DD282223A5 - Verfahren zur abwasserreinigung - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren zur Abwasserreinigung in technischen Abwasserreinigungsanlagen bezweckt die Verbesserung der Abbauleistung, biologische Phosphatentfernung sowie verbesserte Stickstoffentfernung bei gleichzeitiger Optimierung der Energiebilanz sowie der notwendigen Bauvolumen durch Steigerung der Effizienz der Behandlungsstufen. Das Abwasser durchlaeuft vor einem Zulauf mindestens einen aeroben Bereich und zumindest eine nitrifizierend gefahrene Zone. Mindestens ein Vorbehandlungs-Zulauf- bzw. Ausgleichsbereich oder ein nicht genutzter bzw. feier Pufferbereich wird biologisch gezielt aktiviert. Dies geschieht durch Zufuehrung eines biologisch behandelten nitrifikanten- und sauerstoffhaltigen Abwasser-Schlamm-Gemischs, vorzugsweise aus dem Nachklaerbereich in den Zulaufbereich, und zwar mindestens vor die Vorklaerung bzw. bei fehlender Vorklaerung vor die Belebung. Fig. 1{Abwasserreinigung; technische Abwasserreinigungsanlage; Abbauleistung; biologische Phosphatentfernung; verbesserte Stickstoffentfernung; Abwasser; aerober Bereich; nitrifizierend gefahrene Zone; Vorklaerung; Belebung}

Description

Hierzu 8 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abwasserreinigung in technischen Abwasserreinigungsanlagen, in denen eine Umwandlung und Ausscheidung von Stickstoff durch biologische Nitrifikation und Denitrifikation erfolgt, wobei das Abwasser mindestens einen aeroben biologischen Bereich durchläuft und mindestens einen Teilstrom nitrifizierend behandelt wire.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Häusliche und industrielle Abwässer enthalten organische und anorganische Stickstoffverbindungen. Im häuslichen Abwasser liegen organische Stickstoffverbindungen beispielsweise als Eiweißkörper, Peptide, Aminosäuren und Harnstoffe vor, während die anorganischen Stickstoffverbindungen größtenteils als Ammonium-Ionen und zum geringeren Teil als Ammoniak vorliegen. Bereits im Kanalnetz beginnt eine Umsetzung zum Ammonium. Im Abwasser enthaltener oxidierter Stickstoff in Form von Nitraten ist industrieller, gewerblicher oder landwirtschaftlicher Herkunft. Die im Abwasser enthaltenen Stickstoffverbindungen beeinträchtigen die Gewässer in mehrfacher Hinsicht.

In Form von organischen Stickstoffverbindungen oder ¹Is Ammonium ist der Stickstoff im Gewässer ein sauerstoffzehrender Stoff, da durch mikrobiologische Vorgänge im Gewässer eine Oxidation zu Nitrit oder Nitrat erfolgt.

Bei schwachen Vorfluten oder niedrigon Sauerstoffgehalten im Gewässer können du; ch diese Vorgänge kritische Konzentrationen an gelöstem Sauerstoff unterschritten werden.

Sowohl Nitrit als auch Ammoniak sind fischgiftig. Der Anteil dos toxischen Ammoniaks ist vom pH-Wert abhängig und steigt in diesem entsprechend an. Außerdem ist Stickstoff ebenso wie Phosphor ein eulrophierender Stoff.

Deshalb muß Abwasser mit hohem Stickstoffanteil einer Behandlung unterworfen werden, bei der der Stickstoff umgewandelt und 'jliminiert wird. Bei der biologischen Stickstoffelimination wiic¹ der Ammoniumstickstoff in zwei Verfahrensstufen zunächst zu Nitrat oxidiert (Nitrifikation) und dann zu elementarem Stickstoff reduziert (Denitrifikation), der als Gas entweicht.

Die Abwasserreinigung stellt wegen der u iterschiedlichen möglichen Betriebsbedingungen, die in erster Linie von der Art und Menge i!er anfallenden Abwasser bestimmt werden, sowie gegebenenfalls durch die Verwendung bereits vorhandener Anlagen bzw. Anlagenteile einen sehr komplexen Zusammenhang dar.

Ziel der Erfindung

Ziel jedes verbesserten Verfahrens zur Abwasserreinigung muß es sein, unter Berücksichtigung aller Verfahrensparameter ein insgesamt optimales Betriebsergebnis zu erzielen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Abwasserreinigung der eingangs genannten C ttung so auszugestalten, daß eine Optimierung des Abbauprozesses in technischen Abwässerreinigungssystemen erzielt wird, wobei eine erhöhte Reduktion des Sauerstoffbedarfs (BSB 5 und CSB) durch erhöhten Aufschluß schwer abbaubarer Substanzen und eine weitergehende Abwasserreinigung durch verbesserte Nitrifikation, Hydrolyse, Phosphataufnahme und -elimination sowie Denitrifikation bei verbesserter Energiebilanz erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß aus einem nitrifizierenden Bereich ein nitrifikantenreiches und sauerstoffreiches Wasser-Schlamm-Gemisch in mindestens einen Bereich geführt wird, der nicht gezielt nitrifizierend gefahren wird, und daß eine gezielte biologische Aktivierung durch Rückführung des nitrifikantenreichen und sauerstoffreichen Wasser-Schlamm-Gemisches in mindestens einen der folgenden vom Abwasser früher durchflossenen Bereiche erfolgt:

- Zulaufkanal oder-strecke (n)

- Einlaufpumpwerk mit Sammelschacht (ELPW)

- Sand-und Fettfang (SF)

- Regenüberlaufbecken (RL)B)

- Vorklärbecken (VKB)

- Alle Zulaufstrecken, -sammler und Pufferbereiche, -becken bis zur biologischen Hauptstufe.

Erfindungso<?rr.äß ist auch, daß die Rückführung aus dem oberen Sedimentations- oder Ablaufbereich erfolgt. Weiterhin ist erfindungsgemnß, c'aß die Rückführung vor dem Einlaufbereich der Anlage erfolgt. Darüber hinaus ist erfindungsgemäß, daß ein Teil des Abwassers in einer höher belasteten Zone (HBAC 2) und der andere Teil in einer parallel dazu geschalteten niedriger belasteten, für die Nitrifikation günstigen Zone (NBAN) behandelt wird, aus der das nitrifikantenreiche und sauerstoffreiche Wasser-Schlainrn-Gemisch in die höher belastete Zone (HBAC 2) geführt wird. Ebenso ist erfindungsgemäfs. daß ein Teil des Abwassers in einer höher belasteten Zone (HBAC 2) und der andere Teil in einer parallel dazu geschalteten niedriger belasteten Zone (NBAN) behandelt wird und daß die beiden Abwasserströme anschließend zusammengeführt werden. Weiterhin ist erfindungsgemäß, daß aus dem nitrifizierenden Bereich Überschuß bzw. Rücklaufschlamm abgezogen und dem nicht gezielt nitrifizierend gefahrenen Bereich zugeführt wird. Erfindungsgemäß ist auch, daß das Abwasser einer Vorbehandlung in einer Hochlaststufe (HBAC 1) unterworfen sind, daß ein Teil des Abwassers über eine normale Durchlaufstrecke ohne weitere Behandlung in der Hauptstufe weitergeleitet wird, daß ein anderer Teil des Abwassers in einer niedriger belasteten Zone (NBAN) behandelt wird, und daß die hdden Teile des Abwassers einer gemeinsamen Weiterbehandlung nach Zusammenführung des höher und niedriger belasteten Abwassers in einer nachgeschalteten Zone (NABN +C) unterworfen wird. Im Sinne der Erfindung ist auch, daß das Abwasser in der höher belasteten Zone (HBAC 2) unter Bedingungen behandelt wird, die für die Vermehrung der schnell wachsenden Chemoorganotrophen Bakterien günstig sind. Ebenso ist erfindungsgemäß, daß die höher belastete Zone (HBAC 2) und die Hochlaststufe (HBAC 1) entweder zur erhöhten Energiegewinnung mit erhöhter Schlammproduktion gefahren oder zur erhöhten Phosphataufnahme mit entsprechend verlängerter Belüftungszeit und höherem Schlammalter gefahren wird. Weiterhin ist erfindungsgemäß, daß die Denitrifikation am Beginn oder am Ende einer gesonderten Nachbehandlungszone (NBAN +C) erfolgt.

