DE2550818A1

DE2550818A1 - Biological waste water purificn. by activated sludge process - using plant provided with flexible collectors for biomass and colloids

Info

Publication number: DE2550818A1
Application number: DE19752550818
Authority: DE
Inventors: Leo Funk; Michael Funk
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-11-12
Filing date: 1975-11-12
Publication date: 1977-05-26
Also published as: DE2550818C3; DE2550818B2

Abstract

In a first oxidn. step and in a second nitration step, the pre-clarified waste water, with activated sludge and biomass, is intimately mixed with compressed air-O2 under over-press. and aerobically purified. In a third, denitration, step, purificn. is anaerobic. Any formed excess sludge is separated in a flotation clarifying after-step, under release of press. Novelty consists in passing the pre-clarified waste water together with compressed air, in each step, through holding bodies for bio-mass and colloid-collectors, present as flexible sponge or foam bodies. Full purificn. is achieved quickly, with high space yields and high O2 supply, but low energy consumption. Air-O2 is used up completely.

Description

Beschreibungdescription

Verfahren und Vorrichtung zur biologischen Abwasserreinigung nach dem Schlammbelebungsverfahren.Method and device for biological wastewater treatment according to the sludge activation process.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur biologischen Vollreinigung nach dem Schlammbelebungsverfahren, bei dem das vorgeklärte Abwasser mit Belebtschlammflocken und biologischem Rasen (Biomasse) in einer ersten Stufe, der Oxidationsstufe, und dann in einer zweiten Stufe, der Nitrifikationsstufe, innig mit unter Druck eingetragenem Luftsauerstoff unter Überdruck vermischt und aerob gereinigt sowie anschließend in einer dritten Stufe, der Denitrifikationsstufe, anaerob gereinigt wird und der gegebenenfalls entstehende Überschußschlamm in einer Flotationsnachklärstufe unter Druckentlastung abgeschieden wird.The invention relates to a method and a device for biological Full cleaning according to the sludge activation process, in which the pre-treated wastewater with activated sludge flakes and biological turf (biomass) in a first stage, the oxidation stage, and then in a second stage, the nitrification stage, intimately mixed with atmospheric oxygen introduced under pressure under excess pressure and aerobic cleaned and then in a third stage, the denitrification stage, Is cleaned anaerobically and the possibly resulting excess sludge in one Flotation secondary clarification stage is separated under pressure relief.

Es ist ein generelles Ziel bei allen vollbiologischen Abwasserreinigungen, daß der Flora und Fauna (Biomasse) des Abwassers der lebensnotwendige und zum aeroben Abbau der organischen Inhaltsstoffe erforderliche Luftsauerstoff zur vollen Ausnutzung in ausreichendem Maße schnell und wirksam mit relativ geringem Energieaufwand angeboten wird. Bei den konventionellen Belebtschlammanlagen wird der Luftsauerstoff durch Einblasen von Luft mittels Gebläse über der Beckensole oder mit horizontal bzw. vertikal rotierenden Oberflächenlüftern zugeführt, sofern man das vorgereinigte Abwasser nicht über Tropfkörper abtropfen läßt.It is a general goal for all fully biological wastewater treatment, that the flora and fauna (biomass) of the wastewater is vital and aerobic Decomposition of the organic constituents required atmospheric oxygen for full utilization in sufficient Measure quickly and effectively with relatively little energy is offered. In conventional activated sludge systems, the oxygen in the air by blowing in air with a fan above the pool brine or horizontally or vertically rotating surface fans, provided that the pre-cleaned Do not allow waste water to drip off via trickling filters.

Schließlich ist es bekannt (DT-OS 1 584 927), die Belüftung des Gemischs des Abwasser mit. dem Klärschlamm bzw. der Biomasse bei einem Druck durchzuführen, der in einzelnen oder allen Stufen über dem Atmosphärendruck, vorzugsweise im Bereich von 2 bis 5 kg/cm2, liegt. Die Klärschlammabtrennung bewirkt man dann durch Druckentlastung. Der Abbau der Inhaltsstoffe läßt sich so beschleunigen.Finally, it is known (DT-OS 1 584 927) to ventilate the mixture of the wastewater with. to carry out the sewage sludge or biomass at one pressure, that in individual or all stages above atmospheric pressure, preferably in the range from 2 to 5 kg / cm2. The sewage sludge separation is then effected by relieving the pressure. The breakdown of the ingredients can be accelerated in this way.

Sind sehr große Luftsäuerstoffmengen in das Klärshlamm-Wassergemisch einzubringen, steigt der Energieaufwand sowohl bei der Oberflächenbelüftung als auch bei der Druckbelüftung auf der Behältersole stark an und erreicht eine natürliche Grenze, die dort liegt, wo es durch die mit dem Sauerstoffeinbringen einhergehende erhöhte Turbulenz zur Zerschlagung der Schlammflocken oder zum Aufschäumen kommt. Daher kann es bei konventionellen, hochbelasteten Belebtschlammanlagen mit ausreichender Populationsdichte beim biologischen Abbau dejorganischen Schmutzstoffe dazu kommen, daß die Sauerstoffzehrung (der Sauerstoffverbrauch) im Belüftungsbehälter schneller verläuft als die Sauerstoffzufuhr erfolgt. Z.B. führt eine sehr hohe Konzentration an organischen Inhaltsstoffen im.There are very large amounts of atmospheric oxygen in the sewage lamb-water mixture to bring in, the energy expenditure increases both for surface ventilation and also with the pressure ventilation on the container brine strongly and reaches a natural one Limit that lies where it is caused by the introduction of oxygen increased turbulence for breaking up the sludge flakes or for foaming. Therefore it can be sufficient with conventional, highly loaded activated sludge plants Population density in the case of biological degradation of organic pollutants, that the oxygen consumption (the oxygen consumption) in the ventilation tank faster proceeds as the oxygen supply occurs. E.g. leads to a very high concentration of organic ingredients in the.

Abwasser oft dazu, daß die Schmutzstoffe in dicker Schicht an die Mikroorganismen adsorbiert werden, wodurch der giBste Sauerstoff nur noch langsam in das Zellinnere diffundieren kann, ein Effekt, der durch die Druckerhöhung nur teilweise ausgeglichen wird. Die Diffusionsgeschwindigkeit kann so gering werden, daß die Zellen absterben. Nur genügend hohe energieverzehrende Turbulenz, die einen großen Luftüberschuß erfordert, kann bei konventionellen Verfahren diesen Effekt bis zum Erreichen der erwähnten kritischen Turbulenz vorbeugen. Die aeroben Kleinlebewesen (Bakterien und Protozoen) im Belebungsbehälter sind aber nur lebensfähig in der Lage, den gewünschten Abbau der Schmutzstoffe durchzuführen, wenn in ihrer Umgebung genügend Sauerstoff für sie bereitsteht, d.h., nach derzeitigen Erfahrungen mit einem Mindestgehalt von 1 bis 2 mg/l im Wasser gelöst direkt zur Verfügung steht. Maßgebend für einen schnellen und durchgreifenden biologischen Reinigungsprozeß ist daher die Geschwindigkeit der Sauerstoffübertragung aus der Luft über das Wasser zu den aktiven lebenden Zellen des Belebtschlamms bzw. biologischen Rasens. Auch bei dem zur Durchführung dieses Verfahrens verwendeten Belüftungsbehälter hat ein intensiver Lufteintrag dort seine Grenzen, wo die durch eine Luftverteileinrichtung eingetragene Luft so intensiv eingetragen wird, daß es zu Verwirbelungen und zu einem Zerschlagen der Schlammflocken kommt.Sewage often causes the pollutants in a thick layer to the Microorganisms are adsorbed, making the oxygen available only slowly can diffuse into the cell interior, an effect only caused by the increase in pressure is partially offset. The diffusion speed can be so low that that the cells die. Just enough energy-consuming turbulence, the one requires a large excess of air, this effect can occur with conventional methods Prevent until the critical turbulence mentioned is reached. The aerobic microorganisms (Bacteria and protozoa) in the aeration tank are only viable in the Able to perform the desired degradation of pollutants when in their environment enough oxygen is available for them, i.e. after current Experience with a minimum content of 1 to 2 mg / l dissolved in water directly for Available. Decisive for a quick and thorough biological Purification process is therefore the rate of oxygen transfer from the Air via the water to the active living cells of the activated sludge or biological Lawn. Also in the case of the aeration tank used to carry out this process an intensive air intake has its limits where it is caused by an air distribution device entered air is entered so intensively that it becomes turbulent and too a smashing of the flakes of mud comes.

