DD289512A5 - METHOD FOR ANAEROBIC TWO-STAGE TREATMENT OF ORGANICALLY LOADED EQUIPMENT AND SLEEPING MEANS - Google Patents

METHOD FOR ANAEROBIC TWO-STAGE TREATMENT OF ORGANICALLY LOADED EQUIPMENT AND SLEEPING MEANS Download PDF

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DD289512A5
DD289512A5 DD89330461A DD33046189A DD289512A5 DD 289512 A5 DD289512 A5 DD 289512A5 DD 89330461 A DD89330461 A DD 89330461A DD 33046189 A DD33046189 A DD 33046189A DD 289512 A5 DD289512 A5 DD 289512A5
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Joachim Hackenberger
Waltraud Voigt
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Fuerstenwalde Chem Tankanlagen
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur anaeroben zweistufigen Behandlung organisch belasteter Abwaesser und Schlaemme. Der Lastbereich der 1. Stufe und 2. Stufe wird auf die im System vorhandenen Feststoffe als Traeger der Biomasse bezogen. Die Feststoffkonzentration in den Reaktoren ist durch eine Feststoffabtrennung und Feststoffrueckfuehrung unabhaengig gestaltet. Infolge Feststoffimport und Feststoffrueckfuehrung in der 1. Stufe wird der Feststoff eingedickt, als UEberschuszschlamm abgezogen und in die 2. Stufe uebergepumpt, so dasz in der 1. Stufe unabhaengig von der Stabilisierung eine hohe Feststoffbelastung einstellbar ist und in der 2. Stufe die Stabilisierung erfolgt.{Abwaesser; Schlaemme; organische Belastung; Zweistufenprozesz; Substratumsatz; Stabilisierung; Roehrensedimentation; Feststoffanreicherung; Biogasbildungsgeschwindigkeit; Eindickung; Steuerung; Belastungswerte}The invention relates to a method for the anaerobic two-stage treatment of organically contaminated waste water and Schlaemme. The load range of the 1st stage and 2nd stage is related to the solids present in the system as carriers of the biomass. The solids concentration in the reactors is independent of solids separation and solids recycling. As a result of solids import and Feststoffrueckfuehrung in the 1st stage of the solid is thickened, withdrawn as excess sludge and pumped to the 2nd stage, so that in the 1st stage independent of the stabilization a high solids loading is adjustable and in the 2nd stage stabilization takes place . {sewage; sludges; organic stress; Zweistufenprozesz; Substrate conversion; Stabilization; Roehrensedimentation; Solid enrichment; Biogas formation rate; thickening; Control; Load values}

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur anaeroben zweistufigen Behandlung organisch belasteter Abwässer und Schlämme, beiThe invention relates to a method for the anaerobic two-stage treatment of organically contaminated wastewater and sludge, in

dem in der ersten Stufe eine höhere Raumbelastung eingestellt wird.in the first stage a higher volume load is set.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders zur Behandlung kommunaler Schlämme.The inventive method is particularly suitable for the treatment of municipal sludge. Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Der mikrobielle Abbau organischer Verbindungen kann wahlweise auf aerobem Wege unter Sauerstoffzufuhr oder auf anaerobem Wege unter Luftabschluß erfolgen.The microbial degradation of organic compounds can be carried out either aerobically under oxygen supply or anaerobically under exclusion of air.

Anaerobe Verfahren besitzen eine geringere Stoffwechsclgcschwindigkeit und beanspruchen gegenüber aeroben Verfahren größere Reaktionsvolumina. Dem steht als Vorteil der geringe Energiebedarf und ein Energiegewinn in Form des im Prozeß gebildeten Methangases gegenüber. Ein verstärkter Einsatz anaerober Verfahren setzt die Verringerung des Reaktionsvolumens bei gleichbleibender oder steigender Biogasausbeute voraus.Anaerobic processes have a lower metabolic rate and require larger reaction volumes compared to aerobic processes. This stands opposite as an advantage of low energy consumption and an energy gain in the form of the methane gas formed in the process. An increased use of anaerobic processes requires the reduction of the reaction volume with a constant or increasing biogas yield.

