DE2321722B2 - Verfahren zum behandeln von abwasser, das biologisch abbaubare kohlenstoffhaltige und stickstoffhaltige verunreinigungen enthaelt - Google Patents

Verfahren zum behandeln von abwasser, das biologisch abbaubare kohlenstoffhaltige und stickstoffhaltige verunreinigungen enthaelt

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DE2321722B2 DE19732321722 DE2321722A DE2321722B2 DE 2321722 B2 DE2321722 B2 DE 2321722B2 DE 19732321722 DE19732321722 DE 19732321722 DE 2321722 A DE2321722 A DE 2321722A DE 2321722 B2 DE2321722 B2 DE 2321722B2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Abwasser, das biologisch abbaubar^ kohlenstoffhaltige und stickstoffhaltige Verunreinigungen enthält, durch Begasen in zwei aufeinanderfolgenden geschlossenen Begasungszonen unter Zuführung von wenigstens Volumenprozent Sauerstoff enthaltendem Gas in jede Begasungszone in Gegenwart von xohlenstoffhaltige und stickstoffhaltige Verunreinigungen verbrauchen-
dem Schlamm und unter innigem Mischen des Abwassers, des Schlammes und des oxidierenden Gases in beiden Begasungszonen, wobei der aus dem aus der zweiten Begasungszone als gereinigtes Endprodukt abfließenden Wasser sich absetzende Schlamm zurückgeführt und aus der letzten Be^asungszone ein wenigstens 20 Volumenprozent Sauerstoff enthaltendes Gas abgezogen wird.
Ein derartiges Verfahren ist in der deutschen Offenlegungsschrift 20 32 480 beschrieben. Nach diesem Verfahren wird Abwasser nacheinander in zwei getrennten Begasungszonen behandelt, wobei in jeder Begasungszone ein wenigstens 50 Volumenprozent Sauerstoff enthaltendes Gas zugeführt wird.
Bei dem bekannten Verfahren, das zwar auch nur verhältnismäßig kurze Aufenthaltszeiten voraussetzt, das aber lediglich ein sogenanntes »Einschlammsystem« darstellt, kommt es nicht zu einem ausreichenden Wachstum der nitrifizierenden Bakterien, was dazu führt, daß die Nitrifikation ungenügend ist. Eine ausreichende Nitrifikation erscheint daher bei diesem bekannten Verfahren nur mit einer Verlängerung der Aufenthaltszeit für die Flüssigkeit möglich. Hinzu kommt, daß die nitrifizierenden Bakterien, die naturgemäß auf toxische und/oder hemmende Einflüsse empfindlich reagieren, bei dem bekannten sogenannten »Einschlammsystem« diesen Einflüssen unmittelbar ausgesetzt sind, was ebenfalls zu einer ungenügenden Nitrifikation führt. Eine ungenügende Nitrifikation bringt es aber mit sich, daß der Kläranlagenabfluß einen unerwünscht hohen Ammoniakgehalt hat, was unter anderem einen hohen Sauerstoffbedarf im Vorflutei bedingt.
Aufgabe der Erfindung ist eine derartige Weiterbildung des aus der deutschen Offen!"gungsschrift 20 32 480 bekannten Verfahrens, daß unter Wahrung der verhältnismäßig kurzen Aufenthaltszeit eine weitergehende Oxidation des Ammoniaks zu Nitrat ermöglicht wird, hierbei aber die Reinigungswirkung hinsichtlich der organischen Verunreinigungen erhalten bleibt.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die aus der ersten Begasungszone abfließende Flüssigkeit vor Zuführung zu der zweiten Begasungszone in eine Absetzzone eingeleitet wird, aus welcher der sich absetzende Schlamm in die erste Begasungszone zurückgeführt wird, und daß der aus der aus der zweiten Begasungszone abfließenden Flüssigkeit sich absetzende Schlamm nur in die zweite Begasungszone zurückgeführt wird, daß der zweiten Begasungszone eine Flüssigkeit mit einem Gesamt-BSB5-Gehalt von 20 bis 100 mg/1 (gemessen auf der Basis von Kohlenstoff ohne stickstoffhaltige Stoffe) zugeführt wird, daß die Aufenthaltszeit der Flüssigkeit in dieser Begasungszone bei 30 bis 240 Minuten gehalten wird, ein Gehalt an suspendierten Feststoffen von 2000 bis i0 000 mg/1 und ein Verhältnis von flüchtigen suspendierten Feststoffen zu suspendierten Feststoffen von wenigstens 0,4 :1 aufrechterhalten wird, daß des weiteren der Gehalt an gelöstem Sauerstoff in der Flüssigkeit in dieser zweiten Begasungszone bei wenigstens 2 mg/1 und das Schlammalter in dieser Begasungszonc zwischen 3 und 20 Tagen gehalten wird, und daß ferner in der zweiten Begasungszone die Schlammbelastung bei 0,03 bis 0,60 kg BSÜ5 (gemessen auf der Basis von Kohlenstoff ohne stickstoffhaltige Stoffe) je kg flüchtige suspendierte Feststoffe und Tag gehalten und für einen Gehalt an flüchtigen suspendierten Feststoffen mit 2 bis 40% stickstoffhaltiee Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen und 60 bis 93% kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden lebenden und toten Mikroorganismen gesorgt wird.
Im Vergleich zu Verfahren vergleichbarer Art wird be; dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Wahrung der Reinigungswirkung hinsichtlich der organischen Verunreinigungen der Ammoniakgehalt im Kläranlagenabfluß verringert und so der Sauerstoffbedarf im Vorfluter vermindert.
ίο Bevorzugt wird in der zweiten Begasungszone für einen Gehalt an flüchtigen suspendierten Feststoffen mit 2 bis 25% stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen und 75 bis 98% kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden lebenden und toten Mikroorganismen gesorgt.
Bei einer guten Ausführungsform des Verfahrens wird in der ersten Begasungszone die Schlammbelastung bei 0,8 bis 2 kg BSB5 (gemessen nur auf der Basis von Kohlenstoff) je kg flüchtige suspendierte Feststoffe und Tag gehalten, der zweiten Begasungszone wird eine Flüssigkeit mit einem BSB5-Gehalt von 25 bis 100 mg/1 (gemessen nur auf der Basis von Kohlenstoff) zugeführt, und die Schlammbelastung in der zweiten Begasungszone wird bei 0,12 bis 0,50 kg BSB5 (gemessen nur auf der Bais von Kohlenstoff) je Tag und kg flüchtige suspendierte Feststoffe gehalten.
Hierbei kann der Gehalt an BSB5 in der zweiten Begasungszone zugeführten Flüssigkeit bei 30 bis 60 mg/1 gehalten werden, und die Schlammbelastung kann in der zweiten Begasungszone bei 0,2 bis 0,4 kg BSB5 je Tag und kg fluchtige suspendierte Feststoffe gehalten werden.
Im Bedarfsfall kann in der ersten Begasungszone die Schlammbelastung bei 0,3 bis 0,8 kg BSB5 je Tag und kg flüchtige suspendierte Feststoffe gehalten werden, und der der zweiten Begasungszone zugeführter· Flüssigkeit kann zusätzlich BSB5 aus aus einer zweiten Quelle zugeführt werden.
Als eine solche zweite Quelle für BSB5 kann ein kleinerer Teil des BSB5 enthaltenden Wassers, der nicht in der ersten Begasungszone behandelt worden ist, und/oder ein kleinerer Teil des Schlammes, der sich aus der aus der ersten Begasungszone abgezogenen Flüssigkeit abgesetzt hat, und/oder ein kleinerer Teil der Flüssigkeit, die unmittelbar aus der ersten Begasungszone abgezogen wird, verwendet werden.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird der BSB5-Gehalt der in die zweite Begasungszone zugeführten Flüssigkeit bei 20 bis 80 mg/1 gehalten, und in der zweiten Begasungszone wird eine Schlammbelastung von 0,05 bis 0,5 kg BSB5 je Tag und kg flüchtige suspendierte Feststoffe aufrechterhalten.
Zweckmäßigerweise wird die Verweilzeit der Flüssigkeit in der zweiten Begasungszone bei 60 bis 120 Minuten gehalten.
Die Verweilzeit der Flüssigkeit in der zweiten Begasungszone kann länger gehalten werden als in der ersten Begasungszone.
Das Schlammalter in der zweiten Begasungszone
(10 kann mindestens zweimal so groß sein wie das Schlammalter in der ersten Begasungszone. Das Schlammalter in der zweiten Begasungszone kann bei 5 bis 15 Tagen gehalten werden.
Gute Erfolge werden erzielt, wenn in der zweiten (15 Begasungszone der Gehalt der Flüssigkeit an gelöstem Sauerstoff bei 4 bis 10 mg/1 gehalten wird.
Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt, die nachstehend erläutert wird.
Es zeigt
F i g. 1 graphisch den Einfluß der Konzentration an gelöstem Sauerstoff auf das Wachstum von sowohl Stickstoff wie Kohlenstoff verbrauchenden Mikroorganismen,
F i g. 2 schematisch im Schnitt eine Vorrichtung, in welcher eine Ausführungsform der Erfindung durchgeführt werden kann,
Fig.3 schematisch im Schnitt eine Vorrichtung, in welcher eine andere Ausführungsform der Erfindung durchgeführt werden kann, wobei sowohl die Bega sungszonen (Kohlenstoffentfernungszone und Nitrifizierungszone) in Unterzonen unterteilt sind,
Fig.4 schematisch im Schnitt eine Vorrichtung, in welcher andere Ausführungsformen durchgeführt werden können,
F i g. 5 schematisch im Schnitt eine Vorrichtung, in welcher erfindungsgemäß kombinierte Ausführungsformen durchgeführt werden können.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das Wasser zunächst in einer Begasungszone unter Verwendung von Sauerstoff behandelt. Hierbei wird mit hohem Anteil wenigstens ein größerer Teil, typischerweise 80% bei statischem Abwasser, des Bedarfs des Abwassers an Sauerstoff beseitigt, und zwar hinsichtlich der kohlenstoffhaltigen Nährstoffe, gemessen nach den üblichen Vorschriften für die Bestimmung von BSB?. Der zweiten Zone werden Stoffe zugeführt, die wenigstens die aus der ersten Stufe abfließende Flüssigkeit enthalten, und für die Ausführungsform mit niedrigem Anteil zusätzlich eine andere Quelle für BSB5. Der festliche ungesättigte Bedarf an Sauerstoff in der aus der ersten Zone abfließenden Flüssigkeit kann auf jeder Kombination von drei möglichen Formen beruhen: kohlenstoffhaltige Nährstoffe, d. h. lösliches BSB5, totes Material, oder kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchende Mikroorganismen. Die beiden letzteren bilden die suspendierten Feststoffe im gesamten BSB5. Wenn kohlenstoffhaltige Nährstoffe oder totes Material vorliegen, so werden diese von den kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen für die Synthese der Zellen oder als Energiequelle verwendet. Liegen sie in Form von kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchende Mikroorganismen vor, so verzehren sie sich unter endogener Atmung (Autoxidation) selbst.
