AT408340B

AT408340B - Verfahren zur reinigung von kommunalem oder ähnlichem abwasser

Info

Publication number: AT408340B
Application number: AT0165895A
Authority: AT
Original assignee: Ingerle Kurt Dipl Ing Dr Techn
Priority date: 1995-10-06
Filing date: 1995-10-06
Publication date: 2001-10-25
Also published as: ATA165895A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von kommunalem oder ähnlichem Abwasser nach der Einbeckentechnologie. bel welcher Belüftung und Sedimentation im selben Becken erfolgen, woraufhin Klarwasser abgezogen wird, wobei dem belüfteten Hauptbecken ein Zulaufspeicher vorgeschaltet ist.

Bei herkömmlichen nach dem Belebungsverfahren arbeitenden Kläranlagen wird in einem biologischen Reaktor, dem Belebungsbecken, organische Substanz in Belebtschlamm umgewandelt. Im anschliessenden Nachklärbecken sedimentiert der Belebtschlamm und das Klarwasser kann abgezogen werden. Zur Aufrechterhaltung des Prozesses muss der In der Nachklärung sedimentierte Belebtschlamm wieder in das Belebungsbecken zurückgepumpt werden. Dass die biochemischen Prozesse und die Sedimentation in verschiedenen Becken erfolgen und der Belebtschlamm im Kreis geführt wird, ist für das Verfahren wesentlich.

In der Einbeckentechnik laufen während eines Zyklus in einem Becken die verschiedenen biochemischen und physikalischen Vorgänge ab. In der Rührphase R - falls diese vorhanden istwird denitrifiziert und biologisch Phosphor entfernt. In der Belüftungsphase B wird organische Substanz abgebaut und zusätzlich nitrifiziert. In der Vorabsetzphase V läuft ein Doppelprozess ab. Einerseits setzt sich der Schlamm ab und andererseits wird bei diesem Prozess gleichzeitig denitrifiziert. Der sich abzusetzende Schlamm bildet einen Filterkörper, der auch kleine Belebtschlammflocken aus dem Klarwasser herausfiltert und somit einen guten Kläranlagenablauf garantiert.

Schliesslich dient die Abzugsphase A dem Abzug von KlÅarwasser aus dem Klärbecken. Auch während dieser Phase sinkt der Schlamm weiter zu Boden und ist in der Lage zu denitrifzieren. Wird eine weitgehende Phosphorelimination gewünscht, so muss ein entsprechendes Fällungsmittel in das Klärbecken eingebracht werden Das Fällungsmittel dient dann nicht nur der Phosphorelimination, sondern hat auch sehr positive Auswirkungen auf die Absetzeigenschaften des Schlammes.

Erfindungsgemäss wird nunmehr vorgesehen, dass in der Belüftungs- und eventuell vorhandenen Rührphase Belebtschlamm vom Hauptbecken in den Zulaufspeicher geleitet wird, bis in beiden Becken im wesentlichen gleiche Verhältnisse herrschen.

Das Rückleiten des Belebtschlammes vom Hauptbecken in den Zulaufbereich dient der nächst folgenden Rohabwasserspeicherung und ermöglicht die Mitverwendung dieses Beckenvolumen für die biochemischen Vorgange in der Belüftungs- und Rührphase.

Die Unterteilung von Hauptbecken und Zulaufspeicher durch eine Tauchwand ist die konstruktiv einfachste Moglichkeit, den Durchtritt von Rohabwasser in das Hauptbecken zu verzögern und ein Durchschlagen von Rohabwasser durch das Hauptbecken zu vermeiden. Zu diesem Zweck ist es lediglich notwendig, den Schlammspiegei Im Zulaufbereich während des ersten Abschnittes der Zufluss- und Abzugsphase oberhalb der Unterkante der Tauchwand zu halten.

Der Zulaufbereich ist so gross zu wählen, dass zufliessendes Rohabwasser durch temporäre Zwischenspeicherung nicht in den Kläranlagenablauf durchschlagen kann. Die Tauchwand hat die Aufgabe, das Rohabwasser am Beckenboden in das Hauptbecken zu führen und zusätzlich die Zwischenspeicherung zu ermöglichen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anschliessend anhand der Zeichnung erläutert. In dieser ist Fig. 1 ein Betnebsschema der Einbeckenanlage bei Trockenwetter (TW), Fig. 2 bei Regenwetter (RW), Fig. 3 zeigt einen Vertikalschnitt in Fliessrichtung durch ein Becken einer Embecken-Schwachlast-Biologie (ESB)-Stufe, Fig. 4 und 5 zeigen weitere konstruktive Ausführungen des Zulaufes bzw. des Ablaufes und Flg. 6 die Beckenanordnung und Fliessverhältnisse einer grossen Kläranlage.

