DE102014104314A1 - Verfahren zum Behandeln von Deponiesickerwasser sowie Deponiesickerwasser-Aufbereitungsanlage - Google Patents
Verfahren zum Behandeln von Deponiesickerwasser sowie Deponiesickerwasser-Aufbereitungsanlage Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage sowie ein Verfahren zum Behandeln von Deponiesickerwasser umfassend zumindest die Verfahrensschritte – Biologische Reinigung – Nachklärung – physikalische Reinigung durch zumindest ein Filter, insbesondere Aktivkohlefilter, wobei der Nachklärung entnommener Rücklaufschlamm der biologischen Reinigung zugeführt wird. Um energetisch und kostenmäßig günstig zu verfahren, ist vorgesehen, dass zwischen der Nachklärung und der physikalischen Reinigung mittels des zumindest einen Filters das zu behandelnde Deponiesickerwasser einer Flotation unterzogen wird, wobei Flotationsschlamm der biologischen Reinigung zugeführt wird.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Behandeln von Deponiesickerwasser umfassend zumindest die Verfahrensschritte:
- – biologische Reinigung
- – Nachklärung
- – physikalische Reinigung durch zumindest ein Filter, insbesondere Aktivkohlefilter,
- Ferner nimmt die Erfindung Bezug auf eine Deponiesickerwasser-Aufbereitungsanlage, zumindest umfassend
- – ein Belebungsbecken, das über eine erste Leitung mit einem Nachklärbecken verbunden ist,
- – eine dem Nachklärbecken nachgeordnete Filtereinrichtung, wie ein oder mehrere adsorptive Filter, von der geklärtes Wasser einer Kläranlage zuführbar ist,
- Bei bekannten Verfahren zum Behandeln von Deponiesickerwasser kommen verschiedene Verfahren zur Anwendung, um geklärtes Deponiesickerwasser z. B. einer Kläranlage zuführen zu können. Aktuelle Verfahrenskombinationen sind Biologie (Denitrifikation, Nitrifikation), Mikrofiltration, pH-Korrektur und Umkehrosmose. Dabei kann bei der biologischen Reinigung das im Speicherbecken gesammelte Sickerwasser mittels biologischer Reinigungsstufe in Membrantechnologie gereinigt werden. Die biologische Vorreinigung ist auf Nitrifikation und Denitrifikation ausgelegt, wobei biologisch abbaubare Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen weitgehend abgebaut werden. Bei der Mikrofiltration werden Grobstoffe und Biomasse abfiltriert. Letztere wird in das Belebungsbecken zurückgeführt, um für den Schadstoffabbau wiedereingesetzt zu werden. Bei der Umkehrosmose wird Sickerwasser unter hohem Druck durch eine semipermeable Membran gepresst, um somit von gelösten Salzen und anderen Inhaltsstoffen gereinigt zu werden.
- Es sind auch Verfahren bekannt, bei denen neben der Biologie, bei der im Belebungsbecken mit Hilfe von Bakterien eine Nitrifikation erfolgt, eine chemische Reinigung mittels Fällung, Neutralisation und Sedimentation und anschließend eine physikalische Reinigung durchgeführt wird, indem Trübwasser ein Kiesfilter durchströmt und sodann einer weiteren physikalischen Stufe bestehend aus Aktivkohlefilter zugeführt wird. Andere Verfahrenskombinationen bestehen aus Biologie, Fällung/Flockung, Nachklärung, Kiesfilter und Aktivkohlefilter, wobei letztere mehrstufig ausgebildet sein können.
- Die bekannten Verfahren zeigen den Nachteil, dass zur Erzielung einer hinreichenden Klärung des Deponiesickerwassers ein erheblicher verfahrensmäßiger Aufwand erforderlich ist, der zu einer hohen Kostenbelastung führt. Insbesondere bei der Verwendung von Aktivkohle belaufen sich hohe Kosten aufgrund des Anfalls an Schmutzfracht mit einem CSB-Gehalt von 1500 bis 3000 mg/l. Zu einer hohen Kostenbelastung führt auch die Verbrennung des Überschussschlamms von der Nachklärung.
- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren sowie eine Anlage der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass eine kostengünstige Aufbereitung von Deponiesickerwasser ermöglicht wird.
