DE19953249A1

DE19953249A1 - Process for the purification of waste water

Info

Publication number: DE19953249A1
Application number: DE1999153249
Authority: DE
Inventors: Brigitte Kempter; Werner Sternad; Walter Troesch
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1999-11-04
Filing date: 1999-11-04
Publication date: 2001-05-31
Also published as: AU1389401A; WO2001032565A2; WO2001032565A3

Abstract

The invention relates to an improved method for the purification of communal effluent.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Abwasser, wobei das Abwasser durch eine biologische und eine Denitrifikationsstufe geführt wird und der durch die Betriebsweise bedingte, über die Oberfläche des in der Denitrifikationsstufe befindlichen Abwassers stattfindende Sauerstoffeintrag reduziert wird sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines vorgenannten Verfahrens, umfassend eine biologische Reinigungsstufe und eine Denitrifikationsstufe, wobei bauliche Maßnahmen oder der Einsatz von Chemikalien zur Reduzierung des Eintrags von Sauerstoff in die Denitrifikationsstufe vorgesehen sind.The present invention relates to a process for the purification of Wastewater, whereby the wastewater by a biological and a Denitrification stage is performed and the conditional by the operation, over the surface of the wastewater in the denitrification stage occurring oxygen input is reduced and a device for Implementation of an aforementioned method, comprising a biological Cleaning stage and a denitrification stage, with structural measures or the use of chemicals to reduce the entry of Oxygen are provided in the Denitrifikationsstufe.

Um eine biologische Nährstoffeliminierung zu realisieren, wurden herkömmliche Abwasserreinigungsanlagen um eine Denitrifikations- und bei Bedarf um eine Nitrifikationszone erweitert. Im Falle einer biologischen Phosphateliminierung ist zusätzlich eine anaerobe Zone notwendig. Die biologische Nährstoffeliminierung erfolgt nach folgendem Prinzip:
Spezielle aerobe Mikroorganismen nitrifizieren unter Sauerstoffverbrauch Ammonium zu Nitrat, das anschließend von anderen Spezies zu molekularem Stickstoff umgesetzt wird. Hierzu sind sogenannte anoxische Bedingungen notwendig, das heißt, der zur Atmung notwendige Sauerstoff stammt aus dem Nitrat, das dabei zu molekularem Stickstoff umgesetzt wird und als Gas entweicht. Diese Nitratreduktion erfolgt jedoch nur, wenn kein gelöster Luftsauerstoff in entsprechender Menge zur Verfügung steht. Bei dieser Nitratatmung wird Kohlenstoff benötigt und abgebaut. Für die biologische Phosphateliminierung sind im Stand der Technik verschiedene physiologische Wege beschrieben, wobei eine endgültige Klärung des Mechanismus noch aussteht (Seyfried, 1998).In order to realize a biological nutrient elimination, conventional wastewater treatment plants have been expanded by a denitrification zone and, if necessary, by a nitrification zone. In the case of biological phosphate elimination, an anaerobic zone is additionally necessary. The biological nutrient removal takes place according to the following principle:
Special aerobic microorganisms nitrify ammonium to nitrate under oxygen consumption, which is then converted by other species into molecular nitrogen. For this purpose, so-called anoxic conditions are necessary, that is, the necessary oxygen for breathing comes from the nitrate, which is thereby converted to molecular nitrogen and escapes as gas. However, this nitrate reduction takes place only if no dissolved atmospheric oxygen is available in an appropriate amount. In this nitrate breathing carbon is needed and degraded. For biological phosphate elimination various physiological routes are described in the prior art, with a final clarification of the mechanism is still outstanding (Seyfried, 1998).

Besonders für die Stickstoffeliminierung sind zahlreiche Verfahrensvarianten realisiert. Man unterscheidet zum Beispiel vorgeschaltete, nachgeschaltete, simultane und intermittierende Betriebsweisen. Um ein Sedimentieren der Biomasse zu verhindern, werden die Denitrifikationszonen üblicherweise intensiv gerührt. Die auf Stickstoffeliminierung erweiterten Anlagen weisen aufgrund der baulichen Realisierung jedoch meist eine geringe Kohlenstoffbelastung auf und werden in der Literatur dementsprechend als schwach belastete Prozesse bezeichnet (Sarner und Karlsson, 1997), wodurch filamentöse Mikroorganismen begünstigt werden (Knoop und Kunst, 1998).Especially for the nitrogen elimination are numerous Implemented process variants. One differentiates for example upstream, downstream, simultaneous and intermittent Operations. To prevent sedimentation of the biomass, be the denitrification zones are usually stirred intensively. The on Nitrogen elimination extended facilities exhibit due to the structural Realization, however, usually a low carbon load on and Accordingly, in the literature they are considered weakly loaded processes denoted (Sarner and Karlsson, 1997), causing filamentous Microorganisms are favored (Knoop and Art, 1998).

Es ist bekannt, dass seit der Einführung der mechanisch-biologischen Abwasserreinigung nach dem Belebtschlammverfahren (Arden und Lockett, 1914) filamentöse Mikroorganismen auftreten, die zur Störung der Abwasserreinigung führen (Casey et al., 1995). Die auftretenden Probleme bestehen im wesentlichen in der Schaumbildung im Belebungsbecken und im schlechten Absetzverhalten in der Nachklärung durch einen erhöhten Schlammvolumenindex (SVI).It is known that since the introduction of mechanical-biological Wastewater treatment according to the activated sludge process (Arden and Lockett, 1914) occur filamentous microorganisms, which disturb the Wastewater treatment (Casey et al., 1995). The problems encountered exist essentially in the foaming in the aeration tank and in the bad settling behavior in the secondary clarification by an increased Sludge volume index (SVI).

Seit Einführung der weitergehenden Abwasserreinigung, die durch verschiedene gesetzliche Forderungen (zum Beispiel EU-Richtlinie zur Behandlung von kommunalem Abwasser) notwendig wurde, mussten zahlreiche Abwasserreinigungsanlagen nachgerüstet werden, um die Nährstoffe, insbesondere Stickstoff und Phosphat, zu eliminieren und so die geforderten Grenzwerte einzuhalten. Seither wird jedoch ein vermehrtes Auftreten von filamentösen Mikroorganismen beobachtet und die früher in manchen Fällen helfenden Maßnahmen bleiben bei dem vermehrten Auftreten der filamentösen Mikroorganismen ohne Wirkung (Casey et al., 1995). Das Problem ist so weitreichend und bedeutend, dass staatlich geförderte, groß angelegte und internationale Studien, an denen zum Teil bis zu mehrere hundert Kläranlagen teilnahmen (Eikelboom et al., 1998; Wanner et al., 1998; Andreasen und Sigvardsen, 1996), durchgeführt wurden. Das Phänomen wird weltweit von mehreren Autoren beschrieben (Andreasen und Sigvardsen, 1996; Bitton, 1994; Casey et al., 1995; Eikelboom et al., 1998; Knoop und Kunst, 1998; Musvoto et al., 1994; Westlund et al., 1996). Dabei wird oft beobachtet, dass das unkontrollierte und übermäßige Wachstum filamentöser Mikroorganismen saisonalen Schwankungen unterliegt. In kalten Jahreszeiten vermehren sich diese Organismen bevorzugt und führen dann zu erheblichen Betriebsstörungen, wohingegen in der wärmeren Jahreszeit ein Rückgang der filamentösen Mikroorganismen beobachtet wird (Eickelboom et al., 1998; Sarner und Karlsson, 1997). Filamentöse Mikroorganismen stören die Abwasserreinigung durch Schaumbildung in der Belebung und schlechte Absetzeigenschaften des Belebtschlamms in der Nachklärung (Wanner et al., 1998). Die filamentösen Mikroorganismen werden in der anschließenden Schlammfaulung nicht abgebaut und führen so zu einem erhöhten Volumen des ausgefaulten Schlamms. Außerdem erschweren sie den Austritt des Biogases, so dass es im Faulturm zur Schaumbildung kommen kann, wodurch der Faulbetrieb erheblich gestört wird.Since the introduction of advanced wastewater treatment by various legal requirements (for example EU Directive on Treatment of municipal wastewater) became necessary numerous wastewater treatment plants are retrofitted to the Nutrients, especially nitrogen and phosphate, to eliminate and so the to comply with the required limit values. Since then, however, an increased Occurrence of filamentous microorganisms observed and earlier in In some cases helping measures remain with the increased Occurrence of filamentous microorganisms without effect (Casey et al., 1995). The problem is so far-reaching and significant that state funded, large-scale and international studies, some of which to participated in several hundred wastewater treatment plants (Eikelboom et al., 1998; Wanner et al., 1998; Andreasen and Sigvardsen, 1996) were. The phenomenon is described worldwide by several authors (Andreasen and Sigvardsen, 1996; Bitton, 1994; Casey et al., 1995; Eikelboom et al., 1998; Knoop and Art, 1998; Musvoto et al., 1994; Westlund et al., 1996). It is often observed that the uncontrolled and excessive growth of filamentous microorganisms seasonal Is subject to fluctuations. In cold seasons, these multiply Organisms preferred and then lead to significant disruption, whereas in the warmer season there is a decline in the filamentous Microorganisms is observed (Eickelboom et al., 1998, Sarner and Karlsson, 1997). Filamentous microorganisms disturb the Wastewater treatment by foaming in the wake and bad Settling properties of activated sludge in the secondary clarification (Wanner et al., 1998). The filamentous microorganisms are in the subsequent Sludge digestion is not degraded and thus leads to an increased volume of the digested mud. In addition, they make it more difficult for people to leave Biogas so that foaming may occur in the digester, whereby the digestion is significantly disturbed.

Bitton (1994) beschreibt, dass filamentöse Mikroorganismen bei geringen Substratkonzentrationen im Vorteil gegenüber Flockenorganismen sind und dann bevorzugt wachsen.Bitton (1994) describes that filamentous microorganisms at low Substrate concentrations in the advantage over flake organisms are and then preferably grow.

Trotz der zahlreichen Untersuchungen und Studien wurde in der Literatur bis jetzt kein umfassender Lösungsansatz zur Vermeidung filamentöser Mikroorganismen in erweiterten Abwasserreinigungsanlagen formuliert.Despite the numerous studies and studies has been in the literature So far no comprehensive approach to avoid filamentous Formulated microorganisms in advanced wastewater treatment plants.