Unabhängig von der jeweiligen Ausführungsform enthält der Flüssigkeitsstrom für die zweite oder Nitrifizierungszone, der wenigstens das an Kohlenstoff verarmte Wasser aus der ersten Begasungszone zugeführt wird, 20 bis 100 mg/1 BSB5 und stickstoffhaltige Nährstoffe, die in der ersten Zone nicht beseitigt worden sind. Bei der einen Ausführungsform der Erfindung, d.h. bei einem hohen Verhältnis von Nährstoffen zur Biomasse, ist das gesamte BSB5 in dem aus der ersten Begasungszone abfließenden an kohlenstoffhaltigen Nährstoffen verarmten Wasser enthalten. Ein Vorzug dieser Ausführungsform besteht darin, daß die notwendige Kontaktzeit der Flüssigkeit erheblich kleiner sein kann, als wenn in der ersten Zone mit geringerer Geschwindigkeit gearbeitet wird, wobei praktisch der gesamte Bedarf an Sauerstoff des kohlenstoffhaltigen Materials entfernt ist
Die zweite erfindungsgemäße Zone wird absichtlich so betrieben, daß der aktivierte Schlamm kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchende Mikroorganismen und stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchende Mikroorganismen gemeinsam enthält. Die kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen werden durch restliche kohlenstoffhaltige Nährstoffe am Leben gehalten und durch endogene Atmung in dem Wasser. Die stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen werden am Leben gehalten durch die stickstoffhaltigen Nährstoffe in der gleichen Flüssigkeil, die in der ersten Begasungszone nicht verbraucht wurden. Die Wachstumsgeschwindigkeit der stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen ist abhängig von den Parametern des
ίο Verfahrens in dieser Nitrifizierungszone. Für einen gleichmäßigen Betrieb unter Aufrechterhaltung der Dynamik dieser Mikroorganismen in dieser Zone ist es erforderlich, daß der Anfall an Schlamm nicht größer ist als die Wachstumsgeschwindigkeit der stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen.
Erfindungsgemäß hat die oxidierte Flüssigkeit in der Nitrifizierungszone einen Gehalt an flüchtigen suspendierten Feststoffen mit 2 bis 40% stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen und 60 bis 98% kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen, zuzüglich des toten Materials. Es wurde unerwarteterweise gefunden, daß der Zusatz von kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden, lebenden und/oder toten Mikroorganismen zu der Nitrifizierungszone in Gegenwart eines zugeführten Gases mit wenigstens 50 Volumenprozent Sauerstoff zu guten Erfolg führt. Die kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen und/oder das tote Material, auch in Gegenwart von 2 bis 40% stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen, setzen sich schneller ab als die stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen und dienen ferner anscheinend zum Festhalten der stickstoffhaltige Nährstoff verbrauchenden Mikroorganismen. Die Wirkung ist so, daß ein Schlamm mit wenigstens zwei verschiedenen Bestandteilen sich besser absetzt als ein Schlamm, der nur aus stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen besteht Im Ergebnis wird das Verhalten bei der Klärung mit dem kombiniert zusammengesetzten Schlamm erheblich verbessert. Der Gehalt an restlichen suspendierten Feststoffen einschließlich beider Arten von Mikroorganismen in dem Abfluß aus dem Klärgefäß wird verringert wie es die Tabelle 3 beispielsweise zeigt.
Ein weiterer Vorteil dieses in zwei Stufen verlaufenden Verfahrens besteht darin, daß die kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen und/oder das tote Material den Schlamm verdünnen und damit die Verluste an stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen in dem Abfluß aus dem Klärgefäß verringern. Das bedeutet daß bei einem Verhalten der Kläranlage derart, daß suspendierte Feststoffe bis auf einen gewissen Gehalt, d. h. auf etwa 10 bis 30 mg/1 entfernt werden, durch die Anwendung des kombinierten Schlammes geringere Verluste dieser Arten stattfinden. Im Ergebnis kann der Bestand an stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen, der beim laufenden Betrieb notwendig ist leichter aufgebaut und aufrechterhalten werden, ah wenn der Schlamm lediglich als einzige Art stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchende Mikroorganismer enthält
Die Erfindung ist auch darin bemerkenswert, daß eir wenigstens 50 Volumenprozent Sauerstoff enthaltende:
Gas der Nitrifizierungszone in genügender Menge zugeführt wird Durch das Mischen und das gleichzeitige Rezirkulieren wird der Gehalt an gelöstem Sauerstoff ir der Flüssigkeit bei wenigstens 2 mg/1 gehalten. Die
F i g. 1 zeigt die Bedeutung dieses Umstandes. Die Wachstumsgeschwindigkeit der stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen (als Ordinate) ist abhängig von dem Gehalt an gelöstem Sauerstoff (als Abszisse) bei 25°C. Die Wachstumsgeschwindigkeit nimmt sehr schnell zu von 0 bis zu etwa 2 mg/1 an gelöstem Sauerstoff, und seine Konzentration erreicht hierbei etwa 82% des Maximums. Im Gegensatz hierzu brauchen die kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen nicht einen relativ hohen Gehalt an gelöstem Sauerstoff, um eine so hohe Wachstumsgeschwindigkeit zu erreichen. Das sieht man an den zwei Punkten bei 90% und 100% der maximalen Wachstumsgeschwindigkeit. Beim Vergleich sieht man. daß die kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenen Mikroorganismen 90% ihrer maximalen Wachstumsgeschwindigkeit schon bei 0,5 mg/1 gelöstem Sauerstoff erreichen. Die F i g. 1 zeigt ferner, daß die Aufrechter haltung eines hohen Gehaltes an gelöstem Sauerstoff von wenigstens 2 mg/1 und vorzugsweise von wenigstens 4 mg/1 zur Erreichung von 90% der maximalen Wachstumsgeschwindigkeit der stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen wichtiger ist in der erfindungsgemäßen Nitrifizierungszone als in der Zone, wo kohlenstoffhaltige Nährstoffe entfernt werden.
Der Gehalt an suspendierten Gesamtfeststoffen in der zweiten Nitrifizierungszone wird bei 2000 bis 10 000 mg/1, vorzugsweise 3000 bis 7000 mg/1, gehalten. Bei so hohen Konzentrationen sind kleinere Kammern und Leitungen möglich. Wenigstens 40% der gesamten Feststoffe sind flüchtige suspendierte Feststoffe mit einem Bedarf an Sauerstoff. Bei Zuführung eines Frischgases mit wenigstens 50 Volumenprozent Sauerstoff in die zweite Zone kann der notwendige Sauerstoff für die biochemische Oxidation in vernünftiger kurzer Kontaktzeit die Flüssigkeit von 30 bis 240 Minuten eingeführt werden.
Der Anfall an Schlamm aus der zweiten Zone, d. h. derjenige Schlamm, der abgezogen und nicht zurückgeführt wird, ist abhängig von der Dynamik der stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen. Auch die Dynamik der kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Organismen muß richtig geregelt werden, so daß sie nicht so stark abnehmen, daß sie nicht zum Festhalten der stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen vorhanden sind und damit die Verluste an stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen im Abfluß aus dem Klärgefäß verhindern. Entsprechend bilden die kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen und das tote Material wenigstens 60% der flüchtigen suspendierten Feststoffe. Von diesen 60% machen die kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen vorzugsweise 10 bis 90% aus, wobei der Rest das tote Material ist. Andererseits dürfen die kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen und das tote Material nicht einen so hohen Anteil der flüchtigen suspendierten Feststoffe ausmachen, daß sie die stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen in das abfließende Wasser aus dem Klärgefäß verdrängen, weshalb die Gesamtmenge nicht über 98% liegen soll. Das bedeutet daß die flüchtigen suspendierten Feststoffe wenigstens 2%, aber nicht mehr als 40% und vorzugsweise nicht mehr als 25% der stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen enthalten sollen. Die Menge der kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen und des toten Materials wird geregelt durch Regelung des gesamten BSB5 in dem Flüssigkeitsstrom, der in die Nitrifizierungszone eintritt. Bei allen Ausführungsformen der Erfindung soll dieser Gehalt bei i> 2 bis 100 mg/1 liegen, vorzugsweise bei 25 bis 100 mg/1, insbesondere bei 30 bis 60 mg/1 BSBs bei der Ausführungsform mit hohem Anteil. Bei der Ausführungsform mit niedrigem Anteil liegt dieser Bereich vorzugsweise bei 20 bis 80 mg/1 BSBs.