Um einen hohen Sauerstoffeintrag mit vergleichsweise niedrigem Energieaufwand zu erreichen, ohne daß die Anlagekosten steigen und die Gefahr großer Turbulenzen und damit des Zerschlagens des Belebtschlamms auftreten kann, sieht ein älterer Vorschlag (DT-AS 24 20 977) bei einer Vorrichtung zur biologischen Abwasserreinigung nach dem Schlammbelebungsverfahren, bei dem das vorgeklärte Abwasser in einem die Biomasse enthaltenden Belüftungsbehälter bei über der Wasseroberfläche stehender Druckluft von wenigstens etwa 2 atü innig mit eingetragenem Luftsauerstoff zur Oxidation vermischt und gereinigt, der Schlamm vom gereinigten Wasser getrennt und in den Druckbelüftungsbehälter zurückgeführt und der Schlammzuwachs als Überschußschlamm beseitigt wird, vor, daß im Belüftungsbehälter Haftkörper für die Biomasse und Kolloidoffenporigen fänger in Form von/Schãumstoffkörpern und eine Zusammendrückvorrichtung vorgesehen sind, mit der die Schaumstoffkörper durch wechselweise Volumenvergrößerung und Volumenverkleinerung mit oberhalb der Wasseninrfläche eingeleiteter Luft gefüllt undunterdieser befreibar sind. Durch die Schaumstoffkörper wird der Sauerstoff eintrag intermittierend unterstützt, doch ist die auf diese Weise erzielbare Raumausbeute begrenzt.A high oxygen input with a comparatively low energy consumption to achieve without increasing the investment costs and the risk of major turbulence and so that the breaking up of the activated sludge can occur, an older one sees Proposal (DT-AS 24 20 977) for a device for biological wastewater treatment after the sludge activation process, in which the pre-treated wastewater in a die Aeration tank containing biomass when standing above the water surface Compressed air of at least about 2 atmospheres intimately with entered atmospheric oxygen for oxidation mixed and purified, the sludge separated from the purified water and placed in the Recirculated pressure ventilation tank and the sludge growth as excess sludge is eliminated before that adhesive body for the biomass and colloid open-pored in the ventilation container catcher in the form of / foam bodies and a compression device provided are, with which the foam body by alternately increasing and decreasing volume filled with air introduced above the inner surface of the water and released below it are. The oxygen input is supported intermittently by the foam body, but the space that can be achieved in this way is limited.

Es ist nicht auszuschließen, daß die eingetragene Luft schneller als nötig für einen ausreichenden Übergang des Sauerstoffs zum frei schwebenden Belebtschlamm hochperlt. Der Sauerstoffübergang für Biomasse ist nur innerhalb der Schaumstoffkörper gut, sofern diese in nicht zu rascher Folge komprimiert und entspannt werden. It cannot be ruled out that the air introduced faster than necessary for a sufficient transition of the oxygen to the free-floating one Activated sludge pearls up. The oxygen transfer for biomass is only within the Foam body is good, as long as it is not compressed and relaxed in too rapid succession will.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur biologischen Vollreinigung von Abwasser nach dem Schlammbelebungsverfahren anzugeben, bei welcher mit hoher Raumausbeute ein hoher Sauerstoffeintrag mit vergleichsweise niedrigem Energieaufwand erfolgt, ohne daß die Anlagekosten sehr steigen, und bei welcher die Vollreinigung in vergleichsweise kurzer Verweilzeit abgeschlossen ist. The invention is based on the object of a method and a Device for the complete biological purification of wastewater using the sludge activation process indicate at which with high space yield a high oxygen input with comparatively low energy consumption takes place without the investment costs increasing very much, and with which the full cleaning is completed in a comparatively short dwell time.

Diese Autabe ist für das eingangs genannte Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des Verfahrenshauptanspruchs gelöst, Ausgestaltungen dieses Verfahrens ergeben sich aus den Verfahrensunteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung. Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung ist im Vorrichtungshauptanspruch gekennzeichnet, während vorteilhafte Ausgestaltungen sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung ergeben.This autabe is for the procedure mentioned by the characterizing Features of the main claim of the method solved, embodiments of this method result from the process subclaims and the following description. A device suitable for carrying out the method is defined in the main device claim characterized, while advantageous refinements emerge from the subclaims and the following description.

Durch die Schaumstoffkörper wird der Sauerstoffeintrag stark unterstützt. Sie wirken als Haftkörper für die Biomasse und als Kolloidfänger. In den Poren der Schaumstoffe siedeln sich die Mikroben so zahlreich an, daß nach kurzer Einarbeitungszeit ein hochaktiver "biologischer Rasen" und "biologischer Schlamm" gebildet ist. Durch die Haftung der Biomasse ist ein sehr intensiver Lufteintrag möglich, ohne daß Turbulenzen zu befürchten sind, da in den Poren der Schaumstoffkörper turbulente Kapillarströmungen kaum auftreten. In den Poren der Schaumstoffkörper steht eine sehr große Oberfläche als Haftoberfläche für die Biomasse zur Verfpng, an der diese daher auch bei intensiver Luftdurchströmung der Poren, die stetig oder insbesondere intermittierend erfolgt, haften bleibt. Bei intermittierender Drucklufteinleitung wird besonders vorteilhaft erreicht, daß in den Ruhepausen der eingeleitete Luftsauerstoff auch aufgenommen wird. Es hat sich überraschend gezeigt, daß die biologische Reinigung mit besonders großer Intensität wegen der erhöhten und beschleunigten Sauerstoffzehrung erfolgt, wobei nur ein Druckbelüftungsbehälter oder eine Reihe vonDruckbelüftungsbehältern mit vergleichsweise geringem Rauminhalt erforderlich ist, weil durch die stetige oder pulsierende Durchströmung der Schaumstoffkörper sichergestellt ist, daß praktisch alle Teilbereiche des Abwassers gleichen Reinigungsbedingungen bei jeweils ausreichendem Sauerstoffangebot in der ersten und zweiten Stufe unterworfen werden. Durch die Erfindung wird eine gleichmäßige äußerst feine Gleichverteilung der Biomasse über praktisch das gesamte zu durchströmende Arbeitsvolumen der Stufen oder Behälter erzielt, was bisher wegen der befürchteten Verstopfung der engen Strömungskanäle nicht für möglich gehalten wurde. Man hat sich daher nur um eine Feinverteilung der Luft im Schlamm-Wasser-Gemisch bemüht, aber nicht feinverteilt die Biomasse an einen Haftkörper gebunden, durch den das Abwasser-Luft-Gemisch in Form einer Kapillarströmung hindurchgeleitet wird. Bei spezifisch hoher Abwasser-Raumbelastung, d,h. geringen Aufenthaltszeiten von weniger als 30 bis 60 Minuten können neben gleichzeitiger Nitrifikation bei hoher BSB-Raumbelastung ( 2 kg BSB/m3 und Tag) und hoher Schlammbelastung (1 kg BSB/kg Trockensubstanz und Tag) bis zu 95 % der organischen Verunreinigungen aus dem Abwasser beseitigt werden. Der Energiebedarf liegt in diesem Fall unter 0,8 bis 0,9 kWh/kg BSB (biochemischer Sauerstoffbedarf). Der Sauerstoff wird dem Abwasser nicht wie bei konventionellen Belebtschlammanlagen nur durch Einblasen von Luft zugeführt sondern der Eintrag erfolgt in der Weise, daß auch bei geringem Energiebedarf sichergestellt ist, daß eine hohe und wirksame Sauerstoffdiffusion zwischen Luft und Abwasser erreicht wird. Hierdurch ergibt sich eine Steigerung des zeitlichen Sauerstoffeintrags gegenüber den bekannten drucklosen Verfahren sowie dem bekannten Druckverfahren. Außerdem ist es jederzeit möglich, das Sauerstoffangebot im Wasser ohne weiteres über 2 mg/l zu halten. Jeder Druckbelüftungsbehälter kann vergleichsweise kleiner als bei dem bekannten Verfahren für eine bestimmte Durchsatzleistung gehalten werden. Die Voraussetzungen für eine günstige Nachreinigung durch Flotation werden beim Druckverfahren wegen der Möglichkeit, die Druckentlastung auszunützen, besonders günstig aber auch bei den drucklosen Verfahren verbessert.The oxygen input is strongly supported by the foam body. They act as adhesive bodies for the biomass and as colloid scavengers. In the pores of the The microbes settle in so many foams that after a short training period a highly active "biological turf" and "biological sludge" is formed. By the adhesion of the biomass is a very intensive air entry possible without turbulence There is a risk of turbulent capillary flows in the pores of the foam body hardly occur. There is a very large surface area in the pores of the foam body as an adhesive surface for the biomass available, on which this therefore also with intensive Air flow through the pores, which takes place continuously or, in particular, intermittently, sticks. Intermittent introduction of compressed air is particularly advantageous achieves that the introduced atmospheric oxygen is also absorbed during the rest breaks will. It has been shown, surprisingly, that the biological cleaning with special high intensity due to the increased and accelerated consumption of oxygen, with only one pressurized ventilation container or a series of pressurized ventilation containers with comparatively small volume is required because by the steady or pulsating flow through the foam body ensures that practical all sub-areas of the wastewater have the same cleaning conditions with sufficient in each case Oxygen supply in the first and second stage are subjected. Through the Invention is a uniform extremely fine uniform distribution of the biomass over practically the entire working volume of the steps or containers to be flown through achieved what so far because of the feared clogging of the narrow flow channels was not thought possible. One has therefore only to a fine distribution the air in the sludge-water mixture tries, but does not finely distribute the biomass bound to an adhesive body through which the waste water-air mixture in the form of a Capillary flow is passed through. at specifically high wastewater volume load, d, h. short dwell times of less than 30 to 60 minutes can occur in addition to simultaneous Nitrification with high BOD volume loading (2 kg BOD / m3 and day) and high sludge loading (1 kg BOD / kg dry matter per day) up to 95% of the organic impurities can be eliminated from the wastewater. In this case, the energy requirement is below 0.8 to 0.9 kWh / kg BOD (biochemical oxygen demand). The oxygen becomes the Unlike conventional activated sludge systems, wastewater is not only blown in supplied by air but the entry takes place in such a way that even with little Energy requirements ensure that a high and effective oxygen diffusion between air and wastewater is achieved. This results in an increase the temporal oxygen input compared to the known pressureless methods and the well-known printing process. It is also possible at any time to check the oxygen supply easily kept above 2 mg / l in water. Any pressurized ventilation container can comparatively smaller than with the known method for a certain throughput being held. The prerequisites for inexpensive post-cleaning by flotation are used in the printing process because of the possibility of using the pressure relief, particularly favorable but also improved in the pressureless process.