Die niedrige Temperatur allein kann nicht die Ursache für das Auftreten filamentöser Mikroorganismen sein. Denn die unterschiedliche Neigung verschiedener Anlagenvarianten zur massenhaften Vermehrung filamentöser Mikroorganismen wird durch die Angaben im Stand der Technik nicht erklärt (Westlund et al., 1996). Außerdem ist von herkömmlichen, nicht erweiterten Anlagen dieses temperaturabhängige Wachstum filamentöser Mikroorganismen und somit deren saisonalabhängiges Auftreten nicht beschrieben. Ein bisher nicht in die Erwägung gezogener Aspekt für die selektive Wachstumsförderung filamentöser Mikroorganismen ist vielmehr auch der Einfluss von Sauerstoff. Es wurde im Stand der Technik auch nicht ausreichend berücksichtigt, dass in die anoxische Denitrifikationszone unkontrolliert erhebliche Mengen an Luftsauerstoff eingetragen werden. Die dort vorliegende Gelöstsauerstoffkonzentration ist niedrig und schafft einen Wachstumsvorteil für filamentöse Mikroorganismen. Unter gewünschten idealen Bedingungen ohne gelösten Luftsauerstoff wird der Kohlenstoffabbau dort durch die durch Nitrat bereitgestellten Sauerstoffäquivalente bestimmt und limitiert, so dass lediglich so viel Kohlenstoff verbraucht wird, wie durch die Nitratatmung veratmet werden kann, und zwar ausschließlich durch Denitrifikanten. Dabei entsteht molekularer Stickstoff. Bei der durch den eingetragenen Luftsauerstoff ablaufenden zusätzlichen aeroben Atmung filamentöser Mikroorganismen wird in der Denitrifikationszone zusätzlich Kohlenstoff verbraucht und dadurch die Kohlenstoffkonzentration weiter gesenkt. Dieser Kohlenstoff steht in der Belebungszone nicht mehr zur Verfügung. So kann sich auch dort aufgrund der geringen Kohlenstoffkonzentration zusätzlich ein weiterer Vorteil für filamentöse Mikroorganismen ergeben.The low temperature alone can not be the cause of the occurrence be filamentous microorganisms. Because the different inclination various plant variants for mass propagation filamentous Microorganisms are not affected by the information in the prior art (Westlund et al., 1996). Besides, it is not conventional extended investments this temperature-dependent growth filamentous Microorganisms and thus their seasonal occurrence does not described. An aspect not previously considered for the selective growth promotion of filamentous microorganisms is rather also the influence of oxygen. It has not been in the prior art either sufficiently taken into account that in the anoxic denitrification zone uncontrolled significant amounts of atmospheric oxygen are registered. The There dissolved oxygen concentration is low and creates a Growth advantage for filamentous microorganisms. Under desired ideal conditions without dissolved atmospheric oxygen will be the Carbon degradation there by those provided by nitrate Oxygen equivalents determined and limited, so that only so much Carbon is consumed as respired by the nitrate respiration can, and only by Denitrifikanten. It arises molecular nitrogen. At the by the registered atmospheric oxygen ongoing additional aerobic respiration of filamentous microorganisms In addition, carbon is consumed in the denitrification zone and thereby further reducing the carbon concentration. This carbon is no longer available in the activation zone. That's the way it can be there due to the low carbon concentration additionally another Give advantage for filamentous microorganisms.

Üblicherweise erfolgt der Sauerstoffeintrag sehr häufig durch Blasenbegasung, die sehr effizient ist, da sie große spezifische Phasengrenzflächen bereitstellt und ausnutzt. In der Denitrifikationszone wird über die intensiv bewegte Oberfläche Sauerstoff eingetragen. Dieses Prinzip des Sauerstoffeintrags ist in der Natur weit verbreitet (zum Beispiel Strömung in Flüssen, Wellen im Meer, etc.) und wird auch in der Biotechnologie bewusst eingesetzt (zum Beispiel Zellzüchtung in Schüttelkolben). Dabei muss unterschieden werden zwischen dem Sauerstoffeintrag und der Gelöstsauerstoffkonzentration. Die messbare Gelöstsauerstoffkonzentration ist allein kein Maß dafür, welche Mengen an Sauerstoff tatsächlich eingetragen werden. Eine gemessene Sauerstoffkonzentration in der Denitrifikationszone von 0 mg/l ist kein Indiz dafür, dass kein Sauerstoff eingetragen wird. Denn auch in Bioreaktoren mit hoher Zelldichte, die man intensiv mit mehreren kg O₂/m³. h belüftet, werden meist schon nach kurzer Zeit Sauerstoffkonzentrationen von 0 mg/l gemessen, weil der eingetragene Sauerstoff vollständig verbraucht ist. Der spezifische Sauerstoffeintrag OTR (oxygen transfer rate) wird in der Technik allgemein beschrieben mit OTR = k_L . a . Δc.Typically, oxygenation is very often done by bubble gassing, which is very efficient because it provides and exploits large specific phase interfaces. In the denitrification zone, oxygen is introduced via the intensely moving surface. This principle of oxygenation is widespread in nature (for example, flow in rivers, waves in the sea, etc.) and is also used deliberately in biotechnology (for example, cell culture in shake flasks). A distinction must be made between the oxygen input and the dissolved oxygen concentration. The measurable dissolved oxygen concentration alone is not a measure of what amounts of oxygen actually entered. A measured oxygen concentration in the denitrification zone of 0 mg / l is not an indication that no oxygen is introduced. Because even in bioreactors with high cell density, which one intensively with several kg O ₂ / m ³ . h vented, oxygen concentrations of 0 mg / l are usually measured after a short time, because the registered oxygen is completely consumed. The oxygen transfer rate (OTR) is generally described in the art as OTR = k _L. a. .DELTA.c.

Hierbei bedeutet Δc das treibende Konzentrationsgefälle des Sauerstoffs, a die spezifische Phasengrenzfläche und k_L den physikalischen Stofftransportkoeffizient. Im Fall der Denitrifikationszone ist die spezifische Phasengrenzfläche a, über die der Sauerstoffeintrag erfolgt, die Kontaktfläche zwischen dem gefüllten Becken mit der darüber liegenden Luft bezogen auf das Flüssigkeitsvolumen im Becken. Der Sauerstofftransportkoeffizient k_L ist sehr stark davon abhängig, ob und wie intensiv die Oberfläche bewegt wird. Aus eigenen Messungen sind folgende typischen k_L-Werte für wasserähnliche Flüssigkeiten bekannt (Buck, 1981):
Here, Δc is the driving concentration gradient of the oxygen, a the specific phase interface and k _L the physical mass transport coefficient. In the case of the denitrification zone, the specific phase boundary a through which oxygen is introduced is the area of contact between the filled basin and the overlying air relative to the volume of liquid in the basin. The oxygen transport coefficient k _L depends very much on whether and how intensively the surface is moved. The following typical k _L values for water-like liquids are known from own measurements (Buck, 1981):

k_L-Werte (m/s)k _L values (m / s) Ruhende OberflächenResting surfaces 5 . 10^-6 5. 10 ^-6 Laminare StrömungenLaminar flows 10^-4 10 ^-4 Turbulente StrömungenTurbulent currents 5 . 10^-4 5. 10 ^-4

Das Konzentrationsgefälle Δc beschreibt den Konzentrationsunterschied zwischen der Gleichgewichtskonzentration zwischen Gas und Flüssigkeit an der Grenzschicht und der Konzentration im Kern der Flüssigkeit. Die Gleichgewichtskonzentration zwischen Gas und Flüssigkeit entspricht der Konzentration in der Gasphase (Henry'sches Gesetz) und ist abhängig von der Temperatur: mit zunehmender Temperatur sinkt die Sauerstofflöslichkeit. Bezogen auf die Denitrifikationszone bedeutet dies, dass der Sauerstoffeintrag über die Beckenoberfläche erfolgt und umso größer ist, je intensiver die Oberfläche durch Rühren bewegt wird. Außerdem wird der Eintrag erhöht, wenn der eingetragene Sauerstoff durch Mikroorganismen verbraucht, die Gesamtsauerstoffkonzentration 0 mg/l beträgt und das treibende Konzentrationsgefälle Δc dadurch maximal wird. Schließlich trägt die temperaturabhängige Sauerstofflöslichkeit dazu bei, dass trotz unveränderter Verfahrensweise im Winter mehr Sauerstoff eingetragen wird als im Sommer und dadurch der saisonale Wachstumsvorteil filamentöser Mikroorganismen hervorgerufen wird. Weiterhin ist in diesem Zusammenhang im Stand der Technik bekannt, dass der Sauerstoffeintrag in kg O₂ pro m² Oberfläche und Tag beispielsweise bei einer Wassertemperatur von 10°C für ruhende, laminare und turbulente Oberflächen unterschiedlich ist. Für turbulent bewegte Oberflächen ist der Sauerstoffeintrag um den Faktor 100 höher als für ruhende Oberflächen, und für laminar bewegte um den Faktor 20 höher als für ruhende Oberflächen. Allein durch die Bewegung der Oberfläche des Denitrifikationsbecken durch Rühren wird also der Sauerstoffeintrag um den Faktor 100 im Vergleich zu unbewegten Flächen erhöht.The concentration gradient Δc describes the concentration difference between the equilibrium concentration of gas and liquid at the boundary layer and the concentration in the core of the liquid. The equilibrium concentration between gas and liquid corresponds to the concentration in the gas phase (Henry's law) and is dependent on the temperature: with increasing temperature, the oxygen solubility decreases. With reference to the denitrification zone, this means that the oxygen input takes place via the basin surface and is the greater the more intensive the surface is moved by stirring. In addition, the input is increased when the inputted oxygen is consumed by microorganisms, the total oxygen concentration is 0 mg / L, and the driving concentration gradient Δc thereby becomes maximum. Finally, the temperature-dependent oxygen solubility contributes to the fact that, despite the unchanged procedure, more oxygen is added in winter than in summer, thereby causing the seasonal growth advantage of filamentous microorganisms. Furthermore, it is known in the art that the oxygen input in kg O ₂ per m ² surface and day, for example at a water temperature of 10 ° C for resting, laminar and turbulent surfaces is different. For turbulent moving surfaces, the oxygen input is 100 times higher than for resting surfaces, and for laminar moving 20 times higher than for resting surfaces. Just by moving the surface of the denitrification tank by stirring, so the oxygen input is increased by a factor of 100 compared to stationary surfaces.

Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende technische Problem liegt also darin, ein eine Denitrifikationsstufe umfassendes Verfahren und eine Vorrichtung zur biologischen Abwasserreinigung bereitzustellen, das beziehungsweise die ein massenhaftes Auftreten filamentöser Mikroorganismen vermeidet.The technical problem underlying the present invention is So therein, a Denitrifikationsstufe comprehensive method and a To provide apparatus for biological wastewater treatment, the or the mass appearance filamentous Avoids microorganisms.

Die Erfindung löst dieses technische Problem durch die Bereitstellung eines Verfahrens zur Reinigung von Abwasser, wobei das Abwasser durch eine biologische Reinigungsstufe und eine Denitrifikationsstufe geführt wird und wobei der durch die Betriebsweise bedingte Sauerstoffeintrag, insbesondere über die Oberfläche, des in der Denitrifikationsstufe beziehungsweise Denitrifikationszone befindlichen Abwassers reduziert wird, insbesondere so weit reduziert wird, dass das Wachstum filamentöser Mikroorganismen in der Abwasserreinigungsanlage vermindert oder unterbunden wird. Der Vorteil dieses Verfahrens gegenüber den im Stand der Technik bekannten Verfahren ist, dass durch die Reduzierung des Sauerstoffeintrages oder die Reduktion der Sauerstoffverfügbarkeit das Wachstum der filamentösen Mikroorganismen reduziert wird. Durch die geringe Belastung mit filamentösen Mikroorganismen wird das gesamte Verfahren der Abwasserreinigung von Problemen wie beispielsweise der Schaumbildung im Belebungsbecken oder dem schlechten Absetzverhalten in der Nachklärung befreit.The invention solves this technical problem by providing a Process for the purification of waste water, the waste water being separated by a biological purification step and a Denitrifikationsstufe is performed and wherein the conditional by the operation oxygen input, in particular over the surface, in the denitrification stage respectively Denitrification zone located wastewater is reduced, in particular is reduced so much that the growth of filamentous microorganisms is reduced or prevented in the wastewater treatment plant. The Advantage of this method over those known in the art Procedure is that by reducing the oxygen input or the Reduction of oxygen availability the growth of filamentous Microorganisms is reduced. Due to the low load with filamentous microorganisms is the whole process of Wastewater treatment of problems such as foaming in the aeration tank or the poor settling behavior in the Post-clearance freed.

Im Sinne der Erfindung kann das Verfahren zur Reinigung von Abwasser unter Einsatz einer Vielzahl von Reinigungsstufen erfolgen:
Erfindungsgemäß muss das Verfahren jedoch mindestens eine biologische Reinigungsstufe und eine Denitrifikationsstufe aufweisen, wobei bei Bedarf die Abwasserreinigungsanlage um zum Beispiel eine Nitrifikationszone oder um eine weitere Reinigungsstufe für die chemische Phosphat- Eliminierung erweitert werden kann. Die erfindungsgemäße Kläranlage und das erfindungsgemäße Verfahren kann daher zum Beispiel eine mechanische Stufe zur Vorklärung, zum Beispiel mit Sandfang, Rechen und/oder Vorklärbecken, Nachklärstufen, Schlammfaulungsstufen, Entwässerungsstufen etc. umfassen. Selbstverständlich können auch chemische Reinigungsstufen, wie chemische Fällungsstufen, oder Mikrosiebe hinzukommen. Zum Beispiel bei einem hohen Nitratgehalt des Abwassers kann die Denitrifikationsstufe in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung zuerst erfolgen und die biologische Reinigungsstufe folgt der Denitrifikationsstufe: Selbstverständlich kann erfindungsgemäß jedoch auch vorgesehen sein, zuerst die biologische Reinigung und dann die Denitrifikation durchzuführen. Die Abwasserbeschaffenheit, die Reinhalteanforderungen und die örtlichen Verhältnisse legen die jeweils bestgeeignete erfindungsgemäße Systemkombination fest. Beispielsweise kann die biologische Reinigungsstufe dadurch entlastet werden, dass eine Phosphat-Vorfällung des Abwassers erfolgt. Der Phosphatgehalt des Abwassers wird dabei so weit gesenkt, dass der Phosphatbedarf der nachfolgenden biologischen Reinigungsstufe garantiert ist. Erfindungsgemäß ist es jedoch auch möglich, die Phosphatfällung als Simultanfällung oder als Nachfällung durchzuführen. Biologische Verfahren zur Abwasserreinigung innerhalb der biologischen Reinigungsstufe können beispielsweise Belebungsverfahren in Belebtschlammbecken beziehungsweise Belebungsbecken sein beziehungsweise biologische Verfahren innerhalb von Tropfkörpern und Tauchkörpern. Biologische Verfahren können auch in geschlossenen Behältern durchgeführt werden wie Bio-Hochreaktoren, Turmbiologien, Schlaufenreaktoren.For the purposes of the invention, the process for purifying wastewater can be carried out using a plurality of purification stages:
According to the invention, however, the process must have at least one biological purification stage and one denitrification stage, wherein, if required, the wastewater treatment plant can be extended by, for example, a nitrification zone or by a further purification stage for chemical phosphate elimination. The sewage treatment plant according to the invention and the process according to the invention can therefore comprise, for example, a mechanical stage for preclarification, for example with sand traps, rakes and / or primary sedimentation tanks, secondary clarification stages, sludge digestion stages, dewatering stages, etc. Of course, chemical cleaning steps, such as chemical precipitation stages, or micro sieves may be added. For example, in a high nitrate content of the wastewater, the denitrification in a preferred embodiment of the invention may be carried out first and the biological purification stage follows the denitrification: Of course, according to the invention can also be provided to perform first the biological purification and then the denitrification. The quality of the wastewater, the clean-up requirements and the local conditions determine the respectively best suited system combination according to the invention. For example, the biological purification stage can be relieved that a phosphate pre-precipitation of the wastewater takes place. The phosphate content of the wastewater is reduced so much that the phosphate requirement of the subsequent biological purification stage is guaranteed. According to the invention, however, it is also possible to carry out the phosphate precipitation as simultaneous precipitation or as post-precipitation. Biological processes for wastewater treatment within the biological purification stage can be, for example, activated sludge processes in activated sludge basins or activated sludge tanks or biological processes within drip beds and submerged bodies. Biological processes can also be carried out in closed containers such as bio-high reactors, tower biologies, loop reactors.

Der aerobe Abbau der Abwässer in Belebtschlammbecken, Tropfkörper oder in geschlossenen Bioreaktoren erfolgt bei diesen Verfahren so, dass unter künstlichem Lufteintrag durch zum Beispiel Gebläse, Rotoren, Walzen oder Düsen organische Stoffe durch Mikroorganismen und Kleinlebewesen unter Neubildung von Biomasse zu unschädlichen Verbindungen wie Kohlendioxid, Wasser, Nitraten und Sulfaten metabolisiert wird.The aerobic degradation of wastewater in activated sludge basins, trickling filters or in closed bioreactors in these processes is such that under artificial air intake by, for example, blowers, rotors, rollers or nozzles organic matter through microorganisms and microorganisms Under new formation of biomass to harmless connections like Carbon dioxide, water, nitrates and sulfates is metabolized.

Weist das zu reinigende Abwasser einen hohen Anteil an biologisch schwer abbaubaren Komponenten wie zum Beispiel Kohlenwasserstoffen oder an Schwermetallen auf, ist es erfindungsgemäß zweckmäßig, mit dem biologischen Verfahren ein physikalisches oder chemisches Verfahren gemeinsam einzusetzen.Does the wastewater to be purified a high proportion of biologically difficult degradable components such as hydrocarbons or on Heavy metals, it is appropriate according to the invention, with the biological process, a physical or chemical process to use together.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter einer Stufe ein räumlicher Bereich, das heißt ein Teil einer Anlage, und/oder ein Vorgang, das heißt ein Verfahrensschritt, verstanden.In the context of the present invention is under a stage a spatial area, that is part of a facility, and / or a Process, that is a process step, understood.

Erfindungsgemäß wird unter einer Denitrifikationsstufe jeder Bereich oder Vorgang verstanden, in dem eine Form der Nitratatmung oder der dissimilatorischen Nitratreduktion stattfinden kann, das heißt, die Denitrifikationsstufe kann erfindungsgemäß ein eigenes Becken innerhalb eines Abwassersystems sein, es kann sich jedoch auch um eine Denitrifikationszone innerhalb einer größeren Abwasser flüssigkeitsansammlung handeln. Von Bedeutung ist, dass ein Stickstoffkreislauf dergestalt stattfindet, dass das Nitrat und die gebildeten Reduktionsprodukte aus der Denitrifikationsstufe entfernt, insbesondere von Organismen ausgeschieden, werden. Während des Vorganges der Denitrifikation wird unter anoxischen Bedingungen Nitrat über Nitrit und Distickstoffoxid zu elementarem Stickstoff reduziert.According to the invention, under a denitrification stage, each area or Understood process in which a form of nitrate respiration or the dissimilatory nitrate reduction can take place, that is, the Denitrification can according to the invention a separate basin within a sewage system, but it can also be a Denitrification zone within a larger wastewater liquid accumulation act. Of importance is that one Nitrogen cycle takes place such that the nitrate and the formed Removed reduction products from the denitrification, in particular of Organisms are eliminated. During the process of Denitrification is carried out under anoxic conditions using nitrite and nitrate Nitrous oxide reduced to elemental nitrogen.