- Zur Lösung der Aufgabe wird verfahrensmäßig im Wesentlichen vorgeschlagen, dass das Deponiesickerwasser nach der Nachklärung und vor der physikalischen Reinigung durch das zumindest eine Filter eine weitere physikalische Reinigung in Form einer Flotation durchläuft, wobei Flotationsschlamm der biologischen Reinigung zugeführt wird.
- Erfindungsgemäß erfolgt vor der insbesondere mittels Aktivkohlefilter durchgeführten physikalischen Reinigung und nach der Nachklärung eine weitere physikalische Reinigung durch Flotation, bei der effektiv Feststoffteile ausgeschieden werden. Anfallender Flotationsschlamm wird in der biologischen Reinigungsstufe wieder zugeführt, um Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen weitgehend abzubauen. Hierdurch bedingt fällt in der Nachklärung weniger Überschussschlamm an, so dass infolgedessen die Entsorgung zu einer Kostenreduzierung im Vergleich zu bekannten Verfahren ohne Flotation führt.
- Die Flotation bewirkt des Weiteren, dass bei der insbesondere durch Aktivkohlefilter durchgeführten physikalischen Reinigung Trübwasser zugeführt wird, das im Vergleich zu bekannten Verfahren eine geringe Schmutzfracht aufweist, wobei ein CSB-Gehalt zwischen 1800 bis 1500 mg/l bei üblichem Deponiesickerwasser festzustellen ist. Dies wiederum bedeutet, dass der Bedarf an Aktivkohle stark reduziert wird.
- Somit bietet sich ein kostengünstiges Verfahren zum Behandeln von Deponiesickerwasser an, das im Vergleich zu bekannten Verfahren keines größeren apparativen Aufwands bedarf, da bekannte Flotationseinrichtungen zum Einsatz gelangen können. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass als Flotation eine Druckentspannungsflotation durchgeführt wird. Hierzu wird das zu reinigende Deponiesickerwasser mit entspannter Luft vermischt, die durch eine Sättigungspumpe erzeugt wird. Hierdurch kommt es zu Anlagerungen von Gasblasen an Feststoffteilchen und damit zur Bildung von Feststoff-Gas-Flocken, die leichter als Wasser sind und somit aufschwimmen. Die Mikroblasen in der Größenordnung von in etwa 20 bis 50 µm werden von einem Ventil in der Druckleitung des Sättigungssystems erzeugt. Durch den Druckabfall wird die entspannte Luft in Form von kleinen Luftblasen freigesetzt. Damit lässt sich die Blasengröße regulieren mit der Folge, dass die Produktion von großen Blasen, durch die der Flotationsprozess beeinträchtigt werden würde, verringert werden kann.
- In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen der Flotation und der physikalischen Reinigung ein Zwischenspeicher angeordnet wird, in dem Trübwasser gespeichert wird.
- Der der Nachklärung entnommene Überschussschlamm kann mittels einer Entwässerungseinrichtung wie Schneckenpresse entwässert und sodann vorzugsweise verbrannt werden. Der Entwässerungseinrichtung kann ein Überschussschlammspeicher vorgeordnet sein.
- Das der vorzugsweise durch mehrere Aktivkohlefilter gebildeten physikalischen Reinigungsstufe entnommene Klarwasser kann sodann ggfs. über einen Klarwasserspeicher der Kanalisation bzw. einer kommunaler Kläranlage zugeführt werden.
- Um die Flotation zu optimieren, können dem der Nachklärung entnommenen Trübwasser Additive zugegeben werden.
- Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass dem die Flotation durchführenden Flotationsbecken aus einem Rohsickerwasserspeicher unmittelbar Rohsickerwasser zugeführt wird.
- Eine Anlage zum Behandeln von Deponiesickerwasser der eingangs genannten Art zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass zwischen dem Nachklärbecken und der Filtereinrichtung ein Flotationsbehälter angeordnet ist, der über eine Flotationsschlamm führende vierte Leitung mit dem Belebungsbecken verbunden ist. In Weiterbildung ist vorgesehen, dass zwischen dem Flotationsbecken und der Filtereinrichtung ein Trübwasserspeicher angeordnet ist.
- Des Weiteren sieht die Erfindung vor, dass das Nachklärbecken über eine siebte Leitung mit einer den Überschussschlamm des Nachklärbeckens Entwässerungseinrichtung wie Schneckenpresse verbunden ist, wobei ggfs. zwischen dem Nachklärbecken und der Entwässerungseinrichtung ein Überschussschlammspeicher in der vierten Leitung angeordnet ist.
- Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen – für sich und/oder in Kombination –, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.
- In der einzigen Figur ist ein Schema einer Anlage zum Behandeln von Deponiesickerwasser dargestellt. Bei dem Deponiesickerwasser handelt es sich um Sickerwasser üblicher Deponieklassen, also insbesondere Massenabfalldeponien, Reststoffdeponien und Baurestemassendeponien. Kritische Parameter für das Sickerwaser sind CSB-(chemischer Sauerstoffbedarf), TOC-(organischer Kohlenstoffgehalt), und Ammonium-Gehalt (NH4-N) sowie AOX-Gehalt. Um die Kosten der Sickerwasserentsorgung bzw. -behandlung im Vergleich zu bekannten Anlagen zu reduzieren, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass neben einer üblichen Biologie und Nachklärung sowie physikalischen Reinigung mittels Aktivkohlefilter eine Flotation eingesetzt wird, wobei der Flotationsschlamm der biologischen Reinigungsstufe wiederzugeführt wird. Somit werden der Biologie neben dem Rücklaufschlamm aus der Nachklärung weitere Biostoffe zugeführt, um Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen weitgehend abzubauen.
- Als Ergebnis ergibt sich für das dem Aktivkohlefilter zuzuführenden Trübwasser eine geringere Schmutzfracht, so dass die Kosten für die Aktivkohlefilter im Vergleich zu bekannten Anlagen reduziert werden. Auch ist der anfallende Überschussschlamm, der der Nachklärung entnommen wird, reduziert, so dass die Entsorgung im Vergleich zu bekannten Techniken kostengünstiger ist.
- Die der einzigen Figur zu entnehmende und rein prinzipiell dargestellte Anlage weist als wesentlichen Bestandteil ein eine biologische Reinigung durchführendes Belebungsbecken
10 , ein Nachklärbecken12 , ein Flotationsbecken oder -behälter14 sowie mehrere vorzugsweise parallel geschaltete Aktivkohlefilter16 auf. - Wie der Darstellung zu entnehmen ist, wird über einen Anschluss
18 zu behandelndes Sickerwasser dem Belebungsbecken10 zugeführt, das über eine erste Leitung20 mit dem Nachklärbecken12 verbunden ist. - Das Nachklärbecken
12 kann über eine zweite Leitung22 mit dem Belebungsbecken10 verbunden werden, um Rücklaufschlamm, also Biomasse aus dem Nachklärbecken zuzuführen. - Das Nachklärbecken
12 ist des Weiteren über eine dritte Leitung24 mit dem Flotationsbehälter14 verbunden, von dem Flotationsschlamm über eine vierte Leitung26 dem Belebungsbecken10 zugeführt wird. Das Flotationsbecken14 ist sodann über eine fünfte Leitung28 mit dem Aktivkohlefilter16 verbunden, wobei in der fünften Leitung ein Zwischenspeicher29 vorgesehen sein kann. Von der fünften Leitung28 kann des Weiteren über eine sechste Leitung30 Klarwasser aus dem Flotationsbecken14 dem Belebungsbecken10 wiederzuführt werden. - Das Nachklärbecken
12 ist über eine siebte Leitung32 mit einer Entwässerungseinrichtung in Form einer Schneckenpresse34 verbunden, um sodann den entwässerten Überschussschlamm auszutragen (Förderband36 , Container38 ). Zwischen dem Nachklärbecken12 und der Schneckenpresse34 kann ein Eindicker40 angeordnet sein. - Das in der Schneckenpresse
34 anfallende Presswasser kann über eine weitere Leitung42 einem Behälter44 und von diesem der vierten Leitung26 zugeführt werden, um in das Belebungsbecken10 zu gelangen. - Des Weiteren ist aus der Prinzipskizze erkennbar, dass unmittelbar Rohsickerwasser (Anschluss
46 ) in die dritte Leitung24 und damit dem Flotationsbecken14 zugeführt werden kann. - Ferner können in die Leitungen
24 und32 Additive bzw. Flockungshilfsmittel eingeleitet werden, wie durch die Pfeile35 bzw.31 ,33 angedeutet werden soll. - Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Flotation wird die Schmutzfracht in dem dem Aktivkohlefiltern
16 zugeführten Trübwasser in einem Umfang reduziert, dass ein geringerer Bedarf an Aktivkohle erforderlich ist. Dadurch, dass Flotationsschlamm als Rücklaufschlamm dem Belebungsbecken10 , also der Biologie zugeführt wird, erfolgt ein erhöhter Abbau von Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen. Dies macht sich letztendlich durch einen geringen Anfall an Überschussschlamm bei der Nachklärung positiv bemerkbar. - Dadurch, dass eine Druckentspannungsflotation benutzt wird, ergibt sich der Vorteil, dass in erheblichem Umfang Feststoff aufgeschwemmt und somit abgeschieden werden kann, wodurch erwähntermaßen die Schmutzfracht des Trübwassers, das in den Aktivkohlefiltern gereinigt wird, reduziert wird. Ferner erfolgt ein Verarbeiten von Biomasse, die in dem Presswasser ansteht, das der Schneckenpresse
34 entnommen wird. - Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass der Flotation Additive zugegeben werden, wodurch die Feststoffabscheidung erhöht werden kann.
