DE102019004375A1

DE102019004375A1 - Steuerung der Ammonium-Konzentration im Faulreaktor durch Nitrifikation von zurückgeführtem Prozesswasser

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Publication number: DE102019004375A1
Application number: DE102019004375.8A
Authority: DE
Inventors: Hans Kübler
Original assignee: Bta Int GmbH; BTA International GmbH
Current assignee: Bta Int GmbH; BTA International GmbH
Priority date: 2019-06-06
Filing date: 2019-06-06
Publication date: 2020-12-10

Abstract

Bei der anaeroben Vergärung von Abfällen mit einem hohen Gehalt an Stickstoff und einer sehr guten Vergärbarkeit ihrer organischen Substanz stellt sich im Faulreaktor eine hohe Konzentration an Ammonium/Ammoniak ein, die hemmend auf den anaeroben Vergärungsprozess wirkt. Diese Konzentration kann abgesenkt werden, indem flüssiges Gärprodukt, das für eine Nassaufbereitung dieser Abfälle zurückgeführt wird, zuvor biologisch nitrifiziert wird. Zur Stabilisierung des pH-Werts in diesem Nitrifikationsreaktor erfolgt eine partielle Denitrifikation des zurückgeführten Wassers. Zur Beschleunigung der Denitrifikation wird dem Reaktor ein Wasserstrom zugeführt, der eine hohe Konzentration an biologisch leicht abbaubarem Kohlenstoff enthält. Prozesswasser mit einem hohen BSB5-Gehalt, z.B. Presswasser aus der Entwässerung der Störstoffe, die in der Nassaufbereitung des Abfalls abgetrennt werden, sind hierfür geeignet.

Description

Der anaerobe biologische Abbau von organischen Stoffen wird mit folgender Gleichung beschrieben:
Das bedeutet, dass bei der anaeroben Vergärung organischer Stoffe der Stickstoff, der in der abgebauten organischen Substanz eingebunden ist, in Ammoniak überführt wird. Dieser Ammoniak dissoziiert unter den Bedingungen einer stabilen Vergärung in Abhängigkeit der Reaktortemperatur zu einem großen Teil bzw. weitgehend in Ammonium-Ionen.
Werden organische Substanzen mit einem hohen Stickstoff-Anteil, die anaerob sehr gut abgebaut werden, vergoren (z.B. Speiseabfälle), stellen sich im Faulreaktor hohe Ammonium/Ammoniak-Konzentrationen ein. Die folgende Tabelle 1 gibt für Speiseabfälle eine typische Zusammensetzung und Abbaugrad der organischen Substanz (OS) wieder. Tabelle 1: Typische Zusammensetzung von Speiseabfällen (FM = Feuchtmasse)

Trockenrückstand (TR): 20 %FM

Glühverlust (organische Substanz - OS): 90 %TR

Kjeldahl-Stickstoff (TKN): 4%OS

Anaerober Abbau der OS: 80 %OS

Tabelle 2 zeigt eine Bilanz für die Vergärung von Speiseabfall auf der Grundlage der in Tabelle 1 dargestellten stoffspezifischen Daten eines Speiseabfalls. Der hohe N-Gehalt und die sehr gute Vergärbarkeit der organischen Substanz des Speiseabfalls führen dazu, dass sich im Faulreaktor eine hohe Konzentration an Ammonium/Ammoniak (NHx-N) von 7,2 g/l einstellt. Tabelle 2: Bilanzierung des anaeroben Abbaus des in Tabelle 1 spezifizierten Speiseabfalls

	Feuchtmasse	Trockenmasse	OS	TKN	Norg	NHx-N
	[Mg]	[Mg]	[Mg]	[Mg]	[Mg]	[Mg]	[g/l]
Speiseabfall	10000	2000	1800	72
OS im Biogas	1440	1440	1440	0	0	0
Vergorener Speiseabfall	8560	560	360	72	14	58	7,2

