DE102007032125A1 - Abwasserreinigungsanlage und Verfahren zur Abwasserreinigung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abwasserreinigungsanlage und ein Verfahren zur Abwasserreinigung. Das Verfahren arbeitet mit an sich bekannter Denitrifikation und Nitrifikation. Aufgabe ist es, den Energieverbrauch und den maschinentechnischen Aufwand erheblich zu reduzieren und ein optimiertes Verfahren zur Abwasserreinigung zu schaffen, wobei die Abwassergrenzwerte eingehalten werden. Erfindungsgemäß besteht die Abwasserreinigungsanlage aus Sandfanganlage, einem Hebewerk, mindestens zwei Klärbecken und mindestens einem Nachklärbecken, sowie mindestens einem zuschaltbaren Gebläse. Die zwei Klärbecken sind erstmals beide als biologische Belebungsbecken 2 und 3 ausgebildet. Im ersten biologischen Belebungsbecken 2 ist eine Grundbelüftungsanlage 20 mit einem Gebläse 21 installiert, so dass eine geregelte Grundbelüftung mit einer definierten Sauerstoffzufuhr möglich ist. Dabei findet gegenüber den bisher bekannten Verfahren in diesem ersten biologischen Belebungsbecken 2 bereits eine Nitrifikation statt. Das Abwasser fließt über einen zweiten Überlauf 12 in ein zweites biologisches Belebungsbecken 3 mit einem zweiten Rührwerk 23. Nunmehr erfolgt eine nachgeschaltete Denitrifikation des Abwassers weitgehend unter Sauerstoffausschluss unter extremem Sauerstoffgehaltminimum. Das denitrifizierte Abwasser wird in ein Nachklärbecken 4 geführt, in dem ein Rundräumer 24 angeordnet ist. Im Nachklärbecken 4 erfolgt nur die Nachklärung und die Sedimentation des Belebtschlammes. Aus ...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Abwassereinigungsanlage und ein zugehöriges Verfahren zur Abwasserreinigung. Die Abwasserreinigungsanlage besteht aus einer Sandfanganlage, einem Hebewerk, mindestens zwei Klärbecken und mindestens einem weiteren Nachklärbecken sowie mindestens einem zuschaltbaren Gebläse und mindestens einem Rührwerk. Das Verfahren arbeitet ebenfalls mit an sich bekannter Denitrifikation und Nitrifikation.
  • Es sind bereits eine ganze Reihe von Abwasserreinigungsanlagen und zugehörige Abwasserreinigungsverfahren bekannt. Zusätzlich gibt es eine Vielzahl von weiteren Abwasserreinigungsanlagen und Verfahren, die mit besonders problematischen Stoffen wie z. B. verschiedenen Ölen oder anderen Chemikalien verunreinigt sind. Üblich ist es vor allem bei Anlagen, die nur kommunale Abwasser reinigen, dass in diesen Anlagen bekannter Bauweise, das den Rohschlamm enthaltene Abwasser zunächst in ein Vorklärbecken geleitet wird und zuvor mittels einer Rechenanlage gereinigt wird. Zugleich sind dem Vorklärbecken ein Hebewerk und eine Sandfanganlage vorgeschaltet. Im Vorklärbecken findet in der Regel lediglich eine teilweise mechanische Schlammabscheidung statt. Dann fließt das Abwasser in eine biologische Klärstufe, die auch als Belebungsbecken ausgebildet sein kann. Hier wird die das Abwasser intensiv mit belebtem Schlamm gemischt und belüftet. Der zum biologischen Abbau erforderliche Sauerstoff wird über Belüftungseinrichtungen eingebracht. Die Reinigung des Abwassers erfolgt dabei durch die Mikroorganismen des eingebrachten belebten Schlammes, wobei die im Abwasser enthaltenen verschiedenen organischen Stoffe des Abwassers oxidiert und in abscheidbare Biomasse umgewandelt werden. Im Belebungsbecken wird neben der Entfernung von kohlenstoffhaltigen Verbindungen durch die im belebten Schlamm enthaltenen nitrifizierenden Mikroorganismen gezielt Ammoniumstickstoff zu Nitratstickstoff oxidiert.
