleistet werden. Das Verbinden der Becken der verschiedenen Zonen in geringerer Höhe ist nicht einmal zum Zwecke des Entleerens ratsam. Die Trennung der einzelnen Zonen kann ohne bedeutende Verringerung des Wirkungsgrades nur so befriedigend abgesichert werden.
Die Anforderung an das Becken des Nachabsetzbehälters (5) besteht nur darin, daß der Raum für den Schlamm im Absetzbecken so zu bemessen ist, daß eine 30-minütige Schlammverweilzeit eingehalten werden kann.
Zur Entfernung von Phosphor und Stickstoff auf biologischem Wege sind in der ganzen Welt Forschungen im Gange, und auch Patente wurden bereits auf diesem Gebiet erteilt Die sich mit der Reinigung in der dritten Stufe beschäftigenden ungarischen und ausländischen Patente sollen hier nicht aufgezählt werden. Hier werden nur die Patente erwähnt, bei denen anaerob-semianaerob-aerobe Systeme angewendet werden. Es handelt sich um die US-PS Nr. 4 431 543, US-PS Nr. 4 460 470, US-PS Nr. 4 431 538.
Beim Vergleich mit den bekannten Verfahren können die folgenden Unterschiede zusammengefaßt werden:
Bei der erfindungsgemäßen Technologie ist nach der aeroben Lüftung nur eine einmalige Phasentrennung erforderlich.
Um eine sauerstofffreie anaerobe Zone zu schaffen, werden weder inertes Gas noch sonstige Methoden angewendet, sondern es wird die aerobe Atmungskapazität der bei dem Verfahren entstandenen Biomasse unter Anwendung des Mischraumes ausgenutzt. Für den Vorgang der Denitrifikation wird dieselbe Biomasse, das heißt eine gemischte Bakterienpopulation, genutzt, und in das semianaerobe Becken werden als Kohlenstoffquellen weder organische Substanzen mit geringer Kohlenstoffatomzahl (Alkohol, Zucker, Fettsäure usw.) noch im Teilstrom Abwasser gegeben.
Dieanaeioben und semianaeroben Becken haben zwei Abschnitte. Sie besitzen einen mechanischen Mischer und oben einen Abfluß.
Mit dieser einfachen Methode wird die Trennung der einzelnen technologischen Phasen in erforderlichem Maße gewährleistet.
Das Zurückleiten des Schlammwassers des Belebtschlammes als Abwasser wird durch einstündiges anaerobes Abstehen und Zugabe von Ca^+-, Al^+- oder Fe^+-Salz, Niederschlagbildung und Dekantieren des Schlammwassers gewährleistet
Innerhalb des Systems findet die chemische Fällung des Phosphates, bei der es im Falle veränderlicher Phosphorbelastung zu einer Überdosierung der Chemikalien kommenkann, die dann die Abbaugeschwindigkeit des biologischen Lebens und der organischen Substanzen heräbsetzt, keine Anwendung.
Das Verfahren besitzt die folgenden Vorteile. Während der anaeroben Vorbehandlung werden die großen Moleküle der organischen Verschmutzungen in Fettsäuren mit niedriger Atomzahl und andere Moleküle zerlegt, wodurch den phosphorentfemenden sowie den nitrifizierenden und denitrifizierenden Bakterien ein leicht aufnehmbarer Nährstoff geliefert wird.
Der in den Abfallstoffen fest gebundene Phosphor und Stickstoff wird freigesetzt.
Das Halten der Schlammbelastung auf einem niedrigen Wert erfordert die Anwendung einer hohen Schlammkonzentration. Das heißt, der Schlamm muß sich gut absetzen können, das erreicht man dadurch, daß durch den Wechsel von anaerober und aerober Zone des Verfahrens keine Vermehrung der Faden- und methanproduzierenden Bakterien, Mikroorganismen möglich ist.
Durch den anaeroben Vorabbau der organischen Abfallstoffe kann in der aeroben Zone durch die günstige Wirkung des leicht aufnehmbaren Nährstoffes eine bedeutend größere Abbaugeschwindigkeit erreicht werden.
Infolge der guten Versorgung der aeroben Zone mit aufnehmbaren Nährstoffen gewährleisten die absorbierten -4-
AT 395 845 B organischen Substanzen der nitrifizieienden und denitrifizierenden Bakterien genügend Kohlenstoffquellen für den Aufenthalt der Bakterien in der semianaeroben Zone, deshalb braucht für keine weitere Kohlenstoffquelle gesorgt zu werden.
Das System gewährleistet mit Hilfe einer biologischen Methode die Entfernung von überschüssigem Phosphor, und ein chemisches Reagens wird nur verwendet, wenn während der Behandlung des überschüssigen Belebt· Schlammes das Schlammwasser des Belebtschlammes in das System zurückgeführt werden soll.
