DE2532199B2

DE2532199B2 - Verfahren zur steuerung des biochemischen reaktionsablaufs in einer biologischen abwasserreinigungsanlage und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2532199B2
Application number: DE19752532199
Authority: DE
Inventors: Jürgen Weinfelden Gnieser (Schweiz)
Original assignee: Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1975-07-14
Filing date: 1975-07-18
Publication date: 1978-02-23
Also published as: ATA419676A; GB1551140A; FR2318116A1; IT1079187B; CH593867A5; DE2532199C3; AT345199B; FR2318116B1; DE2532199A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des biochemischen Reaktionsablaufs bei Änderungen von Menge und/oder Zusammensetzung des zu reinigenden Abwassers in einer biologischen Abwasserreinigungsanlage, die nach dem Schlammwiederbelüftungsverfahren betrieben wird und mindestens einen Abwasserbelüftungsreaktor, ein Nachklärbecken und einen Schiammwiederbelüftungsreaktor aufweist, wobei in der Flüssigphase beider Reaktoren mindestens je Sauerstoffkonzentration, Trübung, pH-Wert und Temperatur sowie zusätzlich der dem Abwasserbelüftungsreaktor pro Zeiteinheit zufließende Abwasserstrom kontinuierlich gemessen werden.

Bei der Reinigung von Abwässern mittels der sogenannten Belebtschlammverfahren wird der Abbau von organischen Schadstoffen mit Hilfe von Mikroorganismen durchgeführt, wobei die meisten Verfahren mit aeroben Organismen arbeiten, die für ihr Wachstum und

hs damit für den Schadstoffabbau Sauerstoff benötigen.

Das angestrebte Endziel jeder biologischen Abwasserreinigung ist es, das einlaufende Abwasser unabhängig von evtl. Schwankungen in Menge und Zusammen-

Setzung möglichst quantitativ von den unerwünschten Stoffen zu befreien. Zur Erreichung dieses Ziels muß eine derartige Reinigungsanlage daher sehr häufig so manipuliert werden, daß für die den Schadstoff abbau fördernden Mikroorganismen optimale Bedingungen geschaffen werden.

Auf Änderungen der Umwelt, d. h. der Menge und Zusammensetzung der zu reinigenden Abwässer, reagieren Mikroorganismen wegen ihrer relativ hohen Wachstumsgeschwindigkeit sehr schnell. Damit sich ι ο diese Reaktionen in der Abwasserreinigungsanlage nicht negativ auf den Reinigungsprozeß auswirken, muß steuernd eingegriffen werden. Diese Eingriffe lassen sich im Labor über eine genaue und detaillierte, analytische Kontrolle aller für den mikrobiellen Abbau und für das Wachstum der Organismen bedeutungsvollen Parameter durchführen. Diese Analysen sind aber für die Praxis einer Kläranalge und für eine automatische Steuerung meistens unbrauchbar, da die Analysenmethoden derartig kompliziert, störanfällig und wartungsintensiv sind, daß ein Einsatz im rauhen Betrieb der Praxis einer Kläranlage nicht möglich ist oder zumindest einen unzulässig hohen Aufwand erfordert Ein solches Verfahren zeigt z. B. die DT-AS 20 07 727; dieses Verfahren arbeitet mit Probenentnahmen, wobei in bestimmten Zeitabständen diskontinuierlich ein Kurz-BSB ermittelt wird, aus dem dann der benötigte Sauerstoffbedarf bestimmt wird.

Andere derartige Verfahren für die eingangs erwähnte Steuerung ergeben nur ungenügende Resultate. So erfolgt bei einem in dem Aufsatz »Automatisierung bei Kläranlagen« (»wasser, luft und betrieb«, 1965, Heft 2, Seite 80-86) beschriebenen Verfahren, das in seiner allgemeinen Zielsetzung der vorliegenden Anmeldung ähnlich ist, eine Regelung des Sauerstoffgehaltes in einem Reaktor bezogen auf das im Reaktor vorhandene Flüssigkeitsvolumen. Der Sauerstoffgehalt wird hier unabhängig davon ermittelt, wie groß in dem vorhandenen Flüssigkeitsvolumen der Schlammanteil bzw. der Anteil an Verunreinigungen ist und wie diese Verunreinigungen in ihrer Zusammensetzung beschaffen sind und auf die für ihren Abbau notwendigen Mikroorganismen wirken. Der Aufsatz »Meß- und Steuertechnik auf kommunalen Klärwerken« (»wasser, luft und betrieb«, 1967, Seite 259-265) befaßt sich lediglich mit den verschiedenenen Möglichkeiten der Messung von Kenngrößen in Abwasserar' jsn, ohne daß diese Kenngrößen zu einem automatischen Verfahren für die Steuerung einer biologischen Abwasserreinigungsanlage geeignet miteinander verknüpft werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung des biochemischen Reaktionsablaufes in einer biologischen Abwasserreinigungsanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, das in der Praxis mit vertretbarem Aufwand durchführbar, relativ einfach, wenig störanfällig und möglichst wartungsarm ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß in dem Abwasserbelüftungs- und in dem Schlammwiederbelüftungsreaktor jeweils aus der Sauerstoffkonzentration und der Trübungsmessung automatisch ein von der jeweiligen Temperatur abhängiger, spezifischer Sauerstoffbedarf ermittelt wird, der auf der Basis vorbestimmter Zusammenhänge ein Maß für die biologischen 6i Aktivitäten der Mikroorganismen ist, und daß bei durch dosierte Zugabe von Säuren oder Laugen konstant und untereinander gleich gehaltenen pH-Werten in beiden Reaktoren nach Maßgabe von Änderungen im spezifischen Sauerstoffbedarf im Abwasserbelüftungsreaktor automatisch die Parameter verändert werden, welche die biologischen Aktivitäten der Organismen beeinflussen, welche Parameter beispielsweise der Mengenstrom und/oder Aktivität des zufließenden Belebtschlammes und/oder die Belüftungsrate, d. h. der zugeführte Gasmengenstrom, und/oder der Mengenstrom und/ oder die Zusammensetzung der zugesetzten Nährlösungen für mindestens einen Reaktor sind.