Zweckmäßigerweise wird die Reinigung in den einzelnen Stufen jeweils in getrennten Druckbelüftungsbehältern mit eigenen diese ausfüllenden Haftkörpern in Form von flexiblen Schwamm- oder Schaumstoffkörpern durchgeführt, da durch die Unterteilung die Gefahr eines Verstopfens/verringert ist und die einzelnen Stufen besser auf optimale Bedingungen geregelt werden können.The cleaning in the individual stages is expedient in separate pressure ventilation containers with their own adhesive bodies filling them carried out in the form of flexible sponge or foam bodies, as through the Subdivision the risk of clogging / reduced and the individual stages can be better regulated to optimal conditions.

Die Gefahr des Verstopfens der insgesamt durchströmten Schaumstoffkörper ist überraschend gering und bei der Ausgestaltung, bei der die Schaumstoffkörper intermittierend zusammengepreßt und entlastet werden, vernachlässigbar klein. Trotz dieses Zusammendrückens, das jedoch nicht bis zum vollständigen Aufheben der Porenstruktur erfolgen soll, damit der Belebtschlamm nicht gelöst wird, wird die Durchströmung nicht unterbunden. Dem dem Abwasserzulauf benachbarten Schaumkörper wird die Druckluft während seines Entspannens zugeführt, da dieser dann gleichmäßig Abwasser und Luftsauerstoff aufnimmt. Um eine vollständige Sauerstoffzehrung in der dritten Stufe sicherzustellen, ist die dortige Einleitung von nur vorgereinigtem Abwasser zweckmäßig, da dieses einen besonders hohen Sauerstoffbedarf hat. Bei intermittierend zusammengedrückten Schaumstoffkörpern unterliegt das Luft-Abwasser-Belebtschlammgemisch einer wechselweisen Kompression und Expansion.The risk of clogging of the foam bodies through which there is a total flow is surprisingly low and in the configuration in which the foam body are intermittently compressed and relieved, negligibly small. Despite this squeezing, but not to the full The pore structure should be lifted so that the activated sludge is not dissolved, the flow is not prevented. The foam body adjacent to the wastewater inlet the compressed air is supplied during its relaxation, as this is then evenly Absorbs wastewater and atmospheric oxygen. To ensure complete oxygen consumption in To ensure the third stage, there is the introduction of only pre-cleaned Wastewater is useful because it has a particularly high oxygen requirement. With intermittent The air-wastewater-activated sludge mixture is subject to compressed foam bodies an alternating compression and expansion.

Bei der erfindungsgemäßen biologischen Vollreinigung organisch verunreinigter Abwässer wirken die Schaumstoffkörper als Sauerstoff-Lösungsbeschleuniger, da sie in Verbindung mit der Biomasse durch die Kompression mit dem Luft-Abwasser-Gemisch eine durchgreifende Sauerstoff-Übertragung in kürzester Zeit gewährleisten, Alle Maßnahmen zielen darauf ab, daß der Flora und Fauna (Biomasse) des Abwassers der lebensnotwendige und zum Abbau der organischen Inhaltsstoffe erforderliche Luftsauerstoff zur vollen Ausnützung in ausreichendem Maße schnell und wirksam mit relativ geringem Energieaufwand angeboten wird, um eine beschleunigte Diffusion zu gewährleisten. In den Reinigungsbehältern wird Preßluft gemeinsam mit mechanisch vorgeklärtem Abwasser in Abhängigkeit vom Abwasserzulauf bzw. der BSB-Belastung mittels Kompressor stoßweise in solcher Menge zudosiert, wie zur Aufrechterhaltung eines Mindestsauerstoffgehaltes im Wasser von 2mg/l benötigt wird. Das Abwasser kann von einem Rückhaltebecken aus über einen Pumpensumpf mittels Abwasserdruckpumpen der ersten Stufe, der Oxidationsstufe, intermitterend zugeführt und gleichzeitig mit Druckluft vermengt werden. Diese und das Abwasser werden unter einer Siebplatte im unteren Teil des ersten als Druckzylinder ausgebildeten Druckbelüftungsbehälters über entsprechend dimensionierte Rohre in unmittelbarer Nachbarschaft eingespeist. Es bedarf keiner fein- oder mittelblasigen Belüftungseinrichtung. Das bedeutet Energieersparnis und weniger Betriebsstörungen an den Belüftungsaggregaten, da fein-oder mittelblasige Belüftungsdüsen der Luft einen zu hohen Widerstand entgegensetzen und sich allzuleicht mit Schlamm zusetzen.In the biological full cleaning according to the invention, organically contaminated In wastewater, the foam bodies act as an oxygen dissolution accelerator because they in connection with the biomass through the compression with the air-wastewater mixture ensure a thorough oxygen transfer in the shortest possible time, all Measures aim to ensure that the flora and fauna (biomass) of the wastewater vital atmospheric oxygen that is necessary for the breakdown of the organic constituents to take full advantage of it quickly and effectively to a sufficient extent with relatively little Energy expenditure is offered to ensure accelerated diffusion. In the cleaning tanks, compressed air is used together with mechanically pre-treated wastewater intermittently depending on the wastewater inflow or the BOD load by means of the compressor dosed in such an amount as to maintain a minimum oxygen content in water of 2mg / l is required. The wastewater can from a retention basin via a pump sump by means of wastewater pressure pumps of the first stage, the oxidation stage, be fed in intermittently and at the same time mixed with compressed air. This and the wastewater will be under a sieve plate in the lower part of the first as a pressure cylinder trained pressure ventilation container via appropriately sized pipes in in the immediate vicinity. There is no need for fine or medium bubbles Ventilation device. This means energy savings and fewer malfunctions in the ventilation units, because fine or medium-bubble aeration nozzles oppose too high a resistance to the air and it's all too easy to get clogged with mud.

