DE1708605C

DE1708605C - Method and device for improving the cleaning performance of a mechanical-biological wastewater treatment plant with a primary clarification tank and an activated sludge tank

Info

Publication number: DE1708605C
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr. Buchs St. Gallen Rohrer (Schweiz)
Original assignee: Rheno AG, Glarus (Schweiz)
Publication date: 1972-12-21

Description

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch auf.3. The method according to claim 1 or 2, characterized on.

gekennzeichnet, daC das ionisierte Gas oder Gas- Eingehende Untersuchungen haben schon vor längemisch mit dem rohen Abwasser innig gemischt 35 gerer Zeit zur Erkenntnis geführt, daß eine selbsttäwird, während dieses in turbulenter Strömung tige Ausflockung und nachfolgende Sedimentation durch ein Leitun,?sstück mit geschlossenem Quer- der kolloidalen Stoffe des Abwassers im Vorklärbekschnitt hindurchgeleitet wird. ken deshalb nicht eintritt oder zumindest wesentlichmarked that the ionized gas or gas has been In-depth examinations before the mixture intimately mixed with the raw sewage 35 recently led to the realization that one becomes during this turbulent flow flocculation and subsequent sedimentation through a pipe with a closed cross section of the colloidal substances in the wastewater in the primary clarification section is passed through. therefore does not occur or at least substantially

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch ge- erschwert ist, weil die organischen Kolloide (Eiweißkennzeichnet, daß das rohe Abwasser unter 30 stoffe) von Natur aus mit einer negativen elektrischer Druck durch eine Strahlpumpenvorrichtung hin- Ladung behaftet sind, die eine gegenseitige Abstodurchgeleitet und aas ionisierte Gas oder Gasge- ßung der kolloidalen Partikeln verursacht. Es ist bemisch durch Injektorwirkung selbsttätig in die kannt, daß die genannte elektrische Ladung minde-Strahlpumpenvorrichtung eingesaugt wird. stcns zum Teil neutralisiert werden kann, und zwai4. The method according to claim 3, is made more difficult because the organic colloids (protein characterizes, that the raw sewage under 30 substances) naturally with a negative electrical Pressure charged by a jet pump device, which passed through a mutual repulsion and causes ionized gas or gas erosion of the colloidal particles. It's mixed up by injector effect automatically in the knows that said electrical charge is minde-jet pump device is sucked in. stcns can be partially neutralized, and two

5. Mechanisch-biologische Abwasserreini- 35 entweder durch Zuführung von Salzen oder Säuren gungsanlage mit einem Vorklärbecken und einem oder aber auf elektrolytischem Weg, indem man Belebungsbecken zur Durchführung des Verfah- einen elektrischen Strom mittels Elektroden durch rens nach Anspruch 4, bei der in die Abwasserzu- das Abwasser leitet und dabe," die Kolloide einerseits h . fleitung positive Ionen eingeführt werden, da- auf- und umgeladen und andererseits durch Elektrodurch gekennzeichnet, daß in die Abwasserzu- 40 lyse die die Ausfällung der Kolloide bewirkenden laufleitung (10) eine StrahlpumpenvorrichCung chemischen Stoffe gebildet werden. In beiden Fällen (13) eingeschaltet ist, durch welche wenigstens ein wird die Neutralisation des elektrischen Potentials Teil des zugeführten Abwassers unter Druck hin- der Kolloidpartikeln mittels positiver Ionen bewirkt, durchströmt und an deren Saugstutzen (15) ein Bei der Durchführung dieser beiden bekannten VerIonisator (16) zum Ionisieren eines Gases oder 45 fahren zur Ausflockung der kolloidalen Stoffe muß Gasgemisches angeschlossen ist. jedoch der nicht unerhebliche Nachteil in Kauf genommen werden, daß zusätzliche unerwünschte Stoffe (Salze und/oder Säuren) ins Wasser einge-5. Mechanical-biological wastewater treatment 35 either by adding salts or acids transmission system with a primary clarifier and an or electrolytic way by Aeration basin for carrying out the process through an electric current by means of electrodes Rens according to claim 4, in which the wastewater is fed into the wastewater and, on the one hand, "the colloids H . Leading positive ions are introduced, charged and reloaded and on the other hand by electrodrough characterized in that the colloids precipitate in the sewage treatment Running line (10) a jet pump device chemical substances are formed. In both cases (13) is switched on, through which at least one is the neutralization of the electrical potential Part of the wastewater supplied under pressure - which causes colloid particles by means of positive ions, flows through and at their suction port (15) a When performing these two known VerIonisierungs (16) must drive to ionize a gas or 45 to flocculate the colloidal substances Gas mixture is connected. however, the not insignificant disadvantage was accepted that additional undesirable substances (salts and / or acids) enter the water.