Eine zugehörige Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bei der in beiden Reaktoren der Anlage Meßfühler bzw. Meßanordnungen für den pH-Wert, die Temperatur, die Sauerstoffkonzentration und die Trübung sowie für den, dem Abwasserbelüftungsreaktor zufließenden Abwassermengenstrom vorhanden sind zeichnet sich dadurch aus, daß Meßfühler und -anordnungen über erste Signalleitungen an ein Rechengerät angeschlossen sind, in dem ein Teil der Meßwerte zu der Kenngröße des spezifischen Sauerstoffbedarfs verknüpft wird, und daß ferner auf Grund dieser Verknüpfung ausgegebene Stellsignale über zweite Signalleitungen zu Dosiereinrichtungen in je einer Zulaufleitung jedes Reaktors für eine Säure, eine Lauge und eine Nährlösung, sowie zu Durchflußregelorganen und/oder regelbaren Fördereinrichtungen in Zuführleitungen für Belebtschlamm und/oder Belüftungsgas zumindest einem der beiden Reaktoren geführt sind. Der Begriff »Strom« wird dabei in üblicher Weise für einen Mengenfluß pro Zeiteinheit gebraucht.

Es hat sich nämlich gezeigt, daß Meßgrößen, die den Anforderungen der Praxis genügen, beispielsweise der pH-Wert, die Temperatur, die Trübung und der gelöste Sauerstoff in einem Abwasserbelüftungsreaktor sind. Weiterhin hat es sich erwiesen, daß sich die geforderte Überwachung und Regelung einer biologischen Abwasserreinigungsanlage oder -stufe besonders wirkungsvoll durchführen lassen, wenn die Anlage nach dem sogenannten Schlammwiederbelüftungsverfahren arbeitet, wie es beispielsweise beschrieben ist auf Sei*."· 124 des Buches von W. T r i e b e 1 »Leitfaden für den Betrieb von Kläranlagen«, herausgegeben im Jahre 1971 von der Gesellschaft zur Förderung der Abwassertechnik, Bonn.

Der bei Anlagen dieser Art vorhandene Schlammwiederbelüftungsreaktor dient dabei dazu, die biologische Aktivität des in den Abwasserbelüftungsreaktor zugeführten Belebtschlamm aufzubereiten und zu regenerieren, während der eigentliche Reinigungsprozeß in dem Abwasserbelüftungsreaktor stattfindet. Bei diesem Wiederbelüftungsverfahren ist es daher möglich, den zurückgeführten Belebtschlamm in seiner biologischen Aktivität an die Menge und Zusammensetzung des Rohwassers anzupassen.

Das erfindungsgemäße Verfahren basiert dabei ferner auf der durch Versuche erhärteten, von einer bestimmten Modellvorstellung für die mit Hilfe der Mikroorganismen ablaufenden, biologischen, sauerstoffverbrauchenden Reaktionen ausgehenden Arbeitshypothese, daß ein eindeutiger und reproduzierbarer Zusammenhang zwischen der biologischen Aktivität der Mikroorganismen und dem spezifischen Sauerstoffbedarf in dem oder den Belüftungsreaktoren der Anlage besteht, wobei unter »spezifischer Sauerstoffbedarf« der Sauerstoffverbrauch pro Mengeneinheit Belebtschlamm und pro Zeiteinheit verstanden wird; dieser Sauerstoffverbrauch wird durch Messung der tatsächlichen Sauerstoffkonzentration relativ zu der bei der

vorhandenen Temperatur gegebenen Sättigungskonzentration in jedem der beiden Reaktoren gemessen.

Den im vorhergehenden erläuterten und definierten spezifischen Sauerstoffbedarf ermittelt man dabei beispielsweise durch Messung des Partialdrucks des in jedem der beiden Reaktoren gelösten Sauerstoffs; die für die Ermittlung des spezifischen Sauerstoffbedarfs notwendige Belebtschlammkonzentration wird aus einer Trübungsmessung bestimmt, bei der das Meßgerät der Einfachheit halber direkt in Schlammkonzentration/l Flüssigphase geeicht sein kann.

Da bekanntlich Menge und Aktivität der Mikroorganismen stark beeinflußt werden vom pH-Wert ihres Lebensraums, d. h. vom pH-Wert des Belebtschlammes bzw. der Flüssigphase der Anlage, müssen weiterhin die pH-Werte in den Reaktoren überwacht und konstant und in beiden Reaktoren gleich gehalten werden. Die Steuerung des pH-Wertes erfolgt dabei durch Zugabe von Säure oder Lauge in die Reaktoren, wobei beispielsweise mit Vorteil etwa 20%ige wäßrige Lösungen von Schwefelsäure bzw. von Natronlauge verwendet werden.

Schließlich ist eine Temperaturmessung erforderlich, weil die Sättigungskonzentration des Sauerstoffs und damit auch der spezifische Sauerstoffbedarf in erster Näherung eine Funktion der Temperatur der Flüssigphase der Reaktoren ist; dabei ist es nicht erforderlich, die Temperatur in den Reaktoren gleich und konstant zu halten, was sehr große Anlage- und Betriebskosten erforderte, sondern es reicht aus, die jeweilige Temperatur zu kennen, um für die in jedem Reaktor herrschende Temperatur die Sättigungskonzentration für Sauerstoff zu bestimmen. Die Sättigungskonzentration wird dabei mit ausreichender Genauigkeit unter Berücksichtigung des herrschenden Atmosphärendrucks den temperaturabhängigen Löslichkeitswerten von Sauerstoff im Wasser aus Tabellen entnommen; diese Werte können nötigenfalls in bekannter Weise noch durch Berücksichtigung des Einflusses von im Wasser gelösten Salzen auf die Sauerstofflöslichkeit verfeinert werden.

Die geschilderten Zusammenhänge lassen sich mathematisch in folgender Gleichung zur Ermittlung des spezifischen Sauerstoffbedarfs festhalten:

<jO₂ = QO7/X = k_L- a (c- c)/X
Hierbei bedeuten:

<jC>2 = spez. Sauerstoffbedarf in (gO^/g Belebtschlamm · h);

QO2 = Sauerstoffbedarf pro Zeiteinheit (g(Vh);
X = Belebtschlammkonzentration (g/l);
ki ■ a = volumetrischer Stoffübergangskoeffizient

(h-¹);
c — Sättigungskonzentration des Sauerstoffs bei

der jeweils herrschenden Temperatur 7"(g/l);
c = reale Sauerstoffkonzentration im jeweiligen Reaktor (g/l).

Der volumetrische Stoffübergangskoeffizient ki. ■ a, der als Geschwindigkeitskonstante für den Sauerstofftransport aus der Gasphase in die Flüssigphase gedeutet werden kann, ist dabei durch die Geometrie und die apparativen Gegebenheiten des Sauerstoffeintragsystems des jeweiligen Reaktors bestimmt; er wird als Apparatekonstante des Reaktors und des Eintragsystcnis in Eichkurven festgelegt.

