CH622227A5

CH622227A5 -

Info

Publication number: CH622227A5
Application number: CH636677A
Authority: CH
Inventors: Erwin Dr Ing Schnitzler
Original assignee: Schnitzler Erwin
Priority date: 1976-06-05
Filing date: 1977-05-24
Publication date: 1981-03-31
Also published as: US4138328A; NL7706181A; BE855341A; DE2625415A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Reinigung von Abwasser nach dem Belebtschlammverfahren mit einem Pufferbecken hinter einem Absetzbecken für mechanische Vorreinigung,

zumindest einem Oxidationsgraben mit zumindest einer Belüftungseinrichtung und einer Feinverteilungseinrichtung für den Zulauf des Abwassers im Bereich der Belüftungseinrichtung,

einem Nachklärbecken und einer Schlammrückführung aus dem Nachklärbecken,

wobei auch das Pufferbecken eine Belüftungseinrichtung aufweist und das zu reinigende Abwasser im Pufferbecken einen Teilabbau der BSB5-Last erfährt. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb dieser Anlage. Oxidationsgraben bezeichnet ein Belüftungsbecken mit Umlauf des Abwassers und mit mechanischen Belüftungsaggregaten.

Bei den bekannten Anlagen der beschriebenen Gattung (Wasser, Luft und Betrieb 20, 1976, S. 298) fliesst die Suspension aus dem Pufferbecken unmittelbar in den Oxidationsgraben. Spezielle Verfahrensparameter, die die Verhältnisse im Pufferbecken, im Oxidationsgraben und im Nachklärbecken beherrschen, sind nicht angegeben. Es erfolgt eine Produktion von Überschussschlamm, der konzentriert und zusätzlich getrennt aufbereitet werden muss. Nach Untersuchungen, die der Erfindung zugrundeliegen, ist bei den bekannten Anlagen die Produktion von Überschussschlamm unvermeidbar. Der erzeugte Schlamm kann nicht in der Anlage selbst «nass» verbrannt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungs-gemässe Anlage so weiter auszubilden, dass sie ohne störende Erzeugung von Überschussschlamm betrieben werden kann.

Die Erfindung besteht darin, dass zwischen Pufferbecken und Oxidationsgraben ein Belüftungsbecken angeordnet ist, welches zumindest eine Belüftungseinrichtung aufweist und in dem ein Abbau der BSB5-Last um 65 bis 75% erfolgt, und dass die Schlammrückführung aus dem Nachklärbecken in das Belüftungsbecken erfolgt, wo im Bereich der Belüftungseinrichtung bzw. der Belüftungseinrichtungen ein Feinverteiler für den Rückführschlamm sowie ein Feinverteiler für den Zulauf aus dem Pufferbecken angeordnet sind. Die Feinverteiler können als über die Breite des Belüftungsbeckens (quer zur Strömungsrichtung) erstreckte Verteilerrohre oder Verteilerrinnen ausgebildet sein. Die Feinverteiler für den Rück-führschlamm einerseits, für den Ablauf aus dem Pufferbek-ken andererseits können auch baulich vereinigt sein. Zweckmässigerweise sind die Belüftungseinrichtungen des Belüftungsbeckens Rotoren mit zumindest einem Walzenrotor. Für diese Ausführungsform der Erfindung, sind die Feinverteiler in Strömungsrichtung vor und achsparallel zum Walzenrotor anzuordnen. Das Belüftüngsbecken kann als besonderes Bek-ken ausgeführt sein. Es ist möglich, das Belüftungsbecken als von der Suspension im Oxidationsgraben umflossene Zelle in den Oxidationsgraben einzubauen. Wenn zwei Oxidationsgräben verwirklicht sind, so sind diese parallelgeschaltet.

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, dass eine er-findungsgemässe Anlage so betrieben werden kann, dass eine störende Produktion von Überschussschlamm nicht mehr erfolgt. Die Produktion von Überschussschlamm lässt sich ohne Schwierigkeiten ganz vermeiden, d.h., dass der in dem Belüftungsbecken entstehende Schlamm im Oxidationsgraben wieder abgebaut wird und nach dem Massenwirkungsgesetz ein Schlammgleichgewicht entsteht. Durch Berücksichtigung des Massenwirkungsgesetzes einerseits, der Enzymkinetik andererseits kann ein Schlammgleichgewicht in dem Sinne erzeugt werden, dass der anfallende Schlamm «nass» in der Anlage auch wieder verbrannt wird. In diesem Sinne ist Gegenstand der Erfindung auch ein Verfahren zum Betrieb der beschriebenen Anlage. Dieses Verfahren ist gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) im Pufferbecken wird ein Teilabbau um 10 bis 15% der BSB5-Last durchgeführt, und zwar mit einem Sauerstoffgehalt von 1 bis 4 mg/1 Abwasser sowie einem Schlammgehalt von 0,03 bis 0,05 g TS/I Abwasser,

b) im Belüftungsbecken wird für den Zulauf aus dem Pufferbecken sowie für den Zulauf aus dem Nachklärbecken eine mittlere Verweilzeit von 1 bis 3 Stunden, mit Abbau