  • Bei der Abwasserreinigung mit Denitrifikation wird zusätzlich Nitrat- und Nitritstickstoff zu gasförmigem Stickstoff reduziert, was entweder im Belebungsbecken oder in einem vorgeschalteten besonderem Denitrifikationsbecken, das auch als Belebungsbecken betrieben werden kann, erfolgt. Vom Belebungsbecken aus fließt das Abwasser-Schlamm-Gemisch in das Nachklärbecken, in welchem sich der nunmehr belebte Schlamm von gereinigtem Abwasser trennen soll. Der im Nachklärbecken abgesetzte Schlamm wird als Rücklaufschlamm in das Belebungsbecken zurückgeführt, während das gereinigte Abwasser in einen Vorfluter abfließt. Da sich der belebte Schlamm bei den biologischen Abbauprozessen vermehrt, wird der nicht benötigte belebte Schlamm als überschüssiger Schlamm abgeführt und entsorgt. Laut Verordnung muss der Gesamt-Stickstoffgehalt des in den Vorfluter eingeleiteten Abwassers auf maximal 18 mg/Liter begrenzt sein.
  • Dieser Wert lässt sich nur erreichen, wenn während der Abwasserreinigung eine gezielte Stickstoffreduzierung durch Denitrifikation in der Abwasserreinigungsanlage erfolgt. Unter Denitrifikation versteht man dabei die biologische Stickstoffreduzierung aus Nitrit(NO2-N) und/oder Nitrat (NO3-N) zu elementarem Stickstoff.
  • Dieser allgemeine Stand der Technik ist ausführlich dokumentiert im Arbeitsblatt A 131 vom Februar 1991, Regelwerk Abwasser-Abfall DK 628 356:628.32.001.2 (083) Bemessung von einstufigen Belebungsanlagen ab 5000 Einwohnerwerten.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde den Energieverbrauch und den maschinentechnischen Aufwand von Abwasserereinigungsanlagen üblicher Bauweise erheblich zu reduzieren und ein optimiertes Verfahren zur Abwasserereinigung zu schaffen, wobei der Stickstoffanteil weitestgehend minimiert wird und die Abwassergrenzwerte trotz hoher Energieeinsparung und minimierten maschinentechnischen Aufwand den umweltrechtlichen Vorschriften entsprechend eingehalten werden und das Verfahren auch mittels bereits bestehender Abwasserreinigungsanlagen realisiert werden kann.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des ersten und zweiten Patentanspruchs gelöst. Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren rückbezüglichen Unteransprüche.
  • Die erfindungsgemäße Abwassereinigungsanlage besteht, wie an sich übliche Abwasserreinigungsanlagen auch, aus einer Sandfanganlage, einem hier installierten Hebewerk, mindestens zwei Klärbecken und mindestens einem weiteren Nachklärbecken, sowie mindestens einem zuschaltbaren Gebläse. Diese einzelnen Anlagenteile werden gemäß der Erfindung aber nunmehr in überraschend neuer Art und Weise untereinander verbunden und über das zugehörige, eigentlich den Verfahren aus dem Stand der Technik entgegengesetzt arbeitende erfindungsgemäße Verfahren, unter Einhaltung der vorgegebenen Grenzwerte, wird das Abwasser gereinigt. Das zu reinigende Abwasser fließt in die Sandfanganlage 1 über den Zulauf 10, wobei in der Sandfanganlage 1 die mechanisch festen und schweren Bestandteile sich am Boden der Sandfanganlage 1 ablagern bzw. auf mechanischem Weg mit einem Hebewerk entfernt werden. Die Sandfanganlage 1 selbst ist zusätzlich als ein nachgeschaltetes Mischbecken 5 ausgebildet oder unmittelbar an der Sandfanganlage 1 ist mit dieser verbunden ein nachgeschaltetes Mischbecken 5 angeordnet. Aus der Sandfanganlage 1 läuft das mechanisch gereinigte Abwasser über einen ersten Überlauf 11 in das