Eine Messung des spezifischen Sauerstoffbedarfs im Schlammwiederbclüftuiigsrcaktor sowie des zufließenden Rohwasserstroms sind erforderlich, um einerseits die biologische Aktivität festzulegen, die mit dem belebten Rücklaufschlamm in den Abwasserbelüftungsreaktor eingespeist wird, und andererseits zu entscheis den, ob eine gegebenenfalls registrierte Änderung der biologischen Aktivität im Abwasserbelüftungsreaktor auf eine Mengen- oder eine Zusammensetzungsvariation des eingespeisten Rohwassers zurückzuführen ist.
Die die biologische Aktivität der Anlage beeinflussenden Parameter, die zur Regelung herangezogen werden, sind, wie bereits erwähnt, der Mengenstrom und/oder die Aktivität des zufließenden Belebtschlamms und/oder die Belüftungsrate und/oder der Mengenstrom und/oder die Zusammensetzung der zugesetzten

is Nährlösungen für mindestens einen Reaktor; selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, diese Parameter für beide Reaktoren zu beeinflussen. Weiterhin ist es andererseits nicht erforderlich, bei einer bestimmten Störung der biologischen Aktivität — beispielsweise bei

einer Erhöhung der Abwassermenge oder Änderung ihrer Zusammensetzung — alle genannten Parameter zu variieren. Welche Parameter in jedem einzelnen Fall einer Störung vorteilhafterweise geändert werden, läßt sich teilweise aus der Arbeitshypothese über die in der Anlage ablaufenden biologischen Prozesse und teilweise durch Versuch empirisch oder halbempirisch ermitteln. Die Einspeisung von Nährlösungen, die im wesentlichen die für die Lebensvorgänge der Mikroorganismen notwendigen Elemente Stickstoff, Phosphor und Kohlenstoff enthalten müssen, dienen in erster Linie dazu, die biologische Aktivität der Mikroorganismen zu erhalten, wenn mit dem Rohwasser, beispielsweise durch giftige Schmutzstoffe oder bei Unterbrechungen des Rohwasserstroms, nicht mehr genügend Nährstoffe geliefert werden.

Während alle oder eine Vielzahl von Möglichkeiten umfassende Anlagen vorzugsweise bei der Reinigung kommunaler Abwässer eingesetzt werden, sind einfachere Regelsysteme vor allem bei Anlagen für die Reinigung der Abwässer einzelner Industrien gegeben. Ein Spezialfall ist beispielsweise die Anpassung der Biologie der Anlage an schwankende Abwassermengen immer gleicher oder nahezu gleicher Zusammensetzung, wie sie beispielsweise in der Industrie während Kurzarbeitsperioden auftreten. Ein weiterer, praktisch ausschließlich bei Industrieanlagen auftretender Sonderfall ist die Aufrechterhaltung einer funktionsfähigen Biologie bei Unterbrechungen des Abwasseranfalls für mehr oder weniger lange Zeiten, wie sie beispielsweise bei Produktionsunterbrechungen an Wochenenden, während Betriebsferien oder infolge von Wartungs- und Reparaturarbeiten vorkommen. Für diesen Spezialfall ist es vorteilhaft, wenn vor einer Unterbrechung der Abwasserzufuhr die letzten, die biologische Aktivität

μ der Mikroorganismen in beiden Reaktoren bestimmenden Meßdaten festgehalten werden, wenn weiterhin bei Ausbleiben des Abwasserstroms der Abwasserbelüftungsreaktor entleert und in dem Schlammwiederbelüftungsreaktor unter Beibehaltung des während des

ho Betriebs gemessenen pH-Wertes durch Zugabe einer biologisch verwertbaren mindestens Kohlenstoff-, Stickstoff- und/oder Phosphorquellcn enthaltenden Nährlösung eine empirisch bestimmte, biologische Restaktivität aufrechterhalten wird, die mindestens 1 %

ι,', der zuletzt im Abwasserbelüftungsreaktor enthaltenden Aktivität beträgt und deren Größe von dem minimalen, für die Wiedcrauffüllung dieses Reaktors benötigten Zeitintervalle abhängt, und wenn schließlich bei

wiedereinsetzendem Abwasserstrom der Abwasserbelüftungsreaktor unter gleichzeitiger Einspeisung von belebtem Rücklaufschlamm aus dem Schlammwiederbelüftungsreaktor gefüllt und in beiden Reaktoren während der Füllung des Abwasserbelüftungsreaktors die vor seiner Entleerung herrschenden biologischen Aktivitäten für den Betrieb hergestellt werden. Dabei kann der Abwasserbelüftungsreaktor zweckmäßigerweise mit einer Durchflußrate geleert und wieder gefüllt werden, die derjenigen des normalen Betriebs entspricht. Weiterhin ist es möglich, falls die genannten Unterbrüche der Rohwasserzufuhr öfter auftreten, die beim Entleeren des Abwasserbelüftungsreaktors anfallende Flüssigphase in dem Nachklärbecken zu reinigen und den anfallenden Schlamm dem Schlammwiederbelüftungsreaktor zuzuführen, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens verbessert wird. Einsparungen an Energie lassen sich erreichen, wenn mindestens während der Stillstandszeit des Abwasserbelüftungsreaktors die Sauerstoffzufuhr zu dem Schlammwiederbelüftungsreaklor reduziert wird.

Apparativ kann dem genannten Spezialverfahren bei Unterbruch des Rohwasseranfalls in der Anlage Rechnung getragen werden, wenn der Abwasserbelüftungsreaktor eine mit einer Fördereinrichtung versehene Entleerungsleitung aufweist, die vorteilhafterweise in das Nachklärbecken einmündet.

Im folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert:

Die Figur zeigt' schematisch eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Wie bereits beschrieben, eignen sich für die Steuerung und Überwachung der biologischen Aktivität besonders Anlagen, bei denen in Strömungsrichtung des Abwassers gesehen ein Abwasserbelüftungsfaktor A, ein Absetz- oder Nachklärbecken B und ein Schlammwiederbelüftungsreaktor Cvorgesehen sind. Die beiden Reaktoren A und C sind im gezeigten Beispiel als Blasensäulenreaktoren ausgebildet, können jedoch auch begaste Rührwerkskessel oder mit Mischelementen ausgerüstete Reaktoren sein. Sie haben je einen Düsenboden 2, der jeweils in der Nähe des Bodens jedes Reaktorgefäßes 1 bzw. 3 angeordnet ist. Die Belüftung der Reaktoren A und C erfolgt über, als einfache, unterbrochene Linien gezeichnete Zuführleitungen 4, 5 für Gas; die Leitung 4 geht dabei von einem Windkessel 6 aus, in dem von einem Gebläse 7, überwacht durch ein Manometer 8, ein Überdruck von etwa 6 atü mit einer Schwankungsbreite von etwa ±0,3 atü gehalten wird.