ίο Im allgemeinen ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in der zweiten Zone ein Verhältnis einer Menge an kohlestoffhaltigen Nährstoffen, an toten Material und an kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen zur Biomasse von 0,03 bis 0,60 kg BSB5 je Tag und kg flüchtige suspendierte Feststoffe erforderlich. Bei der Ausführungsform des Verfahrens mit hohem Anteil liegt dieses Verhältnis vorzugsweise zwischen 0,12 :1 und 0,50 :1, insbesondere zwischen 0,2:1 und 0,4:1, während bei der Ausführungsform des Verfahrens mit geringem Anteil dieses Verhältnis vorzugsweise zwischen 0,05 :1 und 0,50 :1 liegt Der Grund für diese Unterschiede liegt in den Unterschieden der Mengen von BSB5, die ihrerseits von der Quelle des BSB5 abhängt, die nötig ist, um die gleiche Menge von kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen in belebtem Schlamm zu bilden. Bei der Ausführungform der Erfindung mit einem hohen Anteil ist die einzige Quelle für den BSB5, der in die zweite Zone eintritt, der Gehalt
yo an kohlenstoffhaltigen Nährstoffen in dem Wasser aus der ersten Zone. Die Bildung von BSB5-Schlamm erfordert etwa 1,67 kg kohlenstoffhaltige Nährstoffe als BSB5 zur Gewinnung von 1 kg der kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen. Andererseits haben Versuche gezeigt, daß etwa 0,6 kg BSB5 aus kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen oder totem Material nötig sind, um 1 kg kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchende Mikroorganismen oder totes Material zu gewinnen. Aus diesen Tatsachen geht hervor, daß 1,67 kg kohlenstoffhaltige Nährstoffe, lösliches BSB5, äquivalent ist 1 kg kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen oder totem Material mit einem Bedarf von 0,6 kg BSB5, um einen kombinierten Schlamm in der zweiten Begasungszone aufrechtzuerhalten. Die beiden extremen Ausführungsformen der Erfindung, d. h. diejenigen, bei welchen einerseits der zweite Begasungszone nur kohlenstoffhaltige Nährstoffe als BSB5 zugeführt werden und andererseits ohne kohlenstoffhaltige Nährstoffe der zweiten Begasungszone nur kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchende Mikroorganismen und totes Material zugeführt werden, haben Verhältnisse von Nährstoffen zu Mikroorganismen, die sich um etwa 2ß : 1 unterscheiden, d. h. einerseits 1,67 kg kohlenstoffhaltige Nährstoffe enthaltender BSB5 zu 0,6 kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen vom Typ BSB5 ergibt ein Verhältnis von 2,8. Der in die zweite Begasungszone eintretende BSB5 kann also einige oder alle nachstehenden Bestandteile enthalten: kohlenstoffhaltige Nährstoffe, totes Material und kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchende Mikroorganismen.
Um einen konstanten Gehalt an kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen in der Flüssigkeit der zweiten Begasungszone aufrechtzuerhalten, was fOr die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens notwendig ist muß berücksichtigt werden, daß diese kohlenstoffhaltige Nährstoffe ver
ίο
brauchenden Mikroorganismen auf drei Wegen verloren gehen können: Ablassen im fließenden Wasser aus der zweiten Begasungszone, in der Regel in einem
Tabelle 1
Klärgefätl, endogene Atmung oder Selbstverzehrung bei einem Mangel an kohlenstoffhaltigen Nährstoffen und im Abfallschlamm aus dem Klärgefäß.
Parameter
In der Flüssigkeit suspendierte Feststoffe (mg/1)
Verhältnis flüchtige suspendierte Feststoffe zu
suspendierten Feststoffen
Verhältnis des zurückgeführten Schlammes zu der
hinzufließenden Menge
In der Flüssigkeit gelöster Sauerstoff (mg/1)
Kontaktzeit der Flüssigkeit (Min.)
Gehalt an stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Organismen in der Flüssigkeit (%)
Gehalt des Zuflusses (mg/1)
BSB5
TKN*)
NH3-N")
Suspendierte Feststoffe
Gehalt des Abflusses (mg/1) an
BSB5
TKM#)
NH3-N")
Suspiendierten Feststoffen (Klärgefäß)
Verhältnis der Nährstoffe zur Biomasse (kg, BGB5 je Tag und kg) flüchtige suspendierte Feststoffe
Verweilzeit des Schlammes (Tage)
Erforderliche Energie (PS)
*) Stickstoffhaltige Nährstoffe (gesamte Stickstoffmenge nach K j e I d a h I). **) Ammoniak-Stickstoff.
Kombiniertcs /wei-Stufen-Verfahren Entfernung von
liin-Suifeii- stickstoffhaltigen
Verfaliren Entfernung von Nährstoffen
kohlenstoffhalti (3)
gen Nährstoffen 5835
(I) (2) 0,70
5065 4688 0,50
0,70 0,75 6,0
OJO 0,30 72
6,0 6,0 8
300 78 38
2 — 21
200 200 18
30 30 30
20 20 20
240 240 3
20 38 1
5 21 30
1 18 0,18
30 30 9,08
ag 0,27 1,05 250
8 1,09
580 200
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung im Vergleich zu einem System nach dem Stande der Technik mit einem einzelnen Verfahrensschritt zum Entfernen der kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen und der stickstoffhaltige verbrauchenden Mikroorganismen in der gleiche Zone besteht darin, daß die erforderlichen Kontaktzeiten für die Flüssigkeit in den beiden Zonen und daher auch die Abmessung der Kammer erheblich geringer sind als bei dem bekannten »Einschlammsystema Das beruht darauf, daß in der zweiten Zone ein geringerer Gehalt an kohlenstoffhaltigen Nährstoffen entfernt werden muß und daß daher ein geringerer Anteil an kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen und ein höherer Anteil an stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Organismen zugegen ist Die Tabelle 1 erläutert diese Verhältnisse. Verglichen sind die Verfahrensparameter für ein System, bei welchem in einem einzigen Verfahrensschritt gemeinsam kohlenstoffhaltige Nährstoffe und stickstoffhaltige Nährstoffe entfernt werden, mit einer erfindungsgemäßen Ausführungsform mit hohem Anteil. Bei jedem System wurde ein Frischgas mit 90 Volumenprozent Sauerstoff verwendet Das System mit einer einzigen Verfahrensstufe enthielt vier Unterzonen, während in den anderen Systemen die Zone zum Entfernen der kohlenstoffhaltigen Nährstoffe und die Zone zum Entfernen der stickstoffhaltigen Nährstoffe jeweils in drei Unterzonen unterteilt war. In allen diesen letzteren strömten das Gas und die Flüssigkeit im Gleichstrom, wie die F i g. 3 es zeigt. Das abgelassene Gas enthielt 50 Volumenprozent Sauerstoff.
Beim Vergleich der Kontaktzeiten der Flüssigkeit unter diesen Arbeitsbedingungen sieht man, daß das Gesamtvolumen der ersten und der zweiten Begasungszone nur etwa halb so groß zu sein braucht wie bei dem einstufigen Verfahren, bei welchem kohlenstoffhaltige Nährstoffe und stickstoffhaltige Nährstoffe gleichzeitig entfernt werden.
Bei dem Verfahren mit einer hohen Durchsatzgeschwindigkeit nach Fig.2 wird das BSB5 enthaltende Wasser, beispielsweise städtische Abwasser, durch die Leitung 11 in die erste Kammer 10 eingeführt Diese bildet die erste Begasungszone oder die Zone zui Entfernung der kohlenstoffhaltigen Nährstoffe. Eine nicht abgebildete Quelle für ein Gas mit wenigstens 5C Volumenprozent Sauersjoff ist vorgesehen. Das Gas gelangt durch die Leitung 12 mit dem Regelventil 13 ir die Kammer 10. Die letztere hat einen gasdichter Deckel 14, um über der Flüssigkeit ein an Sauerstofl angereichertes Gas aufrecht zu erhalten. Der zurückgeführte aktivierte Schlamm gelangt durch die Leitung 15 in die Kammer 10. Man kann auch das BSBs enthaltende Wasser und den Schlamm vor dem Einführen in die Kammer mischen, wenn das gewünscht wird.
Die einkommenden Ströme werden in der Kammei 10 innig gemischt durch Mittel zum mechanischer Rühren, die von einem Motor 17 mit einer Welle durch
die Dichtung 18 in dem Deckel angetrieben werden. Die Mittel zum Rühren können einen oder mehrere Impeller in der Nähe der Flüssigkeitsoberfläche enthalten. Hier sind diese Mittel in einer Stellung unter der Oberfläche abgebildet. Bei dieser Ausführungsform wird das Gas, > das aus der Flüssigkeit in den oben befindlichen Gasraum gelangt, durch die Leitung 19 mittels eines Gebläses 20 für die Verdichtung abgezogen und gelangt zurück durch die Leitung 21 zum untergetauchten Gasverteiler 22, der vorzugsweise unter dem Rührer 16 ι η angeordnet ist. Das Gas wird also kontinuierlich in inniger Berührung mit der Flüssigkeit in die Kammer 10 rezirkuliert. Das Gebläse 20 wird von einem nicht abgebildeten Motor angetrieben. Hier wird die Energie für das Inberührungbringen des Gases mit der is Flüssigkeit geliefert. Vorzugsweise sind Regler vorgesehen, um die Umdrehungsgeschwindigkeit zu regeln. Das an Sauerstoff verarmte Gas wird aus der Kammer 10 durch die Leitung 23 abgelassen, bei welcher ein Regelventil 24 vorgesehen sein kann. :o
Das BSB^ enthaltende Wasser, das an Sauerstoff angereicherte eingeführte Gas und der Schlamm werden gemischt, wobei das oxidierende Gas zur Auflösung kontinuierlich in die Flüssigkeit rezirkuliert wird. Inerte Gase, wie Stickstoff, die mit dem ^s BSB5-haltigen Wasser und mit dem sauerstoffhaltigen Frischgas eingeführt werden, und Gase, wie Kohlendioxid, die bei der biochemischen Umsetzung entstehen, sammeln sich mit dem unverbrauchten Sauerstoff in dem Gasraum über der Flüssigkeit an. Dieses Gas hat einen Partialdruck des Sauerstoffs von wenigstens 300 mm Hg, vorzugsweise von wenigstens 380 mm Hg. Das an Sauerstoff angereicherte Gas kann während des Mischens kontinuierlich durch die Leitung 12 in die Kammer 10 eingeführt werden, oder aber der Gaszufluß kann beendet werden, wenn das Mischen beginnt. Das an Sauerstoff verarmte Gas kann kontinuierlich oder in Zeitabständen durch die Leitung 23 aus dem Gasraum abgezogen werden.