erste biologische Belebungsbecken 2. An dieses nachgeschaltete Mischbecken 5 ist eine zweite Rückschlammleitung 15 und/oder an das erste biologische Belebungsbecken 2 ist eine zweite abgezweigte Rückschlammleitung 15' angeschlossen. Über diese Rückschlammleitung 15 und/oder 15' wird eine bestimmte Menge Rückschlamm in einem Kreislauf zugeführt. Der zugeführte Rückschlamm wird aus einem Nachklärbecken 4 über eine daran angeordnete Rückschlammleitung 14 mittels der Rückschlammpumpenanlage 25 entnommen und über die zweite Rückschlammleitung 15 und/oder die zweite abgezweigte Rückschlammleitung 15' entweder nur in das Mischbecken 5, nur in das erste biologische Belebungsbecken 2 oder wahlweise in zugleich in beide Becken zugeführt. Die aus üblichen Abwasserreinigungsanlagen bekannten zwei Klärbecken sind in der erfindungsgemäßen Abwasserreinigungsanlage erstmals beide als biologische Belebungsbecken 2 und 3 ausgebildet. Im ersten biologischen Belebungsbecken 2 ist mindestens eine Grundbelüftungsanlage 20 mit einem gesteuerten drehzahlregelbaren Gebläse 21 so installiert, dass eine geregelte Grundbelüftung mit einer definierten Sauerstoffzufuhr möglich ist und die Einhaltung eines bestimmten steuerbaren Grenzwertes des Sauerstoffgehalts gewährleistet werden kann. Dabei findet gegenüber den bisher bekannten Verfahren in diesem ersten biologischen Belebungsbecken 2 bereits eine Nitrifikation statt. Aus dem ersten biologischen Belebungsbecken 2 fließt nunmehr das zuerst der Nitrifikation unterzogene Abwasser über einen zweiten Überlauf 12 in ein zweites biologisches Belebungsbecken 3 mit mindestens einem zweiten Rührwerk 23.
  • Nunmehr erfolgt in einem zweiten biologischen Belebungsbecken 3 eine nachgeschaltete Denitrifikation des Abwassers weitgehend unter Sauerstoffausschluss mit einem extremen Sauerstoffgehaltminimum. Das denitrifizierte Abwasser wird aus dem biologischen Belebungsbecken 3 über dessen dritten Überlauf 13 in mindestens ein Nachklärbecken 4 geführt, in dem mindestens ein Rundräumer 24 angeordnet ist. Im Nachklärbecken 4 erfolgt nur die Nachklärung und die Sedimentation des Belebtschlammes. Aus diesem Nachklärbecken 4 wird der Rückschlamm über eine erste Rückschlammzuleitung 14 entnommen und mittels einer Rückschlammpumpenanlage 25 dem Stoffkreislauf der Abwasserreinigungsanlage, der als ein geschlossener Kreislauf ausgebildet ist, erneut zugeführt. Der überschüssige Belebtschlamm wird wie allgemein üblich mit Schlammpumpen entnommen auf Schlammsammelbehälter gepumpt und dort eingedickt. Nach der Eindickung wird der überschüssige Belebtschlamm mit Kalkmilch versetzt, dann mit Eisenchloridsulfat gemischt, in einer Kammerfilterpresse entwässert und entsorgt. Die dem Stoffkreislauf wieder zugeführte Rückschlammenge des Belebtschlammes ist dabei abhängig von der Zulaufmenge des zu klärenden Abwassers. Um diesen Regelkreislauf steuern zu können, sind deshalb kontinuierlich oder getaktet mittels geeigneter Sensoren oder Vorrichtungen die Menge des zulaufenden zu klärenden Abwassers, die Sauerstoffkonzentrationen der beiden biologischen Belebungsbecken 2 und 3 und die Grenzwerte des geklärten Abwassers im Ablauf 16 bzw. im Vorfluter 26 zu ermitteln und der Anlage als Steuergrößen aufzuschalten. Die Sauerstoffeintragssteuerung erfolgt auf Basis der auf Grund einer stetigen Sauerstoffgehaltsmessung ermittelten Messwerte mittels einer Sauerstoffsollwertvorgabe aus der Leitwarte.
