DE2233801A1

DE2233801A1 - Verfahren zur elimination von organisch und anorganisch gebundenem stickstoff aus haeuslichem und industriellem abwasser

Info

Publication number: DE2233801A1
Application number: DE2233801A
Authority: DE
Inventors: Max Dipl Chem Dubach; Alfred Dipl Chem Scherler
Original assignee: Attisholz Infra AG
Current assignee: Attisholz Infra AG
Priority date: 1971-11-23
Filing date: 1972-07-10
Publication date: 1973-05-30
Also published as: IL40289A0; ES405822A1; CH547235A; NO134045C; CA986627A; NO134045B; AT318503B; IT962707B; FI55824B; BR7205090D0; ZA726121B; GB1406839A; BE787184A; FR2160799B1; NL7208783A; FR2160799A1; SE374340B; IE36689L; JPS5643797B2; IL40289A

Description

Dipl. Ing. Helmut Zoepke Dipl. Ing. Carl O. Zoepke

Patentanwälte
β München 5, Erhardtstraße d

München, 10. Juli 1972

CELLULOSEATTISHOLZ AG,

4708 Luterbach, (Schweiz)

VERFAHREN ZUR ELIMINATION VON ORGANISCH UND ANORGANISCH GEBUNDENEM STICKSTOFF AUS HAEUSLICHEM UND INDUSTRIELLEM ABWASSER

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Elimination von organisch und anorganisch gebundenem Stickstoff aus häuslichem und industriellem Abwasser.

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C2-P4-Länd
2.5.72'wd

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Es ist ein Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwasser nach dem Belebtschlamm-Verfahren bekannt, bei weichem der Abbau der Verunreinigungen durch Bakterien einerseits und die Entfernung der zugewachsenen Bakterien durch bakterienfressende Organismen anderseits in zwei vollständig voneinander getrennten Stufen nacheinander durchgeführt wird. Dabei wird das, gegebenenfalls mechanisch vorgeklärt, der ersten 5tufe zugeleitete Abwasser unter Schaffung optimaler Lebensbedingungen für die Bakterien in einem Belüftungsbehälter belüftet, wobei die Sauerstoffkonzentration so gewählt wird, dass der geklärte Ablauf eines dem Belüf tungsbehälter nach^geschalteten, der ersten Stufe zugehörigen Absetzbeckens, in welches das Abwasser nach der Belüftung geleitet wird, nach einer bestimmten Verweilzeit keinen freien Sauerstoff mehr enthält. Diesem Absetzbecken entnommenes, sauerstofffreies Abwasser wird nun in der zweiten Stufe in einem Belüftungsbehälter wieder derart belüftet und die Schlammkonzentration so reguliert, dass der Ablauf aus einem dem Belüftungsbehälter der zweiten Stufe nachgeschalteten und dieser zweiten Stufe zugehörigen Absetzbeckens nach einer bestimmten Verweilzeit einen Sauerstoffgehalt von mindestens 2 mg/1 aufweist.

Durch die Ableitung von häuslichen und industriellen Abwässern in die natürlichen Gewässer wird der Gehalt von letzteren an Ammonium- und Nitratstickstoff verbindungen" ständig erhöht. Ammonium bildet insofern eine Gefahr für die natürlichen Gewässer, als dieses bei höheren pH-'olerten als Fischgift wirkt

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oder bei eintretender Nitrifikation zu einem Sauerstoffschwund des Gewässers führen kann. Das Nitrat seinerseits wirkt als Düngstoff und ist eine der Ursachen für die zunehmende.Eutrophierung der Gewässer. Es erschwert oder gefährdet zudem die Aufbereitung dieser Gewässer zu Trinkwasser, da Nitrat in zu hoher Konzentration beim Menschen und bei Tieren zu gesundheitlichen Schädigungen führen kann. Der hohe Ammonium- und Nitratgehalt natürlicher Gewässer ist unter anderem auc.h auf die ungenügende Elimination dieser Stoffe durch die gebräuchlichen, bisher bekannten biologischen Abwasserreinigungsverfahren bzw. Anlagen, das eingangs erwähnte Verfahren eingeschlossen, zurückzuführen.