Erfindungsgemäß ist auch, daß eine Schlammtrennung zwischen den höher und den niedriger belasteten Zonen erfolgt, daß der höher belasteten Zone ein Absetzbereich nachgeschaltet wird und daß die Schlammführung der Hochlaststufe (HBAC 1) und der höher belasteten Zone (HBAC 2) getrennt von den niedriger belasteten Zonen (NBAN, NBAN + C) erfolgt. Erfindungsgemäß ist weiterhin, daß eine Zumischung von nitrifikantenreichem Schwimmschlamm aus dem Zwischen- bzw. Nachklärbereich erfolgt. Darüber hinaus ist erfindungsgemäß, daß eine zusätzliche Zumischung von nitrifikantenreichem Überschußschlamm sowie nicht abgesetztem nitrifikantenreichem Kreislaufwassar zu den Aktivierungszonen erfolgt. Erfindungsgemäß ist weiterhin, daß die Schlämme vor Zumischung zum Rückführungswasser bzw. Zulei(ung in die Aktivierungszonen einer Phosphatrücklösung unterzogen werden. Erfindungsgemäß ist auch, daß das Kreislaufwasser in einen für eine zusätzliche Denitrifikation vorgesehenen Aktivierungsbereich geleitet wird. Im Sinne der Erfindung ist weiterhin, daß die den Aktivierungsbereichen zugeleiteten Massen vor ihrer Zuführung in den biologischen Hauptstufen denitrifiziert werden. Ebenso ist erfindungsgemäß, daß der den Aktivierungsbereichen zugeleitete nitrifikantenreiche Schlamm in der Zugabemenge durch die Bedaifsmenge an Nitrifikanten in der biologischen Hauptstufe begrenzt wird. Erfindungsgemäß ist weiterhin, daß der Zugabemenge des nitrifikanten^r"ich· ι Schlammes in die Aktivierungszonen bei Regenwetter soweit erhöht wird, daß der eingetragene Sauerstoff durch die Akt· ^g weitestgehend in den Aktivierungszonen verbraucht wird. Weiterhin ist erfindungsgemäß, daß der Abzug

von rtückführui·,-../vasser aus den Klarwasser- und Sedimentationszonen der Absetzbereiche variabel erfolgt, so daß durch

erhöhten Abzug aus der Sedimentationszond der Schlammteil im Rückführungswasser erhöht wi^rd. Es ist auch erfindungsgemäls, wenn der zusätzliche Abiiug und die Zuführung von nitratreichem Kreislaufwasser nur direkt in einen Aktivierungsbereich erfolgt, der den zur Hydrolyse und Nitrifikation aktivierten Bereichen nachgeschaltet ist. Weiterhin ist erfindunpsgemäß, daß die Aktivierungsbereiche und Fleßstrecken für das Rückführungswasser über abstellbare Belütungssysteme zusätzlich belüftet werden. Erfindi/ngsgcmäß ist es auch, daß eine zusätzliche Nachbelüftung des Rückführungswassers im Endbehandlungs- bzv\. Abzugsbereich nach dem Absetzvorciang des Abwassers im Nachklärbereich erfolgt. Ebenso ist erfindungsgemäß, daß die Aktivierungszonen in folgender Reihenf jlge durch Rückführungswasser und nitrifikantenreichen Schlamm sowie Kreislaufwasser aktiviert werden:

a) Aktivierungsbereiche werden zur Phosphatrücklösung unter Zuleitung von phosphatreichem, nitratarmen Schlamm genutzt, wobei keinerlei Zuführung von Sauerstoff erfolgt;

b) nachfolgende Aktivierung von weiteren Aktivierungszonen zur Hydrolyse, Nitrifikation und/oder erhöhten Phosphataufnahmo, wobei nitrifikantenreiches oder sauerstoffreiches Abwasser-Schlamm-Gemisch und/oder zusätzlich phosphatarmer, nitrifikantenreicher Überschußschlamm zugeführt wird;

c) nach der Nitrifikation erfolgt eine verstärkte Aktivierung einer Aktivierungszone zur erhöhten Denitrifikation durch zusätzliche Zuleitung von nitratreichem Kreislaufwasser. Im Sinne der Erfindung ist auch, daß die höher belastete Zone (HBAC 2) und die niedriger belastete Zone (NBAN) in ihren gewählten Optimalbereichen nach Regeln der Technik gefahren werden und daß weitere Parallelzonen belastungsabhängig in der Weise gefahren werden, daß die bei niedriger Gasamtzu'aufbelastung energieminimierend, aber nitrifizierend bzw. intervallweise nitrifizierend und denitrifizierend gefahren werden.

Erfindungsgemäß ist weiterhin, daß entsprechend der reduzierten Zulaufbelastuno eine niedrigere Sauerstoffzufuhr erfolgt. Ebenso ist erfindungsgemäß, daß die Sauerstoffveisorgung so gefahren wird, daß eine schnelle Aktivierung in dem Sinne möglich ist, daß die Biozönose bei steigender Zulaufbelastung im zusätzlichen Belastungsbereich bleibt und die erforderliche zusätzliche Sauerstoffzufuhr bei Belastungserhöhung nicht größer ist als wenn diese Zone dauernd unter konstanter Sauerstoffzufuhr gefahren würde. Weiterhin ist erfindungsgemäß, daß die schnelle Aktivierung durch Zuführung externer Biomasse aus anderen Abbauzonen erfolgt. Darüber hinaus ist ertindungsgemäß, daß bei sinkender Zulaufbelastung die Belastung zunächst auf die Hauptzonen (HBAC 2, NBAN) konzentriert wird und die weiteren Parallelzonen (Bereitschaftszonen) unter minimaler Belastung gefahren und bei steigender Belastung sukzessive hochgefahren werden. Erfindungsgemäß ist weiterhin, daß die Belastungsverhältnisse in der höher belasteten Zone (HBAC 2) und in der niedriger belasteten Zone (NBAN) intervallweise gewechselt werden. Ebenso ist erfindungsgemäß, daß die Abbauzonen als Kaskadenbecken ausgebildet werden. Erfindungsgemäß ist auch, daß der Hochlastzone (HBAC 1) eine Groß-Denitrifikationszone vorgeschaltet und der höher belasteten Zone (HBAC 2) und der niedriger belasteten Zone (NBAN) eine Denitrifikationszone vor- und nachgeschaltet wird. Ebenfalls erfindungsgemäß ist es, daß der Hochlastzone (HBAC 1) und der höher belasteten Zone (HBAC 2) und/oder der niedriger belasteten Zone (NBAN) jeweils ein Absetzbereich nachgeschaltet wird. Weiterhin ist erfind'ji.gsgemäß, daß die Belüftung für jede einzelne Zone bzw. Kaskade mit einzeln regelbaren bzw. abstellbaren Belüftern erfolgt. Im Sinne der Erfindung ist ebenfalls, daß die Abbaufunktionen der höher und niedriger belasteten Zone ohne Denitrifikationsfunktion mittels einer Belebungsanlage oder mit anderen Abbauelementen wie Tropfkörper oder Tauchtropfkörper gegebenenfalls auch in Kombination erfolgt. Erfindungsgemäß ist auch, daß eine Trennung der Schlammkreisläufe in den biologischen Abbauzonen erfolgt, wobei der in den hoch und höher belasteten Zonen entstehende Überschußschlamm direkt der Faulung zugeleitet wird und der in den niedriger belasteten Zonen entstehende Schlamm nicht der Faulung direkt zugeleitet, sondern weitgehend im System gehalten wird. Weiterhin ist erfindungsgemäß, daß eine weitere Erhöhung der Phosphatelimination durch Zwischenschaltung von Phosphatrücklösestrecken erfolgt. Erfindungsgemäß ist ebenfalls, daß nitratarmer Rückschlamm bei getrennten Schlammkreisläufen in getrennten anaeroben Rücklösezonen geleitet wird. Im Sinne der Erfindung ist weiterhin, daß als Rücklösebereiche gewählt werden:

a) im Rückstau betriebene Kanäle, aufgestaute Sammelbecken, -schächte, -Trichter, nicht aber im Stapelbetrieb gefahrene Absetzbereiche in den biologischen Abbauzonen;

b) nicht benutzte Kanal- bzw. Rohr- oder Fließstrecken;

c) vom Zulaufwasser abgetrennte Vorklärbecken bzw. Belebungsbeckenbereiche, die weder mit Abwasserstrom noch mit Prinrirschlamm beaufschlagt werden;

d) Bodenbereiche von Regenüberlaufbecken bzw. Vorklärbecken oder Zulaufkanälen;

e) nicht benutzte Eindicker;

f) Voreindicken, wobei ein erhöhter Abzug von Verdrängungswasser betrieben wird; oder

g) neu errichtete Behältnisse, soweit der gesamte Rücklaufschlamm über diese Puffer geleitet wird und die Bereiche nicht mit Abwasserstrom oder Primärschlamm beaufschlagt oder gemischt werden. Erfindungsgemäß ist auch, daß dem Rücklösebereich ein Fällungsteil nachgeschaltet wird. Darüber hinaus ist erfindungsgemäß, daß eine zusätzliche Zuführung von Substrat in Form von Faulwasser, Verdrängungswasser, Filti at oder Zentrat zu dem Rücklösebereich nach Abtrennung des Überschußschlammes erfolgt, der zur Faulung geleitet wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Erhöhung der biologischen Einwirkzeit der jeweils aktiven Biozönose, insbesondere der nitrifikantenhaltigen Masse, durch die Erweiterung der biologisch aktiven Reaktionsräume, durch gezielts und erweiterte Nitrifikantenvermehrung und durch gezielte und definitive Verteilung und Führung der Biomasse erzielt.

Ausführungsbeispiele

Die erfindungsgemäße Lösung soll nachfolgend in mehreren Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1: die erf indungsgemäße Grundschaltung in allgemeiner Weise nach A;

Fig. 2: das allgemeine Funktionsschaubild für die Betriebsweise der biologischen Hauptstufen nach B;

Fig. 3: das ausführliche allgemeine Funktionsschaubild nach B;

Fig. 4: eine zweistufige Anlage der verfahrensgemäßen Schaltung nach B mit den Schlammkreisläufen;

Fig. 5 a: die einfachste Schaltungsform;

Fig. 5b: die Funktionen der höher und niedriger belasteten Betriebsweise nach B;

Fig. 5c: ein Umrüstungsbeispiel einer Belebung in verfahrensgemäßer Weise;

Fig. 6: beispielhaft die erhöhte verfahrensgemäße Phosphatrücklösung (PO4),

Fig. 7: allgemein den Abbau und Umbeuprozeß, der durch die Aktivierung der Vorbehandlungszone nach dem

erfindungsgemäßen Verfahren eingeleitet bzw. erheblich und gezielt verstärkt wird;

Fig. 8: die Abzugsformen des nitrifikanten- und sauerstoffreichen Abwasser/Schlammgemisches.

In der Fig. 1 wird die Gruridschaltung in allgemeiner Weise nach A dargestellt. In der Grundschaltung sind enthalten:

A = Aktivierungsbereich 1 nach A (Vorklärbecken);

B = Biologischer Abbau bereich 2 (Hochlast bzw. Adsorptionsstufe);

C = Biologischer Abbaubereich 3 (Biologische Hauptstufe);

D = Biologischer Abbau bereich 4 IZwischenbehandlungszone Absetzbereich);

E = Biologischer Abbau bereich 5 (Restabbauitufe);

F = Nachklärbereich6(Nachklärbecken);

ELPW = Einlaufpumpwerk 7;

SF = Sand-und Fettfang 8;

VK = Vorklärbecken 9;

RÜB = Regenüberlaufbecken 10;

P = Faulung 11;

RS = Rücklaufschlamm 12;

US = Überschußschlamm 13;

PS = Primärschlamm 14;

SU = Substrat 15 aus Faulung (Verdrängungswasser; Filtrat; Zentrat usw.);

SS = Schwimmschlamm im Schwimmschlammabzug 16; Möglicher Weg 17 (gestrichelter Pfeil); Mögliche

Funktion 18 (Funktion in Klammer oder gestrichelt);

X = Absetztrichter 19 für Schlarnmabzug;

P = Phosphatrücklösung 20; über Pufferbereich 21;

RLW = Nitrifikantenreiches nicht abgesetztes Kreislauf- bzw. Abwasser aus der Belegung 22;

RFW = Nitrifikanienreiches, sauerstoffreiches abgesetztes Abwasser 23;

RFW₀ = ...aus der oberen Absetzzone im Absetzbecken 24;

RFWse = ...ausdenoberenSchlammsedimentationsbereich25;

RFWabl = · · Rückfuhrwasser aus Ablaufkanal 26; Zulauf des Abwassers 27; Ablauf des Abwassers 28;

Fließrichtung 29 des jeweiligen Stoffes (durchgezogener Pfeil);

In der Fig. 2 ist das allgemeine Funktionsschaubild für die Betriebsweise der biologischen Hauptstufe(n) nach B dargestellt. In Klammern gesetzte Werte mit gestrichelten Pfeilen versehene Wege betreffen den biologischen Abbaubereich D. Nach 1. ist der Betrieb unter Weiterleitung eines Teilstromes über den Zulauf 30 nach HBACi zu NBAN + C dargestellt. Nach 2. wird die bevorzugte Schaltung aufgezeigt mit dem Zulauf 31. Die Verteilung 32 des Nitrifikantenschlammes ist hier nicht dargestellt, sondern in Fig.4 aufgezeigt. In dieser Schaltung sind enthalten:

HBAC1 = Hochbelastete Abbau-bzw. Adsorptionszone 33;

HBAC 2 = Höher belastete Abbauzone 34 und eine

NBAN = NiedrigerbelasteteAbbauzone35fürNitrifikationinderdie

(+N) = Nitrifikation36 möglich ist.

(NBAN₈, HBACb) = Bereitschaftsbetrieb 37 ist möglich;

eine NBAN f C = Niedriger belastete Nachbehandlungszone 38 für Restdenitrifikation; -Nitrifikation; -Kohlenstoffabbau, ein

ABS = Absetzbereich 39, mit

RSc = Hochlast-Rücklaufschlamm, Nitrifikantenarmundmit

RSn = NitrifikantenreichemRücklciüfschlamm41 in der Rücklaufschlammleitung sowie ein

NKB = Nachklärbecken 42.