In einem ATV-Arbeitsbericht (1990) zu anaeroben Verfahren werden als hemmende bzw. toxische Konzentrationen für Ammonium 4 - 6 g/l und für Ammoniak 0,1 g/l angegeben. Somit ist davon auszugehen, dass die hohen Ammonium/Ammoniak-Konzentrationen, die sich bei der Vergärung von Speiseabfällen ergeben (siehe Tabelle 2), wenn nicht einen toxischen zumindest aber einen hemmenden Effekt auf den Vergärungsprozess haben.
Dieser auf die Leistungsfähigkeit des Vergärungsprozesses negative Effekt kann beseitigt werden, indem Verdünnungswasser dem Faulreaktor zugeführt wird. Für den in Tabelle 2 dargestellten Fall sind jedoch 6.500 m³ Verdünnungswasser erforderlich um die NHx-N-Konzentration auf 4 g/l abzusenken. Diese hohe Verdünnungswassermenge ist in mehrfacher Hinsicht ungünstig:

1. Der Volumenstrom, der dem Faulreaktor zugeführt wird, erhöht sich um 65%. Dies erfordert ein entsprechend größeres Faulreaktorvolumen und führt zu einem deutlich höheren Investitions- und Platzbedarf.
2. Der Verbrauch der Ressource Wasser ist ökologisch bedenklich.
3. Der höhere Anfall an vergorenem Speiseabfall erzeugt bei seiner Verwertung im nassen Zustand höhere Transportkosten.
4. Kann der vergorene Speiseabfall nicht nass verwertet werden, muss dieser entwässert werden. Das Verdünnungswasser verursacht einen höheren Anfall von Abwasser.