Es besteht daher ein starkes Bedürfnis an Abwasserreinigungsverfahren und -Anlagen, die in der Lage sind, Ammonium- und Nitrat- sowie organisch gebundenen Stickstoff aus den ihnen zugeleiteten Abwässern möglichst zu eliminieren. Verschiedene Vorschläge gehen dahin, das Ammonium in einem Belebtschlammprozess in an sich bekannter Weise zu nitrifizieren und das nitrathaltige Abwasser in einer speziellen nachgeschalteten Stufe zu denitrifizieren. Bei der Nitrifikation und Denitrifikation ist folgendes zu beachten:

Bei der Nitrifikation in einem Belebtschlamm-System wird Ammoniumstickstoff mikrobiell zu Nitrit und Nitrat oxydiert. Ein grosser Teil des organisch gebundenen Stickstoffes, der nicht durch Inkarnierung verbraucht werden kann, wird durch ammonifizierende Bakterien in Ammonium-Stickstoff umgewandelt. Die Ueberführung von Ammonium zu Nitrat erfolgt durch

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Nitrosomonas-Bakterien, die Umwandlung von Nitrit in Nitrat durch Nitrobacter.

NH₄ ⁰Z ν N0~ °2 y NO"

Es wird vermutet, dass die Wachstumsgeschwindigkeit von Nitrosomonas kleiner ist als Nitrobacter, so dass erstere einen begrenzenden Faktor für die Nitrifikation darstellen-. Ob eine Nitrifikation in einer Belebtschlammanlage möglich ist, hängt von verschiedenen Faktoren ab, u.a. von der Temperatur, der Belüftungszeit, der 5chlammkonzentration, der Schlammbelastung, vom Sauerstoffgehalt und von Inhibitoren sowie vom pH-m/ert.

Eine Nitrifikation ist grundsätzlich nur dann möglich, wenn eine gewisse 5chlammbelastung bei gegebenen Bedingungen nicht überschritten wird. Bei Schlammbelastungen über 0,2 kg B5B,-/kg 5TS im Temperaturbereich unter 15 C tritt keine oder eine nur sehr ungenügende Nitrifikation ein. Bei 20 C und Schlammbelastung vom bis 0,33 kg BSB^/kg 5T5 kann eine vollständige Nitrifizierung erzielt werden.

Die Anwesenheit verschiedener toxischer Substanzen im Abwasser kann eine Nitrifikation verhindern. Insbesondere Thioharnstoffe, Cyanide, Phenole und Schwermetallsalze können das Wachstum von nitrifizierenden Bakterien inhibieren.

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Bei der Denitrifikation werden Nitrit und Nitrat zu elementarem Stickstoff und zu Distickstoffoxyd reduziert.

N0~, N0~ ^N₂, N₂O

Der Mechanismus der Denitrifikation ist noch nicht in allen Teilen geklärt. Im allgemeinen wird dieser Prozess als streng anaerober Prozess aufgefasst. Grundsätzlich scheinen für die Denitrifikation Wasserstoff donatoren erforderlich. Neben dem Einfluss des Sauerstoffgehaltes während der Denitrifikation spielt der pH-Wert und die Verweilzeit eine Rolle. Es wurde eine Wechselbeziehung zwischen dem pH-Wert und dem Einfluss der Sauerstoff spannung auf die Ds-r nitrifikationsgeschwindigkeit festgestellt. Im pH-Bereich^ 7 wird die Denitrifikation bei Anwesenheit von Sauerstoff total gehemmt.

Zusammenfassend ist festzustellen, dass bei allen Untersuchungen die Zusammenhänge zwischen Schlammkonzentration und Zeit sowie Temperatur und Schlammbelastung bei der Nitrifikation erkannt worden sind, Ebenso wurde erkannt, dass eine Denitrifikation grundsätzlich möglich ist.

