DD238783A1 - PROCESS FOR THE BIOLOGICAL TREATMENT OF WASTEWATER - Google Patents

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DD238783A1
DD238783A1 DD84263978A DD26397884A DD238783A1 DD 238783 A1 DD238783 A1 DD 238783A1 DD 84263978 A DD84263978 A DD 84263978A DD 26397884 A DD26397884 A DD 26397884A DD 238783 A1 DD238783 A1 DD 238783A1
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DD84263978A
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Volkmar Peukert
Christian Pueschel
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Wassertech Forschung
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    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

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  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft die biologische Abwasserbehandlung unter Verwendung von Belebtschlamm. Ziel der Erfindung ist die Verminderung des Energieaufwandes fuer die Belueftung des Abwassers. Erfindungsgemaess erfolgt die Behandlung des Abwassers nach dem Prinzip der Schlammregenerierung, wobei ein phosphatreicher Belebtschlamm im Kreislauf gefuehrt wird und die Regenerierung nacheinander folgend unter anaeroben Bedingungen mit Phosphatfreisetzung und aeroben Bedingungen mit Phosphataufnahme erfolgt. Der phosphatreiche Belebtschlamm wird durch Behandlung einer Teilmenge des zufliessenden Abwassers hergestellt.The invention relates to biological wastewater treatment using activated sludge. The aim of the invention is to reduce the energy consumption for the ventilation of the wastewater. According to the invention, the treatment of the waste water on the principle of sludge regeneration, wherein a phosphate-rich activated sludge is recycled and the regeneration is carried out sequentially under anaerobic conditions with phosphate release and aerobic conditions with phosphate uptake. The phosphate rich activated sludge is produced by treating a subset of the incoming effluent.

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft die biologische Behandlung von kommunalem, industriellem und landwirtschaftlichem Abwasser untei Verwendung von Belebtschlamm. Sie ist auf alle Abwasser anwendbar, die neben organischen Inhaltsstoffen Phosphat im Überschuß aufweisen.The invention relates to the biological treatment of municipal, industrial and agricultural wastewater untei use of activated sludge. It is applicable to all wastewater, which in addition to organic ingredients phosphate in excess.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Die Reinigung organisch belasteter Abwässer erfolgt zumeist durch Belüften bei Anwesenheit von Belebtschlamm. Dabei wir ein Teil der organischen Substanz von den Belebtschlammorganismen zu CO2 und H2O veratmet, während der andere Teil zu Biomasse synthetisiert wird. Das Belebungsverfahren besitzt den Nachteil, daß der Wirkungsgrad der Belüftungssysteme nui sehr gering ist. Das Verfahren ist daher sehr energieintensiv. Es ist weiterhin bekannt, daß bestimmteThe cleaning of organically contaminated wastewater is usually carried out by aeration in the presence of activated sludge. In the process, part of the organic matter is absorbed by the activated sludge organisms into CO 2 and H 2 O, while the other part is synthesized into biomass. The activation process has the disadvantage that the efficiency of the ventilation systems is nui very low. The process is therefore very energy intensive. It is also known that certain

Belebtschlammorganismen in der Lage sind, Phosphat im Überschuß zu speichern. Auf der Grundlage dieser Erkenntnis sind Verfahren entwickelt worden, um Phosphat durch biologische Prozesse aus dem Abwasser zu eliminieren.Activated sludge organisms are able to store phosphate in excess. On the basis of this finding, methods have been developed to eliminate phosphate by biological processes from the wastewater.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, das Belebungsverfahren wesentlich energieökonomischer zu gestalten. Das zu entwickelnde Verfahren soll sich besonders für Gemeinschaftskläranlagen eignen.The aim of the invention is to make the activation process much more energy-efficient. The process to be developed should be particularly suitable for Community sewage treatment plants.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, bei dem die Abwasserreinigung teilweise unter anaeroben Bedingungen erfolgt, wobei der Abbau bis zu CO2 und H2O möglich wird.The invention has for its object to develop a method in which the wastewater treatment is partially carried out under anaerobic conditions, the degradation up to CO 2 and H 2 O is possible.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Teil des Abwassers in einer Adsorptionsstufe mit Belebtschlamn vermischt wird und der Belebtschlamm mit den abgetrennten Abwasserinhaltsstoffen nachfolgend abgetrennt wird. Der Belebtschlamm gelangt dann in eine anaerobe Stufe. In diese Stufe wird in einer Ausführungsform der Erfindung auch der übrii Teil des Abwassers gegeben. In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist der anaeroben Stufe eine reduktive Stufe vorgeschaltet, in die der übrige Teil des Abwassers eingeleitet wird. In der reduktiven Stufe wird der in den zugegebenen Medie enthaltene Sauerstoff abgebaut. In der anaeroben Stufe erfolgt unter Rücklösung des im Belebtschlamm gespeicherten Phosphates ein weitgehender Abbau der Abwasserinhaltsstoffe. Auf die anaerobe Stufe folgt eine aerobe Stufe, in der das freigesetzte Phosphat erneut von den Mikroorganismen aufgenommen wird. Der Belebtschlamm wird abgetrennt und mindestens teilweise in die Adsorptionsstufe rückgeführt.The object is achieved in that a portion of the wastewater is mixed in an adsorption with activated sludge and the activated sludge is separated with the separated wastewater ingredients below. The activated sludge then enters an anaerobic stage. In this stage, in an embodiment of the invention, the remaining part of the waste water is also added. In a second embodiment of the invention, the anaerobic stage is preceded by a reductive stage into which the remainder of the wastewater is introduced. In the reductive stage, the oxygen contained in the added medium is degraded. In the anaerobic stage, the wastewater constituents are extensively decomposed by recycling the phosphate stored in the activated sludge. The anaerobic stage is followed by an aerobic stage in which the liberated phosphate is again taken up by the microorganisms. The activated sludge is separated and at least partially recycled to the adsorption stage.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der aeroben Stufe eine sauerstoffarme Stufe vorgeschaltet, in die nur de für die endogene Atmung erforderliche Sauerstoff eingeleitet wird. Vorzugsweise werden 1 ...10 mg Sauerstoff je g Belebtschlammtrockensubstanz und Stunde zugeführt und ein maximaler Sauerstoffgehalt von 0,05 mg/l eingehaltenIn a further embodiment of the invention, the aerobic stage is preceded by an oxygen-poor stage into which only the oxygen required for the endogenous breathing is introduced. Preferably, 1... 10 mg of oxygen per g of activated sludge dry substance and hour are supplied and a maximum oxygen content of 0.05 mg / l is maintained