In der Fig.3 ist das ausführliche allgemeine Funktionsschaubild nach B dargestellt Die sich wiederholenden Symbole sind nicht mehr erklärt. Die Erklärungen sind in den Fig. 1 und 2 zu finden. Hier ist die Funktion wie folgt dargestellt:

(DN) = Denitrifikation 43 möglich und nur durchgeführt, wenn Nitrat (NO₃) im Zulauf ;

ABS₈₁₀ = Grobenentschlammungszone44 im biologischen Bereich;

S = Schlammzuführung 45 im zweiten Hochlastbehandlungsbereich;

ABW = Abwasser46;

RSCi bis3 = Rücklaufschlamm 47 aus Bereich 1 bzw. 2 bzw. 3 dto. für RSNi bb;s4,'

ABS₂KB = Absetzbereich 48 Zwischenklärbecken;

Mischbereich ^9 (Zusammenführung der Abwasserströme oder u'eren Trennung);

DN = Denitrifikation 50 und

(NBAN, HBAC) = Fakultative Bereitschaftsbecken

In der Fig.4 wird am Beispiel einer zweistufigen Anlage die verfahrensgemäße Schaltung nach B. mit den Schlammkreisläufen dargestellt (Erste Stufe Belebung 62, zweite Stufe Tropfkörper 63).

Die Bereiche und Bezeichnungen entsprechen Fig.3.

Das Abwasser durchläuft unter Aufteilung am Tropfkörper 63 die Kaskadenbecken 64 eins, zwei, drei bis Kaskade 6. Dort wird der Abwasserstrom 65 zusammengeführt und in Straße vier der Straße 66 geleitet.

Von dort gelangt das Abwasser in die Zwischenklärbereiche D (7-8) 67. Danach erfolgt der Restabbau in einem n^chgeschalteten Tropfkörper 63, w ibei das Abwasser im Zulauf 68 weitgehend nitrifizie;1 ist.

Von der Nachklärung wird der rutrifikantenreiche Schlamm (RSN₄) 69 sowie das Rückfuhrvasser (RFW) 70 in verfahrensgemäßer Weise den Aktivierungszonen zugeleitet.

Die gestrichelten Pfeile zeigen an, daß der Weg und Zugabe abhängig ist von der Betriebst eise dur Becken. In df ,· Anlage enthalten ist weiterhin der

Abwasserfluß 71; der TK = Tropfkörper 63; die

N = Nitrifikation72;der

C = Kohlenstoffabbau 73; der

US_n = Überschußschlamm 74, nitrifikantenreich und der

ÜSc = Überschußschlamm 75, nitrifikantenarm; Zuleitung zur Faulung.

In den Fig.5a bis 5c sind drei beispielhafte Schaltungsarten dargestellt.

Die Belebung ü2 wird konstant niedrig belastet auf Nitrifikation gefahren. Die Aktivierung erfolgt in verfahrensgemäßer Weise über (RFW).

Fig. 5b) Die Funktion der höher und niedriger belasteten Betriebsweise 53 erfolgt nach B mit Rückfuhrfunktion und nach A im Bereitschaftsbetrieb (Fig. 5b).

Ein Umrüstungsbeispiel einer Belebung 54 gestaltet sich in verfahrensgemäßer Weise (Fig. 5c). Das Abwasser F5der höher belasteten Zone (HBAC) wird hier in einem Zwischenklärbereich (ABS) abgesetzt. Das Abwasser 56 aus (NBAN) und das Abwasser 57 wird mit dem abgesetzten Abwasser 55 aus (HBAC) gemischt und der Nachbehandlungszone 5£ zugeleitet und dort zunächst in verfahren.gemäßer Weise einer Denitrifizierung 59 unterzogen. Danach gelangt das Abwasser 60 über die drei Nachklärbereiche 61 (NKB 1-3) in den Ablauf 28.

Die Funktion dieser Schaltungsform ist vergleichbar der in Fig. 5 b, jedoch mit erhöhter Absetzung nach der HBAC-Zone.

In Fig. 6 ist beispielhaft die erhöhte Verfahrensweise Phosphatrücklösung (PO₄) dargestellt.

Dargestellt sind der Aktivierungsbereich (A) 1 sowie angedeutet der Eingangsbereich des biologischen Abbaubereiches (3).

Es werden getrennte Schlammkreisläufe 77; 78 dargestellt (RS_n; RS_c).

Die Rücklaufschlämme durchlaufen eine erfindungsgemäße im Belebungsbecken abgetrennte Pufferzone (P) 76 und werden danach verfahrensgemäß in die Aktivierungsbereiche g (ÜS_CP71; US_n, _P 78, RS_c,p79, RS_n, _P 80) geleitet.

Die Zuführung erfolgt im Beispiel für US_n, _P über das Regenüberlaufbecken (RÜB) 10, das Einlaufpumpwerk (ELPW) 7 und den Sand- und Fettfang (SF) 8 unter Zur^lschung von (RFW). Dort findet die Phosphoraufnahme, die Hydrolyse und die Nitrifikation statt.

Zur verstärkten Denitrifikation bzv\ zur verbesserten Schlammabsetzung 81 für (ÜS_C), kann dem Vorklärbecken ÜS_C-Schlamm 82 zugeführt werden. Der Abzug erfolgt über den Primärschlamm (PS, P+) 83. Die P = Phosphatrücklösung (phosphatarm) gelangt über die P+ = Phosphataufnahme 84 (phosphatreich) in das BB = Belebungsbecken 85. Im Schlammkreislauf 78 befindet sich ÜS_N,_P- = Überschußschlamm, nitrifikantenreich, phosphatarm.

Fig. 7 zeigt allgemein den Abbau und Umbauprozeß, der durch die Aktivierung der Vorbehandlungszone, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eingeleitet bzw. erheblich und gezielt verstärkt wird.

Es bedeuten:

Norg = Organischer Stickstoff 86;

NH₄ = Ammonium 87;

NO₂ = Nitrit 88;

NO₃ = Nitrat 89;

PO₄ = Phosphat 90;

P-Arm = Phosphatarrn91;

O₂ = Sauerstoff92;

N₂ = Stickstoff; geht in Luft über.

Fig. 8 erläutert die Abzugsform des nitrifikanten- und sauerstoffreichen Abwasser/Schlammgemisches, wobei das Gemisch bei RFWabl nach dem Absetzvorgang im Ablauf abgezogen wird, speziell:

bei RFWo am Ende des Absetzvorganges im Absetzbecken 24,

bei RFWse im Absetzbecken im Sedimentationsbereich des Abwassers 25,

bei RS_n über die Rücklaufschlammleitung 41,

beiSS überdenSchwimmschlammabzug 16,

bei RLW als nicht abgesetztes Abwasser über Abzug aus der Belebung 22.

Sofern das Abwasser eine Vorbehandlung in der Hochlaststufe (HBAC 1) erfahren hat, kann es auch für den Teil, der über die Höherlaststufe (HBAC 2) behandelt werden soll, über eine normale Durchlaufstrecke ohne weitere Behandlung in der Hauptstufe weitergeleitet werden. Hierbei ist aber eine gemeinsame Weiterbehandlung nach Zusammenführung des höher und niedriger belasteten Abwassers, in einer nachgeschalteten Zone (NABN + C) in verfahrensgemäßer Weise Voraussetzung. Vorzugsweise erfolgt jedoch eine weitere Behandlung des Abwassers in der höher belasteten Zone (HBAC 2). Die höher belastete Zone wird dabei unter günstigen Bedingungen für die Vermehrung u.a. der schnell wachsenden chemoorganotrophen Bakterien gefahren.

