DE2502501A1

DE2502501A1 - Abwasserbehandlungsverfahren

Info

Publication number: DE2502501A1
Application number: DE19752502501
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Besik
Original assignee: Ortech Corp
Current assignee: Ortech Corp
Priority date: 1974-01-22
Filing date: 1975-01-22
Publication date: 1975-07-31
Also published as: DE2502501B2; FR2258350B1; DE2502501C3; FR2258350A1; GB1487789A; IL46494A; IL46494A0

Description

"Abwasserbehandlungsverfahren" *** PRIORITÄT: KANADA Nr. 190 908 vom 22. Januar 1974 sowie USA (CIP-Patentanmeldung) *** Die Erfindung bezieht sich auf die Behandlung von Abwasser.
Abwässer, wie z., Haushaltabwässer und Stadtabwässer, ent-@@lten die verschiedensten Verunreinigungen, wie z.B. biologisch abbaure, suspendierte, kolloidale und gelöste kohlenstoffahltinge Materialien, verschiedene stIckstoffhaltige Verbindungen, Deispielsweise organische StickstofOverbindungen, Ammoniak und Nitrate, sowie Phosphatmaterialien.
1:5 ist verhältnismäßig einfach, kohlenstoffhältige Materialien und Phosphatmaterialien aus Abwässern zu entfernen, aber es ist ziemlich schwierig, die stlskstoffha tigen -terialien herauszubringen. Es ist bekannt, daß es möglich ist, stickstoffhaltige Materialien biologisch oder durch physikalisch-chemische Prozesse zu entfernen.
Ein bekanntes Verfahren, das für die biologische Entfernung von stickstoffhaltigen Materialien verwendet werden kann, ist das dreistufige biologische System, welches eine Ammoni fizierung und Nitrifizierung der stickstoffhaltigen k.Taterialien unter aeroben Bedingungen und eine anschließende Denitrifizierung unter anaeroben Bedingungen umfat. Bei den' Denitrifizierungsverfahren wird Energie in chemischer Form, typischerweise als Methanol, zugegeben. Dieses bekannte Verfahren ist von Barth et al in JWPCF, Band 40, No.12, Seite 2040 (1968) beschrieben worden. Bei diesem Verfahren erfolgt die Behandlung in drei gesonderten biologischen Schlammsystemen. Jedes System besitzt seine eigene Rückwahrung und unterscheidet sich von den anderen. Das Abwasser fließt durch diese Systeme nacheinander hindurch, wobei zwischen den Systemen ein Absetzen erfolgt. Hierbei sind also die biologischen Aktivitäten der Kohlenstoffoxldatlon zur Entfernung von kohlenstoffhaltigen Materialien, der Ammcnifizierung und der Nitrifizierurg und Denitrifizierung zur Entfernung von stickstoffhaltigen Idaterialien voneinander getrennt und laufen in drei gesonderten Stufen ab.
Dieses Verfahren ist bei der Entfernung der Verunreinigungen erfolgreich, leidet aber unter verschiedenen Nachteilen. Das Verfahren ist zeitraubend, bildet viel Schlamm, hat drei gesonderte Stufen der Belüftung und Klärung und ist hinsichtlich der überwachung und des Betriebs aufwendig.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das Abwasser, welches biologisch abbaubare kohlenstoffhaltige Naterialien in fester, kolloidaler oder gelöster Form und stickstoffhaltige Materials lien in organischer Stickstoff-, hmmoniaht itrit- und Nitratform als Verunreinigungen enthält, einem biologischen Oxidations/Adsorptions-rrozeß zur weitgehenden mntfernung dieser Verunreinigungen aus dem Abwasser unterworfen.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 ein schematisches Fließbild, welches eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens eriäutert; Fig. 2 ein schematisches Fließbild, welches eine zweite Ausführungsform des- erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert; Fig. 3 einen Teilschnitt durch einen Reaktor für die Verwendung bei der Ausführungsform des in Fig. 2 erläuterten erfindungsgemäßen Verfahrens; und Fig. 4 einen Teilschnitt durch einen Klärer für die Verwendung bei der Ausführungsform des in Fig. 2 erläuterten erfindungsgemäßen Verfahrens.
Gemäß der Ausführungsform von Fig. 1 wird Abwasser, bei weichem es sich um Haushalt-, Stadt- oder Industrieabwasser handeln kann, nach der Entfernung der gröberen Feststoffteilchen durch Filtration oder in einem ersten Klärer über eine Leitung 12 zu einem Reaktor 10 geführt. Ein rückgeführtes Gemisch aus pulverisierter Aktivkohle und Mikroorganismen, welches in der Folge als aktivierter Schlauinitf bezeichnet wird, und in einer Leitung 14 fließt, wird ebenfalls zur Oberseite des Reaktors 10 zugeführt, und zwar zusaininen mit dem Abwasser in der Leitung 12. Das zurückgeführte Gemisch in der Leitung 14 wird in der Weise gebildet, wie es weiter unten beschrieben ist, und enthält bestittimte Mengen absorbierten Sauerstoff.
Der Reaktor 10, der im allgemeinen eine zylindrische Form aufweist, enthält eine erste Kammer 16, in welcher das Gemisch aus Abwasser und aktiviertem Schlamm nach unten in Richtung zu einer zweiten Kammer 18 fließt, die in einem unteren Endteil 20 des Reaktors 10 angeordnet ist. Das Erdteil 20 besitzt im allgemeinen eine konische Form.
Ein umgekehrt trichterförmiges Teil 22 ist im Reaktor 10 angeordnet, wobei es eine dritte Kammer 24 definiert, die außer durch die zweite Kammer 18 ohne Fließverbindung mit der ersten Kammer 16 ist.
In der ersten Kammer 16 werden die suspendierten, kolloldalen und gelösten organischen Materialien, die im Abwasser enthalten sind, an die Aktivkohle adsorbiert und/oder in die mikroben Zellen absorbiert, wobei alle restlichen organischen Materialien bei einer späteren Stufe entfernt werden. Das adsorbierte organische Material wird biologisch durch die Mikroorganismen oxidiert, während der organische Stickstoff in ammoniakalischen Stickstoff überführt wird und der ammoniakalische Stickstoff biologisch durch die Mikroorganismen in Nitrite und Nitrate oxidiert wird.
Die biologischen Oxidationen, die in der ersten Kammer 16 vonstatten gehen, erschöpfen den absorbierten Sauerstoff bis zu einem Wert, bei dem die heterotropen Mikroorganlsuien im aktivierten Schlamm eine anaerobe Umwandlung des Nitrit und Nitrats zu stickstoffhaltigen Gasen, hauptwqächlich Stickstoff und Stickstoffdioxid, verursachen, da die MikroorganiC men den Sauerstoff des Nitrits und Nitrats aufbrauchen.
Die biologischen Reaktionen verlaufen gleichzeitig in der ersten Kammer 16.
Das resultierende Gemisch aus aktiviertem Schlamm, behangelbem Abwasser und gaseörmigen Stoffen fließt von der ersten Kammer 16 zur zweiten Kammer 18.
Ein Teil des Schlamms trerint sich vom behandelten Abwasser in der zweiten Kammer 18 ab. Das behandelte Abwasser, etwas Schlamm und gasförmige Stoffe, die hauptsächlich aus Stickstoff, Stickstoffdioxid und Kohlendioxid bestehen, fließen von der zweiten Kammer 18 nach oben zur dritten Kammer 24, die sich innerhalb des umgekehrt trichterförmigen Teils 22 befindet.
