DE2526095A1 - Abwasser-reinigungsverfahren - Google Patents

Description

• Abwasser-Re inigungsverfahren Die Erfindung betrifft ein kontinuierlich durchführbares Abwasser-Reinigungsverfahren zum Reinigen von kontaminiertem Abwasser.
• Die Behandlung von kontaminiertem Abwasser schließt mehrere Verfahrensstufen ein, um eine maximale Wasserreinheit bei möglichst geringen Kosten zu erzielen. Industrieabwässer, insbesondere Abwasser von Ölraffinerien, enthalten eine große Anzahl von Schmutzstoffen, und aus diesem Grunde sind solche Abwasser meist schwieriger zu dekontaminieren, als jene des öffentlichen Abwassersystems. Folgende vier Hauptverfahrensstufen sind zurSktontaminierung von Industrieabwässern gaigig.
• Es handelt sich hierbei um eine erste Stufe, eine Zwischenstufe, eine zweite und eine dritte Behandlungsstufe. Die erste Behandlungsstufe betrifft das Abführen von Kohlenwasserstoffen und Feststoffen aus dem Abwasser in großen Mengen. In der ölverarbeitenden Industrie sind hierfür meist Separatoren vorgesehen, mit denen freie separierbare Öle und Feststoffe abgeführt werden. Als nächste Stufe ist die Zwischenbehandlung vorgesehen, die zur Einstellung der Wassereigenschaften dient, so daß das in die zweite Behandlungszone eintretende Wasser die Durchführung der zweiten Behandlungsstufe nicht beeinträchtigt.
• Die Zwischenstufe dient also zur optimalen Einstellung der Wassereigenschaften, so daß die zweite Behandlungsstufe entsprechend wirkungsvoll durchführbar ist. Die zweite Behandlungsstufe betrifft den biologischen Abbau von gelösten organischen Stoffen und Stickstoff in Wasser. Eine der bekanntesten biologischen Behandlungsweisen wird als sogenanntes Schlammbelebungsverfahren mscher Verfahren) bezeichnet. Auf dieses Verfahren wird später näher eingegangen. Die dritte Behandlungsstufe betrifft das Abführen des Rests der biologischen Feststoffe, die in dem aus der zweiten Behandlungszone austretenden Wasser enthalten sind, sowie das Abführen der Schmutzstoffe, die die Wasserreinheit beeinträchtigen oder andererseits den Geruch und den Geschmack des Wassers beeinflußen. Hierbei wird meist eine Filtration des Wassers durchgeführt, vorzugsweise durch ein Sandbett oder durch ein Bett, das Sand und Kohle enthält, und diesem Schritt wird eine Behandlung mit Aktivkohle nachgeschaltet.
• Das Schlammbelebungsverfahren ist eine bekannte Abwasserbehandlungsweise, die ein Höchstmaß an biologischer Behandlung zum gegenwärtigen Zeitpunkt bei entsprechend vertretbarem Kostenaufwand gewährleistet. Die Anwendung dieses Verfahrens zum Behandeln von Industrieabwässern ist jedoch mit der Behandlung der allgemeinen Abwässer in den Abwassersystemen nicht vergleichbar. Die großindustrielle Anwendung dieses Verfahrens nimmt ständig zu. Mit dem Schlammbelebgungsverfahren kann ungefähr eine 85 bis ziege Reduktion in dem fünf-Tage-biologischen Sauerstoffbedarf (B0D5) erzielt werden. Die BOD5-Schmatzstoffe sind bei einem Industrieabwasser relativ gering im Vergleich mit dem Gesamtsauerstoffbedarf für die GesamtschmutztofF, die in einem solchen Abwasser vorhanden#sind.Die BOD5-Schfflutzstoffe beispielsweise, die in einem Abwasser von ein= Schlammbelebungsverfahren enthalten sind, liegen in einem Bereich von ungefähr 10 bis 20 Teilen pro Millionen Teilen Wasser. Es ist durchaus nicht außergewöhnlich, daß in einem solchen gereinigten Abwasser auch die 10- bis 20-fache Menge anderer Schmutzatoffe mit Sauerstoffbedarf vorhanden ist.
• Das Schlammbelebgungsverfahren enthält vier Behandlungsstufen.
• In der ersten Stufe wird kontaminiertes Wasser in Berührung mit dem Belebungsschlamm gebracht. Der Schlamm enthält Mikroorganismen, die auf die Schmutz stufe im Wasser einwirken, und führen e#inen Stoffwechsel aus, bei dem die Schmutzstoffe in Zellstruktur umgewandelt werden. Dieses dekontaminierte Wasser strömt zu einer zweiten Klärstufe, in der suspendierte Schlammteilchen von dem dekontaminierten Wasser separiert werden. Ein Teil des Schlamms wird zu der ersten Stufe zurückgeführt und der Rest zur dritten und vierten Stufe weitergeleitet. Zu der dritten und vierten Stufe weitergeleiteter Schlamm enthält Wasser. In der dritten Stufe wird der Schlamm eingedickt, um überschüssiges Wasser abzuführen, und in der vierten Stufe wird der eingedickte Schlamm abgebaut (beispielsweise durch Schlammfaulung oder Digestion). D.h., die Mikroorganismen bauen ihre eigene Zellstruktur auf und sind stabilisiert. Das mittlere Lebensalter dieser Mikroorganismen im Schlamm ist geringer als 10 Tage.
• Die Erfindung befaßt sich mit einem Behandlungsverfahren für Abwasser, das hohe Konzentrationen von BOD5-Schmutzstoffen, COD-Schmutzstoffen, Kohlenwasserstoffen, inerte Feststoffe, Ammoniak, Phenole und andere Kontaminanten, die relativ niederstauchfähigsind, enthalten.I)as Verfahren ist vorzugsweise für die Behandlung von Abwaser aus Ölraffinerien und chemischen Industrieanlagen bestimmt, bei denen das Abwasser von dem Raffinationsöl mit Abwasser aus den chemischen Anlagen vermischt ist.
• Wie bekannt, enthält das Verfahren eine erste Stufe, eine Zwishenstufe, eine zweite und eine dritte Stufe zur Behandlung des Abwassers. Die Erfindung befaßt sich überwiegend mit der Zwischenstufe und der zweiten Behandlungsstufe, die so ausgelegt werden soll, daß das ausfließende Wasser qualitativ verbessert ist.
• Erste Behandlungsstufe Wie bekannt, werden große Mengen an Öl und Feststoffen aus dem Abwasser der Ölraffinerie mit Hilfe von Separatoren abgeschieden.
• Das Ablaufwasser aus der ersten Behandlungsstufe enthält ungefähr 25 bis 150 Teile suspendierter Feststoffe pro Million Teile Wasser und ungefähr 25 bis 300 Teile Kohlenwasserstoff pro Million Teile Wasser. Ein solches Abwasser enthält demzufolge relativ große Mengen an Öl und Feststoffen, die nicht direkt dem Schlammbelebungsverfahren zugeführt werden können, indem das Schlammalter höchstens ungefähr 10 Tage beträgt, ohne daß das Schlammbelebungsverfahren umschlägt. Bei einer Versuchsanlage und bei theoretischen Berechnungen wurde festgestellt, daß, wenn Wasser in das Schlammbelebungsverfahren eintritt, das mehr als ungefähr 10 Teile an ölartigen Feststoffen pro Millionen Teile Wasser und mehr als ungefähr 10 Teile Kohlenwasserstoff pro Million Teile Wasser enthält, sich große Mengen an ölartigen, emulgierten Stoffen in der ersten Stufe oder im Mischflüssigkeitsbehälter beim Schlammbelebungsverfahren ansammeln.
• Solche ölartigen, emulgierten Feststoffe behindern oder verhindern, daß der belebte Schlamm das Wasser dekontaminiert, so daß der Wirkungsgrad des Schlammbelebungsverfahrens beträchtlich beeinträchtigt ist. Gemäß einem Hauptmerkmal der Erfindung werden überflüssiges Öl und Feststoffe vom Abwasser bei der Zwischenbehandlung abgeführt.