bracht bzw. im Wasser gebildet werden. Das Verfah-brought or formed in the water. The procedure

50 ren mit elektrischem Strom hat zudem einen verhältnismäßig hohen Strom- und Elektrodenverbrauch zur50 ren with electricity also has a relatively high consumption of electricity and electrodes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesse- Folge.The invention relates to a method for improvement sequence.

rung der Reinigungsleistung einer mechanisch-biolo- Ausgehend von einem Verfahren der eingangs gegischen Abwasserreinigungsanlage mit einem Vor- nannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zuklärbecken und einem Belebungsbecken, bei dem die 55 gründe, das Verfahren so zu gestalten, daß kolloidale im Abwasser enthaltenen absetzbaren Schwebestoffe Stoffe im rohen Abwasser mit verhältnismäßig gerinin dem Vorklärbecken durch Sedimentation ausge- gen Anlage- und Betriebskosten wirksam zum Ausschieden werden und die Ausflockung der kolloidalen flocken gebracht werden können, ohne das Abwasser Stoffe dadurch herbeigeführt wird, daß die von Natur mit zusätzlichen chemischen Substanzen, wie Salzen aus ein negatives Potential aufweisende elektrische 60 und Säuren zu belasten.tion of the cleaning performance of a mechanical-biological The object of the invention is to clarify the wastewater treatment plant of one of the aforementioned types and an aeration tank, in which the 55 reason to design the process so that colloidal Settable suspended solids contained in wastewater are relatively low in raw wastewater the primary clarification basin through sedimentation due to the system and operating costs and the flocculation of the colloidal flakes can be brought about without the wastewater Substances are brought about by nature with additional chemical substances such as salts from electrical and acids having a negative potential.

Ladung der Kolloidpartikeln im Abwasser mittels po- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-Charging of the colloid particles in the wastewater by means of po- This object is achieved according to the invention as a result

sitiver Ionen wenigstens angenähert kompensiert löst, daß zumindest in einen Teil des rohen Abwas-at least approximately compensated for the fact that at least part of the raw wastewater

wird. sers vor seinem Eintritt in das Vorklärbecken ein po-will. before entering the primary clarification tank,

Bei mechanisch-biologischen Abwasserreinigungs- sitiv ionisiertes Gas oder Gasgemisch eingeleitetIn the case of mechanical-biological wastewater treatment, ionized gas or gas mixture is introduced

anlagen dieser Art wird das Abwasser in einem Vor- 65 wird.Systems of this type will put the wastewater in a fore 65.

klärbecken mechanisch dadurch vorgereinigt, daß die Durch diese Verfahrensweise lassen sich die kolloi-clarifier mechanically pre-cleaned by the fact that the colloidal

absetzbaren Schwebestoffe durch Sedimentation ab- dalen Stoffe im rohen Abwasser mit verhältnismäßigSuspended solids by sedimentation ab- dalen substances in the raw wastewater with proportionally

geschieden werden. Die Kontrolle verschiedener An- geringen Anlage- und Betriebskosten im Vorklärbek-to be divorced. The control of various low system and operating costs in the primary clarification