Der Flüssigkeitsabsirom aus dem Reaktor 10 läuft über eine leitung 26, die vom Halsteil des umgekehrten trichtenförmigen Teils 22 wegführt. Die in der zweiten Kammer 18 abgetrennten Gase werden durch den Halsteil des umgekehrt trichterförmigen Teils 22 zur Atmosphäre abgelassen. Der Abfluß in der Leitung 26 enthält einen beträchtlich verringerten Gehalt an organischen Stoffen und stickstoffhaltigen Materialien, im Vergleich zu dem durch die Leitung 12 eingeführten Abwasser. Der Reaktor 10 entfernt deshalb in einem einzigen Behälter aus dem Abwasser beträchtliche Mengen der kohlenstoffhaltigen Materialien und überführt beträchtliche Mengen des stickstoffhaltigen Materials in stickstoffhaltige Gase.
So werden im Reaktor 10 also eine Anzahl von Funktionen an den Verunreinigungen des Abwassers durchgeführt. Beispiele für solche Funktionen sind die Unterteilung von suspendierten Feststoffen durch Hydrolyse, die Abtrennung von gelösten organischen Stoffen durch Adsorption an Aktivkohle und mikroben Zellen, die biologische Oxidation von adsorbierten organischen Stoffen, die biologische Umwandlung von organischem Stickstoff in ammoniakalischen Stickstoff, die Umwandlung von ammoniakalischem Stickstoff in Nitrite und Nitrate und die Umwandlung von Nitriten und Nitraten in stickstoffhaltige Gase.
Der Abfluß in der Leitung 26 wird zu einem Klärer 28 geführt> der eine erste Kammer 30, eine zweite Kammer 32 und eine dritte Kammer 34 aufweist, wobei die letztere mit Ausnahme eines Wegs durch die zweite Kammer 32 mittels eines umgekehrt trichterförmigen Teils 36 außer Fließverbindung mit der ersten Kammer 30 gehalten wird.
Der Abfluß in der Leitung 26, der zur ersten Kammer 30 des Klärers 28 geführt wird, wird mit rückgeführtem aktiviertem Schlamm zusammengebracht, der durch eine Leitung 38 zugo führt wird. Dieses zurückgeführte Gemisch wird in der Weise gebildet, wie es weiter unten näher erläutert wird.
Die Koagulation und Sedimentation von suspendierten Feststoffen aus dem Reaktorabfluß wird durch Zusatz des reaktivierten Schlamms zur ersten Kammer 30 des Klärers 28 über die Leitung 38 verbessert. Ein beträchtlicher Anteil der verbleibenden Mengen der kohlenstoffhaltigen Materialien und der stickstoffhaltigen Materialien, die im Abfluß vorhanden sind, werden biologisch aufgebraucht, wodurch das behandelte Abwasser weiter gereinigt wird. Da die Konzentrationen der kohlenstoffhaltigen und stickstoffhaltigen Materialien im Reaktorabfluß in der Leitung 26 sehr niedrig sind, wird der Sauerstoff, der in dem in der Leitung 38 zurückgeführten Schlamm gelöst ist, nicht erschöpft, weshalb aerobe Bedingungen im gesamten Klärer 28 vorliegen, was im Gegensatz zu sowohl aeroben als auch anaeroben Bedingungen im Reaktor 10 steht.
In der zweiten Kammer 32 des Klärers 28 wird die flüssige Phase, die in der dritten Kammer 34 des Klärers 28 vorliegt, vom Schlamm abgetrennt und durch eine leitung 40 vom Hals des umgekehrt trichterförmigen Teils 36 abgezogen. Der Abfluß ist weitgehend frei von suspendierten Feststoffen, kohlenstoffhaltigen Materialien und stickstoffhaltigen Materialien.
Der Klärer 28 erfüllt somit eine Anzahl Funktionen an den Verunreinigungen des Abwassers, die im Abstrom aus dem Reaktor 10 in der Leitung 26 verbleiben. Diese Funktionen sind beispielsweise Vervollständigung der biologischen Reaktionen an den kohlenstoffilaltigen und stickstoffhaltigen Materialien und eine biologische Ausflockung, Schlammkoagulation und Sedimentierung der suspendierten Feststoffe.
Das Wasser in der Leitung 40 kann noch einer weiteren Behandlung unterworfen werden, wie z.B. einer Tiefbettmultimedienfiltration mit Sand, Anthrazit und Aktivkohle, um weiter den Gehalt an suspendierten Feststoffen zu verringern, und/oder einer chemischen Behandlung, um den Phosphatgehalt herabzusetzen. Der Abfluß in der'leitung 40 kann durch verschiedene Verfahren behandelt werden, um Wasser von Trinkqualität herzustellen, wie z.B. durch Koagulation, Filtration und anschließende Desinfektion, umgekehrte Osmose und anschließende Desinfektion, Evaporierung und anschließende Desinfektion oder Ionenaustausch und anschliessende Desinfektion.
Der Schlamm, der in der zweiten Kammer 18 des Reaktors 10 abgetrennt wird, wird über eine Leitung 42 abgeführt und zu einem Belüftungsturm 44 geleitet. Der Schlamm, der in der zweiten Kammer 32 des Klärers 28 abgetrennt wird, wird durch eine Leitung 46 zum Belüftungsturm 44 geführt, wobei er mit dem Schlamm in der Leitung 42 einen gemischten Schlamm bildet, der durch die Leitung 48 fließt.
Der Belüftungsturm 44 kann von irgendeiner zweckmäßigen Bauart sein, so daß ein inniger Kontakt zwischen Gas und Schlamm ermöglicht wird. Ein typischer solcher Turm besteht aus einer mehrstufigen Gegenstromkolonne oder einem Querflußreaktor.
Luft oder molekularer Sauerstoff oder ein an molekularem Sauerstoff reiches Gas wird durch eine Leitung 50 in den Belüftungsturm 44 eingeführt, wo eine Kontaktierung mit dem durch die Leitung 48 eingeführten Schlamm erfolgt. Dies hat eine Abstreifung von flüchtigen Stoffen aus dem Schlamm, eine Sättigung des Schlamms mit Sauerstoff, eine Reaktivierung der Kohle durch Oxidation der darauf absorbierten kohlenstoffhaltigen und stickstoffhaltigen Materialien und eine Oxidation eines Teils der Mikrobenzellen zur Folge, wodurch eine Balance von Mikroorganismen im System aufrechterhalten wird. Die verbrauchten Gase werden vom Belüftungsturm 44 durch eine Leitung 52 abgelassen.
Der reaktivierte Schlamm wird aus dem Belüftungsturm 44 durch eine Leitung 54 abgezogen und in zwei Ströme aufgeteilt, wobei einer durch die Leitung 14 zum Reaktor 10 und der andere durch die Leitung 38 zum Klärer 28 geführt wird.
Bei einer Abwandlung der Ausführungsform von Fig. 1 kann die Zufuhr von aktiviertem Schlamm durch die Leitung 58 weggelassen werden. Bei dieser Abwandlung kann luft dem Abfluß in der Leitung 26 zur Beendigung der biologischen Reaktionen im Klärer 28 zugeführt werden. Alternativ kann auch die Zufuhr von Luft zum Abstrom in der Leitung 26 weggelassen werden.
Bei einer weiteren Abwandlung dieser Ausführungsform wird das Abwasser zur Leitung 48 und nicht direkt über die Leitung 12 zum Reaktor 10 geführt.