• Zwischenbehandlung Abwasser von einer Ölraffinerie und Abwasser von einer chemischen Anlage werden zusammengefaßt und einer gemeinsamen Zwischenbehandlung unterworfen, in der übschüssige Feststoffe und Kohlenwasserstoffe abgeführt und die Schmutzstoffkonzentrationen so ausgeglichen werden, daß die Schmutzstoffkonzentrationen nahezu konstant bleiben, selbst dann, wenn die Schmutzstoffkonzentration im Zufluß zu der Ausgleichsbehandlung sich stark von Zeit zu Zeit ändert. Wenn die Schmutzstoffkonzentration im Zufluß sich ändert, und diese Änderung verstärkt bzw. nicht abgebaut wird, folgt daraus eine Änderung der Schmutzstoffkonzentration beim Ausfluß aus der Ausgleichszone . Aufgrund der Auslegung der Ausgleichszone tritt diese Änderung zu Beginn allmählich auf und erstreckt sich über einen großen Zeitraum.
• Dadurch können sich die Mikroorganismen in dem stromabwärts liegenden Schlammbelebungsverfahren an die Änderung der Schmutzstoffkonzentration anpassen oder akklimatisieren.
• Die Zwischenbehandlung schließt einen Ausgleich und eine Filtration ein. Der Ausgleich wird in einem Becken durchgeführt, das zwei, vorzugsweise drei oder vier Kammern enthält.Die Kammern enthalten Mischungen und sind hintereinander ange9rdnet,so daßdas Wasser von einer Kammer zu der nächsten darauffolgenden Kammer fließt. Die gesamte Verweilzeit des Wassers im Becken beträgt weniger als ungefähr 10 bis 15 Std., vorzugsweise 2 bis 15 Std.
• maximal. Folglich ist der Wärmeverlust auf ein Minimum reduziert. Die Temperaturdifferenz des zufließenden und abfließenden Wassers beträgt ungefähr 600 (200F) oder weniger. Vorzugsweise beträgt die Verweilzeit in jeder Kammer 30 bis 90 Minuten.
• Abwässer von den verschiedensten Ursprungsorten werden in der ersten Kammer vermischt, und die Schmutzstoffkonzentration wird überwacht. Der pH-Wert, die Konzentrationen von toxischen Metallen, OOD-Schmutzstoffen, Phenolen und Ammoniak werden entweder manuell oder automatisch gemessen. Da Abwasser aus mehreren Ursprungsorten in den relativ begrenzten Raum in der ersten Kammer eingeleitet werden, treten verschiedene Vorteile auf. Einerseits ist die Schmutzstoffkonzentration einfach zu überwachen, und jegliche drastische Änderung bei der Konzentration kann schnell erfaßt werden, die beispielsweise dann auftritt, wenn in einer chemischen Leitung eine Störung auftritt. Bei der ersten Kammer bei einer Anordnung von mehreren Kammern tritt eine schnilere Konzentrationszunahme in einfach bestimmbarem Maß auf, als bei einer Anordnung mit einer einzigen Kammer.
• Ferner findet eine Neutralisation statt. Ein zugeleitetes Wasser kann beispielsweise stark säurehaltig und ein anderes stark basisch sein. Bei der Vermischung der Ströme in der ersten Kammer findet die Neutralisation dieser Ströme statt.
• Bedeutungsvoll ist, daß der pH-Wert im Ausgleichsbecken eingestellt wird, so daß eine maximale Oxydation gewisser Schmutzstoffe stattfinden kann, insbesondere von Sulfiden. Der pH-Wert wird durch Zugeben von Säure oder Base zum Wasser in der zweiten Kammer eingestellt, bis das Wasser einen pH-Wert aufweist, der in einem Bereich von 6,5 bis ungefähr 9,5, vorzugsweise zwischen 7,5 und 8,5 liegt. Anhand von Versuchen wurde festgestellt, daß wenigstens ungefähr drei Teile gelöster Sauerstoff pro Million . Teile Wasser anwesend sein müssen, um den mittleren Sauerstoffbedarf (IOD) der Schmutzstoffe im Wasser bei einer entsprechenden Reaktionsgeschwindigkeit sicherzustellen. Vorzugsweise wird Hydrochinon- oder Gallussäure zum Wasser zugegeben, um die Oxydation der IOD-Schmutzstoffe zu katalysieren. Falls der mittlere Sauerstoffbedarf nicht gewähr leistet ist, wird das stromabwärtig liegende Schlammbelebungsverfahren in umgekehrter Weise beeinflußt. Aus diesem Grunde wird das Wasser im Ausgleichbecken mit Luft oder Sauerstoff versorgt. Bekannte Schwimmbelüfter können hierbei Verwendung finden. Es wurde festgestellt, daß die Versorgung mit Sauerstoff bzw. Luft in einer begrenzten Zone wirksamer ist. Ungefähr 0,15 oder mehr PS pro 3780 1 Wasser (pro 1000 gallons Wasser) ermöglicht eine ausreichende Sauerstoff- bzw. Luftzufuhr. Die Belüftung wirbelt das Wasser etwas auf und unterstützt die Vermischung des Wassers, so daß sich schwimmende Feststoffe auf der Wasseroberfläche ansammeln. Diese Feststoffe werden durch Abschäumen entfernt. Um sicherzustellen, daß das Wasser, das dem Schlammbelebungsverfahren zugeführt wird, weniger als ungefähr 10 Teile Kohlenwasserstoff pro Millionen Teile Wasser und weniger als 10 Teile Feststoffe pro Millionen Teile Wasser enthält, werden ein Koagulierungsmittel und/oder flockenbildende Substanzen dem Waser im Ausgleichsbecken zugegeben oder dem Wasserstrom, der zum Schlammbelebungsverfahren fließt, beigemengt. Das Koagulierungs- und/oder flockenbildende Mittel destabilisiert die kolloidalen Teile, die sich daraufhin zusammenballen. Die Aggregate werden mit dem ausfließenden Strom zu einem Filter transportiert und vor der Zuleitung von dem Schlammbelebungsverfahren entfernt. Erfindungsgemäß wird vorzugsweise Luft in den Wasserstrom eingeleitet, der zu dem stromabwärtig liegenden Schlammbelebungsverfahren führt, so daß der mittlere Sauerstoffbedarf für das Wasser gewährleistet ist.
• Zweite Behandlungsstufe Erfindungsgemäß wird das Wasser von der Zwischenbehandlung , das durch eine Anlage zur Durchführung des bekannten Schlammbelebungsverfahrens fließt, auf folgende Art und Weise erfindungsgemäß zusätzlich behandelt: (1) die Schlamm-Wassermischung, die zwischen den einzelnen Stufen des Schlammbelebungsverfahreng strömt, wird belüftet und (2) der Schlamm von verschiedenen Altern und von den verschiedenen Stufen wird zu einem oder mehreren, stromaufwärtig liegenden Stufen des Schlammbelebungsverfahrens zurückgeführt. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird Sauerstoff entweder rein oder vorzugsweise in Form von Luft zugeführt, beispielsweise unter Druck oder vorzugsweise durch Aspiration im Strom aus Schlamm und Wasser, der zwischen dem Mischflüssigkeitsbehälter der ersten Stufe und dem Klärbehälter der zweiten Stufe strömt. Der Strom aus Schlamm, Wasser und Luft oder Sauerstoff wird mit erhöhtem Druck beaufschlagt, der durch die hydrostatischen Wassersäulen im Mischflüssigkeitsbehälter und im hiarbehälter erzeugt wird. Folglich ist der Strom mit gelöstem Sauerstoff gesättigt oder sogar übersättigt. Der gelöste Sauerstoff hält den Schlamm in dem Klärbehälter aerob und stellt sicher, daß das zu der darauffolgenden dritten Behandlungsstufe ausfließende Wasser wenigstens 5 Teile gelösten Sauerstoff pro Million Teilen Wasser enthält. Ebenfalls wird Sauerstoff entweder in Form von Luft oder in reiner Form unter Druck in die Schlamm- und Wasserströmung eingespeist, die zwischen der zweiten und dritten Stufe und der dritten und vierten Stufe des Schlammbelebungsverfahrens fließen. Demzufolge kann der Schlamm in der Einrichtung zum Eindicken und in der Digestionseinrichtung für eine lange Zeitspanne aufgestaut werden. Der gealterte Schlamm von der Einrichtung zum Eindicken und der Digestionseinrichtung wird zu der ersten Stufe oder zum Nischflüssigkeitsbehälter entweder direkt oder vorzugsweise durch Vermischen mit dem Strom aus Schlamm und Wasser zurückgeführt, der zwischen der ersten und zweiten Stufe fließt.