ken wirksam zur Ausflockung bringen, ohne das Ab- da die Wirksamkeit des Belebtschlammes proportiowasser mit zusätzlichen chemischen Substanzen zu nal zu seiner Konzentration ansteigt belasten. Die nachfolgende Belegungsstufe wird da- Es ist zweckmäßig, daß das ionisierte ijas oaer durch wirksam entlastet Die angestrebte elektrische Gasgemisch mit dem rohen Abwasser innig gemiscm Neutralisation der Kolloidpartikeln kann dabei be- 5 wird, während dieses in turbulenter Strömung, cmrcn reits mit verhältnismäßig geringen Mengen des ioni- ein Leitungsstück mit geschlossenem ^Qu?^r^^c°ⁿ'ⁿ"°' sierten Gases oder Gasgemisches herbeigeführt wer- durchgeleitet wird. Vorteilhafterweise wird daoei aas den. Eine größere Menge positiver Gasionen würde Abwasser unter Druck durch eine Strahlpumpeavoreine elektrische Umladung der Partikeln auf positives richtung hindurchgeleitet und das ionisierte Oas oaer Potential air Folge haben, wodurch die Ausflockung io Gasgemisch durch Injektorwirkung selbsttätig in aie wieder verhindert würde. Somit ist es sowohl aus Strahlpumpenvorrichtung eingesaugt, physikalischen als auch aus wirtschaff dchen Gründen Die Erfindung betrifft ferner eine mechaniscn-biozweckmäßig, nur gerade soviel Gasionen in das Ab- logische Abwasserreinigungsanlage mit einem Vorwasser einzuleiten ?!s für die Koagulierung und Aus- klärbecken und einem Belebungsbecken zur Durcnflockung der Kolloidpartikeln, erforderlich ist 15 führung des zuletzt genannten Verfahrens, bei der ta Es ist auch möglich, nur einen Teilstrom des dem die Abwasserzulaufleitung positive Ionen eingeführt Vorklärbecken zugeleiteten Abwassers mit einem · werden, die dadurch gekennzeichnet ist, daß m die ionisierten Gas oder Gasgemisch zu behandeln. In Abwasserzulaufleitung eine Strahlpumpenvornchtung diesem Fall kann man eine Umladung der Kolloid- eingeschaltet ist, durch welche wenigstens ein IeU partikeln dieses Teilstromes auf positives Potential 20 des zugeführten Abwassers unter Druck hindurcnvornehmcn, und zwar in solchem Maße, daß die ge- strömt und an deren Saugstutzen ein Ionisator zum samte elektrische Ladung aller Koll· idpartikeln im Ionisieren eines Gases oder Gasgemisches ange-Vorklärbecken kompensiert wird. Die positiv gewor- schlossen ist.Effectively flocculate ken without burdening the concentration of the activated sludge proportionally with additional chemical substances. The subsequent occupancy stage is effective for the ionized ijas oaer to be effectively relieved by the desired electrical gas mixture intimately mixed with the raw wastewater of the ioni- a line piece with a closed ^Qu ? ^r ^ ^c ° ⁿ ' ⁿ "°' sized gas or gas mixture is passed through. Advantageously, daoei aas den. A larger amount of positive gas ions would waste water under pressure through a jet pump before an electrical reversal of the particles in a positive direction and the ionized oas oaer potential air, whereby the flocculation of the gas mixture would automatically be prevented again by the injector effect. Thus it is sucked in from the jet pump device, for physical as well as for economic reasons initiate waste logical wastewater treatment plant with a Vorwasser? s clarifiers for coagulation and training and an aeration tank for Durcnflockung the colloid particles is required 15 leadership of the latter method, in which ta It is also possible to only a partial flow of the waste water supply line positive ive introduced sewage with a primary clarifier ion, which is characterized in that m treat the ionized gas or gas mixture. In the sewage feed line of a jet pump device, in this case, the colloid can be reloaded, through which at least one particle of this partial flow is prevented from reaching the positive potential of the sewage supplied under pressure, to such an extent that it flows and reaches its suction nozzle an ionizer is used to compensate for the entire electrical charge of all collide particles in the ionization of a gas or gas mixture. Which is positive.