  • Das Rückschlammverhältnis wird vorzugsweise rechnerisch ermittelt aus den Daten über die jeweils zulaufenden Abwassermengen zu den dazu benötigten Rückschlammmengen in Abhängigkeit von den Sollwerten der gesamten Abwasserreinigungsanlage. Die Zulaufmenge wird getaktet im Zulauf 10 mit mindestens einem oder auch mehreren induktiven Durchflussmessern (MID) erfasst und über die Leitwarte werden die Rückschlammpumpen 25 drehzahlgesteuert geregelt, so dass der zugeführte Rückschlamm dem berechneten Rückschlammverhältnis entsprechend eingespeist werden kann. Die Mengenüberwachung des eingespeisten Rückschlammes erfolgt über einen weiteren induktiven Durchflussmesser (MID) in der Rückschlammleitung 15, wo ebenfalls ein Ventil zur wahlweißen Zuführung über die Rückschlammleitungen 15 bzw. 15' angeordnet ist. Die Sollwertvorgabe kann über die Leitwarte entsprechend den Betriebsparametern der Anlage im Verhältnis 1 zu 1 oder 1 zu 2 geregelt werden. Über die Rückschlammmenge kann man die Abwasserabbauleistung bei Beibehaltung der geforderten Grenzwerte direkt beeinflussen. Diese anlagenrelevanten Werte sind Schlammvolumen, Ammoniumstickstoff (NH4-N), Nitrat(NO3-N), Nitrit(NO2-N), Stickstoff (N) gesamt, Phosphatanteil (P.ges), chemischer Sauerstoffbetrag (CSB), Fäulnisfähigkeit sowie der PH-Wert der Belebungsbecken. Der Trockensubstanzgehalt der Belebungsanlage kann je Bedarf 3 bis 4 mal pro Woche ermittelt und einbezogen werden. Sinnvoll ist es des weiteren, wenn mindestens einmal wöchentlich alle Werte bereits im Zulauf 10 bestimmt werden. Die ermittelten Parameter CSB und NH4-N im Ablauf bestimmen den einzustellenden Sollwert in der Nitrifikation, welcher sich dann automatisch auch auf die Denitrifikation auswirkt. Um die Abbauleistung der Abwasserreinigungsanlage insgesamt zu erhöhen, kann man die in den Kreislauf eingespeiste Rückschlammmenge bzw. das Rückschlammverhältnis erhöhen, wobei trotzdem die rechtlich vorgegebenen Grenzwerte im Ablauf 16 der Anlage eingehalten werden können. Zur Überwachung der Durchflussmenge im Ablaufes 16 ist im Bereich des Ablaufs 16 ebenfalls ein induktiver Durchflussmesser (MID) angeordnet. Die Daten der einzelnen verteilt angeordneten induktiven Durchflussmesser (MID) werden zeitaktuell der Leitwarte aufgeschaltet. Bei Bedarf können in weiteren Anlagenteilen insbesondere an den einzelnen Überläufen zwischen den einzelnen Anlagenbecken der Abwasserreinigungsanlage weitere induktive Durchflussmesser angeordnet werden.
  • Durch die erfindungsgemäße Abwasserreinigungsanlage und unter Nutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens können der Energieverbrauch und der maschinentechnische Aufwand gegenüber Abwasserereinigungsanlagen üblicher Bauweise erheblich reduziert werden, was sich unmittelbar auf die Abwasserkosten pro Kubikmeter Abwasser umlegen lässt. Von weiterem Vorteil ist die erhebliche Minimierung des Stickstoffanteils und die Möglichkeit der problemlosen Einhaltung der anderen gesetzlich vorgegebenen Abwassergrenzwerte. Besonders die erreichbare hohe Energieeinsparung reduziert die Betreiberkosten der erfindungsgemäßen Abwasserreinigungsanlage. Zudem kann das erfindungsgemäße Verfahren auch mit geringen Umbauten und Investitionskosten mittels bereits bestehender Abwasserreinigungsanlagen üblicher Bauweise realisiert werden.