• Dritte Behandlungsstufe Erfindungsgemäß wird das Ablaufwasser aus der Klär- oder zweiten Stufe des Schlammbelebungsverfahrens gefiltert, um die biologischen Feststoffe im Abflußwasser zu beseitigen, und kann dann im Austausch mit Aktivkohle zur Beseitigung des Geruchs und anderer restlicher Spurenbestandteile durch Adsorption treten. Chemische Agentien können dem Klärabflußstrom beigemischt werden, um die kolloidale Suspension zu destabilisieren und die Filtration zu fördern. Da jedoch eine Zwischenbelüftung des Wassers erfolgt, enthält das Wasser wenigstens fünf Teile gelösten Sauerstoff pro Million Teile Wasser,und folglich sind die Organismen, die sich im Filter und auf der Kohle ansammeln in einem aeroben Zustand gehalten, so daß jeglicher Geruch und jegliche qualitätsmäßige Minderung des gefilterten Ablaufwassers vermieden sind. Zudem weist das zu dem Aufnahme strom abfließende Wasser einen hohen Sauerstoffgehalt auf. Aus diesem Grund trägt das abfließende Wasser nicht zur Minderung der Wasserqualität des Aufnahmestroms bei.
• Die Erfindung ist nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung eine Abwasserbehandlungsanlage zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung.
• Die Abwasserbehandlungsanlage ist mit der Bezugsziffer 10 versehen. Als kontiminiertes Wasser ist bei dem Ausführungsbeispiel bevorzugt auf das Abwasser eine Ölraffinerie und das Abwasser von einer chemischen Anlage Bezuggenommen. Die Tabelle I zeigt die Kennwerte des Abwassers von einer Ölraffinerie und in Tabelle II sind die Kennwerte des Abwassers von einer chemischen Anlage aufgeführt.
• Tabelle I Kennwerte des Abwassers aus einer Raffinierie nach der ersten Behandlungsstufe in einem Separator Mittelwerte für Raffinerien der Klasse C (USA) Kenngrößen Konzentration mg/Liter Biochemischer Sauerstoffbedarf, 163 5 Tage Chemischer Sauerstoffbedarf 473 Gesamtkonzentration von organischem Kohlenstoff 160 Öl und konsistentes Fett 51 Phenole 11 suspendierte Feststoffe 52 Fortsetzung Tabelle I Kenngrößen Konzentnstion m <Liter Ammoniak 48 Sulfid 2 Tabelle II Kennwerte eines Abwasser aus einer chemischen Anlage nach einer Vorbehandlung in der Anlage Konzentrations-Kenngrö ß en berech, m/Liter Biochemischer Sauerstroffbedarf, 5 Tage 50 - 5000 Chemischer Sauerstoffbedarf 500 - 20 000 suspendierte Feststoffe 30 - 100 Ammoniak 50 - 250 Wie in der einzigen Figur gezeigt, werden das Abwasser aus einer Ölraffinerie und das Abwasser aus einer chemischen Anlage in der ersten Kammer 29 des Ausgleichsbeckens 12, das mehrere Kammern enthält, vermischt. Der Abfluß vom Ausgleichsbecken 12 strömt über mit Ventilen versehene Leitungen 13 und 14 in eine Batterie von Preßfiltern 16 und über einen Druckbehälter 18 in eine biologische Behandlungsanlage 20. Das Abwasser aus der Ölraffinerie fließt zuerst in eine Versetzgrube 22 und dann in einen bekannten API-Separator 24, mit dem große Mengen an Öl und Feststoffen abgeführt werden. Unter normalen Bedingungen kann die Behandlungsanlage 10 bei maximaler Auslegung und Bemessung die gesamte Abwassermenge eines Tages aufnehmen. Eine Großanlage weist beispielsweise ein Fassungsvermögen von 95 000 000 Wasser/Tag (25 000 000 gallons/Tag) auf. Starke Unwetter oder Regenschauer können jedoch für diese Anlage eine Überlastung bedeuten. Aus diesem Grunde ist ein abgeteiltes Sicherheits- oder Schwebebecken 26 vorgesehen, das übergroße Wassermengen aufnehmen kann und das - wie im folgenden näher beschrieben wird - zum Speichern von Kontaminanten, wie Säuren oder alkalische Substanzen, bei Stoßbelastungen dient. Eine Pumpe 28 fördert das Überlaufwasser von der Versetzgrube 22 zu dem Schwebebecken 26.
• Gemäß einem Hauptmerkmal des Verfahrens gemäß der Erfindung wird die Konzentration von Schmutzstoffen im Wasser, das stromabwärts zur biologischen Behandlungsanlage 20 fließt, so eingestellt, daß Konzentrationsänderungen der Schmutzstoffe ausgeglichen sind. Das Ausgleichsbecken 12 dient zum Ausloten oder Ausgleichen der Schmutzstoffkonzentration, indem das Abwasser durch drei getrennte Kammern 29,30 und 31 des. Ausgleichsbeckens 12 geleitet wird. Wenn eine steile Zunahme der schädlichen Schmutzstoffe beim Zufluß zu dem Ausgleichsbecken 12 festgestellt wird, ist die anfängliche Konzentration beim Zufluß zu der dritten Kammer 31 geringer oder ändert sich weniger als jene in der ersten Kammer des Beckens. Somit steht Zeit zur Akklimatisation der Mikroorganismen in der biologischen Behandlungsanlage 20 zur Verfügung.
• Eine steile Zunahme der Schmutzstoffkonzentration oder jegliche drastische Änderung der Art der Schmutzstoffe, die in das Becken 12 eintreten, hat einen großen Einfluß auf die Wasserqualitäten und die Zustände des Wassers in der Kammer 29. Wenn das Wasser von der ersten Kammer 29 mit dem in der zweiten Kammer 30 befindlichen Wasser vermischt wird, nimmt die Schmutzstoffkonzentration ab. Wenn das Wasser von der zweiten Kammer 30 mit dem in der dritten Kammer 31 befindlichen Wasser vermischt wird, wird die Schmutzstoffkonzentration in der dritten Kammer nochmals beträchtlich reduziert. Durch Mischen des Wassers auf diese Art und Weise wird erzielt, daß die Schmutzstoffe verdünnt werden, so daß die anfängliche Konzentration des Abflusses von der dritten Kammer 31 geringer ist, als wenn nur ein einziges Becken vorgesehen wäre. Wenn ein Schmutzstoff zu der ersten Kammer 29 zufließt, wird der Schlamm allmählich mit Wasser in der zweiten und dritten Kammer 30 und 31 vermischt, so daß sich der Schlamm verdünnt, so daß zu Beginn keine Zunahme oder eine andere Änderung der Schmutzstoffkonzentration oder des Kennwerts um einen bestimmten Betrag in der dritten Kammer 31 auftreten kann. Folglich akklimatisieren sich die Mikroorganismen in der stromabwärtig liegenden biologischen Behandlungsanlage 20 auf die allmähliche Schmutzstoffkonzentration oder die Eigenschaften des zufließenden Wassers und passen sich an den biologischen Abbau dieser höheren Schmutzstoffkonzentration oder der unterschiedlichen Eigenschaft der Schmutzstoffe an.
• Gemäß einem weiteren Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die mittlere Verweilzeit des Wassers im Ausgleichsbecken 12 so gering wie möglich gehalten. Folglich wird die Wärme des Wassers in größtmöglichem Umfang beibehalten. Eine hohe Wärme im Wasser begünstigt einen gesteigerten biologischen Abbau der Schmutzstoffe in der Behandlungsanlage 20o Die mittlere Wassertemperatur beim Eintritt in die Anlage 20 liegt vorzugsweise in einem Bereich zwischen 320C und 37,80C (90°F und 1000F).