Von diesen Erkenntnissen ausgehend, schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren, mit welchem sozusagen gleichzeitig mit der üblichen Reinigung von Abwasser und ohne nennenswerten zusätzlichen Aufwand zu dieser eine weitgehende Elimination von Ammonium-, Nitrat- und organisch gebundenem Stickstoff aus häuslichem

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und industriellem Abwasser erzielt werden kann. Das Verfahren zielt darauf ab, für alle wesentlichen Vorgänge möglichst günstige Voraussetzungen zu schaffen.

Dies erfolgt in einer biologischen Abwasserreinigungsanlage der eingangs erläuterten Gattung, d.h. mit zwei hintereinander geschalteten, je einen Belüfbungsbehälter und ein nachgeschaltetes Absetzbecken enthaltenden Stufen, in welcher das Abwasser im Belüftungsbehälter der ersten Stufe belüftet und anschliessend zur Absetzung in das Absetzbecken geleitet wird, dem es sauerstofffrei entnommen und in die zweite Stufe geleitet wird, wo es wiederum belüftet und anschliessend in das Absetzbecken der zweiten Stufe geleitet wird, erfindungsgemäss dadadurch, dass das dem Absetzbecken der ersten Stufe entnommene, Ammonium enthaltende sauerstofffreie Abwasser im Belüftungsbehälter der zweiten Stufe unter Schaffung günstiger Bedingungen für eine möglichst weitgehende Nitrifikation des Ammoniums belüftet wird, und dass ein Teil des in dieser Weise nitrifizierten Abwassers aus dem Absetzbecken der zweiten Stufe kontinuierlich in die erste Stufe zurückzirkuliert und im Absetzbecken der ersten Stufe, in welchem günstige Bedingungen geschaffen werden für die Ammonifizierung des organisch gebundenen Stickstoffes und für die Denitrifikation des im Abwasser zugeführten und mit dem gereinigten Abwasser zurückzirkulierten Nitrates, denitrifiziert wird.

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Dabei wird in der zweiten Stufe durch sehr niedrige BSB -Schlammbelastung und hohes Schlammalter der kleinen Wachstumsgeschwindigkeit von IMitrobacter und insbesondere Nitrosümonas Rechnung getragen. Im Absetzbecken der ersten Stufe werden günstige Bedingungen für die Denitrifikation geschaffen, wobei die niedrige Schlammbelastung mit der dadurch bedingten hohen Schlammenge in dieser ersten Stufe, gleichzeitig einen Schutz der nitrifizierenden Bakterien in der zweiten Stufe ergibt, indem toxisch wirkende Substanzen zum grossen Teil in der ersten Stufe zum Teil adsorbtiv zurückgehalten, zum Teil biologisch abgebaut werden. Gleichzu.'.tig wird "die ammonifizierende Wirkung im reduzierenden Medium des Absetzbeckens verstärkt.

Dadurch wird ohne Störung des Abbaues der übrigen Verunreinigungen in der üblichen Weise und unter Ausnutzung der jeweils für die Amrnonifizierung und die Nitrifikation bzw. Denitrifikation günstigsten Voraussetzungen innerhalb der Anlage eine Elimination des in dem der Anlage zugeführten Abwassers enthaltenen Gesamtstickstoffes bis zu 9Ό% erzielt.

Zur Optimierung dieser Elimination kann mit Vorteil mindestens die Hälfte des dem Absetzbecken der zweiten 5tufe während 24 5tunden zugeleiteten nitrifizierten Abwassers aus diesem Becken wieder in die erste 5tufe eingeleitet werden und/oder es kann dafür gesorgt werden, dass etwa gleichviel oder mehr gereinigtes nitrifiziertes Wasser wieder in die erste Stufe geleitet wird wie dieser Stufe gleichzeitig während 24 Stunden ungereinigtes Abwasser zur Reinigung zugeführt wird.

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Bei einer Anlage mit unregelmässiger Abwasserzufuhr kann mit Vorteil in der Weise gearbeitet werden, dass die hydraulische Belastung der Anlage konstant gehalten wird, eingestellt auf die vorgesehene Spitzenbe-lastung. Bei kleinerem Abwasseranfall kann hierzu soviel des gereinigten nitrifizierten Wassers aus dem Absetzbecken der zweiten Stufe in die erste 5tufe zurückgeführt werden, dass die hydraulische Belastung der ersten Stufe konstant bleibt.