  • In einer vorteilhaften Ausführung ist aus Optimierungsgründen und zur Verbesserung des Durchsatzes der Abwassereinigungsanlage im erstem biologischen Belebungsbecken 2 neben mindestens einer Grundbelüftungsanlage 20 mit einem gesteuerten drehzahlregelbaren Gebläse 21 auch mindestens ein erstes Rührwerk 22 installiert.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Abwasserereinigung mittels Denitrifikation arbeitet besonders optimal, wenn der Sauerstoffgehalt des Abwassers während des Reinigungsprozesses im ersten biologischen Belebungsbecken 2 auf Werte zwischen 0,06 mg/l bis maximal 0,20 mg/l Abwasser automatisch geregelt wird. Je nach Bedarf der gewünschten Abbau- und Reinigungsleistung wird dann ein Regelbereich von 0,0 bis 0,06 mg/l, 0,00 bis 0,1 mg/l oder maximal 0,00 bis 0,20 mg/l als Sollwert in der Leitwarte voreingestellt.
  • Das Sauerstoffgehaltminimum des Abwassers im zweiten biologischen Belebungsbecken 3 sollte möglichst unterhalb eines Grenzwertes von 0,009 mg/l geregelt werden bzw. vorteilhafterweise gegen 0 gehen.
  • Bei einer durchschnittlichen Durchsatzmenge oder Zulaufmenge im Bereich von 0 bis 120 m3 Abwasser ist es günstig, wenn die dem Mischbecken 5 über die zweite Rückschlammleitung 15 und/oder dem ersten biologischen Belebungsbecken 2 über die zweite abgezweigte Rückschlammleitung 15' zugeführte Rückschlammmenge mindestens 120 m3 pro Stunde beträgt oder in Abhängigkeit vom Anlagenvolumen eine variable Rückschlammmenge z. B im Verhältnis eins zu eins regelbar zugeführt wird. Allgemein gilt, dass die Mindestrückschlammmenge sich nach der gewünschten Reinigungsleistung und der Ausbaugröße der entsprechenden Abwasserreinigungsanlage richtet.
  • Bei besonders großem Abwasserzulauf in die erfindungsgemäße Anlage ist es von Vorteil, wenn die dem Mischbecken 5 und/oder dem ersten biologischen Belebungsbecken 2 über die zweite Rückschlammleitung 15 bzw. die zweite Rückschlammleitung 15' zugeführte Rückschlammmenge im Verhältnis zur zuströmenden Abwassermenge bei solch starken Belastungen im Bereich von einem Teil Abwasser zu einem Teil Rückschlammmenge nachgeregelt wird. Diese Nachregelung ist angeraten, da es kurzfristig zu erheblichen Schwankungen im Abwasseraufkommen einer Abwasserreinigungsanlage z. B. auf Grund von Niederschlägen, Schneeschmelzen oder Gewitterschauern kommen kann.
  • Die Erfindung soll nachstehend in einem Ausführungsbeispiel an Hand der 1 in ihrem Aufbau und in ihrer Verfahrensweise erläutert werden. 1 zeigt eine bevorzugte erfindungsgemäße Abwasserreinigungsanlage, wie sie für Kommunen in einer Größe bis zu 15 000 Einwohnern geeignet ist. Das über den Zulauf 10 in das Sandfangbecken 1 in die Anlage einströmende zu klärende Abwasser gelangt in das unmittelbar an die Sandfanganlage 1 angeordnete Mischbecken 5. In der Sandfanganlage 1 ist ein allgemein übliches Hebewerk zwischengeschaltet, indem es mehrere mechanische Reinigungsstufen üblicher Bauart durchlauft, dass, da es nicht erfindungswesentlich ist, in der 1 nicht dargestellt ist. Aus dem Mischbecken 5 gelangt das mit einer bestimmten Menge Rückschlamm geimpfte Abwasser über den ersten Überlauf 11 in das erste biologische Belebungsbecken 2, indem als erste biologische Reinigung die Nitrifikation des zu reinigenden Abwasser-Schlammgemisches bei einem Sauerstoffgehalt im Bereich von vorzugsweise 0,06 mg/l bis 0,2 mg/l erfolgt. Zur besseren Durchmischung des Abwasser-Schlammgemisches ist hier je nach Verfahrensverlauf bei Bedarf im ersten biologischen Belebungsbecken 2 ein erstes Rührwerk 22 angeordnet. Gleichfalls ist eine Grundbelüftungsanlage 20 im ersten biologischen Belebungsbecken 2 installiert, die über eine Grundbelüftungsleitung 17 mit einem gesteuerten drehzahlregelbaren Gebläse 21 (Drehkolbengebläse) verbunden ist und mit deren Hilfe ein sehr genau dosierbarer Lufteintrag erfolgen kann, so dass der Sauerstoffgehalt innerhalb eines eng begrenzten Bereiches gehalten werden kann. Die Durchmischung des Abwassers erfolgt eigentlich automatisch durch den Sauerstoffeintrag über die Grundbelüftungsanlage 20. Normalerweise ist deshalb kein erstes Rührwerk 22 erforderlich. Das erste Rückwerk 22 ist aber dann vorteilhaft, wenn der Sauerstoffeintrag ganz eingestellt wird, d. h. die Grundbelüftungsanlage 20 ganz außer Betrieb ist. Dieser Zustand kann erreicht werden, wenn z. B. in den Nachtstunden bei geringer Belastung (schwache Zuläufe des zu reinigenden Abwassers) auftreten oder wenn der Sauerstoffgehalt im ersten Belebungsbecken 2 überfahren wird und somit ein dauerhafter Sauerstoffeintrag nicht zwingend notwendig ist.