Bei /einer weiteren AusgestaltungderErfindung, bei der die Schaumstoffkörper intermittierend zusammengedrückt und wieder entspannt werden, wird die eingespeiste Druckluft durch den komprimierten Schaumstoffkörper an ihrem freien Aufstieg durch das Wasser-Schlamm-Gemisch so stark behindert, daß sie schon im unteren Abschnitt gleich nach ihrem gemeinsamen Eintritt mit dem Abwasser komprimiert wird. Hierbei kann sich die schon vorkomprimierte Luft nicht nach Eintritt in den Druckbelüftungsbehälter gleich wieder entspannen, wie das bei konventionellen Verfahren der Fall ist. Sie wird darüberhinaus durch den absteigenden Schaumstoffkörper, der sich wie ein Kolben im Druckzylinder im Mittel auf- und abwärtsbewegt, weiter unter erhöhten Druck gesetzt, wobei die Sauerstoff-Lösungsgeschwindigkeit um ein erhebliches Maß gesteigert wird. Erst nachdem der Schaumstoffkörper zwischen der z.B. Siebkolbenplatte und der unteren Siebplatte, auf der er sich abstützt, über dem Behälterboden bis zum Anschlag komprimiert ist, die Siebkolbenplatte den Schaumstoffkörper zur Entspannung freigibt und dieser sich wieder ausdeh~nen kann, werden die durch die Poren des Schaumstoffs gepreßten Luftblasen teilweise entspannt und feinverteilt durch etwasWasser-Schlamm-Gemisch nach oben steigen. Hierbei wird der in den Schaumstoffkörpern angesiedelte biologische Rasen durchgreifend belüftet. Der Sauerstoff im Abwasser-Schlamm-Gemisch erreicht dadurch wesentlich höhere Konzentrationen, als bei den bisherigen Lufteintragungsmethoden möglich ist.In a further embodiment of the invention in which the foam bodies are intermittently compressed and relaxed again, the fed Compressed air through the compressed foam body on its free ascent the water-sludge mixture is so hindered that it is already in the lower section is compressed immediately after their common entry with the wastewater. Here the already pre-compressed air cannot dissipate after entering the pressure ventilation tank relax again immediately, as is the case with conventional procedures. she is also made by the descending foam body, which looks like a piston Moved up and down in the pressure cylinder on average, further placed under increased pressure, whereby the rate of oxygen dissolution is increased by a considerable amount. Only after the foam body has been placed between the piston plate, for example, and the lower one Sieve plate, on which it rests, compressed over the bottom of the container as far as it will go is, the piston plate releases the foam body for relaxation and this can expand again, they are pressed through the pores of the foam Air bubbles partially relaxed and finely divided by a little water-mud mixture rise to the top. Here, the biological Thoroughly aerated lawn. The oxygen in the sewage-sludge mixture is reached therefore significantly higher concentrations than with the previous air injection methods is possible.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die beigefügte schematische Skizze einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit 1 2,3 drei zylindrischen Druckbelüftungsbehäein7Bezug genommen, in denen jeweils mittig eine Siebkolbenplatte 6 und nahe den Stirnseiten jeweils eine Siebplatte 7, 8 als Abstützung für zwischen der Siebkolbenplatte 6 und diesen angeordneten Schaumsto@körper 4,5 angebracht ist. Eine Kolbenstange mit pr ischar. aber hydraulischem Arbeitszylinder zur durch eine Steuereinheit gesteuerten Auf- und Abwärtsbewegung der Siebkolbenplatte 6 ist nicht dargestellt. Derartige Kolbenantriebe sind bekannt. Das vorgeklärte Abwasser wird dem ersten Druckbelüftungsbehälter 1 (Reaktor I) von unten her über einen Einlaß 15 zugeführt und gelangt dann vom Kopf des Behälters aus dem Auslaß 17 über eine Rohrleitung 10 von unten durch einen Einlaß 18 in den zweiten Druckbelüftungsbehälter 2 (Reaktor II) und schließlich vom Kopf durch einen Auslaß 19 und eine Leitung 11 durch enden Einlaß 20 in einen dritten Druckbelüftungsbehälter 3 (Reaktor III), dem am Kopf durch einen Auslaß 21 das vollgereinigte Wasser entnahmen wird. Überschußschlamm kann aus dem zweiten Behälter 2 über einen Auslaß 22 abgezogen werden.To further explain the invention, reference is made to the attached schematic Sketch of a device according to the invention with 1 2.3 three cylindrical Druckbelüftungsbehäein7Bezug taken, in each of which a piston plate 6 in the middle and close to the end faces each a sieve plate 7, 8 as a support for between the piston plate 6 and this arranged Schaumsto @ body 4.5 is attached. A piston rod with pr ischar. but hydraulic working cylinder to be controlled by a control unit Upward and downward movement of the piston piston plate 6 is not shown. Such Piston drives are known. The pre-treated wastewater goes to the first pressure aeration tank 1 (reactor I) fed from below via an inlet 15 and then passes from Head of the container from the outlet 17 via a pipe 10 from below through a Inlet 18 into the second pressurized ventilation vessel 2 (reactor II) and finally from the head through an outlet 19 and a conduit 11 through an inlet 20 into one third pressurized ventilation vessel 3 (reactor III), the one at the top through an outlet 21 the fully purified water is withdrawn. Excess sludge can come from the second Container 2 can be withdrawn via an outlet 22.

Dem Behälter 3 kann unter Umgehung des Reaktors I (Oxidationsstufe) und des Reaktors II (Nitrifikationsstufe) Abwasser unmittelbar über eine in die Leitung 11 mündende Leitung 23, die mit einer Zweigleitung 24 auch in die Leitung 10 mürdet, zugeführt werden, damit die im Reaktor III erfolgende Denitrifikation zur vollständigen Sauerstoffzehrung führt. Die Druckluft wird einlaßseitig dem Reaktors I in ausreichendem Maße über einen Einlaß 16 zugeleitet und kann über eine Zweigleitung 25 auch noch dem Reaktor II zugeführt werden.The container 3 can bypassing the reactor I (oxidation stage) and the reactor II (nitrification stage) waste water directly into the Line 11 opening line 23, which with a branch line 24 also into the line 10 exhausted, are supplied so that the denitrification taking place in reactor III leads to complete oxygen consumption. The compressed air is on the inlet side of the reactor I supplied in sufficient quantities via an inlet 16 and can be via a branch line 25 can also be fed to reactor II.

Beim Hochsteigen der Siebkolbenplatte 6 der ersten Stufe sammelt sich die ausperlende Luft im oberen Abschnitt des Behälters 1 und wird gemeinsam mit Wasser und Belebtschlamm über die Leitung 10 in den zweiten Behälter 2 eingedrückt. Der untere Schaumstoffkörper 5 im Reaktor II wird im allgemeinen zur gleichen Zeit zusammengepreßt, in der die Kompression des oberen Schaumstoffkörpers 4 im Reaktor @ erfolgt, so daß die aufsteigende Luft der ersten Stufe nicht gänzlich von Druckzwang befreit werden kann.When the piston plate 6 of the first stage rises, it collects the bubbling air in the upper portion of the container 1 and is shared with Water and activated sludge pressed into the second container 2 via the line 10. The lower foam body 5 in reactor II is generally at the same time compressed, in which the compression of the upper foam body 4 in the reactor @ takes place, so that the rising air of the first stage is not entirely pressurized can be released.