Der Flüssigkeitsstand der Kammer 10 wird geregelt durch das Wehr 25, über welches die Flüssigkeit in den Trog 26 und aus diesem in die Abflußleitung 27 gelangt. Der Gehalt an Flüssigkeit von gelöstem Sauerstoff kann geregelt werden durch Änderung der Zuströmungsgeschwindigkeit des an Sauerstoff angereicherten Frischgases unter Verwendung des Regelventils 13 in der Leitung 12, wodurch der Partialdruck des Sauerstoffs in dem Gasraum der Kammer erhöht oder verringert werden kann. Der Gehalt an gelöstem Sauerstoff kann ebenfalls geregelt werden durch Änderung der aufgewendeten Energie und der Umdrehungsgeschwindigkeit des Gebläses 20, wodurch die Diffusionsgeschwindigkeit des sauerstoffhaltigen Gases in der Flüssigkeit erhöht oder verringert wird. Der Gehalt an gelöstem Sauerstoff kann ferner geregelt werden durch Änderung der Verweilzeit der Flüssigkeit in der Kammer 10.
Am Ende des Mischens, beispielsweise nach 18 bis 180 Minuten, wird die oxidierte Flüssigkeit durch die Abflußleitung 27 gegen die Prallwand 28 im Klärgefäß 29 geführt Die Prallwand 28 erstreckt sich vorzugswei- to se von einem Punkt über dem Flüssigkeitsspiegel bis zu einem Punkt zwischen dem Flüssigkeitsspiegel und dem kegelförmigen Boden des Klärgefäßes. Ein Motor 30 betreibt einen langsam rotierenden Rechen 31 über dem Boden des Klärgefäßes, um ein kegelförmiges Absetzen des dichten Schlammes zu verhindern. Die teilweise gereinigte Überstehende Flüssigkeit mit noch 20 bis 100 me/I BSBi strömt über das Wehr 32 in den Trog 33 und wird aus diesem durch die Leitung 34 abgezogen. Der Schlamm wird vom Boden des Klärgefäßes durch die Leitung 35 abgezogen. Wenigstens ein Teil von ihm wird durch die Pumpe 36 zur Rückführung in die Leitung 15 und von dort in die Kammer 10 gedrückt, um einfließendes, BSB5 enthaltendes Wasser zu impfen. Für die Rückführung nicht benötigter Schlamm wird vom Boden durch die Leitung 37 mit dem Regelventil 38 abgezogen.
Das teilweise gereinigte, aus dem Klärgefäß 29 abgezogene Wasser bei dieser Ausführungsform der Erfindung mit einer hohen Durchsatzgeschwindigkeit bildet den einzigen Zufluß in die Nitrifizierungszone. Die Vorrichtung in der zweiten Begasungszone kann der in der ersten Begasungszone im wesentlichen gleich sein. In der Fig. 1 sind in der zweiten Begasungszone die gleichen Gegenstände mit der gleichen Nummer plus 100 bezeichnet. Die zweite Begasungszone arbeitet in ähnlicher Weise wie die erste Begasungszone, mit Ausnahme bestimmter Parameter, die weiter unten erörtert werden. Der Abfluß aus der ersten Begasungszone in der Leitung 34 mit dem Regelventil 39 gelangt in die Kammer 110, welche die zweite Begasungszone bildet. Dort wird die Flüssigkeit mit einem wenigstens 50 Volumenprozent Sauerstoff enthaltenden Frischgas gemischt, das durch die Leitung 112 zugeführt wird.
Die zurückgeführte nitrifizierende Schlamm gelangt durch die Leitung 115 in diese Kammer. Zusätzlich zu stickstoffhaltigen Nährstoffen, beispielsweise bestimmt als gesamter Stickstoff nach Kjedahl oder TKN, enthält die Flüssigkeit flüchtige suspendierte Bestandteile, die aus 2 bis 40% stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Organismen und 60 bis 98% kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Organismen besteht, zuzüglich dem toten Material. Sie enthält suspendierte Feststoffe in einer Menge von 2000 bis 10 000 mg/1 mit einem Verhältnis von flüchtigen suspendierten Feststoffen zu suspendierten Feststoffen von wenigstens 0,4. Diese Bestandteile werden geliefert durch den zugeführten Strom und durch den zurückgeführten nitrifizierenden Schlamm in der Leitung 115. Bei dem letzteren kann die Strömungsgeschwindigkeit geregelt werden durch die Pumpe 136 und das Ventil 138.
Der Gehalt an gelöstem Sauerstoff von wenigstens 2 mg/1 wird aufrechterhalten durch das Ventil 113 und durch das das Rezirkulieren bewirkende Gebläse 120. Nach der gewünschten Verweilzeit der Flüssigkeit von 30 bis 240 Minuten wird die oxidierte Flüssigkeit durch die Leitung 127 in das Klärgefäß 129 abgezogen. Dort findet eine Trennung und ein Abführen des Schlammes derart statt, daß das Schlammalter bei 3 bis 20 Tagen, vorzugsweise bei 5 bis 15 Tagen liegt Der hierbei verwendete Wert wird erhalten durch Dividieren der gesamten Menge der flüchtigen suspendierten Feststoffe in der zweiten Zone durch die Menge dieser Stoffe, die aus dieser Zone durch die Leitungen 137 und 14C täglich abgezogen wird. Entsprechend wird das Schlammalter in der ersten Begasungszone berechnei durch Dividieren der gesamten Menge an flüchtiger suspendierten Feststoffen in dieser Zone durch die Menge dieser Stoffe, die aus dieser Zone durch die Leitungen 37 und 34 täglich abgezogen wird Die Verweilzeit für die Flüssigkeit bezeichnet die gesamte Zeit, während welcher eine 'bestimmte Menge dei Flüssigkeit mit gasförmigem Sauerstoff gemischt wird Wenn beispielsweise die zweite Zone zwei hintereinan dergeschaltete Unterzonen enthält so ist die Verweil
zeit die Summe der gesamten Kontaktzeiten für Gas und Flüssigkeit in allen Unterzonen.
Wie schon gesagt, wird &xs Verhältnis von Nährstoffen zur Biomasse in der Kammer HO der zweiten Zone bei 0,03 bis 0,60 kg BSB5 je Tag und kg flüchtige suspendierte Feststoffe gehalten, vorzugsweise bei 0.12 :1 bis 0,50 :1, insbesondere bei 0,2 :1 bis 0,4 :1, bei dieser Ausführungsform mit einer hohen Durchsatzgeschwindigkeit. Bei einer Anlage nach der F i g. 2 wird dieses Verhältnis geregelt mittels der Rückführpumpe ι ο 136, des Ventils 138 und des Ventils 39 für die einfließende Flüssigkeit. Es sei hier bemerkt, daß das Verhältnis von Nährstoffen zur Biomasse ein Mittelwert ist. Bei Verwendung von Unterzonen wird dieses Verhältnis berechnet auf Grundlage der gesamten flüchtigen suspendierten Feststoffe in allen Unterzonen. Wenn die Flüssigkeit stufenweise durch mehrere Unterzonen geführt wird, so weicht dieses Verhältnis von dem Mittelwert ab und ist höher in den ersten Unterzonen und niedriger in der letzten Behandiungszone. Wenn beispielsweise in der zweiten Zone vier Flüssigkeitszonen vorgesehen sind, mit einer gleichen Zuflußgeschwindigkeit der Flüssigkeit und der flüchtigen suspendierten Feststoffe, aber mit verschiedenen Kontaktzeiten T1, T2, T3 und T4 für die Flüssigkeit, und wenn die entsprechenden Verhältnisse von Nährstoffen zur Biomasse bei 0,4 :1, 0,3 :1, 0,2 :1 und 0,1 :1 liegen, so wird das mittlere Verhältnis nach der nachstehenden Formel berechnet:
[(0A T1 + 0.3 7", -J- 0.2 T, + 0,1 Ta)/{T, + T2 + 7", + T4)] : 1
Die Fig.3 zeigt eine erste Begasungskammer zur Entfernung der kohlenstoffhaltigen Stotfe, die in zwei Abteile oder Unterzonen 10a und 106 unterteilt ist. Eine Trennwand 42 von oben bis zum Boden trennt die beiden Abteile. Eine verengte öffnung 43 unter dem Flüssigkeitsspiegel ermöglicht den Durchfluß der teilweise oxidierten Flüssigkeit aus dem ersten Abteil 10a in das zweite Abteil 106. Eine verengte öffnung 44 im Gasraum ermöglicht die Durchströmung des ersten, an Sauerstoff verarmten Gases aus 10a nach 10b im Gleichstrom mit der Flüssigkeit.
An' der Oberfläche wirkende, von Motoren 17a, 176 angetriebene Impeller 22a und 226 sind in dem ersten und dem zweiten Abteil 10a und 10ό angeordnet. Sie schleudern die Flüssigkeit in den Gasraum, um damit eine Rezirkulation zu erzielen und gleichzeitig die Flüssigkeit mit den Feststoffen zu mischen. Gemäß F i g. 2 wird das Gas gegen die Flüssigkeit mittels Pumpen rezirkuliert und durch unter der Oberfläche angeordnete Gasverteiler wieder eingeführt, wobei das Mischen der Flüssigkeit mit den Feststoffen durch unter der Oberfläche angeordnete Propeller geschieht. Nach der Ausführungsform gemäß F i g. 3 bewirken die gleichen mechanischen Vorrichtungen, nämlich von Motoren angetriebene, an der Oberfläche befindliche Impeller, gleichzeitig das Rezirkulieren und das Mischen der Flüssigkeit mit den Feststoffen.