Anhand der Fig. 1 und 2 wird die Betriebsweise einer"Zweibecken-ESB-Stufe"mit freiem Durchfluss (annähernd konstantem Wasserspiegel) erläutert. Bei Trockenwetter folgt eine Belauf- tungsphase B von z. B 80', eine Vorabsetzphase V von z. B. 40'. Anschliessend wird das Becken mit Abwasser über die ganze Beckenbreite am Beckenboden beschickt (Zufluss- und Abzugsphase A) und gleichzeitig Klarwasser auf der gegenüberliegenden Seite ca. 20 cm unter dem Wasserspiegel, ebenfalls über die Beckenbreite, abgezogen. Die einzelnen Phasen sind zeitlich so verschoben, dass ein dem Zufluss der ESB-Stufe entsprechender Abfluss entsteht. In diesem Fall wird ohne Rührphase R gearbeitet Bel Regenwetter wird die Zykluszeit verkürzt (die B-Phase mehr als die A-Phase).

In Fig 3 ist die Zweiteilung eines ESB-Beckens in den Zulaufspeicher 2 und in das Haupt-

becken 3 dargestellt. Ein Durchfluss durch das ESB-Becken (Zu- und Abfluss) erfolgt nur während der A-Phase. In der Vorabsetzphase V, in der der Beckeninhalt nur der Schwerkraft unterworfen ist, bildet sich im Zulaufspeicher und im Hauptbecken ein langsam zu Boden sinkender Schlammfilter mit einem horizontalen Schlammspiegel. Bevor mit dem Durchfluss begonnen wird, liegt der Schlammspiegel 6 schon mindestens 50 cm unter dem Wasserspiegel 7.

Erst wenn durch den Zufluss Q zu der Schlammspiegel m Zulaufspeicher bis unter die Unterkante der Tauchwand gedrückt worden ist, kann Rohabwasser in das Hauptbecken eintreten Durch eine entsprechende Grösse des Zulaufspeichers kann die Speicherzeit beeinflusst und somit auch das Durchschlagen von Rohabwasser in den Kläranlagenablauf verhindert werden. Um den Zulaufspeicher auch biochemisch nutzen zu können, wird die Belüftung 4 und bei Vorhandensein einer Rührphase das Rührwerk so angeordnet, dass während dieser Phasen Belebtschlamm vom Hauptbecken in den Zulaufspeicher gefördert bzw. im Kreislauf geführt wird.

Bei grossen Kläranlagen mit vielen Einzelbecken ist die Anordnung der einzelnen Becken und die gleichmässige hydraulische Beschickung dieser Becken von grosser Bedeutung. In Fig. 6 Ist die Anordnung der Becken und der Fliessweg des Abwassers dargestellt. Dabei ist vorgesehen, dass die Beckentiefe 4, 0 bis 5, 0 m und die Länge des Hauptbeckens 3 in Fliessrichtung 20, 0 bis 25, 0 beträgt. Um eine gleichmässige hydraulische Beschickung der Becken zu erzielen, werden die Fliessverluste im Zulaufkanal 10, im Zulaufspeicher 2 und im Ablaufkanal 11 im Vergleich zu den Verlusten in den Ablauflöchern 12 sehr klein gehalten. Der Höhenverlust 14 ist vom Durchfluss unabhängig, wird nur vom Schlammgewicht bestimmt und ist somit konstant.

Der Höhenverlust in den Ablauflöchern 13 wird bewusst sehr gross gewählt (ca. 20 bis 30 cm), um einen konstanten "Linienabzug"zu erreichen. Durch Leitwände wird die gleichmässige hydraulische Beschickung noch verbessert. Um Ablagerungen im Zulaufkanal zu vermeiden (kleine Fliessgeschwindigkeit), wird dort eine Belüftung eingebaut. Im Zulaufspeicher verweitt das Rohabwasser eine längere Zeit (ca. 30') und wird entlüftet, bevor es in das Hauptbecken im Sohlbereich eintritt.

Der Durchfluss durch die ESB-Becken wird durch elektrisch angetnebene Schieber 8 bewirkt (Zu- und Aufstellung) und der Wasserspiegel in den Becken durch feste Überfälle 9, die nach den Schiebern situiert sind, gehalten.

Die Beschickung mit Abwasser und das Abziehen von Klarwasser ist so zu gestalten, dass feststoffreies Abwasser die ESB-Stufe verlässt. Eine maximale hydraulische Belastung der ESBStufe ist einzuhalten.

Vor der ESB-Anlage sind normalerweise ein Pumpwerk, eine Rechen- oder Siebanlage, ein Fett- und Sandfang, eine Vorklärung bei grösseren Anlagen und eventuell eine Abwasser- und Prozesswasserspeicherung vorhanden. Nach der ESB-Anlage kann In Sonderfällen noch eine Filteranlage installiert werden.