• Das Wasser in der ersten Kammer 29 wird überwacht, um die Anwesenheit von speziellen schädlichen Schmutzstoffen, wie z.B.
• Ammoniak, Phenole, Sulfide, Säuren, ätzenden Stoffen usw. zu ermitteln, so daß deren Ursprungsort bestimmt werden kann und entsprechende Korrekturen vorgenommen werden können. In der zweiten Kammer 30 wird der pH-Wert durch Zusatz von Säuren oder alkalischen Substanzen so geregelt, daß dieser in einem Bereich von ungefähr 6,5 bis 9,5 liegt, vorzugsweise in einem Bereich von ungefähr 7,5 bis 8,5, wenn eine Luftoxydation der Schmutzstoffe erforderlich ist. Dieser pH-Bereich ist für Oxydationsreaktionen optimal, und wenn erforderlichenfalls die Reaktionen beschleunigt ablaufen sollen, werden Hydrochinon- oder Gallussäuren beigemengt.
• Bekannte Schwimmbelüfter (nicht gezeigt) schwimmen auf der Wasseroberfläche in jeder Kammer 29 bis 30 und führen dem Wasser zur Belüftung Luft zu und vermischen das Abwasser ein wenig. Solche Belüfter (nicht gezeigt) vermischen den Inhalt der Kammer 30 und führen eine Belüftung durch, so daß der gelöste Sauerstoffgehalt in einem bevorzugten Bereich von 3 mg 02/Liter oder größer vorhanden ist. Eine bevorzugte Ausführungsform eines Belüfters weist eine Leistung von 0,2 PS Belüftung oder mehr pro ungefähr 4000 1 (1000 gallons) Kammervolumen auf.
• Wenn aus irgendeinem Grunde das Ausgleichsbecken 12 mit einer extrem hohen Schmutzstoffkonzentration über das Fassungsvermögen überflutet wird, beispielsweise wenn eine säureführende Leitung gebrochen ist, wird ein Ventil 34 in einer Rückleitung 36 geöffnet und das Ventil 38 in der Einlaßleitung 14 zum Filter geschlossen. Eire Pumpe 40 pumpt dieses stark säurehaltige Wasser zu der Kammer 26a des Schwebebeckens 26, die zur Aufnahme von Stoßbelastungen bestimmt ist. In dieser Kammer wird das Wasser aufgefangen und allmählich wieder der ersten Kammer 29 des Ausgleichsbeckens 12 über eine mit Ventil versehene Leitung 42 eingeleitet. Somit ist die stromabwärts liegende biologische Behandlungsanlage 20 vor Vergiftungen infolge von Stoßbelastungen an Schmutzstoffen geschützt.
• Das Vermischen, die Belüftung, die pH-Wertregelung, die chemischen Reaktionen usw., die im Ausgleichsbecken 12 auftreten, bewirken eine Koagulation und Flotation von beträchtlichen Schmutzstoffmengen. Diese Schrnutzstoffmengen werden von der Oberfläche des Beckens 12 abgeschäumt oder abgesaugt. Hierfür kann beispielsweise ein bekanntes, geschlitztes Absaugrohr (nicht gezeigt) an der Wasseroberfläche in der Kammer 31 angeordnet sein.
• Das aus der letzten Kammer 31 ausfließende Medium enthält kolloidale Stoffe, denen Koagulationsmittel oder flockenbildende Mittel, wie z.B. Aluminium oder Eisensalze, und/oder organische Polyelektrolyte mit hohem Molekulargewicht beigemengt werden.
• Die Koagulationsmittel oder die flockenbildenden Mittel destabilisieren, so daß bei der Filtration die kolloidalen Teilchen abgeführt werden,in dem von dem Becken 12 zu der Filterbatterie 16 abströmenden Medium enthalten sind. Das gefilterte und zu dem Druckbehälter 18 geleitete Wasser wird mit einer Pumpe 40 hochgepumpt. Als bevorzugtes Filtermedium in der Filterbatterie 16 ist Sand oder eine Kombination von Sand und Kohle vorgesehen. Es ist wichtig, daß der Wasserstrom zu der stromabwärts liegenden biologischen Behandlungsanlage 20 gefiltert wird,um die suspendierten Feststoffe auf ein solches Maß zu reduzieren, daß diese bei dem anschließenden Behandlungsverfahren keinen störenden Einfluß haben. In den meisten Fällen darf das Wasser, das zu der biologischen Behandlungsanlage 20 strömt, vorzugsweise nicht mehr als 10 Teile Öl oder Kohlenwasserstoffe pro Million Teile Wasser und nicht mehr als 10 Teile ölartige, suspendierte Feststoffe pro Million Teilen Wasser enthalten. Von Zeit zu Zeit muß eine Filtereinheit in der Filterbatterie 16 rückgewasMen oder gesäubert werden.
• Hierbei wird ein Ventil in der Zufuhrleitung zu der zu reinigenden Filtereinheit geschlossen, und ein Ventil in der Rückwaschabfuhrleitung (nicht gezeigt) wird geöffnet, so daß das Ablaufmedium von den darauffolgenden Filtern zum Rückwaschen oder als Reinigungswasser verwendet wird. Eine Aufgabe des Druckbehälters 18 liegt darin, einen konstanten Gegendruck auf das filtrierte Wasser auszuüben, so daß Rückwaschwasser mit einem konstanten Druck zur Verfügung steht. Das Rückwaschwasser wäscht die in den Filtern haftengebliebenen Feststoffe aus und leitet diese mit dem Wasser in ein Schlammschwebebecken (nicht gezeigt).
• Die biologische Behandlungsanlage 20 enthält vier Stufen. Eine Kontaktstufe 44, in der das kontaminierte Wasser in Berührung mit einem biologisch aktiven Schlamm 46 kommt. Eine Klärstufe 48, in der der Schlamm von dem dekontaminierten Wasser separiert wird. Eine Eindickstufe 50, in der der separierte Schlamm eingedickt wird, um überschüssiges Wasser abzuführen. Und eine Abbau- bzw. Fäulnisstufe 52, in der der eingedickte Schlamm abgebaut oder spulen gelassen wird. In der ersten Stufe 44 kommt das Wasser, das nahezu frei von Feststoffen und ölartigen Substanzen ist, in Berührung mit der aktivierten Schlammasse 46 in einem Kontaktbehälter 54, der als Mischflüssigkeitsbehälter bezeichnet wird. Dieser Schlamm 46 enthält Mikroorganismen, welche sich von den Schmutzstoffen im Wasser ernähren. Die Stoffwechselprozesse in den Mikroorganismen konvertieren die Schmutzstoffe zu Zellstrukturen der Organismen zu Kohlendioxid und weiteren Zwischenprodukten. In der zweiten Stufe 48 strömen Wasser und aktivierter Schlamm von dem Mischflüssigkeitsbehälter 54 in einen Klärbehälter 56 über eine Leitung 72. Wie später beschrieben wird, wird aktivierter Schlamm von einem zweiten Ursprungsort zu der Leitung 72 über eine Leitung 100 beigemengt, und die kombinierten Schlammsubstanzen und das Wasser strömen zu dem Klärbehälter 56. Die Leitung 72 und eine isolierte Zone 84 des Klärbehälters 56 ermöglichen eine Berührung der zweiten aktivierten Schlammrückführkomponente und der restlichen Schmutzstoffe im Wasser, die den Mischflüssigkeitsbehälter 54 verlassen. Somit wird das Wasser nochmals gereinigt. Diese Schlammteilchen werden vom Wasser separiert, indem sich die Schlammteilchen 46 auf dem Boden des Klärbehälters 56 absetzen können.
• Dekontaminiertes Wasser strömt vom Oberteil des Klärbehälters zu einer zweiten Filterbatterie 58 in einen Aufnahmestrom 60, vorzugsweise über ein Bett aus Aktivkohle 66, so daß Spuren von lösbaren Schmutzstoffen vor der Ableitung zum Aufnahme strom beseitigt werden.
• In der dritten Stufe 50 wird der Schlamm 46, der am Boden des Klärbehälters 56 abgezogen wird, konzentriert, und das noch im Schlamm enthaltene Wasser wird separiert und abgezogen. In der vierten Stufe 52 wird der eingedickte Schlamm in einem Behälter 62 solange gesammelt, bis die Mikroorganismen die aufgenommenen Nährmittel im Stoffwechsel verarbeiten können. Der abgebaute oder gefaulte Schlamm wird daraufhin auf dem Erdboden ausgestreut und kann sich zersetzen, so daß er als ein Düngemittel dient. Andererseits kann der Schlamm auch kalziniert werden.