Die zweite Kammer ist ähnlich ausgeführt wie die erste Begasungskammer, mit der Ausnahme, daß drei einzelne Abteile oder Unterzonen HOa, 1106 und 110c mit jeweils von Motoren 130a, 1306 und 130c angetriebene Impellern vorgesehen sind Eine Wandung 142 mit öffnungen 143 und 144 trennt das erste Abteil 110a von dem zweiten Abteil 1106. Eine Wandung 145 trennt das zweite Abteil HOb von dem dritten Abteil 110a Eine verengte, unter der Flüssigkeitsoberfläche befindliche öffnung 146 in der Trennwand 145 ermöglicht den Durchfluß der zweiten, weileroxidierten Flüssigkeit aus dem zweiten Abteil 110b in das dritte Abteil HOc. Eine verengte öffnung 147 in dem oberen Teil der Trennwand 145 läßt das an Sauerstoff weiter verarmte Gas im Gleichstrom mit der Flüssigkeit aus HObnach llOcströmen.
Die dritte weiter oxidierte Flüssigkeit gelangt aus dem dritten Abteil 110c durch die Leitung 127 in das Klärgefäß 129, wo das Gemisch zu nitrifiziertem Schlamm und an BSB5 verarmten abfließendem Wasser wird. Das letzte wird durch lic Leitung 140 abgezogen, der Schlamm wird von dem Boden durch die Leitung 135 abgezogen. Ein Teil des Schlammes wird durch die Verbindungsleitung 135 mittels der Pumpe 136 in die Leitung 115 geführt und gelangt von dort wieder in das Abteil 110a der zweiten Zone. Der Rest des nitrifizierten Schlammes gelangt durch die Leitung 137 mit dem Regelventil 138 in den Abfall.
Die F i g. 2 und 3 zeigen Vorrichtungen, die für das Verfahren mit einem hohen Anteil geeignet sind. Die Fig.4 zeigt einige mögliche Änderungen der Anlage nach F i g. 2 zur Verwendung bei einem niedrigen Anteil. Hierbei wird BSB5 aus einer zweiten Quelle durch die Leitung 50 mit dem Regelventil 51 eingeführt, um das an kohlenstoffhaltigen Nährstoffen verarmte abfließende Wasser aus dem ersten Klärgefäß 29 in der Leitung 34 aufzufüllen. Dieses Gemisch bildet dann die Flüssigkeit, die in die Kammer HO oder zweiten Zone eingeführt wird.
Der zweite BSBs kann von verschiedenen Quellen aus zugeführt werden, die als gestrichelte Leitungen dargestellt sind. Man kann beispielsweise einen Teil des an kohlenstoFfhaltigen Nährstoffen verarmten aktivierten Schlammes aus dem ersten Klärgefäß 29 abzweigen von der Rückführungsleitung 15 und ihn durch die Leitung 52 als Quelle für kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchende Organismen verwenden. Man kann auch so vorgehen, daß ein Teil der gemischten Flüssigkeit aus der ersten Begasungskammer 10 mittels der Leitung 53 als Quelle für kohlenstoffhaltige Nährstoffe und für
so kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchende Mikroorganismen abgeteilt wird. Wenn verschiedene Unterzo nen vorgesehen sind, wie beispielsweise die Fig. 3 es zeigt, wird die gemischte Flüssigkeit vorzugsweise aus der ersten Unterzone 10a abgezogen, weil dort die Konzentration an kohlenstoffhaltigen Nährstoffen am höchsten ist. Man kann auch so vorgehen, daß ein Teil des frisch eingeführten Wassers, das sonst in die erste Begasungskammer 10 gelangt, mittels der Leitung 11 abgezogen wird und durch die Leitung 54 einen Teil
'■n oder die gesamte Menge sekundären BSB5 liefert.
Eine weitere Quelle für den benötigten BSB? können die suspendierten Feststofte sein, die bei unwirksamer Klärung beim ersten Verfahrensschritt anfallen; hierbei kann man beim ersten Verfahrensschritt mit einem
•'s verhältnismäßig langsamen Durchsatz arbeiten und praktisch den gesamten auf dem Gehalt an kohlenstoffhaltigen Nährstoffen beruhenden Sauerstoffbedarf beseitigen. Das Klärgefäß 29 gemäß F i g. 2 und 3 kann
AO
aber auch so betrieben werden, daß suspendierte Feststoffe in der Abflußleitung 34 zurückgehalten werden und hierdurch eine Quelle für BSB5 bilden. Das kann erzielt werden, wenn das Überfließen aus dem Klärgefäß schneller durchgeführt wird, wobei der Umfang und die Kosten des Klärgefäßes verringert werden, aber ebenso seine Wirksamkeit
Die Fig.5 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung. Sie besteht in einer Kombination der beiden beschriebenen Ausführungsformen mit einem hohen und einem niedrigen Anteil. Diese Ausführungsform bringt bedeutende Vorteile hinsichtlich der Aufrechterhaltung einer hohen Wirksamkeit mit sich, auch wenn die Zuflußgeschwindigkeiten des Abwassers zu der ersten Stufe schwanken. Anlagen zur Behandlung von Abwasser müssen häufig unter abwechselnden und mitunter vorhersagbaren Bedingungen betrieben werden, z. B. bei einer geringen Zuflußmenge in der Nacht und einer verhältnismäßig hohen ZufluBmenge während des Tages, d. h. bei täglich auftretenden Schwankungen.
Das System nach Fig.ü kann in der Regel so betrieben werden, daß in der ersten Begasungsstufe mit hohem Anteil gearbeitet wird, wie es beispielsweise entsprechend der F i g. 3 beschrieben ist, und zwar dadurch, daß das Regelvertil 51 in der Leitung 54 teilweise gesch'ossen wird. Das Regelventil 51 wird verwendet als Kontrollmittel zum Kompensieren der reduzierten oder gemessenen BSB5-Ströme aus dem Klärgefäß 29 durch die Leitung 34 zur zweiten Kammer. Diese Regelung kann beispielsweise beruhen auf der Messung der in der Flüssigkeit suspendierten Feststoffe in der ersten Unterzone UOa in der zweiten Stufe, um den Gehalt an flüchtigen suspendierten Feststoffen konstant zu halten. Beim Sinken des Gehaltes an Feststoffen bedeutet das einen Mangel an BSB5, und die Durchströmung durch die Umleitung wird erhöht; wenn umgekehrt der Gehalt an Feststoffen zunimmt, wird die Durchströmung durch die Umleitung verringert. Die Fig.5 zeigt das frisch zugeführte Wasser als den gesteuerten Strom. Man kann aber auch eine andere Quelle für sekundären BSB5 verwenden, z. B. solche nach F i g. 4, und auch eine vollständig getrennte Quelle.
35
40
Die Tabelle 2 enthält die wichtigsten Parameter für die erste Begasung zui Entfernung der kohlenstoffhaltigen Nährstoffe und für die zweite Begasung zur Entfernung der stickstoffhaltigen Nährstoffe bei dem gesamten Verfahren zur Entfernung des BSB5. In die Tabelle sind nur diejenigen Parameter aufgenommen, die entweder bei den beiden Verfahrenszonen sehr verschieden sind oder Gegenstand der Erfindung sind. Die für die erste Stufe angegebenen Parameter sind nur als brauchbar empfohlen, sollen aber nicht als Beschränkung der Erfindung aufgefaßt werden. Im allgemeinen sind die Arbeitsbedingungen für die gemischte Flüssigkeit in beiden Verfahrenszonen ähnlich. Die Verwendung eines Gases mit einem hohen Gehalt an Sauerstoff erlaubt es, in der Flüssigkeit einen hohen Gehalt an gelöstem Sauerstoff aufrechtzuerhalten. Das führt teilweise zu einem »gesunden« Schlamm mit guten Absitzeigenschaften. Entsprechend kann bei der Klärung ein Schlamm hoher Konzentration anfallen, wodurch ein relativ niedriges Verhältnis von zurückgeführtem Schlamm zu zugeführtem Volumen Abwasser erhalten wird, um die gewünschten Konzentrationen in dem Gemisch aufrechtzuerhalten.
Ein Unterschied zwischen den beiden Verfahrenszonen besteht in der Konzentration an suspendierten Feststoffen. In der zweiten Zone ist ein erheblicher Anteil an sich schlecht absetzenden, stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen enthalten. Deshalb sind die Absitzeigenschaften des Gemisches nicht so gut wie in der ersten Zone, die praktisch nur kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchende Mi kroorganismen enthält Entsprechend ist die zulässige obere Grenze für die Konzentration der Feststoffe in der zweiten Zone etwas geringer (10 000 mg/1) als es als obere Grenze für die erste Zone empfohlen wird (12 000 mg/1). Ein anderer Unterschied besteht in dem verschiedenen Gehalt an flüchtigen Feststoffen in den Feststoffen der beiden Zonen. Da der Anfall an Schlamm aus der zweiten Zone in der Regel geringer ist als aus der ersten Zone, entstehen in der zweiten Zone mehr inerte Feststoffe, was zu einer Verringerung des Anteils an flüchtigen Stoffen führt, 40% gegen 55%.
i Tabelle 2 Zone zum Entfernen der
kohlenstoffhaltigen Nährstoffe
(1)		 Zone zum Entfernen der
stickstoffhaltigen Nährstoffe
(2)
i Parameter 4000-12 000 2000-10 000
In der Flüssigkeit suspendierte
Feststoffe (mg/1)
Verhältnis der flüchtigen suspendierten
Feststoffe zu suspendierten Feststoffen
Kontaktzeit der Flüssigkeit (Min.)