  • Zur Überwachung des Sauerstoffgehaltes des Abwasser-Schlammgemisches und zur Steuerung des Lufteintrages ist ein kontinuierlich arbeitendes Sauerstoffmessgerät üblicher Bauweise im ersten biologischen Belebungsbecken 2 installiert der den Sauerstoffgehalt einer Leitwarte meldet, die dann die entsprechenden Steuergrößen, wie Lufteintrag und Berieb des ersten Rührwerks 22 einstellt.
  • Das nunmehr nitrifizierte Abwasser-Schlammgemisch gelangt über einen zweiten Überlauf 12 in das zweite biologische Belebungsbecken 3 in dem nun bei minimalsten Sauerstoffgehalt unterhalb vom 0,09 mg/l nachfolgend eine Denitrifikation durchgeführt wird. Der Sauerstoffgehalt wird erreicht, indem keinerlei weiterer Lufteintrag erfolgt. Im zweiten biologischen Belebungsbecken 3 ist mindestens ein zweites Rückwerk 23 angeordnet. Zur Überwachung ist hier vorzugsweise ebenfalls ein Sauerstoffmessgerät installiert. Im Ausführungsbeispiel sind zwei Rührwerke 23 zur Durchmischung des Abwasser-Schlammgemischs wahlweise gleichläufig, einzeln oder gegenläufig betreibbar so angeordnet, dass das Abwasser-Schlammgemisch gleichmäßig in Schwebe gehalten werden kann. Die Sauerstoffmessung im zweiten biologischen Belebungsbecken 3 erfolgt analog der Sauerstoffmessung im ersten biologischen Belebungsbecken 2. Bei optimierten Bedingungen, d. h. einem pH-Wert in der Nitrifikation um PH = 7 stellt sich in der Denitrifikation eine biologische Phosphatelimination ein. Dies führt zu dem Vorteil, dass die chemische Fällung gegenüber anderen Anlagen in der erfindungsgemäßen Abwasserreinigungsanlage weitestgehend zurückgefahren oder zeitweise sogar ganz gestoppt werden kann (erhebliche Mengenreduzierung des Phosphataustrages und des zuzugebenden Fällmittelbedarfs). Dieses zweite biologische Belebungsbecken 3 wird bezüglich des Schlammvolumens und des Trockensubstanzgehaltes des Abwasser-Schlammgemisches analog anderen bekannten Belebungsverfahren betrieben. Der wirtschaftlichste Betrieb einer erfindungsgemäßen Abwasserreinigungsanlage dieser Größenordnung liegt bei einem Schlammvolumen von 400 ml/l und bei einem Trockensubstanzgehalt im Bereich von 3,8 bis 4 g/l.
  • Nach der Denitrifikation nahezu ohne Sauerstoffeinfluss, bei der der elementare Stickstoff entweicht, liegt der Stickstoffgehalt des Abwasser-Schlammgemisches bereits innerhalb der geforderten Grenzwerte. Das Abwasser-Schlammgemisch läuft nun über den dritten Überlauf 13 in das nachgeordnete Nachklärbecken 4, das mit einem üblichen Rundräumer 24 ausgerüstet ist. Bei Bedarf wird vor dem Nachklärbecken 4 noch ein Eisenchloridsulfat zur restlichen Phosphatelimination zugegeben.