Von ihr zweigt die Leitung 5 ab; beide führen über als Motorstellventil ausgebildete Durchflußregelorgane 9 und 10 in den Boden jedes Reaktorgefäßes 1 bzw. 3. Im Reaktor A endet eine Leitung 11 für die Ab- oder Rohwasserzuführung, die — wie alle Flüssigkeiten oder Schlamm führenden Leitungen — als Doppellinien dargestellt ist. In der Leitung 11, in die vor dem Reaktor A eine Zuführleitung 12 für den aus dem Reaktor C zurückgeführten Rücklaufbelebtschlamm einmündet, ist eine Meßanordnung 13 in Gestalt eines Durchflußmessers für den Rohwasserstrom vorgesehen.

Nahe des oberen Randes des Gefäßes 1 verläßt eine weitere Leitung 14 den Reaktor A und führt die im Reaktor A biologisch aufbereitete Flüssigphase des Abwassers über ein Entweder-Oder-Dreiweg-Magnetventil 15 in das Nachklärbecken B. Aus dem Bodenbereich des Gefäßes 1 schließlich führt eine Leitung 16, in der eine Förderpumpe bzw. -einrichtung 17 angeordnet ist, zum Ventil 15; sie dient der Entleerung des Reaktors A bei Unterbruch der Rohwasserzufuhr, wie später noch ausführlich beschrieben wird.

Im Becken B erfolgt eine Trennung der Flüssigphase in Reinwasser, das über eine Leitung 18 aus der Anlage weggeführt wird, und Schlamm, der von einer weiteren Pumpe 19 über eine Leitung 20 in das Gefäß 3 des Schlammwiederbelüftungsreaktors C auf der Höhe des Düsenbodens 2 eingespeist wird. Schlammüberschuß kann während des Betriebs aus dem Reaktorgefäß 3 über eine Leitung 21 weggeführt werden, während die Zuführleitung 12 für den Rücklaufbelebtschlamm das Gefäß 3 im Bereich des Düsenbodens 2 verläßt und über eine Fördereinrichtung 22 und ein weiteres, dem Ventil 15 gleichartiges Entweder-Oder-Ventil 23 in die Leitung 11 führt, wobei der dritte Weg 65 des Ventils 23 zum Abführen von Überschußschlamm in dem Spezialfall der zweitweisen Stillegung der Anaige dient.

Jeder Reaktor A bzw. C, ist darüber hinaus mit Zulaufleitungen 25 bis 30 versehen, in denen je eine Dosiereinrichtung 31 bis 36 vorhanden ist; über die Einrichtungen 31, 32 bzw. 34, 35 und Leitungen 25, 26 und 28, 29 können zur Korrektur und Konstanthaltung des pH-Wertes dem zugehörigen Reaktor Säuren (S) oder Laugen (L) zugeführt werden; die Leitungen 27 und 30 dienen für die Zugabe von Nährlösungen (N) die beispielsweise Ammoniumchlorid (NH₄Cl) als Stickstoffquelle, Kaliumhydrophosphat (K2HPO4 oder KH2PO4) als Phosphatquelle und als Kohlenstoffquelle Melasse oder Zellstoffmasse enthalten.

Jeder Reaktor A bzw. C ist mit einer Reihe von — in der Zeichnung nur schematisch angedeuteten — Meßgeräten ausgerüstet, von denen — als einfache, durchgezogene Linien symbolisierte — Meßsignalleitungen zu einem Prozeßrechner bzw. Rechengerät 37 führen. In je einem mit öffnungen für den Durchtritt der zu messenden Flüssigphase versehenen Tauch- und Schutzrohr ist in jedem Reaktor A bzw. C eine Meßfühleranordnung 38 bzw. 39 vorgesehen, in der je ein Temperaturfühler T, eine polarographische Sauerstoffelektrode qO₂ für die Messung der Sauerstoffkonzentration und ein pH-Wert-Messer pH zusammengefaßt sind. Um die Klarheit der Darstellung zu

verbessern, führen die Signalleitungen 40 und 41 der pH-Wertmesser in eigene Steuergeräte 42 und 43, von denen die — generell mit strichpunktierten Linien dargestellten - Verbindungen 61 bis 64 für Stellsignale zu den Dosiereinrichtungen 31, 32 bzw. 34, 35 für die Säure- bzw. Laugezugabe führen. Selbstverständlich ist es möglich, auch die pH-Wert-Überwachung und -Regelung vom Rechengerät 37 durchführen zu lassen.

Die Temperaturmeßwerte Tgelangen über Signalleitungen 44 bzw. 45 und die Sauerstoffpartialdrücke qO₂

über Leitungen 46 bzw. 47 vom jeweiligen Reaktor A bzw. Czum Rechengerät 37, während über eine weitere Meßsignalleitung 66 die von der Meßanordnung 13 gemessenen Werte für den mit dem Reaktor A zufließenden Roh- oder Abwasserstrom dem Rechengerät 37 übermittelt werden.

Schließlich hat jeder Reaktor A bzw. C, am Boden seines Gefäßes 1 bzw. 3 angeordnet, eine Meßanordnung 48,49 in Gestalt eines Trübungsmessers, der über eine Signalleitung 50 bzw. 51 mit dem Rechengerät 37 verbunden ist. Die Trübungsmessung Tr dient dabei zur Bestimmung der Bclcblschlammkonzentration in dem zugehörigen Reaktor.

Wie schon erwähnt, sind die Signalwcge für die vom

pH-Steuergerät 42 bzw. 43 oder vom Rechengerät 37 ausgehenden Stellsignale zu den die biologische Aktivität der Anlage beeinflussenden Stellgliedern generell strichpunktiert gezeichnet. Im einzelnen führen die Signalwege 52,54 und 57 zu den Fördereinrichtungen 22, 19 und 17, während Stellbefehle zu den beiden Motorstellventilen bzw. Durchflußregelorganen 9 und 10 auf den Wegen 58 und 59 gelangen. Die Leitungen 53 und 56 führen zu den Entweder-Oder-Ventilen 23 und 15; zu den Dosiereinrichtungen 36 bzw. 33 werden die Stellbefehle schließlich über die Signalwege 55 und 60 gebracht

Im Gleichgewichtszustand des Systems, d. h. während des normalen Betriebs bei Anfall der für die Auslegung der Anlage zugrundegelegten, durchschnittlichen Abwassermenge mit zuvor ermittelter, ebenfalls durchschnittlicher Menge und Zusammensetzung an Schmutzstoffen, sind alle Parameter vom Rechengerät 37 so eingestellt, daß für die zufließende Abwassermenge der von der biologischen Anlage geforderte Reinheitsgrad erreicht wird; als Maß für diesen Reinheitsgrad werden beispielsweise der BSB5-Wert (der biologische Sauerstoffbedarf in 5 Tagen des die Anlage bzw. Anlagenstufe verlassenden Reinwassers) oder die zulässige Restkonzentration an Schmutzstoffen im Reinwasser — beide Werte sind im allgemeinen behördlich vorgeschrieben — angegeben.