Überraschenderweise wurde gefunden, daß auch bei diesem sehr geringen Sauerstoffgehalt eine hohe Phosphataufnahme erfolgt. Surprisingly, it has been found that even with this very low oxygen content, a high phosphate uptake takes place.

Mit der Erfindung wurde erstmalig die Möglichkeit geschaffen, bei Belüftung eines Teilstroms des zufließenden Wassers eine vollständige biologische Reinigung des gesamten Abwassers zu erreichen.With the invention, the possibility was created for the first time to achieve a complete biological purification of the entire wastewater with aeration of a partial flow of the incoming water.

Ausführungsbeispieleembodiments

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen an Hand der zugehörigen Zeichnungen erläutert werden.The invention will be explained below with reference to two embodiments with reference to the accompanying drawings.

Abb. 1: (Beispiel 1) Verfahren mit anaerober und aerober StufeFig. 1: (Example 1) Procedure with anaerobic and aerobic stage

Abb. 2: (Beispiel 2) Verfahren mit reduktiver, anaerober, sauerstoffarmer und aerober StufeFig. 2: (Example 2) Procedure with reductive, anaerobic, oxygen-poor and aerobic stage

Beispiel 1example 1

Bei der Behandlung von kommunalem Abwasser werden 70% des Abwassers in die Adsorptionsstufe 1 eingeleitet. Diese besteht aus einem Mischbecken mit eingebauter Filtrationsvorrichtung. Gleichzeitig wird in diese Stufe der phosphathaltige Belebtschlamm ausderaeroben Stufe 3 zugeführt. Bei 0,5 h Aufenthaltszeit werden 90% der abbau baren organischen Substanz an den Belebtschlamm adsorbiert. Das filtrierte Abwasser gelangt in den Ablauf, während der Belebtschlamm in die anaerobe Stufe 2 eingeleitet wird. Dort erfolgt unter Freisetzung des im Belebtschlamm gespeicherten Phosphatsein weitgehender Abbau der Abwasserinhaltsstoffe. Es ist vorgesehen, in diese Stufe die restlichen 30% des zu behandelnden Abwassers einzuleiten. Die Aufenthaltszeit beträgt ca. 2 h. In der nachfolgenden aeroben Stufe 3, die wie die Stufe 1 mit einem Filter ausgerüstet ist, erfolgt die Phosphataufnahme in den Belebtschlamm innerhalb von ca. 3h. Der phosphatreiche Belebtschlamm wird in die Adsorptionsstufe 1 rückgeführt. Das phosphatarme Abwasser wird abgeleitet. Nachdem eine ausreichende Menge an phosphatreichem Belebtschlamm erzeugt wurde, ist es möglich, die Abwasserzufuhr in die anaerobe Stufe 2 einzuschränken bzw. ganz darauf zu verzichten. Die Schlammregenerierung erfolgt dann in ständigem Zyklus der Freisetzung und Aufnahme des im Kreislauf geführten Phosphates. Im Vergleich zur vollständigen aeroben Schlammregenerierung wird eine erhebliche Energieeinsparung erreicht. Der Überschußschlamm wird aus der anaeroben Stufe 2 abgezogen.In the treatment of municipal wastewater, 70% of the wastewater is introduced into the adsorption stage 1. This consists of a mixing basin with built-in filtration device. At the same time, the phosphate-containing activated sludge is fed from the aaerobic stage 3 to this stage. At 0.5 h residence time, 90% of the degradable organic substance is adsorbed on the activated sludge. The filtered wastewater enters the drain, while the activated sludge is introduced into the anaerobic stage 2. There, with the liberation of the phosphate contained in the activated sludge, the wastewater constituents are largely decomposed. It is intended to introduce into this stage the remaining 30% of the wastewater to be treated. The residence time is approx. 2 h. In the subsequent aerobic stage 3, which is equipped as the stage 1 with a filter, the phosphate uptake takes place in the activated sludge within about 3 hours. The phosphate-rich activated sludge is recycled to the adsorption stage 1. The low-phosphate wastewater is discharged. After a sufficient amount of phosphate-rich activated sludge has been generated, it is possible to restrict the wastewater supply to the anaerobic stage 2 or to dispense entirely. The sludge regeneration then takes place in a constant cycle of the release and uptake of circulating phosphate. In comparison to the complete aerobic sludge regeneration a considerable energy saving is achieved. The excess sludge is withdrawn from the anaerobic stage 2.