Dem steht bei der überwiegenden Mehrzahl anaerober Verfahren zur Behandlung kommunaler Schlämme die leistungsbegrenzende Forderung nach einer Stabilisierung der organischen Inhaltsstoffe entgegen. Angestrebt wird im Rahmen des snaercben Prozesses eine Reduzierung des organischen Anteils der Trockensubstanz (oTS] auf 50 bis 55%. Erreicht wird diese Zielstellung durch eine geringe Raumbelastung mit organischer Trockensubstanz, die in Abhängigkeit von der Anlagengröße 1,0kg/m3d bis 2,0kg/m3d beträgt. Mit diesen geringen Raumbelastungen sind weitere Volumenvergrößerungen verbunden, die über das von der Stoffwechselgeschwindigkeit festgelegte Maß hinausgehen. Es sind deshalb zweistufige Verfahren entwickelt worden, bei denen in der 1. Stufe eine höhere Raumbelastung gewählt wird und der uneffektive Abbau der Restsubstanz in der 2.Stufe erfolgt. Durch eine einfache bautechnische Gestaltung (z. B. in Erdbauweise) und unter Verzicht einer Biogasgewinnung wird vielfach der Investitionsaufwand der zweiten Stufe reduziert. Zur Erhaltung einer stabilen Mikroorg^nismenpopulation ist os im allgemeinen üblich, die Ausspülverluste an Biomasse durch den Mikroorganismenzuwachs zu ergänzen. Damit wird die Aufenthaltszeit und hiervon abhängig auch die Raumbelastung in der Methanfermentation nicht nur vom Substratabbau, sondern auch von der Mikroorganismenzuwachsrate bestimmt. Aus den geringen Zuwachsraten der Methanbakterien folgen erhebliche Reaktionszeiten in der Methanfermentation. Eine Verkürzung der Reaktionszeiten ist nur dann gegeben, wenn die Ausspülverluste an Biomasse begrenzt oder die ausgespülte Biomasse wieder in den Faulprozeß zurückgeführt werden. Hierzu erfolgt bei einer Reihe von Verfahren eine Biomassefixierung auf Bewuchsträgern. Bei diesen Fest- oder Fließbettreaktoren führen jedoch Feststoffe im auszufaulenden Substrat zu erheblichen technischen Problemen, so daß eine Anwendung dieser Verfahren auf feststofffreie Substrate begrenzt bleibt. Andere bekannte Verfahren arbeiten mit einer nachgeschalteten Sedimentation, mit deren Hilfe die ausgespülte Biomasse abgetrennt und wieder in den anaeroben Prozeß zurückgeführt wird. Aufgrund der hohen Feststoffanteile im kommunalen Faulprozeß kann diese nachgeschaltete Trennstufe nur als Eindickung wirken. Im Verlaufe des Eindickvorganges erzeugen die aufeinander lagernden Flocken im Inneren der Schlammschicht einen Überdruck im Porenwasser, der allmählich durch das Herauspressen des überschüssigen Wassers aus der Schlammschicht abgebaut wird. Dieser Vorgang erfordert sehr langeIn the vast majority of anaerobic processes for the treatment of municipal sludge, this is counteracted by the performance-limiting requirement for stabilizing the organic constituents. Within the framework of the snaercben process, the aim is to reduce the organic content of the dry matter (oTS) to 50 to 55%, which is achieved by a low volume load of organic dry matter, which depends on the system size 1.0 kg / m 3 d to 2 , 0kg / m 3 d. These low volume loads are associated with further increases in volume exceeding the metabolic rate specified, therefore, two-stage techniques have been developed which use a higher occupancy rate in the 1st stage and the ineffective one Simple structural design (eg in earthworks) and avoidance of biogas production often reduces the capital expenditure required for the second stage, and os is generally used to maintain a stable microorganism population. the rinsing losses of biomass due to the microorganism increase Thus, the residence time and, depending thereon, also the volume load in the methane fermentation is determined not only by the substrate degradation, but also by the microorganism growth rate. The low growth rates of the methane bacteria are followed by considerable reaction times in the methane fermentation. A shortening of the reaction times is only given if the Ausspülverluste limited to biomass or the flushed biomass are returned to the digestion process. For this purpose, in a number of methods, a biomass fixation on Befuchtsträger. In these fixed or fluidized bed reactors, however, solids in the substrate to be refined lead to considerable technical problems, so that an application of these methods remains limited to solids-free substrates. Other known methods work with a downstream sedimentation, with the aid of which the flushed biomass is separated and returned to the anaerobic process. Due to the high solids content in the municipal digestion process, this downstream separation stage can only act as a thickening. In the course of the thickening process, the overlapping flakes in the interior of the sludge layer generate an overpressure in the pore water, which is gradually reduced by pressing out the excess water from the sludge layer. This process takes a long time

