DE10127554B4 - Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwässern - Google Patents

Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwässern Download PDF

Info

Publication number
DE10127554B4
DE10127554B4 DE10127554A DE10127554A DE10127554B4 DE 10127554 B4 DE10127554 B4 DE 10127554B4 DE 10127554 A DE10127554 A DE 10127554A DE 10127554 A DE10127554 A DE 10127554A DE 10127554 B4 DE10127554 B4 DE 10127554B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bioreactor
wastewater
carrier material
aeration
material bodies
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Revoked
Application number
DE10127554A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10127554A1 (de
Inventor
Dr. Triller Wolfgang
Martin Bergmann sen.
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BERGMANN JUN
Original Assignee
BERGMANN JUN
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7687441&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE10127554(B4) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by BERGMANN JUN filed Critical BERGMANN JUN
Priority to DE10127554A priority Critical patent/DE10127554B4/de
Publication of DE10127554A1 publication Critical patent/DE10127554A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10127554B4 publication Critical patent/DE10127554B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Revoked legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/08Aerobic processes using moving contact bodies
    • C02F3/085Fluidized beds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/12Activated sludge processes
    • C02F3/1236Particular type of activated sludge installations
    • C02F3/1242Small compact installations for use in homes, apartment blocks, hotels or the like
    • C02F3/1247Small compact installations for use in homes, apartment blocks, hotels or the like comprising circular tanks with elements, e.g. decanters, aeration basins, in the form of segments, crowns or sectors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/30Aerobic and anaerobic processes
    • C02F3/301Aerobic and anaerobic treatment in the same reactor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/22O2
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2301/00General aspects of water treatment
    • C02F2301/10Temperature conditions for biological treatment
    • C02F2301/103Psychrophilic treatment
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/20Controlling water pollution; Waste water treatment
    • Y02A20/208Off-grid powered water treatment
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Abstract

Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwässern, bei dem aus einem Vorklärbecken (1) vorgeklärtes Abwasser kontinuierlich durch einen Bioreaktor (1) mit einem intermittierend und feinblasig betriebenen Belüfter (7) und einem Schlitzrohr (9) als Fangvorrichtung für mit Mikroorganismen besiedel- und verwirbelbare Trägermaterialkörper (4) fließt, die Trägermaterialkörper (4) eine Dichte von < 1,0 g/cm3 aufweisen, und bei dem das Abwasser anschließend in eine Nachklärkammer (3) gefördert wird und dann in den Ablauf gelangt, dadurch gekennzeichnet, dass – der Bioreaktor (2) annähernd zu 50% seines Wassernutzvolumens mit den Trägermaterialkörpern (4) gefüllt ist; – die maximale Flächenbelastung des Biofilms im Bioreaktor (2) ≤ 2 g BSB5/m2 d beträgt; – die Trägermaterialkörper (4) in der Belüftungsphase mit einer Geschwindigkeit von 20 cm/s bis 80 cm/s verwirbelt werden; – die Sauerstoffkonzentration im Abwasser in der Belüftungsphase auf 5 mg O2/I bis 8 mg O2/I eingestellt wird; – die Trägermaterialkörper (4) in den Belüftungspausen unterhalb der Oberfläche des Abwassers eine anoxisch wirkende Filterschicht bilden und die Belüftungsphase erst wieder einsetzt, wenn die Sauerstoffkonzentration im Abwasser in den Pausen der Belüftung einen Wert von nahezu 0 mg O2/I erreicht; – das Schlitzrohr (9) eine Eintauchtiefe aufweist, die höchstens der Schichtstärke der schwebenden anoxisch wirkenden Filterschicht entspricht und – die sich im Bioreaktor (2) bildende geringe Schlammmenge in die Nachklärkammer (3) gefördert wird, dort sedimentiert und aus dieser in das Vorklärbecken (1) gefördert oder im Nachklärbecken (3) gespeichert und aus diesem zur Entsorgung abgezogen wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwässern mit einem verwirbelbaren, mit Mikroorganismen besiedelbarem Trägermaterial. Das Verfahren ist für die Reinigung von kommunalen, gewerblichen und landwirtschaftlichen Abwässern einsetzbar.
  • Verfahren zur Abwasserreinigung mit Biofilm unter Verwendung von verwirbelbarem Trägermaterial sind bekannter Stand der Abwassertechnik.
  • In der WO 97/22561 und dem DE 295 19 886 U1 ist eine Biofilmtechnologie zur Abwasserreinigung mit verwirbelbaren und von Mikroorganismen besiedelbaren Aufwuchsträgern mit einem spezifischen Gewicht von mehr als 1,0 g/cm3 beschrieben.
  • Das Verfahren ist gekennzeichnet durch eine Kopplung der Belebtschlammtechnologie mit der Biofilmtechnologie im Wirbelbett. Der diskontinuierlich betriebene biologische Reinigungsprozess wird zu Zeiten geringen Abwasseraufkommens durch Abschalten der Abwasserzulaufpumpe und der Belüftung beendet. Zugleich setzt eine Sedimentationsphase ein, innerhalb derer die Aufwuchskörper zuerst sedimentieren und sich zwischen und auf diesen Schlamm anreichert und eine Schicht bildet, die nach der Sedimentationsphase in einen Schlammspeicher befördert wird.
  • Das während der Sedimentationsphase zufließende Abwasser wird zeitweilig zurückgehalten und das gereinigte Abwasser nach der Schlammentnahme abgepumpt, so dass der Zyklus erneut beginnen kann. Obwohl die verfahrenstechnische Verbindung von Biofilm- und Belebtschlammtechnologie zu einem höheren Leistungspotential von Kläranlagen führt, sind eine Reihe von Nachteilen dieser Anlage nicht zu übersehen. So ist bei Unterlastbetrieb eine verringerte Reinigungsleistung festzustellen. Zum Teil gelangt Belebtschlamm in das abgezogene gereinigte Abwasser. Bei kleinen Kläranlagen, insbesondere bei Kleinstkläranlagen, sind die Kosten für die Kontrolle des Überschussschlammes als einem sehr wichtigen Prozessparameter unverhältnismäßig hoch. Bei ungünstigen biologischen Gleichgewichtszuständen kann es sogar zum „Abweiden” des Biofilmes durch bestimmte Mikroorganismen kommen.
  • Aus der DE 199 29 568 A1 und dem DE 299 23 252 U1 ist ein Verfahren zur Filtrierung von Wasser und Abwasser unter Verwendung eines Schwebebettfilters bekannt, bei dem ein Filtermaterial mit einer Dichte zwischen 0,8 g/cm3 und 1,0 g/cm3 eingesetzt wird.
  • Bei diesem Verfahren strömt das zu reinigende Abwasser entweder abwärts oder aufwärts durch das Schwebebettfiltermaterial, wobei die im Rohwasser enthaltenen Feststoffe zurückgehalten werden. Das Verfahren erfordert nach bestimmter Betriebszeit ein chargenweises Waschen des Filtermaterials, damit der gebildete Schlamm sedimentieren und schließlich abgezogen werden kann. Die zum Betreiben des Verfahrens eingesetzte Anlage erfordert keine obere Fangkonstruktion zur Rückhaltung des Filtermaterials, wenn der Zulauf des Rohwassers sich oberhalb des Filterbettes befindet und das Wasser oder Abwasser die Anlage abwärts durchströmt. Der Ablauf des Klarwassers und der Abzug des Schlammwassers erfolgt in diesem Fall unterhalb des Filterbettes. Soll das zu filtrierende Wasser und Abwasser die Anlage aufwärts durchströmen, befindet sich der Zulauf des Rohwassers und der Abzug des Schlammwassers unterhalb des Filterbettes. Für den Ablauf des Klarwassers ist bei dieser Verfahrensführung zwingend eine Fangkonstruktion für das Filtermaterial oberhalb oder im oberen Bereich des Filterbettes anzuordnen.