Gemäß der Ausführungsform der Fig. 2 bis 4 besteht ein Abwasserbehandlungssystem aus einem Reaktor 110, der in FIg.2 schematisch gezeigt ist und in Fig. 3 näher im Detail dtrgestellt ist, und aus einem Klärer 112, der schematisch in Fig. 2 gezeigt und näher im Detail in Fig. 4 dargestellt ist. Filtriertes oder primär geklärtes Abwasser wird durch eine Leitung 114 zum Reaktor 110 geführt. Ein solches Abwasser enthält typischerweise suspendierte Feststoffe-> gelöste organische Materialien, organischen Stickstoff, Nitrat, Nitrit und Ammoniak. Der Reaktor 110 besteht aus einem aufrechtstehenden zylindrischen äußeren Behälter i16 und einer inneren zylindrischen Hülse 118, die koaxial im Behälter 116 angeordnet und vom Boden 120 desselben einen Abstand aufweist, so daß eine erste Kammer t21 zwischen dem äußeren Behälter 116 und der inneren' Hülse 118 gebildet wird. Die innere Hülse 118 erstreckt sich nach oben bis zu einem Punkt über dem vorgesehenen Flüssigkeitspegel im Reaktor 110.
Ein Steig- und Belüftungsrohr 124 ist im Reaktor 110 angeordnet und erstreckt sich vom Boden 120 nach oben durch die zweite Kammer 122 bis über den oberen Rand der Hülse 118.
Es endet außerhalb des Reaktors 110.
Das Rohr 124 ist am unteren Ende erweitert und weist vom Boden 120 einen Abstand auf, so daß Fluid in das Rohr 124 gelangen kann. Ein Gaszuführrohr 126 erstreckt sich von der Oberseite des Rohres 124 nach unten bis zu einer Stelle etwas über dem unteren Ende des Rohres 124, so daß Luft, Sauerstoff oder ein an molekularem Sauerstoff reiches Gas zum unteren Ende des Rohres 124 geführt werden kann.
Das Steigrohr 124 steht am oberen Ende aber innerhalb des Reaktors 110 mit einem Querarm 128 in Verbindung, der sich radial vom Behälter 116 erstreckt und mit einem rohrförmigen Austrittsteil 130 an jedem radialen Ende ausgerüstet ist.
Die rohrförmigen- Austrittsteile 130 umfassen einen sich nach unten erstreckenden Teil und einen sich horizontal erstrectenden Teil, der über und in der Nachbarschaft des vorgesehenen Flüssigkeitsspiegels im Behälter 116 angeordnet ist und sich bis zur Gegend der inneren Wand des Behälters 116 erstreckt, so daß Fluid daraus im wesentlichen tangential abgegeben wird.
Zwar ist nur ein solches Steigrohr 124 mit zugehörigen Austrittsteilen 128 und 130 in Fig. 3 gezeigt, aber es kann jede gewünschte Anzahl verwendet werden, je nach den Erfordernissen des Systems.
Ein Flüssigkeitsabgaberohr 152 steht mit der zweiten Kammer 122 in Verbindung, nicht aber mit der ersten Kammer 121, so daß behandelte Flüssigkeit aus dem Reaktor 110 durch die zweite Kammer 122 abgeführt wird.
Ein Gasabgaberohr 134 ist am oberen Ende des Reaktors 110 über dem vorgesehenen Flüssigkeitspegel im Reaktor 110 vorgesehen, um die bei den Reaktionen im Reaktor 110 gebildeten Gase abzuführen.
Eine Eintrittsöffnung 160 ist im Reaktor 110 über dem vorgesehenen Flüssigkeitspegel im Behälter 116 vorhanden, durch welche zurüekgeführter aktivierter Schlamm aus dem Klärer 112 eingespeist werden kann, wie dies weiter unten näher erläutert wird.
Das dem Reaktor 110 durch die Leitung 114 zugeführte Abwasser mischt sich mit der Mischung aus behandeltem Abwasser und aktiviertem Schlamm, die aus den Austrittsteilen 130' austritt,und mit aktiviertem Schlamm, der vom Klärer 112 zurückgeführt wird, wobei es in der ersten Reaktionskammer 121 rotiert. Durch Zentrifugalwirkung erhalten die aktivierten Schlammteilchen zusammen mit den suspendierten Feststoffen die Neigung, sich teilweise abzuscheiden und sich entlang der Innenwand des Behälters 116 anzusammeln, wobei sie sich unter dem Einfluß der Schwerkraft und der nach unten sinkenden flüssigen Phase nach unten bewegen und in einer dritten Kammer 136 in der Nachbarschaft des Bodens 120 ansammeln.
In der Nachbarschaft des Bodens 120 des Behälters 116 wird Flüssigkeit in das Steigrohr 124 gezogen, und zwar unter dem Einfluß der Luft, die im Rohr 124 nach oben steigt.
Die Luft wird durch das Rohr 126 eingeführt und tritt an den Austrittsteilen 130 aus, wobei sie mit weiterem hereinkommenden Abwasser gemischt wird. Die im Rohr 124 aufsteigende Flüssigkeit ist ein Schlamm aus einem Teil des angesammelten aktivierten Schlamms und behandeltem Abwasser.
Behandelte Flüssigkeit fließt zusammen mit etwas aktiviertem Schlamm aus der ersten Kammer 121 in die zweite Kammer 122 steigt darin auf und fließt durch das Rohr 132 aus dem Reaktor 110.
Die teilweise Trennung und Ansammlung der Feststoffe entlang der Innenwand des Behälters 116 unter der Zentrifugalwirkung der rotierenden Flüssigkeit verringert die Neigung derselben in die zweite Kammer 122 einzutreten, wodurch ihre Neigung herabgesetzt wird, aus dem Reaktor 110 zusammen mit dem Abfluß in dem Rohr 132 auszutreten. Dabei wird die Menge von Feststoffen herabgesetzt, die durch die spätere Klärung abgetrennt werden muß. Außerdem wird die Schlanimenge verringert, die vom Klärer 112 zum Reaktor 110 zurückgeführt werden muß. Die teilweise Trennung und Ansaininlung von Feststoffen erhöht auch die Verweilzeit der suspendierten Feststoffe im Reaktor 110.
Das Ergebnis der Rotation. der suspendierten Feststoffe ist ein solches Strömungsschema der Reaktorflüssigkeit, daß die Reaktorflüssigkeit entlang der vertikalen Achse des Realrtors 110 durch die erste Kammer 121 nach unten fließt.Während die Flüssigkeit und die Feststoffe in der ersten Kammer 121 nach unten fließen, werden im wesentlichen alle suspendierten, kolloidalen und gelösten organischen Materialien, die im Abwasser enthalten sind, durch den aktivierten Schlamm adsorbiert. Das adsorbierte organische Material wird durch die Mikroorganismen biologisch oxidiert, während organischer Stickstoff in ammoniakalischen Stickstoff überführt wird und ammoniakalischer Stickstoff biologisch durch die Mikroorganismen zu Nitriten und Nitraten oxidiert wird.
Die biologische Oxidation erschöpft den absorbierten Sauerstoff bis zu einem Punkt, bei dem die heterotropen Mikroorganismen im aktivierten Schlamm eine endogene Respiration und eine anaerobe Umwandlung von Nitrit und Nitrat in stickstoffhaltige Gase verursachen, wobei der adsorbierte gaische Kohlenstoff die Denitrifizierungsgeschwindigkeit erhöhe.
Der Konzentrationsgradient des gelösten Sauerstoffs wird durch die biologischen Reaktionen und die nach abwärts gerichtete Strömung der Flüssigkeit durch die erste Kammer 121 beeinflußt, wobei letztere durch das Luftvolumen reguliert wird, das durch das Gaszuführrohr 124 zum Steigrohr 124 geleitet wird.
Die biologischen Reaktionen und die Adsorption in der Kammer 121 verringern auch den Phosphatgehalt des Abwassers beträchtlich.