Das Rechengerät 37 steuert im normalen Betrieb die Parameter so, daß die biologische Aktivität des Belebtschlamms im Abwasserbelüftungsreaktor A einen bestimmten Bruchteil, beispielsweise 80%, seiner maximal möglichen Aktivität beträgt. Dieser Wert, der zuvor in Versuchen im Labor oder in Pilotanlagen mit Abwässern der während des Betriebs anfallenden Zusammensetzung ermittelt worden ist, wird als optimal betrachtet, weil bei höheren Aktivitäten während des normalen Betriebs Steigerungen des Gehalts an abzubauenden Schmutzstoffen im Abwasser von den Meßfühlern nicht mehr oder nur noch schlecht wahrgenommen werden können. Die Aktivitäten in beiden Reaktoren A bzw. C werden dabei auf der Basis ihres Zusammenhangs mit den in den Gefäßen 1 und 3 vorhandenen Sauerstoffkonzentrationen, die über die Sauerstoffelektroden <jÜ2 gemessen werden, nach den angegebenen Formeln vom Rechengerät 37 berechnet und mit den eingestellten Sollwerten verglichen, wobei, wie bereits angedeutet, neben dem qC>2 die Temperaturwerte T und die Belebtschlammkonzentrationen X, ermittelt in jedem Reaktor aus der Trübung Tr, für die Berechnung des spezifischen Sauerstoffbedarfs und damit für die Bestimmung der biologischen Aktivität berücksichtigt werden.

Bei Abweichungen von den Sollwerten beeinflußt das Rechengerät 37 dann — je nach der von ihm ermittelten Störung und nach dem ihm zu dieser Störung eingegebenen Programm — die die biologischen Aktivitäten beeinflussenden Parameter, beispielsweise die Rücklaufschlammenge zum Reaktor -4 — durch Steuerung der Fördereinrichtung 22 — oder die Begasungs- oder Belüftungsrate für einen der Reaktoren A bzw. Coder für beide Reaktoren durch Änderung der Durchflußquerschnitte in den Regelorganen 9 oder 10.

Die Steuerung der Anlage erfolgt dabei im allgemeinen so, daß im Reaktor A bzw. C zumindest nahezu eine minimale Konzentration an gelöstem Sauerstoff aufrechterhalten wird, jedoch ein kritischer Grenzwert, der etwa 2 mg (Vl beträgt, nicht unterschritten wird. Dieser kritische Grenzwert, der in bekannter Weise experimentell ermittelt werden kann, ist die Sauerstoffkonzentration, bei der gerade noch kein Einfluß dieser Konzentration auf die Wachstumsgeschwindigkeit der Mikroorganismen zu beobachten ist. Auf der anderen Seite sind Überschüsse an Sauerstoff, die von den Organismen nicht verarbeitet werden können, jedoch unnötig und beeinträchtigen Wirkungsgrad und Wirtschaftlichkeit der Anlage. Im Prozeßrechner bzw.

ίο Rechengerät 37 wird daher die kritische Sauerstoffkonzentration, zumindest in etwa, als Sollwert für die qO2-Messung und für die Regelung der Belüftungsrate über die Durchflußregelorgane 9 und 10 eingesetzt Im Normalbetrieb der Anlage gelangt das mit Schmutzstoffen beladene Abwasser, in das aus der Leitung 12 eine bestimmte Menge an belebtem Rücklaufschlamm mit einer bestimmten, bekannten biologischen Aktivität eingespeist worden ist, in den Abwasserbelüftungsreaktor A. Während seiner Verweilzeit in diesem Reaktor, die von den Gefäßdimensionen des Gefäßes 1 und von der Geschwindigkeit des Speisestromes abhängt, werden die Schmutzstoffe im gewünschten Maß durch die biologischen Prozesse der Mikroorganismen, von denen die für das zu reinigende Abwasser optimal wirksamen und daher erwünschte Art oder Arten in Vorversuchen ermittelt worden sind, abgebaut. Die im Reaktor A erhaltene Flüssigphase wird dann durch die Leitung 14 in das Nachklärbecken B übergeführt, wobei das Ventil 15 den Weg vom Überlauf des Gefäßes 1 zum Becken B freigibt. Im Becken B erfolgt die Trennung der Flüssigphasc in Schlamm und Reinwasser durch Absetzen des Schlamms. Das Wasser verläßt die Anlage durch die Leitung 18, während der Schlamm, dessen noch vorhandene Restaktivitäten von seiner Verweilzeit im Becken B abhängt, — je langer die Verweilzeiten desto geringer die Restaktivitäten und umgekehrt — von der Fördereinrichtung 19 durch die Leitung 20 zum Schlammwiederbelüftungsreaktor C gefördert wird. In diesem wird — gegebenenfalls durch dosierte Zugabe von Nährlösung N über die Leitung 30 — der als Rücklaufschlamm zum Abwasserbelüftungsreaktor A zurückzuführende Belebtschlamm entsprechend der Menge und Zusammensetzung des zu reinigenden Abwassers geeignet aufbereitet, d. h. auf eine bestimmte biologische Aktivität gebracht, die ausreicht, um während des Verweilens der Flüssigphase im Reaktor A das Abwasser im Zusammenwirken mit einem bestimmten Mengenstrom des Rücklaufschlamms im gewünschten Grad biologisch zu reinigen.

so Die Leitung 21 dient dabei zum Abführen von Überschußschlamm aus dem Reaktor C während des Betriebs, wohingegen das Ventil 23 ein Wegführen des während des Stillstands der Anaige im Reaktor C produzierten Überschußschlamm ermöglicht, wie noch beschrieben wird.