Das Abwasser-Schlamm-Gemisch wird dann der dritten Stufe, der Reduktionsstufe oder Denitrifikationsstufe, zugeführt, in der ebenfalls die Schaumstoffkörper 4, 5 abwechselnd komprimiert und entspannt werden. Von der Denitrifikationsstufe kann das Wasser mit nunmehr vermindertem Schlammgehalt in eine Flotationsstufe eingeleitet werden, sofern dessen Abscheidung lohnt. The sewage-sludge mixture then becomes the third stage, the reduction stage or denitrification stage, in which the foam bodies 4, 5 are alternately compressed and relaxed. From the denitrification stage can the water with now reduced sludge content is fed into a flotation stage as long as it is worth separating.

Der während des kontinuierlichen Betriebs sich aufbauende Überdruck verteilt isch auf alle drei Stufen und wird erst vollständig in der Flotations-Nachklärstufe abgebaut. Hierbei kann die unter Druck gelöste, überschüssige verbrauchte Luft (sauerstofffrei) aus dem Wasser ausperlen und den Überschußschlamm an der Wasseroberfläche abscheiden.The overpressure that builds up during continuous operation it is distributed over all three stages and is only fully completed in the flotation final clarification stage reduced. The excess used air dissolved under pressure (oxygen-free) Pearl out of the water and deposit the excess sludge on the surface of the water.

Die Druckerhöhung im ganzen System der biologischen Stufen ist abhängig von der Hubgeschwindigkeit, mit der die Schaumstoffkörper 4, 5 zusammengedrückt und entlastet werden und dem Druck der eingespeisten vorkomprimierten Luft. Da die gemeinsame Zufuhr von Abwasser und Druckluft intermittierend nur dann erfolgen kann, wenn sich der Schaumstoffkörper inder ersten Stufe aufwärtsbewegt, wird die Durchflußmenge für Luft und Abwasser und somit die Aufenthaltszeit ebenfalls über die Schaumstoffkörper 4, 5 geregelt.The pressure increase in the entire system of biological stages is dependent on the stroke speed with which the foam bodies 4, 5 are compressed and relieved and the pressure of the pre-compressed air fed in. Since the Joint supply of wastewater and compressed air can only take place intermittently, when the foam body moves up in the first stage, the flow rate becomes for air and waste water and thus the residence time also via the foam body 4, 5 regulated.

Die einzelnen Reinigungsstufen 1,2 und 3 sollten nach einer bestimmten Behandlungsdauer der Abwässer wechselweise für die Durchflußrichtung betrieben werden, und zwar so, daß für eine gewisse Zeit das mechanisch vorgeklärte Abwasser gemeinsam mit der eingepreßten Luft in der Reihenfolge die erste Kammer, zweite und dritte Kammer durchströmt, wonach eine Richtungsänderung von der dritten über die zweite zur ersten Stufe automatisch erfolgen kann. Dies deshalb, da der Sauerstoff der Luft auf dem Wege zur Denitrifikationsstufe in den Oxidationsstufen 1 und 2 aufgezehrt wird und da der durch den Schaumstoffkörper 4 5 der dritten Stufe zurückgehaltene biologische Schlamm nichN##llzulange in einem sauerstofffreien (anaeroben) Zustand verharren soll, da dieser sonst in seiner Zusammensetzung nachteilig verändert werden könnte (AktivitätsVerluste).The individual cleaning stages 1, 2 and 3 should be after a certain The duration of the treatment of the wastewater is operated alternately for the direction of flow, in such a way that the mechanically pre-treated wastewater is common for a certain period of time with the compressed air in the order the first chamber, second and third Flows through the chamber, after which a change of direction from the third to the second can be done automatically for the first stage. This is because the oxygen is the Air is consumed on the way to the denitrification stage in oxidation stages 1 and 2 is and since the retained by the foam body 4 5 of the third stage biological sludge not in an oxygen-free (anaerobic) state for too long should persist, as this would otherwise be adversely affected in its composition could (activity losses).

Die in den einzelnen Stufen angereicherten Belebtschlämme werden durch die wiederholte Richtungsänderung des eingespeisten Luft-Abwasser-Gemisches immer wieder neu mit Frischluft, d.h. mit Luftsauerstoff, versorgt, und somit bei hoher Aktivität gehalten.The activated sludge enriched in the individual stages is through the repeated change of direction of the fed air-wastewater mixture always again supplied with fresh air, i.e. with atmospheric oxygen, and thus at a higher level Activity kept.

Die Schaumstoffkörper 4, 5 bestehen vorzugsweise aus hochporösem, flexiblen Polyester- bzw. Polyurethan-Schaumstoffen,' die einerseits als Haftkörper für die Biomasse und andererseits zur Transmission der Luft (Sauerstoffüberträger) dienen.The foam bodies 4, 5 are preferably made of highly porous, flexible polyester or polyurethane foams, 'on the one hand as adhesive bodies for the biomass and on the other hand for the transmission of the air (oxygen carrier) to serve.

Die Breitenerstreckung, i.a. der Durchmesser, der Schaumstoffkörper 4,5 ist etwas geringer als die des Behälters, da sich der Schaumstoffkörper beim Zusammendrücken quer bzw. radial ausdehnt.The latitude, i.a. the diameter, the foam body 4.5 is slightly less than that of the container, as the foam body is in the Compression extends transversely or radially.

Erst nahe der Endstellung der Zusammendrückvorrichtung soll er sich an die Innenwand des Behälters anlegen. Dadurch sind Verschleiß und Wandreibung reduziert.Only near the end position of the compression device should it move Place on the inside wall of the container. This results in wear and wall friction reduced.

Beim Auspressen der Schaumstoffkörper 4, 5 durch eine Siebkolbenplatte 6 oder ähnliche Zusammendrückvorrichtung wird stets für den Ausgleich der Sauerstoffkonzentration der oberen und unteren Schichten in den Druckbelüftungsbehältern 1, 2 und 3 gesorgt und das in den Poren angesiedelte biologische Material transpirierfähig gelassen.When pressing out the foam body 4, 5 through a piston sieve plate 6 or similar compression device is always used to balance the oxygen concentration of the upper and lower layers in the pressurized ventilation tanks 1, 2 and 3 are taken care of and leaving the biological material settled in the pores permeable to sweat.

Durch die gesteigerte Aktivität der Biomasse unter erhöhtem Druck mit Hilfe der Schaumstoffkörper verläuft gleichzeitig der biochemische Abbau der organischen Inhaltsstoffe mit größerer Geschwindigkeit als bei allen bekannten Anlagen.Due to the increased activity of the biomass under increased pressure With the help of the foam body, the biochemical degradation of the organic ingredients with greater speed than in all known systems.

Der mit großer Zuwachsrate sich bildende biologische Schlamm braucht nicht ständig in die Oxidationsstufen zurückgeführt zu werden, sondern kann aus der Flotationsnachklärung direkt der Schlammaufbereitungsanlage zugeführt werden. Ein Rückpumpen der flotierten Belebtschlämme entfällt somit in den meisten Fällen, was eine Energieersparnis bedeutet.The biological sludge that forms at a high rate of growth needs not to be constantly returned to the oxidation state, but can be out are fed directly to the sludge treatment plant for flotation secondary clarification. In most cases, there is no need to pump back the floated activated sludge, which means an energy saving.

Nur hochkonzentrierte, mit komplizierter organischer Konsistenz behaftete Abwässer, wie z.B. Molkereiabwässer, Abwässer der chemischen Industrie, der Zucker-, Stärke-, Papier- und Holzfaserindustrie, die bei konventionellen Verfahren auf ein vielfaches verdünnt werden müssen, bevor sie einer biologischen Aufbereitung unterworfen werden können, müssen bei außeegewöhnlich hohen Belebtschlamm-Konzentrationen behandelt werden, was auch eine zeitweise Rückführung der flotierten Überschußschläimne erforderlich machen kann.Only highly concentrated ones with a complicated organic consistency Wastewater, such as dairy wastewater, wastewater from the chemical industry, sugar, Starch, paper and wood fiber industries that use conventional processes on one must be diluted many times before they are subjected to biological treatment must be treated at unusually high levels of activated sludge become, which also requires a temporary return of the floated excess sludge can make.