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von 65 bis 75% der BSB5-Last, eingerichtet, und zwar bei einer Strömung, die die Schlammflocken in der Schwebe hält, der 02-Gehalt wird dabei zwischen 1 und 4 mg/1 Abwasser gehalten,

c) im Oxidationsgraben wird für den Zulauf aus dem Belüftungsbecken eine mittlere Verweilzeit von 10 bis 20 Stunden eingerichtet, und zwar bei einer Strömung, die die Schlammflocken in der Schwebe hält, der 02-Gehalt wird dabei zwischen 0,1 und 3 mg/1 Abwasser gehalten,

wobei im Oxidationsgraben bei einer Abwasserbelastung von 0,08 bis 0,15 g BSB5/1 Abwasser sowie einer Schlammbelastung von 0,017 bis 0,034 g BSB5/g TS . d der im Belüftungsbecken entstehende Schlamm bis auf die für die Schlammrückführung benötigte Menge abgebaut wird. Das alles wird im folgenden anhand einer Zeichnung ausführlicher erläutert.

Die einzige Figur zeigt ein Schema einer erfindungsge-mässen Anlage, und zwar in der Ausführungsform mit zwei Oxidationsgräben, welche im folgenden beispielsweise erläutert ist.

Die dargestellte Anlage dient zur Reinigung von Abwasser nach dem Belebtschlammverfahren. Zur Anlage gehören zunächst ein Pufferbecken 1 nach einem (nicht gezeichneten) Absetzbecken für mechanische Vorreinigung,

zwei Oxidationsgräben 2, die gleichsam parallelgeschaltet sind und jeder eine Belüftungseinrichtung 3 sowie Feinverteilungs-einrichtungen 4 für den Zulauf des Abwassers im Bereich der Belüftungseinrichtung 3 aufweisen,

ein Nachklärbecken 5 und eine Schlammrückführung 6 für Rückführung von Schlamm aus dem Nachklärbecken 5 in den Prozess.

Auch das Pufferbecken 1 besitzt eine Belüftungseinrichtung 3. Das zu reinigende Abwasser erfährt im Pufferbecken

1 einen Teilabbau der BSBB-Last. Zwischen Pufferbecken 1 und Oxidationsgraben 2 ist ein Belüftungsbecken 7 angeordnet, welches im Ausführungsbeispiel eine Belüftungseinrichtung 3 aufweist. Die Schlammrückführung 6 aus dem Nachklärbecken 5 geschieht in das Belüftungsbecken 7 hinein.

Dazu sind im Belüftungsbecken 7 im Bereich der Belüftungseinrichtung 3 ein Feinverteiler 8 für den Rückführschlamm sowie ein Feinverteiler 9 für den Zulauf aus dem Pufferbek-ken 1 angeordnet. Es kann sich dabei um über die Breite des Beckens erstreckte Verteilerrohre oder Verteilerrinnen handeln. Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind alle Belüftungseinrichtungen

3 als Walzenrotoren ausgebildet. Grundsätzlich kann jedoch auch mit anderen Belüftungseinrichtungen 3 gearbeitet werden. Das als separates Becken gezeichnete Belüftungsbecken 7 könnte in zwei Zellen aufgeteilt und in den Oxidationsgräben

2 untergebracht sein, wobei jedoch die Anordnung so zu treffen ist, dass die Suspension des Oxidationsgrabens 2 unabhängig von der Suspension im Belüftungsbecken 7 gesteuert werden kann und folglich das Belüftungsbecken 7 umfliessen kann. Im einzelnen gilt für die Funktion der einzelnen Aggregate und deren Zusammenwirkung folgendes:

Das in einer mechanischen Kläranlage von unlöslichen und absetzbaren Stoffen befreite, vorgeklärte Wasser wird auf einen pH-Wert von 7 bis 8 eingestellt und in das Pufferbek-ken 1 eingeführt. Der Inhalt des Pufferbeckens 1 soll etwa der fünffachen stündlichen, mittleren Zulaufmenge entsprechen. Das Pufferbecken 1 ist durch ein mechanisch regelbares Ablauf wehr 10 als Rückhaltebecken ausgebildet, um Volumenschwankungen im Zulauf aufzufangen und den Ablauf möglichst gleichmässig auf einen mittleren Wert der Zulaufmenge einzuregulieren. Das Pufferbecken 1 ist mit einer mechanischen Belüftungseinrichtung 3 versehen. Diese dient zur Umwälzung und Durchmischung sowie zum Eintrag von Sauerstoff. Anaerobe Vorgänge werden vermieden, ein biochemischer Reaktionskomplex ist die Bereitstellung eines Substrates und spezifischer Enzyme. Das geschieht durch Teilabbau der BSB0-Last um 10 bis 15% mit Bildung von 1 bis 4 ml pro 1 Schlamm-Volumen, Schlammgehalt von 0,03 bis 5 0,05 g TS/1 Abwasser.

Aus dem Pufferbecken 1 fliesst die Suspension in das Belüftungsbecken 7. In das Belüftungsbecken 7 fliesst aber auch der Rückführschlamm aus dem Nachklärbecken 5. Das geschieht über die schon beschriebenen Feinverteiler 8, 9. Als io Bemessungsgrösse für den Inhalt ist eine Verweilzeit von 1 bis

3 Stunden für die zulaufende Abwasser- und Rücklaufschlammenge vorzusehen. Die Belüftung und Durchmischung erfolgt durch mechanische Belüftungseinrichtungen 3. Es können ausserdem zur zusätzlichen Sauerstoffzuführung Druck-

15 luftverteileraggregate vorgesehen sein, denn der Sauerstoffgehalt im Belüftungsbecken 7 soll ständig zwischen 1 und

4 mg/1 (vorzugsweise zwischen 2 und 4 mg/1) gehalten werden. Dann lässt sich im Belüftungsbecken 7 die Hauptmenge der BSBj-Last abbauen, nämlich ein Abbau dieser Last um

20 65 bis 75 % erreichen. Dabei wird zusätzliche neue Bioschlammsubstanz gebildet, und zwar in Korrelation zur abgebauten BSBr-Last des Abwassers. Diese Suspension wird in die Oxidationsgräben 2 ausgeschwemmt.

Die Oxidationsgräben 2 sind Abwasserbecken mit Um-2s lauf und mit mechanischen Belüftungseinrichtungen 3. Diese sind so ausgelegt, dass sie neben dem Lufteintrag und der Durchmischung auch die erforderliche kinetische Energie an die Suspension erteilen, und zwar für deren Rundlauf mit 0,15 bis 0,35 m pro Sekunde. Das stellt sicher, dass die 30 Schlammflocken in gleichmässiger Verteilung in der Schwebe gehalten werden. Die Grösse der Oxidationsgräben ist in besonderer Weise bemessen, und zwar so, dass die mittlere Verweilzeit in den Oxidationsgräben 10 bis 20 Stunden für die umlaufende Wassermenge beträgt. Die Oxidationsgräben 35 arbeiten also als schwachbelastete Belebungsbecken mit Langzeitbelüftung. Die Sauerstoffzufuhr ist regelbar und steuerbar und zwar so, dass beliebige 02-Werte zwischen 0,1 und 3 mg/1 eingestellt werden können. Der Ablauf aus den Oxidationsgräben 2 zum Nachklärbecken 5 erfolgt über je 40 ein motorisch regelbares Überlaufwehr 11 und Dückerlei-tung 12. In den Oxidationsgräben 2 wird die aus dem Belüftungsbecken 7 kommende Suspension, bei welcher ca. 65 bis 75% der Ausgangslast an BSB5 abgebaut sind, im Verhältnis 1:5 bis 1:10 verdünnt. Durch die Umsetzung des 45 Substrates in Grundenergie und Bioschlammsubstanz ist in der Suspension, welche in die Oxidationsgräben 2 überläuft, nur noch wenig ursprüngliches Substrat vorhanden. Zur Deckung des Nährbedarfes der Schlammasse in den Oxidationsgräben 2 wird Schlamm abgebaut. Dieser Schlammab-50 bau steht in Korrelation zum Substratmangel. Die Folge ist, dass durch den Abbau der Biomasse ein spezifisches Substrat für die Energielieferung gebildet und dieses in weiterer Folge auch zur Neuproduktion von Schlammsubstanz verwendet wird. Dadurch wird der im Nachklärbecken 5 sich laufend 55 absetzende Schlamm verjüngt und aktiv erhalten. Die Sauerstoffzuführung für die Oxidationsgräben 2 wird diesen Verhältnissen entsprechend geregelt. Im Gegensatz zum Belüftungsbecken 7 ergibt sich also in den Oxidationsgräben 2 eine sehr niedrige Abwasserbelastung von 0,08 bis 0,15 g 60 BSB.,/1 und dementsprechend eine Schlammbelastung von 0,017 bis 0,034 g BSB3/g TS . d. Das alles gilt entsprechend, wenn nur ein Oxidationsgraben vorgesehen ist