Auf den Einsatz von Verdünnungswasser kann verzichtet werden, wenn der Vergärungsprozess mit einer Verfahrensstufe zur Elimination von Stickstoff ergänzt wird. Im einfachsten Fall wird dabei ein Teilstrom aus dem Faulreaktor der Verfahrensstufe zur Elimination von Stickstoff zugeführt. In dieser Stufe kann Ammonium/Ammoniak z.B. durch Strippen abgetrennt werden oder mittels Belüftung und biologischer Nitrifikation in Nitrat oder Nitrit überführt werden, das dann nach der Rückführung in den Faulreaktor dort zu elementarem Stickstoff denitrifiziert wird, der mit den Biogas entweicht.
Beim Strippen des Ammoniaks aus dem Faulreaktorinhalts werden jedoch schwerlösliche Salze wie Karbonate oder Magnesium-Ammonium-Phosphat gebildet, die zu erheblichen Verkrustungen führen. Die abfiltrierbaren Stoffe im Faulreaktorinhalt verstärken die Verkrustungsproblematik in der Strippkolonne. Die Folge ist ein hoher Betriebs- und Wartungsaufwand.
Auch die biologische Nitrifikation eines Teilstroms aus dem Faulreaktor ist ungünstig. Der Faulreaktorinhalt zeichnet sich durch einen zu berücksichtigen Gehalt an Trockenmasse aus. In dem in Tabelle 2 dargestelltem Beispiel beträgt diese 6,5% der Feuchtmasse (FM). Diese Trockenmasse hat einen hohen Gehalt an nicht nitrifizierender Biomasse, die das erforderliche Reaktorvolumen stark vergrößert, da für eine stabile Nitrifikation ein bestimmtes Schlammalter eingehalten werden muss. Ferner ist ein Teil der Trockenmasse organisch gebundener Stickstoff, der die Stickstoffbelastung der biologischen Nitrifikation erhöht. Dadurch ist bei einer Belüftung des Teilstroms aus dem Faulreaktor der Aufwand zur biologischen Nitrifikation stark erhöht. Dies führt zu hohen Investitions- und Betriebskosten.
Bedingungen für eine effizientere Nitrifikation können dadurch geschaffen werden, dass der Faulreaktoraustrag entwässert wird und nur die Flüssigphase mit reduziertem Gehalt an abfiltrierbaren Stoffen der biologischen Nitrifikation zugeführt wird. In dieser liegt der Stickstoff weitgehend als Ammonium/Ammoniak vor. Ferner ist der Eintrag von Feststoffen verringert, so dass auch das notwendige Reaktorvolumen bei gleichem Schlammalter verkleinert werden kann. Die Entwässerung des Faulreaktoraustrags ist vor allem dann vorteilhaft, wenn die Substrate für die Vergärung unter Zugabe von Wasser aufbereitet werden, um Stör- bzw. Fremdstoffe abzutrennen (z.B. kommunale Bioabfälle, Speiseabfälle, verpackte überlagerte Lebensmittel) oder um ihre Pumpfähigkeit sicherzustellen. In diesem Fall kann die Flüssigphase aus der Entwässerung des Faulreaktoraustrags (flüssiges Gärprodukt) vollständig oder zum Teil als Prozesswasser zur Nassaufbereitung zurückgeführt werden und den Wasserbedarf dieser Aufbereitungsstufe decken. Dieser zurückgeführte Prozesswasserstrom kann vollständig oder zum Teil einem Reaktor zur biologischen Nitrifikation zugeführt werden. Eine derartige Verfahrensführung ist in 1 als Blockdiagramm dargestellt.
Durch die biologische Nitrifikation werden Protonen freigesetzt, die ein Absinken des pH-Werts im Reaktor zur N-Entfrachtung des Prozesswassers verursachen. Diesem pH-Wertabfall kann durch biologische Denitrifikation, die Protonen bindet, entgegengewirkt werden. Versuche zeigten, dass zur pH-Wertstabilisierung eine partielle Denitrifikation ausreichend ist. In Abhängigkeit der Pufferkapazität genügte eine Denitrifikation von 40-70% des nitrifizierten NHx-N.
Um eine effiziente Denitrifikation des im Reaktor gebildeten Nitrit/Nitrat erreichen zu können, ist im Reaktorzulauf ausreichend biologisch leicht abbaubarer Kohlenstoff (BSB₅) erforderlich. Im Faulreaktoraustrag ist dessen Konzentration jedoch relativ niedrig, da dieser BSB₅ auch anaerob leicht in Biogas umgewandelt wird. Die Flüssigphase aus der Entwässerung des Faulreaktoraustrags zeichnet sich somit durch einen geringen Gehalt an biologisch leicht abbaubarer Kohlenstoff aus. Dies zeigt der kleine Wert des Verhältnisses von BSB₅/CSB im Prozesswasser im Vergleich zu kommunalem Abwasser, dessen Anteil an biologisch leicht abbaubarer Kohlenstoff für die Denitrifikation günstig ist (siehe Tabelle 3).

Um ausreichend kurze Denitrifikationszeiten zu erreichen, muss dem Reaktor zusätzlich zum Prozesswasser leicht abbaubarer Kohlenstoff zugeführt werden. Dies kann entweder durch die Zufuhr einer externen Kohlenstoffquelle (z.B. Methanol oder Essigsäure) erfolgen oder kostengünstig durch die Zufuhr eines geeigneten prozessinternen Stoffstroms der Vergärungsanlage. Bei der Nassaufbereitung von biogenen Abfällen stellt das Presswasser, das bei der Entwässerung der abgetrennten Störstoffe anfällt, ein geeigneter Stoffstrom dar. Schneckenpressen oder Stempelpressen sind für diese Entwässerung am besten geeignet. Dieses Presswasser zeichnet sich durch eine hohe Konzentration an biologisch leicht abbaubaren Kohlenstoff aus (Tabelle 3) und wird in der Regel in die Nassaufbereitung zurückgeführt. Im Fall der Nitrifikation/Denitrifikation des zur Nassaufbereitung zurückgeführten flüssigen Gärprodukts kann dieses Presswasser teilweise oder vollständig als Kohlenstoffquelle für die Denitrifikation eingesetzt werden (siehe 1). Tabelle 3: BSB5/CSB-Verhältnis in verschiedenen flüssigen Stoffströmen