- Das dem Aktivkohlefilter entnommene Klarwasser kann sodann in die Kanalisation und somit einer Kläranlage zugeführt werden.
Claims (12)
- Verfahren zum Behandeln von Deponiesickerwasser umfassend zumindest die Verfahrensschritte – Biologische Reinigung – Nachklärung – physikalische Reinigung durch zumindest ein Filter, insbesondere Aktivkohlefilter, wobei der Nachklärung entnommener Rücklaufschlamm der biologischen Reinigung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Nachklärung und der physikalischen Reinigung mittels des zumindest einen Filters das zu behandelnde Deponiesickerwasser einer Flotation unterzogen wird, wobei Flotationsschlamm der biologischen Reinigung zugeführt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Flotation und der physikalischen Reinigung mittels des zumindest einen Filters wie Kohlefilters ein Zwischenspeicher angeordnet wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der der Nachklärung entnommene Überschussschlamm mit einer Entwässerungseinrichtung wie Schneckenpresse entwässert und sodann vorzugsweise verbrannt wird.
- Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das der Entwässerungseinrichtung entnommene Entwässerungswasser zumindest teilweise der biologischen Reinigung zugeführt wird.
- Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flotation unmittelbar Rohsickerwasser zugeführt wird.
- Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flotation Additive zugegeben werden.
- Deponiesickerwasser-Aufbereitungsanlage zumindest umfassend – ein Belebungsbecken (
10 ), das über eine erste Leitung (20 ) mit einem Nachklärbecken (12 ) verbunden ist, – eine dem Nachklärbecken nachgeordnete Filtereinrichtung (16 ) wie ein oder mehrere adsorptive Filter wie Aktivkohlefilter, von der geklärtes Wasser einer Kläranlage zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Nachklärbecken (12 ) und der Filtereinrichtung (16 ) ein Flotationsbehälter (14 ) angeordnet ist, der über eine Flotationsschlamm führende vierte Leitung (26 ) mit dem Belebungsbecken (10 ) verbunden ist. - Deponiesickerwasser-Aufbereitungsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Flotationsbehälter (
14 ) und der Filtereinrichtung (16 ) ein Trübwasserspeicher (29 ) angeordnet ist. - Deponiesickerwasser-Aufbereitungsanlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachklärbecken (
12 ) über eine siebte Leitung (32 ) mit einer Überschussschlamm aus dem Nachklärbecken (12 ) entwässernden Entwässerungseinrichtung wie Schneckenpresse (34 ) verbunden ist, wobei ggfs. zwischen der Entwässerungseinrichtung und dem Nachklärbecken ein Überschussschlammspeicher (40 ) in der siebten Leitung angeordnet ist. - Deponiesickerwasser-Aufbereitungsanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Entwässerungswasser von der Entwässerungseinrichtung (
34 ) führende weitere Leitung (42 ) ggfs. über einen Speicher (44 ) mit der den Flotationsbehälter (14 ) mit dem Belebungsbecken (10 ) verbindenden vierten Leitung (26 ) verbunden ist. - Deponiesickerwasser-Aufbereitungsanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass dem Flotationsbehälter (
14 ) über einen Anschluss (46 ) Rohsickerwasser zuführbar ist. - Deponiesickerwasser-Aufbereitungsanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Flotation eine Entspannungsflotation ist.
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