Eine Abwasserverdünnung wird bei der erfindungsgemäßen Vollreinigung nur in sehr seltenen Fällen nötig erscheinen, da eine zwangsläufige Druckerhöhung im kontinuierlich durchflossenen System erreicht und eine außergewöhnlich hohe Schlammanreicherung erzielt werden kann, so daß bei hoher Schlammaktivität unter voller Sauerstoffausnutzung bei relativ kurzer Behandlungsdauer (30 bis 50 Minuten) eine zumindest befriedigende biologische Vollreinigung durchgeführt werden kann. Das bedeutet eine Bau- und Betriebskostenersparnis gegenüber allen bekannten Verfahren.A wastewater dilution is used in the full cleaning according to the invention only appear necessary in very rare cases, as an inevitable pressure increase achieved in the continuously flowing system and an exceptionally high sludge accumulation can be achieved so that with high sludge activity with full utilization of oxygen with a relatively short duration of treatment (30 to 50 minutes) at least a satisfactory one biological Full cleaning can be done. That means a saving in construction and operating costs compared to all known methods.

Für die Geschwindigkeit der Sauerstoffübertragung in das Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch ist die Grenzflächenerneuerung maßgebend. Sie ist beim erfindungsgemäßen Verfahren günstiger als bei allen bekannten Verfahren. Normalerweise ist die Lösungsgeschwindigkeit des Luftsauerstoffes in der Grenzschicht Luft-Wasser relativ groß, auch wenn die Diffusionsgeschwindigkeit des Sauerstoffes im Wasser-Schlamm-Gemisch sehr klein sein kann. Die mit Sauerstoff gesättigte Grenzschicht muß daher bei normalen Druckverhältnissen sobald wie möglich erneuert werden, wofür bei herkömmlichen Verfahren (Gebläse-Belüftung, Oberflächen-Belüftung) eine große Turbulenz im Belüftungsbecken erforderlich ist, was einem hohen Energiebedarf gleichkommt.For the speed of oxygen transfer into the sewage-activated sludge mixture the renewal of the interfaces is decisive. It is in the method according to the invention cheaper than with all known methods. Usually the speed of resolution of atmospheric oxygen in the air-water boundary layer is relatively large, even if the Diffusion speed of oxygen in the water-sludge mixture is very low can be. The boundary layer saturated with oxygen must therefore be used under normal pressure conditions be renewed as soon as possible, for which with conventional methods (fan ventilation, Surface aeration) a large amount of turbulence is required in the aeration basin, which equates to a high energy requirement.

Über die Höhe des Mindestsauerstoffgehaltes im belebten Schlamm gehen in der Fachwelt die Meinungen auseinander, jedoch nach Ansichten vieler Experten sollen Sauerstoffkonzentrationen über 2 bis 3 mg/l auf den biologischen Reinigungsvorgang ohne Einfluß sein.Go beyond the level of the minimum oxygen content in the activated sludge Opinions differ in the professional world, but according to many experts should oxygen concentrations above 2 to 3 mg / l affect the biological cleaning process to be without influence.

Das dürfte bei der derzeitigen Verfahrenstechnik für das Belebungsverfahren zutreffen. Es würden somit alle Bemühungen, den Sauerstoffgehalt im Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch konventionell auf höhere Konzentration als 2 mg/l anzuheben, einerEnergievergeudung gleichkommen. Beim Druckverfahren werden aufgrund der gesteigerten Aktivität der Biomasse andere Maßstäbe gesetzt.With the current process technology for the activated sludge process, this is likely hold true. All efforts would therefore be made to reduce the oxygen content in the sewage-activated sludge mixture conventionally to raise it to a concentration higher than 2 mg / l, a waste of energy equal. In the printing process, due to the increased activity of the Biomass set different standards.

Mit der Druckerhöhung steigt der Sauerstoffsättigungswert für das Wasser. Durch die gesteigerte Lösungstension verteilt sich der Luftsauerstoff sehr rasch im Abwasser und diffundiert zur Einstellung des Konzentrationsausgleiches gleichmäßiger und schneller als bisher durch die auf den Zellwänden des Schaumstoffkörpers 4, 5 ausgebreiteten Schlammflocken in die aktiven Zellen.With the increase in pressure, the oxygen saturation value for the increases Water. Due to the increased solution tension, the oxygen in the air is very distributed quickly in the wastewater and diffuses to adjust the concentration balance more evenly and faster than before thanks to the cells on the cell walls of the foam body 4, 5 spread mud flakes into the active cells.

Der für eine optimale Abbauleistung erforderliche Sauerstoff-Übertragungsfaktor erreicht beim Druckverfahren durch optimale Einstellung der Schaumstoffkörper-Kompressions- und Expansions-Geschwindigkeit auch unter ungünstigen Bedingungen, selbst bei einer Totalaufbereitung, d.h. ohne mechanische Vorklärung, von Abwässern mit hohenz Feststoffgehalt die denkbar günstigsten Werte. Durch die erzielbare hohe Sauerstoffeintragssteigerung wird die für eine biologische Vollreinigung erforderliche Mindestsauerstoffkonzentration von 2 mg/l praktisch bei jeder Belastung unabhängig von der Konsistenz des Abwassers und seiner Konzentration an Schmutzstoffen oder des Schlammgehaltes und der Wassertemperatur erreicht.The oxygen transfer factor required for optimal degradation performance achieved in the printing process through optimal setting of the foam body compression and expansion speed even under unfavorable conditions, even with one Total treatment, i.e. without mechanical pre-treatment, of wastewater with a high solids content the most favorable values imaginable. Due to the high increase in oxygen input that can be achieved becomes the minimum oxygen concentration required for complete biological cleaning of 2 mg / l practically with any load regardless of the consistency of the wastewater and its concentration of pollutants or the sludge content and the water temperature achieved.

Die aus der Druckerhöhung resultierende Steigerung der Sauerstoffdifllisionsgeschwindigkeit hat eine Intensivierung des Austausches von Sauerstoff gegen Kohlendioxid oder assimilierbaren Schmutz stoffen gegen Stoffwechselprodukte zwischen dem Abwasser und den lebenden Zellen zur Folge. Dies begünstigt die Produktion spezifischer Abbaufermente seitens der Bakterienzellen.The increase in the rate of oxygen diffusion resulting from the increase in pressure has an intensification of the exchange of oxygen for carbon dioxide or assimilable Dirt substances against metabolic products between the sewage and the living Cells. This favors the production of specific degradation ferments of the bacterial cells.

Die Druckreinigung erfolgt vorzugsweise bei ca. 0,5 bis ca. 2 atü.Pressure cleaning is preferably carried out at approx. 0.5 to approx. 2 atmospheres.

Bei hohen Stromungsgeschwindigkeiten kann der Einlaßdruck auch höher sein.At high flow velocities, the inlet pressure can also be higher be.

Daß die aktiven Bakterienzellen eines Belebtschlammes durch Druckerhöhung in einem abgeschlossenen erfindungsgemäßen System zu einer gesteigerten Fermentsyithese angeregt werden (erhöhte Fermentaktivität) läßt sich durch quantitative Bestimmung von Formazan nachweisen, das bei der Einwirkung einer Probe frischen Belebtschlammes aus der erfindungsgemäßen Vollreinigungsvorrichtung auf Triphenyltetrazolium-Chlorid bei gesteigertem Druck unter Abschluß äquivalent lebender Zellen und abhängig vom Ausmaß der Druckerhöhung vermehrt gebildet wird.That the active bacterial cells of an activated sludge by increasing the pressure in a closed system according to the invention to an increased fermentation synthesis can be stimulated (increased fermentation activity) by quantitative determination of Formazan prove that when exposed to a sample of fresh activated sludge from the full cleaning device according to the invention on triphenyltetrazolium chloride at increased pressure with the exclusion of equivalent living cells and depending on the The extent of the pressure increase is increased.

Es kommt auch zu einer verbesserten Anpassungsfähigkeit der Belebtschlämme für Veränderungen in der Konsistenz der Abwässer.There is also an improved adaptability of the activated sludge for changes in the consistency of the wastewater.