Hindickzeiten. Hiermit verbunden sind bei tiefen Außentemperaturen erhebliche Wärmeverluste und Temperaturunterschiede zwischen der Faulstufe und der nachgeschalteten Sedimentation. Infolge dieser Temperaturunterschiede, denen die Menthanbakterien ausgesetzt sind, wird die Reaktionsgeschwindigkeit in der Methanfermentation herabgesetzt. Im Verlaufe der Eindickung ist bei kommunalen Schlämmen eine Feststoffkonzentration von max. 60 kg TS/m3 erreichbar. Diese Konzentration unterscheidet sich nicht wesentlich von der Feststoffkonzentration im Reaktor, so daß bei einer Biomasserückführung die Populationsdichte in der Methanfermentation nur geringfügig gesteigert wird. Zur Vermeidung dieser Probleme wird anstelle der externen Sedimentation eine Biomasseabscheidung direkt im Faulbehälter vorgesehen, wobei durch einen Verzicht auf eine Umwälzung eine gezielte Entmischung im Reaktor stattfindet, die einen feststoffarmen Faulwasserabzug im Bereich der Behälteroberfläche gestattet. Damit werden allerdings die Stoffwechseltransportvorgänge im Bereich der Bakterienzellen und hiervon abhängig die Leistungsparameter des Gesamtsystems nachteilig beeinflußt. Hinzu kommen technische Probleme einer wirksamen Bekämpfung der Schwimmschlammdecke bei fehlender Umwälzung. Leistungsmindernd ist zudem die Tatsache, daß unabhängig von der Populationsdichte im Faulprozeß die Einhaltung der Stabilisierungsgrenze durch eine minimale Raumbelastung gesichert werden soll. Damit sind die Leistungsgrenzen des Verfahrens nicht eindeutig fixiert. Hinzu kommt, daß sich bei einer Trennung des anaeroben Prozesses in eine hochbelastete erste Stufe und eine anschließende schwachbelastete zweite Stufe die Anwendung einer Feststoffrückführung verbietet, da die in die Hochleistungsstufe zurückgeführten und verbleibenden organischen Feststoffanteile stabilisiert werden müssen und somit die gleichen niedrigen Haumbelastungen erfordern wie die der zweiten Stufe. Dementsprechend ist die cTS-Raumbelastung der ersten Stufe auch auf Werte Rb ^ 2,5 kg/m3 · d begronzt. Dies entspricht in etwa einer maximalen oTS-Feststoffbelastung 0,05kg/kg Ts · d. Bekannt sind auch Verfahren, bei denen anaerobe Kreislauffilter mit einer organischen Belastung von a 0,5, beispielsweise 8 oder 16kg CSB/m3 · Tag betrieben werden.Hindickzeiten. Associated with this are at low outside temperatures considerable heat losses and temperature differences between the digestion and the downstream sedimentation. As a result of these temperature differences to which the Menthan bacteria are exposed, the rate of reaction in the methane fermentation is reduced. In the course of thickening in municipal sludge a solids concentration of max. 60 kg TS / m 3 achievable. This concentration does not differ significantly from the solids concentration in the reactor, so that in a biomass recirculation, the population density in the methane fermentation is only slightly increased. To avoid these problems, a biomass separation is provided directly in the digester instead of the external sedimentation, with a waiver of a circulation targeted segregation in the reactor takes place, which allows a low-solids digester water discharge in the container surface. However, this means that the metabolic transport processes in the area of the bacterial cells and, depending thereon, the performance parameters of the overall system are adversely affected. There are also technical problems of effective control of the floating sludge blanket in the absence of recirculation. Reducing performance is also the fact that, regardless of the population density in the digestion process, compliance with the stabilization limit should be ensured by a minimal space load. Thus, the performance limits of the process are not clearly fixed. In addition, the separation of the anaerobic process into a highly loaded first stage and a subsequent low-load second stage prohibits the use of solids recycling, since the recycled to the high-performance stage and remaining organic solids must be stabilized and thus require the same low Haumbelastungen like that the second stage. Accordingly, the cTS space load of the first stage is also based on values Rb ^ 2.5 kg / m 3 · d. This corresponds approximately to a maximum oTS solids load of 0.05 kg / kg Ts · d. Methods are also known in which anaerobic circulation filters are operated with an organic loading of a 0.5, for example 8 or 16 kg COD / m 3 · day.