  • Während der Nachklärung sedimentiert der Schlamm aus dem Abwasser Schlammgemisch und wird mittels des Rundräumers 24 in einen sogenannten üblichen bekannten Mitteltisch abgeräumt. Von dort wird ein definierter Teil des Schlammes als Rückschlamm über die erste Rückschlammleitung 14 mit Hilfe der Rückschlammpumpenanlage 25 entnommen und über die zweite Rückschlammleitung 15 dem Stoffkreislauf über das Mischbecken 5 zur Impfung eingespeist. Zur Steuerung und Verteilung des Rückschlammes ist hier zusätzlich in die zweite Rückschlammleitung 15 und zur Anbindung der zweiten abgezweigten Rückschlammleitung 15' ein Regelventil (in der Zeichnung nicht beziffert) angeordnet. Diese eingespeiste Rückschlammmenge wird in der Anlagenleitstelle in Abhängigkeit von der Menge des zulaufenden Abwassers berechnet und gesteuert proportional den erfindungsgemäßen Verfahrenswerten entsprechend im Mischbecken 5 dem zu reinigenden Abwasser zugegeben.
  • Der andere Teil des Schlammes wird wie üblich als Überschussschlamm auf Schlammsilos gezogen, eingedickt und einer Schlammentwässerung unterzogen, bevor er entsorgt wird.
  • Das nunmehr vollständig geklärte Abwasser entspricht in allen Prüfwerten den geforderten rechtlich vorgegebenen Grenzwerten und wird über den Ablauf 16 dem Vorfluter 26 zur Einspeisung in öffentliche Gewässer zugeführt. Im Ablauf 16 oder auch im Nachklärbecken 4 sind weitere Messsensoren zur Überwachung der Abwassergrenzwerte installiert, deren kontinuierlich oder getaktet entnommenen Messwerte ebenfalls der Anlagenleitstelle aufgeschaltet sind.
  • In der Regel gelingt es überraschenderweise eine bessere Abwasserqualität als in den bislang üblichen Anlagen mit zu erst erfolgender Denitrifikation und anschließender Nitrifikation des Abwassers zu erreichen.
  • Durch die erfindungsgemäße Anlagenausführung kann der maschinentechnische Aufwand der Abwasserreinigungsanlage und vor allem die aktuell täglich aufzubringende und verbrauchte Energiemenge so weit reduziert werden, dass die Betriebskosten erheblich gesenkt werden können.
  • Die erfindungsgemäße Abwassereinigungsanlage und das zugehörige Verfahren zur Abwasserreinigung sind einsetzbar bei allen Abwasserreinigungsanlagen, die mindestens über zwei Belebungsbecken verfügen, welche in Reihe befahren werden können sowie mindestens ein Nachklärbecken und mindestens ein Rückschlammbauwerk besitzen.
  • 1
    Sandfanganlage
    2
    erstes biologisches Belebungsbecken
    3
    zweites biologisches Belebungsbecken
    4
    Nachklärbecken
    5
    Mischbecken
    10
    Zulauf
    11
    ersten Überlauf
    12
    zweiten Überlauf
    13
    dritter Überlauf
    14
    erste Rückschlammleitung
    15
    zweite Rückschlammleitung
    15'
    zweite abgezweigte Rückschlammleitung
    16
    Ablauf
    17
    Grundbelüftungsleitung
    20
    Grundbelüftungsanlage
    21
    gesteuertes drehzahlregelbares Gebläse
    22
    erstes Rührwerk
    23
    zweites Rührwerk
    24
    Rundräumer
    25
    Rückschlammpumpenanlage
    26
    Vorfluter
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - Arbeitsblatt A 131 vom Februar 1991, Regelwerk Abwasser-Abfall DK 628 356:628.32.001.2 (083) [0005]

Claims (7)