Das aus denn Absetzbecken der zweiten 5tufe zur Denitrifikation in die erste Stufe zurückgeführte Wasser kann entweder in den Belüftungsbehälter oder in das Absetzbecken der ersten Stufe eingeleitet werden. Eine vorteilhafte, besonders innige Durchmischung dieses zurückzirkulierenden Teils mit dem Wasser der ersten Stufe kann aber dadurch erreicht werden, dass das zurückzirkulierte Wasser in die Verbindungsleitung zwischen dem Belüftungsbecken und dem Absetzbecken der ersten Stufe in diese eingeleitet wird,

Zur Schaffung optimaler Bedingungen für die Ammonifizierung und Denitrifikation in der ersten Stufe, wenn mit einer CL-Konzentration von 0 - 2 mg 0 /l und einer 5chlammkonzentration von 5 - 15 kg STS/m3 gearbeitet wird, kann vorteilhaft die B5B(--Schlammbelastung zwischen 0.5 - 0.05, vorzugsweise bei 0.15 kg BSBj-Zkg Schlammtrockensubstanz liegen, wobei sich dauernd mindestens 2/3 des in der gesamten ersten Stufe vorhandenen Schlammes im Absetzbecken dieser Stufe befinden. Die Schlammbelastung errechnet sich aus der pro 24 Stunden der ersten Stufe

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mit dem Abwasser zufliessenden Menge in kg BSB₁-, dividiert durch die gesamte in der ersten Stufe enthaltene Schlammenge in kg. Das Schlammalter, das sich aus der in der gesamten ersten Stufe befindlichen Schlammenge, dividiert durch die täglich aus dem Abwasser zuwachsende oder zugeführte Schlammenge in kg ergibt, kann 5-30 Tage, vorzugsweise etwa 12 Tage betragen. Gleichzeitig kann dafür gesorgt werden, dass der dem Absetzbecken der ersten Stufe zugeführte 5chlamm im Mittel nach mindestens einer, höchstens aber nach θ Stunden, vorzugsweise nach 3 Stunden wieder in das zugehörige Belüftungsbecken gelangt und dort mit Sauerstoff versorgt wird. Dies kann durch eine entsprechende Bemessung der rückgeführten Schlammenge, beispielsweise stündlich 1/5 bis 1/2, vorzugsweise 1/4 des Absetzbeckeninhaltes geschehen. Da während des Denitrifikationsprozesses im Innern der Schlammflocken Gasblasen entstehen, flottiert ein Teil des Schlammes an die Oberfläche des Beckens. Dieser Schlamm kann in bekannter Weise abgeschöpft und in den zugehörigen Belüftungsbehälter zurückgeführt oder als Ueberschussschlamm abgezogen werden.

Durch diese Massnahme werden besonders günstige Bedingungen für die Ammonifizierung und Denitrifikatio-n geschaffen, da durch die hohe Aufenthaltszeit des 5chlamms im Absetzbecken der Sauerstoffhunger so gross wird, dass das Nitrat reduziert wird, ohne die Elimination der biologisch abbaubaren organ ischen Substanzen zu beeinträchtigen. Im Gegenteil wird diese Elimination durch die zusätzliche Sauerstoffzufuhr über das Nitrat noch gefördert, wobei gleichzeitig eine Energieeinsparung möglich ist, da die

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Sauerstoffzufuhr in die Belüftung der ersten Stufe reduziert werden kann.