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht in der Erhöhung der Leistungsfähigkeit der Methanfermentation, der weitergehenden Fixierung der Leistungsgrenze des Verfahrens und in der Verbesserung des Wirkungsgrades durch Biomasserückführung bei gleichzeitiger Einsparung von Energie, Material und Kosten.The object of the invention is to increase the efficiency of methane fermentation, to further fix the performance limit of the process and to improve the efficiency through biomass recycling while saving energy, material and costs.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den maximalen Lastberaich der ersten Stufe und den minimalen Lastbereich der zweiten Stufe durch das im System vorhandene Biomasse-Feststoffgemisch einzustellen.The invention has for its object to set the maximum Lastberaich the first stage and the minimum load range of the second stage by the present in the system biomass solid mixture.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die erste Stufe mit hohem Substratumsatz und die zweite nachgeschaltete Stufe mit weitgehender Stabilisierung der organischen Substanz gefahren wird, die in die erste Stufe eingetragenen Feststoffe sowie die durch den hohen Substratumsatz erzeugte Biomasse im Reaktor mittels der an sich bekannten Röhrensedimentation zurückgehalten und angereichert werden, wobei die Feststoffe gleichzeitig Träger der Biomasse sind und durch eine gezielte Eindickung mittels einem gesteuerten Abzug des Biomasse-Feststoffgemisches feststoffbezogene Leistungsgrenzen für die erste Stufe von max. oTS Feststoffbelastung S 0,12kg/kg TS · d und max. CSVC, Feststoffbelastung £ 0,09kg/kg TS · d eingestellt werden, und daß mit dem Feststoffabzug das Überschußschlamm-Feststoffgemisch in die nachfolgende schwachbelastete zweite Stufe zur Stabilisierung übergepumpt wird, wobei der organische Anteil auf S 55% durch Regulierung der maximalen Belastungswerte von oTS Feststoffbelastung S 0,025 kg/kg TS d und CSVc, Feststoffbelastung ü 0,015 kg/kg TS · d reduziert wird.According to the invention, this object is achieved in that the first stage is driven with high substrate conversion and the second downstream stage with substantial stabilization of the organic substance, the solids introduced into the first stage and the biomass produced by the high substrate conversion in the reactor by means of the known Retained tube sedimentation and enriched, the solids are also carriers of the biomass and by targeted thickening by means of a controlled deduction of the biomass solid mixture solids-related performance limits for the first stage of max. oTS solid load S 0.12kg / kg TS · d and max. CSV C , solids loading £ 0.09 kg / kg DM · d, and that with the solids removal the excess sludge solids mixture is pumped into the subsequent lightly loaded second stage for stabilization, the organic fraction being S 55% by regulation of the maximum load values of oTS solids load 0.025 kg S / kg TS d and CSVC, solids loading above 0.015 kg / kg TS · d is reduced.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird weiter dadurch gelöst, daß die Grenzwerte durch die an sich bekannte Röhrensedimentation eingestellt werden, wobei die Verbindungsleitungen mit einem Neigungswinkel von 40 bis 60° von unten aus dem ersten Reaktor nach oben in den zweiten Reaktor geführt werden und das Verhältnis von Länge zu Querschnitt der Verbindungsleitungen S 8:1 beträgt.The object of the invention is further solved in that the limits are set by the known per se tube sedimentation, the connecting lines are guided with an angle of inclination of 40 to 60 ° from below from the first reactor up into the second reactor and the ratio of length to cross-section of the connecting lines S is 8: 1.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Biomasse-Feststoff-Gemisch der ersten Stufe im gewählten Feststoffabscheidesystem im Zusammenwirken mit einer an sich bekannten nicht durchmischten Eindickzone von 10% des Reaktorvolumens auf einen Feststoffgehalt von ä 10% eingedickt.In a further embodiment of the method according to the invention, the biomass-solid mixture of the first stage in the selected Feststoffabscheidesystem in cooperation with a known non-mixed thickening of 10% of the reactor volume is thickened to a solids content of about 10%.

