DE19842884A1 - Racetrack activated sludge treatment basin with up-flow separator minimizes the size of this and subsequent waste water treatment basins - Google Patents

Racetrack activated sludge treatment basin with up-flow separator minimizes the size of this and subsequent waste water treatment basins

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Abstract

Combined biological and biological chemical processes are used to treat waste water using activated sludge in a basin incorporating an open racetrack conduit in which the water flows at speeds of between 0.10 and 0.50 m/s. In principle the water is redirected upwards through more than 90 degrees through a horizontal packet-type shallow separator, positioned at a depth of more than 0.2 m. At its above-water margins the separator has water flow-prevention barriers. Having been subject treated to biological treatment in the basin and following passage through the separator, the water flows to the next treatment stage or to final polishing-

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur biologischen und biologisch-chemischen Aufbereitung von Abwasser unter Einsatz von Belebtschlamm in einem Belebungsbecken.The invention relates to a method for biological and biological-chemical processing of waste water using activated sludge in an aeration tank.

Derartige Abwasseraufbereitungsanlagen bestehen dabei üblicherweise aus einem Belebungs­ becken, in dem das Abwasser mit Belebtschlamm gereinigt wird, und einem nachgeschalteten Nachklärbecken, in dem eine Separierung von Belebtschlamm und Abwasser erfolgt, wobei das in dem Belebungsbecken biologisch behandelte Abwasser einem Nachklärbecken zufließt und der sedimentierte Belebtschlamm durch Räumeinrichtungen vom Boden des Nachklärbeckens abgezogen und als Rücklaufschlamm in das Belebungsbecken zurückgeführt wird. Diese Vorge­ hensweise ist erforderlich, um eine ausreichend hohe Belebtschlammkonzentration im Bele­ bungsbecken zur Aufrechterhaltung der biologischen Abbauprozesse zu gewährleisten. Ein Rückhalten des Belebtschlammes im Belebungsbecken findet hierbei nicht statt, so daß die Be­ lebtschlammkonzentrationen im Zulauf zum Nachklärbecken und im Ablauf des Belebungsbec­ kens gleich sind.Such wastewater treatment plants usually consist of an activation tank in which the wastewater is cleaned with activated sludge and a downstream one Clarification basin, in which a separation of activated sludge and waste water takes place biologically treated waste water flows into a secondary clarifier in the aeration tank and the sedimented activated sludge through clearing devices from the bottom of the secondary clarifier withdrawn and returned to the aeration tank as return sludge. This Vorge It is necessary to have a sufficiently high activated sludge concentration in the Bele to ensure exercise basins to maintain the biological degradation processes. On Retention of the activated sludge in the activation tank does not take place here, so that the loading live sludge concentrations in the inlet to the secondary clarifier and in the outlet of the activation tank kens are the same.

Diese bekannte Verfahrensweise erfordert einerseits verhältnismäßig große Nachklärbecken für Rückhalt, Sedimentation, Eindickung und Speicherung des Belebtschlammes. Andererseits ist die Belebtschlammkonzentration, also die im Belebungsbecken arbeitende Biomasse begrenzt, so daß auch hier erhebliche Volumina erforderlich sind.On the one hand, this known procedure requires relatively large secondary clarifiers for Retention, sedimentation, thickening and storage of the activated sludge. On the other hand the activated sludge concentration, i.e. the biomass working in the activated sludge tank, so that considerable volumes are also required here.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Belebtschlammkonzentration im Belebungsbek­ ken zu erhöhen, dabei aber gleichzeitig die Belebtschlammkonzentration im Ablauf des Bele­ bungsbeckens zu reduzieren.The invention has for its object the activated sludge concentration in the activation tank ken, but at the same time the activated sludge concentration in the outlet of the Bele exercise pool to reduce.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Abwasser in mindestens einem durch ein kanalförmiges Belebungsbecken gebildeten Kreislauf mit einer Strömungsgeschwin­ digkeit von 0,10 bis 0,50 m/s angetrieben bewegt wird, daß das Abwasser im wesentlichen auf­ wärts durch einen horizontal und mindestens 0,2 m getaucht angeordneten paketartigen, flachen Abscheider geführt wird, der an seinen Rändern über das Niveau des Abwassers im Belebungs­ becken vorstehende Strömungsbarrieren aufweist, und daß das im Belebungsbecken biologisch behandelte Wasser nach Passieren des Abscheiders zu einer Nachklärung abgeleitet wird. This object is achieved in that the waste water in at least one circuit formed by a channel-shaped activation tank with a flow rate speed of 0.10 to 0.50 m / s is driven that the wastewater essentially on through a horizontally and at least 0.2 m submerged, packet-like, flat The separator is guided at its edges above the level of the waste water in the aeration basin has protruding flow barriers, and that biological in the aeration tank treated water is passed to a clarifier after passing the separator.  