denen Kolloidpartikeln und die negativ geladenen des Bei der Ausbildung einer mechanisch biologischen nicht begasten Teiles des Abwassers ziehen sich ge- aj Abwasserreinigungsanlage der in Frage stehenden genseitig an, was die Koagulation begünstigt. Art wird das ionisierte Gas oder Gasgemisch durch Besonders vorteilhaft ist es, für die Begasung des Injektorwirkung selbsttätig in die Strahlpumpenvorrohen Abwassers ein sauerstoffhaltiges ionisiertes richtung eingesaugt, wo es sich mit dem eine hohe Gas oder Gasgemisch, wie z. B. ionisierten Sauerstoff Turbulenz aufweisenden Abwasser innig mischt. (Ozon) oder ionisierte, ozonhaltige Luft, zu verwen- 30 Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachüen. Dann wird nicht nur das rasche Ausflocken der stehend an Hand einer Zeichnung näher erläutert. Kolloide erzielt, sondern zugleich auch das Abwasser Die dargestellte Abwasserreinigungsanlage weist mit Sauerstoff angereichert, gesättigt oder gar über- eine Abwasserzulaufleitung 10 auf, in welche eine sättigt, wobei der Sauerstoff mindestens zum Teil im Druckpumpe 12 zum Fördern des Abwassers und Wasser gelöst wird. Zweckmäßig sind die ionisierten 35 eine Strahlpumpenvorrichtung 13 eingeschaltet sind, Gasmoleküle mit ungeladenen Sauerstoffmolekülen deren Ausgang zu einem Vorklärbecken 14 führt. An gemischt. Aus wirtschaftlichen Gründen wird ioni- den Saugstutzen 15 der Strahlpumpenvorrichtung 13 sierte Luft für die Begasung des Abwassers bevor- ist ein Ionisator 16 angeschlossen, der zum Ionisieren zugt. Erfolgt dabei eine Übersättigung des Abwassers von Luft aus der Atmosphäre dient, mit Gas, so entspannt sich dieses anschließend im 40 Das Vorklärbecken 14_ist zur mechanischen Tren-Vorklärbecken und unterstützt dabei die Flotation nung des Abwassers von fremdstoff en bestimmt. Ihm von schwimm- und schwebefähigen Stoffen, wodurch folgt ein Belebungsbecken 17 für den biologischen deren Abscheidung vom Wasser erleichtert und ge- Abbau von organischen Stoffen im Abwasser mit fördert wird. Der irr? Abwasser gelöste Sauerstoff Hilfe von Belebtschlamm. An den Ausgang des BeIewird im Vorklärbecken teilweise, aber niemals voll- 45 bungsbeckens 17 ist ein Nachklärbecken 18 zur meständig verbraucht; er gelangt daher mit dem Wasser chanischtn Trennung des Abwassers vom mitgein die biologisch wirkende Reinigungsstufe der An- schwemmten Belebtschlamm angeschlossen, lage, wo er den aeroben und oxydativen Abbau der Die Wirkungsweise der beschriebenen Abwasserorganischen Substanzen sowie die Autoxydation ver- reinigungsanlage ist unter Anwendung des Verfahrens schiedener anorganischer Verbindungen unterstützt 50 nach der Eriindung beispielsweise wie folgt: und beschleunigt. Der Sauerstoff erhöht daher die Das in der Abwasserzulauileitung 10 anfallende Wiikung des Belebtschlammes und den Wirkungs- kommunale Abwasser wird mittels der Druckpumpe grad der biologischen Reinigungsstufe, ohn<! daß ein 12 unter Druck durch die Strahlpumpenvorrichtung zusätzlicher Aufwand für die Belüftung des Abwas- 13 gefördert. Infolge der Injektor.virkung der Strahlsers oder eine längere Verweilzeit desselben in der 55 pumpenvorrichtung 13 wird positiv ionisierte Luft biologischen Reinigungsstufe erforderlich wären. vom Ionisator 16 angesaugt und mit dem Abwasser Da beim Arbeiten nach dem erfindungsgemäßen innig vermischt, das beim Durchlaufen der Strahl-Verfahren der größte Teil der kolloidalen Substanzen pumpenvoi richtung 13 in starke Turbulenz versetzt bereits im Vorklärbecken aus dem Abwasser abge- wird, Ein Teil der dem Abwasser beigemischten Gastrennt werden kann, ist das die biologische Reini- 60 msleküle und Gasatome liegt in Form positiver Ionen gungsstufe verlassende Abwasser praktisch frei von vor, Sauerstoff außerdem in Form von Ozon. Das kolloidalen Stoffen, wodurch im anschließenden Mengenverhältnis von Flüssigkeit zu ionisierter Luft Nachklärbecken eine schnelle und vollständige Tren- liegt zwischen 20 :1 und 5:1. Durch die positiven nung des Belebtschlammes vom Wasser möglich ist. Gasionen wird die von Natur aus negative Ladung Der wiedergewonnene Belebtschlamm weist folglich 65 der organischen Kolloidpartikeln im Abwasser neueine hohe Konzentration auf und gewährleistet bei tralisiert, wodurch das Koagulieren und Ausflocken seiner Rückführung in die biologische Reinigungs- dieser Partikeln ermöglicht wird. Der in das Abwasstufe eine entsprechend hohe Leistung