Beispiel 2Example 2

Beispiel 2 weist im Vergleich zu Beispiel 1 einige Besonderheiten auf: Der anaeroben Stufe 4 ist eine reduktive Stufe 4 vorgeschaltet. In dieser Stufe wird der in der anaeroben Stufe 2 störende Sauerstoff vollständig abgebaut. An die anaerobe Stufe 2 schließt sich eine sauerstoffarme Stufe 5 an. Hier erfolgt bei sehr geringer Sauerstoffzufuhr eine erhebliche P-Aufnahme.Example 2 has some peculiarities compared to Example 1: The anaerobic stage 4 is preceded by a reductive stage 4. In this stage, the interfering in the anaerobic stage 2 oxygen is completely degraded. Anaerobic stage 2 is followed by an oxygen-poor stage 5. Here takes place at very low oxygen supply, a significant P uptake.

Claims (5)

Erfindungsanspruch:Invention claim: 1. Verfahren zur biologischen Reinigung vn Abwasser mit Belebtschlamm, gekennzeichnet dadurch, daß das Abwasser ödere Teil des Abwassers in einer Adsorptionsstufe (1) mit Belebtschlamm vermischt wird und der Belebtschlamm abgetrennt win der Belebtschlamm mit den adsorbierten Abwasserinhaltsstoffen in einer anaeroben Stufe (2) gehalten wird und nachfolger in einer aeroben Stufe (3) mit Sauerstoff behandelt wird und das gereinigte Abwasser abgetrennt wird, wobei der
Belebtschlamm mindestens teilweise in die Adsorptionsstufe (1) rückgeführt wird.1. A process for the biological purification of wastewater with activated sludge, characterized in that the waste water ödere part of the waste water in an adsorption step (1) is mixed with activated sludge and the activated sludge separated win the activated sludge with the adsorbed wastewater ingredients in an anaerobic stage (2) is and successor in an aerobic stage (3) is treated with oxygen and the purified wastewater is separated, the
Activated sludge is at least partially recycled to the adsorption step (1). 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein Teil des Abwassers in der anaeroben Stufe (2) mit dem
Belebtschlamm aus der Adsorptionsstufe (1) vermischt wird.2. The method according to item 1, characterized in that a part of the waste water in the anaerobic stage (2) with the
Activated sludge from the adsorption step (1) is mixed. 3. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der in der Adsorptionsstufe (1) abgetrennte Belebtschlamm vor der anaeroben Stufe (2) in eine reduktive Stufe (4) eingeleitet wird und dort mit einem übrigen Teil des Abwassers vermischt win3. The method according to item 1, characterized in that in the adsorption stage (1) separated activated sludge before the anaerobic stage (2) is introduced into a reductive stage (4) and there win mixed with a remainder of the wastewater 4. Verfahrennach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß der Belebtschlamm aus der anaeroben Stufe (2) vor der aeroben Stuf (3) in eine sauerstoffarme Stufe (5) eingeleitet wird, in die nur der für die endogene Atmung erforderliche Sauerstoff
eingetragen wird.Method according to item 1, characterized in that the activated sludge from the anaerobic stage (2) is introduced before the aerobic stage (3) into an oxygen-poor stage (5) into which only the oxygen required for the endogenous breathing
is registered. 5. Verfahren nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß in die sauerstoffarme Stufe (5) 1... 10mg Sauerstoff je g
Belebtschlammtrockensubstanz und Stunde zugeführt wird und ein maximaler Sauerstoffgehalt von 0,05mg/l eingehalter wird.5. The method according to item 4, characterized in that in the oxygen-poor stage (5) 1 ... 10mg of oxygen per g
Activated sludge dry matter and hour and a maximum oxygen content of 0.05 mg / l is kept.
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