Erfindungsgemäß wird unter anoxischen Bedingungen verstanden, dass kein gelöster molekularer Sauerstoff vorliegt, wobei jedoch chemisch gebundener und für Mikroorganismen verfügbarer Sauerstoff in Form von z. B. NO₃ vorhanden ist. Demgemäss kann z. B. Nitratatmung stattfinden. Unter anaeroben Bedingungen liegt kein für Mikroorganismen verfügbarer Sauerstoff vor. Es kann keine Atmung erfolgen.According to the invention is understood under anoxic conditions that no dissolved molecular oxygen is present, but chemically bound and available for microorganisms oxygen in the form of z. B. NO _{3 is} present. Accordingly, for. B. nitrate respiration take place. Under anaerobic conditions, there is no available oxygen for microorganisms. There is no breathing.

Unter Verringerung beziehungsweise Reduzierung des durch die Betriebsweise bedingten Sauerstoffeintrags wird erfindungsgemäß jeder Vorgang oder bauliche Maßnahme verstanden, der beziehungsweise die dazu führt, dass molekularer oder physikalisch, chemisch oder biologisch gebundener Sauerstoff in einer verfügbaren Endkonzentration in der Denitrifikationsstufe vorliegt, die die Vermehrung beziehungsweise das Wachsturn von filamentösen Mikroorganismen negativ beeinflusst, und zwar im Vergleich zu einem stattfindenden Sauerstoffeintrag ohne Vornahme der erfindungsgemäßen baulichen und/oder verfahrenstechnischen Maßnahmen. Filamentöse Mikroorganismen im Sinne der vorliegenden Erfindung sind insbesondere Bakterien, z. B. Microthrix parvicella oder fädige Mikroorganismen Typ 021N. Durch eine erfindungsgemäße Reduktion des Sauerstoffeintrags um 1 kg wird der Zuwachs an Biomasse filamentöser Mikroorganismen um 0,59 kg TS (Trockensubstanz) gesenkt. Wird der Sauerstoffeintrag in der Kläranlage erfindungsgemäß beispielsweise um 50% reduziert, ist der Zuwachs an Biomasse filamentöser Mikroorganismen während der nächsten 30 Tage um 1715 kg TS reduziert. Eine Reduktion des Wachstums filamentöser Mikroorganismen durch reduzierten Sauerstoffeintrag hat einen geringeren Kohlenstoffverbrauch zur Folge, so dass im Belebungsbecken eine höhere Kohlenstoffkonzentration zur Verfügung steht und dadurch eine weitere Reduktion des Wachstums filamentöser Mikroorganismen erfolgen kann.By reducing or reducing by the Operation-related oxygen input according to the invention everyone Process or structural measure understood, the or the that leads to being molecular or physical, chemical or biological bound oxygen in an available final concentration in the Denitrification is present, the propagation or the Growth of filamentous microorganisms adversely affected, and although in comparison to a taking place oxygen entry without Making the structural and / or procedural measures. Filamentous microorganisms in the For the purposes of the present invention, in particular bacteria, for. B. Microthrix parvicella or filamentous microorganisms type 021N. By a inventive reduction of the oxygen input by 1 kg is the Increase in biomass of filamentous microorganisms by 0.59 kg DM (Dry matter) lowered. Is the oxygen input in the sewage treatment plant According to the invention, for example, reduced by 50%, the increase is Biomass of filamentous microorganisms during the next 30 days 1715 kg TS reduced. A reduction of filamentous growth Microorganisms by reduced oxygen input has a lower Carbon consumption, so that in the aeration tank a higher Carbon concentration is available and thereby another Reduction of the growth of filamentous microorganisms can take place.

Der Vorgang der Reduzierung des Sauerstoffeintrages kann beispielsweise nicht in jedem Fall mit Sauerstoffelektroden oder anderen Messverfahren durch Messen des aktuellen Sauerstoffgehaltes, das heißt der Gelöstsauerstoffkonzentration, bestimmt werden, da aufgrund eines schnellen O₂-Verbrauches durch zum Beispiel eine große Anzahl von Mikroorganismen auch bei hohem O₂-Eintrag die Gelöstsauerstoff konzentration sehr niedrig sein kann. Das heißt, erfindungsgemäß sind auch Verfahren beansprucht, die nicht unmittelbar dazu führen, dass die Sauerstoffkonzentration im Abwasser gesenkt, insbesondere signifikant gesenkt wird, sondern auch Verfahren die dazu führen, dass weniger Sauerstoff über verschiedene Kreisläufe, beispielsweise über Mikroorganismen oder über die Flüssigkeitsoberfläche des Abwassers in dieses, eingebracht wird. Selbstverständlich betrifft die Erfindung jedoch auch Maßnahmen zur Verringerung der Gelöstsauerstoffkonzentration, wie die Zugabe von chemischen Substanzen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch als den Sauerstoffeintrag-reduzierende Verfahren bezeichnet werden. Dies insbesondere deshalb, weil derartige Maßnahmen auch die biologische Verfügbarkeit von Sauerstoff im Abwasser reduzieren.The process of reducing the oxygen input, for example, can not be determined in each case with oxygen electrodes or other measuring methods by measuring the current oxygen content, that is the dissolved oxygen concentration, since due to rapid O ₂ consumption by, for example, a large number of microorganisms even at high O ₂ entry the dissolved oxygen concentration can be very low. That is, according to the invention, methods are also claimed which do not lead directly to the fact that the oxygen concentration in the wastewater is lowered, in particular significantly reduced, but also processes which result in less oxygen via different cycles, for example via microorganisms or via the liquid surface of the wastewater in this, is introduced. Of course, however, the invention also relates to measures for reducing the dissolved oxygen concentration, such as the addition of chemical substances, which are also referred to in the context of the present invention as the oxygenation-reducing method. This is particularly because such measures also reduce the biological availability of oxygen in the wastewater.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Reduzierung des Sauerstoffeintrages durch eine vollständige, im wesentlichen vollständige oder teilweise Einhausung der Denitrifikationszone und/oder der Zuflüsse zu derselben, durch die Zugabe von chemischen Substanzen zur Verringerung der biologischen Sauerstoffverfügbarkeit, durch Vornahme von flächigen Einbauten unter, an oder über der Oberfläche des Abwassers in der Denitrifikationsstufe und/oder der Zuflüsse zu derselben, durch intermittierendes Rühren des Abwassers in der Denitrifikationsstufe und/oder durch die Zuleitung des zu klärenden Abwassers unterhalb des Abwasserspiegels der Denitrifikationsstufe.In a preferred embodiment of the invention, the reduction takes place the oxygen input through a complete, essentially complete or partial enclosure of the denitrification zone and / or the inflows to the same, through the addition of chemical substances to reduce biological oxygen availability, by Making surface installations below, at or above the surface of the Waste water in the denitrification stage and / or the inflow to the same, by intermittently stirring the waste water in the denitrification stage and / or by the supply of the wastewater to be clarified below the Sewage level of the denitrification stage.

Vorzugsweise erfolgt die Einhausung der Denitrifikationszone beziehungsweise der Zuflüsse zu derselben dadurch, dass die Denitrifikationsstufe beziehungsweise deren Zuflüsse mittels einer Abdeckvorrichtung, zum Beispiel einem Deckel, einer Platte oder Folie, abgedeckt wird. Die Einhausung dient dazu, den Luftzutritt zum Abwasser zu behindern oder zu verhindern. Das Abdecken kann beispielsweise in einer Denitrifikationsstufe, die als Denitrifikationsbecken ausgebildet ist, dergestalt erfolgen, dass das Becken zum Luftraum hin mit einem Kunststoff-, Holz-, Betonsockel oder -deckel luftdicht oder weitgehend luftdicht abgeschlossen wird. Von Vorteil ist es, wenn die Abdeckvorrichtung, zum Beispiel der Betondeckel, Ventile, insbesondere Rückschlagventile oder Rückschlagklappen aufweist, die Stickstoff oder Kohlendioxid aus der Denitrifikationszone beziehungsweise dem Denitrifikationsbecken oder der Denitrifikationsstufe entweichen lassen, ohne dass hierbei Sauerstoff von außen unter die Konstruktion der Einhausung eindringen kann. Bei Neubauten von Abwasseranlagen und Abwassersystemen kann die Einhausung vorzugsweise dadurch erfolgen, dass die Denitrifikationsstufe oder das Denitrifikationsbecken und/oder die Zuflüsse zu demselben vollständig oder nahezu vollständig als geschlossener oder abgeschlossener Behälter gebaut werden.Preferably, the enclosure of the denitrification zone or the inflows to the same by the fact that the Denitrification or their inflows by means of a Covering device, for example a lid, a plate or foil, is covered. The enclosure serves to provide air access to the wastewater to hinder or prevent. The covering can, for example, in a denitrification stage designed as a denitrification basin, take place in such a way that the basin towards the air space with a Plastic, wood, concrete base or lid airtight or largely airtight is completed. It is advantageous if the Covering device, for example the concrete cover, valves, in particular Check valves or check valves, the nitrogen or Carbon dioxide from the denitrification zone or the Allow the denitrification tank or denitrification stage to escape, without causing oxygen from the outside under the construction of the Enclosure can penetrate. In new buildings of sewage systems and Sewage systems, the enclosure can preferably be done by that the denitrification stage or denitrification basin and / or the Inflows to the same completely or almost completely as be built closed or closed container.

