DE06794236T1 - Verfahren und anordnung zur verarbeitung stickstoffkonzentrierter abgase in einem sequenziellen biologischen reaktor mit fraktioniertem zyklus - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Behandlung von an Stickstoff konzentrierten Abwässern, in welchem eine Oxidation des Ammoniums zu Nitriten und anschließend eine Denitritation der Nitrite zu gasförmigem Stickstoff in einem sequentiellen Bioreaktor, dessen Reaktionsphasen fraktioniert sind, durchgeführt wird, wobei dieser Reaktor nitrifizierende Bakterien enthält und die Betriebsbedingungen vorgesehen sind, dass die Tätigkeit der nitritierenden Bakterien begünstigt und die Tätigkeit der nitratisierenden Bakterien maximal inhibiert wird, ein Verfahren, in welchem ein Zuflussvolumen, das in einem vollständigen Zyklus zu behandeln ist, in aufeinander folgenden Volumenfraktionen in den Reaktor geleitet wird, wobei der vollständige Behandlungszyklus sich in aufeinander folgende Unterzyklen unterteilt, jeder Unterzyklus eine Zufuhrphase durch eine Volumenfraktion, anschließend eine Belüftungsphase, um die Nitritationsphase auszulösen, und danach eine Anoxiephase, während welcher die Belüftung unterbrochen und eine Kohlenstoffquelle in den Reaktor geleitet wird, um die Nitrite in Stickstoff umzuwandeln, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zu behandelnden Abwasser, dem Abfluss und dem Bioreaktor eine Messreihe in Echtzeit...

Claims (17)

  1. Verfahren zur Behandlung von an Stickstoff konzentrierten Abwässern, in welchem eine Oxidation des Ammoniums zu Nitriten und anschließend eine Denitritation der Nitrite zu gasförmigem Stickstoff in einem sequentiellen Bioreaktor, dessen Reaktionsphasen fraktioniert sind, durchgeführt wird, wobei dieser Reaktor nitrifizierende Bakterien enthält und die Betriebsbedingungen vorgesehen sind, dass die Tätigkeit der nitritierenden Bakterien begünstigt und die Tätigkeit der nitratisierenden Bakterien maximal inhibiert wird, ein Verfahren, in welchem ein Zuflussvolumen, das in einem vollständigen Zyklus zu behandeln ist, in aufeinander folgenden Volumenfraktionen in den Reaktor geleitet wird, wobei der vollständige Behandlungszyklus sich in aufeinander folgende Unterzyklen unterteilt, jeder Unterzyklus eine Zufuhrphase durch eine Volumenfraktion, anschließend eine Belüftungsphase, um die Nitritationsphase auszulösen, und danach eine Anoxiephase, während welcher die Belüftung unterbrochen und eine Kohlenstoffquelle in den Reaktor geleitet wird, um die Nitrite in Stickstoff umzuwandeln, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zu behandelnden Abwasser, dem Abfluss und dem Bioreaktor eine Messreihe in Echtzeit durchgeführt, die im Zufluss zu behandelnde Stickstoffvolumenlast bestimmt und die Mindestanzahl der Zufuhrphasen eines vollständigen Zyklus in Abhängigkeit von dieser Stickstofflast und dem Mindestflüssigkeitsvolumen in dem Reaktor gemäß der Formel:
    Figure 00010001
    worin: – Nalimmin: Mindestzahl der Zufuhrzyklen, – FNH4,j: tägliche Stickstofflast, – [NH4 +]eff: Ammoniumkonzentration in dem den Reaktor verlassenden Abwasser, – Vmin: Mindestflüssigkeitsvolumen (nach der Entnahme und vor der Zufuhr), – NRBS: Anzahl der vollständigen RBS-Zyklen pro Tag, – [NH4 +]inhib: Konzentration an inhibierendem Ammonium der nitritierenden Biomasse, derart ermittelt wird, dass die Stickstoffkonzentration der eingeleiteten Volumenfraktion in dem in dem Reaktor verbleibenden Flüssigkeitsvolumen verdünnt wird, was es erlaubt, die Inhibition der nitritierenden Bakterien zu vermeiden, wobei die Stickstofflast der Volumenfraktion jedoch ausreichend ist, um in dem Reaktor beim Ableiten jeder Fraktion einen "Sprung" oder eine Spitze (P) der Ammoniakbelastung, der/die für die Entwicklung der Nitrite erzeugenden Biomasse vorteilhaft ist, sicherzustellen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Zufluss zu behandelnde Stickstoffvolumenlast durch Messung der Leitfähigkeit (X) und des Durchflusses (Q) des Zuflusses bestimmt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ableiten jeder Fraktion die Spitze (P) der Ammoniaklast größer als 125% der Ammoniakkonzentration, die das Ende des betreffenden Unterzyklus charakterisiert, einen Zeitraum lang bleibt, der höchstens gleich dem Viertel der Dauer des Unterzyklus ist.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration des gelösten Sauerstoffs im Reaktor gemessen und kontrolliert wird, um sie auf niedrigen Werten zu halten, indem die Dauer der Belüftungsphasen begrenzt und die Sauerstoffzufuhr an die zu behandelnde Last angepasst wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentrationsschwankungen des gelösten Sauerstoffs auf zwischen 0 und 2 mg O2/l durch eine minimale Anzahl Nbiolmin von aeroben/anoxischen Unterzyklen begrenzt werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl (NC) der effektiv durchgeführten Unterzyklen der größte Wert zwischen Nalimmin und Nbiolmin ist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert in dem Reaktor gemessen und eine Selbstregulierung des pH-Wertes durch eine abwechselnde Abfolge von einander nahen Nitritations- und Denitritationsphasen sichergestellt wird, wobei die Schwankungen des pH-Wertes auf zwischen 6,5 und 8,5 und vorzugsweise zwischen 7 und 8 begrenzt werden.