  • Das Verfahren wird diskontinuierlich betrieben und verlangt daher anlagenmäßig einen hohen Aufwand. Durch das schwebende Filterbett wird zwar eine im allgemeinen aufwendige Filterbodenkonstruktion vermieden, jedoch ist eine aufwendige Filterbettreinigung durch chargenweises Filterwaschen erforderlich.
  • Des weiteren ist als Verfahrensschritt gegebenenfalls ein Klarspülen des Filterbettes mit gereinigtem Wasser oder eine Rezirkulation erforderlich.
  • Die DE 196 26 592 A1 beschreibt eine Kleinkläranlage für eine Wirbelbett/Biofilmtechnologie unter Einsatz von Aufwuchskörpern mit einer Dichte < 1,0 g/cm3. Diese Technologie kann jedoch nur in Kombination mit der Belebtschlammtechnologie betrieben werden, wobei der im Nachklärbecken sedimentierte Belebtschlamm teilweise wieder in die Biostufe zurückgeführt werden muss.
  • In der DE 197 38 033 A1 wird eine klärtechnische Abwasser-Behandlungsanlage offenbart, die zur biologischen Reinigung in einer belüfteten Kammer mit schwimmfähigen Aufwuchskörpern betrieben wird, die auch ein höheres spezifisches Gewicht als Wasser aufweisen können. Nach diesem Verfahren ist vorgesehen, dass die Aufwuchskörper in der biologischen Kammer in einer vom belüfteten Abwasser durchströmbaren Umhüllung, beispielsweise einem sackartigen Gebilde, gehalten werden müssen. In der Praxis hat sich dieses Verfahren jedoch als nicht realisierbar erwiesen. Die in der Umhüllung befindlichen Aufwuchskörper haben sich durch den sich bildenden Belebtschlamm nach gewisser Zeit zusammengeballt, so dass der Biofilm schließlich seine Wirkung verloren hat.
  • Mit der WO 91/11396 A1 wird ein kontinuierlich zu betreibendes Verfahren zur aeroben Reinigung von Abwasser offenbart, das Trägermaterialkörper für das Ansiedeln von Mikroorganismen mit einer Dichte von 0,90 g/cm3 bis 1,20 g/cm3, besonders bevorzugt mit einer Dichte von 0,92 g/cm3 bis 0,96 g/cm3, vorschreibt. Durch ununterbrochene Belüftung bzw. mechanische Einbauten, wie Rührwerke, werden die Trägermaterialkörper in einer ständigen ungerichteten Bewegung gehalten.
  • Dieses Verfahren soll zwar gegenüber herkömmlichen Kläranlagen ein kleineres Reaktorvolumen ermöglichen, und vorhandene mit Belebtschlamm arbeitende Anlagen sollen verhältnismäßig leicht auf die Anwendung dieses Verfahrens umgerüstet werden können, jedoch haben sich bei der praktischen Ausführung der in der WO 91/11396 A1 offenbarten Verfahrenserfindung eine Reihe nachteiliger Probleme gezeigt. So hat sich zum Beispiel die Erfindung für den Fachmann für die Anwendung in Kleinkläranlagen zur Reinigung kommunaler Abwässer als nicht realisierbar erwiesen. Insofern ist nicht nur das Anwendungsgebiet der Erfindung sehr eingeschränkt, sondern die Erfindung muss in der genannten Schrift als nicht ausreichend offenbart angesehen werden. Des weiteren hat sich gezeigt, dass das Abwasser nach der Nachklärung nicht selten einen erhöhten CSB-Wert aufweist, so dass bisweilen dazu übergegangen wird, dieses Verfahren mit einem nachgeschalteten Belebtschlammverfahren oder einem anderen Verfahren zu kombinieren.
  • In der DE 298 19 446 U1 wird ein Kleinklärwerk mit drei Kammern beschrieben, das ein Schüttung aus einem organischen oder anorganischen Trägermaterial als Aufwuchskörper aufweist. In der Regel soll nach dieser Druckschrift die entsprechende Kammer Zu 30% bis 70% des Kammervolumens gefüllt sein. Zur Klärung wird die Kammer intermittierend belüftet. Aus der Lehre der DE 298 19 446 U1 geht jedoch nicht her vor, wie diese Anlage kontinuierlich betrieben werden kann, damit die dort erwähnte Schlammrückführung entbehrlich ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren zur kontinuierlichen biologischen Reinigung von kommunalen, gewerblichen und landwirtschaftlichen Abwässern unter Verwendung von verwirbelbarem, mit Mikroorganismen besiedelbarem Trägermaterial mit einer Dichte < 1,0 g/cm3 bereitzustellen, das eine wirtschaftliche Reinigung des Abwassers ohne Belebtschlamm ermöglicht.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 4.