Als chemische Substanzen zur Verringerung des Sauerstoffgehaltes werden vorteilhafterweise Substanzen eingesetzt, die durch ihr Einbringen in die Lösung, also in das Abwasser, in der Lage sind, den molekularen Sauerstoff, zum Beispiel chemisch oder physikalisch so zu binden, dass er metabolischen Prozessen, insbesondere den metabolischen Prozessen von filamentösen Mikroorganismen im Abwasser, nicht mehr zur Atmung zur Verfügung steht. Es kann sich erfindungsgemäß auch um Substanzen handeln, die durch ihre Einwirkung auf weitere Stoffkreisläufe in oder mit Algen, Bakterien, Pflanzen oder anderen Organismen in der Lage sind, den Sauerstoffgehalt zu verringern. Vorteilhaft und erfindungsgemäß bevorzugt ist es, Substanzen zu verwenden, die Sauerstoff reduzieren können, also zum Beispiel ein sauerstoffreduzierendes Agens. Zweckmäßigerweise handelt es sich hierbei um Reduktionsmittel, die als Element oder als Verbindung in der Lage sind, durch die Abgabe von Elektronen in einen energieärmeren Zustand überzugehen. Erfindungsgemäß können vorzugsweise auch Substanzen eingesetzt werden, die die Stoffwechselleistung von Sauerstoff- abgebenden Mikroorganismen reduzieren.As chemical substances to reduce the oxygen content advantageously used substances by their introduction into the Solution, so in the sewage, are able to absorb the molecular oxygen, for example chemically or physically so that he metabolic processes, in particular the metabolic processes of Filamentous microorganisms in the sewage, no longer for respiration Available. According to the invention, it may also be substances acting through their influence on further material cycles in or with Algae, bacteria, plants or other organisms are able to To reduce oxygen content. Advantageous and preferred according to the invention is to use substances that can reduce oxygen, so to Example of an oxygen-reducing agent. Appropriately, it acts These are reducing agents that act as an element or as a compound in are able by the discharge of electrons into a lower energy Pass state. Also preferably according to the invention Substances are used that increase the metabolic performance of oxygen Reduce donating microorganisms.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die chemische Substanz Natriumsulfit. Es ist erfindungsgemäß jedoch auch möglich, andere Sulfite wie zum Beispiel Kaliumsulfit, Natriumdithionit (Na₂S₂O₄), Grünsalz (Eisen-II-sulfat-Heptahydrat FeSO₄ . 7H₂O) oder andere zu verwenden.In a preferred embodiment of the invention, the chemical substance is sodium sulfite. However, it is also possible according to the invention to use other sulfites such as, for example, potassium sulfite, sodium dithionite (Na ₂ S ₂ O ₄ ), green salt (FeS ₄ -sulphate heptahydrate, 7H ₂ O) or others.

Vorteilhafterweise kann in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Reduzierung des Sauerstoffeintrags durch Einbauten unter, an oder über der Oberfläche des Abwassers in der Denitrifikationsstufe und/oder den Zuflüssen zu der Denitrifikationsstufe erfolgen, wobei es von Vorteil ist, wenn die Einbauten flächig und/oder schwimmfähig ausgebildet sind. Die Einbauten können so ausgeführt sein, dass sie die gesamte oberflächennahe Abwasserschicht, wesentliche Teile oder bestimmte Bereiche der oberflächennahen Abwasserschichten beruhigen. Die Einbauten können daher die gesamte Oberfläche erfassen oder Teile davon. Die Einbauten können unter anderem dazu dienen, die den Sauerstoffeintrag erhöhende Bewegung der oberflächennahen Abwasserschichten zu reduzieren, diese Abwasserschichten also zu beruhigen. Die Einbauten müssen daher nicht unbedingt luftdicht ausgestaltet oder angeordnet sein.Advantageously, in a further embodiment of the invention, the Reduction of oxygen input through internals below, at or above the Surface of the wastewater in the denitrification stage and / or the Inflows to the denitrification stage, whereby it is advantageous if the internals are flat and / or buoyant. The Built-ins can be designed so that they cover the entire surface Wastewater layer, essential parts or specific areas of the Calm near-surface wastewater layers. The internals can therefore capture the entire surface or parts thereof. The fixtures can serve, among other things, to increase the oxygen input To reduce movement of the near-surface sewage layers, this So calm wastewater layers. The internals must therefore not necessarily be designed airtight or arranged.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Einbauten nicht rotierende Hohlkörper, Korkteile, Lattengitter, Gitterroste, miteinander befestigte Bohlen, Folien oder Schwimmdecken, insbesondere aus Kork, Holz oder Kunststoff. Da diese Einbauten so angeordnet werden, dass sie vorzugsweise nicht rotieren, können sie selbst keinen Sauerstoff in das Abwasser eintragen. Die Einbauten sind vorteilhafterweise so gestaltet, dass sie eine Sedimentierung des Schlammes nicht behindern. Von Vorteil ist es, dass die Einbauten das Entweichen von Gasen, die durch Abbauprozesse gebildet werden, nicht behindern.According to a particularly preferred embodiment of the invention the internals non-rotating hollow body, cork parts, slat grille, Gratings, planks, foils or floating ceilings fastened together, in particular of cork, wood or plastic. Since these installations so can be arranged so that they do not rotate, they can themselves do not add oxygen to the wastewater. The internals are advantageously designed to sediment the sludge do not hinder. It is advantageous that the internals escape from Do not obstruct gases that are formed by degradation processes.

Vorteilhaft ist es in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die Reduzierung des Sauerstoffeintrages durch intermittierendes Rühren des Abwassers in der Denitrifikationsstufe vorzunehmen. Das intermittierende Rühren gestattet es, die Sedimentationsgeschwindigkeit des Schlammes im Abwasser wunschgemäß zu gestalten und den Sauerstoffeintrag während der Ausschaltzeit des intermittierenden Rührens nahezu vollständig zu unterbinden.It is advantageous in a preferred embodiment of the invention, the Reduction of oxygen input by intermittent stirring of the Wastewater in the denitrification stage. The intermittent Stirring allows the sedimentation velocity of the sludge in the To design wastewater as desired and the oxygen input during the Off time of the intermittent stirring almost completely closed prevention.

Vorteilhaft ist es erfindungsgemäß auch, die Reduzierung des Sauerstoffeintrages dadurch zu realisieren, dass die Zuleitung des Abwassers unterhalb des Abwasserspiegels in der Denitrifikationsstufe erfolgt. Dadurch hat das zugeleitete Abwasser keinen direkten, unmittelbaren Kontakt zu dem Sauerstoff der Luft. Weiterhin wird durch die Zuleitung unterhalb des Abwasserspiegels erreicht, dass Turbulenzen an der Oberfläche des Abwasserspiegels vermindert werden, wodurch ebenfalls der Sauerstoffeintrag reduziert wird. It is also advantageous according to the invention, the reduction of Oxygen entry to realize that the supply of the Wastewater below the wastewater level in the denitrification stage he follows. As a result, the discharged wastewater has no direct, direct contact with the oxygen of the air. Furthermore, by the Supply line below the sewage level reaches that turbulence at the Surface of the sewage level are reduced, which also the Oxygen input is reduced.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Abwasser zuerst durch die biologische Reinigungsstufe und dann durch die Denitrifikationsstufe geleitet. Bei einer solchen Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich vorteilhafterweise um Abwässer, die leicht abbaubare Stoffe enthalten. Hierbei kann es sich beispielsweise um Kläranlagen handeln, die kommunale Abwässer oder Abwässer aus Schlacht- und Fleischverarbeitungsbetrieben verarbeiten.According to a preferred embodiment of the invention is the Wastewater first through the biological purification stage and then through the Denitrification led. In such an embodiment of the invention it is advantageously wastewater, the easily degradable substances contain. These may be, for example, sewage treatment plants, the municipal sewage or sewage from slaughter and Process meat processing plants.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Abwasser zuerst durch die Denitrifikationsstufe und dann durch die biologische Reinigungsstufe geleitet. Vorteilhafterweise wird ein solcher Verfahrensablauf dann gewählt, wenn die Belastung, wie zum Beispiel in industriellem Abwasser, sehr hoch ist und/oder biologisch schwer abbaubare Stoffe in großem Umfang enthält. Vor, zwischen oder nach der Denitrifikationsstufe und der biologischen Reinigungsstufe können jedoch andere Reinigungskomponenten eingebaut sein, wie Becken zur Phosphatfällung und andere.In a further preferred embodiment of the invention, the Wastewater first through the denitrification stage and then through the headed biological purification stage. Advantageously, such Procedure then chosen when the load, such as in industrial waste water, is very high and / or poorly biodegradable Contains substances on a large scale. Before, between or after However, denitrification and biological treatment can be used other cleaning components be installed, such as cymbals for Phosphate precipitation and others.

Wenn das Abwasser zuerst durch die biologische Reinigungsstufe und dann durch die Denitrifikationsstufe geleitet wird, kann es vorteilhaft sein, eine organische Kohlenstoffquelle zuzugeben.When the wastewater first through the biological purification stage and then passed through the denitrification stage, it may be advantageous to use a to add organic carbon source.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die biologische Reinigungsstufe ein Belebtschlammbecken. Bei Abwässern mit einer geringen Substratkonzentration und einer langsamen Umsetzgeschwindigkeit an Metaboliten ist es erfindungsgemäß von Vorteil, die Konzentration der aktiven Bakterien im Belebungsbecken zu erhöhen; dies ist vorzugsweise durch das Einleiten von Schlamm in ein Belebtschlammbecken möglich.In a further preferred embodiment, the biological Purification stage an activated sludge tank. For wastewater with a low substrate concentration and a slow Conversion rate of metabolites, it is advantageous according to the invention, increase the concentration of active bacteria in the aeration tank; this is preferably by introducing sludge into a Activated sludge tank possible.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das zu reinigende Abwasser mechanisch vorgeklärt. Die mechanische Vorklärung des Abwassers dient vorzugsweise der Abtrennung von Feststoffen und im Abwasser ungelösten Flüssigkeiten wie Fetten und Ölen. Die Abtrennung der Feststoffe ist vorteilhaft, da das so behandelte Abwasser im folgenden gut mit Erfolg biologisch gereinigt werden kann. Vorteilhafterweise erfolgt die mechanische Abwasserreinigung in mehreren Schritten. Von Vorteil ist es, zuerst in einem Rechenwerk die Grobstoffe zu beseitigen, die Pumpen, Belüftungsaggregate und andere in ihrer Funktion behindern oder gefährden könnten. Im Anschluss daran können beispielsweise in einem Sandfang schnellabsitzende Sandkörner und ähnliches zurückgehalten werden, um unnötigen Pumpenverschleiß und Schwierigkeiten bei der Schlammförderung aus dem Absatzbecken zu verhindern. Es kann beispielsweise zweckmäßig sein, nach dem Passieren des Sandfangs das Abwasser mit Hilfe von Schwimmstoffabscheidern von aufschwimmenden Stoffen wie Fetten oder Ölen zu reinigen. Vorzugsweise werden dann beispielsweise die geflockten sedimentierbaren Abwasserinhaltsstoffe im Vorklärbecken abgetrennt. Je nach Abwasser der an eine kommunale Kläranlage angeschlossenen Gewerbebetriebe kann im Zuge der Vorklärung beispielsweise auf eine räumlich separate Anlage zur Schwimmstoff oder Ölabsonderung verzichtet werden. Die auf der Abwasseroberfläche schwimmenden Inhaltsstoffe werden dann vorteilhafterweise mittels beweglicher Brücken abgesaugt.In a further preferred embodiment, the to be cleaned Sewage mechanically pre-clarified. The mechanical pre-treatment of the Waste water is preferably used for the separation of solids and in the Wastewater undissolved liquids such as fats and oils. The separation the solids is advantageous because the wastewater so treated in the following good with success can be biologically cleaned. Advantageously done mechanical wastewater treatment in several steps. Is an advantage it, first in a calculator to eliminate the coarse materials, the pumps, Prevent or endanger ventilation units and others in their function could. Following this, for example, in a sand trap quick-absorbing grains of sand and the like are restrained to unnecessary pump wear and difficulty in the Prevent sludge production from the sales basin. It can For example, be useful after passing the sand trap the Wastewater with the help of floating separators from floating To clean substances such as fats or oils. Preferably then For example, the flocculated sedimentable wastewater ingredients in Separated primary sediment. Depending on the sewage of a communal Sewage treatment plant affiliated commercial enterprises can in the course of the primary treatment For example, a spatially separate attachment to the buoyancy or Oil separation be waived. The on the sewage surface Floating ingredients are then advantageously by means of sucked movable bridges.

