DE19842884C2

DE19842884C2 - Process for the biological and biological-chemical treatment of waste water with an integrated sludge separator

Info

Publication number: DE19842884C2
Application number: DE19842884A
Authority: DE
Inventors: Bernd Diering; Andreas Diering
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-09-18
Filing date: 1998-09-18
Publication date: 2002-06-20
Anticipated expiration: 2018-09-19
Also published as: DE19842884A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur biologischen und biologisch-chemischen Aufbereitung von Abwasser unter Einsatz von Belebtschlamm in einem Belebungsbecken mit integriertem Schlammabscheider, wobei 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.The invention relates to a method for biological and biological-chemical processing of wastewater using activated sludge in an activated sludge tank Sludge separator, whereby the water treated biologically in the aeration tank after Pass the separator to one clarification derived or directly to another Treatment stage initiated or derived without clarification.

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 Nachklär beckens abgezogen und als Rücklaufschlamm in das Belebungsbecken zurückgeführt wird. Diese Vorgehensweise ist erforderlich, um eine ausreichend hohe Belebtschlammkonzentration im Belebungsbecken zur Aufrechterhaltung der biologischen Abbauprozesse zu gewährleisten. Ein Rückhalten des Belebtschlammes im Belebungsbecken findet hierbei nicht statt, so dass die Belebtschlammkonzentrationen im Zulauf zum Nachklärbecken und im Ablauf des Belebungs beckens 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 tank is withdrawn and returned to the aeration tank as return sludge. This procedure is necessary in order to have a sufficiently high activated sludge concentration to ensure in the aeration tank to maintain the biological degradation processes. The activated sludge is not retained in the activated sludge tank, so that Activated sludge concentrations in the inlet to the secondary clarifier and in the outlet of the aeration basin 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 limits the activated sludge concentration, i.e. the biomass working in the activated sludge tank, so that considerable volumes are also required here.

Aus der DE 196 44 334 A1 sowie aus der britischen Offenlegungsschrift 2 084 127 A sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, bei denen das Abwasser an dem einen Ende in die entsprechende Anlage eingeführt und an dem anderen Ende aus dieser ausgeführt wird. Eine Kreislaufführung ist dabei für das Abwasser nicht vorgesehen.From DE 196 44 334 A1 and from British Offenlegungsschrift 2,084,127 Methods and devices known in which the waste water at one end in the appropriate system is introduced and executed at the other end of this. A Circulation is not intended for wastewater.

Die in der vorerwähnten britischen Offenlegungsschrift 2 084 127 A gemachten Angaben lassen einen Rückschluss auf die dort vorgesehene Strömungsgeschwindigkeit zwischen Eingang und Ausgang zu. Der maximale Durchsatz wird dort mit 78 m³/h angegeben. Dieser Wert wird rechnerisch z. B. bei einem durchströmten Querschnitt von 1 m² und einer Geschwindigkeit von 78 m/h erreicht. Als durchströmter Querschnitt wird 3,6 m × 6 m = 21,6 m² angegeben. Daraus wiederum folgt eine Strömungsgeschwindigkeit von 78 m³/21,6 m² = 3,6 m/h, also eine recht geringe Geschwindigkeit, die, da sie letztlich von der Menge des zufließenden Abwassers bestimmt wird, grundsätzlich nicht konstant gehalten werden kann.The information given in the aforementioned British Laid-Open Specification 2,084,127 allows conclusions to be drawn as to the flow velocity provided there between the entrance and the exit. The maximum throughput is given as 78 m ³ / h. This value is calculated z. B. achieved with a cross-section of 1 m ² and a speed of 78 m / h. The cross-section flowed through is given as 3.6 m × 6 m = 21.6 m ² . This in turn results in a flow speed of 78 m ³ / 21.6 m ² = 3.6 m / h, i.e. a very low speed, which, since it is ultimately determined by the amount of wastewater flowing in, cannot be kept constant.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Belebtschlammkonzentration im Belebungs becken zu erhöhen, dabei aber gleichzeitig die Belebtschlammkonzentration im Ablauf des Belebungsbeckens zu reduzieren.The invention has for its object the activated sludge concentration in the activated sludge increase basin, but at the same time the activated sludge concentration in the course of the To reduce aeration tanks.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, 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 getaucht angeordneten paketartigen, flachen Abscheider geführt wird, der an seinen Rändern über das Niveau des Abwassers im Belebungsbecken vorstehende Strömungsbarrieren aufweist, und dass das im Belebungsbecken biologisch behandelte Wasser nach Passieren des Abscheiders zu einer Nachklärung abgeleitet wird, wie es im Patentanspruch 1 angegeben ist. This object is achieved in that the waste water in at least one formed by a channel-shaped activation tank with a circuit Flow speed of 0.10 to 0.50 m / s is driven that the wastewater arranged essentially upwards by a horizontally and at least 0.2 m submerged packet-like, flat separator is guided, which at its edges above the level of the Waste water in the aeration tank has protruding flow barriers, and that in the Aeration tank of biologically treated water after passing through the separator to one Clarification is derived as specified in claim 1.