  • Das erfindungsgemäße biologische Verfahren zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass es überraschend gelungen ist, die Vorzüge der Wirbelbett-Technologie mit der Schwebebett-Technologie in einem Biofilmverfahren auf effektive Weise zur Wirkung zu bringen. Das erfindungsgemäße Verfahren stellt insofern im Vergleich zu den Biofilmverfahren des bekannten Standes der Technik einen qualitativ neuen Biofilm-Verfahrenstyp dar, die Wirbel-/Schwebebett-Biofilmtechnologie.
  • Ein besonderer Vorzug des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass es ohne Belebtschlamm arbeitet und eine Rückführung von Belebtschlamm nicht erforderlich ist. Eine sonst aufwendige Rückführung oder Spülung der Trägermaterialkörper oder deren Reinigung mit Klarwasser sind daher nicht erforderlich.
  • Das Verfahren kann aufgrund seiner variablen Bemessungsdaten, wie der BSB5-Flächenbelastung, der Verweilzeit, der Taktzeiten der intermittierenden Betriebszyklen, der Biofilmfläche in Verbindung mit dem Sauerstoffeintragsvermögen im Abwasser des Bioreaktors, an jede Behälterform angepasst werden.
  • Weitere Vorzüge des Verfahrens ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von mit diesem Verfahren betriebenen Kläranlagen.
  • Es zeigen:
  • 1 den Schnitt einer als Einbehälterrundanlage ausgebildeten erfindungsgemäßen Kläranlage in der Belüftungsphase;
  • 2 die Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Kläranlage gemäß 1;
  • 3 den Schnitt einer als Einbehälterrundanlage ausgebildeten erfindungsgemäßen Kläranlage in einer Belüftungspause;
  • 4 eine tabellarische Übersicht der Ablaufwerte einer 4 EW-Kleinkläranlage nach 8-monatigem Betrieb
  • Wie aus 1 bis 3 ersichtlich, wird das Verfahren in einer Kläranlage betrieben, bestehend aus einem zulaufseitigen Vorklärbecken 1, in dem eine Tauchwand 10 angeordnet und ein Schlammspeicher integriert sein kann, dem intermittierend betriebenen Bioreaktor 2 und der Nachklärkammer 3. Im Bioreaktor 2 kann ein Paraboloidsegment 8 zur Optimierung der Verfahrensführung angeordnet sein. In der Nachklärkammer 3 ist eine kegelstumpfförmige Schlammtasche 11 integriert.
  • 1 zeigt das Verfahren in der Belüftungsphase. Für den in geringer Menge sich in der Nachklärkammer 3 ansammelnden Sekundärschlamm kann in diese Kammer ein Schlammspeicher integriert sein, aus dem der Schlamm nach Erfordernissen zur Entsorgung abgezogen werden kann. Der Schlamm kann jedoch auch in das Vorklärbecken 1 gefördert werden.
  • Der Bioreaktor 2 ist zu ca. 50% seines nutzbaren Volumens mit Trägermaterialkörpern 4 befüllt, deren Dichte im Bereich zwischen 0,8 g/cm3 und 0,98 g/cm3 liegt und die eine spezifische Oberfläche für die Ansiedlung der Mikroorganismen im Bereich von 200 m2/m3 bis 500 m2/m3 aufweisen, beispielsweise Trägermaterialkörper der norwegischen Firma KALDNES MILJOTEKNOLOGI A/S auf Polyethylenbasis mit einer Schüttdichte von maximal 180 kg/m3. 1 zeigt die Kläranlage in der Belüftungsphase.
  • Über den Zulauf 5 fließt das zu reinigende Abwasser in die Vorklärung 1, die wie bei anderen Kläranlegen – der Grobentschlammung dient und in der der sedimentierte Schlamm in einem Schlammspeicher zurückgehalten wird. Über den oberhalb der Oberfläche des Abwassers im Bioreaktor 2 angeordneten Überlauf 6 gelangt das vorgeklärte Abwasser in den Bioreaktor 2. An dessen Boden ist ein feinblasig arbeitender Belüfter 7 bekannter Art angeordnet. Der Bioreaktor 2 ist so bemessen, dass das Verfahren bei einer maximalen Flächenbelastung ≤ 2 g BSB5/m2 d sowie einer Verweilzeit des Abwassers im Bioreaktor 2 von mindestens 4 Stunden betrieben wird.
  • Der Verdichter wird so eingestellt, dass die Trägermaterialkörper 4 in der Belüftungsphase bei einer Geschwindigkeit von 20 cm/s bis 80 cm/s und vorzugsweise einer freien mittleren Weglänge ≥ ihres mittleren Durchmessers im Bioreaktor 2 umgewälzt werden und unter Berücksichtigung des maximalen Zulaufes im Tagesgang durch den Lufteintrag zugleich eine Sauerstoffkonzentration von 5 mg O2/l bis 8 mg O2/l eingestellt wird. Die Gesamtbelüftungszeit pro Tag beträgt 9 bis 12 Stunden, womit sich das Verfahren gegenüber bekannten aeroben Verfahren auch durch einen geringeren Energieverbrauch auszeichnet.
  • Der Belüfter 7 ist so angeordnet, dass sich durch den Lufteintrag eine Luft/Wasserwalze mit den darin befindlichen Trägermaterialkörpern 4 bildet, deren Drehrichtung entgegen der Strömungsrichtung des einfließenden vorgeklärten Abwassers verläuft. Durch die Luft/Wasserwalze der Trägermaterialkörper 4 kann sich auf diesen Trägern kein biologischer Rasen bilden, der ansonsten zum Zuwachsen der Trägermaterialkörper 4 zum Verschlammen des Bioreaktors 2 führen würde. Die erfindungsgemäße Kläranlage arbeitet insofern ohne Belebtschlamm. Der sich im μm-Bereich auf den Trägermaterialkörpern 4 bildende Biofilm kann sowohl unter aeroben als auch unter anoxischen Betriebszuständen vollständig seine Wirkung entfalten.