Die Erfindung betrifft auch eine Kläranlage, insbesondere zur Durchführung eines der vorgenannten Verfahren, umfassend eine Denitrifikationsstufe und eine biologische Reinigungsstufe, wobei die Denitrifikationsstufe und/oder deren Zuflüsse wie vorstehend beschrieben eingehaust oder mit Einbauten versehen sind und/oder die Zuflüsse für das zu klärende Abwasser im unteren Bereich des Denitrifikationsbeckens in dieses münden. Vorteilhafterweise werden in der erfindungsgemäßen Kläranlage physikalische, chemische und biologische Verfahren zur Abwasserreinigung genutzt.The invention also relates to a sewage treatment plant, in particular for carrying out one of the aforementioned methods comprising a denitrification step and a biological purification step, wherein the denitrification step and / or their inflows as described above housed or with internals are provided and / or the inflows for the wastewater to be clarified bottom of the denitrification basin open into this. Advantageously, in the sewage treatment plant according to the invention physical, chemical and biological wastewater treatment processes used.

In den physikalischen Verfahrensschritten zur Abwasserreinigung werden vorteilhafterweise die Abwasserinhaltsstoffe entsprechend ihrer physikalischen Eigenschaften, wie Teilchengröße, Dichte und Sinkgeschwindigkeit, nach unterschiedlichen Methoden aufkonzentriert. Hierzu können alle Verfahren eingesetzt werden, die als Trennmittel feste Hilfsstoffe (Absorption, Adsorption, Filtration, Ionenaustausch, Ultrafiltration, Umkehrosmose), flüssige Hilfsstoffe (Extraktionen), gasförmige Hilfsstoffe (Flotationen, Strippen), Wärmeenergie (Destillation, Eindampfen) oder Schwerkraft (Absetzen, Aufschwimmen) verwenden. Die Abtrennung von nicht gelösten Stoffen durch Siebe und Rechen, Leichtstoffabscheider, Absetzbecken und Sandfilter wird erfindungsgemäß als mechanische Abwasserreinigung beziehungsweise als physikalisches Verfahren zur Abwasserreinigung bezeichnet. Bei den chemischen Verfahren zur erfindungsgemäßen Abwasserreinigung erfolgt die Reinigung des Abwassers durch Umwandlung der Schadstoffe in leichte entfernbare Formen oder in schadlose Reaktionsprodukte. Zur Anwendung kommen beispielsweise Reaktionen, die eine Oxidation (Verbrennung, Nassoxidation, anodische Oxidation), Reduktion (Metall-Abscheidung) oder die Bildung schwer löslicher Verbindungen (Flockung, Fällung) bewirken. So werden zum Beispiel vorzugsweise gelöste Phosphorverbindungen durch Zugabe von beispielsweise Eisen- oder Aluminiumsalzen ausgefällt oder kolloidale Abwasserinhaltsstoffe durch Zugabe von Polyelektrolyten ausgeflockt. Bei den biologischen Verfahren zur Abwasserreinigung im Sinne der Erfindung werden die organischen Stoffe durch Mikroorganismen und Kleinlebewesen unter Neubildung von Biomasse zu unschädlichen Verbindungen metabolisiert. Bei der aeroben Abwasserbehandlung erfolgt beispielsweise eine Metabolisierung zu Kohlendioxid, Wasser, Nitraten und Sulfaten und bei der anaeroben Abwasserreinigung zu beispielsweise Biogas, Ammonium und Sulfiden.In the physical process steps for wastewater treatment are Advantageously, the wastewater ingredients according to their physical properties, such as particle size, density and Rate of descent, concentrated according to different methods. For this purpose, all methods can be used which are solid as a release agent Auxiliaries (absorption, adsorption, filtration, ion exchange, Ultrafiltration, reverse osmosis), liquid excipients (extractions), gaseous auxiliaries (flotation, stripping), thermal energy (distillation, Evaporation) or gravity (settling, floating). The Separation of undissolved substances by sieves and rakes, Leichtstoffabscheider, settling tank and sand filter is according to the invention as mechanical wastewater treatment or as physical Process for wastewater treatment called. At the chemical Process for the purification of wastewater according to the invention, the cleaning takes place of the waste water by converting the pollutants into easily removable Forms or in harmless reaction products. To be used For example, reactions involving oxidation (combustion, Wet oxidation, anodic oxidation), reduction (metal deposition) or cause the formation of poorly soluble compounds (flocculation, precipitation). For example, preferably dissolved phosphorus compounds are permeated Addition of, for example, iron or aluminum salts precipitated or Colloidal wastewater ingredients by adding polyelectrolytes flocculated. In biological processes for wastewater treatment in According to the invention, the organic substances by microorganisms and microorganisms with new formation of biomass to harmless Compounds metabolized. In the case of aerobic wastewater treatment takes place For example, a metabolism to carbon dioxide, water, nitrates and Sulfates and in the anaerobic wastewater treatment for example Biogas, ammonium and sulphides.

Von Vorteil ist es, dass die erfindungsgemäße Kläranlage so ausgebildet ist, dass die Denitrifikationsstufe und/oder deren Zuflüsse eingehaust sind. Hierdurch wird vorteilhafterweise der Sauerstoffeintrag über die Luft und somit das Wachstum filamentöser Mikroorganismen reduziert. Es ist jedoch beispielsweise auch möglich, die Denitrifikationsstufe beziehungsweise das Denitrifikationsbecken beziehungsweise deren Zuflüsse mit Einbauten zu versehen, die Strömungen, insbesondere turbulente Strömungen, reduzieren, wodurch ebenfalls der Sauerstoffeintrag in das Denitrifikationsbecken beziehungsweise die Denitrifikationszone vermindert wird. Vorteilhaft ist es, wenn alle Zuflüsse in das Denitrifikationsbecken beziehungsweise die Denitrifikationszone in den unteren Bereich des Denitrifikationsbeckens münden, da hierdurch Strömungen an der Oberfläche des Abwassers und somit der Sauerstoffeintrag über diese Oberfläche vermindert wird.It is advantageous that the sewage treatment plant according to the invention is designed such that the denitrification stage and / or their inflows are enclosed. In this way, advantageously, the oxygen input through the air and thus reducing the growth of filamentous microorganisms. However, it is For example, also possible, the denitrification or the Denitrification tank or their inflows with internals to provided that reduce flows, in particular turbulent flows, whereby also the oxygen input into the denitrification tank or the denitrification zone is reduced. Is advantageous it, if all inflows into the Denitrifikationsbecken or the Denitrification zone in the lower part of the denitrification tank flow, as this causes flows on the surface of the wastewater and thus reducing the oxygen input through this surface.

Die Erfindung soll anhand der folgenden Beispiele und der dazugehörigen Figuren näher erläutert werden.The invention is based on the following examples and the associated Figures are explained in more detail.

Die Figuren zeigen:The figures show:

Fig. 1 zeigt schematisch eine Kläranlage, Fig. 1 schematically shows a water treatment plant,

Fig. 2 schematisch eine Einhausung eines Denitrifikationsbeckens, Fig. 2 schematically shows a housing of a Denitrifikationsbeckens,

Fig. 3 in Draufsicht eine auf einer Abwasseroberfläche schwimmende Abdeckung, Fig. 3 in plan view a floating on a waste water surface cover,

Fig. 4 einen Ausschnitt einer auf einer Abwasseroberfläche schwimmenden Abdeckung und Fig. 4 shows a detail of a floating on a surface of the cover and effluent

Fig. 5 schematisch die Minimierung der Turbulenz an der Oberfläche des Denitrifikationsbeckens. Fig. 5 schematically shows the minimization of turbulence on the surface of the denitrification tank.

State of the art

In einer Kläranlage 100 gemäß Fig. 1 mit 70000 EWG (Einwohnergleichwerte) mit vorgeschalteter Denitrifikation nach Rechen und Sandfang 110 sowie Vorklärung 120 werden zwei Denitrifikationsbecken 130 (als ein Block dargestellt) mit einer Breite von 6,3 m, einer Länge von 31,5 m und einer Tiefe von 2,39 m und einem Volumen von zusammen etwa 950 m³ eingesetzt. An die Denitrifikationsbecken 130 schließen sich vier parallele Belebungsbecken 140 (die vierstrassige Belebung und Nitrifikation ist als ein Block dargestellt) zur Belebung mit einem Gesamtvolumen von 3000 m³ an. Die Belebungsbecken 140 sind jeweils 6,3 m breit, 24 m lang und 4,96 m tief. Bei den so dimensionierten Becken beträgt die Oberfläche der Denitrifikation 397 m² und das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen 0,418 m²/m³. Das Volumenverhältnis von Denitrifikation zu Belebung beträgt 0,317. Dargestellt ist auch eine Nachklärung 150, ein Ablauf 170, ein Zulauf 160 und eine Rezirkulation 180.In a treatment plant 100 according to FIG. 1 with 70000 EWG (population equivalents) with upstream denitrification after rake and sand trap 110 and primary treatment 120 , two denitrification basins 130 (shown as a block) with a width of 6.3 m, a length of 31.5 m and a depth of 2.39 m and a total volume of about 950 m ³ used. The denitrification basins 130 are adjoined by four parallel aeration basins 140 (the four-road aeration and nitrification is shown as one block) for aeration with a total volume of 3000 m ³ . The aeration tanks 140 are each 6.3 m wide, 24 m long and 4.96 m deep. For the basins dimensioned in this way, the surface area of the denitrification is 397 m ² and the surface to volume ratio is 0.418 m ² / m ³ . The volume ratio of denitrification to activation is 0.317. A secondary clarification 150 , a drain 170 , an inlet 160 and a recirculation 180 are also shown .