Nach diesem Verfahren wird der Belebtschlamm vor dem Übergang in die Nachklärung zumin dest teilweise abgeschieden, fallt 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 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.

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 wastewater 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 Zulauf und Rücklaufschlamm vorgesehen. Darüber hinaus sind in den bogenförmigen Übergangsbereichen zwischen benachbarten, entgegengesetzt durchströmten Abschnitten Kreiselbelüfter 12 angeordnet, die dem Abwasser im Belebungsbecken gleichzeitig die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit 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, centrifugal aerators 12 are arranged in the arcuate transition regions between adjacent, oppositely flowing sections, which simultaneously give the wastewater in the activation tank the desired flow rate.

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, wobei 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 Becken wird über einen Zulauf 23 Abwasser zugeführt. Über Propellerrührwerke 24, 25, 26, von denen im Ausführungsbeispiel in Umfangsrichtung drei hintereinander angeordnet sind, wird die Abwasser auf die gewünschte Strö mungsgeschwindigkeit 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, wherein the radially outer 20, for example of the nitrification, the radially inwardly serves following denitrification 21 and the innermost 22 of dephosphatation. 23 wastewater is fed into the basin via an inlet. About propeller agitators 24 , 25 , 26 , three of which are arranged in the circumferential direction one behind the other in the exemplary embodiment, the wastewater is brought to the desired flow rate. It then finally reaches the area of a separator 27 , from which it can be fed to a clarification tank or another of the concentrically arranged tanks.

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

Die Abscheider sind jeweils flach und paketartig ausgebildet, wobei die Abscheiderelemente von einem kastenförmigen Rahmen gehalten sind. Die Abscheider sind eingetaucht im oberen Bereich des Kanals angeordnet. 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 flat and pack-like, the separator elements being held by a box-shaped frame. The separators are immersed 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 in Richtung der Kanalströmung geneigt verläuft, also bezogen auf die Kanalströmung, schräg aufwärts nach vorn The wastewater is always routed essentially upwards in the separators, this flow in the separator according to FIG. 4 being inclined in the direction of the channel flow, 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 the separator according to FIG. 5, on the other hand, 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

1. A process for the biological and biological-chemical treatment of waste water using activated sludge in a activated sludge tank with an integrated sludge separator, wherein the water treated biologically in the activated sludge tank is passed to a clarifier after passing through the separator or is directly introduced into a next treatment step or without any clarification is characterized by
that the wastewater is driven in at least one circuit formed by a channel-shaped aeration basin 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 immersed arranged packet-like, flat, known separator, which has projecting flow barriers at its edges above the level of the wastewater in the activation tank.

2. The method according to claim 1, characterized in that the waste water the Ab flow through the separator inclined upwards.

3. The method according to claim 2, characterized in that the waste water in Separator by more than 90 ° to the flow direction of the wastewater in the Aeration tank is diverted.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the wastewater in the separator is caused by slats or inclined relative to the vertical Pipes is guided.

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 roller-shaped conveyors are mainly moved horizontally.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that that the wastewater in several separate closed, formed by channel-shaped pools Cycles for nitrification, dentrification and / or dephosphation is performed.