Nach diesem Verfahren wird der Belebtschlamm vor dem Übergang in die Nachklärung zumin­ dest teilweise abgeschieden, fällt dabei aus dem Abscheider nach unten und wird dort aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeit des Abwassers sogleich mitgenommen und dem Kreislauf wieder zugeführt. Durch die Erhöhung der Belebtschlammkonzentration im Belebungsbecken kann das Belebungsbeckenvolumen reduziert werden, und durch die Reduzierung der Belebt­ schlammkonzentration im Ablauf des Belebungsbeckens und damit auch im Zulauf zum Nach­ klärbecken dessen Volumen und Oberfläche verringert werden. Daneben wird selbstverständlich auch die erforderliche Rücklaufschlammfracht reduziert. In besonderen Fällen, wenn zum Bei­ spiel geringere Anforderungen an die Feststoffkonzentration des gereinigten Abwassers gestellt werden, kann sogar vollständig auf die Nachklärung verzichtet werden.According to this process, the activated sludge is mined before the transition to the secondary clarification at least partially separated, falls down from the separator and is due there the high flow rate of the wastewater immediately taken away and the cycle fed again. By increasing the activated sludge concentration in the aeration tank the aeration tank volume can be reduced, and by reducing the vitality sludge concentration in the outflow of the aeration tank and thus also in the inflow to the after clarifiers whose volume and surface area are reduced. In addition, it goes without saying also reduces the required return sludge load. In special cases, when the play lower demands on the solids concentration of the treated wastewater clarification can even be dispensed with entirely.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann so ausgeführt werden, daß das Abwasser den Abscheider gegenüber der Vertikalen geneigt schräg aufwärts durchströmt.The inventive method can be carried out so that the waste water the separator flows obliquely upwards inclined to the vertical.

Vorteilhafterweise wird dabei so verfahren, daß das Abwasser im Abscheider um mehr als 90° gegenüber der Strömungsrichtung des Abwassers im Belebungsbecken umgelenkt geführt wird.The procedure is advantageously such that the waste water in the separator is more than 90 ° is diverted from the flow direction of the waste water in the aeration tank.

Zweckmäßigerweise wird erfindungsgemäß so vorgegangen, daß daß das Abwasser in dem Ab­ scheider durch gegenüber der Vertikalen geneigte Lamellen oder Rohre geführt wird.Appropriately, the procedure according to the invention is such that the wastewater in the Ab is passed through slats or pipes inclined relative to the vertical.

Weiter sieht die Erfindung vor, daß das Abwasser in dem Abscheider durch gegenüber der Ver­ tikalen geneigte Lamellen oder Rohre geführt wird.The invention further provides that the wastewater in the separator by compared to the Ver tical slats or pipes is guided.

Schließlich ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Abwasser in mehreren separaten geschlos­ senen, von kanalförmigen Becken gebildeten Kreisläufen für Nitrifikation, Denitrifikation und/oder Dephosphatierung geführt wird.Finally, the invention provides that the wastewater is closed in several separate its circuits formed by channel-shaped basins for nitrification, denitrification and / or dephosphating is performed.