Die Anlage 100 weist in der Winter-/Frühjahrssaison einen extrem hohen Anteil an filamentösen beziehungsweise fädigen Mikroorganismen auf, die zur Schaumbildung in der Belebung 140 führen sowie zu schlechten Absetzeigenschaften und zu Problemen in der Schlammfaulung, die durch die Schaumbildung hervorgerufen werden. Der unkontrollierte Sauerstoffeintrag in das Denitrifikationsbecken 130 beziehungsweise in die Denitrifikationszone, deren Oberfläche durch Propellerrührer intensiv bewegt wird und dadurch turbulent ist, beträgt bei einer Wassertemperatur von 10°C 194 kg/d. Mit diesem Sauerstoff können in den Denitrifikationsbecken 130 beziehungsweise in der Denitrifikationszone 194 kg CSB/d abgebaut werden, der zusätzlich zu dem durch NO₃-O ermöglichten CSB-Abbau stattfindet und unerwünscht ist. Denn bei einem Volumenstrom von 10500 m³/d wird die CSB-Konzentration im Belebungsbecken 140 dadurch um etwa 18 mg/l herabgesetzt.Plant 100 exhibits an extremely high proportion of filamentous or filamentous microorganisms in the winter / spring season, which lead to foam formation in activation 140 , as well as poor settling properties and sludge digestion problems caused by foaming. The uncontrolled introduction of oxygen into the denitrification tank 130 or into the denitrification zone, whose surface is moved intensively by propeller stirrer and is therefore turbulent, is 194 kg / d at a water temperature of 10 ° C. With this oxygen, 194 kg COD / d can be decomposed in the denitrification tanks 130 and / or in the denitrification zone, which takes place in addition to the COD removal permitted by NO ₃ -O and is undesirable. Because at a flow rate of 10500 m ³ / d, the COD concentration in the aeration tank 140 is thereby reduced by about 18 mg / l.

Die Abmaße der Becken sowie die angeführten Temperaturen und der Sauerstoffeintrag gelten für alle folgenden Beispiele.The dimensions of the pools and the listed temperatures and the Oxygen entry applies to all the following examples.

example 1 Reduction of oxygen input by enclosure of the denitrification

Die Einhausung der Denitrifikationszone geschieht gemäß Fig. 2 dadurch, dass ein offenes Denitrifikationsbecken zu einem im Boden versenkten geschlossenen Behälter umgebaut wird. Der Umbau wird durch Deckelung der bisher offenen Denitrifikationszone realisiert. Die Deckelung erfolgt durch einen Betondeckel 4, der ebenerdig aufgebracht ist, so dass ein Gasraum 5 von 10 cm zwischen der Abwasseroberfläche 3 und der Unterseite des Betondeckels 4 bleibt. Dargestellt ist auch der Zulauf 2 zum Denitrifikationsbecken 1. Zu der Zu- und Ablaufseite hin ist der Betondeckel 4 vom Beckenrand zurückgesetzt und taucht mit einem Fortsatz 6 etwa 30 bis 50 cm tief ins Wasser ein, mindestens aber so weit, bis der Austausch zwischen dieser Tiefe mit der Oberfläche minimal wird. An der Zulaufseite beträgt der Abstand 7 des Betondeckeis 4 von der Zulaufseite des Denitrifikationsbeckens 1 m, an der Ablaufseite weniger, ca. 60 cm. So kann das entleerte Denitrifikationsbecken 1 bei Bedarf begangen und gereinigt beziehungsweise saniert werden. In dem wie vorstehend beschriebenen dimensionierten Denitrifikationsbecken 1 werden etwa 8 m³/h Stickstoff gebildet, der zusammen mit dem gebildeten Kohlendioxid über mindestens zwei bis maximal vier dafür vorgesehene Rohre 8 mit einem Durchmesser von 50 mm mit Rückschlagklappen 9 (siehe Detailzeichnung) entweichen kann. Die Rückschlagklappen 9 müssen gewährleisten, dass der Gasfluss nur in die Richtung von innen nach außen erfolgen kann. Die Rückschlagklappenrohre 8 werden mit einer Blech- oder Holzkonstruktion 10 überdacht, so dass auch bei Regen oder Schneefall gewährleistet ist, dass die Deckel der Rückschlagklappen 9 sich öffnen können, um so den Stickstoff und das Kohlendioxid entweichen lassen zu können. Die Einhausung 4 des Denitrifikationsbeckens 1 kann auch mittels einer Konstruktion aus Holz, Stahl oder einem anderen geeigneten Material erfolgen.The enclosure of the denitrification zone is done according to FIG. 2 in that an open denitrification tank is converted into a closed container sunk in the ground. The conversion is realized by capping the previously open denitrification zone. The capping is done by a concrete cover 4 , which is applied at ground level, so that a gas space 5 of 10 cm between the waste water surface 3 and the underside of the concrete cover 4 remains. Also shown is the inlet 2 to the denitrification tank 1 . To the inlet and outlet side of the concrete cover 4 is set back from the pool edge and immersed with an extension 6 about 30 to 50 cm deep into the water, but at least so far until the exchange between this depth with the surface is minimal. At the inlet side, the distance 7 of the concrete ceiling 4 from the inlet side of the denitrification tank is 1 m, at the outlet side less, about 60 cm. So the emptied denitrification tank 1 can be committed if necessary and cleaned or rehabilitated. In the dimensioned denitrification tank 1 as described above about 8 m ³ / h of nitrogen are formed, which together with the carbon dioxide formed over at least two provided for this purpose pipes 8 with a diameter of 50 mm with check valves 9 (see detailed drawing) can escape. The check valves 9 must ensure that the gas flow can only take place in the direction from the inside to the outside. The check valve tubes 8 are roofed with a sheet metal or wooden construction 10 , so that it is ensured even in rain or snowfall that the lid of the check valves 9 can open, so as to allow the nitrogen and carbon dioxide to escape. The enclosure 4 of the denitrification basin 1 can also be made by means of a construction of wood, steel or other suitable material.

Es ist auch möglich, dass eine einhausende Konstruktion zum Abdecken des Denitrifikationsbeckens 1 direkt auf der Oberfläche des Abwassers vorgesehen wird, die das Abwasser, insbesondere dessen Oberfläche vollständig oder weitgehend gegen den Luftraum und somit gegen den Luftsauerstoff abgrenzt. Die Deckelung erfolgt dann mit zum Beispiel flächigen Konstruktionen, die vorzugsweise luftundurchlässig, schwimmfähig, wetterfest und nicht rotierend sind. Beispiele hierfür wären miteinander befestigte Styroporbahnen, Holzbohlen, Hohlkörper, Korkteile und/oder Kunststoffplatten oder Kunststofffolien, die auf das Wasser gelegt oder darüber gespannt werden.It is also possible that a einhausende construction for covering the denitrification tank 1 is provided directly on the surface of the waste water, which completely or substantially delimits the wastewater, especially its surface against the air space and thus against the atmospheric oxygen. The capping then takes place with, for example, flat structures, which are preferably impermeable to air, buoyant, weatherproof and non-rotating. Examples of these would be interconnected Styroporbahnen, wooden planks, hollow bodies, cork parts and / or plastic plates or plastic films that are placed on the water or stretched over it.

Die Fig. 3 zeigt in Draufsicht eine auf einer Abwasseroberfläche schwimmende Abdeckung 22 aus flexibel miteinander verbundenen Einzelelementen, z. B. Holzbohlen oder flächigen Styroporplatten, die auf in einem Denitrifikationsbecken 1 vorhandenen Abwasser schwimmt. Die Holzbohlen oder Platten sind über flexible Verbindungen 24 z. B. witterungsbeständige Kunststoffseile miteinander verbunden. Dargestellt ist auch die Befestigung 23 der schwimmenden Bohlen oder Platten mit dem Rand des Denitrifikationsbeckens 1. Die Befestigung 23 kann am Beckenrand oder wie in Fig. 4 dargestellt an der Beckenwand angebracht sein und beispielsweise mittels witterungsbeständiger Kunststoffseile erfolgen. Fig. 3 shows a plan view of a floating on a wastewater surface cover 22 of flexibly interconnected individual elements, eg. B. wooden planks or flat polystyrene plates that floats on existing in a denitrification tank 1 wastewater. The wooden planks or plates are flexible connections 24 z. B. weather-resistant plastic cables connected together. Shown is also the attachment 23 of the floating planks or plates with the edge of the denitrification tank. 1 The attachment 23 may be attached to the pool edge or as shown in Fig. 4 attached to the pool wall and done for example by means of weather-resistant plastic ropes.

Die Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt einer in einem Denitrifikationsbecken 1 schwimmenden Abdeckung 32. Die Einzelelemente, z. B. schwimmende Holzbohlen oder Styroporplatten der Abdeckung 32 sind miteinander über z. B. witterungsbeständige Kunststoffseile 34 und mit der Wand des Denitrifikationsbeckens 1 über z. B. witterungsbeständige Kunststoffseile 33 verbunden. Dargestellt ist auch der unterhalb des Beckenrands liegende Flüssigkeitsspiegel 35. FIG. 4 shows a detail of a cover 32 floating in a denitrification tank 1 . The individual elements, eg. B. floating wooden planks or Styrofoam plates of the cover 32 are connected to each other over z. B. weather-resistant plastic ropes 34 and with the wall of the denitrification tank 1 via z. B. weather-resistant plastic cables 33 connected. Also shown is the liquid level 35 below the pool edge.