  • Überraschend hat sich gezeigt, dass das erfindungsgemäße Verfahren im Vergleich zu den bekannten Verfahren mit einer wesentlich geringeren Menge anfallenden Primär- und Sekundärschlamms verbunden ist. Es wird angenommen, dass sich bei einer Rückführung der geringen Menge anfallenden Sekundärschlammes aus der Nachklärkammer 3 in das Vorklärbecken 1 eine Mineralisierung des Schlammes vollzieht, die zu einer wesentlichen Reduzierung des Schlammvolumens insgesamt führt. So betrug das Schlammstapelvolumen bei einer 4 EW Kleinkläranlage bezogen auf 360 Tage nur 0,5 I/E und Tag. Nicht nur dass damit bei der Dimensionierung des Vorklärbeckens 1 wesentliche Kosteneinsparungen erreichbar sind, sondern es ergeben sich zugleich auch positive Effekte für die Betreiber der Kläranlagen. So könnte bei Kleinkläranlagen von der Regelentsorgung des Vorklärbeckens 1 (1 mal pro Jahr) durchaus zu einer Bedarfsentsorgung (1 mal alle 2 Jahre) übergegangen werden. Für die Zuführung des in der Nachklärkammer 3 in geringer Menge anfallenden Sekundärschlammes in das Vorklärbecken 1 ist im vorliegenden Beispiel die Tauchmotorpumpe 12 vorgesehen.
  • 3 zeigt eine Kläranlage mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in einer Belüftungspause des Bioreaktors 2. Das Verfahren kann selbstverständlich auch in strömungstechnisch hintereinander angeordneten Kammern der Vorklärung 1, des Bioreaktors 2 und der Nachklärung 3 betrieben werden. Es ist nicht an eine bestimmte Behältergeometrie gebunden.
  • Auf Grund ihrer geringen Dichte von < 1 g/cm3 bilden die Trägermaterialkörper 4 unterhalb der Oberfläche des Abwassers im Bioreaktor 2 ein anoxisch wirkendes schwebendes Filterbett.
  • Über eine asymmetrisch angeordnete Fangvorrichtung 9, die zur Zurückhaltung der Trägermaterialkörper 4 vorzugsweise mit einem Schlitzrohr ausgerüstet ist, gelangt das Abwasser aus dem Bioreaktor 2 entsprechend dem Volumen des Zulaufes des vorgeklärten Abwassers in den Bioreaktor 2 in die Nachklärkammer 3. Die Eintauchtiefe der Fangvorrichtung 9 entspricht höchstens der Schichtstärke des schwebenden Filterbettes.
  • In den Belüftungspausen, die in Abhängigkeit vom Tageszugang des zu reinigenden Abwassers im Bereich zwischen 5 Minuten und 45 Minuten liegen, reduziert sich der Sauerstoffgehalt im Abwasser. Die Belüftungsphase setzt erst wieder ein, wenn die Sauerstoffkonzentration einen Wert von nahezu 0 mg O2/I erreicht.
  • In 4 sind für eine 4 EW-Kleinkläranlage für einen Zeitraum von 8 Monaten, einschließlich der Wintermonate, die BSB5- und CSB-Zulaufwerte und die unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielten BSB5-, CSB-, NH4-N-, NO3-N- und Nges-Ablaufwerte sowie die O2-Konzentration in der Belüftungsphase und die Temperaturwerte im Bioreaktor dargestellt. Wie des weiteren aus 4 zu ersehen ist, wurde BSB5-Abbau von 96,3% bis 98,0% erreicht.
  • Als besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens hat sich des weiteren erwiesen, dass das Verfahren auch bei Temperaturen im Bereich von 3°C bis 5°C betrieben werden kann und der Biofilm unter diesen extremen Bedingungen seine Wirksamkeit behält. Im Unterschied dazu sind Kläranlagen nach dem Belebtschlammverfahren bei Temperaturen < 5°C nur noch eingeschränkt funktionsfähig.
  • Durch den flexiblen Einsatz von Trägermaterialien 4 unterschiedlicher Materialarten und -qualitäten und wählbarer spezifischer Oberflächen können durch an die jeweiligen Anforderungen angepasste Bemessungsvarianten größere Leistungspotentiale erschlossen werden, und zwar bei im wesentlichen gleichen Beckenvolumina und ohne erhebliche Mehrkosten. Von besonderem Vorteil ist, dass eingesetztes Trägermaterial problemlos gegen anderes Trägermaterial ausgetauscht werden kann. Die erfindungsgemäße Kläranlage ist insofern sehr variabel einsetzbar, und auf extreme Bedingungen kann flexibel und mit geringem Aufwand reagiert werden. Hinzu kommt, dass für die Bemessung der Kläranlagen sowohl das Schlammalter als auch die Schlammkonzentration ohne Bedeutung sind.
  • Zeitdauer und zeitlicher Abstand der intermittierenden Phasen und die Intensität
  • des Lufteintrages können in Abhängigkeit vom Abwasseraufkommen, dessen
  • Last und den Reinigungszielen festgelegt und zum Zwecke der Steuerung der Kläranlage programmiert werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Vorklärbecken
    2
    Bioreaktor
    3
    Nachklärbecken
    4
    Trägermaterialkörper
    5
    Zulauf
    6
    Öffnung des Überlaufes
    7
    Belüfter
    8
    Paraboloidsegment
    9
    Fangvorrichtung
    10
    Tauchwand
    11
    Kegelstumpf
    12
    Tauchmotorpumpe
    13
    Ablaufvorrichtung