Für die Durchführung dieses Verfahrens eignen sich auch Beckenausführungen, die in konzentri­ schen Ringen angeordnete kanalförmige Becken aufweisen, die dann über Abscheider der be­ schriebenen Weise miteinander kombiniert sind.For the implementation of this process, basin designs are also suitable, which are concentric rule rings arranged channel-shaped basin, which are then separated by the be written manner are combined.

Im folgenden werden Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand von Zeichnungen beispielhaft erläutert. Es zeigen: Embodiments of the method according to the invention are described below with the aid of Drawings exemplified. Show it:  

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein als Endloskanal ausgebildetes Belebungsbecken zur Aus­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 1 is a plan view of a formed as a continuous channel from the activated sludge tank for carrying out the method according to the invention,

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein als Carrousel ausgebildetes Belebungsbecken zur Ausfüh­ rung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 2 is a plan view of a Carrousel designed as aeration tanks for exporting out the method according to the invention,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine mehrere konzentrische, ringförmige Becken aufweisende Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Figure 3 is a plan view of a plurality of concentric ring-shaped basin having plant. For performing the method according to the invention,

Fig. 4 einen Teilschnitt durch den mit einem Abscheider versehenen Abschnitt eines Belebungsbeckens, wobei die Strömung im Abscheider schräg aufwärts in Richtung der Kanal­ strömung verläuft, Fig. 4 is a partial section through the separator is provided with a portion of the activated sludge tank, wherein the flow in the separator obliquely upwards in the direction of the flow channel runs,

Fig. 5 einen Teilschnitt durch den mit einem Abscheider versehenen Abschnitt eines Belebungsbeckens, wobei die Strömung im Abscheider schräg aufwärts entgegen der Kanal­ strömung verläuft, und Fig. 5 is a partial section through the section provided with a separator of an aeration tank, the flow in the separator running obliquely upward against the channel flow, and

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 3. Fig. 6 shows a section along the line AA in Fig. 3.

Das Belebungsbecken 1 gemäß Fig. 1 weist eine mittige Trennwand 2 auf, um die herum ein Kanal gebildet ist, in dem Abwasser in Richtung der Pfeile 3 im geschlossenen Kreislauf geführt wird. Der Zulauf des Abwassers und gegebenenfalls die Rückschlammeinführung erfolgen ge­ mäß Pfeil 4.The aeration tank 1 of FIG. 1 has a central dividing wall 2, around which a channel is formed, is guided into the waste water in the direction of arrows 3 in a closed circuit. The waste water is fed in and, if necessary, the sludge is introduced in accordance with arrow 4 .

In dem kanalförmigen Belebungsbecken 1 ist ein Abscheider 5 vorgesehen, an den sich ein Ab­ lauf 6 zur Nachklärung anschließt. Anordnung und Aufbau des Abscheiders werden später be­ schrieben werden.In the channel-shaped activation tank 1 , a separator 5 is provided, which is followed by a run 6 for clarification. Arrangement and structure of the separator will be described later.

In das Abwasser greift eine an sich bekannte walzenförmige Fördereinrichtung ein, die durch ihre Drehachse 7 schematisch angedeutet ist. Die Fördereinrichtung dient dazu, dem Abwasser eine Geschwindigkeit zwischen 0,10 und 0,50 m/s zu geben. A known roller-shaped conveying device, which is schematically indicated by its axis of rotation 7 , engages in the waste water. The conveyor is used to give the wastewater a speed between 0.10 and 0.50 m / s.