Die höher belastete Zone, wie auch die Hochlaststufe (HBAC 1) wird je nach Zielanforderung entweder zur erhöhten Energiegewinnung mit erhöhter Schlammproduktion gef-ihren oder zur erhöhten Phosphaiaufnahme mit entsprechend verlängerter Belüftungszeit und höherem Schlammalter fiefahren.

Die Differenz der Belastungen zwischen NBAN und HBAC 2 beträgt im Minimum 0, im Maximum 19,5kg BSB/kg TS.

Entsprechende umgerechnete Werte gelten für Tropfkörper.

Vorzugsweise erfolgt eine Zusammenführung des Abwassers aus höher und niedriger belasteter Zone in tiner gesonderten Nachbehandlungszone (NBAN + C).

Vorzugsweise wird am Beginn dieser Zone denitrifiziert. Vorzugsweise wird am Ende dieser Zone denitrifiziert.

Dies geschieht in erfindungsgemra'ßer Weise durch Anwendung rr.indestens einer Maßnahme nach

A. - durch gezielte Aktivierung mindestens eines vorher nicht gezielt biologisch aktivierten oder genutzten

Vorbahandlungsbereiches, durch Zuführung eines biologisch behandelter... nitrifikanten- und sauerstoffreichen Abwasser-Schlamm-Gemisches, vorzugsweise aus dem oberen Sedimentations- oder Ablaufbereich des Nachklärbereiches oder dessen Ablaufes. Die Zuführung erfolgt vorzugsweise möglichst weit vor den E in lauf bereich der Anlage.

B. - durch gezielte Aktivierung mindestens eines biologisch aktiven Bereiches, der aber nicht gezielt auf Nitrifikation arbeitet,

erfindungsgemäß durch Zuführung eines biologisch behandelten, nitrifikantenreichen Abwasserschlammgemisches, vorzugsweise als Überschuß- bzw. Rücklaufschlamm aus dem nitrifizierenden Bereich, wobei der biologische Bereich in folgenderWeisearbeiten muß.

Das Abwasser durchläuft zunächst eine Vorklärung, soweit diese vorhanden ist. Danach kann es im Haupt- oder Teilstrom eine vorgeschaltete Hochlast- bzw. Adsorptionsstufe (HBAC 1) durchlaufen.

Nachfolgend erfolgt eine Weiterbehandlung in erfindungsgemäßer Weise, wobei ein Teil des Abwassers in einer höher belastet gefahrenen Zone (HBAC 2), der andere Teil in einer niedriger belasteten Zone (NBAN) behandelt wird. Die niedriger belastete Zone wird dabei unter, für Nitrifikation günstigen Bedingungen gefahren. Der Abbaugrad in der höher belasteten Zone richtet sich nach dem Vorhandensein einer Nachbehandlungszone und dem dort erforderlicl'en BSB-Bedarf.

Fehlt eine Nachbehandlungszone, so wird der Abbaugrad über die entsprechende Belastungseinstellung so gewählt, daß die erforderlichen Ablaufwerte im zulässigen Schwankungsbereich gehalten werden.

Vorzugsweise erfolgt eine Schlammtrennung zwischen höher und niedriger belasteten Zonen. Hierbei wird ein Absetzbereich der höher belasteten Zone nachgeschaltet. Die Schlammführung der hoch, höher belasteten Zonen erfolgt getrennt an den niedriger belasteten Zonen.

Definitionsgemäß sind folgende erfindungsgemäße Aktivierungsbereiche:

-Zulaufkanal oder-strecke(n)

-Einlaufpumpwerk mit Sammelschacht (ELPW)

-Sand-und Fettfang (SF)

- Regenüberlaufbecken (RÜB)

-Vorklärbecken (VKB)

-alle Zulaufs;'ecken, -sammler und Pufferbereiche, -becken bis zur biologischen Hauptstufe.

Definitionsgemäß besteht das Abwasser-Schlamm-Gemisch (RFW) aus nitrifikanten und sauerstoffreichen Wasser-Schlamm-Teilen.

Varianten des Verfahrens nach A sind:

1. Zusätzlich erfolgt vorzugsweise die Zumischung von nitrifikantenreichem Schwimmschlamm (SS) aus dem Zwischen- bzw. Nachk'ärbrroich.

2. Zusätzlich kann die Zumischung von nitrifikantenreichem Überschußschlamm (ÜSN) sowie nicht abgesetztem nitrifikantenreichem Kreislaufwasser (RLW) zu den Aktivierungszonen erfolgen.

3. Vorzugsweise sind die Schlämme vor Zumischung zum Rückführungswasser bzw. Zuleitung in die Aktivierungszonen einer geeigneten Phosphatrücklösung zu unterziehen.

4. Vorzugsweise wird das Kreislaufwasser (RLW) direkt ohne Zumischung zum RFW in einen für zusätzliche Denitrifikation vorgesehenen Aktivierungsbereich gemäß A geleitet.

5. Vorzugsweise werden die ςίβη Aktivierungsbsreichsn zugeleiteten Massen von ihrer Zuführung in den biologischen Hauptstufen denitrifiziert.

6. Vorzugsweise wird der den Aktivierungibereichen zugeleitete nitrifikantenreiche Schlamm in der Zugabemenge begrenzt durch die Bedarfsmenge an Nitrifikanten in der biologischen Hauptstufe.

7. Die Zugabemenge des nitrifikantenreichen Schlammes wird bei Regenwetter in die AktivWungszonen soweit erhöht, daß der eingetragene Sauerstoff durch die Aktivierung möglichst vollständig in den Aktivierungtzonen verbraucht wird.

8. Der Abzug von Rückführwasser (RFW) aus den Klarwasser- und Sedimentationszonen der Absetzbereiche erfolgt variabel, so daß durch erhöhten Abzug aus der Sedimentationszone der Schlammanteil im Rückfuhrwasser erhöht werden kann.

9. Der zusätzliche Abzug und die Zuführung von nitratreichem Kreislaufwasser (RLW) erfolgt nur direkt in einen Aktivierungsbereich, der den zur Hydrolyse und Nitrifikation aktivierten Bereichen nachgeschaltet ist.

10. Die Aktivierungsbereiche und Fließstrecken für das Rückführungswasser können über abstellbare Belüftungssysteme zusätzlich belüftet werden.

11. Vorzugsweise erfolgt eine zusätzliche Nachbelüftung des Rückführwassers im Endbehandlungs- bzw. Abzugsbereich nach dem Absetzvorgang des Abwassers im Nachklärbereich.

12. Die Aktivierungszonen werden in folgender Reihenfolge durch Rückführwasser und nitrifikantenreichen Schlamm sowie Kreislaufwasser aktiviert:

a) Nutzung von Aktivierungsbereichen zur Phosphatrücklösung unter Zuleitung von phosphatreichem, möglichst nitratarmem Schlamm. Hierbei erfolgt keinerlei Zuführung von Sauerstoff.

b) Nachfolgende Aktivierung yon weiteren Aktivierungszonen zur Hydrolyse, Nitrifikation, erhöhten Phosphataufm Ίπιβ, wobei nitrifikantenreicher Überschußschlamm zugeführt wird.

c) Der Nitrifikation nachfolgende verstärkte Aktivierungen einer Aktivioiungszone zur erhöhten Denitrifikation durch zusätzliche Zuleitung von nitratroichem Kreislaufwasser (RLW). Vorzugsweise wird hierbei der unmittelbar vor der biologischen Hauptzone liegende Bereich genutzt (Vorklärbecken).