Als erstes Beispiel für einen Funktionsablauf bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sei nun als Störung der Fall beschrieben, bei dem, ausgehend vom normalen Betriebszustand, das Abwasser in seiner Menge zwar konstant bleibt, jedoch seine Schmutzfracht sich zunächst verringert und anschließend wieder steigt, ohne daß die Zusammensetzung des Schmutzes ins Gewicht fallend verändert wird.

Bei sinkender Schmutzfracht und gleichem Durchsatz erniedrigt sich zunächst die biologische Aktivität im Abwasserbelüftungsreaktor A durch das verminderte Nührstoffungebot bei zunächst gleichbleibender Belebtschlamnikonzcntration. Dies äußert sich bei — durch

unveränderte Einstellung des Durchflußregelorgans 9 — gleichbleibender Belüftungsrate für den Reaktor A in einem Anstieg der Sauerstoffkonzentration im Reaktor A. Das so durch eine Erhöhung des Meßwertes qÖ2 angesprochene Rechengerät 37 reduziert nun die Menge an Rücklaufschlamm durch Drosselung der Fördereinrichtung 22 so lange, bis die biologische Aktivität im Reaktor A wieder den alten Wert von etwa 80% der maximalen biologischen Aktivität erreicht hat. Dies führt zu einer Erniedrigung der Schlammkonzen- to tration im Reaktor A. Da weniger Schlamm jedoch auch weniger Sauerstoff benötigt, wird auch das Durchflußregelorgan 9 gedrosselt, wobei allerdings der gelöste Sauerstoff im Reaktor A den kritischen Grenzwert nicht unterschreiten darf. Diese Anpassung des Luftbedarfs an den jeweiligen Betriebszustand führt zu einer Einsparung an Energiekosten, da jeweils nur soviel Luft zugegeben wird, wie auch tatsächlich benötigt wird.

Durch die reduzierte Schlammrückführung in den Abwasserbelüftungsreaktor A über die Fördereinrichtung 22 erhöht sich die Verweilzeit des Schlamms im Schlammwiederbelüftungsreaktor C Dadurch wird dort die biologische Aktivität unter den normalen Wert sinken. Das Rechengerät 37 reagiert darauf dadurch, daß über die Leitung 30 und die Dosiereinrichtung 36 eine Zugabe von Nährlösung Nin den Reaktor Cerfolgt oder — bei permanenter Zugabe von Nährlösung — diese Zugabe erhöht wird. Die Belüftungsrate für den Reaktor Cwird auch hier — über das Durchflußregelorgan 10 — so geregelt, daß die kritische Sauerstoffkonzentration in etwa gehalten, aber nicht unterschritten wird. Dabei erniedrigt das Rechengerät 37 zunächst den Querschnitt des Regelorgans 10, da bei sinkender Aktivität der Sauerstoffbedarf ebenfalls sinkt, die gemessene Konzentration also zunächst steigt Durch die oder die vermehrte Zugabe von Nährlösung wird die Aktivität im Reaktor Cjedoch erhöht, der Sauerstoffbedarf steigt und das Rechengerät 37 öffnet das Regelorgan 10, bis die minimale Grenzkonzentration erreicht ist.

Steigt nun die Schmutzfracht im Abwasser wieder, so ergibt dies ein Ansteigen der biologischen Aktivität im Abwasserbelüftungsreaktor A. Das Rechengerät 37 erhöht als Antwort darauf die Förderleistung der Fördereinrichtung 22 für den Rücklaufschlamm wieder, so daß die biologische Aktivität im Reaktor A wieder auf den normalen Wert (80%) zurückg Mhrt wird. Gleichzeitig wird durch Steigerung der Luftzufuhr über das Regelorgan 9 dafür gesorgt, daß die Sauerstoffkonzentration im Reaktor A den kritischen Wert nicht unterschreitet Auch im Schlammwiederbelüftungsreaktor C wird wegen der kürzeren Verweilzeit, auf Grund der Erhöhung der Rücklaufschlammenge zum Reaktor A, die biologische Aktivität wieder steigen, so daß hier durch eine Verringerung oder eine völlige Unterbrechung der Nährlösungszugabe über die Einrichtung 36 der Normalwert der Aktivität im Reaktor C wieder eingestellt wird; gleichzeitig wird die Belüftungsrate für diesen Reaktor durch Regelung des Regelorgans 10 wieder an den momentanen Sauerstoffbedarf angepaßt.

Zwar führt ein Absinken der Schmutzfracht auch bei einer ungesteuerten, biologischen Abwasserreinigungsanlage zu keiner Verschlechterung der Reinwasserqualität. Bei einem erneuten Anstieg der Schmutzfracht jedoch erfolgt die Anpassung des ungeregelten Systems an diese erhöhte Schmutzfracht relativ langsam, so daß es zu mehr oder weniger starken Überschreitungen der Beforderten Restkonzentration an Schmut/.stoffcn im Reinwasser kommt. Durch die Konstanthaltung der biologischen Aktivität auch bei verminderten Schmutzfrachten paßt sich die Anlage bei erneutem Anstieg der Schmutzfracht aber sehr viel schneller an die neuen Gegebenheiten an und die Restkonzentration an Schmutzstoffen im Reinwasser kann weitgehend konstant gehalten werden.

Dies ist von besonderer Bedeutung für die Funktionsfähigkeit von anderen, der biologischen Reinigungsstufe gegebenenfalls nachgeschalteten Reinigungsverfahren, wie beispielsweise einer nachgeschalteten Ozonisierung oder Adsorption zur Entfernung von Farbstoffen.

Als zweites Beispiel für das erfindungsgemäße Verfahren sei der Spezialfall eines längeren Unterbruchs der Abwasserzufuhr beschrieben. In diesem Fall ist die Aufgabe des Verfahrens bei erneutem Anfall von Abwasser, die Anlage so anfahren zu lassen, daß sie sofort wieder mit der vor dem Unterbruch vorhandenen biologischen Qualität und Reinigungsleistung arbeitet. Selbstverständlich ist es nicht möglich, mit dem neuen Verfahren eine direkte Anpassung einer Anlage an Abwasser zu erreichen, das nach einem Unterbruch mit wesentlich anderer Zusammensetzung als vorher in die Anlage einströmt, sondern es gelingt nur, den vor dem Unterbruch gegebenen Zustand der Anlage sofort beim Wiedereinsetzen des Abwasserstroms automatisch wiederherzustellen. Wie bereits erwähnt, sind Fälle, bei denen die Zusammensetzung des Abwassers nach einem Stillstand grundlegend geändert ist, auch praktisch kaum gegeben, da Unterbrüche im allgemeinen nur bei Industrieanlagen auftreten und die Abwasser eines Industriebetriebs sich — abgesehen von Sonderfällen — vor und nach einem Unterbruch nicht grundlegend ändern.