Bei der Ausführungsform eines Belebungsbeckens gemäß Fig. 2 wird das Abwasser in einem Belebungsbecken 10 geführt, das insgesamt vier parallel zueinander verlaufende Abschnitte aufweist, wobei die jeweils unmittelbar benachbarten Abschnitte entgegengerichtete Strömung haben und bogenförmig miteinander verbunden sind. Dabei ist ein Zulauf gemäß Pfeil 11 für Zu­ lauf und Rücklaufschlamm vorgesehen. Darüber hinaus sind in den bogenförmigen Übergangs­ bereichen zwischen benachbarten, entgegengesetzt durchströmten Abschnitten Kreiselbelüfter 12 angeordnet, die dem Abwasser im Belebungsbecken gleichzeitig die gewünschte Strömungsge­ schwindigkeit geben.In the embodiment of an aeration tank according to FIG. 2, the wastewater is conducted in an aeration tank 10 which has a total of four sections running parallel to one another, the respectively immediately adjacent sections having opposite flows and being connected to one another in an arc shape. An inlet according to arrow 11 is provided for the inlet and return sludge. In addition, in the arcuate transition areas between adjacent, oppositely flowed sections, centrifugal aerators 12 are arranged, which simultaneously give the wastewater in the aeration tank the desired speed.

Auch in dem Belebungsbecken 10 befindet sich ein Abscheider 13 mit anschließendem Ablauf 14 zur Nachklärung.There is also a separator 13 in the activation tank 10 with subsequent drain 14 for clarification.

Gemäß den Fig. 3 und 6 sind drei Becken 20, 21, 22 konzentrisch zueinander angeordnet, wo­ bei das radial äußere (20) zum Beispiel der Nitrifikation, das radial nach innen folgende (21) der Denitrifikation und das am weitesten innen liegende (22) der Dephosphatierung dient. Den Bec­ ken wird über einen Zulauf 23 Abwasser zugeführt. Über Propellerrührwerke 24, 25, 26, von de­ nen im Ausführungsbeispiel in Umfangsrichtung drei hintereinander angeordnet sind, wird das Abwasser auf die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit gebracht. Es gelangt dann schließlich in den Bereich eines Abscheiders 27, aus dem es einem Nachklärungsbecken oder einem anderen der konzentrisch angeordneten Becken zugeleitet werden kann.Referring to FIGS. 3 and 6 are three tanks 20, 21, 22 arranged concentrically to each other, where at the radially outer (20), for example, the nitrification, the radially inward following (21) of the denitrification and the innermost (22 ) serves for dephosphation. The Bec ken is supplied via an inlet 23 waste water. Via propeller agitators 24 , 25 , 26 , of which three in the exemplary embodiment are arranged one behind the other in the circumferential direction, the wastewater is brought to the desired flow rate. It finally arrives in the area of a separator 27 , from which it can be fed to a secondary clarification basin or another of the concentrically arranged basins.

Die in allen zuvor erwähnten Beckenausführungen verwendeten Abscheider sollen nun anhand der Fig. 4 und 5 näher beschrieben werden.The separators used in all of the aforementioned tank designs will now be described in more detail with reference to FIGS. 4 and 5.

Die Abscheider sind jeweils flach und paketartig eingetaucht im oberen Bereich des Kanals an­ geordnet. Sie sind an ihren Rändern mit Strömungsbarrieren 30 versehen, die sicherstellen, daß das Abwasser nur von unten nach oben durch die Abscheider hindurch und damit über diese ge­ langen kann.The separators are each arranged flat and immersed in packets in the upper area of the channel. They are provided at their edges with flow barriers 30 , which ensure that the wastewater can only pass from bottom to top through the separators and thus over them.

Das Abwasser wird in den Abscheidern stets im wesentlichen aufwärts geführt, wobei diese Strömung beim Abscheider gemäß Fig. 4 auch in Richtung der Kanalströmung geneigt verläuft, also bezogen auf die Kanalströmung, schräg aufwärts nach vorn. The wastewater is always conducted essentially upwards in the separators, this flow also running inclined in the direction of the channel flow in the separator according to FIG. 4, that is to say obliquely upwards in relation to the channel flow.