Da der Schlamm, der in das Steigrohr 124 eintritt, einen niedrigen Gehalt an gelöstem Sauerstoff aufweist, besteht an diesem Punkt eine beträchtliche Treibkraft für Sauerstoffübertragung, was eine rasche und wirksame Absorption von Sauerstoff durch die Biomasse und eine Sättigung der Mischung aus Flüssigkeit und Schlamm mit Sauerstoff vor: der Abgabe aus den Elementen 130 zur Folge hat. Das Steigrohr 124 kann deshalb als "Blitzbelüfter" bezeichnet werden.
Die Geschwindigkeit des durch Luft gehobenen Schlamms Im Steigrohr 124 ergibt zahlreiche Kollisionen von Festteilchen, was deren Abrieb und eine höhere Hydrolysegeschwindigkeit von zurückgeführten suspendierten Feststöffen zur Folge hat. Dieser Effekt kann durch die Zugabe von granularen schleifenden Feststoffen, wie z.B. granularer Aktivkohle, zur Reaktorflüssigkeit verbessert werden.
Bei dieser Ausführungsform ersetzt deshalb der Reaktor 1tO den Reaktor 10 und den Belüftungsturm 44, die bei der Ausführungsform von Fig. 1 verwendet werden, wodurch beträchtlich die Ausrüstung und der hydraulische Bedarf des Systems vereinfacht wird. Der Reaktor 110 leistet also die folgenden Funktionen in einer einzigen kompakten Einheit: Unterteilung von suspendierten Fest stoffen durch Abrieb im Blitzbelüftungssteigrohr 124, Hydrolyse von suspendierten Feststoffen, Abtrennung von gelösten organischen Stoffen aus dem Abwasser durch Adsorption an Aktivkohle und Mikrobenzellen, biologische Oxidation von adsorbierten organischen Stoffen, biologische Umwandlung von organischem Stickstoff in ammoniakalischen Stickstoff (Ammonifizierung), biologische Oxidation von ammoniakalischem Stickstoff zu Nitriund/oder Nitratstickstoff (Nitrifizierung), biologische Reduktion von Nitrit- und Nitratstickstoff zu stickstoffhaltigen Gasen (Denitrifizierung), biologische Reaktivierung von Aktivkohle, Sauerstoffanreicherung in abgesessenen Mikrobenzellen und Aktivkohle, und Abstreifen von flüchtigen Stoffen.
Die Konstruktion des Reaktors 110, wie sie in Fig. 3 zu sehen ist, ermöglicht eine Anzahl von nützlichen Effekten, wie z.B. eine wirksame Ausnutzung des Sauerstoffs der Luft, eine wirksame Mischung von aktiviertem Schlamm, eine hohe Konzentration an Schlamm für Bioreaktionen, einen optimalen Konzentrationsgradienten des gelösten Sauerstoffs, um die Biooxidation von organischen Stoffen zu gewährleisten, Amnonifizierung, Nitrifizierung und Denitrifizierung in einem Reaktor, mechanisches Mahlen von suspendierten Feststoffen durch eine hohe Geschwindigkeit des Schlamms im Blitzbelüfter, eine Ausnutzung von Oberflächenmedien zur Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit und Beseitigung von Luftverunreinigung.
Der Abfluß aus dem Reaktor 110, der etwas mitgeführten aklivierten Schlamm und suspendierte Feststoffe aufweist und durch das Rohr 132 austritt, wird durch eine Leitung 133 zum Klärer 112 geführt. Die Flüssigkeit in der Leitung 133 wird in den Klärer 112 im wesentlichen tangential zur Innenwand eines Behälters 137 eingeführt, und zwar durch ein Rohr 139, das am vorgesehenen Flüssigkeitspegel im Behälter 137 liegt.
Ein umgekehrt trichterförmiges Teil 138 ist innerhalb des Behälters 137 angeordnet und definiert zusammen mit letzterem eine erste Kammer 140, eine Schlammansammlungskammer 142 und eine Absitzkammer 144, wobei letztere innerhalb des trichterförmigen Teils 133 angeordnet ist.
Das trichterförmige Teil 138 besitzt einen Schürzenteil 146, der konzentrisch und im Abstand von der Innenwand des Behälters 137 angeordnet ist,einenkegelstumpfförmigen Teil 148 und einen Halsteil 150, die ebenfalls innerhalb des Behälters 137 konzentrisch angeordnet sind. Der Halstell erstreckt sich nach oben über den vorgesehenen Flüssigkeitspegel im Behälter 137.
Die Schlammansammlungskammer 142 wird auch durch einen konischen Einsatz 152 definiert, der an der Innenseite und am Boden des Behälters 137 anliegt, wodurch die Schlammansammlungskammer nach unten zum Boden des Behälters 137 einen abnehmenden Durchmesser aufweist. Ein Steigrohr 154 ist zentral innerhalb des Behälters 137 angeordnet und erstreckt sich durch die Kammer 144 und in die Schlammansammlungskammer 142 bis zu einem Ort etwas über dem Boden des Behälters 137. Das Steigrohr 154 ist am unteren Ende erweitert.
Ein Gaszuführrohr 156 ist innerhalb des Steigrohres 154 angeordnet, wodurch Luft, Sauerstoff oder-ein anderes an molekularem Sauerstoff reiches Gas eingeführt werden kann und am unteren Ende des Rohres 154 austritt und dabei Schlamm aus der Schlammansammlungskammer 142 hochhebt und, während des Hochhebens belüftet, bevor er aus dem Klärer 112 austritt, um durch eine Leitung 158 zum Reaktor 110 zurückgeführt zu werden.
Die Zufuhr der Flüssigkeit durch die Leitung 133 und das Rohr 139 in der Weise, daß ein rotierender Flüssigkeitskörper in der Kammer 140 erhalten wird, ergibt eine Trennung der suspendierten Feststoffe aus den mitgeführten Gasblasen aufgrund von Zentrifugalkräften. Die Gase können aus dem Klärer 112 durch ein Rohr 166 abgelassen werden.
Die suspendierten Feststoffe besitzen die Neigung, sich radial nach außen zu bewegen und. sich an der Innenwand des Behälters 137 anzusammeln, während die Gasblasen nach innen und nach oben gehen, so daß eine dünne Schaunischicht an der Oberfläche der rotierenden Flüssigkeit gebildet wird.
Der Schaum wird fortlaufend durch den hereinkommenden Strom aufgebrochen, so daß er niemals überfließt, wodurch möglichen Schäumungsproblemen vorgebeugt wird. Die Feststoffe bewegen sich unter dem Einfluß der Schwerkraft und der Flüssigkeitsströmung in der Kammer 140 durch die Kammer 140 nach unten zur Schlammansammlungskammer 142.
Die Abtrennung der Gasblasen in der ersten Kammer 140 in Form von Schaum auf der Oberseite der Flüssigkeit verhindert weitgehend die Anwesenheit derartiger Blasen in den Kammern 142 und 144, wo sie die Sedimentation des Schlamms stören könnten.
Dadurch, daß ausreichend Zeit für eine wirksame Gastrennung in der ersten Kammer 140 vorgesehen ist, ergeben sich auch Bedingungen, welche die Beendigung der Biooxidationsreaktionen und der Denitrifizierung durch die gemischten Mikrobenbevölkerung begünstigen. Granulare oder pulverisierte suspendierte Feststoffe, wie z.B. Aktivkohle, können dazu verwendet werden, die Reaktionsgeschwindigkeiten zu steigern und die Dichte des Schlamms zu erhöhen, so daß die Geschwindigkeit und Wirksamkeit der Abtrennung der suspendierten Feststoffe erhöht wird.