Während kurze Schwankungen und Unterbrüche im Abwasserstrom im allgemeinen durch ein als Puffer wirkendes Vorklärbecken aufgefangen werden, gelingt es, bei längerem Fehlen von zu reinigendem Wasser die Forderung nach einem sofortigen automatischen biologischen Abbau mit der gleichen Intensität wie vor dem Stillstand auf folgende Weise zu erfüllen.

Die Anlage befinde sich zunächst wieder im Gleichgewicht während des normalen Betriebs, wobei alle für die Bestimmung der biologischen Aktivität notwendigen Messungen im Rechengerät 37 sowie in den Steuergeräten 42 und 43 laufend durchgeführt und die Meßwerte registriert werden.

Bei Ausfall des Abwasserstroms, der laufend durch die Meßanordnung 13 gemessen wird, veranlaßt das Rechengerät 37, in dem gleichzeitig mindestens die vor dem Ausfall letzten, für die Bestimmung der biologischen Aktivität im Reaktor A notwendigen Meßwerte festgehalten wird, daß das Ventil 15 umgeschaltet und daß anschließend der Inhalt des Abwasserbelüftungsreaktors A über die Entleerungsleitung 16 mit Hilfe der Pumpe 17 vollständig in das Becken B abgepumpt wird, wobei vorteilhafterweise die im normalen Betrieb gegebene Durchflußgeschwindigkeit in den Leitungen 16, 14 eingehalten wird. Die Belüftung des leeren Gefäßes 1 wird, ebenfalls durch das Rechengerät 37 veranlaßt, durch Schließen des Durchflußregelorgans 9 eingestellt.

Im Becken B erfolgt die übliche Trennung in Reinwasser und Schlamm durch Absetzen, wobei der Schlamm vollständig mit Hilfe der Fördereinrichtung 19 in den Schlammwiederbelüftungsreaktor C abgeführt wird, während das restliche Wasser im Becken B verbleibt.

Vom Steuergerät 43 wird der pH-Wert, der im Reaktor A vor seiner Leerung vorhanden war, im Reaktor Cauch bei Unterbruch des Rohwasseranfalls in der für den Normalbetrieb vorgeschriebenen Weise gehalten; das Rechengerät 37 registriert die vor dem Abpumpen der Flüssigkeit aus dem Abwasserbelüftungsreaktor A in diesem zuletzt vorhandene biologische Aktivität und hält über die Zugabe von Nährlösung Nmit Hilfe der Leitung 30 und der Dosiereinrichtung 36 die Aktivität im Schlammwiederbelüftungsreaktor Cauf einem Wert, der einem festen Bruchteil der letzten im Reaktor A ermittelten Aktivität entspricht.

Dieser Bruchteil wird nach dem Kriterium ausgewählt, daß die im Reaktor C aufrechterhaltene Restaktivität ausreichen muß, um bei Wiedereinsetzen des Abwasserstroms während des Zeitraums, der bei maximalem Zufluß von Abwasser für die Füllung des Reaktors A verstreicht, bei mindestens annähernd mit dem Einsetzen des Abwasserstroms ebenfalls beginnendem Wiedereinspeisen von mit der Restaktivität versehenem Rücklaufschlamm in die Leitung 11 eine Reaktivierung der biologischen Aktivität im Abwasserbelüftungsreaktor A auf die vor dem Unterbruch gegebenen Werte zu gewährleisten. Erfolgt die Wiederfüllung von Reaktor A nicht mit der maximal möglichen Geschwindigkeit, so ist mit der vorstehenden Bedingung am Ende des Zeitraums die verlangte Aktivität ebenfalls sichergestellt. In diesem Fall ist es jedoch auch möglich, über den Rechner regelnd einzugreifen, beispielsweise durch Reduktion des Mengenstroms an rückgeführtem Belebtschlamm.

Während des Stillstands der Anlage muß im Schlammwiederbelüftungsreaktor C zusätzlich nur die relativ geringe Menge an Belebtschlamm vorhanden sein, die beim normalen Betrieb der Anlage im Reaktor A und im Absetzbecken B vorhanden ist. Längerer Stillstand der Abwasserzufuhr führt daher zu einer Überproduktion von Belebtschlamm im Reaktor C, da in diesen laufend Nährlösung eingespeist wird, um die Restaktivität aufrechtzuerhalten. Dieser Überschußschlamm wird über das Ventil 23, das in diesem Fall den Durchgang zur Ablaufleitung 65 freigibt, mit Hilfe der Fördereinrichtung 22 weggeführt.

Gleichzeitig mit der vom Rechengerät 37 gesteuerten Verminderung der biologischen Aktivität wird in der bereits beschriebenen Weise auch die Belüftungsrate für den Reaktor Centsprechend vermindert, um unnötigen Sauerstoffeintrag zu vermeiden.

Mit Beginn eines erneuten Abwasseranfalls füllt sich zunächst der leere Abwasserbelüftungsreaktor A. Gesteuert durch das Rechengerät 37 fördert dabei die Pumpe bzw. Fördereinrichtung 22 nach Umschalten des Ventils 23, im wesentlichen gleichzeitig mit dem erneuten Abwasserstrom beginnend, soviel Belebtschlamm aus dem Schlammwiederbelüftungsreaktor C in den Reaktor A, wie bei normalem Betrieb in diesem vorhanden ist, wobei die nach dem entsprechenden Programm des Rechengeräts 37 in den Reaktor A geförderte Belebtschlammenge über die Meßanordnung 48 mit dem Trübungsmesser gemessen und gesteuert wird, der daher mindestens nahezu au der tiefsten Stelle des Reaktors A angeordnet ist

Wie bereits angedeutet, dient die Zeit für die Auffüllung des Abwasserbelüftungsreaktors A bis zum Überlauf in das Nachklärbecken B, und damit bis zur Produktion von gereinigtem Wasser, zur Anpassung des mit der niedrigen Restaktivität des Schlammwiederbelüftungsreaktors Causgestatteten Belebtschlamm an die normalen, vor dem Unterbruch des Abwasserstroms gegebenen und im Rechner bzw. Rechengerät 37 festgehaltenen Betriebsbedingungen.

Selbstverständlich wird im Einsetzen des Abwasserstroms auch die Belüftungsrate nach Maßgabe der in beiden Reaktoren A und C steigenden biologischen Aktivität an die vorher gegebenen Werte angepaßt

Die Einstellung tier Restaktivität des Belebtschlamms im Schlammwiederbelüftungsreaktor C während der Ruheperiode kann dabei durch entsprechende Vorversuche so genau erfolgen, daß die gewünschte Reinwasserqualität sofort nach dem erneuten Anlaufen des biologischen Reinigungsprozesses erhalten wird.