Die technisch-ökonomischen Auswirkungen der Erfindung, insbesondere ihre Effektivität, besteht in der Erhöhung der Leistungsfähigkeit der Methanfermentation und in der weitergehenden Fixierung der Leistungsgrenze des Verfahrens. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich ferner dadurch aus, daß der Wirkungsgrad durch die Biomasserückführung verbessert wird und Material, Energie sowie Kosten eingespart werden.The technical-economic effects of the invention, in particular its effectiveness, consists in increasing the efficiency of methane fermentation and in further fixing the performance limit of the process. The inventive method is further characterized by the fact that the efficiency is improved by the biomass recycling and material, energy and costs are saved.

Ausfuhrungsbeispielexemplary

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbaispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.

Das städtische Abwasser von etwa 500000EWG ist nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in einer kommunalen Kläranlage mit mechanisch-biologischer Aufbereitung zu behandeln. Gemäß Werkstandard WAPRO 2.19/01 des VEB Kombinat Wassertechnik und Projektierung Wasserwirtschaft ergibt sich ein täglicher Schlammanfall mit einer Trockensubstanzmenge von 85g/Ed · 500000EW = 42500 kg/d oder einen oTS-Anfall von 61 g/Ed · 500000EW = 30500 kg/d » 30000kg/d. Der entsprechend Werkstandard WAPRO 2.19/03 erforderliche Volumenbedarf für eine mesophile Faulung bei 3O0C beträgt mit einer vorgegebenen oTS-flaumbelastung von 1,5 kg/m3 dThe urban wastewater of about 500,000EWG is to be treated by the process according to the invention in a municipal sewage treatment plant with mechanical-biological treatment. According to the standard WAPRO 2.19 / 01 of the VEB Kombinat Wassertechnik and Projektierung Wasserwirtschaft there is a daily sludge accumulation with a dry matter quantity of 85g / Ed · 500000EW = 42500 kg / d or an oTS-attack of 61 g / Ed · 500000EW = 30500 kg / d » 30000kg / d. The volume requirement required for a mesophilic digestion at 3O 0 C according to the standard WAPRO 2.19 / 03 is 3 d with a given OTS fluff loading of 1.5 kg / m 3

V.rf = => 20000 m3 Faulraum 1,5V.rf = => 20000 m 3 digester 1.5

-3- 289 B12-3- 289 B12

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird für die Faulung des oTS-Anfalles von etwa 30000(.g/Tg folgenderWhen using the method according to the invention for the digestion of the oTS attack of about 30,000 (.g / Tg following Volumenbedarf ermittelt.Volume requirement determined. Die täglich anfallende Schlammenge wird einer ersten Faulstufe zugeführt. Der Reaktor ist entsprechend WP 206365 mit einerThe daily amount of sludge is fed to a first digestion stage. The reactor is in accordance with WP 206365 with a Nachklärvorrichtung, bestehend aus mehreren Röhren, zur Abtrennung und selbständigen Rückführung von MikroorganismenNachklärvorrichtung, consisting of several tubes, for the separation and independent repatriation of microorganisms

sowie unbelebten Feststoffen ausgerüstet, wobei die Röhren gleichzeitig als Verbindungsleitungen zum Transport derequipped with inanimate solids, the tubes at the same time as connecting lines to transport the

Flüssigphase mit einem Winkel von 45° von unten aus dem Reaktor der ersten Stufe nach oben in den Reaktor der zweiten StufeLiquid phase at an angle of 45 ° from below from the first stage reactor to the top of the second stage reactor

geführt werden und das Verhältnis von Länge zum Querschnitt 12:1 beträgt.be guided and the ratio of length to cross section 12: 1.