Das zeigt sich darin, daß stärkere Schwankungen in Konzentration und Art der Schmutzstoffe bzw. pH-Wert-Änderungen des Abwassers oder sogar die Anwesenheit von Giftstoffen, wie z.B, Zyanide, Schwefelwasserstoff, Phenole, Detergentien und mineralische Öle, ohne besonderen Einfluß auf die Abbauleistung der Schlämme in der erfindungsgemäßen Vorrichtung bleiben.This can be seen in the fact that greater fluctuations in concentration and Type of pollutants or changes in the pH value of the wastewater or even the presence of toxins such as cyanides, hydrogen sulfide, phenols, detergents and mineral oils, without any particular influence on the degradation performance of the sludge in the device according to the invention remain.

Es wurde festgestellt, daß sich die Mikroben der Biomasse unter den gegebenen Verhältnissen stündlicher pH-Wert-Änderungen von pH 7,5 auf pH 4,0 bzw. pH 12 sehr rasch den Gegebenheiten anpassen können, ohne daß ihre biologische Aktivität, selbst bei Überdosen0###enannter Gifte (Dosierungen über die normalzulässigen Grenzkonzentrationen hinaus) eine merkliche Schwächung erfährt (gemessen an der zeitlichen Abbaurate).It was found that the microbes of the biomass are among the given ratios of hourly pH changes from pH 7.5 to pH 4.0 or can adjust pH 12 very quickly to the conditions without affecting their biological activity, even with overdoses of the named poisons (dosages above the normal permissible limit concentrations in addition) experiences a noticeable weakening (measured by the rate of degradation over time).

Entsprechende toxikologische Versuche zeigten, daß ein biologischer Abwasser-Aufbereitungsprozeß gemäß der Erfindung nicht so sehr den Störungen durch Giftstöße unterworfen ist, wie dies bei konventionellen Klärverfahren der Fall sein kann.Corresponding toxicological tests showed that a biological Wastewater treatment process according to the invention not so much the disturbances Is subject to toxic shocks, as would be the case with conventional treatment processes can.

Da bei allen fermentativen bio chemischen Reaktionen die Temperatur eine wesentliche Rolle spielt, gewinnt diese gerade beim erfindungsgemäßen Verfahren besondere Bedeutung. Eine Temperaturerhöhung ist wegen der Verwendung komprimierter Luft und von Kompressionen innerhalb des zu reinigenden Wassers ohne weiteres möglich, wobei eine Temperaturerhöhung um 100 C die Reaktionen um fast das siebenfache beschleunigen kann.Because in all fermentative bio-chemical reactions the temperature plays an essential role, this wins precisely in the method according to the invention special meaning. A temperature increase is more compressed because of the use Air and compressions within the water to be cleaned are easily possible, where a temperature increase of 100 C accelerates the reactions by almost seven times can.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren liegen die Betriebstemperaturen erheblich höher als bei üblichen Abwasser-Klärprozessen.In the process according to the invention, the operating temperatures are considerable higher than with conventional wastewater treatment processes.

Bei der Drucklufterzeugung im Kompressor wird ein Teil der aufgebrachten Energie in Wärme umgewandelt und dadurch die Druckluftgemperiert. In den Druckbelüftungsbehältern bewirkt diese Verlustwärme eine Temperaturerhöhung, die im Sommer Betriebstemperaturen bis zum 300C erreichen läßt und selbsttiin den Wintermonaten bei niedrigen Wasser- und Außentemperaturen die Reaktionsräume auf mindestens 180 C zu halten vermag. Dieser Tatbestand ist besonders wichtig für die Betriebssicherheit und die Reinigungsleistung im Winter.When compressed air is generated in the compressor, some of the Energy is converted into heat and thus the compressed air is tempered. In the pressure ventilation tanks This heat loss causes an increase in temperature, the operating temperatures in summer up to 300C and even in the winter months with low water and outside temperatures are able to keep the reaction spaces at at least 180 ° C. This The facts are particularly important for operational safety and the cleaning performance in winter.

Als weiterer maßgebender Faktor spielt die Temperatur neben der Schlammbelastung eine besonders große Rolle bei der Beseitigung der im Abwasser enthaltenen Stickstoffverbindungen (Ammoniak, Ammoniumverbindungen, Nitrit und Nitrat), was den ersten und zweiten Abschnitt der dritten Reinigungsstufe betrifft.The temperature plays another decisive factor in addition to the sludge load a particularly large role in the elimination of nitrogen compounds contained in wastewater (Ammonia, ammonium compounds, nitrite and nitrate) what the first and second Section of the third purification stage concerns.

Im ersten Abschnitt erfolgt die Nitrifikation im ersten und zweiten Druckbelüftungsbehälter durch autotrophe Bakterien, Nitrosomonasstämme und Nitrobakterstämme (Nitrat-Bakterien), die hierauf das Nitrit mit Hilfe von Sauerstoff in Nitrat über führen.In the first section, nitrification takes place in the first and second Pressurized aeration tank by autotrophic bacteria, nitrosomonas strains and nitrobacter strains (Nitrate bacteria), which then convert the nitrite into nitrate with the help of oxygen to lead.

Um neue Zellensubstanz aufzubauen, benötigen die Nitrit-Bakterien als Nährstoffe Ammoniak und im Wasser gelöstes Kohlendioxid, das beim aeroben Abbau der organischen Schmutzstoffe in den beiden ersten Stufen (Substrat-Atmung und endogene Atmung) ausreichend gebildet wird, Beginn und Grad der Nitrifikation sind abhängig von der Schmutzstoffkonzentration, der Sauerstoffzufuhr und somit von der Belüftungszeit bzw. von der Abbauleistung, dem Schlammgehalt und der Temperatur. Je größer die Schlammbelastung ist, desto höher muß die Temperatur des Schlammwasser-Gemisches sein, um bei ausreichendem Sauerstoffangebot kurzfristig eine volle Nitrifikation zu erzielen. Über den Einfluß des Sauerstoffgehaltes auf die Nitrifikation werden wiederum geteilte Meinungen vertreten.In order to build up new cell substance, the nitrite bacteria need as nutrients ammonia and carbon dioxide dissolved in the water, which is released during aerobic degradation of the organic pollutants in the first two stages (substrate respiration and endogenous Respiration) is formed sufficiently, the beginning and degree of nitrification are dependent the concentration of contaminants, the oxygen supply and thus the ventilation time or on the degradation capacity, the sludge content and the temperature. The bigger the The higher the temperature of the sludge water mixture, the higher the sludge load in order to achieve full nitrification for a short time if there is sufficient oxygen supply to achieve. About the influence of the oxygen content on the nitrification again represent divided opinions.

Entgegen der Ansicht, daß Sauerstoffkonzentration über 1 mg/l den Verlauf der Nitrifikation unbeeinflußt lassen, zeigte sich beim erfindungsgemäßen Verfahren bei unterschiedlichen Kompressions - und Entspannungsgeschwindigkeiten der Schaumstoffkörper und somit bei verschiedenen Sauerstoffkonzentrationen, daß bei höherem Sauerstoffgehalt des Belebtschlammes der Nitrifikationsprozeß beschleunigt wird. Voraussetzung hierzu sind jedenfalls ausreichende Mengen an biologischem Schlamm hoher Aktivität und Temperaturen von mindestens 180 C. Diese Bedingungen lassen sich ohne weiteres einhalten. Beim erfindungsgemäßen Verfahren läuft die Nitrifikation während der Wachstumsphase neben dem Abbau der im Wasser enthaltenen Kohlenstoffverbindungen in den beiden ersten Stufen gleichzeitig ab.Contrary to the view that oxygen concentration above 1 mg / l den Leaving the course of the nitrification unaffected was shown in the case of the invention Procedure with different compression - and relaxation speeds the foam body and thus at different oxygen concentrations that If the oxygen content of the activated sludge is higher, the nitrification process is accelerated will. The prerequisite for this is in any case sufficient quantities of biological sludge high activity and temperatures of at least 180 C. Leave these conditions adhere to each other without further ado. In the process according to the invention, nitrification takes place during the growth phase in addition to the breakdown of the carbon compounds contained in the water in the first two stages at the same time.