Die Denitrifikation findet ohne Teilstrom oder andere äußere Kohlenstoffquelle statt
Das System ist mit einer kostenarmen Umgestaltung der Objekte zur Intensivierung der überbeanspruchten herkömmlichen Vorrichtungen mit Totaloxydation geeignet.
Mit einer gemäß der erfindungsgemäßen Technologie errichteten Versuchsvorrichtung wurden im Abwassersystem einer Kleinstadt mit 1000 Einwohnern Messungen durchgeführt Die Vorrichtung wurde mit nicht vorher abgesetztem Abwasser beirieben, zuerst in der herkömmlichen Betriebsweise mit Totaloxydation, dann wurde der Belüftungsraum gemäß dem beschriebenen Verfahren in drei Zonen aufgeteilt Bei der Betriebsweise mit Totaloxydation war das Belüftungsbecken 18,6 groß.
Bei der erfindungsgemäßen Technologie betrug das Volumen des zur anaeroben Zone gehörenden Mischraumes und Beckens 4,4 m , das Volumen des zur semianaeroben Zone gehörenden Beckens 1,8 m3, das des zur aeroben Zone gehörenden Belüftungsbeckens war 12,4 m3.
Die Versuchsvorrichtung wurde in das Abwassersystem einer Großstadt umgesetzt Dort wurde vorher äbgesetz-tes Abwasser benutzt und eine ständige Betriebsweise angewendet. Die Durchschnittswerte der einzelnen technologischen Betriebsweisen innerhalb von jeweils zwei Monaten waren die folgenden. (Die Angaben umfassen den mit eingearbeiteter Biomasse betriebenen Zeitraum.)
Betriebsweise mit Tntaloxvdatiqn Aufgegebenes Abwasser Q = 36 m3/Tag bsb5 mg/ml Gesamt phosphor mg/1 o-Phosphat- phosphor mg/1 Ammonium stickstoff mg/1 Nitrit- bzw. Ni- trat- stick- stoff mg/1 Gesamt stick- stoff- mg/1 Zufließend 237,4 15,3 8,2 31,7 0,1 61,0 Abfließend 9,0 10,2 6,8 5,0 14,8 45,9 Wirkungsgrad der Reinigung % 96,2 33,3 16,5 84,3 24,7
Aufgegebenes Abwasser Q = 52,7 m^/Tag Zufließend 226,1 16,1 17,3 30,0 0,1 53,4 Abfließend 10,8 6,5 5,0 5,0 1,1 19,8 Wirkungsgrad der Reinigung 95,2 60,5 31,5 83,3 63,0 % -5-
Claims (2)
- AT 395 845 B Betriebsweise mit vorher abgesetztem Abwasser und der erfindungsgemäßen Technologie Aufgegebenes Abwasser Q = 74,6 m^/Tag • bsb5 mg/ml Gesamt phosphor mg/1 o-Phosphat- phosphor mg/1 Ammonium stickstoff mg/1 Nitrit- bzw. Ni- trat- stick- stoff mg/l Gesamt stick- stoff- mg/1 Zufließend 131,7 10,4 8,5 32,3 0,1 87,5 Abfließend 6,6 4,4 3,6 6,5 1,6 21,4 Wirkungsgrad der Reinigung % 95 58,1 57,6 79,9 62,8 Die Zahlenangaben der Tabelle beweisen, daß das erfindungsgemäße Verfahren im Vergleich zu den herkömmlichen Verfahren in dem gleichen Objektvolumen (ausgenommen das Volumen des Nachäbsetzbehälters) bei Erhalten des Wirkungsgrades für den Abbau der organischen Substanzen die Aufarbeitung einer bedeutend größeren Menge Abwasser gewährleistet. Bei auf eine Zeiteinheit fallender größerer spezifischer Stickstoff- und Phosphorbelastung ändert sich der Wirkungsgrad der Nitrifikation nicht, der Wirkungsgrad für die Entfernung von Stickstoff und Phosphor verdoppelt sich. Die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Ablaufs der Denitrifikation gewährleistet, daß neben der hochgradigen Nitrifikation der Nitrit- beziehungsweise Nitratstickstoffgehalt des Wassers den Wert von 2 mg/1 nicht überschreitet. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Reinigung von organische Substanzen enthaltenden Abwässern, insbesondere zur wirksamen Entfernung von Stickstoff und Phosphor, wobei Belebtschlamm von gemischter Population verwendet und das Abwasser zuerst unter anaeroben, dann unter aeroben Bedingungen gehalten wird, während ein Teil des nach der letzten Reinigungsstufe abgesetzten Belebtschlammes in die anaerobe Stufe zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des nach maximal 2,5 Stunden Verweilzeit aus der anaeroben in die aerobe Zone gelangten Gemisches aus Abwasser und Belebtschlamm aus der aeroben Zone in eine parallel geschaltete anoxische Zone und aus dieser wieder zurück in die aerobe Zone geführt wird, in welcher die Schlammbelastung weniger als 0,25 kg BSB^/kg Schlamm/Tag beträgt, und der am Ende der Reinigung in an sich bekannter Weise abgesetzte Belebtschlamm im Eindickraum des Nachabsetzers maximal 30 Minuten verweilt