Durch die Nutzung der Verbindungsleitung zwischen der ersten und zweiten Stufe zur Biomasseabtrennung und RückführungBy using the connecting line between the first and second stage for biomass separation and recycling

werden die Ausspülverluste an Biomasse begrenzt, so daß die Zuwachsrate an Biomasse in der Methanfermentation rvcht mehrdie hydraulische Durchsatzrate und damit die Leistungsparameter der ersten Stufe begrenzt. Die Feststoffe im System dienen alsThe rinsing losses of biomass are limited so that the rate of increase of biomass in the methane fermentation limits more the hydraulic throughput rate and hence the first stage performance parameters. The solids in the system serve as

Träger der Biomasse. Damit sind den Feststoffen bestimmte maximale und minimale Lastbereiche zugeordnet, bei derenCarrier of biomass. Thus, the solids are assigned to certain maximum and minimum load ranges in which Überschreitung der Prozeß zusammenbricht oder eine Stabilisierung der organischen Substanz nicht mehr im gewünschtenExceeding the process collapses or stabilization of the organic substance is no longer in the desired Umfang erfolgt. Da die Stabilisierung und hiermit verbunden die Abnahme der organischen Substanz erst bei UnterschreitungScope takes place. Since the stabilization and associated with it the decrease of the organic substance only when falling below

eines minimalen Lastbereiches offensichtlich wird, ist die oTS-Belastung als Leistungsparameter für die Methanfermentationnur bedingt aussagekräftig. Es wird deshalb zur Charakterisierung der Methanfermentation von der Produktbildungausgegangen und hiervon der Begriff der Biogasbildungsgeschwindigkeit als neuer Leistungsparameter der Methanbakteriengeschaffen.a minimal load range becomes apparent, the oTS load as a performance parameter for the methane fermentation is only conditionally meaningful. Therefore, the characterization of methane fermentation is based on product formation and the concept of biogas formation rate as a new performance parameter of the methane bacteria is established.

Als Träger der Biomasse werden die Feststoffe leistungsbestimmend. Deshalb sind die Verbindungsleitungen zwischen denAs a carrier of biomass, the solids become performance-determining. Therefore, the connecting lines between the Reaktoren zur Feststoffabtrennung und Feststoffrückführung einsetzbar.Reactors for solids separation and solids recycling can be used. Die Verbindungsleitungen können aus einem Rohr, mehreren Röhren oder Kastenprofilen bestehen und besitzen einenThe connecting lines can consist of a tube, several tubes or box sections and have one Neigungswinkel von 40 bis 60°, im vorliegenden Beispiel, wie oben ausgeführt, 45°.Inclination angle of 40 to 60 °, in the present example, as stated above, 45 °. Bei dem gewählten Verhältnis der Röhrenlänge zum Röhrendurchmesser von 12:1, mindestens jedoch 8:1, legen die FeststoffeAt the chosen tube length to tube diameter ratio of 12: 1, but at least 8: 1, the solids settle

eine im Verhältnis zur Oberfläche nur sehr kurze Sedimentationsstrecke zurück und gelangen dann auf den Boden dera very short sedimentation distance in relation to the surface and then reach the bottom of the

Verbindungsleitungen, von dem sie infolge des gewählten Neigungswinkels wieder in den Reaktor zurückrutschen.Connecting lines, from which they slip back into the reactor due to the selected angle of inclination. Durch den Biomassezuwachs, den Feststoffimport und die Feststoffrückführung ist in der ersten Stufe eine FeststoffanreicherungDue to the biomass increase, the solid import and the solids recycling in the first stage is a solid enrichment

zu verzeichnen. Bei maximalen Lastbereichen ist eine Stabilisierung dieser Feststoffe als Voraussetzung einer geruchlosento record. At maximum load ranges, a stabilization of these solids is a prerequisite for an odorless