Schlammalter (Tage)
Verhältnis der Nährstoffe zur Biomasse
(kg BSB je Tag und kg flüchtige
suspendierte Feststoffe)
Ausführungsform mit hohem Anteil
Ausführungsform mit niedrigem Anteil
0,55
18—180 (weiter Bereich)
— 90 (bevorzugter Bereich)
(weiter Bereich)
(bevorzugter Bereich I
0.8-2 (weiter Bereich)
— 1,8 (bevorzugter Bereich)
0.3-0,8 (weiter Bereich)
0.4 — 0.7 (bevorzugter Hereich)
0.40
30-240 (weiter Bereich)
60—120 (bevorzugter Bereich)
3 — 20 (weiter Bereich)
5—15 (bevorzugter Bereich)
0,12-0.50 (weiter Bereich)
0.2 — 0,4 (bevorzugter Bereich)
0.03-0,60 (weiter Bereich)
0,05-0.50 (bevorzugter Bereich)
λ K
Fortsetzung
l'aramc'er
Zone zum Entfernen der kohlenstoffhaltigen Nährstoffe
(D
Zone /um Entfernen der
stickstoffhaltigen Nährstoffe
(2)
Zuführungsbedingungen für die Flüssigkeit, Gesamtgehalt an BSB5 (mg/1)
Hoher Anteil unwichtig
Niedriger Anteil unwichtig
Kohlenstoffhaltige Nährstoffe
im BSB5 (mg/1)
Hoher Anteil		 unwichtig
Niedriger Anteil unwichtig
Kohlenstoffhaltige Nährstoffe
verbrauchende Mikroorganismen
im BSB5 (mg/1)
Hoher Anteil		 unwichtig
Niedriger Anteil unwichtig
Ein wichtiger Unterschied besteht darin, daß die Kontaktzeiten der Flüssigkeit und das Schlammalter in der zweiten Zone größer sind. Das Schlammalter in der zweiten Zone ist vorzugsweise wenigstens doppelt so hoch wie in der ersten Zone. Diese beiden Bedingungen beruhen auf der langsameren Wachstumsgeschwindigkeit der stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen gegenüber den kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen. Bei einem System mit gleichen Arbeitsbedingungen muß die Wachstumsgeschwindigkeit des Schlammes gleich sein der Menge des abfallenden Schlammes. Diese letztere bestimmt das Schlammalter. Es beruhen also die langen Verweilzeiten des Schlammes auf dem geringen Anfall an Abfallschlamm. In der zweiten Zone ist die Wachstumsgeschwindigkeit der stickstoffhaltigen Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen langsam, typischerweise 0,05 bis 0,3, gegenüber der Wachstumsgeschwindigkeit der kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen von etwa 0,5 bis 2,0 kg Zuwachs je kg Schlamm und Tag. Daher sind verhältnismäßig lange Verweilzeiten des Schlammes erforderlich, um das Flüssigkeitsgemisch aufrechtzuerhalten. Gleichzeitig muß das Flüssigkeitsgemisch verhältnismäßig lange begast werden, um eine biochemische Oxidation der Nährstoffe zu ermöglichen.
Das Verhältnis der Nährstoffe zur Biomasse ist in der ersten Begasungszone erheblich höher als in der zweiten, da die kohlenstoffhaltigen Nährstoffe in die erste eingeführt und teilweise dort verbraucht werden. Bei der Ausführungsform mit einem hohen Anteil sollte das Verhältnis der Nährstoffe zur Biomasse in der ersten Zone bei 0,8 :1 bis 2 :1 liegen, so daß noch eine erhebliche Menge an restlichem BSB5 aus dem Abwasser in die zweite Zone gelangt, und zwar mit einem Verhältnis von Nährstoffen zur Biomasse von 0,12 :1 bis 0,50 :1. Bei geringeren Werten können die kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen in dem Gemisch der Flüssigkeit in der zweiten Zone nicht bestehen, so daß unter diesen 20-100 (weiter Bereich)
25—100 (bevorzugter Bereich)
30-60 (besonders bevorzugter
Bereich)
20—100 (weiter Bereich)
20—80 (bevorzugter Bereich)
10—50 (weiter Bereich)
15—30 (bevorzugter Bereich)
3—80 (weiter Bereich)
5—50 (bevorzugter Bereich)
30—80 (weiter Bereich)
30 — 60 (bevorzugter Bereich)
5—100 (weiter Bereich)
10—80 (bevorzugter Bereich)
Bedingungen der belebte Schlamm vorwiegend au;
stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroor ganismen besteht. Wenn das eintritt, so gehen die stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroor ganismen wegen ihrer schlechten Absitzeigenschaften in dem Abfluß aus dem Klärgefäß verloren, und in dem System tritt keine Nitrifizierung auf. Andererseits führen besonders hohe Verhältnisse der Nährstoffe zur Biomasse in der zweiten Zone, die bei der Ausführungsform mit einem hohen Anteil über 0,50:1 liegen, zu einem Überschuß an kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen. Wenn hierbei die Menge der flüchtigen suspendierten Feststoffe konstant gehalten wird, müßten zusätzliche Mengen von Schlamm als Abfall abgezogen werden, was zu Verlusten an stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchendem Mikroorganismen führt Im Ergebnis würde die Fähigkeit zum Entfernen der stickstoffhaltigen Stoffe verloren gehen.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform für einen geringen Anteil wird der zweiten Zone BSB5 aus einer zweiten Quelle zugeführt, und zwar hauptsächlich als kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchende Mikroorganismen oder als kohlenstoffhaltige Nährstoffe. Wegen des weiten Bereiches der Quelle für BSB5 kann das Verhältnis der Nährstoffe zur Biomasse in der zweiten Zone recht breit sein, nämlich 0,03 :1 bis 0,60:1, und zwar wegen geringeren Bedarfes der kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen an BSB5, die als zweite Quelle anstelle der kohlenstoffhaltigen Nährstoffe mit einem höheren Bedarf an BSB5 verwendet werden kann. Die Gründe für die obere und die untere Grenze des Verhältnisses von Nährstoffen zur Biomasse bei dieser Ausführungsform für geringen Anteil sind ähnlich denen bei der Ausführungsform für hohen Anteil, und zwar zur
('5 Aufrechterhaltung eines konstanten Standes an flüchtigen suspendierten Feststoffen und der Fähigkeit zum Entfernen der stickstoffhaltigen Nährstoffe.
Die Vorzüge der Erfindung konnten in einer
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Versuchsanlage gezeigt werden, Die Anlage hatte in der ersten Begasungszone drei Unterzonen, anschließend ein Klärgefäß, anschließend drei Unterzonen in der iweiten Begaszungszone, und anschließend ein Klärge- |äß. In allen diesen Zonen wurde im Gleichstrom mit der Flüssigkeit ein Gas mit 99 Volumprozent Sauerstoff zugeführt, ähnlich der gestuften Führung der Flüssigkeit und des Gases gemäß F i g. 2. Jede dieser Unterzonen bestand aus einem zylindrischen Behälter mit einem Durchmesser von 57 cm, einer Höhe von 89 cm und einem Flüssigkeitsinhalt von 170 1. Jede dieser Unterzonen enthielt einen Impeller mit einem Durchmesser von 15 cm zum Mischen von Gas und Flüssigkeit, der von einem Elektromotor mit 1/3 PS angetrieben wurde. Der Gasverteiler bestand aus rotierenden Armen mit Mundstücken mit einem Durchmesser von 1,6 mm, durch welche der Sauerstoff rezirkuliert wurde, entsprechend der F i g. 2, mit der Ausnahme jedoch, daß der Impeller 16 und der Gasverteiler 22 auf einer gemeinsamen Welle rotierten. Die Klärgefäße waren so ausgeführt, wie es in den Figuren gezeigt ist. Das Klärgefäß der ersten Zone hatte einen Durchmesser von 61 cm, eine Tiefe von 152 cm und einen Flüssigkeitsinhalt von 644 1. Das Klärgefäß der zweiten Zone hatte einen Durchmesser von 61 cm, eine Tiefe von 152 cm und einen Flüssigkeitsinhalt von 416 !. An der Versuchsanlage waren Umleitungen vorgesehen, um die Kontaktzeiten bei jedem der beiden Verfahrensschritte unabhängig voneinander zu regeln.
Während des Betriebes der Versuchsanlage wurde das sauerstoffhaltige Gas in den Gasraum über der Flüssigkeit der jeweils ersten Unterzone jeder Zone eingeführt. Es wurde bei etwas über Atmosphärendruck gehalten und durch Verbindungsleitungen in die jeweils folgenden Unterzonen geführt. Die Reinheit des Gases wurde gemessen mit einem Analysator für Sauerstoff. Die aus jeder der beiden Zonen während des Versuches abgezogenen Abgase enthielten 40 bis 60 Volumenprozent Sauerstoff. Die Temperatur der gemischten Flüssigkeit lag bei 19 bis 22° C, der pH-Wert bei 6,4 bis 6,8. Zusätzlich zu der Messung des Zuflusses von Gas und Flüssigkeit durch geeignete. Regelvorrichtungen und Vorrichtungen zum Aufschreiben wurden verschiedene wichtige Parameter gemessen, um das Verhalten des Systems festzustellen. Täglich wurden Proben des zugeführten Wassers, des Abflusses aus dem Klärgefäß der ersten Zone und des Abflusses aus dem Klärgefäß der zweiten Zone entnommen. Proben des abgesetzten Schlammes aus der gemischten Flüssigkeit wurden täglich aus jeder Zone entnommen. Alle Analysen wurden durchgeführt entsprechend den Vorschriften des Buches »Standart Methods for the Examination of Water and Wastewater«.