• Erfindungsgemäß ist die Zwischenbelüftung zur Versorgung des Wassers mit Luft vorgesehen, wenn dieses zu der biologischen Behandlungsanlage 20 strömt, und wenn es zwischen den vier Stufen der Anlage 20 fließt. Die bedeutendste Zwischenbelüftung ist die Belüftung des Stroms aus Wassers und Schlamm, der in den Leitungen 72 und 74 zwischen der ersten und zweiten Stufe 44 und 48 fließt. Aufgrund dieser Belüftung enthält das Wasser, das den Klärbehälter 56 verläßt und zum Ablaufstrom abgeleitet wird, wenigstens ungefähr fünf Teile gelösten Sauerstoff pro Million Teile Wasser. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn Kohlenstoffadsorption verwandt wird. Der Sauerstoff in dem vom Klärbehälter 56 abgeleiteten Wasser hält alle im Filter 58 haftengebliebenen Mikroorganismen auf oder diese im darauffolgenden Kohlensb ffbett aerob. Falls nicht genügend Luft im abgeleiteten Wasser vorhanden ist, werden die im Filter haftengebliebenen Mikroorganismen anaerob und bilden Wasserstoffsulfid, welches das abgeleitete Wasser kontaminiert. Der gelöste Sauerstoff im Wasser des Klärbehälters 56 hält zusätzlich den Schlamm 46 auf dem Boden des Behälters aerob und ermöglicht ein Verbleiben in der Eindickeinridtung 50 und in der Kläreinrichtung 48 über einen längeren Zeitraum als bekannt.
• Die Zwischenbelüftung wird mit Hilfe von Zuleiten von Luft in das Wasser durchgeführt, das zwischen den Behälters fließt, oder daß unter Druck stehende Luft in die Transportleitung eingespeist wird. Zum Rückwaschen oder Reinigen der Filterbatterie 16 wird die Wasserdrucksäule im Behälter 18 verwandt, so daß Luft in das Wasser zugeführt wird, das zu dem Mischflüssigkeitsbehälter 54 strömt. Der Wasserspiegel im Druckbehälter 18 liegt höher als der Wasserspiegel im Mischflüssigkeitsbehälter 54.
• Folglich strömt das Wasser vom Oberteil des Druckbehälters 18 nach unten über eine Leitung 64 und durch eine lange, im allgemeinen horizontal verlaufende Leitung 66, die nach unten zu einer Leitung 68 führt, die in der Mitte des Mischflüssigkeitsbehälters 54 mündet. Die horizontale Leitung 66 befindet sich entweder auf dem Grundspiegel oder vorzugsweise etwas unterhalb des Grundspiegels, so daß ein maximaler hydrostatischer Druck auftritt. Die zum Wasser zugeleitete Luft ist somit einem hohen Druck infolge der Wassersäulen im Druckbehälter 18 und Mischbehälter 54 ausgesetzt. Die horizontale Leitung 66 kann einen größeren Durchmesser als die nach unten verlaufende Leitung 64 aufweisen oder kann auch in Form von Schleifen beispielsweise so verlaufen, daß die Verweilzeit des Wassers und die Vermischung mit Luft ausgedehnt werden können. Somit wird das Wasser im Vergleich zum atmosphärischen Druck mit gelöstem Sauerstoff gesättigt oder übersättigt, wenn es in den Mischflüssigkeitsbehälter 54 eintritt. Vorzugsweise enthält das Wasser, das in dem Mischflüssigkeitsbehälter einströmt, wenigstens ungefähr 6 bis 8 Teile gelösten Sauerstoff pro 1000 Teile Wasser und kann einen Sauerstoffgehalt oberhalb der Sättigung von ungefähr 12 Teilen gelösten Sauerstoff pro Millionen Teile Wasser erreichen. Auf ähnliche Art und Weise wird Luft oder unter Druck stehende Luft dem Wasser zugeführt, das vom Mischflüssigkeitsbehälter 54 zum Klärbehälter 56 fließt. Die vertikale Leitung 72 tranportiert das Wasser und die suspendierten Schlammteilchen zu der horizontalen Leitung 74 nach unten, welche in eine nach oben gerichtete Leitung 76 übergeht, die in der Nähe der Oberfläche des Klärbehälters 56 mündet.
• Ein Belüfter 78 saugt Luft in das in der Leitung nach unten strömende Wasser. Der Wasserstand in den Behältern 54 und 56 setzt die Luft-Wassermischung einem hohen Druck aus,wenn dieser durch die Leitung 74 fließt. Somit kann das Wasser mit gelöstem Sauerstoff gesättigt oder übersättigt werden.
• Der Klärbehälter 56 ist zur Aufnahme des Wassers von der nach oben verlaufenden Leitung 76 in einem begrenzten Mischbereich bestimmt,der durch ein zy#irIirisches Prallblech 82 gebildet ist das konzentrisch zu den Seitenwänden des Behälters angeordnet ist. Der Durchmesser des zylindrischen Prallblechs 82 beträgt vorzugsweise ungefähr die Hälfte des Durchmessers des Klärbehälters 56 und verläuft ungefähr 1,8 m (6 feet) oberhalb des Bodens. Die Leitung 76 verläuft nach oben und mündet innerhalb des zylindrischen Prallblechs 82, und wie die Luft-Wassermischaustrittsleitung 76 erzeugt die Luftsaugpumpenwirkung eine turbulente Zone 84 in der Mitte des Klärbehälters 56, so daß ein weiterer belebterer Kontakt von Schlamm und Wasser, Sauerstofftransport und Flockenbildung einsetzen. Bevorzugt beträgt die Kontaktzeit in der Leitung 76 und der turbulenten Zone 84 ungefähr 20 Minuten. Der Klärbehälter 56 enthält Wehre 80 am Oberteil des Behälters, durch welche der Wasserspiegel eingehalten wird und die gleichzeitig zur Abgabe von geklärtem Wasser von der Ruhezone 86 dienen. Aktivierte Schlammpartikel setzen sich am Boden des Behälters ab, von dem sie mit Hilfe einer Fördereinrichtung oder eine Pumpe 88 abgezogen werden.
• Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird Luft unter Druck von den Quellen 90 und 92 in den Schlamm eingeleitet, der zwischen dem Klarbehälter 56 und der Eindickeinrichtung 50 und zwischen der Eindickeinrichtung 50 und der Abbaueinrichtung 52 strömt. Diese Belüftung des Schlamms mit Hochdruck ermöglicht, daß der Schlamm in dem Klärbehälter 56 und der Eindickeinrichtung 50 übermäßig lang verbleibt, wobei diese Zeitspanne relativ lang im Vergleich zu den bisherigen Verweilzeiten beim Schlammbelebungsverfahren sind. Beispielsweise enthält die aktivierte ScE mm-;,a.sermasse bei der Zuleitung zu der Eindickeinrichtung u-w3 zu der Kläreinrichtung im tXIormalfall 1 mg 02/Liter oder nir.
• @@@@ sich die Schlammdecke setzt, wird der gelöste Sauerstoff im verbleibenden Wasser schnell durch die Respiration der Mikroorganismen aufgebraucht, und die entsprechenden Organismen beginnen Sauerstoff von dem Stickstoff- und Schwefelbestandteilen im Wasser abzubauen. Das freigewprdene Wasserstoffsulfid und Stickstoffgas steigern den Schlammabsetzvorgang und bauen die Wassergüte beträchtlich ab. Beim erfindungsgemäßen Verfahren steht ungefähr die zehnfache Konzentration an gefestem Sauerstoff, verglichen mit dem bekannten Verfahren, zur Verfügung. Somit nimmt die Geschwindigkeit zur Fäulnisbildung beträchtlich ab und erleichtert die Schwierigkeiten, die im Zusammenhang mit dem Aufhalten des Schlamms in der Kläreinrichtung und der Eindickeinrichtung verbunden sind, bis nämlich das überschüssige Wasser nahezu abgeführt ist.
• Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Schlammsubstanzen mit verschiedenen Eigenschaften zu den entsprechenden Punkten zurückgeleitet, um mehrere Funktionen zu erfüllen, die alle in einer einzigen Schlammbelebungsanlage 20 ausgeführt werden. Bekanntlich wird der vom Klärbehälter 56 abgezogene Schlamm über eine mit Ventilen versehene Abzweigleitung 94 zu dem Mischflüssigkeitsbehälter 54 zurückgeführt, wobei der überschüssige Schlamm zu der Eindickeinrichtung 50 geleitet wird. Ein Teil dieses rückgeführten Schlamms wird über eine Abzweigleitung 95 zu der Mischung aus Schlamm und Wasser zugegeben, die zwischen dem Mischflüssigkeitsbehälter 54 und dem Klärbehälter 56 strömt.
• Dieser absorbierende Schlammanteil, der über die Leitung 96 eintritt, weist ein Absorptionsvermögen auf und speichert restliche, lösbare Schmutzstoffe und verbessert die Eigenschaften zur Flockenbildung der gesamten Schlammsubstanz zur besseren Separation im Klärbehälter 56. Die Zwischenbelüftung und die Auslegung des Klärbehälters bestimmen die Kontaktzeit, die Vermischung und die Belüftung, um das Leistungsverniögen einer solcneri Anlage ZU optimieren. Ähnlich kann der rückgeführte Schlamm über die Eindickvorrichtung 50 und eiile Leitung 98 zu der Mischung aus Schlamm und Wasser geleitet werden, die zwischen dem Mischflüssigkeitsbehälter 54 und dem Klärbehälter 56 fließt.
• Der Schlamm von der Eindickeinrichtung 50, der keine Nährmittel enthält, ist folglich mehr absorptionsfähig und weist eine größere Speicherkapazität auf, was zu einem gering-ren Volumen aufgrund der Entwässerung der Eindickeinrichtung führt. Wird der eingedickte Schlamm aerob mit Hilfe einer Zwischenbelüftung gehalten, ist eine befriedigende Schlammqualität zur Rüc'xleitung von der Eindickeinrichtung 50 sichergestellt. Ein weiterer Ursprungsort bei dem erfindungsgemäßen Verfahren für den zurückgeführten Schlamm ist dadurch vorgesehen, daß Schlai:irn über die Eindickeinrichtung 50 die aerobe Abbaueinrichtung 52 und die mit Ventil versehene Leitung 100 in die Mischung aus Schlamm und Wasser geleitet wird, der in den Leitungen 72 und 74 zwischen dem Mischflüssigkeitsbehälter 54 und dem Klärbehälter 56 fließt. Die Schlammkomponente aus der aeroben Abbaueinrichtung 52 weist typischerweise eine Zeit von 1 bis 4 Wochen zur Akklimatisierung an die restlichen widerstandsfähi.gen Schmutzstoffe auf. Der akklimatisierte Schlamm ist besonders bedeutungsvoll für die Absorption und den biologischen Abbau der Reststoffe im Wasser, das den Mischflüssigkeitsbehälter 54 verläßt. Wenn die kombinierte Schlammsubstanz in den Klärbehälter 56 eintritt, wird der akklimatisierte Schlamm mit dem Schlamm im Klärbehälter 56 vermischt, so daß der zum Mischflüssigkeitsbehälter 54 über die Leitung 94 zurückzuführende Schlamm geimpft wird. Durch die Impfung des Hauptteils der zurückgeführten Schlammsubstanz, welche kontinuierlich mit Schlamm durchgeführt wird, der sich an die restlichen widerstandsfähigen Materialien angepaßt hat, wird das Gleichgewicht zur zunehmenden Beseitigung dieser Schmutzstoffe durch die Hauptschlammsubstanz in dem Mi schfliis s i gkeitsbehälter 54 verschoben. Nachdem sich ein Gleichgewicht eingestellt hat, sini keine hohen Konzentrationen von widerstandsfähigen Stoffen im Wasser vorhanden, das den Klärbehälter 54 verläßt. Das Einsetzen von irgendwelchen neuen, widerstandsfähigen @aterialien in das Verfahren wird bewirkt, daß sich die akklimatisierten Organismen schnell entwickeln.
• Beim Verfahren kann beispielsweise Luft bea der Zwischenbelüftung durch Sauerstoff ersetzt werden.
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Reinigen von kontaminiertem Abwasser. Zuerst fließt das Wasser durch eine Ausgleichszone, die wenigstens zwei separate Kammern enthält, wobei in einer der Kammern der pH-Wert des Wassers auf einen Bereich von etwa 6,5 bis 9,5 eingestellt wird. Das Wasser fließt durch die separaten Kammern, so daß die Schmutzstoffkonzentration im Wasser, das die Ausgleichszone verläßt, nahezu konstant ist, die sich nur geringfügig ändert, selbst wenn sich die Schmutzstoffkonzentration im Zustrom stark ändert. Das Wasser in wenigstens einer Kammer der Ausgleichszone wird belüftet, so daß gelöster Sauerstoff im Wasser wenigstens drei Teile gelösten Sauerstoff pro tausend Teilen Wasser enthält. Fest stoffe werden von der Oberfläche des Wassers in dieser Zone abgesaugt oder abgeschäumt, und Koagulationsmittel werden dem Wasser beigemengt, das von der Ausgleichszone abströmt, so daß kolloidale Teilchen im Wasser ausflocken, Das Wasser von der Ausgleichszone wird daraufhin gefiltert, um die ausgeflockten Teilchen zu entfernen. Das vom Filter ausströmende Medium enthlt weniger als 10 Teile suspendierter Feststoffe pro Million Teile Wasser und weniger als 10 Teile K hlernqasserstoff pro million Teile Wasser. Das ausströmende Medium wird belüftet, vorzugsweise durch Aspiration, und es wird in einer vierstufigen, biologischen Behandlungszone behandelt. In der ersten Stufe kommt das Wasser in Berührung mit einem aktivierten Schlamm, der das Wasser dekontaminiert, indem die Schmutz stoffe oder Xontaminanten biologisch abgebaut werden. In der zweiten Stufe wira Wasser aus der ersten Stufe geklärt, um suspendierte Schlanmteilchen vom dekontaminierten Wasser zu separieren. Die separierten Schlammteilchen werden zu der ersten Stufe zurückgeführt, und das geklärte, dekontaminierte Wasser wird abgezogen.
• In der dritten Stufe wird der Teil der separierten Schlamtnteilchen, die nicht zurückgeführt worden sind, dadurch konzentriert, daß das zusätzliche Restwasser abgeführt wird. In der vierten Stufe werden die konzentrierten Schlatnniteilchen fallen gelassen. Gemäß einem Hauptmerkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Mischung aus Wasser und Schlamm, wenn diese zwischen der ersten und zweiten Stufe fließt, durch Asvi--+ion von Luft in die Mischung aus Wasser und Schlamm belüftet, und anschließend wird die Mischung einem hohen hydrostatischen Druck ausgesetzt. Vorzugsweise wird der Schlamm, der zwischen der zweiten, dritten und vierten Stufe strömt, ebenfalls belüftet. Das in der zweiten Stufe separierte Wasser wird gefilbrt,um jegliche Spuren suspendierter Schlammteilchen, die möglicherweise auftreten können, zu entfernen. Als bevorzugtes Filtermedium ist Sand oder eine Kombination von Sand und Kohle vorgesehen, und daraufhin kann eine Behandlung mit Aktivkohle erfolgen. Die Zwischenbelüftung erfolgt bei Drücken, die ober~ halb des Atmosphärendrucks liegen. Somit ist der Transport von Sauerstoff zum Wasser sichergestellt. Aktivierter Schlamm von der dritten und vierten Stufe kann ebenfalls zu der Mischung aus aktiviertem Schlamm und Wasser rückgeführt werden, die die erste Stufe verläßt. Das mittlere alter des Schlamms beträgt mehr als zehn Tage. Die Konzentration an gelöstem Sauerstoff im Wasser, das von der biologischen Behandlungszone abstro, beträgt vorzugsweise wenigstens fünf Teile gelösten Sauerstoff pro Millionen Teile. Wasser.