der letzteren, ser eingetragene Luftsauerstoff wird im Wasser ge-which colloid particles and the negatively charged des In the formation of a mechanically biological non-fumigated part of the wastewater attracts aj wastewater treatment plant of the question mutually, which favors coagulation. Kind is the ionized gas or gas mixture through It is particularly advantageous to feed the jet pump automatically into the jet pump for gassing the injector effect Wastewater is sucked in an oxygenated ionized direction, where it is at a high level Gas or gas mixture, such as. B. ionized oxygen turbulent wastewater mixes intimately. (Ozone) or ionized air containing ozone should be used. Then not only the rapid flocculation of the standing is explained in more detail on the basis of a drawing. Colloids achieved, but also the wastewater at the same time Enriched with oxygen, saturated or even via a wastewater inlet line 10, into which a saturates, with the oxygen at least partially in the pressure pump 12 for pumping the wastewater and Water is dissolved. The ionized 35 a jet pump device 13 are expediently switched on, Gas molecules with uncharged oxygen molecules, the exit of which leads to a primary clarification tank 14. On mixed. For economic reasons, the suction nozzle 15 of the jet pump device 13 is ionized Sized air for the gassing of the wastewater is connected to an ionizer 16 for ionizing admitted. If the wastewater is oversaturated with air from the atmosphere, with gas, this then expands in the 40 The primary clarifier 14_is a mechanical door primary clarifier and supports the flotation of the wastewater from foreign matter. Him of floating and suspending substances, which is followed by an aeration tank 17 for the biological their separation from the water is facilitated and the decomposition of organic substances in the wastewater with is promoted. Who is wrong? Wastewater dissolved oxygen using activated sludge. At the exit of the BeIewill in the primary clarification basin partly, but never in full, a secondary clarification basin 18 is available for use consumed; it therefore comes with the water chanischn separation of the waste water from the entrainment the biologically effective cleaning stage connected to the alluvial activated sludge, location, where he the aerobic and oxidative degradation of the The mode of action of the described organic waste water Substances as well as the auto-oxidation purification facility is using the procedure various inorganic compounds supports 50 according to the invention, for example as follows: and accelerated. The oxygen therefore increases the amount in the waste water supply line 10 The activated sludge and the effective communal wastewater is controlled by means of the pressure pump degree of the biological purification stage, without <! that a 12 under pressure by the jet pump device additional effort for the ventilation of the wastewater 13 promoted. As a result of the injector action of the emitter or a longer residence time of the same in the pump device 13 becomes positively ionized air biological purification stage would be required. sucked in by the ionizer 16 and with the wastewater Since intimately mixed when working according to the invention, that when going through the jet process most of the colloidal substances pumped in the direction 13 caused a strong turbulence is already removed from the wastewater in the primary clarification tank, part of the gas separating the wastewater is the biological pure 60 ms molecule and gas atoms is in the form of positive ions The wastewater leaving the transition stage is practically free of oxygen, and also in the form of ozone. The colloidal substances, which results in the subsequent quantitative ratio of liquid to ionized air Final clarifier a quick and complete separation is between 20: 1 and 5: 1. Through the positive tion of the activated sludge from the water is possible. Gas ions will have the inherently negative charge The recovered activated sludge thus re-purifies 65 of the organic colloid particles in the wastewater high concentration on and guaranteed at neutralized, which prevents coagulation and flocculation its return to the biological cleaning of these particles is made possible. The one in the waste water level a correspondingly high performance of the latter, water introduced atmospheric oxygen is generated in the water