Zur Schaffung günstiger Voraussetzungen für die Nitrifikation in der zweiten Stufe, wenn mit Sauerstoffkonzentration von 2-6 mg 0/1 und einer Schlammkonzentration von 0,5-4 kg 5TS/m3 gearbeitet wird, kann die BSB -Schlammbelastung weitgehend abhängig von der Temperatur 0.3 0.01, vorzugsweise 0.1 kg BSB /kg 5chlammtrockensubstanz betragen. Das Schlammalter kann 5-30 Tage, vorzugsweise 12 Tage betragen. Gleichzeitig kann dafür gesorgt werden, dass der dem Absetzbecken zugeführte Schlamm nach 1/4 Std. spätestens nach 4 Stunden, vorzugsweise nach 1 Stunde wieder in das zugehörige Belüftungsbecken gelangt und dort mit Sauerstoff versorgt wird. Mit \/orteil befindet sich dauernd höchstens die Hälfte des in der gesamten zweiten Stufe vorhandenen Schlammes im zugehörigen Absetzbecken. Die Rückschlammenge wird beispielsweise mit Vorteil so gewählt, dass- sie stündlich 1/5 - 1/2, vorzugsweise 1/4 des Absetzbeckenvolumen beträgt.

Durch diese Hassnahmpn werden besonders günstige Bedingungen für die Nitrifikation geschaffen, insbesondere durch die niedrige BSB^-Schlammbelastung, durch das in der ersten Stufe schon weitgehend vorgereinigte Abwasser und das dadurch erzielbare hohe Schlammalter. Speziell wird dadurch vermieden, dass im Absetzbecken der zweiten Stufe Denitrifikationserscheinungen auftreten, die zum bekannten Schlammtreiben führen, welches die Nitrifikation beeinträchtigen und die Abflussqualität verschlechtern kann.

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Es wurde ferner gefunden, dass neben dem Abbau der organischen Verunreinigungen und der Elimination des Nitrat- ■ Stickstoffes und ohne Beeinträchtigung dieser Vorgänge zusätzlich im zu reinigenden Abwasser enthaltene Phosphate eliminiert werden können. Dies kann dadurch geschehen, dass der zweiten Stufe vor dem Absetzbecken derselben an sich bekannte Fällungschemikalien, z.B. Aluminium— oder Eisensalze zugesetzt werden.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer in der einzigen Figur der Zeichnung schematisch aufgezeichneten Ausf ührungs-r form einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens beispielsweise näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt eine an sich bekannte zweistufige biologische Abwasserreinigungsanlage mit einem ersten Belüftungsbehälter 1 und .über eine Leitung 2 diesem nachgeschalteten Absetzbecken 3 die zusammen die erste Stufe der Anlage bilden. Ueber einen Ueberlauf 4 und eine Leitung 5 ist das Absetzbecken 3 der ersten Stufe mit einem zweiten Belüftungsbehälter 6 verbunden, der zusammen mit einem weiteren Absetzbecken 7 das über eine Leitung 8 mit dem zweiten Belüftungsbehälter 6 verbunden bzw. diesem nachgeschaltet die zweite Stufe der dargestellten Anlage bildet. Die Belüftung in d.en Belüftungsbehältern 1 und 6 erfolgt über geeignete Ausströmer 9 bzw. 10 die an eine gemeinsame Zuleitung 11 angeschlossen sind.

Das zu reinigende und von Ammonium und Nitratstickstoff zu befreiende häusliche oder industrielle Abwasser gelangt, vorgeklärt oder auch nicht, über eine Leitung 12 kontinuierlich in das Belüftungsbecken 1 der ersten Stufe und

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anschliessend durch die Leitung 2 in die zugehörige nach- < geschaltete Absetzstufe mit Nachklärbecken 3. In dieser ersten Verfahrensstufe werden in an sich bekannter Weise Belüftungszeit mit Luft über Leitung 11 und Ausströmer 9 eingetragene Sauerstoffmenge und Konzentration des biologischen Schlammes so"abgestimmt, dass der geklärte Ablauf durch die Leitung 5 dieser ersten Verfahrensstufe im Absetzbecken 3 keinen freien Sauerstoff mehr enthält. Die BSBq-Schlammbelastung, bezogen auf die gesamte Schlammenge im Belüftungsbecken 1 und im Absetzbecken 3 beträgt 0.15 kg BSB₁. pro kg Schlammtrockensubstanz. Ein Drittel dieser gesamten Schlammmenge befindet sich im Belüftungsbecken 1, zwei Drittel im Absetzbecken 3. Durch die Rückschlammleitung 13 wird soviel 5chlarnm in den Belüftungsbehälter zurückgepumpt, dass diese Menge einem Viertel des Absetzbeckeninhaltes pro Stunde entspricht. Der aufschwimmende, sich auf der Wasseroberfläche des Beckens 3 ansammelnde Schlamm wird von einer Tauchwand 18 zurückgehalten und mit einer geeigneten Vorrichtung über eine Leitung 19 wieder in den Belüftungsbehälter 1 zurückgeführt. Dadurch werden günstige Bedingungen für die Denitrifikation des Nitrates wie auch für die Ammonifizierung geschaffen.