Der Schlamm wird aus dem behandelten Abwasser durch Sedimentation in der Kammer 144 abgetrennt, wobei ein weiteres Absitzen und eine weitere Verdichtung des Schlamms in der Kammer 142 stattfindet.
Der geklärte Abfluß verläßt den Klärer 112 durch ein Rohr 162, das mit der dritten, Kammer 144 in Verbindung steht, aber keine Verbindung zur ersten Kammer 140 aufweist.
Der Abfluß fließt schließlich durch eine Leitung 163 ab.
Der geklärte Abfluß in der Leitung 163 kann einer weiteren Behandlung unterworfen werden, wie es bei der Leitung 40 in der Ausführungsform von Fig. 1 beschrieben ist.
Ein Rohr 164 kann mit der Schlammansammlungskammer 142 in Verbindung stehen, um überschüssigen Schlamm nach Bedarf zu entfernen.
Der Klärer 112 vollführt somit verschiedene Funktionen bei der Reinigung von Abwasser, wie z.B. Beendigung der biologischen Reaktionen, biologische Ausflockung, Schlammkoagulation, Abtrennung von suspendierten Feststoffen durch Absitzen und Schaffung von Schlamm in vorgelüfteter Borm-für die Zuführung zum Reaktor 110.
Die Konstruktion des in Fig. 4 erläuterten Klärers ergibt eine Anzahl nützlicher Effekte bei der Behandlung von Abwasser, wie z.B. eine wirksame Abtrennung von Gischt und Schaum, Bereitstellung eines großen Reaktorvolumens für die Beendigung der Biooxidationsreaktionen und der Denitrifizierung, mäßiges Mischen der Mischung aus Flüssigkeit und suspendierten Feststoffen zur Erzielung einer biologischen Ausflockung und Koagulation, Verdichtung des abgesessenen Schlamms und Wiederbelüftung von zurückgeführtem abgesessenem Schlamm. Außerdem fällt die Notwendigkeit für eine Schlammzirkulationspumpe weg.
Die Vorgänge im Reaktor 110 und im Klärer 112 bringen die Menge des im System vorhandenen Schlamms ins Gleichgewicht, wobei der Schlamm im Reaktor 110 und im Klärer 112 enthaiten ist. Der geklärte Abfluß in der Leitung 162 ist weitgehend frei von Schlamm.
Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet mehrere Merkmale, welche die drei verschiedenen Operationen in einem Reaktor ermöglichen. Diese drei Operationen sind biologische Oxidation von organischen Stoffen und stickstoffhaltigen Materialien, Nitrifizierung und Denitrifizierung. Es besteht eine wirksame und rasche Abtrennung von aufgelösten organischen Materialien aus dem Abwasser durch Adsorption an Aktivkohle und Mikrobenzellen, so daß ideale Bedingungen für die Nitrifizierung und Denitrifizierung geschaffen werden. Die Gesamtverweilzeit ist beträchtlich kleiner als bei bekannten Systemen.
Aktivkohle schafft die Adsorpitonskapazität des Systems zur Entfernung von organischen Stoffen in den ersten Stufen des Betriebs, sorgt für eine gleichmäßige Neuverteilung von kohlenstoffhaltigen Materialien in Perioden mit hoher und niedriger BOD-Belastung aufgrund von Adsorption und Desorption von organischen Materialien im Verhältnis zur BOD-Konzentration, wirkt als Katalysatorträger für Oxidationsreaktionen und schafft eine poröse Struktur für Mikrobenwachstum. Der resultierende Schlamm besitzt vorzügliche Absetzeigenschaften, wodurch eine wirksame Abtrennung von suspendierten Feststoffen und ein schneller Aufbau von gemischter Mikrobenbevölkerung, die für die biologischen Reaktionen zuständig ist, gewährleistet sind.
Der für die Biooxidationsreaktionen und für die Reaktivierung von Aktivkohle erforderliche Sauerstoff wird durch Belüftung abgesessenen Schlamms geschaffen. Da die Schlammkonzentration im allgemeinen über 8 000 mg/l liegt, ist die Ubertragung von Sauerstoff aus der Luft zu den Mikrobenzellen und zur Aktivkohle weitgehend direkt und verläuft nicht über eine molekulare Diffusion durch Wasser, wie es bei anderen biologischen Prozessen der Fall ist. Infolgedessen sind die auf die Mikrobenzellen übertragenen Sauerbstoffmassen größer, ist das erforderliche Belüftungsvolumen kleiner und ist die Sauerstoffausnutzung besser als in herkömmlichen Systemen.
Die Erfindung wird nun durch die folgenden Beispiele näher erläutert.
B e i 5 p i e l 1 Haushaltsabwasser wurde in einer Pilot-Anlage der in Fig. 1 erläuterten Art mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 45 400 1/Tag kontinuierlich 60 Tage lang behandelt. Diese Vorrichtung blieb während dieses Zeitraums ohne Wartung, außer daß Analysenproben entnommen wurden. Der Reaktor 10 und der Klärer 28 besaßen die gleichen Abmessungen und hatten ein Volumen von 3340 1. Der Belüftungsturm 4-4 besaß ein Volumen von 2122 1 und ein wirksames Belüftungsvolumen von 1500 1.
Haushaltsabwasser, das zur Entfernung von groben Feststoffe vorfiltriert worden war, wurde mit einer Strömungsgeschwindigkeit zwischen 22,7 und 27,2 1/min dem Reaktor 10 zugeführt, der 56,7 kg Aktivkohle enthielt. Die Oberflächenkontaktzeit, berechnet aus dem. Verhältnis des Volumens des Reaktors zur Strömungsgeschwindigkeit des Abwassers, variierte zwischen 2,4 und 2,9 Std. Während der Testperiode veränderte sich die Zusammensetzung des behandelten Abwassers stark.
Der Flüssigkeitsabstroiii aus dem Reaktor 1C, der mit einer Geschwindigkeit von 22,7 bis 27,2 1/min anfiel, wurde von Zeit zu Zeit auf verschiedene Verunreinigungen getestet. Er wurde durch die Leitung 26 zum Klärer 28 geführt, der 56,7 kg Aktivkohle enthielt, was eine Oberflächenkontaktzeit für die darin befindliche Flüssigkeit zwischen 2,4 und 2,9 Std. ergab. Der Flüssigkeitsabstrom aus dem Klärer 28 in der Leitung 40 wurde von Zeit zu Zeit auf die Konzentration der darin befindlichen Verunreinigungen getestet. Er wurde zu einem Tiefbettaktivkohlefilter geführt. Auch der Abstrom daraus wurde auf Verunreinigungen getestet.
Die gelöste Menge des Sauerstoffs, der dem Reaktor 10 zugeführtwurde,war ungefähr 8 mg/l, während im Abstrom weniger als 1 mg/l vorhanden waren. Beim Klärer 28 war die Menge des gelösten Sauerstoffs ungefähr 3 bis 8 ing/l, während die Menge im Abstrom ungefähr 1 bis 4 mg/l betrug.
Der Schlamm aus dem Reaktor 10 und dem Klärer 28 wurde durch die Leitungen 42, 46 und 48 zum Belüftungsturm 44 geleitet, wo er einem Gegenstromkontakt mit Luft ausgesetzt wurde. Der Luftverbrauch war ungefähr 849 bis 1132 1/min (30 bis 40 SCFM), wobei die Schlammkonzentration mehr als 8000 mg/l betrug und die Oberflächenkontaktzeit des Schlamms im Belüftungsturm 4-4 1,1 bis 1,33 Std. war. Während des 60 Tage dauernden Laufs wurde kein Schlamm abgezogen und wurde keine Aktivkolffe zugegeben.
Die während der letzten 15 Tage der ersten 30 Betriebstage erhaltenen Resultate der Pilot-Anlage sind in der folgenden Tabelle I angegeben. Die Resultate aus dem 60 Tage dauernden Betrieb sind in Tabelle II angegeben.