Claims (27)

Patentansprüche

1. Verfahren zum Reinigen von Abwasser mit einem Schlammbelebungsverfahren, bei dem in einer ersten Stufe kontaminiertes Wasser in Berührung mit aktiviertem Schlamm solange gebracht wird, bis die Schmutzstoffe im Wasser biologisch abgebaut sind, und bei dem in einer zweiten Stufe das dekontaminierte Wasser vom aktivierten Schlamm separiert wird, wobei ein erster Teil des separierten Schlamms zur nochmaligen Kontaktierung mit dem Wasser in der ersten Stufe zurückgeführt wird, und wobei ein zweiter Anteil des separierten Schlamms stromabwärtig weiterbehandelt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß Sauerstoff in die Mischung aus Wasser und Schlamm, die in die zweite Stufe eintritt, zugeleitet wird, so daß der Schlamm in der zweiten Zone in anaerobem Zustand gehalten ist, und daß das separierte, dekontaminierte Wasser von der zweiten Stufe wenigstens ungefähr 5 Teile gelösten Sauerstoff pro Million Teile Wasser enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Sauerstoff in die Mischlung aus Wasser und Schlamm, die in die zweite Stufe eintritt, durch Aspiration von Luft in den Slischs-rom aus Wasser und Schlamm zugeführt wird, der zwischen der ersten und zweiten Stufe fließt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß cier Sauerstoff in den Mischstrom aus wasser und Schlammder zwischen der ersten und zweiten Stufe fließt einem hohen Druck ausgesetzt wird, der durch die hydrostatische Flüssigkeitssäule in der ersten und zweiten Stufe erzeugt wird; -

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mittlere Alter des aktivierten Schlamms in der ersten und zweiten Stufe größer als zehn Tage ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das kontaminierte Wasser, das in die erste Stufe eintritt, vorbehandelt worden ist, so daß es nicht mehr als 10 Teile Kohlenwasserstoff pro Million Teile Wasser und nicht mehr als 10 Teile Feststoffe pro Million Teile Wasser enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Anteil des separierten, zurückgeführten Schlamms mit dem Strom aus Wasser und Schlamm vermischt wird, der zwischen der ersten und zweiten Stufe fließt.

7* Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Anteil des stromabwärts behandelten Schlamms durch eine dritte Stufe zum Eindicken geleitet wird, und daß der eingedickte Schlamm von der dritten Stufe zu einer vierten Stufe zum Faulen geleitet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet9 daß ein Teil des eingedickten Schlamms von der dritten Stufe mit der Mischung aus Wasser und Schlamm, die in die zweite Stufe eintritt, vermischt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des abgebauten bzw. gefaulten Schlamms aus der vierten Stufe mit der Mischung aus Wasser und Schlamm, die in die zweite Stufe eintritt, vermischt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dcß Sn rstoff in das kontíminier-te \Wasser, das ifl die erste Stufe eintritt, durch Aspiration von Luft in diesen Wasserstrom eingeleitet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoff im Wassereinlaßstrom, der in die erste Stufe eintritt, einem hohen Druck ausgesetzt wird, der durch eine hygrostatische Flüssigkeitssäule erzeugt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Sauerstoff in den Schlamm, der zwischen der zweiten und dritten Stufe strömt, und jener, der zwischen der dritten und vierten Stufe strömt, eingeleitet wird.