Die Tabelle 3 enthält die Daten für drei repräsentative Phasen der Versuche in dieser Versuchsanlage. In der ersten Phase wurde mit einer geringen Durchsatzgesch windigkeit in der ersten Zone gearbeitet. Das Verhältnis von Nährstoffen zur Biomasse lag bei 0,16 und führte zu einer wirkungsvollen Beseitigung des Sauerstoffsbedarfs für die kohlenstoffhaltigen Verunreinigungen (Abfluß= 17,5 mg/1 BSB5), so daß das der zweiten Zone zugeführte Wasser ein Verhältnis von Nährstoffen zu Biomasse on 0,04 :1 aufwies und dessen Sauerstoffbedarf hauptsächlich auf den stickstoffhaltigen Nährstoffen und auf den nitrifizierenden Bakterien (3,5% nitrifizierende Bakterien) in den flüchtigen suspendierten Feststoffen beruhte. Obwohl Nitrifizierung stattfand, wie aus der Entfernung von 83,2% des Stickstoffs ersichtlich, fanden in der zweiten Zone erhebliche Verluste an suspendierten Feststoffen statt wie es der Abfluß aus dem Klärgefäß mit 48 mg/I 7eigt Diese Verfahrensart führte zu einer Abnahme der Qualität des endgültigen Abflusses, wobei die Konzentration der Feststoffe in dem Abfluß aus dem KlärgefäC in der ersten Zone bei nur 27 mg/1 lag. Tägliche Beobachtung der zweiten Zone zeigten, daß der Gehall an flüchtigen suspendierten Feststoffen abnahm. Eir fortgesetzter Betrieb unter diesen Bedingungen würde zu einem vollständigen Verlust der Fähigkeit zurr Entfernen der stickstoffhaltigen Nährstoffe führen. Die Phase 1 zeigt, daß der Zufluß von BSB5 zu der zweiler Zone ungenügend war. Der geringe Gehalt ar kohlenstoffhaltigen Nährstoffen genügte nicht, um der Bestand an kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchen den Mikroorganismen in der zweiten Stufe aufrechtzu erhalten. Der Verlust an suspendierten Feststoffen in Abfluß konnte nicht aufgefüllt werden. Da der Gehalt ar kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mi kroorganismen abnahm, nahm der relative Gehalt at stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroor ganismen zu, was zu einer schlechteren Absitzfähigkei des Schlammes führte. Dieser Umstand geht hervor au dem hohen Gehalt des Abflusses aus dem Klärgefäß de zweiten Zone an suspendiertem Feststoff von 48 mg/1.
Tabelle 3
Parameter
In der Flüssigkeit suspendierte Feststoffe
(mg/1)
In der Flüssigkeit suspendierte flüchtige
Feststoffe (mg/1)
In der Flüssigkeit gelöster Sauerstoff (mg/1)
Kontaktzeit der Flüssigkeit (Min.)
Verhältnis des zurückgeführten Schlammes
zu dem zugeführten Volumen
Verhältnis von Nährstoffen zur Biomasse
(kg BSB5 je Tag und kg flüchtige
suspendierte Feststoffe}
Phase 1·) N2 Phase II*) N2 Phase Il 1») N2
C C C
(1) 5380 (2) 2587 (3) 4134
9588 4063 8004 1974 6431 3128
6105 1?6 5365 12,9 4897 7,4
9,9 163 14,0 88 9,0 88
98 1,11 48 0,57 29 0,57
0,83 0,30 0.27
0.16
0,04
0,53
0,1 '
1,19
21 /\Λ 22
Fortsetzung
ParaiiuMei Phase 1') N.. Phase H*) N2 Phase Ml**) Nj
C C C
(I) 0.05 (2) 0,13 U) 0,10
Mittlerer Gehalt an Stickstoff, kg je Tag
und kg flüchtige suspendierte Feststoffe		 - 3.5 - 12,5 — 5,7
Gehalt an stickstoffhaltige Nährstoffe ver
brauchenden Mikroorganismen (% in den
flüchtigen suspendierten Feststoffen)		 11.0 11,8 8,1
Schlammalter (Tage) 6,5 17,5
21,3
27		 1,4 13,5
16,3
20,9		 1,0 27,7
19,5
49
Gehalte der eingeführten Flüssigkeit (mg/1)
BSB5
Stickstoff
Suspendierte Feststoffe		 67
25,6
68		 26.5
4,3
48		 96
22.8
137		 19
4,0
24,6		 119
27
150		 11,8
3,3
30
Gehalte des Abflusses (mg/1)
BSB,
Stickstoff
Suspendierte Feststoffe (Klärgefäß)		 17.5
21.3
27		 13.5
16,3
20,9		 27,7
19,5
49
Prozente der im System entfernten Stoffe
BSBs
Stickstoff
Suspendierte Feststoffe***)		 60.4
83,2
29		 80,2
82,5
82		 90,1
87.8
80
*) Die Phasen I und U blieben nicht konstant, der Gehalt an stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen nahm ab.
*") Phase II war konstant, der Gehalt an stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen blieb konstant.
**') Kohlenstoffhaltige Nährstoffe und stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchende Mikroorganismen zuzüglich totes Material entfernt.
Die Phase II des Betriebes der Versuchsanlage wurde 35 Nährstoffen zur Biomasse von 1,19 belastet, und der mit einer höheren Zuflußgeschwindigkeit zu der ersten Abfluß war daher verhältnismäßig schlecht Er enthielt Zone bei einem Verhältnis von Nährstoffen zur indessen 27,7 mg/1 an BSBs, was genügte, um die Biomasse von 0,53 durchgeführt. Es ergab sich ein kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mibesserer Abfluß aus der ersten Stufe mit einem kroorganismen in der zweiten Zone während 9 Tagen BSBs-Gehalt von 13,5 mg/1, da mehr kohlenstoffhaltige 40 bei einer konstanten Konzentration zu halten. Die Nährstoffe vorhanden waren. Das wesentliche Ergebnis Daten der Phase 111 zeigen, daß die Gesamtentfernung war aber das gleiche wie bei der Phase I, da der Abfluß des BSB5 hoch war, d. h. bei 90% lag, daß der Bedarf an aus der ersten in die zweite Zone noch mehr BSB5 Sauerstoff für das Entfernen der stickstoffhaltigen enthielt. Der Gehalt an Feststoffen in der zweiten Zone Nährstoffe hoch war, d. h. bei 87,8% lag, und daß der nahm ab. Ein fortgesetzter Betrieb würde zu einem 45 Gehalt der aus dem Klärgefäß der zweiten Zone Verlust der Fähigkeit des Verbrauches an Stickstoffhai- abfließenden Flüssigkeit an suspendierten Feststoffer tigen Nährstoffen geführt haben. Es sei bemerkt, daß in niedrig war und bei 30 mg/1 lag. Im ganzen zeigen die den Phasen I und II der Abfluß aus der ersten Zone eine Daten der Phase Hl, daß bei Durchführung de; Konzentration an BSB5 von unter 20 mg/1 aufwies, was erfindungsgemäßen Verfahrens im System ein Gleich die untere Grenze für das erfindungsgemäße Verfahren so gewicht an kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchen ist den Mikroorganismen und an stickstoffhaltige Nähr
Bei der Phase III des Betriebes der Versuchsanlage stoffe verbrauchenden Mikroorganismen in der zweitei
wurde die erste Zone mit einem hohen Verhältnis von Zone aufrechterhalten werden konnte.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Behandeln von Abwasser, das biologisch abbaubare kohlenstoffhaltige und stickstoffhaltige Verunreinigungen enthält, durch Begasen in zwei aufeinanderfolgenden geschlossenen Begasungszonen unter Zuführung von wenigstens 50 Volumenprozent Sauerstoff enthaltendem Gas in jede Begasungszone in Gegenwart von kohlenstoffhaltige und stickstoffhaltige Verunreinigungen verbrauchendem Schlamm und unter innigem Mischen des Abwassers, des Schlammes und des oxidierenden Gases in beiden Begasungszonen, wobei der aus dem aus der zweiten Begasungszone als gereinigtes Endprodukt abfließenden Wasser sich absetzende Schlamm zurückgeführt und aus der letzten Begasungszone ein wenigstens 20 Volumenprozent Sauerstoff enthaltendes Gas abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der ersten Begasungszone abfließende Flüssigkeit vor Zuführung zu der zweiten Begasungszone in eine Absetzzone eingeleitet wird, aus welcher der sich Absetzende Schlamm in die erste Begasungszone Zurückgeführt wird, und daß der aus der aus der zweiten Begasungszone abfließenden Flüssigkeit «ich absetzende Schlamm nur in die zweite Begasungszone zurückgeführt wird, daß der zweiten Begasungszone eine Flüssigkeit mit einem Gesamt-BSBs-Gehalt von 20 bis 100 mg/1 (gemessen auf der Basis von Kohlenstoff ohne stickstoffhaltige Stoffe) tugeführt wird, daß die Aufenthaltszeit der Flüssigkeit in dieser Begasungszone bei 30 bis 240 Minuten gehalten wird, ein Gehalt an suspendierten Feststoffen von 2000 bis 10 000 mg/1 und ein Verhältnis von flüchtigen suspendierten Feststoffen zu suspendierten Feststoffen von wenigstens 0,4 :1 aufrechterhalten wird, daß des weiteren der Gehalt an gelöstem Sauerstoff in der Flüssigkeit in dieser zweiten Begasungszone bei wenigstens 2 mg/1 und das Schlammalter in dieser Begasungszone zwischen 3 Und 20 Tagen gehalten wird, und daß ferner in der »weiten Begasungszone die Schlammbelastung bei 0,03 bis 0,60 kg BSBs (gemessen auf der Basis von Kohlenstoff ohne stickstoffhaltige Stoffe) je kg flüchtige suspendierte Feststoffe und Tag gehalten «nd für einen Gehalt an flüchtigen suspendierten Feststoffen mit 2 bis 40% stickstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden Mikroorganismen und 60 bis •8% kohlenstoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden lebenden und toten Mikroorganismen gesorgt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennteichnet, daß in der zweiten Begasungszone für tinen Gehalt an flüchtigen suspendierten Feststoffen •lit 2 bis 25% stickstoffhaltige Nährstoffe verbraufhenden Mikroorganismen und 75 bis 98% kohlen-Itoffhaltige Nährstoffe verbrauchenden lebenden •nd toten Mikroorganismen gesorgt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Begasungszone die Schlammbelastung bei 0,8 bis 2 kg BSB5 (gemessen nur auf der Basis von Kohlenstoff) je kg flüchtige suspendierte Feststoffe und Tag gehalten wird, daß der zweiten Begasungszone eine Flüssigkeit mit einem BSBj-Gehalt von 25 bis 100 mg/1 (gemessen nur auf der Basis von Kohlenstoff) zugeführt wird, und daß die Schlammbelastung bei 0,12 bis 0,50 kg BSB5 (gemessen nur auf der Basis von
15
25
30
35
40
45
50
55 Kohlenstoff) je Tag und kg flüchtige suspendierte Feststoffe gehalten wird
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an BSB5 in der der zweiten Begasungszone zugeführten Flüssigkeit bei 30 bis 60 mg/1 gehalten wird, und daß die Schlammbelastung in der zweiten Begasungszone bei 0,2 bis 0,4 kg BSB5 je Tag und kg flüchtige suspendierte Feststoffe gehalten wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Begasungszone die Schlammbelastung bei 0,3 bis 0,8 kg BSB5 je Tag und kg flüchtige suspendierte Feststoffe gehalten wird, und daß der der zweiten Begasungszone zugeführten Flüssigkeit zusätzlich BSB5 aus einer zweiten Quelle zugeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als zweite Quelle für BSB5 ein kleinerer Teil des BSBi enthaltenden Wassers verwendet wird, der nicht in der ersten Begasungszone behandelt worden ist.