Selbst bei Schlammbelastungen über 1 kg BSB/kg Trockensubstanz und Tag kann bei erhöhtem Druck von einer Temperatur von 250 C während 1 bis 2 Stunden neben einem BSB-Abbau bis zu 95 % eine volle Nitrifikation erreicht werden.Even with sludge loads over 1 kg BOD / kg dry matter and Day can be at elevated pressure from a temperature of 250 C for 1 to 2 hours In addition to a BOD degradation of up to 95%, full nitrification can be achieved.

Die eigentliche Beseitigung der Stickstoffverbindungen aus dem Abwasser kann #erst im Anschluß an eine erfolgreiche Nitrifikation in der dritten Stufe, d.h., in der Denitrifikationsstufe, im dritten Druckbelüftungsbehälter erfolgen.The actual elimination of nitrogen compounds from wastewater can # only after successful nitrification in the third stage, i.e., in the denitrification stage, take place in the third pressurized ventilation tank.

Der belebte Schlamm enthält eine große Zahl von fakultativ aeroben Bakterien. Viele diese Arten erhalten bei Abwesenheit von freiem, gelöstem Sauerstoff ihren Energiestoffwechsel dadurch aufrecht, daß sie den Nitrat- und Nitrit-Molekülen den Sauerstoff entziehen. Die Reaktion der beiden Stickstoffoxide erfolgt dabei bis zum gasförmigen Stickstoff, Unter geeigneten Bedin#ngen vollzieht sich diese Reaktion ziemlich schnell. Beim erfindungsgemäßen Verfahren sind hierfür höchstens eine halbe Stunde Aufenthalt erforderich. Zur Ableitung von bei der Reinigung gebildeten Gasen sind entsprechende Gasablaßleitungen auslaßseitig der Behälter vorgesehen.The activated sludge contains a large number of facultative aerobes Bacteria. Many of these species receive in the absence of free, dissolved oxygen their energy metabolism by maintaining the nitrate and nitrite molecules remove the oxygen. The reaction of the two nitrogen oxides takes place up to gaseous nitrogen, under suitable conditions this takes place Response pretty quick. In the method according to the invention, this is at most half an hour's stay is required. For the derivation of formed during cleaning Corresponding gas discharge lines are provided on the outlet side of the container for gases.

Führt man den biologischen Abbauprozeß mit größeren Belebtschlammengen bei Temperaturen über 180C bis zur vollständigen Oxidation aller Stickstoffverbindungen zu Nitrat durch und unterwirft anschließend das Abwasser-Schlamm-Gemisch streng anaeroben Verhältnissen (unter Sauerstoffabschluß), so kann praktisch aller Stickstoff aus dem Abwasser in Gasform entweichen und die hauptsächlichsten Bedingungen für eine dritte Stufe der Abwaserreinigung, nämlich die Stickstoffelimination, sind hierbei erfüllt.If the biological degradation process is carried out with larger amounts of activated sludge at Temperatures above 180C until all nitrogen compounds are completely oxidized to nitrate and then strictly subjects the sewage-sludge mixture anaerobic conditions (with exclusion of oxygen), practically all nitrogen can escape from wastewater in gaseous form and the main conditions for a third stage of wastewater treatment, namely nitrogen elimination fulfilled here.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren können ohne betriebliche Schwierigkeit und ohne höheren Kostenaufwand die beiden Prozesse der Oxidation und der Denitrifikation unmittelbarhintereinander ablaufen. The method according to the invention can be used without any operational difficulty and the two processes of oxidation and denitrification at no higher cost run directly one after the other.

Der wichtigste Vorteil des erfindungsgemäßen Druckreinigungsverfahrens gegenüber konventionellen Verfahren und dem aus der DT-OS 15 84 927 bekannten Verfahren wird darin gesehen, daß der Sauerstoff der aufgewendeten Luft zur vollständigen Ausnutzung gelangen kann, wogegen bei allen anderen Belebtschlammverfahren der größte Teil des Sauerstoffes der eingetragenen Luft ungenutzt verloren geht (bis zu 90 %).The most important advantage of the pressure cleaning process according to the invention compared to conventional methods and the method known from DT-OS 15 84 927 is seen in the fact that the oxygen in the air used is complete Utilization can be achieved, whereas with all other activated sludge processes the greatest Part of the oxygen in the air introduced is lost unused (up to 90 %).

Da /unmittelbar im Anschluß an die aerobe Behandlung der Abwässer Oxidation, Nitrifikation) ein sauerstofffreier (anaerober) biologischer Reinigungsprozeß (Denitrifikation) erfolgen kann, somit eine biologische V o 1 1 - Reinigung erzielt wird, nicht müssen hierfür zusätzliche bauliche Maßnahmen ergriffen werden müssen.As / immediately following the aerobic treatment of the wastewater Oxidation, nitrification) an oxygen-free (anaerobic) biological cleaning process (Denitrification) can take place, thus achieving a biological V o 1 1 purification additional structural measures do not have to be taken for this.

Entspannungsgeschwindigkeit der Schaumstoffkörper und Strömungswiderstand der Siebkolben- oder Lochkolbenplatte sowie der Siebplatte sind derart aufeinander abgestimmt, daß durch die Kolbenbewegung auch eine Verdrängungsförderung erfolgt und der Eigenströmungswiderstand der Schaumstoffkörper überwunden wird. Leerseite Relaxation speed of the foam bodies and flow resistance the piston or perforated piston plate and the sieve plate are in such a way on top of one another coordinated that the piston movement also results in a displacement delivery and the inherent flow resistance of the foam body is overcome. Blank page

Claims

A tT 5 P R Ü c H E Process for complete biological cleaning according to the Sludge activation process in which the pre-clarified wastewater with activated sludge flakes and biological turf (biomass) in a first stage, the oxidation stage, and then in a second stage, the nitrification stage, intimately with pressurized Atmospheric oxygen mixed under overpressure and aerobically cleaned and then in a third stage, the denitrification stage, is anaerobically cleaned and the possibly resulting excess sludge in a flotation secondary clarification stage Pressure relief is deposited, thereby g e k e n n n z e i c h n e t that the pre-clarified Wastewater together with the compressed air introduced in each stage through adhesive bodies for the biomass and colloid catchers in the form of flexible sponge or foam bodies is passed through.

2. The method according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h -n e t that in the individual stages, the flexible foam body is intermittently compressed and be relaxed again and the compressed air intermittently in the first and if necessary, the second stage is added to the wastewater flowing into the foam headers will.

3. The method according to claim 2, characterized in that g e k e n n z e i c h -n e t that compressed air and waste water supply in the first stage during the relaxation of the Foam body takes place.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized g e -k e n It should be noted that in the third stage, aerobic cleaning is carried out at times, that part of the activated sludge is removed from the second stage.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized g e -k e n It should be noted that part of the third stage is only pre-treated wastewater Achieving a complete oxygen consumption is supplied.

6. Apparatus for performing the method according to claim 1 with at least one adhesive body for the biomass and colloid open-pored catcher in the form of / foam bodies containing pressure ventilation container with an inlet for pre-treated wastewater and an inlet for compressed air at the inlet end and an outlet for aerated wastewater at the outlet end, thereby g e k e n n n -z e i c h n e t that the foam body (4, 5) the interior of the pressure ventilation container (1, 2, 3) Essentially completely fill and waste water inlet and outlet on opposite sides Sides of the foam body to be flowed through are provided.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that for each cleaning stage one filled with foam bodies (4, 5) Druckbelüftungsbehäl (1,2 / 3) is seen and the pressure ventilation container via pipelines (10, 11) are connected to each other.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that in each pressure ventilation container (1, 2,3) a compression device for the foam body (4, 5) is provided.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the compression device at least one between two end positions has reciprocating piston sieve plate (6), on both sides of each Foam body (4, 5) are arranged in a central position of the piston sieve plate are about relaxed.

10. Device according to one of claims 6 to 9, characterized g e k e It is noted that the or each foam body (4, 5) on the inlet and outlet sides is held at a distance from the container front wall by a sieve plate (7, 8), into which the line connections lead.

11. Device according to one of claims 7 to 10, characterized g e k e nn z e i c h n e t that the pressure ventilation container (3) for the third stage one Has inlet (21) for only pre-clarified water.

12. The device according to claim 11, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that at the inlets and outlets (15 to 21) remotely controllable inlet and outlet valves are provided together with the compression device by a control unit can be operated intermittently.