TABELLE I Konzentration von Verunreinigungen während der Behandlung (Schemamalter : 16 bis 32 Tage)

Verunreinn- Filtriertes Ab- Reaktorabstrom Kläreabstrom Filtrierter Abstrom

gung wasser

Bereich Durch- Bereich Durch- durch- Bereich Durch- durch- Bereich Durch- durch-

schnitt schnit schnitt- schnit- schnitt- schnitt- schnitt- lich lich lich lich

lich lich lich

entfernt entfernt entfernt

mg/1 mg/1 % mg/lg % mg/lg %

TOC (38-111) -79,1 (7-14,8) -9,8 86,9 (6-10,7) -8,0 89,3 (2,7-6,8) -4,7 93,7

DOC (13-41) -30,3 (7-14,8) -7,1 75,9 (5,5-7,4) -6,5 78,5 (1,6-4,4) -2,2 92,7

BOD (170-297) -208 - - - - (1,5-2,9) -2,3 98,9

gesamtes N* (8,9-56,2)-24,6 (4,6-15,3)-<6,45 73,7 (2,9-11,6)-<7,5 69,5 (3,3-9,7)-<5,8 76,4

Ammoniak-N (8-54,5) -22,8 (0,5-8,2) -<3,52 84,5 (0,3-1,9) -<0,8 96,4 (0,4-0,9)-<0,5 97,8

Nitrat-N (0,9-2,6) -1,84 (2-8,6) -<2,93 - (2,5-11,3)-<6,7 - (3-9,4) -<5,3 -

S.S (67-195) -122 (3,8-17) -9,13 92,5 (2,6-7) -5,0 95,9 (0,2-3,0) -<1,2 99+

V.S.S (46-167) -104 (3-12) -7,0 93,2 (2,2-6) -4,2 95,9 (0,2-1,6) -<0,6 99,4

Trübheit (45,125) -76,7 (2,3-4,7) -2,9 96,2 (1,8-4,2) -2,5 96,7 (0,5-1,2) -<0,7 99+

gesamte

Coliforme (2x107-2x108)-5x107 - - - - #15,000 99,97

N/100ml

*gesamtes N = Ammoniak - N plus Nitrat - N TABELLE II Konzentration von Verunreinigungen während der Behandlung (Schlammalter: 16 bis 60 Tage)

Verunreinigungs Filtriertes Ab- Klärerabstrom Filtrierter Abstrom

wasser

Bereich Durch- Bereich Durch- durch- Bereich Durch- durch-

schnitt schnitt schnitt- schnitt schnitt-

lich lich

entfernt entfernt

mg/l mg/l % mg/l %

TOC 35-111 68,9 6-20 10,9 84,1 1,4-5,4 3,6 95

DOC 15-46,5 29,0 5,4-8,8 6,7 76,8 0,7-4,4 1,7 94

BOD 55-297 117,5 - - - <1,0-5,3 2,6 98,5

Ammoniak-N 8,9-54,5 24,9 <0,4-1,9 <0,4 98 <0,4-0,7 <0,4 >98,5

NO3-N 0,9-2,8 1,84 1,2-11,2 5,2 - 2,3-9,4 5,2 -

organisches N 6,3-9,1 7,6 0,7-1,5 1,1 85,5 0-0,1 <0,1 99

TN* 16,8-63,9 35,1 1,6-11,6 6,4 82,0 2,7-9,8 5,3 85

S.S. 46-195 115 3,0-12,2 6,4 94,4 0-3,4 1,3 99

V.S.S. 46-167 94 2,6-7,6 5,1 94,5 0-3,3 0,9 99

Trübheit 45-125 74 1,6-4,2 2,68 96,3 0,5-1,2 0,7 99

gesamte gelöste

Feststoffe 428-573 504 422-506 472 6,3 366-495 454 10

*TN = gesamter Stickstoff = Ammoniak-N + Nitrat-N + organisches N Bezogen auf die vorangehenden experimentellen Resultate wurde ein Vergleich des erfindungsgemäßen Verfahrens mit dem vorangehend diskutierten dreistufigen biologischen System, das von Barth et al, JWPCF Band 40, No.12, Seite 2040 (1968) beschrieben ist, unter Berücksichtigung der wichtigsten Parameter durchgeführt. Dieser Vergleich ist in der folgenden Tabelle III zu ersehen: TABELLE III

Arbeitsdaten Erfindungsgemäß dreistuffiges biologi-

sches System

Gesamte Verweilzeit (Std.)

(Reaktor, Klärer, Belüfter) 5,9 - 7,13 15

Belastung mit organischen

Stoffen

(1b BOD-Tag 1000 cu.ft. an

den Reaktoren) # 104 # 20

Schlammbildung

(1b VSS/1b BOD entfernt) 0 > 0,5

Abstromqualität (fitriert) % entfernt %entfernt

TOC mg/l 3,6 95,0 17,2* 88,1

COD mg/l 7,9 95,0 38 88,1

gesamtes N** < 5,3 85,0 < 1,7 86,0

NH3-N mg/l < 0,4 98,5 0,4 96,4

suspendierte Feststoffe < 1,2 99+ 1,7 98,9

* berechnet aus COD/TOC = 2,2 ** gesamtes N = Ammoniak-N + Nitrat-N + organisches N Außerdem ist beim erfindungsgemäßen Verfahren kein Metnylalkohol und keine andere chemische Energiequelle für die Denitrifizierungsreaktion erforderlich. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind aus der Tabelle III leicht ersichtlich.