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die die anoxische Zone hindurch rezirkulierte Menge an mit Abwasser vermischtem Belebtschlamm 60 bis 100 % der in das anaerobe Becken eingeleiteten Abwassermenge entspricht. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -6-
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU862103A HU205330B (en) | 1986-05-19 | 1986-05-19 | Process for purifying sewage containing organic material, by increased removal of phosphorus and nitrogen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ATA117387A ATA117387A (de) | 1992-08-15 |
| AT395845B true AT395845B (de) | 1993-03-25 |
Family
ID=10957771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| AT0117387A AT395845B (de) | 1986-05-19 | 1987-05-08 | Verfahren zur reinigung von organische substanzen enthaltenden abwaessern |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| AT (1) | AT395845B (de) |
| CS (1) | CS275878B6 (de) |
| DE (1) | DE3716782A1 (de) |
| EG (1) | EG18700A (de) |
| HU (1) | HU205330B (de) |
| PL (1) | PL158608B1 (de) |
| SU (1) | SU1688787A3 (de) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5252214A (en) * | 1987-02-27 | 1993-10-12 | Gunter Lorenz | Biological dephosphatization and (de)nitrification |
| DE3706405A1 (de) * | 1987-02-27 | 1988-09-08 | Guenter Dipl Ing Lorenz | Verfahren zur abwasserreinigung |
| GR1002427B (el) * | 1988-08-26 | 1996-09-06 | Jurgen Lorenz | Μεθοδος καθαρισμου λυματων. |
| DE4100685A1 (de) * | 1991-01-11 | 1992-07-16 | Sued Chemie Ag | Verfahren zum reinigen von phosphate und stickstoffverbindungen enthaltenden abwaessern |
| WO1994011313A1 (en) * | 1992-11-06 | 1994-05-26 | THE MINISTER FOR PUBLIC WORKS for and on behalf ofTHE STATE OF NEW SOUTH WALES | Biological phosphorus removal from waste water |
| WO1996011884A1 (en) * | 1994-10-17 | 1996-04-25 | Polytechnic University | Improved wastewater treatment process |
| WO1999065830A1 (en) * | 1998-06-18 | 1999-12-23 | Boris Mikhailovich Khudenko | Mediated biological-abiotic waste treatment |
| US6773596B2 (en) | 2000-08-03 | 2004-08-10 | Ladislav Penzes | Activated sludge method and device for the treatment of effluent with nitrogen and phosphorus removal |
| GB0624167D0 (en) * | 2006-12-04 | 2007-01-10 | Univ Gent | Process and apparatus for the biological treatment of waste water |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2715256A1 (de) * | 1976-04-12 | 1977-10-27 | Air Prod & Chem | Herstellung von aktiviertem schlamm mit verringertem volumen |
| EP0026938A1 (de) * | 1979-10-09 | 1981-04-15 | Air Products And Chemicals, Inc. | Kontrolle des Belebtschlammverfahrens, um höhere Phosphorentfernungsraten zu erreichen |
| US4315821A (en) * | 1975-01-06 | 1982-02-16 | Du Pont Canada Inc. | Treatment of nitrogenous wastes |
| EP0159008A1 (de) * | 1984-04-17 | 1985-10-23 | Air Products And Chemicals, Inc. | Verfahren um die tägliche Schwankung im Phosphorgehalt des Abwasserablaufs aus Abwasserbehandlungsanlagen auf das Mindestmass zurückzuführen |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4042493A (en) * | 1975-10-28 | 1977-08-16 | Union Carbide Corporation | Phosphate removal from BOD-containing wastewater |
| DK149767C (da) * | 1983-07-28 | 1987-02-23 | Krueger As I | Fremgangsmaade til biologisk rensning af spildevand |
-
1986
- 1986-05-19 HU HU862103A patent/HU205330B/hu not_active IP Right Cessation
-
1987
- 1987-05-08 AT AT0117387A patent/AT395845B/de not_active IP Right Cessation
- 1987-05-18 EG EG28787A patent/EG18700A/xx active
- 1987-05-19 CS CS873628A patent/CS275878B6/cs unknown
- 1987-05-19 SU SU874202577A patent/SU1688787A3/ru active