Trocknung und Ablagerung nicht gegeben. Deshalb werden diese Feststoffe der ersten Stufe im Trichter des hochbelastetenDrying and deposition not given. Therefore, these solids are the first stage in the hopper of the heavily loaded Reaktors eingedickt und anschließend als Feststoffüberschuß in die zweite Stufe übergepumpt. Hier erfolgt dann die vollständigeThickened reactor and then pumped over as excess solids in the second stage. Here is the complete Stabilisierung bei niedrigen Belastungen. Dies erfordert eine weitestgehende Eindickung auf a 10%. Gewährleistet wird dieseStabilization at low loads. This requires a largely thickening to a 10%. This is guaranteed Eindickung durch das Zusammenwirken des gewählten Abscheidesystems mit der Eindickzone im Reaktor der ersten Stufe,Thickening due to the interaction of the selected separation system with the thickening zone in the reactor of the first stage,

wofür 10% des Reaktorvolumens nicht in das Umwälzsystem einbezogen werden.for which 10% of the reactor volume is not included in the recirculation system.

Im vorliegenden Beispiel erfolgt die Einstellung eines Trockensubstanzgehaltes von 60kg TS/m3 im Reaktor der ersten StufeIn the present example, the setting of a dry matter content of 60 kg DM / m 3 in the reactor of the first stage

durch die in die erste Stufe eingetragenen Feststoffe, die durch den hohen Substratumsatz erzeugte und durch dieby the solids introduced in the first stage, which are generated by the high substrate turnover and by the

Röhrensedimentation zurückgehaltene Biomasse sowie den gesteuerten Abzug des Biomasse-Feststoff-Gehaltes mit 10% TSTube sediment retained biomass and the controlled deduction of the biomass solid content with 10% TS

aus der nicht durchmischten unteren Eindickzone des Reaktors, die 10% seines Volumens beträgt.from the non-mixed lower thickening zone of the reactor, which is 10% of its volume.

Aus der zulässigen oTS-Belastung von 0,12 kg/kg d der ersten Stufe folgt ein erforderliches Reaktorvolumen vonThe allowable OTS load of 0.12 kg / kg d of the first stage is followed by a required reactor volume of

., 30000kg oTS/d .... 3 ., 30000kg oTS / d .... 3

V'rf= ~4170m· V 'rf = ~ 4170m ·

Die Biogasbildungsgeschwindigkeit beträgt bei der gewählten oTS-Belastung 37 l/kg d, die theoretisch mögliche Biogasproduktion bei vollständiger Ausfaulung jedoch 480 l/kg oTS. Damit ergibt sich in der ersten Stufe ein oTS-Umsatz von 64%.The biogas production rate is 37 l / kg d at the selected oTS load, but the theoretically possible biogas production at complete outgassing is 480 l / kg oTS. This results in 64% OTS sales in the first stage.

Das aus dem Reaktor der ersten Stufe mittels Pumpe aus der Eindickzone entnommene Biomasse-Feststoff-Gemisch wird zur vollständigen Stabilisierung, d. h. Reduzierung des organischen Anteiles auf weniger 55%, in den Reaktor der zweiten Stufe übergepumpt. Dieser Reaktor wird bei niedrigen Belastungen von < 0,025kg oTS/kg · d und < 0,015kg CSVc,/kg TS-d gefahren. Der Trockensubstanzgehalt wird mittels der vorgenannten Nachkläreinrichtung und des aus dem Reaktor der ersten Stufe zugeführten Biomasse-Feststoff-Gemisches ebenfalls auf 60kg TS/m3 d eingestellt. Bei Umsetzung des restlichen oTS-Gehaltes und Einstellung einer oTS-Belastung von 0,025 kg/kg · d ergibt sich ein erforderliches Reaktorvolumen für die zweite Stufe von etwa 7 200 m3. Damit beträgt das erforderliche Gesamtvolumen einschließlich des notwendigen Speichervolumens in Höhe von 10% etwa 11800 m3.The biomass-solids mixture withdrawn from the first-stage reactor by pump from the thickening zone is over-pumped to the second-stage reactor for complete stabilization, ie, reduction of the organic fraction to less than 55%. This reactor is operated at low loads of <0.025kg oTS / kg · d and <0.015kg CSV c , / kg TS-d. The dry matter content is likewise adjusted to 60 kg DM / m 3 d by means of the abovementioned secondary clarifier and the biomass-solid mixture fed from the reactor of the first stage. When the residual OTS content is converted and an OTS loading of 0.025 kg / kg · d is established, the required reactor volume for the second stage is about 7 200 m 3 . Thus, the required total volume including the necessary storage volume of 10% is about 11800 m 3 .