Varianten des Verfahrens nach B sind:

1. Die biologischen Hauptzonerj (HBAC 2 und NBAN) werden in ihren gewählten Optimalbereichen nach Regeln der Technik gefahren. Zusätzlich werden weitere Parallelzonen belastungsabhängig in der Weise gefahren, daß sie bei niedriger Gesamtzulaufbelastung energieminimierend, aber nitrifizierend bzw. intervallweise nitrifizierend und denitrifizierend gefahren werden. Hierbei hat die Erhaltung einer nitrifmerenden Biozönose Vorrang, Es erfolgt entsprechend der reduzierten Zulaufbelastung eine niedrigere Sauerstoffzufuhr, wobei der Konzentrationswert vorzugsweise auf 2 mg/l-0,5mg/l gesenkt wird. Die Sauerstoffversorgung wird so gefahren, daß eine schnelle Aktivierung möglich ist. Schnell in dem Sinne, daß die Biozönose bei steigender Zulaufbelastung im zulässigen 3elastungsbereich bleibt und die erforderliche zusätzliche Sauerstoffzufuhr jei Belastungserhöhung nicht größer ist, ais wenn die Zone dauernd unter konstanter Sauerstoffzufuhr gefahren worden wäre.

Eine zusätzliche verfahrensgemäße schnelle Aktivierung ist durch Zuführung externer Biozönosemasse aus den anderen Abbauzonen möglich. Eine Denitrifikation erfolgt nur begrenzt unter Einhaltung o.g. Bedingungen.

Bei sinkender Zulaufbelastung wird die Belastung zunächst auf die Hauptzonen (HBAC 2 und WBAN) konzentriert. Die Bereitschaftszonen werden unter minimierter Belastung unter oben beschriebenen Bedingungen gefahren.

Bei steigender Belastung werden diese Bereitschaftsbecken sukzessive hochgefahren, wobei in der Spitze diese Becken in Richtung höher belastete Fahrweise (HBAC 2) gefahren werden. Der Übergang in diesen Belastungsbereich erfolgt erst, wenn die höher belastete Hauptzone ihren oberen Belastungsgrenzwert erreicht hat.

Mindestens werden so viel Zonen unter nitrifizierenden Bedingungen (NBAN) gefahren, da" eine gemäß Zielanforderung ausreichende Nitrifikation bzw. Produktion von Nitrifikanten erreicht wird.

Die Steuerung der Belastungen in den Zonen erfolgt durch Änderung der Parameter: Zulaufmenge, Trockensubstanz, Sauerstoffzufuhr:

Aus den zugeleiteten Massen und gegebenen Beckenvolumen ergeben sich die Raum- und Schlammbelastungen sowie die jeweiligen Kontaktzeiten und Schlammalter. Diese können entsprechend den Anforderungen eingestellt werden.

Vorzugsweise wird eine Trockensubstanz für NBAN von 3 g/l, eher 4-6g/l angestrebt. Die Höhe des jeweilig sinnvollen Wertes hängt von der notwendigen Pufferkapazität des Schlammes ab. Ein höherer Trockensubstanzwert erhöht die Pufferkapazität.

Er wird erfahrungsgemäß so hoch gewählt, daß entsprechend der im System auftretenden Belastungsschwankungen die zulässigen Belastungswerte für NBAN und HBAC nicht verlassen werden.

2. Die Belastungsverhältnisse in den höher und niedriger belasteten Beckenzonen (HBAC 2, NBAN) werden intervallweise gewechselt. Die Umschichtung erfolgt durch Hoch- und Herunterfahren der Belastungen in den Becken. Bsi getrennten Schlammkreisläufen wird die Rücklaufschlammführung in verfahrensgemäßerweise ebenfalls gewechselt. Die Umschichtung erfolgt vorzugsweise im wöchentlichen Turnus.

3. Die Abbauzonen werden in geeigneter Weise als Kaskadenbecken ausgebildet.

4. Der Hochlastzone (HBAC 1) wird eine Groß-Denitrifikationszone vorgeschaltet. Den höher und niedriger belasteten Zonen (HBAC 1, NBAN) wird eine Denitrifikationszone vor- und nachgeschaltet. Die Denitrifikationszonen werden variabel autgelegt, d. h. sie werden nur bei Nitratzulauf donitrifizierend gefahren, ansonsten aber vollständig belüftet, entsprechend der höher oder niedriger belasteten Betriebsweise gefahren.

5. Der hoch und höher belasteten Zone wir ein geeigneter Absetzbereich nachgeschaltet. Fü. die niedriger belastete Zone ist eine Nachschaltung eines Absetzbereiches möglich.

6. Es erfolgt im gesamten Abbaubereich eine Ausrüstung mit abstellbaren Belüfter wobei die Belüftung für jede einzelne Zone und Kaskade einzeln geregelt werden kann. Die Einlaufbereiche der Zonen werden mit erhöhter Belüfterbestückung versehen.

7. Die Gesamtsteuerung der Anlage erfolgt über geeignete Maß- und Steuerglieder, die mikroprozessorgesteuert optimierend gefahren werden können.

8. Zur Erfüllung der Abbaufunktionen der höher und niedriger belasteten Zonen ohne Denitrifikationsfunktion kann statt einer Belebungsanlage des Systems erfindungsgemäß auch mit geeigneten anderen Abbauelementen wie Tropfkörper oder Tauchtropfkörper usw. kombiniert gesc/ialtet werden. Zusätzlich ist auch eine Kombination und Zwischenschaltung anderer zusätzlicher Abbauelemente in verfahrensgemäßer Weise möglich. Die zusätzlichen Abbauelemente werden dabei in bekannter Weise betrif ben.

Weitere Varianten des Verfahrens nach A und B sind:

1. Vorteilhaft kann das Vei fahi on durch Trennung der Schlammkreisljufe in den biologischen Abbauzonen erfolgen. Der in den Abbauzonen entstehend? Schlamm wird dabei in geeigneter Weise in Absetzbereichen von dem Abwasser getrennt, wobei der in den hoch und höher belasteten Zonen entstehende Überschußschlamm, der nicht nitrifikantenreich ist, der Faulung direkt zugeleitet wird. Der Rücklaufschlammanteil wird dabei ggf. unter Zwischenschaltung von verfahrensgemäßen Phosphatrücklösestreckon diesen Zonen wieder zugeleitet.

Der in den niedriger belasteten Zonen entstehende Schlamm, der nitrifikantenreich ist, wird verfahrensgemäß nicht der Faulung direkt zugeleitet, sondern weitgehend im System gehalten. Der Rücklaufschlammanteil wird ggf. unter Zwischenschaltung von verfahrtnsgemäßen Phosphatrücklösestrecken wieder diesen Bereichen zugeführt. Der Uberschußschlammanteil wird eis Katalysatorschlamm in verfahrensgemäßei Weise genutzt, wobei dieser nicht den Fauluereichen zugeleitet wird, sendern in geeigneter Weise den Aktivierungsbereichen bzw. nicht nitrifizierenden höher belasteten Zonen zugeleitet wird. Vorzugsweise erfolgt eine Zuleitung von diesen Überschußschlammanteilen nicht in Denitrifikationszonen, sondrm in Zonen, die mit Sauerstoff beaufschlagt werden.

2. Ein Überschußschlammabzug aus nitrifikantenproduzierenden Bereichen wird frühenstens dann vorgenommen, wenn die maximale Vermehrungsrate der Nitrifikanten erreicht ist, spätestens aber so, daß die Nitrifikanten in den Aktivierungsbereichen noch eine für den Abbau ausreichende Lebenszeit besitzen.