- 1987-05-19 PL PL1987265770A patent/PL158608B1/pl unknown
- 1987-05-19 DE DE19873716782 patent/DE3716782A1/de active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4315821A (en) * | 1975-01-06 | 1982-02-16 | Du Pont Canada Inc. | Treatment of nitrogenous wastes |
| DE2715256A1 (de) * | 1976-04-12 | 1977-10-27 | Air Prod & Chem | Herstellung von aktiviertem schlamm mit verringertem volumen |
| EP0026938A1 (de) * | 1979-10-09 | 1981-04-15 | Air Products And Chemicals, Inc. | Kontrolle des Belebtschlammverfahrens, um höhere Phosphorentfernungsraten zu erreichen |
| EP0159008A1 (de) * | 1984-04-17 | 1985-10-23 | Air Products And Chemicals, Inc. | Verfahren um die tägliche Schwankung im Phosphorgehalt des Abwasserablaufs aus Abwasserbehandlungsanlagen auf das Mindestmass zurückzuführen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL265770A1 (en) | 1988-08-18 |
| ATA117387A (de) | 1992-08-15 |
| SU1688787A3 (ru) | 1991-10-30 |
| HUT44746A (en) | 1988-04-28 |
| EG18700A (en) | 1995-09-30 |
| HU205330B (en) | 1992-04-28 |
| DE3716782A1 (de) | 1987-11-26 |
| DE3716782C2 (de) | 1992-09-17 |
| CS275878B6 (en) | 1992-03-18 |
| PL158608B1 (en) | 1992-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69202985T2 (de) | Verfahren und system fuer biologische beseitigung von stickstoff aus abwaessern. | |
| DE69221993T2 (de) | Verfahren für Abwasserbehandlung | |
| DE69829482T2 (de) | Verfahren zur nitrifikation von abwasser unter verwendung von aus ammoniumhaltigen wasser isolierten und angereicherten mikro-organismen | |
| EP0247519B1 (de) | Verfahren zur Abwasserreinigung | |
| DE68904598T2 (de) | Abwasserbehandlungsverfahren. | |
| EP0125546B1 (de) | Verfahren zur Reinigung von Abwasser in Anlagen mit Adsorptionsstufe | |
| DE2616212A1 (de) | Verfahren zur schlamm-abwasser- aufbereitung, insbesondere zur entfernung stickstoff- und kohlenstoffhaltiger stoffe aus haushalts- und industrieabwaessern | |
| DE69004507T2 (de) | Verbesserte Beseitigung von Phosphaten in der Abwasserbehandlung mit Belebtschlammverfahren. | |
| CH629730A5 (de) | Verfahren zur inhibierung des wachsens von fasriger biomasse. | |
| DE2809094A1 (de) | Verfahren zur entfernung von organischen stoffen und stickstoffverbindungen aus abwasser | |
| DE3427310C2 (de) | ||
| EP0273111B1 (de) | Verfahren zur Reinigung Phosphathaltiger Abwässer und biologischer Phosphorelimination sowie Anlage zur Durchführung dieses Verfahren | |
| EP0497114A1 (de) | Verfahren zum Reinigen von Phosphate und Stickstoffverbindungen enthaltende Abwässern | |
| AT395845B (de) | Verfahren zur reinigung von organische substanzen enthaltenden abwaessern | |
| EP1531123B1 (de) | Verfahren und Anlage zur Aufbereitung von Abwässern auf Schiffen | |
| DE69400915T2 (de) | Verbesserte methode zur reinigung von abwasser unter anwendung von belebtem schlamm zur vergrösserung der reinigungsausbeuten | |
| DE3833185C2 (de) | ||
| EP0483312B1 (de) | Verfahren zur nitrat- und phosphatelimination bei der biologischen reinigung von abwasser | |
| DE2924449C2 (de) | Verfahren zum Reinigen von Abwasser nach dem Belebtschlammverfahren | |
| EP0527123B1 (de) | Belebtschlammverfahren zur Reinigung von Abwasser | |
| DE3907734C1 (de) | ||
| DE3915026A1 (de) | Verfahren zum biologisch gesteigerten entfernen des phosphorgehaltes von abwaessern | |
| DE19723212A1 (de) | Verfahren zur Behandlung von Abwasser zur Verbesserung der Denitrifizierung bei gleichzeitiger Dephosphatierung | |
| EP1013613A1 (de) | Verfahren zum biologischen Reinigen phosphorhältiger Abwässer | |
| DE3043820A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur biologischen reinigung von abwasser |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ELJ | Ceased due to non-payment of the annual fee | ||
| UEP | Publication of translation of european patent specification | ||
| EEIH | Change in the person of patent owner |