Claims (4)

  1. Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwässern, bei dem aus einem Vorklärbecken (1) vorgeklärtes Abwasser kontinuierlich durch einen Bioreaktor (1) mit einem intermittierend und feinblasig betriebenen Belüfter (7) und einem Schlitzrohr (9) als Fangvorrichtung für mit Mikroorganismen besiedel- und verwirbelbare Trägermaterialkörper (4) fließt, die Trägermaterialkörper (4) eine Dichte von < 1,0 g/cm3 aufweisen, und bei dem das Abwasser anschließend in eine Nachklärkammer (3) gefördert wird und dann in den Ablauf gelangt, dadurch gekennzeichnet, dass – der Bioreaktor (2) annähernd zu 50% seines Wassernutzvolumens mit den Trägermaterialkörpern (4) gefüllt ist; – die maximale Flächenbelastung des Biofilms im Bioreaktor (2) ≤ 2 g BSB5m2 d beträgt; – die Trägermaterialkörper (4) in der Belüftungsphase mit einer Geschwindigkeit von 20 cm/s bis 80 cm/s verwirbelt werden; – die Sauerstoffkonzentration im Abwasser in der Belüftungsphase auf 5 mg O2/I bis 8 mg O2/I eingestellt wird; – die Trägermaterialkörper (4) in den Belüftungspausen unterhalb der Oberfläche des Abwassers eine anoxisch wirkende Filterschicht bilden und die Belüftungsphase erst wieder einsetzt, wenn die Sauerstoffkonzentration im Abwasser in den Pausen der Belüftung einen Wert von nahezu 0 mg O2/I erreicht; – das Schlitzrohr (9) eine Eintauchtiefe aufweist, die höchstens der Schichtstärke der schwebenden anoxisch wirkenden Filterschicht entspricht und – die sich im Bioreaktor (2) bildende geringe Schlammmenge in die Nachklärkammer (3) gefördert wird, dort sedimentiert und aus dieser in das Vorklärbecken (1) gefördert oder im Nachklärbecken (3) gespeichert und aus diesem zur Entsorgung abgezogen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Belüfter (7) so eingestellt wird, dass sich die Trägermaterialkörper (4) im Bioreaktor (2) in einer Luft/Wasserwalze befinden, deren Drehrichtung entgegen der Strömungsrichtung des in den Bioreaktor (2) einfließenden vorgeklärten Abwassers verläuft.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abwasser im Bioreaktor (2) eine Verweilzeit von mindestens 4 Stunden pro Tag aufweist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftungszeit im Bioreaktor (2) insgesamt 9 Stunden bis 12 Stunden pro Tag beträgt und die Belüftungspausen in Abhängigkeit vom Tageszugang im Bereich zwischen 5 Minuten und 45 Minuten liegen.”
DE10127554A 2001-05-30 2001-05-30 Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwässern Revoked DE10127554B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10127554A DE10127554B4 (de) 2001-05-30 2001-05-30 Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwässern

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10127554A DE10127554B4 (de) 2001-05-30 2001-05-30 Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwässern

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10127554A1 DE10127554A1 (de) 2002-12-12
DE10127554B4 true DE10127554B4 (de) 2012-02-23

Family

ID=7687441

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10127554A Revoked DE10127554B4 (de) 2001-05-30 2001-05-30 Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwässern

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10127554B4 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013009448A1 (de) * 2013-06-06 2014-12-11 Jürgen Greive Wirbelbettreaktor zur aeroben Reinigung von Abwasser mit aerober Schlammstabilisierung und Aufschluss der partikulären Abwasserbestandteile

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006008453A1 (de) 2006-02-17 2007-08-23 Itn Nanovation Ag Reinigungsverfahren für Abwässer
DE102008029384A1 (de) * 2008-06-23 2009-12-24 Multi Umwelttechnologie Ag Trägermedium zur Immobilisierung von Mikroorganismen
CN101962252B (zh) * 2010-09-16 2012-07-11 天津市农业资源与环境研究所 局部循环供氧生物膜反应装置
DE202015100502U1 (de) 2015-02-03 2015-03-02 KVT Klävertec GmbH Kläranlage für Abwässer mit Rückhaltevorrichtung für darin schwebende Trägermaterialkörper
CN110862149B (zh) * 2019-10-30 2022-04-05 浙江科技学院 基于重力作用的强化分离柱状一体膜式生物反应器
CN112759068A (zh) * 2021-01-04 2021-05-07 上海友通环保高科技有限公司 一种含乙二醇废水的调试方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4307288A1 (de) * 1993-03-09 1994-09-15 Oekoservice Ges Fuer Umweltana Verfahren zur biologischen Abwasserreinigung mit integrierter Pufferung
DE4401182A1 (de) * 1994-01-13 1995-07-20 Noggerath Holding Gmbh Co Kg Vorrichtung zur Reinigung von in Abwassern enthaltenen Feststoffen
DE19512907C1 (de) * 1995-04-06 1996-06-27 Ivan Prof Dr Ing Sekoulov Verfahren zur biologischen und/oder physikalischen Elimination unerwünschter Wasserinhaltsstoffe aus Wasser
DE19623592C1 (de) * 1996-06-13 1998-01-02 Hahnewald Gmbh Chemisch Physik Verfahren und Reaktor zur kontinuierlichen mikrobiologischen Behandlung von hochbelastetem Abwasser mittels schwimmfähigem Trägermaterial
DE69126870T2 (de) * 1990-04-24 1998-03-05 Mcdonald Verfahren und vorrichtung für biologische behandlung
DE4415637C2 (de) * 1994-05-04 1998-08-06 Wap Reinigungssysteme Verfahren und Vorrichtung zur Klärung und Aufbereitung von Waschwassern aus Fahrzeugwaschanlagen