Claims (3)

1. Verfahren zur anaeroben zweistufigen Behandlung organisch belasteter Abwässer und Schlämme, bei dem in der ersten Stufe eine höhere Raumbolastung eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Stufe mit hohem Substratumsatz und die zweite Stufe mit weitgehender Stabilisierung der organischen Substanz gefahren wird, die in die erste Stufe eingetragenen Feststoffe sowie die durch den hohen Substratumsatz erzeugte Biomasse im Reaktor mittels der an sich bekannten Röhrensedimentation zurückgehalten und angereichert werden, wobei die Feststoffe gleichzeitig Träger der Biomasse sind und durch eine gezielte Eindickung mittels eines gesteuerten Abzuges des Biomasse-Feststoffgemisches feststoffbezogene Leistungsgrenzen für die erste Stufe von max. oTS Feststoff belastung < 0,12 kg/kg TS · d und max. CSVCr Feststoffbelastung < 0,09 kg/kg TS · d eingestellt werden, und daß mit dem Feststoffabzug das Überschußschlamm-Feststoffgemisch in die nachfolgende schwachbelastete zweite Stufe zur Stabilisierung übergepumt wird, wobei der organische Anteil auf S 55% durch Regulierung der maximalen Belastungswerte von oTS-Feststoffbelastung S 0,025 kg/kg TS · d und CSVCr Feststoffbelastung S 0,015 kg/kg TS · d reduziert wird.1. A process for the anaerobic two-stage treatment of organically polluted wastewater and sludge, in which in the first stage a higher Raumbolastung is set, characterized in that the first stage is driven with high substrate conversion and the second stage with substantial stabilization of the organic substance in the first stage registered solids and the biomass produced by the high substrate conversion are retained and enriched in the reactor by means of the known tube sedimentation, wherein the solids are also carriers of the biomass and by targeted thickening by means of a controlled deduction of the biomass solid mixture solids-related performance limits the first stage of max. oTS solid load <0.12 kg / kg ds · d and max. CSV Cr solids loading <0.09 kg / kg TS · d are set, and that with the solids removal the excess sludge solids mixture is pumped into the subsequent lightly loaded second stage for stabilization, wherein the organic content to S 55% by regulating the maximum load values of OTS solids loading S 0.025 kg / kg DM · d and CSV Cr solids loading S 0.015 kg / kg DM · d is reduced. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzwerte durch die an sich bekannte Röhrensedimentation eingestellt werden, wobei die Verbindungsleistungen mit einem Neigungswinkel von 40 bis 60° von unten aus dem ersten Reaktor nach oben in den zweiten Reaktor geführt werden und das Verhältnis von Länge zu Querschnitt der Verbindungsleitungen § 8:1 beträgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the limit values are set by the tube sedimentation known per se, wherein the connection performances are guided with an angle of inclination of 40 to 60 ° from below from the first reactor up into the second reactor and the ratio from length to cross section of connecting lines § 8: 1 amounts to. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Biomasse-Feststoff-Gemisch der ersten Stufe im gewählten Feststoffabscheidesystem im Zusammenwirken mit einer an sich bekannten, nicht durchmischten Eindickzone von 10% des Reaktorvolumens auf einen Feststoffgehalt von ä 10% eingedickt wird.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the biomass solid mixture of the first stage in the selected Feststoffabscheidesystem in cooperation with a known, non-mixed thickening of 10% of the reactor volume is thickened to a solids content of -10% ,
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