  1. Abwassereinigungsanlage bestehend aus einer Sandfanganlage, einem Hebewerk, mindestens zwei Klärbecken und mindestens einem weiteren Nachklärbecken sowie mindestens einem zuschaltbaren Gebläse, dadurch gekennzeichnet, dass die Sandfanganlage (1) mit dem Zulauf (10) zusätzlich als ein nachgeschaltetes Mischbecken (5) ausgebildet ist, in das eine zweite Rückschlammleitung (15) angeschlossen ist, dass die beiden Klärbecken als biologische Belebungsbecken (2, 3) ausgebildet sind, wobei der Sandfanganlage (1) mit nachgeschaltetem Mischbecken (5) über einen ersten Überlauf (11) ein Belebungsbecken (2) nachgeschaltet ist, im ersten biologischen Belebungsbecken (2) mindestens eine Grundbelüftungsanlage (20) mit einem gesteuerten drehzahlregelbaren Gebläse (21) installiert ist, dass ein zweiter Überlauf (12) aus dem ersten biologischen Belebungsbecken (2) in ein zweites biologische Belebungsbecken (3) mit mindestens einem zweiten Rührwerk (23) geführt ist, dessen dritter Überlauf (13) in mindestens ein Nachklärbecken (4) geführt ist, in dem mindestens ein Rundräumer (24) angeordnet ist und aus diesem Nachklärbecken (4) eine erste Rückschlammzuleitung (14) zu einer Rückschlammpumpenanlage (25) und von dort über die zweite Rückschlammleitung (15) und/oder die zweite Rückschlammleitung (15') in das Mischbecken (5) und/oder das erste biologische Belebungsbecken (2) als ein geschlossener Kreislauf ausgebildet ist.
  2. Verfahren zur Abwasserereinigung mittels Denitrifikation mit Impfung des Abwassers im Klärbecken in einer Abwasserreinigungsanlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sandfanganlage (1) mit nachgeschaltetem Mischbecken (5) und/oder dem ersten biologischen Belebungsbecken (2) eine bestimmte Menge Rückschlamm zugeführt wird, im ersten biologischen Belebungsbecken (2) eine Nitrifikation des Abwassers unter einem bestimmten steuerbaren Sauerstoffgehalt erfolgt, danach in einem zweiten biologischen Belebungsbecken (3) eine nachgeschaltete Denitrifikation weitgehend unter Sauerstoffausschluss mit einem Sauerstoffgehaltminimum erfolgt und danach in einem Nachklärbecken (4) nur eine Nachklärung als Sedimentation des Belebtschlammes erfolgt und der Rückschlamm aus diesem Nachklärbecken (4) entnommen wird, wobei die Zuführung der Rückschlammmenge abhängig ist von der Zulaufmenge des zu klärenden Abwassers.
  3. Abwassereinigungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten biologischen Belebungsbecken (2) mindestens eine Grundbelüftungsanlage (20) mit einem gesteuerten drehzahlregelbaren Gebläse (21) und mindestens ein erstes Rührwerk (22) installiert ist.
  4. Verfahren zur Abwasserereinigung mittels Denitrifikation nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoffgehalt des Abwassers während des Reinigungsprozesses im ersten biologischen Belebungsbecken (2) auf Werte zwischen 0,06 mg/l bis 0,20 mg/l Abwasser geregelt wird.
  5. Verfahren zur Abwasserereinigung mittels Denitrifikation nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sauerstoffgehaltminimum des Abwassers im zweiten biologischen Belebungsbecken unterhalb von 0,009 mg/l geregelt wird.
  6. Verfahren zur Abwasserereinigung mittels Denitrifikation nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Mischbecken (5) über die zweite Rückschlammleitung (15) und/oder dem ersten biologischen Belebungsbecken (2) über die zweite abgezweigte Rückschlammleitung (15') zugeführte Rückschlammmenge mindestens 120 m3 pro Stunde beträgt oder in Abhängigkeit vom Anlagenvolumen eine variable Rückschlammmenge regelbar zugeführt wird.
  7. Verfahren zur Abwasserereinigung mittels Denitrifikation nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Mischbecken (5) und/oder dem ersten biologischen Belebungsbecken (2) über die Rückschlammleitung (15) bzw. die zweite abgezweigte Rückschlammleitung (15') zugeführte Rückschlammmenge im Verhältnis zur zuströmenden Abwassermenge bei starken Belastungen im Bereich von einem Teil Abwasser zu einem Teil Rückschlammmenge nachgeregelt wird.
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