	BSB₅	CSB	BSB₅/CSB
	[mg/l]	[mg/l]	[-]
Flüssigphase Entwässerung Faulreaktoraustrag	240 - 560	1800 - 3300	< 0,2
Kommunales Abwasser	ca. 300	ca. 600	ca. 0,5
Prozessinterner Stoffstrom Vergärungsanlage	10.000 - 25.000	12.000 - 30.000	> 0,8

Im Fall, dass mit dem Presswasser nicht genügend leicht abbaubarer Kohlenstoff für die erforderliche Denitrifikation des zurückführenden flüssigen Gärprodukts zur Verfügung steht, wäre eine alternative Verfahrensführung durch Eindicken des Gärsubstrats eine Flüssigphase (flüssiges Gärsubstrat) mit dem erforderlichen BSB₅ zu gewinnen (siehe 2). Für eine derartige Eindickung haben sich z.B. Dekanterzentrifugen, Tromelsiebe, Bandeindicker oder mechanische Eindicker bewährt.
Um die Konzentration von Ammonium/Ammoniak im Faulrektor zu senken, wird erfindungsgemäß das Prozesswasser PW1 (z.B. flüssiges Gärprodukt), das zur Nassaufbereitung zurückgeführt wird, vollständig oder zum Teil einem Reaktor zugeführt, der intermittierend belüftet und kontinuierlich durchmischt wird. Durch die intermittierende Belüftung werden aerobe Phasen erzeugt, in denen Ammonium/Ammoniak biologisch oxidiert wird. Zur Beschleunigung der Denitrifikation wird dem Reaktor in den anoxischen Phasen zusätzlich ein Wasserstrom aus der Nassaufbereitung der Abfälle oder flüssiges Gärsubstrat, die beide einen hohen Gehalt an leicht abbaubarem BSB₅ haben, zugeführt. Das Volumen des Reaktors wird so gewählt, dass ein ausreichendes Schlammalter gegeben ist, welches die Bildung und Anreicherung eines nitrifizierenden Schlamms ermöglicht, der eine stabile Umwandlung von Ammonium/Ammoniak zumindest in Nitrit gewährleistet.
In der einfachsten Ausführung wird der Reaktor (1) kontinuierlich mit PW1 (z.B. flüssiges Gärsubstrat) beschickt und kontinuierlich durchmischt (3) (siehe 3). Der Ablauf aus dem Reaktor erfolgt als Überlauf (5) in Abhängigkeit der Zufuhr zum Reaktor. Die intermittierende Belüftung (2) erzeugt in zeitlicher Reihenfolge oxische und anoxische Betriebszustände. In den oxischen Phasen wird Ammonium/Ammoniak biologisch in Nitrit bzw. Nitrat umgewandelt. Um die Denitrifikation zu verbessern, wird in den anoxischen Phasen ein prozessinterner Wasserstrom PW2 mit einem ausreichenden Gehalt an biologisch leicht abbaubarem Kohlenstoff (z.B. Presswasser aus der Entwässerung aus dem Speiseabfall abgetrennten Fremdstoffen oder flüssiges Gärsubstrat) dem Reaktor zugeführt.
Diese Ausführung hat den Nachteil, dass auch in oxischen Phasen dem Reaktor Prozesswasser PW1 zugeführt wird. In diesem Fall wird der biologisch abbaubare Kohlenstoff, der im PW1 enthalten ist, aerob veratmet und steht nicht für die Denitrifikation in der anschließenden anoxischen Phase zur Verfügung. Dieser Nachteil kann korrigiert werden, indem PW1 dem Reaktor nur in anoxischen Phasen zugeführt wird. In dieser präferierten Ausführung der Erfindung erfolgt auch die Zufuhr zum Reaktor intermittierend. Dem Reaktor wird nur in den nicht belüfteten Phasen Prozesswasser (PW1) und der kohlenstoffhaltige prozessinterne Wasserstrom (PW2) zugeführt. Dies hat zwei Vorteile. Durch die erhöhte Zufuhr von biologisch abbaubarem Kohlenstoff sinkt die Sauerstoffkonzentration in der anoxischen Phase schneller ab und der biologisch leicht abbaubare Kohlenstoff steht vollständig für die Denitrifikation zur Verfügung, da dieser nicht in belüfteten Phasen veratmet wird.
Eine höhere Effizienz der Erfindung kann durch einen Sequencing-Batch-Reactor (SBR) erreicht werden, bei dem auch der Ablauf und der Abzug des Überschussschlamms diskontinuierlich erfolgt. In diesem Fall werden Zufuhr zu und Ablauf aus dem Reaktor entkoppelt und es bietet sich somit die Möglichkeit durch eine Phase ohne Durchmischung mittels Sedimentation oder Flotation aktive Biomasse im Reaktor anzureichern. Der Betrieb des SBR unterteilt sich präferiert in folgende Phasen (siehe 3 und 4):