Die Vermehrungsrate ist variabel und dabei abhängig von der jeweiligen Temperatur, Belastungsverhältnisse, Zusammensetzung des Abwassers.

3. Eine weitere Erhöhung der Phosphatelimination kann durch Zwischenschalt jng von Phosphatrücklösestrecken in erfindungsgemäßer Weise erfolgen. Dabei wird vorzugsweise nitratarmer Mücklaufschlamm, bei getrennten Schlammkreislä'.ifen in getrennte erfindungsgemäß anaerobe Rücklösezonen geleitet. Die Aufenthaltszeit des Schlammes in diesen Zonen beträgt 15 Minuten bis maximal 15 Stunden. Danach wird der rückgelöste Schlamm in erfindungsgemäßer Weise den biologischen Abbauzonen bzw. Aktivierungszonen zugeleitet. Die Führung kann im Haupt- oder Teilstrom erfolgen. Die Rücklösezonen werden dabei nicht mit zulaufendem Abwasser beaufschlagt. Vorzugsweise erfolgt eine in Hießrichtung gerichtete zusätzliche Durchmischung. Erfindungsgemäße RGcklösebsreiche sind

a) im Rückstau betriebene Kanäle, aufgestaute Sammelbecken, -schächte, -trichter. (Nicht aber im Stapelbetrieb gefahrene Absetzbereiche in den biologischen Abbauzonen)

b) nicht benutzte Künal- bzw. Rohr- oder Fließstrecken

c) vom Zulaufwasser abgetrennte Vorklärbereiche bzw. Belebungsbeckenbereiche. Diese Bereiche werden weder mit Abwasserstrom noch mit Primärschlammstrom beaufschlagt. Die Abt; ennung von Vorklärbeckenbereichen erfolgt dabei nur insoweit, wie durch die hydraulischen Verhältnisse zulässig. Eine Abtrennung erfolgt auch nachrangig eine·· in den Aktivierungszonen durchgeführten Hydrolyse und Nitrifikation.

d) Bodenbereiche von Regenüberlaufbecken bzw. Vorklärbecken oder Zulaufkanälen.

e) nicht benutzte Eindicker

f) Nutzung von Voreindickern, wobei ein erhöhter Abzug von Verdrängungswasser betrieben wird. Hierbei ist der Abzug begrenzt durch eine unzulässige Beeinflussung der Eindickungswirkung bzw. Energiegewinnung.

g) neu errichtete geeignete 3ehältnisse, soweit der gesamte Rücklaufschlamm über die Puffer geleitet wird und die Bereiche nicht mit Abwasserstrom oder Primärschlamm beaufschlagt oder gemischt werden. Die Behältnisse bestehen vorzugsweise aus einem im Zulaufbereich bestehenden Mischteil und nachfolgenden Sedimentations- und Rücklösebereich, wobei im Mischteil die zulaufende Masse von evtl. zugeleitetem Nitrat befreit wird. Eine Ausbildung in Form eines Schneckenstromprinzipes ist dabei günstig.

Die Rücklösezeit für den Teil eines niirifikantenreichen Schlamms wird begrenzt durch die Zerstörung von Nitrifikanten. Die Rücklösezeit wird dabei so weit begrenzt, daß die zufließenden Nitrifikanten nicht abgetötet werden.

4. Zusätzlich kann dem Rücklösebereich ein Fällungsteil nachgeschaltet werden.

5. In erfindungsgemäßer Weise erfolgt zusätzlich eine Zuführung von Substrr i zu dem Rücklösebereich. Das Substrat wird dabei in Form von Faulwasser, Verdrängungswasser, Fillrat oder Zentrat den genannten Bereichen zugeleitet. Die Zuleitung erfolgt verfahrensgemäß vorzugsweise direkt hinter dem Absetzbereich aus der biologischen Hauptzone, aber immer nach Abtrennung des Überschußschlammes, der zur Faulung geleitet wird, als Zuleitung zu dem rückzulösenden Rücklaufschlamm.

Claims (40)

1. Verfahren zur Abwasserreinigung in technischen Abwasserreinigungsanlagen, in denen eine Umwandlung und Ausscheidung von Stickstoff durch biologische Nitrifikations und Denitrifikation erfolgt, wobei das Abwasser mindestens einen aeroben biologischen Bereich durchläuft und mindestens ein Teilstrom nitrifizierend behandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem nitrifizierenden Bereioh ein nitrifikantenreiches und sauerstoffreiches Wasser-Schlamm-Gemisch in mindestens einen Bereich geführt wird, und daß eine gezielte biologische Aktivierung durch Rückführung des nitrifikantenreichen und sauerstoffreichen Wasser-Schlamm-Gemischs in mindestens einen der folgenden vom Abwasser früher durchflossenen Bereiche erfolgt:

- Zulaufkanaloder-strecke (n)

- EinlaufpumpwerkmitSammelschacht (ELPW)

- Sand-und Fettfang (SF)

- Regenüberlaufbecken (RÜB)

- Vorklärbecken (VKB)

- Alle Zulaufstrecken, -sammler und Pufferbereiche, -becken bis zur biologischen Hauptstufe.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführung aus dem oberen Sedimentations- oder Ablaufbereich erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführung vor dem Einlaufbereich der Anlage erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Abwassers in einer höher belasteten Zone (HBAC 2) und der andere Teil in einer parallel dazu geschalteten niedriger belasteten, für die Nitrifikation günstigen Zone (NBAN) behandelt wird, aus der das nitrifikantenreiche und sauerstoffreiche Wasser-Schlamm-Gemisch in die höher belastete Zone (HBAC 2) geführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Abwassers in einer höher belast3ten Zone (HBAC 2) und der andere Teil in einer parallel dazu geschalteten niedriger belasteten Zone (NBAN) behandelt wird und daß die beiden Abwasserströme anschließend zusammengeführt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem nitrifizierenden Bereich Überschuß- bzw. Rücklaufschlamm abgezogen und dem nicht gezielt nitrifizierend gefahrenen Bereich zugeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser einer Vorbehandlung in einer Hochlaststufe (HBAC 1) unterworfen sind, daß ein Teil des Abwassers über eine normale Durchlaufstrecke o^ .e weitere Behandlung in der Hauptstufe weitergeleitet wird, daß ein anderer Teil des Abwassers in einer niedriger belasteten Zone (NBAN) behandelt wird, und daß die beiden Teile des Abwassers einer gemeinsamen Weiterbehandlung nach Zusammenführung des höher und niedriger belasteten Abwassers in einer nachgeschalteten Zone (NABN + C) unterworfen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser in der höher belasteten Zone (HBAC 2) unter Bedingungen behandelt wird, die für die Vermehrung der schnell wachsenden Chemoorganotrophen Bakterien günstig sind.

9. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die höher belastete Zone (HBAC 2) und die Hochlaststufe (HBAC 1) entweder zur erhöhten Energiegewinnung mit erhöhter Schlammproduktion gefahren oder zur erhöhten Phosphataufnahme mit entsprechend verlängerter Belüftungszeit und höherem Schlammalter gefahren werden.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Denitrifikation am Beginn oder am Ende einer gesonderten Nachbehandlungszone (NBAN + C) erfolgt.

11. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schlammtrennung zwischen den höher und den niedriger belasteten Zonen erfolgt, daß der höher belasteten Zone eiri Absetzbereich nachgeschaltet wird und daß die Schlammführung der Hochlaststufe (HBAC 1) und der höher belasteten Zone (HBAC 2) getrennt von den niedriger belasteten Zonen (NBAN, NBAN + C) erfolgt.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zumischung von nitrifikantenreichen Schwimmschlamm aus dem Zwischen- bzw. Nachklärbereich erfolgt.