Erhöhung und Erniedrigung der biologischen Aktivitäten werden dabei beispielsweise durch entsprechende Sollwertänderungen vorgenommen, an die die Istwerte von dem Prozeßrechner bzw. Rechengerät 37 automa-

tisch durch Änderungen mindestens einiger der durch Stellsignale des Rechners beeinflußbaren Parameter angepaßt werden.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Beispiele beschränkt Bei der Vielzahl der in einer Abwasserreinigung gegebenen Störungen und der relativ großen Zahl der beeinflußbaren Parameter, ist es nicht möglich, alle Variationen des neuen Verfahrens in Beispielen zu beschreiben, zumal es darüber hinaus für einzelne Störungen unter Umständen mehrere Wege zu ihrer Beseitigung gibt von denen dann im Betrieb und bei der Programmierung des Rechners 37 und bei Berücksichtigung aller — unter Umständen sogar für die jeweilige, einzelne Anlage spezifischen — individuellen Einflüsse der wirtschaftlichste und beste — gegebenenfalls im Experiment — gesucht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Steuerung des biochemischen Reaktionsablaufs bei Änderungen von Menge und/oder Zusammensetzung des zu reinigenden Abwassers in einer biologischen Abwasserreinigungsanlage, die nach dem Schlammwiederbelüftungsverfahren betrieben wird und mindestens einen Abwasserbelüftungsreaktor, ein Nachklärbecken und einen Schiammwiederbelüftungsreaktor aufweist, wobei in der Flüssigphase beider Reaktoren mindestens je Sauerstoffkonzentration, Trübung, pH-Wert und Temperatur sowie zusätzlich der am Abwasserbelüftungsreaktor pro Zeiteinheit zufließende Abwasserstrom kontinuierlich gemessen werden, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Abwasserbelüftungs- und in dem Sehlammwiederbelüftungsreaktor jeweils aus der Sauerstoffkonzentration ((JO2) und der Trübungsmessung (Tr) automatisch ein von der jeweiligen Temperatur (T) abhängiger, spezifischer Sauerstoffbedarf (<fii) ermittelt wird, der auf der Basis vorbestimmter Zusammenhänge ein Maß für die biologischen Aktivitäten der Mikroorganismen ist, und daß bei durch dosierte Zugabe von Säuren (S) oder Laugen (L) konstant und untereinander gleich gehaltenen pH-Werten in beiden Reaktoren (A, C), nach Maßgabe von Änderungen im spezifischen Sauerstoffbedarf im Abwasserbelüftungsreaktor (A) automatisch die Parameter verändert werden, welche die biologischen Aktivitäten der Organismen beeinflussen, welche Parameter beispielsweise der Mengenstrom und/oder Aktivität des zufließenden Belebtschlammes und/oder die Belüftungsrate, d. h. der zugeführte Gasmengenstrom, und/oder Mengenstrom und/oder die Zusammensetzung der zugesetzten Nährlösungen für mindestens einen Reaktor (A oder C) sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor einer Unterbrechung der Abwasserzufuhr die letzten, die biologische Aktivität der Mikroorganismen in beiden Reaktoren bestimmenden Meßdaten festgehalten werden, daß weiterhin bei Ausbleiben des Abwasserstroms der Abwasserbelüftungsreaktor ^entleert und in dem Schiammwiederbelüftungsreaktor (C) unter Beibehaltung des während des Betriebs gemessenen pH-Wertes durch Zugabe einer biologisch verwertbaren mindestens Kohlenstoff-, Stickstoff- und/oder Phosphorquellen enthaltenden Nährlösung (N) eine empirisch bestimmte, biologische Restaktivität aufrechterhalten wird, die mindestens 1 % der zuletzt im Abwasserbelüftungsreaktor (A) enthaltenen Aktivität beträgt und deren Größe von dem minimalen, für die Wiederauffüllung dieses Reaktors (A) benötigten Zeitintervall abhängt, und daß schließlich bei wiedereinsetzendem Abwasserstrom der Abwasserbelüftungsreaktor (A) unter gleichzeitiger Einspeisung von belebtem Rücklaufschlamm aus dem Schiammwiederbelüftungsreaktor (C) gefüllt und in beiden Reaktoren (A, C) während der Füllung des Abwasserbelüftungsreaktors (A) die vor seiner Entleerung herrschenden, biologischen Aktivitäten für den Betrieb hergestellt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Abwasserbelüftungsreaktor (A) mit einer Durchflußrate geleert und wieder gefüllt wird, die derjenigen des normalen Betriebs entspricht.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens während der Stillstandszeit des Abwasserbelüftungsreaktors (A) die Sauerstoffzufuhr zu dem Schiammwiederbelüftungsreaktor (^ reduziert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Entleeren des Abwasserbelüftungsreaktors (A) anfallende Flüssigphase in dem Nachklärbecken (B) gereinigt und der anfallende Schlamm dem Schiammwiederbelüftungsreaktor (C) zugeführt wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bei der in beiden Reaktoren der Anlage Meßfühler bzw. Meßanordnungen für den pH-Wert, die Temperatur, die Sauerstoffkonzentration und die Trübung sowie für den, im Abwasserbelüftungsreaktor zufließenden Abwassermengenstrom vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß Meßfühler und -anordnungen (13,38,39,48,49) über erste Signalleitungen (40,41,44 bis 47,50,51) an ein Rechengerät (37) angeschlossen sind, in dem ein Teil der Meßwerte zu der Kenngröße des spezifischen Sauerstoffbedarfs (qO₂) verknüpft wird, und daß ferner auf Grund dieser Verknüpfung ausgegebene Stellsignale über zweite Signalleitungen (52 bis 64) zu Dosiereinrichtungen (31 bis 36) in je einer Zulaufleitung (25 bis 30) jedes Reaktors (A, C) für eine Säure (S), eine Lauge (L) und eine Nährlösung (N), sowie zu Durchflußregelorganen (9, 10) und/oder regelbaren Fördereinrichtungen (19,22) in Zuführleitungen (12, 30, 4, 5) für Belebtschlamm und/oder Belüftungsgas zumindest einem der beiden Reaktoren (A, C) geführt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abwasserbelüftungsreaktor (A) eine mit einer Fördereinrichtung (17) versehene Entleerungsleitung (16) aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Entleerungsleitung (16) in das Nachklärbecken ^einmündet.