Dem Absetzbecken 3 wird sauerstofffreies Abwasser, das den nicht absetzbaren Teil an Schwebestoffen sowie das Ammonium enthält, über die Ablaufrinne 4 entnommen und über die Leitung 5 in den Belüftungsbehälter 6 der zweiten Stufe und dann über die Leitung 8 in das nachgeschaltete Absetzbecken 7 abgeleitet. Im Belüftungsbehälter 6 werden wiederum in an sich bekannter,Weise Belüftungszeit mit Luft über Leitung 11 und 10, eingetragene Sauerstoffmenge und Schlammkonzentration so abgestimmt, dass das aus dem Absetzbecken 7 über einen Ueberlauf 15 und eine Leitung 16 abfliessende, nunmehr

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geklärte Wasser noch mindestens 2 mg/1, vorzugsweise 4 mg/1 freien Sauerstoff enthält. Die BSBA-Scblammbelastung, bezogen auf die gesamte Schlammenge im Belüftungsbehälter 6 und im Absetzbecken 7 betragt 0.1 kg B5B,./kg Schlammtrockensubstanz. Ungefähr 2/3 der gesamten 5chlammenge befinden sich dauernd im Belüftungsbehälter 6, 1/3 im Absetzbecken Die über eine Leitung 14 zurückgeführte 5chlammenge beträgt 1/4 des Gesamtvolumens des Absetzbeckens 7 pro Stunde. Dadurch werden günstige Bedingungen für die Nitrifizierung des Ammoniums in dieser zweiten' Stufe geschaffen.

In dieser zweiten Stufe können ferner, zur zusätzlichen Elimination von Phosphaten aus dem zu reinigenden Abwasser ohne Störung der übrigen Vorgänge in dieser Stufe und insbesondere ohne 5törung der Nitrifikation, an sich bekannte Fällungschemikalien wie Aluminium- oder Eisensalze über eine Leitung 2D zugesetzt werden, und zwar vorteilhaft vor dem Eintritt des Wassers in das Absetzbecken 7 z.B. in den Belüftungsbehälter 6.

Es hat sich ferner gezeigt, dass es in bestimmten Fällen von Vorteil ist, wenn zur Verbesserung der Sedimentationseigenschaften in der zweiten Stufe zusätzlich an sich bekannte organische und/oder anorganische Flockungsmittel, z.B. Bentanit, Cellulosefasern oder anionischem kationische oder nicht-ionische Flockungshxlfsmittel zugesetzt werden. 5olche Hilfsmittel stören den gewünschten Nitrifikationsprozess in keiner Weise.

Zur Denitrifikation des in der zweiten Verfahrensstufe nitrifizierten Ammoniums und damit zur Elimination von Nitratstickstoff aus dem zu reinigenden Abwasser wird nun ein Teil, vorzugsweise mindestens 50% des dem Ab-