Bei dem Abscheider gemäß Fig. 5 ist demgegenüber vorgesehen, das Abwasser - bezogen auf die Richtung der Kanalströmung - schräg aufwärts nach hinten zu führen. Dabei wird eine stär­ kere Umlenkung des Abwassers beim Eintritt in den Abscheider erzielt, welche das Abscheiden von Belebtschlamm besonders effektiv macht.In contrast, in the separator according to FIG. 5, it is provided that the wastewater - in relation to the direction of the channel flow - is guided obliquely upwards to the rear. A stronger deflection of the wastewater is achieved when entering the separator, which makes the separation of activated sludge particularly effective.

In jedem Fall wird der Belebtschlamm zu einem großen Teil von dem Abscheider zurückgehal­ ten und dann nach unten absinken. Dabei wird der Belebtschlamm von der Kanalströmung auf­ grund ihrer hohen Strömungsgeschwindigkeit mitgenommen und somit im Belebungsbecken gleichmäßig verteilt und gehalten.In any case, the activated sludge is largely retained by the separator and then sink down. In doing so, the activated sludge is released by the channel flow carried along due to their high flow rate and thus in the aeration tank evenly distributed and held.

Claims (6)

1. Verfahren zur biologischen und biologisch-chemischen Aufbereitung von Abwas­ ser unter Einsatz von Belebtschlamm in einem Belebungsbecken,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Abwasser in mindestens einem durch ein kanalförmiges Belebungsbecken gebildeten Kreislauf mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 0,10 bis 0,50 m/s angetrieben bewegt wird,
daß das Abwasser im wesentlichen aufwärts durch einen horizontal und mindestens 0,2 m ge­ taucht angeordneten paketartigen, flachen Abscheider geführt wird, der an seinen Rändern über das Niveau des Abwassers im Belebungsbecken vorstehende Strömungsbarrieren aufweist,
daß das im Belebungsbecken biologisch behandelte Wasser nach Passieren des Abscheiders zu einer Nachklärung abgeleitet oder direkt in eine nächste Behandlungsstufe eingeleitet oder ohne Nachklärung abgeleitet wird.1. Process for the biological and biological-chemical treatment of waste water using activated sludge in an aeration tank,
characterized by
that the waste water is driven in at least one circuit formed by a channel-shaped activation tank at a flow rate of 0.10 to 0.50 m / s,
that the wastewater is routed essentially upwards through a horizontally and at least 0.2 m submerged, packet-like, flat separator, which has projecting flow barriers at its edges above the level of the wastewater in the activation tank,
that the biologically treated water in the aeration tank, after passing through the separator, is diverted to a secondary clarification or is directly introduced into a next treatment stage or is diverted without secondary clarification. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser den Ab­ scheider gegenüber der Vertikalen geneigt aufwärts durchströmt. 2. The method according to claim 1, characterized in that the waste water the Ab flow through the separator inclined upwards.   3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser im Ab­ scheider um mehr als 90° gegenüber der Strömungsrichtung des Abwassers im Belebungsbecken umgelenkt geführt wird.3. The method according to claim 2, characterized in that the waste water in the Ab separator by more than 90 ° to the flow direction of the wastewater in the aeration tank is redirected. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser in dem Abscheider durch gegenüber der Vertikalen geneigte Lamellen oder Rohre geführt wird.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the waste water in the separator by slats or inclined relative to the vertical Pipes is guided. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser im Belebungsbecken mittels Propellern, Kreiselbelüftern, kreisel- oder wal­ zenförmiger Fördereinrichtungen überwiegend horizontal bewegt wird.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the waste water in the aeration tank by means of propellers, centrifugal aerators, centrifugal or whale Zen-shaped conveyors are mainly moved horizontally. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser in mehreren separaten geschlossenen, von kanalförmigen Becken gebildeten Kreisläufen für Nitrifikation, Denitrifikation und/oder Dephosphatierung geführt wird.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that that the waste water in several separate closed, formed by channel-shaped pools Cycles for nitrification, denitrification and / or dephosphation is performed.
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