Beispiele 2 Unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß den Fig. 2 bis 4 wurde rohes primär behandeltes Haushaltsabwasser mit einer Geschwindigkeit von 18 160 1/Tag kontinuierlich während eines Zeitraums von 38 Tagen behandelt. Die Vorrichtung blieb ohne Aufsicht, außer daß aus der Beitllng 163 zwecks Analyse von Zeit zu Zeit Proben entnommen wurden.
Die Zusammensetzung des Abwassers variierte stark während der Versuchszeit, was auch ftir die Betriebsbedingungen gilt. Die Änderung dieser Parameter ist zusammen mit der durchschnittlichen Entfernungswirkung für die verschiedenen Verunreinigungen in den folgenden Tabellen IV, V und VI angegeben.
TABELLE IV Konzentrationen der Verunreinigungen im Abwasser Verunreinigung Rohes Abwasser Bereich Durchschnitt Suspendierte Feststoffe mg/l 63 63 - 199 122 B0D5 mg/l 77 - 217 124 Gesamter organischer Kohlenstoff (TOC) mg/l 61 - 124 93 Löslicher organischer Kohlenstoff (SOG) mg/l 27 - 53 37 PO4 mg/l 14 - 29 20 Ammoniakalischer Stickstoff (NH3-N) mg/l 12 - 35 20 Gesamter Stickstoff mg/l (TKN) 18 - 35 28 Nitrit- und Nitratstickstoff (N03-N) mg/l 0,2 - 4,3 2,5 Gesamte gelöste Feststoffe (TDS) mg/l 470 --590 503 Trübung (JTU) 54 - 125 75 Coliform N/100 ml ,~ 4 x 107 107 TABELLE V BETRIEBSBEDINGUNGEN Bereich Durchschnitt Zuführgeschwindigkeit (1/min) 1,3 - 3,4 2,2 MLSS (g/l) einschließlich aktivierter Kohlenstoff 3,2 - 5,4 4,8 MLVSS (einschließlich aktivierter Kohlenstoff 2,9 - 4,5 3,9 SVI 181 - 239 209 Rückgeführt er Schlamm/Beschickungs-Verhältnis 3,7 - 4,9 4,2 Verweilzeit im Reaktor (Std.) 4,3 - 11,0 6,7 Klärerüberfluß (gal/sq.ft.min.) 0,17 - 0,34 0,23 Luft SCF/lb T.BOD Tag - 1200 Kohlenstoff BOD5 entfernt (mg/l) 70 - 133 100 NH3-BOD entfernt (mg/l) 61 - 104 85 Gesamter BOD entfernt (mg/l) - 185 Phosphor entfernt PO4 (mg/l) 4 lb.T BOD/lb ML,SS Tag entfernt - 0,14 lb.T BOD/1000 cu.ft. Tag entfernt - 40,6 TABELLE VI Verunreinigung Primär geklärter Abstrom Klärerabstrom (Leitung 163) (Leitung 114) Bereich Durch- Bereich Durch- durchschnitt schnitt schnittl.
Wirksamkeit % S.S. mg/l 16 - 132 61 2 - 18 9,2 85 BOD5 30 - 202 109 5 - 18 9,6 91 TOC 43 - 142 71 6 - 18 8 88,7 SOC 18 - 55 33 5 - 18 6,4 80,6 PO4 14 - 28 19 10 - 18 15 21 NH3-N 16 - 28 22 < 0,4 <0,4 >98 TKN 96 - 32 27 0,4 - 5,7 2,0 92,5 NO3-N 0,2 - 4,4 3,3 3,0 - 8,7 6,3 -TDS 450 - 600 495 450 - 600 516 +2 Trübung JTU 35 - 74 49 0,6 - 6,5 1,9 96 Coliform N/100 ml # 107 107 # 105 105 - Es ist also ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Verfahren dazu ill er Lage ist, weitgehend vollständig biologisch ab baubare kohlenstoffhaltige, stickstoffhaltige und suspendierte Reststoffe aus Abwässern zu entfernen, wobei die v dung von beträchtlichen Mengen eines biologischen Schlamm überschusses vermieden wird, keine äußere Reaktivierung von Kohle erforderlich ist und zum Klären keine Chemikalien zugesetzt werden müssen. Außerdem kann das erfindungsgemäße Verfahren in einer Vorrichtung durchgeführt werden, die wenig Raum und praktisch keine Wartung erfordert.'Die Kapitalkosten und die Betriebskosten sind deshalb beträchtlich niedriger als bei jeder anderen bekannten Abwasserbehandlung.
PATENTANSPRÜCHE =