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setzbecken 7 während 24 Stunden zugeleiteten nitrifizierten Abwassers diesem Absetzbecken 7 entnommen und in die erste 5tufe der Anlage zurückzirkuliert, wo die günstigen Bedingungen für die Denitrifikation von nitrifizierten Stickstoffverbindungen vorherrschen. Mit Vorteil wird dabei die Anlage so reguliert, dass in die erste Stufe zur Denitrifikation etwa gleichviel Wasser aus dem Absetzbecken 7 eingeführt wird wie diese ungereinigtes Abwasser aus der Leitung 12 während 24 Stunden erhält.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, das der ersten Stufe wieder zuzuleitende Wasser dem Absetzbecken 7 der zweiten Stufe etwa in einer Tiefe von 0.2 bis 2 rn vorzugsweise von 0.8 m unter dem Wasserspiegel zu entnehmen. Die Entnahme ist in der Zeichnung durch eine Leitung 17 veranschaulicht, die das entnommene Wasser in die Leitung 2 zurückführt, wo eine innige Vermischung mit dem in der ersten Stufe vorhandenen Wasser erfolgt. Gemäss einer nicht dargestellten Variante wäre es auch möglich, das dem Absetzbecken 7 zur Rezirkulation entnommene Wasser statt in die Leitung 2 auch in den Belüftungsbehälter 1 oder das Absetzbecken der ersten Stufe in diese einzuleiten.

Durch die Denitrifikation in der ersten Stufe ist der 5chlamm infolge der in den Schlammflocken zum Teil enthaltenen Mikrogasbläschen schwieriger einzudicken. Es kann daher vorteilhaft sein, den aus dieser Stufe abgezogenen Ueberschusschlamm vor seiner Einleitung zur Sedimentation in einem Eindicker üblicher Bauart zu entgasen. Dies kann dadurch geschehen, dass der Schlamm vor Einleitung in den Eindicker während 1-7 Stunden, vorzugsweise 3 Stunden ohne Luftzufuhr in einem Behälter

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mechanisch gerührt wird, wobei der grösste Teil der Gasbläschen entfernt wird.

Eine weitere Möglichkeit, den Ueberschlusschlamm einzudicken, ohne dass dabei die Mikrobläschen störend wirken, kann darin bestehen, dass dieser anstatt sedimentiert in einer an sich bekannten Einrichtung durch Flottation aufkonzentriert wird.

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Claims

PATE'NTANSPRUECHE

1- Verfahren zur Elimination von organisch und anorganisch gebundenem Stickstoff aus häuslichem und industriellem Abwasser in einer biologischen Abwasserreinigungsanlage mit zwei hintereinander geschalteten, je einen Belüftungsbehälter und ein nachgeschaltetes Absetzbecken enthaltenden Stufen, in welcher das Abwasser in der ersten Stufe belüftet und anschliessend zur Absetzung in das Absetzbecken geleitet wird, dem es sauerstoffrei entnommen und in die zweite Stufe geleitet wird, wo es wiederum belüftet und anschliessend in das Absetzbecken der zweiten Stufe geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Absetzbecken (3) der ersten Stufe entnommene, Ammonium enthaltende sauerstoffreie Abwasser im Belüftungsbehälter (6) der zweiten Stufe unter Schaffung günstiger Bedingungen für eine möglichst weitgehende Nitrifikation des Ammoniums belüftet wird, und dass ein Teil des in dieser Weise nitrifizierten Abwassers aus dem Absetzbecken (7) der zweiten Stufe kontinuierlich in die erste Stufe zurückzirkuliert und im Absetzbecken (3) der ersten Stufe, in welchem günstige Bedingungen geschaffen werden für die Ammonifizierung des

dia/ organisch gebundenen Stickstoffes und für''Denitrifikation des im Abwasser zugeführten und mit dem gereinigten Abwasser zurückzirkulierten Nitrates, denitrifiziert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die BSB -Schlammbelastung in der ersten Stufe 0,5 - 0,05, vorzugsweise 0,15 kg BSB₁. pro kg Schlammtrockensubstanz beträgt.

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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich dauernd mindestens 2/3 der in der ersten Stufe enthaltenen Schlammenge im Absetzbecken dieser Stufe befindet.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schlammalter in der ersten Stufe 5-30 Tage, vorzugsweise 12 Tage beträgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Absetzbecken (3) dar ersten Stufe zugeleiteter Schlamm nach^l - 8 Stunden, vorzugsweise nach 3 Stunden wieder in den zugehörigen Belüftungsbehälter (1) geleitet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlammenge stündlich 1/5 - 1/2, vorzugsweise 1/4 des Absetzbeckenvolumens beträgt.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der im Absetzbecken (3) der ersten Stufe auf der Oberfläche des Wassers sich ansammelnde Schlamm in den Belüftungsbehälter (1) zurückgeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der im Absetzbecken (3) der ersten Stufe auf der Oberfläche des Wassers sich ansammelnde Schlamm als Ueberschusschlamm abgezogen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus der ersten Stufe abgezogener Schlamm während 1-7 Stunden, vorzugsweise 3 5tunden mechanisch ge-· rührt und anschliessend in einen Eindicker geleitet wird