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Zumischung von nitrifikantenreichem Überschußschlamm sowie nicht abgesetztem nitrifikantenreichem Kreislaufwasser zu den Aktivierungszonen erfolgt.

14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlämme vorZumischung zum Rünkführungswasser bzw. Zuleitung in die Aktivierungszone einer Phosphatrücklösung unterzogen werden.

15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreislaufwasser direkt ohne Zumischung zum Rückführungswasser in einen für eine zusätzliche Denitrifikation vorgesehenen Aktivierungsbereich geleistet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet.daß die den Aktivierungsbereichen zugeleiteten Massen vor ihrer Zuführung in den biologischen Hauptstufen denitrifiziert werden.

17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den Aktivierungsbereichen zugeleitete nitrifikantenreiche Schlamm in der Zugabemenge durch die Bedarfsmenge an Nitrifikanten in der biologischen Hauptstufe begrenzt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabemenge des nitrifikantenreichen Schlammes in die Aktivierungszone bei Regenwetter so weit erhöht wird, daß der eingetragene Sauerstoff durch die Aktivierung weitestgehend in den Aktivierungszonen verbraucht wird.

19. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abzug von Rückführungswasser aus den Klarwasser- und Sedimentationszonen der Absetzbereiche variabel erfolgt, so daß durch erhöhten Abzug aus der Sedimentationszone der Schlammteil im Rückführungswasser erhöht wird.

20. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Abzug und die Zuführung von nitratreichem Kreislaufwasser nur direkt in einen Aktivierungsbereich erfolgt, der den zur Hydrolyse und Nitrifikation aktivierten Bereichen nachgeschaltet ist.

21. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierungsbereiche und Fließstrecken für das Rückführungswasser über abstellbare Belüftungssysteme zusätzlich belüftet werden.

22. Vei fahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Nachbelüftung des Rückführungswassers im Endbehandlungs- bzw. Abzugsbereich nach dem Absetzvorgang des Abwassers im Nachklärbereich erfolgt.

23. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierungszonen in folgender Reihenfolge durch Rückführungswasserund nitrifikantenreichen Schlamm sowie Kreislaufwasser aktiviert werden:

a) Aktivierungsbereiche werden zur Phosphatrücklösung unter Zuleitung von phosphatreichem, nitratarmen Schlamm genutzt, wobei keinerlei Zuführung von Sauerstoff erfolgt;

b) nachfolgende Aktivierung von weiteren Aktivierungszonen zur Hydrolyse, Nitrifikation und/ oder erhöhten Phosphataufnahme, wobei nitrifikantenreiches und sauerstoffreiches Abwasser-Schlamm-Gemisch und/oder zusätzlich phosphatarmer, nitrifikantenreicher Überschußschlamm zugeführt wird;

c) nach der Nitrifikation erfolgt eine verstärkte Aktivierung einer Aktivierungszone zur erhöhten Denitrifikation durch zusätzliche Zuleitung von nitratreichem Kreislaufwasser.

24. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die höher belastete Zone (HBAC 2) und die niedriger belastete Zone (NBAN) in ihren gewählten Optimalbereichen nach Regeln der Technik gefahren werde und daß weitere Parallelzonen belastungsabhängig in der Weise gefahren werden, daß die bei niedriger Gesamtzulaufbelastung eneigieminimierend, ab nitrifizierend bzw. intervallweise nitrifizierend und denitrifizierend gefahren werden.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechend der reduzierten Zulaufbelastung eine niedrigere Sauerstoffzufuhr erfolgt.

26. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffversorgung so gefahren wird, daß eine schnelle Aktivierung in dem Sinne möglich ist, daß die Biozönose bei steigender Zulaufbelastung im zusätzlichen ßelastungsbereich bleibt und die erforderliche zusätzliche Sauerstoffzufuhr bei Belastungserhöhung nicht größer ist als wenn diese Zone dauernd unter konstanter Sauerstoffzufuhr gefahren würde.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die schnelle Aktivierung durch Zuführung externer Biomasse aus anderen Abbauzonen erfolgt.

28. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß bei sinkender Zulaufbelastung die Belastung zunächst auf die Hauptzonen (HBAC 2, NBAN) konzentriert wird und die weiteren Parallelzonen (Bereitschaftszonen) unter minimaler Belastung gefahren und bei steigender Belastung sukzessive hochgefahren werden.

29. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungsverhältnisse in

der höher belasteten Zone (HBAC 2) und in der niedriger belasteten Zone (NBAN) intervallweise gewechselt werden.

30. Verfahren nach Anspruch 4 oder b, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbauzonen als Kaskadenbecken ausgebildet werden.

31. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochlastzone (HBAC 1) eine Groß-Denitrifikationszone vorgeschaltet und der höher belasteten Zone (HBAC 2) und der niedriger belasteten Zone (NBAN) eine Denitrifikationszone vor- und nachgeschaltet wird.

32. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochlastzone (HBAC 1) und der höher belasteten Zone (HBAC 2) und/oder der niedriger belasteten Zone (NBAN) jeweils ein Absetzbereich nachgeschaltet wird.

33. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftung für jede einzelne Zone bzw. Kaskade mit einzeln regelbaren bzw. abstellbaren Belüftern erfolgt.

34. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbaufunktion der höher und niedriger belasteten Zonen ohne Denitrifikationsfunktion mittels einer Belebungsanlage oder mit anderen Abbauelementen wie Tropfkörper oder Tauchtropfkörper gegebenenfalls auch in Kombination erfolgt.

35. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trennung der Schlammkreisläufe in den biologischen Abbauzonen erfolgt, wobei der in den hoch und höher belasteten Zonen entstehende Überschußschlamm direkt der Faulung zugeleitet wird und der in den niedriger belasteten Zonen entstehende Schlamm nicht der Faulung direkt zugeleitet, sondern weitgehend im System gehalten wird.

36. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Erhöhung der Phosphatelimination durch Zwiscnenschaltung von Phosphatrücl'.lösestrecken erfolgt.

37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß nitratarmer Rückaufschlamm bei getrennten Schlammkreisläufen in getrennten anaeroben Rücklösezonen geleitet wird.

38. Verfahrennach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß als Rücklösebereiche gewählt werden:

a) im Rückstau betriebene Kanäle, aufgestaute Sammelbecken, -schächte, -Trichter, nicht aber im Stapelbetrieb gefahrene Absetzbereiche in den biologischen Abbauzonen;

b) nicht benutzte Kanal- bzw. Rohr- oder Fließstrecken;

c) vom Zulaufwasser abgetrennte Vorklärbeckenbereiche bzw. Belebungsbeckenbereiche, die weder mit Abwasserstrom mit Primärschlammstrom beaufschlagt werden;

d) Bodenbereiche von Regenüberlaufbecken bzw. Vorklärbecken oder Zulaufkanälen;

e) nicht benutzte Eindicker;

f) Voreindicken, wobei ein erhöhter Abzug von Verdrängungswasser betrieben wird; oder

g) neu errichtete Behältnisse, soweit der gesamte Rücklaufschlamm über diese Puffer geleitet wird und die Bereiche nicht mit Abwasserstrom oder Primärschlamm beaufschlagt oder gemischt werden.

39. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rücklösebereich ein Fällungsteil nachgeschaltet wird.

40. Verfahrt ι nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Zuführung von Substrat in Form von Faulwasser, Verdrängungswasser, Filtrat oder Zentrat zu dem Rücklösebereich nach Abtrennung des Überschußschlammes erfolgt, der zur Faulung geleitet wird.