Claims

P A T E N T A N SP R tt C H E Verfahren zur Behandlung von Abwasser, welches biologisch abbaubares, kohlenstoffhaltiges Material und stickstoffhaltige Materialien in mindestens einer nitritischen, nitratischen, nicht-nitritischen oder nicht-nitratischen Form enthält, durch biologische Oxidation des biologisch abbaubaren kohlenstoffhaltigen Materials, Nitrifizierung von nicht-nitritischem und/ oder nicht-nitratischem stickstoffhaltigem Material zu Nitrit und/oder Nitrat und Denitrifizierung von nitritischem und/oder nitratischem stickstoffhaltigem Material, um einen Abstrom zu erzeugen, der einen verringerten Gehalt an biologisch abbaubaren kohlenstoffhaltigen Materialien und stickstoffhaltigen Materialien aufweist, und üblicherweise auch durch Abtrennung von stickstoffh"ältigen Gasen und aktiviertem Schlank aus dem behandelten wäßrigen Medium, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die erwähnten Stufen der biologischen Oxidation, Nitrifizierung und Denitrifizierung in einer einzigen Behandlung vorgenommen werden, vorzugsweise durch Kontaktieren des Abwassers mit aktiviertem Schlamm, der molekularen Sauerstoff absorbiert enthält, Adsorbieren mindestens eines Teils des kohlenstoffhaltigen Materials auf dem Gemisch, biologische Oxidation eines Teils des adsorbierten kohlenstoffhaltigen Materials unter Verwendung eines Teils des absorbierten Sauerstoffs, biologische Oxidation mindestens eines Teils des nicht-nitritischen und/oder nicht-nitratischen stickstoffhaltigen Materials zu Nitrit und/oder Nitrat unter Verwendung des Restes des absorbierten Sauerstoffs und biologische Reduktion mindestens eines Teils des resultierenden nitritischen und/oder nitratischen, stickstoffhaltigen Materials und des nitritischen und/oder nitratischen stickstoffhaltigen Materials, das ursprünglich anwesend war, zu stickstoffhaltigen Gasen unter anaeroben Bedingungen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einstufige Behandlung in zwei in Fließverbindung miteinander stehenden Behältern ausgeführt wird, wobei zumindest ein Teil der Biooxidation, Nitrifizierung und Denitrifizierung iii einem Behälter ausgeführt und im anderen Behälter zu Ende geführt wird, und daß der bei den Reaktionen verwendete aktivierte Schlamm teilweise von der Flüssigkeit in einem Behälter vor der Zuführung der Flüssigkeit zum anderen Behälter abgetrennt wird und der Abstrom aus dem zweiten Behälter durch Absetzen des restlichen aktivierten Schlamms geklärt wird, wobei der abgetrennte aktivierte Schlamm im ersten Behälter vorzugsweise durch Kontakt mit molekularem Sauerstoff reaktiviert wird und det abgesessene aktivierte Schlamm im zweiten Behälter vorzugsweise zum ersten Behälter zurückgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Reaktionsbehälter die darin ablaufenden Vorgänge dadurch ausgeführt werden, daß das Abwasser und der aktivierte Schlamm, in dem Sauerstoff gelöst ist,- nach unten durch eine erste Zone im Behälter geführt werden, um eine biologische Oxidation, Nitrifizierung und Denitrifizierung zu bewirken, die Produkte der ersten Zone zu einer zweiten Zone im Behälter geführt werden, um aktivierten Schlamm aus der behandelten Flüssi];eil abzutrennen, die abgetrennte Flüssigkeit mit restlichem mitgeführtem aktiviertem Schlamm von der zweiten Zone nach oben durch eine dritte Zone im Behälter geführt wird, wobei die dritte Zone außer Fließverbindung mit der ersten Zone ist,mit Ausnahme durch die zweite Zone, die geförderte abgetrennte Flüssigkeit vom oberen Teil der dritten Zone abgeführt und zu dem anderen Behälter geleitet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daf im Klärerbehälter die darin ablaufenden Vorgänge dadurch ausgeführt werden, daß die behandelte Flüssigkeit, welche restlichen mitgeführten aktivierten Schlamm enthält, durch eine erste Zone im Klärbehälter nach unten geführt wird, um die Biooxidation, Nitrifizierung und Denitrifizierung zu Ende zu fUhren, und die Produkte aus der ersten Zone zu einer zweiten Zone im Klärerbehält er geführt werden, um den restlichen aktivierten Schlamm absitzen zu lassen, das geklärte wäßrige Material von der zweiten Zone durch eine dritte Zone im Klärerbehälter nach oben geführt wird, wobei die dritte Zone außer Fließverbindung mit der ersten Zone ist, mit Ausnalime durch die zweite Zone, und die geklärte Flüssigkeit von einem oberen Teil der dritten Zone abgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Abführung des abgetrennten aktivierten Schlamms aus der zweiten Zone des Reaktionsbehälters, Abführung des abgetrennten aktivierten Schlamms aus der zweiten Zone des Klärbehälters und Mischen des abgeführten aktivierten Schlamms, Unterwerfen des resultierenden Gemische an einen innigen Kontakt mit einem Gas, das zumindest teilweise aus molekuLarem Sauerstoff besteht, außerhalb des Behälters, um den aktivierten Schlamm zu regenerieren und einen aktivierten Schlamm mit absorbiertem molekularem Sauerstoff zu schaffen, Rückführung mindestens eines Teils, vorzugsweise nur eines Teils, des letzteren aktivierten Schlamms zur ersten Zone des Reaktionsbehälters und vorzugsweise des Restes des letzteren aktivierten Schlamms zur ersten Zone des Klärbehälters.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet-, daß ein erster Strömungsweg von der zweiten Zone zur ersten Zone im Reaktionsbehälter durch die dritte Zone außer Flüssigkeitsverbindung mit der dritten Zone geschaffen wird, ein Gas, das zumindest teilweise aus molekularem Sauerstoff besteht, in den ersten Strömungsweg in der Nachbarschaft der zweiten Zone des Reaktionsbehälters eingeführt wird, um aktivierten Schlamm von der zweiten Zone in den ersten Strömungsweg zu führen, der abgezogene aktivierte Schlamm zur ersten Zone entlang des ersten Strömungswegs geführt wird und Sauerstoff in den geförderten aktivierten Schlamm im ersten Strömungsweg absorbiert wird, aktivierter Schlamm, der absorbierten Sauerstoff enthält, aus dem ersten Strömungsweg in die zweite Zone des Reaktionsbehälters abgegeben wird, ein zweiter Strömungsweg von der zweiten Zone des Klärbehälters durch die dritte Zone außer Fließverbindung mit der dritten Zone geschaffen wird, der aus dem Klärbehälter führt und mit der ersten Zone des Reaktionsbehälters in Verbindung steht, ein Gas, das zumindest teilweise aus molekularem Sauerstoff besteht, in den zweiten Strömungsweg in der Nachbarschaft der zweiten Zone des Klärbehälters eingeführt wird, um aktivierten Schlamm aus der zweiten Zone des Klärbeha'lters in den zweiten Strömungsweg zu ziehen, der abgezogene aktivierte Schlamm, zur ersten Zone des Reaktorbehälters entlang des zweiten Strömungswegs geführt wird und eine Absorption von Sauerstoff in den geführt ten aktivierten Schlamm im zweiten Strömungsweg verursacht wird und aktivierter Schlamm, der absorbierten Sauerstoff enthält, vom zweiten Strömungsweg in die erste Zone des Reaktionsbehälters geführt wird und gegebenenfalls granulare Aktivkohle in den Reaktionsbehälter eingeführt wird, um suspendierte Feststoffe im ersten Strömungsweg zu reiben
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsbehälter zylindrisch ist und dass die dritte Zone durch eine zylindrische Hülse definiert wird, die sich axial durch den Behälter erstreckt, daß das Gemisch aus Abwasser und aktiviertem Schlamm in der ersten Zone des Reaktionsbehälters in eine rotierende Masse verwandelt wird, die eine Strömung durch die erste Zone aufweist, so daß Aktivschlamm zusammen mit suspendierten Feststoffen im Abwasser sich entlang der Innenwandung des Behälters ansammelt, wobei die rotierende Masse typischerweise dadurch erzeugt wird, daß der aktivierte Schlamm aus dem ersten Strömungsweg tangential in den Behälter in der Nachbarschaft des Flüssigkeitspegels in der ersten Zone eingeführt wird, daß der Klärbehälter zylindrisch ist und daß die dritte Zone durch ein umgekehrt trichterförmiges Teil definiert wird, das koaxial zum Behälter angeordnet ist, und daß die Flüssigkeit in der ersten Zone des Klärers zu einer rotierenden Masse verwandelt wird, die sich durch die erste Zone nach unten bewegt, so daß aktivierter Schlamm zusammen mit suspendierten Feststoffen sich entlang der Innenwand des Behälters ansammelt und mitgeführte Teile sich in der Gegend der Achse des Behälters ansammeln und als milder Schaum sich auf der Oberfläche der Flüssigkeit in der ersten Zone des Klärers zu teilen, wobei die Rotation der Flüssigkelt typischerweise dadurch verursacht wird, daß die Flüssigkeit in die erste Zone tangential in den Behälter in der Nachbarschaft des Flüssigkeitsspiegels in der ersten Zone des Klärbehälters eingeführt wird.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser auch suspendierte Feststoffe enthält und daß die suspendierten Feststoffe in der einstufigen Behandlung unterteilt, hydrolysiert, ausgeflockt und sedimentiert werden.