löst, so daß dieses mit Sauerstoff übersättigt wird. Im Vorklärbecken 14 findet das Abwasser Gelegenheit, sich zu beruhigen, wobei sich das beigemischte Gas entspannt, soweit es nicht im Wasser gelöst ist. Die schwimm- und schwebefähigen Partikeln im Abwasser treiben an die Oberfläche, während die ausgeflockten Kolloide scdimentieren.dissolves, so that this is supersaturated with oxygen. In the primary clarification tank 14, the wastewater has the opportunity to to calm down, whereby the added gas relaxes, as far as it is not dissolved in the water. the Floatable and suspended particles in the wastewater float to the surface, while the flocculated ones Sediment colloids.

Unter mechanischer Zurückhaltung der schwimmenden und der sedimenticrten Teile wird das Abwasser aus dem Vorklärbecken 14 in das Belebungsbecken 17 geleitet, wo mit Hilfe des Belebtschlammes die organischen Stoffe des Abwassers biologisch abgebaut werden. Dieser Vorgang wird durch den im Wasser gelösten Sauerstoff wesentlich begünstigt und beschleunigt. Anschließend wird im Nachklärbecken 18 das Wasser von dem mitgeschwemmten Belebtschlamm mechanisch getrennt. Der hier anfallende Schlamm ist reich an biologisch wirksamen Bakterien und Protozoen und wird von Zeit zu Zeit in das Belebungsbecken 17 zurückgebracht.With mechanical restraint of the floating and the sedimented parts, the sewage becomes from the primary clarifier 14 into the activated sludge tank 17, where with the help of the activated sludge the organic substances in the wastewater are biodegraded. This process is supported by the im Water significantly favors and accelerates dissolved oxygen. Then it is in the secondary clarifier 18 the water is mechanically separated from the activated sludge carried along with it. The one that arises here Sludge is rich in biologically active bacteria and protozoa and is put into the aeration tank from time to time 17 brought back.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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Claims

but has shown that sedimentation is natural

1. Process for improving the cleaning process runs unevenly and on the composition of the performance of a mechanical-biological wastewater is dependent on wastewater. This is what certain detergent cleaning systems can do with a primary clarification basin and also emulsify salts (e.g. polyphosphates) and an aeration basin, in which the exuding effect and, depending on its content, a mewasser suspended solids contained in mechanical pre-cleaning practically impossible to madem Primary settling basin was removed by sedimentation. Practice has also shown that the seizure is resolved and the flocculation of the colloidal compounds (from household, trade and indudal Substances is brought about by the fact that the io söie) is in batches. In addition, many are also able to do so Naturally a negative potential for colloids that are permanently contained in the wastewater send electrical charge of the KoUoidpartikel in a. Such a stabilizing effect on the Si spen wastewater to exercise at least anions and emulsions by means of positive ions that approximates separation is compensated, thereby mechanically not or only partially indicated, that at least in a part 15 th can. The consequence of this is that it is inadequate raw wastewater before its entry into the clarified wastewater in the biological degradation die-primary clarification basin a positively ionized gas or nende aeration tank arrives and there only to Gas mixture is introduced. Part can be dismantled. The course of this

2. The method according to claim 1, characterized in that water purification systems have such indicates that ionized air or ionized substances containing 20 substances in the primary clarifier Oxygen in the raw sewage introduced a high content of suspended matter and only will. partially degraded organic waste water constituents