7 Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als zweite Quelle für BSB5 ein kleinerer Teil des Schlammes verwendet wird, der sich aus der aus der ersten Begasungszone angezogenen Flüssigkeit abgesetzt hat.
8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als zweite Quelle für BSB5 ein kleinerer Teil der Flüssigkeit verwendet wird, die unmittelbar aus der ersten Begasungszone abgezogen wird.
'i. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der BSB5-Gehalt der in die zweite Begasungszone zugeführten Flüssigkeit bei 20 bis 80 mg/1 gehalten wird, und daß ir. der zweiten Be.gasungszune eine Schlammbela'itung von 0,05 bis 0,5 kg BSBs je Tag und kg flüchtige suspendierte Feststoffe aufrechterhalten wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit der Flüssigkeit in der zweiten Begasungszone bei 60 bis 120 Minuten gehalten wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit der Flüssigkeit in der zweiten Begasungszone länger gehalten wird als in der ersten Begasungszone.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlammalter in der zweiten Begasungszone mindestens zweimal so groß ist wie das Schlammalter in der ersten Begasungszone.
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlammalter in der zweiten Begasungszone bei 5 bis 15 Tagen gehalten wird.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Begasungszone der Gehalt der Flüssigkeit an gelöstem Sauerstoff bei 4 bis 10 mg/1 gehalten wird.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2803759A1 (de) * 1978-01-28 1979-08-02 Boehnke Botho Anlage fuer die aufbereitung von abwasser nach dem belebtschlammverfahren

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3960717A (en) * 1972-01-20 1976-06-01 Air Products And Chemicals, Inc. Process for treating waste water
US3964998A (en) * 1972-08-04 1976-06-22 The South African Inventions Development Corporation Improvements in and relating to waste water treatment
US3930998A (en) * 1974-09-18 1976-01-06 Sterling Drug Inc. Wastewater treatment
US4202763A (en) * 1975-02-07 1980-05-13 Hitachi, Ltd. High-efficient activated sludge method
US3994802A (en) * 1975-04-16 1976-11-30 Air Products And Chemicals, Inc. Removal of BOD and nitrogenous pollutants from wastewaters
US4056465A (en) * 1976-04-12 1977-11-01 Air Products And Chemicals, Inc. Production of non-bulking activated sludge
USRE32429E (en) * 1976-04-12 1987-06-02 Air Products And Chemicals, Inc. Production of non-bulking activated sludge
US4162153A (en) * 1976-04-12 1979-07-24 Air Products And Chemicals, Inc. High nitrogen and phosphorous content biomass produced by treatment of a BOD-containing material
US4160723A (en) * 1976-05-10 1979-07-10 Kovacs Andrew J Method and apparatus for removal of pollutants from waste water
JPS5325060A (en) * 1976-08-18 1978-03-08 Morinaga Eng Kk Treating method of organic waste water
US4132637A (en) * 1976-09-02 1979-01-02 Fmc Corporation Ozone disinfection in waste water treatment with recycling of ozonation off gas
DE2640875C3 (de) * 1976-09-10 1983-01-20 Machinefabriek W. Hubert & Co. B.V., Sneek Zweistufiges Belebtschlammverfahren zur Reinigung von Abwasser
NL7706189A (nl) * 1977-06-06 1978-12-08 Stamicarbon Werkwijze voor nitrificeren van afvalwater.
CS192828B1 (en) * 1977-08-03 1979-09-17 Svatopluk Mackrle Method of by-passing liquid among separated activation sections at the biological purification of water and device for making the method
AU523598B2 (en) * 1977-11-04 1982-08-05 John Hager Reid Aeration ditch
US4173531A (en) * 1977-11-23 1979-11-06 Union Carbide Corporation Nitrification-denitrification of wastewater
JPS54108461A (en) * 1978-02-15 1979-08-25 Mitsui Miike Mach Co Ltd Method of denitrifying high concentration nitrogen contained waste water
DE2904335A1 (de) * 1979-02-06 1980-11-20 Bayer Ag Verfahren zur reinigung von abwasser mit einem hohen gehalt an stickstoffverbindungen
DE3032882A1 (de) * 1980-09-01 1982-04-15 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Verfahren und vorrichtung zur biologischen reinigung von abwasser
DE3131989A1 (de) * 1981-08-13 1983-02-24 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Verfahren und vorrichtung zur biologischen reinigung von abwasser
DE3317371C1 (de) * 1983-05-13 1984-10-31 Böhnke, Botho, Prof. Dr.-Ing., 5100 Aachen Verfahren zur Reinigung von Abwasser in Anlagen mit Adsorptionsstufe
US4693827A (en) * 1986-03-20 1987-09-15 Zimpro Inc. Process for protection of biological nitrification systems
US4961854A (en) * 1988-06-30 1990-10-09 Envirex Inc. Activated sludge wastewater treatment process
US4975197A (en) * 1989-05-03 1990-12-04 Envirex Inc. Orbal wastewater treatment process
EP0522966B1 (de) * 1991-07-12 1995-08-23 Norihito Tambo Verfahren und Anlage zur Abwasserreinigung durch Entphosphorung und anaerobe bzw. aerobe Behandlung
DE4236791C1 (de) * 1992-10-30 1994-04-07 Nordenskjoeld Reinhart Von Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Abwasser
JP4426105B2 (ja) 1998-07-24 2010-03-03 ディーエイチブイ・ウォーター・ビー・ブイ 特定成分、例えばアンモニア、を含有する廃水の処理プロセス
US6485646B1 (en) 1998-07-24 2002-11-26 Paques Bio Systems B.V. Process for the treatment of waste water containing ammonia
US6406629B1 (en) * 1999-07-20 2002-06-18 Zenon Environmental Inc. Biological process for removing phosphorous involving a membrane filter
US6485645B1 (en) 1999-07-20 2002-11-26 Zenon Environmental Inc Biological process for removing phosphorus involving a membrane filter
US6592762B2 (en) 2001-08-29 2003-07-15 United States Filter Corporation Process for treating BOD-containing wastewater
AU2002361724B2 (en) * 2001-09-03 2008-02-14 Kwh Pipe (Danmark) As A method of biologically purifying waste water and a plant preferably a mini purification plant to be used by the method
EP1364915A1 (de) 2002-05-22 2003-11-26 Kurita Water Industries Ltd. Verfahren und Vorrichtung zur biologischen Enfernung von Phosphor
WO2005026064A1 (en) * 2003-09-15 2005-03-24 Biokube International A/S A method and a plant for waste water treatment
KR101190400B1 (ko) * 2004-02-02 2012-10-12 쿠리타 고교 가부시키가이샤 유기성 배수의 생물 처리 방법 및 장치
DE102005044255A1 (de) * 2005-09-21 2007-04-05 Abwasserbeseitigungsbetrieb Der Stadt Pirmasens Verfahrenskonzept für eine fracht- und nährstoffoptimierte Kläranlage
CN202089861U (zh) * 2007-05-10 2011-12-28 小帕特里克·T·奥利根 用于处理和改善水的水处理系统
AU2009320033A1 (en) * 2008-11-02 2010-06-03 Nobska Technologies, Inc Water treatment systems with communications network links and methods
US8287734B2 (en) * 2009-02-27 2012-10-16 Bion Technologies, Inc. Method for treating nitrogen in waste streams
JP4995215B2 (ja) * 2009-03-23 2012-08-08 前澤工業株式会社 汚水処理設備
US20140076809A1 (en) * 2012-09-19 2014-03-20 Korea Institute Of Science And Technology Apparatus for recovery of magnetic nanoparticles and apparatus and method for forward osmosis membrane filtration using the same
EP2792646B1 (de) * 2013-04-16 2015-05-27 Demon GmbH Verfahren und Anlage zur Behandlung von ammoniumhaltigem Abwasser
BR112015031823B1 (pt) * 2013-06-27 2024-04-30 Sasol Technology Proprietary Limited Processo para a produção de uma biomassa para uso no tratamento da água de reação de fischer-tropsch (ft), biomassa produzida pelo referido processo e processo para o tratamento da água de reação de ft
CA2884503C (en) * 2014-03-08 2021-11-30 Triplepoint Environmental LLC Lagoon biological treatment method and system

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1149511A (en) * 1965-06-17 1969-04-23 Carves Simon Ltd Improvements in or relating to sewage treatment
US3401113A (en) * 1966-07-11 1968-09-10 Petro Tex Chem Corp Waste treatment process
US3547812A (en) * 1969-07-02 1970-12-15 Union Carbide Corp High oxygen utilization in bod-containing water treatment
US3654147A (en) * 1971-03-16 1972-04-04 Biospherics Inc Nitrate removal from sewage

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2803759A1 (de) * 1978-01-28 1979-08-02 Boehnke Botho Anlage fuer die aufbereitung von abwasser nach dem belebtschlammverfahren

Also Published As

Publication number Publication date
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FR2183103B1 (de) 1975-12-26
ZA732913B (en) 1974-04-24
CA989983A (en) 1976-05-25
AU473897B2 (en) 1976-07-08
DE2321722C3 (de) 1979-08-09
GB1420421A (en) 1976-01-07
AU5496473A (en) 1974-10-31
DE2321722A1 (de) 1973-11-15
JPS4942148A (de) 1974-04-20

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