Das Nachklärbecken 5 ist z.B. als Rundbecken mit Schlammräumvorrichtung 13 ausgeführt. Der im Nachklär-65 becken 5 sich absetzende Belebtschlamm wird kontinuierlich abgezogen und mit einer Schneckenpumpe dem Belüftungsbecken 7 zugefördert. Es erfolgt keine Entnahme von Überschussschlamm. Da so jeweils der gesamte Schlamm aus dem

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Nachklärbecken 5 im Umlauf verbleibt, richtet sich das Rückführschlamm-Volumen nach dem Schlammindex und dem einleitend erläuterten, dadurch entstehenden Schlammgleichgewicht, dass der vom Belüftungsbecken zugeführte und der im Oxidationsgraben (bzw. den Oxidationsgräben)

entstehende Schlamm in diesen bzw. in diesen bis auf die für die Schlammrückführung benötigte Menge abgebaut wird. Es versteht sich von selbst, dass mitgeführte Feststoffe, die an dem biochemischen Prozess nicht teilnehmen, aus 5 dem Nachklärbecken 5 ausgeschleust werden müssen.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Anlage zur Reinigung von Abwasser nach dem Belebtschlammverfahren, mit einem Pufferbecken hinter einem Absetzbecken für mechanische Vorreinigung,

einem Nachklärbecken und einer Schlammrückführung aus dem Nachklärbecken,

wobei auch das Pufferbecken eine Belüftungseinrichtung aufweist und das zu reinigende Abwasser im Pufferbecken einen Teilabbau der BSB5-Last erfährt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Pufferbecken (1) und Oxidationsgraben (2) ein Belüftungsbecken (7) angeordnet ist, welches zumindest eine Belüftungseinrichtung (3) aufweist und in dem ein Abbau der BSB5-Last um 65 bis 75% erfolgt, und dass die Schlammrückführung (6) aus dem Nachklärbecken (5) in das Belüftungsbecken (7) erfolgt, wo im Bereich der Belüftungseinrichtung (3) bzw. der Belüftungseinrichtungen (3) ein Feinverteiler (8) für den Rückführschlamm sowie ein Feinverteiler (9) für den Zulauf aus dem Pufferbecken (1) angeordnet sind.

2. Anlage nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftungseinrichtung (3) des Belüftungsbeckens (7) mit Walzenrotoren ausgerüstet ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Anlage nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Belüftungsbecken (7) als von der Suspension im Oxidationsgraben (2) umflossene Zelle im Oxidationsgraben bzw. in den Oxidationsgräben (2) ausgeführt ist.

4. Anlage nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinverteiler (8, 9) als über die Breite des Belüftungsbeckens (7) erstreckte Verteilerrohre oder Verteilerrinnen ausgeführt sind.

5. Verfahren zum Betrieb der Anlage nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) im Pufferbecken wird ein Teilabbau um 10 bis 15% der BSBj-Last durchgeführt, und zwar mit einem Sauerstoffgehalt 1 bis 4 mg/1 Abwasser sowie einem Schlammgehalt von 0,03 bis 0,05 g TS/1 Abwasser,

b) im Belüftungsbecken wird für den Zulauf aus dem Pufferbecken sowie für den Zulauf aus dem Nachklärbecken eine mittlere Verweilzeit von 1 bis 3 Stunden, mit Abbau von 65 bis 75% der BSB5-Last, eingerichtet, und zwar bei einer Strömung, die die Schlammflocken in der Schwebe hält, der 02-Gehalt wird dabei zwischen 1 und 4 mg/1 Abwasser gehalten,

c) im Oxidationsgraben wird für den Zulauf aus dem Belüftungsbecken eine mittlere Verweilzeit von 10 bis 20 Stunden eingerichtet, u. zwar bei einer Strömung, die die Schlammflocken in der Schwebe hält, der 02-Gehait wird dabei zwischen 0,1 und 3 mg/1 Abwasser gehalten,

wobei im Oxidationsgraben bei einer Abwasserbelastung von 0,08 bis 0,15 g BSBg/1 Abwasser sowie einer Schlammbelastung von 0,017 bis 0,034 g BSB5/g TS . d der vorhandene Schlamm bis auf die für die Schlammrückführung benötigte Menge abgebaut wird.