Eine Möglichkeit der Abwasserzuführung bei freiem Durchfluss Ist in Fig. 4 und des Klarwasserabzuges in Flg. 5 dargestellt. Durch das Öffnen und Schliessen eines elektrisch angetriebenen Schiebers (Auf- und Zustellung) wird der Durchfluss durch die beiden Becken bzw. Beckengruppen gesteuert Durch einen festen Überfall stellt sich der Wasserspiegel In den Becken automatisch ein.

Ein besonderer Vorteil dieser Vorgangsweise ist die sehr hohe Trockensubstanz von bis zu 10 g/) in der ESB-Stufe, wodurch sehr viel Beckenvolumen gespart werden kann.

Die ESB-Stufe kann aber auch mit Abwasserspeicherung und mit variablem Wasserspiegel betrieben werden. Die Becken werden dann kontinuierlich mit Abwasser auch während der R-, Bund V-Phase beschickt. Dafür muss aber eine komplizierte und teurere Regeltechnik in Kauf genommen werden.

Der Abzug von Überschussschlamm erfolgt am besten am Ende der Abzugsphase am Boden des Beckens. Der Schlamm ist dann bereits gut eingedickt und luftblasenfrei.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Reinigung von kommunatem oder ähnlichem Abwasser nach der Einbecken- technologie, bei welcher Belüftung und Sedimentation im selben Becken erfolgen, worauf- hin Klarwasser abgezogen wird, wobei dem belüfteten Hauptbecken ein Zulaufspeicher <Desc/Clms Page number 3> vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Belüftungs- und eventuell vorhan- denen Rührphase Belebtschlamm vom Hauptbecken in den Zulaufspeicher geleitet wird, bis in beiden Becken im wesentlichen gleiche Verhältnisse herrschen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auch der Zulaufspeicher belauf- tet und gleichzeitig mit dieser Belüftung Belebtschlamm vom Hauptbecken in den Zulauf- speicher transportiert bzw. über den Zulaufspeicher im Kreislauf geführt wird.

3 Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aus Hauptbecken und Zulaufspeicher bestehende Reinigungsstufe, die ESB-Stufe (Einbecken-Schwachlast- Biologie-Stufe), im freien Gefälle durchströmt, dass während der R-, B- und V-Phase der Zufluss unterbunden, und dass der Wasserspiegel in den Becken annähernd konstant gehalten wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer EMI3.1 wasserzufluss mit einem Trockenwetter- und Regenwetterbetrieb (z. B. Fig. 1 und 2) gearbeitet wird, wobei bel Trockenwetter die biochemischen Vorgänge und bei Regen- wetter die hydraulischen bevorzugt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die nach der Einbeckentechnik arbeitende Reinigungsstufe kontinuierlich mit Abwasser beschickt wird, und dass somit während der Rühr-, Belüftungs- und Vorabsetzphase der Wasserspiegel im Becken ansteigt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kläranlage kontinuierlich und konstant hydraulisch beschickt wird, und dass zu diesem Zweck Kläran- lagenablauf rückgeführt wird.

8. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Hauptbecken (3) und Zulaufspeicher (2) einen durch eine Tauch- wand (1) unterteilten biologischen Reaktor (5) (ein ESB-Becken) bilden.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein jedes Hauptbecken der ESB-Stufe einen Ablauf aufweist, der ca. 20 bis 30 cm unter dem Wasserspiegel liegt, der annähernd über die gesamte Beckenbreite als Schlitz oder in Form von mehreren Löchern verläuft, der durch eine Klappe abgedeckt ist, an dem ein Druckkanal mit einem Absperr- schieber anschliesst und in dem durch Einbringen von Reinwasser in den Druckkanal bei geschlossenem Schieber kein Schlamm eindringen kann. (Fig. 5).

10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbesserung der hydraulischen Beschickung Leitwände Im Zulaufspeicher (2) und im Hauptbecken (3) in Fliessrichtung angeordnet werden 11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Beckentiefe 4, 0 bis 5, 0 m und die Länge des Hauptbeckens (3) in Fliessrichtung 20, 0 bis 25, 0 m betragt 12 Einrichtung nach den Ansprüchen 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der ESB-Stufe eine Rechen- oder Siebanlage, ein Sand- und Fettabscheider, eine Vorklärung, ein Abwas- serspeicher, ein Prozesswasserspeicher bzw nur einzelne dieser Anlageteile vorgeschaltet werden.

13 Einrichtung nach den Ansprüchen 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur weitergehen- den Entfernung von Feststoffen ein Filter der ESB-Stufe nachgeschaltet ist.

14. Einrichtung nach den Ansprüchen 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet dass bel grossen Kläranlagen mehrere jeweils aus Zulaufspeicher (2) und Hauptbecken (3) bestehende Reaktoren (5) nebeneinander und hintereinander angeordnet werden.