13. Verfahren zum Behandeln von Abwasser, das ungefähr 25 bis ungefähr 150 Teile pro Million Teile Feststoffepro Million Teile Wasser und ungefähr 25 bis ungefähr 300 Teile Kohlenwasserstoff pro Million Teile Wasser enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser durch eine Ausgleichszone geleitet wird, welche wenigstens zwei separate Wasserauffangkammern enthält, die hintereinander angeordnet sind, so daß das Wasser in jeder Kammer vermischt wird und von einer Kammer zur nächsten Kammer strömt, wobei eine vorgegebene Wassermenge eine bestimmte Zeit lang in jeder der Kammern verweilt, daß Luft in das Wasser wenigstens einer der Kammern eingeführt wird, so daß das Wasser in der Kammer heftig aufgewirbelt wird, und daß das aus der belüfteten Kammer austretende Medium wenigstens 3 Teile gelösten Sauerstoff pro 1000 Teile Wasser enthält, daß der pH-Wert des Wassers in der Ausgleichszone so eingestellt wird, daß der pH-Wert des Wassers in einer der Kammern und in dem abströmenden Medium von der Ausgleichszone in einen Bereich von ungefähr 6,5 bis ungefähr 9,5 liegt, daß die im Wasser suspendierten kolloidalen Partikel destabilisiert werden, und daß das von der Ausgleichszone abströmende Wasser gefiltert #ird, so daß das gefilterte Wasser nicht mehr als : Teile Kohlenwasserstoff pro Million Teile Wasser und nicht mehr als 10 Teile Feststoffe pro Million Teile Wasser enthält.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturdifferenz zwischen dem zufließenden Wasser, das in die Ausgleichszone eintritt, und dem abströmenden Wasser, das die Ausgleichszone verläßt, geringer als ungeführ 70C (200F) ist, wobei die Gesamtverweilzeit in der Ausgleichszone ungefähr 2 bis 15 Std. beträgt.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß alle auf der Wasseroberfläche in der Ausgleichszone schwimmende Feststoffe durch Abschäumen oder Absaugen entfernt werden.

16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Koagulations- oder flockenbildendes Mittel zum Wasser zur Destabilisierung der kolloidalen Teilchen im Wasser zugegeben wird.

17. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser in der ersten Kammer zur Bestimmung einer schnellen Schmutz stoffkonzentrationsänderung überwacht wird.

18. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß Gallussäure oder Hydrochinon dem Wasser in der Kammer, die belüftet wird, zur Beschleunigung der Geschwindigkeit der Abfuhr des mittleren Sauerstoffbedarfs zugegeben wird.

19. Verfahren zur kontinuierlichen Klärung von kontaminiertem Wasser, das Feststoffe und Kohlenwasserotoffe enthält, dadurch gekennzeichnet, daß (a) das Wasser durch eine Ausgleichszone geleitet wird, in der der pH-Wert des Wassers auf einen Bereich von 6,5 bis 9,5 eingestellt wird, und in dem das kontaminierte Wasser in einer größeren Wassermenge verteilt wird, so daß die Schmutzstoffkonzentrationsänderungen beim Wasser, das der Ausgleichszone zuströmt, nur geringfügige Schmutz 5 to ffkonzentrations änderungen im Abflußwasser aus dieser Zone bewirkt, (b) das Wasser in der Ausgleichszone so belüftet wird, daß gelöster Sauerstoff im Wasser in einem solchen Gehalt vorhanden ist, der ungefähr 3 Teile gelösten Sauerstoff pro Million Teile Wasser aufweist, (c) ein Destabilisierungsmitteldem Wasser beigemengt wird, so daß die kolloidalen Teilchen im Wasser aggregieren, (d) daß Wasser von der Ausgleichszone zu einem Filter geleitet wird, so daß Teilchen und Kohlenwasserstoffe abgeführt werden, und das aus dem Filter abströmende Medium weniger als ungefähr 10 Teile suspendierter Feststoffe pro Million Teile Wasser und weniger als ungefähr 10 Teile Kohlenwasserstoff pro Million Teile Wasser enthält, (e) das vom Filter abströmende Medium durch eine mehrstufige biologische Behandlungszone geleitet wird, die eine erste Stufe, in der das Wasser in eine Kontaktierzone fließt und mit dem aktivierten Schlamm kontaktiert wird, der das Wasser durch biologischen Abbau der Schmutzstoffe dekontaminiert, eine zweite Stufe, in der Wasser von der ersten Stufe zur Separierung der suspendierten Schlammteilchen von dem dekontaminierten Wasser geklärt wird, wobei ein Teil der separierten Schlammteilchen zu der ersten Stufe zurückgeführt wird und die geklärte dekontaminierte .+assermenge von der zweiten Stufe abgezogen wird, eine dritte Stufe, in der ein hnil der separierter Schlarnmteilchen, die nicht zurückgeführt worden sind, dadurch konzentriert werden, daß die überschüssige Wassermenge abgeführt wird,und eine vierte Stufe enthält, in der die konzentrierten Schlammteilchen abgebaut oder faulen gelassen werden, (f) Luft in die Mischung aus Wasser und Schlamm aspiriert wird, wenn die Mischung zwischen der zweiten und dritten Stufe sich befindet, so daß der Schlank in der zweiten Stufe in aerobem Zustand gehalten wird, und das geklärte Wasser von der zweiten Stufe wenigstens ungefähr 5 Teile gelösten Sauerstoff pro Million Teile Wasser enthält, und (g) das separierte, von der zweiten Stufe abgezogene Wasser gefiltert wird, um Spuren suspendierter Schlammteilchen, die in der zweiten Stufe vom Wasser nicht separiert worden sind, zu entfernen.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich das Wasser, das in die erste Stufe eingeleitet wird, belüftet wird, und daß die Schlammteilchenmischung beim Strömen zwischen der zweiten, dritten und vierten Stufe ebenfalls belüftet wird.

21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das gefilterte Wasser im Zustand (g) mit Aktivkohle kontaktiert wird.

22. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Schlamms von der zweiten Stufe mit Wasser und Schlamm vermischt wird, die zwischen der ersten und zweiten Stufe fließen.

Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Schlamms von der dritten Stufe mit Wasser und @@@@@@mm vermischt wird, die @@@@@@@@@ der ersten @@@@ @@@@@@@@ Stufe strömen.

24. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Schlamms von der vierten Stufe mit Wasser und Schlamm vermischt wird, der zwischen der ersten und zweiten Stufe strömt.

25. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet daß das mittlere Alter des a#-tivierten Schlamms in der ersten Stufe größer als zehn Tage ist.

26. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des gelösten Sauerstoffs im Wasser, das zu der biologischen Behandlungszone strömt, wenigstens 3 Teile gelösten Sauerstoff pro Million Teile Wasser beträgt.

27. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus Luft, Wasser und Schlamm, die in die zweite Stufe der biologischen Behandlungszone eintritt, in eine Zone mit starken Turbulenzen eingeschlossen ist.

L e e r s e i t e