1. Der Reaktor (1) wird bei abgeschalteter Belüftung (2) vollständig durchmischt (3) und bei geschlossenem Ablauf (4) mit Prozesswasser PW1 (z.B. flüssiges Gärprodukt) und Wasser aus der Abfallaufbereitung PW2 (z.B. Presswasser oder flüssiges Gärsubstrat) beschickt.
2. Nach Erreichen des Sollfüllstandes (Soll) im Reaktor (1) wird die Beschickung (PW1 & PW2) abgeschaltet und bei abgeschalteter Belüftung (2) wird der Reaktor (1) über eine vorgegebene Denitrifikationszeit (Deni) vollständig durchmischt (3).
3. Nach Ablauf der Denitrifikationszeit (Deni) wird im volldurchmischten Zustand (3) über eine vorgegebene Nitrifikationszeit belüftet (2).
4. Nach Ablauf der Nitrifikationszeit (Nitri) wird Belüftung (2) sowie Durchmischung (2) ausgeschaltet. Während einer vorgegebenen Separationszeit kann der Belebtschlamm sedimentieren als auch flotieren.
5. Nach Ablauf der Separationszeit (Sepa) erfolgt der Austrag des nitrifizierten Prozesswasser mittels geöffneter Absperrarmatur (4) über freien Auslauf oder mittels Pumpe bis der vorgegebene Füllstand „Wasseraustrag“ (WA) erreicht wird.
6. Nach Erreichen des Füllstands „Wasseraustrag“ (WA) wird bei fortwährendem Austrag mittels geöffneter Absperrarmatur über freien Auslauf oder mittels Pumpe der Reaktor (1) wieder durchmischt (3), um Überschussschlamm zusammen mit dem nitrifizierten Prozesswasser abzuziehen. Der Austrag (4) wird beendet, wenn ein vorgegebener Mindestfüllstand (Min) erreicht wird. Danach startet wieder die Phase 1.

Für die Durchmischung des SBR sind Injektionsmischer (Jet-Mischer) vorteilhaft, da sich bei diesen die Komponenten, die einem höheren Verschleiß unterliegen, außerhalb des Reaktors befinden und mit diesen bei geöffneter Luftzufuhr auch eine Belüftung des Reaktors möglich ist. Erfolgt Durchmischung und Belüften durch separate Aggregate sind für das Durchmischen Tauchmotorrührwerke vorzuziehen.
Der Ablauf aus dem SBR ist präferiert bei einer Höhe von 30 - 70% des Sollfüllstandes installiert. Dies hat den Vorteil, dass in der Separationsphase für sedimentierenden als auch für flotierenden Schlamm ungefähr ein gleich großes Speichervolumen zur Verfügung steht. Dies ist vorteilhaft, da die Sedimentations- als auch die Flotationseigenschaften des Belebtschlamms im Vorfeld des Betriebs des SBR schwer eingeschätzt werden können. Aufgrund Schwankungen von Abfallzusammensetzung und betrieblicher Belastungszuständen sind bezüglich des Sink- und Schwimmverhaltens des Belebtschlamms Ergebnisse von Pilotversuchen nicht übertragbar.
Besonders vorteilhaft ist eine Anordnung des Ablaufs aus dem SBR in der Höhe des Mindestfüllstandes. Dieser liegt bei einer Höhe von 60 - 70% des Sollfüllstandes: Das hat den Vorteil, dass der Mindestfüllstand auch dann eingehalten wird, wenn eine fehlerhafte Steuerung den Ablauf nicht verschließt oder die Abzugspumpe nicht abschaltet.
Bei dieser Art der Ausführung ist vorteilhaft, wenn vor dem Beginn des Austrags die nicht belüftete und nicht durchmischte Separationsphase (Phase 4 in 4) liegt. Dadurch steht bei flotierendem Belebtschlamm ein maximales Speichervolumen zur Verfügung. Dies begünstigt in diesem Fall einen maximalen Biomasserückhalt. Wäre der Separationsphase die volldurchmischte Phase des Überschussschlammabzugs vorgeschaltet, wäre das Speichervolumen für flotierenden Schlamm entsprechend reduziert.
Mit der oben dargestellten Betriebsweise des SBR können im Ablauf folgende Konzentrationen eingehalten werden:

• Trockenrückstand < 2 %FM
• Glühverlust < 31 %TM
• NHx-N-Gehalt < 0,2 g/l

Tabelle 4 zeigt für den in Tabelle 1 spezifizierten Speiseabfall analog zu Tabelle 2 eine Bilanzierung des anaeroben Abbaus unter Berücksichtigung der im Ablauf des SBR maximal auftretenden Konzentrationen. Durch die Rückführung von 6900 m³ nitrifiziertem Prozesswasser (Ablauf SBR) kann die NHx-N-Konzentration im Faulreaktor auf 4 g/l abgesenkt werden. Damit kann eine Hemmung der Vergärung durch Ammonium/Ammoniak verhindert werden. In dem in Tabelle 4 dargestellten Fall müssen in dem Reaktor zur Nitrifikation des zurückgeführten Prozesswassers 26,2 Mg/a NHx-N nitrifiziert werden. Unter der Annahme von 350 Betriebstagen pro Jahr errechnet sich eine tägliche Nitrifikationsleistung von 75 kg NHx-N pro Tag. Tabelle 4: Bilanzierung des anaeroben Abbaus des in Tabelle 1 spezifizierten Speiseabfalls bei Rückführung von nitrifiziertem Prozesswasser

	Feuchtmasse	Trockenmasse	OS	TKN	Norg	NHx-N
	[Mg]	[Mg]	[Mg]	[Mg]	[Mg]	[Mg]	[g/l]
Speiseabfall	10000	2000	1800	72
Reaktorablauf zurückgeführt	6900	138	43	3,1	1,7	1,4	0,2
OS im Biogas	1440	1440	1440	0	0	0
Vergorener Speiseabfall	15460	698	403	75	16	59	4,0

Das erforderliche Reaktorvolumen kann entweder auf der Grundlage des erforderlichen Schlammalters oder der Ammonium/Ammoniak-Belastung des Belebtschlamms im Reaktor ermittelt werden. Ein Beispiel für die Bestimmung des Reaktorvolumens mittels des erforderlichen Schlammalters zeigt Tabelle 5. Tabelle 5: Beispiel für Bestimmung des erforderlichen Reaktorvolumens

Schlammalter	Auslegung	Grundlage	[d]	9
Zufuhr	Gärprodukt flüssig	Volumenstrom	[m³/d]	18
		Abfiltrierbare Stoffe	[kgTS/m³]	4
		NHx-N	[kg/m³]	4
	Presswasser	Volumenstrom	[m³/d]	9
		BSB₅	[kg/m³]	23
		Abfiltrierbare Stoffe	kgTS/m³	8
		NHx-N	[kg/m³]	1
SBR Auslegung	Belebtschlamm	Abfiltrierbare Stoffe	[kg/m³]	7
	Nitrifikation	NHx-N	[kg/d]	75
	Denitrifikation	erforderlich für pH stabil	[%]	70
		BSB-Bedarf aus Presswasser	[kg/d]	210
	Überschussschlamm	Anfall	[kgTS/d]	149
		Abzug	[kgTS/m³]	9
		Volumenstrom	[m³/d]	17
	Reaktorvolumen	erforderlich	[m³]	192