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktortemperatur gemessen und eine Regelung der Temperatur derart durchgeführt wird, dass sie auf zwischen 5 und 45°C gehalten wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass "aerobe/anoxische" biologische Zyklen mit einer festgelegten Dauer der belüfteten und anoxischen Phasen vorher festgelegt werden und die Gesamtdauer tC dieser Reaktionsphasen in Abhängigkeit von der Zyklenzahl NC berechnet wird: tC = (tRBS – talim – tsedim – textract)/NC, worin: – tRBS: Dauer des gesamten RBS-Zyklus, – talim: Gesamtdauer der (nicht fraktionierten) Zufuhr, – tsedim: Dauer der Sedimentationsphase, – textrakt: Dauer der Entnahmephase.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeit der Einleitung der Kohlenstoffquelle während der unbelüfteten Phase aus den Messungen der eingetragenen Stickstofflast ermittelt wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es auf die Behandlung von Überständen anaerober Faulbehälter angewendet wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es auf die Behandlung von Kondensaten einer Gasbehandlung angewendet wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es auf die Behandlung von Deponieauslaugungen angewendet wird.
  14. Vorrichtung zur Behandlung von an Stickstoffkonzentrierten Abwässern, die insbesondere mehr als 100 mg N/l enthalten, in welcher eine Oxidation des Ammoniums zu Nitriten und anschließend eine Denitritation der Nitrite zu gasförmigem Stickstoff in einem sequentiellen Bioreaktor (1), dessen Reaktionsphasen fraktioniert sind, durchgeführt wird, wobei dieser Reaktor nitrifizierende Bakterien enthält, die Betriebsbedingungen vorgesehen sind, dass die Tätigkeit der nitritierenden Bakterien begünstigt und die Tätigkeit der nitratisierenden Bakterien maximal inhibiert wird, ein Zuflussvolumen, das in einem vollständigen Zyklus zu behandeln ist, in aufeinander folgenden Volumen fraktionen in den Reaktor geleitet wird, der vollständige Behandlungszyklus sich in aufeinander folgende Unterzyklen unterteilt und jeder Unterzyklus eine Zufuhrphase durch eine Volumenfraktion, anschließend eine Belüftungsphase, um die Nitritationsphase auszulösen, und danach eine Anoxiephase, während welcher die Belüftung unterbrochen und eine Kohlenstoffquelle in den Reaktor geleitet wird, um die Nitrite in Stickstoff umzuwandeln, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (17, 18, C) zur Durchführung einer Messreihe in Echtzeit in dem zu behandelnden Abwasser, dem Abfluss und dem Bioreaktor und zur Bestimmung der zu behandelnden Stickstoffvolumenlast im Zufluss, insbesondere durch eine Sonde (17) für die Messung der Leitfähigkeit (X) und durch einen Durchflussmesser (18) für die Messung des Durchflusses (Q) des Zuflusses und ein Mittel (C) für die Berechnung und Steuerung der Anzahl der Zufuhrphasen eines vollständigen Zyklus in Abhängigkeit von dieser Stickstofflast und dem Mindestflüssigkeitsvolumen in dem Reaktor derart umfasst, dass die Stickstoffkonzentration der eingeleiteten Volumenfraktion in dem in dem Reaktor verbleibenden Flüssigkeitsvolumen verdünnt wird, was es erlaubt, die Inhibition der nitritierenden Bakterien zu vermeiden, wobei die Stickstofflast der Volumenfraktion jedoch ausreichend ist, um in dem Reaktor beim Ableiten jeder Fraktion einen "Sprung" oder eine Spitze (P) der Ammoniakbelastung, der/die für die Entwicklung der Nitrite erzeugenden Biomasse vorteilhaft ist, sicherzustellen.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Sonde (19) zur Messung der Leitfähigkeit und einen Durchflussmesser (20) in dem abfließenden Abwasser und verschiedene Sensoren in dem Reaktor (1), insbesondere solche für die Leitfähigkeit (21), die Konzentration (22) des gelösten Sauerstoffs, das Redoxpotential (23) und den pH-Wert (24) umfasst, wobei alle diese Sonden und Sensoren an eine Kontrolleinheit (C) angeschlossen sind, um die kontinuierliche Verfolgung der Veränderung der Behandlung und die Steuerung korrigierender Tätigkeiten zu erlauben.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Kohlenstoffquelle (8) und eine von der Kontrolleinheit (C) gesteuerte Dosierpumpe (9) für den Zeitraum des Einleitens der Kohlenstoffquelle während einer anoxischen Phase umfasst, wobei dieser Einleitungszeitraum aus den Messungen der zugeführten Stickstofflast ermittelt wird.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie Belüftungsmittel (10, 11, 12) umfasst, die von einer Kontrolleinheit (C) entsprechend den Messungen der Konzentration des gelösten Sauerstoffs gesteuert werden.
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