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69126870T2 (de) * 1990-04-24 1998-03-05 Mcdonald Verfahren und vorrichtung für biologische behandlung
DE4307288A1 (de) * 1993-03-09 1994-09-15 Oekoservice Ges Fuer Umweltana Verfahren zur biologischen Abwasserreinigung mit integrierter Pufferung
DE4401182A1 (de) * 1994-01-13 1995-07-20 Noggerath Holding Gmbh Co Kg Vorrichtung zur Reinigung von in Abwassern enthaltenen Feststoffen
DE4415637C2 (de) * 1994-05-04 1998-08-06 Wap Reinigungssysteme Verfahren und Vorrichtung zur Klärung und Aufbereitung von Waschwassern aus Fahrzeugwaschanlagen
DE19512907C1 (de) * 1995-04-06 1996-06-27 Ivan Prof Dr Ing Sekoulov Verfahren zur biologischen und/oder physikalischen Elimination unerwünschter Wasserinhaltsstoffe aus Wasser
DE19623592C1 (de) * 1996-06-13 1998-01-02 Hahnewald Gmbh Chemisch Physik Verfahren und Reaktor zur kontinuierlichen mikrobiologischen Behandlung von hochbelastetem Abwasser mittels schwimmfähigem Trägermaterial

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013009448A1 (de) * 2013-06-06 2014-12-11 Jürgen Greive Wirbelbettreaktor zur aeroben Reinigung von Abwasser mit aerober Schlammstabilisierung und Aufschluss der partikulären Abwasserbestandteile

Also Published As

Publication number Publication date
DE10127554A1 (de) 2002-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1919833B1 (de) Vorrichtung zur abwasserreinigung
DE10352636B4 (de) Verfahren und Anlage zur Aufbereitung von Abwässern auf Schiffen
EP0200875A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Abwasserreinigung nach dem Belebtschlammverfahren
DE10127554B4 (de) Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwässern
EP0688304B1 (de) Verfahren zur biologischen abwasserreinigung mit integrierter pufferung
EP1307409A1 (de) Belebtschlammverfahren und vorrichtung zur behandlung von abwasser mit stickstoff- und phosphor-entfernung
EP0339013A2 (de) Vorrichtung zum Aufbereiten von Abwasser
DE19626592C2 (de) Biologische Kleinkläranlage
DE10123152B4 (de) Biologische Kläranlage für kommunale, gewerbliche und landwirtschaftliche Abwässer und Verfahren zum Betreiben der Anlage
DE2654431A1 (de) Verfahren zur aeroben biologischen abwasserreinigung mit einem modifizierten belebungsverfahren
DE3543432A1 (de) Anlage fuer die biologische aufbereitung von abwasser
EP1160207B1 (de) Reaktor und Verfahren für die Abwasserreinigung
EP0888253A1 (de) Biologische kleinkläranlage
EP2284128A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Abwasser sowie Trennvorrichtung dafür
EP0070960A1 (de) Vorrichtung zur biologischen Reinigung organischer Abwässer
EP1094163A2 (de) Mehrzweckschacht, Kleinkläranlage und Abwasserbehandlungsverfahren
EP1132348B1 (de) Abwasserkläranlage und -verfahren
DE19538387A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Umrüstung einer Mehrkammer-Kleinkläranlage
EP0338182A1 (de) Vorrichtung zum Aufbereiten von Abwasser
DE3628909C2 (de)
AT396921B (de) Kleinkläranlage
AT400949B (de) Verfahren zum biologischen reinigen von abwasser und vorrichtung zu seiner durchführung
EP1072559A2 (de) Einrichtung zur Reinigung von Abwasser
EP1030821A1 (de) Verfahren zur denitrifikation von abwässern
AT408340B (de) Verfahren zur reinigung von kommunalem oder ähnlichem abwasser

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8181 Inventor (new situation)

Free format text: TRILLER, WOLFGANG, DR., 10117 BERLIN, DE BERGMANN SEN., MARTIN, 09322 PENIG, DE

R019 Grant decision by federal patent court
R026 Opposition filed against patent
R026 Opposition filed against patent

Effective date: 20120522

R082 Change of representative

Representative=s name: HUMBOLDT-PATENT HUEBNER NEUMANN RADWER WENZEL, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: HUMBOLDT-PATENT HUEBNER NEUMANN RADWER WENZEL, DE

R006 Appeal filed
R008 Case pending at federal patent court
R009 Remittal by federal patent court to dpma for new decision or registration
R037 Decision of examining division or of federal patent court revoking patent now final