Das erforderliche Schlammalter hängt im Wesentlichen von der Temperatur im Reaktor und der Dauer der aeroben Phase ab. Häufig sind zeitlich ungefähr gleich lange Denitrifikationsphasen (4 - Phasen 1&2) und Nitrifikationsphasen (4 - Phase 3) Ziel führend. Eine bessere Ausnutzung des biologisch abbaubaren Kohlenstoffs kann bei einem zeitlichen Verhältnis von Denitrifikationsphase zu Nitrifikationsphase von ca. 1,5 erreicht werden. Sind für die Stabilität des pH-Wertes im Reaktor nur 40% des gebildeten Nitrit/Nitrat zu denitrifizieren, reicht auch eine Denitrifikationsphase, die zeitlich halb so lang ist wie die Nitrifikationsphase.
Für das erforderliche Reaktorvolumen sind zusätzlich die Konzentration der angereicherten Biomasse im Reaktor (Leitparameter: abfiltrierbare Stoffe) sowie die Überschussschlammproduktion entscheidend. Ferner gilt es zu berücksichtigen, dass das PW2, mit dem der für die Denitrifikation benötigte BSB₅ zugeführt wird, einen geringeren NHx-N-Gehalt hat als die Flüssigphase aus der Entwässerung des Faulreaktoraustrags (PW1). Deshalb sind für die Auslegung des Reaktors zur Nitrifikation/Denitrifikation des Prozesswassers einerseits die erforderliche Denitrifikationsleistung, die den Bedarf an Presswasser festlegt, und andererseits die erforderliche Nitrifikationsleistung, die die Rückführmenge an flüssigem Gärprodukt festlegt, zu bestimmen. Der in Tabelle 5 dargestellten Berechnung ist der oben beschriebene Betriebszyklus eines SBR zugrunde gelegt.

Claims

Verfahren zur Steuerung der Ammonium-Konzentration in einem Faulreaktor durch Nitrifikation und partieller Denitrifikation von zurückgeführten Prozesswasserströmen in einem Reaktor, der intermittierend belüftet wird, wobei flüssiges Gärprodukt dem Reaktor zugeführt wird und in nicht belüfteten Phasen diesem Reaktor zusätzlich mindestens ein anderes Prozesswasser zugeführt wird, das eine BSB₅-Konzentration von mindestens 10 g/l aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass beide Prozesswasser dem Reaktor in nicht belüfteten Phasen zugeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktorablauf während einer Phase ohne Zufuhr erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass das zeitliche Verhältnis von Denitrifikationsphase zu Nitrifikationsphase im Bereich von 0,5 bis 1,5 liegt.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Betriebsphasen des Reaktors entweder zeitlich oder durch Messung des Füllstands gesteuert sind.
Vorrichtung zur Steuerung der Ammonium-Konzentration in einem Faulreaktor durch Nitrifikation und partieller Denitrifikation von zurückgeführten Prozesswasserströmen bestehend aus einem Reaktor, Aggregaten zum Durchmischen und Belüften des Reaktors sowie zur Zufuhr der Prozesswasserströme und ein Ablauf für behandeltes Wasser, wobei eine Zeitsteuerung die Belüftung und die Durchmischung des Reaktors schaltet.
Vorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass eine Füllstandmessung Zufuhr der Prozesswasserströme und Abfuhr von behandeltem Wasser steuert.
Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7 dadurch gekennzeichnet, dass Durchmischung als auch Belüftung des Reaktors mit einem Injektorsystem erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 6-8 dadurch gekennzeichnet, dass der Ablauf in einer Höhe von 30 - 70 % des maximalen Füllstandes im Reaktor angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6-8 dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor zur Abfuhr des behandelten Wassers mit einem Überlauf ausgestattet ist.