Example 2 Addition of oxygen-reducing chemical substances

Dem wie oben dimensionierten Denitrifikationsbecken 1 wird 145 mg/l Natriumsulfit (Na₂SO₃) (wasserfrei) zugefügt, so dass der über die Wasseroberfläche eingetragene Sauerstoff chemisch reduziert wird. Wenn bestimmte Umwelteinflüsse es erfordern, wie beispielsweise niedrige Temperaturen im Winter, kann der Konzentrationsbereich des Natriumsulfits bis auf maximal 200 mg/l erhöht werden. Bei einem Volumenstrom von 10500 m³/d entspricht dies einer Zugabe von 1526 kg/d (bei einer Zugabe von 145 mg/l Natriumsulfit).145 mg / l of sodium sulfite (Na ₂ SO ₃ ) (anhydrous) is added to the denitrification tank 1 dimensioned as above, so that the oxygen introduced via the water surface is chemically reduced. When certain environmental conditions require it, such as low winter temperatures, the concentration range of sodium sulfite can be increased up to a maximum of 200 mg / l. At a flow rate of 10500 m ³ / d, this corresponds to an addition of 1526 kg / d (with the addition of 145 mg / l sodium sulfite).

Angewendet werden kann auch jedes für die biologische Abwasserreinigung geeignete Reduktionsmittel, welches in der Lage ist, den Sauerstoff zu reduzieren, zum Beispiel Kaliumsulfit, Natriumdithionit (Na₂S₂O₄) oder Eisen-II-Sulfat-Heptahydrat (FeSO₄. H₂O).It is also possible to use any reducing agent suitable for biological wastewater treatment which is capable of reducing oxygen, for example potassium sulphite, sodium dithionite (Na ₂ S ₂ O ₄ ) or iron (II) sulphate heptahydrate (FeSO ₄ .H ₂ O).

Example 3 Minimization of turbulence on the surface of the wastewater

Die Minimierung der Turbulenz an der Abwasseroberfläche kann in dem dargestellten Denitrifikationsbecken 1 oder in der Denitrifikationszone gemäß Fig. 5 dadurch erfolgen, dass das Rühren des Abwassers in Bodennähe und nicht in Nähe der Abwasseroberfläche 42 erfolgt. Die Fig. 5 zeigt die Minimierung der Turbulenz an der Oberfläche 42 des Denitrifikationsbeckens 1 durch Rühren des Abwassers in Bodennähe und durch einen parallel zum Flüssigkeitsspiegel 42 eingebauten Gitterrost 44, der unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 42 angeordnet ist. Das Rühren wird durch einen in Bodennähe angebrachten Propellerrührer 43 bewirkt. Dargestellt ist, dass die entstehende Strömung am Gitterrost 44 eine Ablenkung 45 erfährt und dass eine turbulenzfreie, quasi ruhende Flüssigkeitsschicht 46 zwischen Gitterrost 44 und Abwasseroberfläche 42 gebildet wird. Die Minimierung der Turbulenz kann also zusätzlich oder alternativ durch Einbauten 44 unterhalb der Wasseroberfläche 42 verbessert werden. Diese Einbauten 44 können beispielsweise aus einem parallel zum Flüssigkeitsspiegel 42 des Abwasser eingebauten Lattengitter, Gitterrost etc. oder sonstigen, insbesondere flächig ausgebildeten Vorrichtungen wie Platten oder Planken bestehen, wodurch der durch Turbulenz hervorgerufene Austausch von Sauerstoff zwischen Abwasseroberfläche 42 mit der darüber liegenden Luft verhindert wird, indem der oberhalb der Einbauten 44 liegende Flüssigkeitsbereich 46 sich wie eine ruhende Flüssigkeit verhält. Die Lattengitter oder Gitterroste beziehungsweise anderen Einbauten müssen so beschaffen sein, dass die Durchlässigkeit für sedimentierende Feststoffe bei gleichzeitiger Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit an der Flüssigkeitsoberfläche gewährleistet ist. Dies kann dadurch gewährleistet werden, dass beispielsweise die Latten im Lattengitter weniger Volumen einnehmen als die zwischen den Latten liegenden freien Flächen. Dadurch wird verhindert, dass sich die sedimentierenden Feststoffe auf dem Lattengitter absetzen und es so im Laufe des Betriebs der Abwasserreinigung zusetzen.The minimization of the turbulence at the wastewater surface can take place in the illustrated denitrification tank 1 or in the denitrification zone according to FIG. 5 in that the agitation of the waste water takes place near the bottom and not in the vicinity of the waste water surface 42 . FIG. 5 shows the minimization of turbulence at the surface 42 of Denitrifikationsbeckens 1 by stirring of the waste water near the ground and through a parallel to the liquid level 42 built grating 44 which is arranged below the liquid level 42. Stirring is effected by a propeller stirrer 43 mounted near the bottom. It is shown that the resulting flow on the grate 44 undergoes a deflection 45 and that a turbulence-free, virtually quiescent liquid layer 46 is formed between the grate 44 and the waste water surface 42 . The minimization of the turbulence can therefore be additionally or alternatively improved by means of internals 44 below the water surface 42 . These internals 44 may for example consist of a built parallel to the liquid level 42 of the waste slatted grid, grate, etc. or other, especially flat devices such as plates or planks, whereby the turbulence caused by exchange of oxygen between the waste water surface 42 is prevented with the overlying air in that the liquid region 46 lying above the internals 44 behaves like a stationary liquid. The lattice gratings or gratings or other internals must be such that the permeability of sedimenting solids is ensured while reducing the flow velocity at the liquid surface. This can be ensured by the fact that, for example, take the slats in the slatted frame less volume than lying between the slats free surfaces. This prevents the sedimenting solids from settling on the slatted grid, thus adding to the wastewater treatment during operation.

Example 4 Intermittent stirring

Um die Feststoffe im beschriebenen Denitrifikationsbecken 1 in der Schwebe zu halten, wird der Inhalt des Denitrifikationsbeckens 1 beziehungsweise der gesamten Denitrifikationszone durch Rühren gemischt. Das Mischen durch Rühren erfolgt hierbei durch diskontinuierliches Rühren, während üblicherweise im Stand der Technik die Durchmischung kontinuierlich erfolgt. Während des diskontinuierlichen Rührens wird in den Ausschaltzeiten des Rührers nahezu kein Sauerstoff über die Abwasseroberfläche eingetragen. Das Ein- und Ausschalten des diskontinuierlichen Rührers richtet sich nach der Sedimentationsgeschwindigkeit des Schlammes. Bei einer Ausschaltzeit von 10 bis 20 Minuten und einer Einschaltzeit von 5 bis 10 Minuten, die jeweils wechselseitig erfolgt, ist eine signifikante Reduktion des Sauerstoffeintrags messbar. Konkret wird eine Reduktion des Sauerstoffeintrags gegenüber dem kontinuierlichen Rühren um ca. 75% erreicht, wenn eine Einschaltzeit von 5 Minuten und eine Ausschaltzeit von 15 Minuten gewählt wird.In order to keep the solids in the described denitrification tank 1 in suspension, the content of the denitrification tank 1 or the entire denitrification zone is mixed by stirring. The mixing by stirring takes place here by discontinuous stirring, while usually in the prior art, the mixing takes place continuously. During the discontinuous stirring, almost no oxygen is introduced via the wastewater surface during the switch-off times of the stirrer. The switching on and off of the discontinuous stirrer depends on the sedimentation rate of the sludge. With a switch-off time of 10 to 20 minutes and a switch-on time of 5 to 10 minutes, which takes place alternately, a significant reduction of the oxygen input is measurable. Specifically, a reduction in oxygen input over continuous stirring is achieved by about 75% when a 5 minute on time and a 15 minute off time are selected.

Example 5 new

Der Sauerstoffeintrag über die Oberfläche des Denitrifikationsbeckens 1 kann insbesondere bei Neubauten der Abwasserkläranlage 100 beziehungsweise bei Neubauten des Denitrifikationsbeckens 1 dadurch erfolgen, dass das Denitrifikationsbecken 1 einschließlich des Zulaufs 2 als geschlossener Behälter gebaut wird, wobei die Entlüftungsvorrichtungen 8 vorzugsweise Ventile und/oder Rückschlagklappen 9 aufweisen. The oxygen transfer across the surface of Denitrifikationsbeckens 1 may, in particular for new constructions of the waste water purification plant carried out 100 and in new buildings of Denitrifikationsbeckens 1, characterized in that the denitrification tank 1 including the feed stream 2 is constructed as a closed container, said venting means having 8 preferably valves and / or check valves 9 ,

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Claims

1. A process for the purification of waste water, wherein the wastewater is passed through a biological purification stage and a Denitrifikationsstufe, characterized in that the conditional by the operation of sour substance entry of the located in the denitrification in the wastewater is reduced.

2. The method according to claim 1, characterized in that the Reduzie tion of the oxygen by

(a) contain the denitrification zone and / or the tributaries to it,
b) adding chemical substances to reduce the biological oxygen availability,
c) making surface installations below, at or above the surface of the waste water in the denitrification stage and / or in the inlets to the same,
d) intermittent stirring of the waste water in the denitrification stage and / or
e) the supply of the wastewater to be clarified below the wastewater level of the denitrification stage takes place.

3. The method according to any one of the preceding claims, characterized that the internals non-rotating hollow body, cork parts, slats grates, gratings, planks or floating ceilings fastened together, especially of wood or plastic, are.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized records that the chemical substance is an oxygen-reducing agent is.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the chemical substance is sodium sulfite (Na ₂ SO ₃ ).

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized records that the wastewater first through the biological purification stage and then passed through the denitrification stage.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized records that the wastewater first through the denitrification stage and then passed through the biological purification stage.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized records that the biological purification stage is an activated sludge basin is.

9. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the wastewater to be purified is mechanically clarified.

10. sewage treatment plant, in particular for carrying out one of the aforementioned Ver drive, comprising a denitrification ( 1 , 130 ) and a biological purification stage ( 140 ), characterized in that the Denitrifikati onsstufe ( 1 , 130 ) and / or their tributaries ( 2 ) housed and / or with a built ( 44 ) are provided and / or the tributaries ( 2 ) for the water to be clarified in the lower part of the denitrification tank ( 1 , 130 ) open into this.