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10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus der ersten Stufe abgezogener Schlamm durch Flottation eingedickt wird.
11.. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die BSB,--Schlammbelastung in der zweiten
Stufe 0,3 - 0,01, vorzugsweise 0,1 kg 'BSB₅Ag
Schlammtrockensubstanz beträgt.
12« Verfahren nach Anspruch 1, dadurc'h gekennzeichnet» dass sich dauernd höchstens die Hälfte der in
der zweiten Stufe vorhandenen Schlammenge im Absetzbecken befindet.
13.. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schlammalter in der zweiten Stufe 5-30 Tage, vorzugsweise 12 Tage beträgt.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Absetzbecken (7) der zweiten Stufe zugeleiteter Schlamm nach 1/4 - 4, vorzugsweise nach
1 Stunde wieder in den zugehörigen Belüftungsbehälter (6) zurückgelsitet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlammenge stündlich 1/5 - 1/2, vorzugsweise 1/4 des Absetzbeckenvolumens beträgt,
16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Hälfte des dem Absetzbecken (7) der zweiten Stufe während 24 Stunden zugeleiteten
nitrifizierten Abwassers aus diesem Becken wiedsr
in die erste Stufe eingeleitet wird.

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17. Verfahren nach Anspruch 1 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass angenähert gleichviel gereinigtes nitrifiziertes Wasser wieder in die erste Stufe geleitet wird wie dieser Stufe ungereinigtes Abwasser zugeführt wird.
IB. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Belastung der ersten Stufe konstant gehalten wird.
19. Verfahren nach Anspruch IB, dadurch gekennzeichnet, dass zur Konstanthaltung der hydraulischen Belastung bei ungleichmässiger Abwasserzufuhr gereinigtes, nitrifiziertes Wasser aus dem Ueberlauf (15) des Absetzbeckens (7) der zweiten Stufe verwendet wird.
20. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das der ersten Stufe wieder zuzuleitende, gereinigte, nitrifizierte Wasser dem Absetzbecken (7) der zweiten Stufe in einer Tiefe von .0,2 bis 2m, vorzugsweise von 0,8 m unter dem Wasserspiegel entnommen wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1,16,17,10 oder

19, dadurch gekennzeichnet, dass der aus dem Absetzbecken (7) der zweiten Stufe in die erste Stufe zurückzirkulierte Teil des Wassers in den Belüftungsbehälter (1) der ersten Stufe in diese eingeleitet wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1,16,17,18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der aus dem Absetzbecken (7) der zweiten Stufe in die erste Stufe zurückzirkulierte Teil des Wasser in das Absetzbecken (3) der ersten 5tufe in diese eingeleitet wird.

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23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1,16,17,18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der aus dem Absetzbecken (7) der zweiten Stufe in die erste Stufe zurückzirkulierte Teil des Wassers in die Verbindung (2) zwischen dem Belüftungsbehälter und dem Absetzbecken der ersten Stufe in diese eingeleitet wird.
24. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur zusätzlichen Elimination von Phosphaten ohne Störung der Mitrifikation der zweiten Stufe Fällungschemikalien, z.B. Aluminium- oder Eisensalze zugesetzt werden.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass diese Fällungschemikalien dem Wasser vor seinem Eintritt in das Absetzbecken (7) der zweiten Stufe zugegeben werden.
26. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass diese Fällungschemikalien in den Belüftungsbehälter (6) der zweiten Stufe gegeben werden.
27. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbesserung der Sedimentationseigenschaften in der zweiten Stufe zusätzlich anorganische und/oder organische Flockungsmittel zugesetzt werden.

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