DE2627781C2

DE2627781C2 - Biologisch-chemisches Verfahren zur Abwasserreinigung mit Dephosphatierung

Info

Publication number: DE2627781C2
Application number: DE2627781A
Authority: DE
Inventors: Ferdinand 6200 Wiesbaden Klegraf
Original assignee: Passavant Werke Michelbacher Huette 6209 Aarbergen; Passavant Werke Michelbacher Hutte
Current assignee: Aqseptence Group GmbH
Priority date: 1976-06-22
Filing date: 1976-06-22
Publication date: 1984-06-28
Also published as: DE2627781A1

Description

Die Erfindung betrifft ein biologisch chemisches Verfahren zur Abwasserreinigung mit Dephosphatierung von der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art.

Ein derartiges Verfahren ist aus DE-AS 22 18 180 bekannt. Dieses bekannte Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß die Verweilzeit des Abwassers in der biologischen Reinigungsstufe besonders kurz ist, was dadurch erreicht wird, daß durch den rückgeführten chemisch gefällten, d. h. anorganischen Schlamm, die organischen Belebtschlammflocken »beschwert« und damit besser sedimentierbar gemacht werden. Entsprechend dieser Zielsetzung erfolgt die Rückführung des chemisch geflockten Schlamms nur zu einem kleineren Teil von etwa 10 bis 20%, um im Belebungsbecken ständig etwa 30 bis 60% anorganische Anteile an den Feststoffen aufrechtzuerhalten; der überwiegende Teil des chemisch gefällten Schlamms aus dem /weilen Abireiinbeckeii wird als Übcrschußsclilamm abgezogen und anderweitig verarbeitet, insbesondere verbrannt.

Demgegenüber zielt die vorliegende Erfindung nicht auf eine Verbesserung der Wirksamkeit bzw. Verkürzung der Verweilzcit in der biologischen Stufe ab, sondern auf eine Verbesserung der Wirkung bzw. einen sparsameren Chemikalien verbrauch der chemischen Fällung, d. h. der Dephosphatierung. Es ist bekannt, daß man bei der Dephosphatierung die Chemikalien in größeren Mengen zusetzen muß, als die für die Bindung der gelösten Phosphate eigentlich benötigten stöchiometrischen Mengen betragen. Bei Dephosphatierung im Anschluß an eine biologische Reinigung muß allgemein mit einem 1,8- bis 2fachen Chemikalienüberschuß gearbeitet werden. Führt man die Fällung gleichzeitig mit der biologischen Reinigung im Belebungsbecken durch, so kann man zwar den Chemikalienüberschuß auf das 1,2-bis l,5fache der stöchiometrischen Menge verringern, jedoch ist auch der erzielte Reinigungsgrad der Dephosphatierung geringer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung oder Verbesserung des mit der nachgeschalteten chemischen Fällung verbundenen guten Wirkungsgrades die Menge der benötigten Chemikalien zu verringern.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung das im Anspruch 1 angegebene Verfahren vor. V/eitere vorteilhafte Veriahrensmerkmale sind in den Unteransprüchen angegeben.

Hierdurch wird erreicht, daß alle im abgesetzten Schlamm noch enthaltenen, nicht ausreagierten Fällungschemikalien im Belebungsbecken mit frischem Abwasser in Kontakt kommen und ausreagieren können.

Hierbei ist überraschend, daß das im rückgeführten Schlamm enthaltene Fällungsmittel, obwohl es nicht

jo mehr in Lösung, sondern bereits ausgefällt ist, in der Regel in Form von dreiwertigem Metallhydroxid, trotzdem noch in der Lage ist, erneut mit dem Abwasser zu reagieren und als chemisch aktives Fällungsmittel zu dienen. Dieses weitere Ausreagieren findet durch Ligandentausch statt, und zwar auch noch nach relativ langer Verweil- bzw. Ruhezeit des rückgeführten Schlamms. Da das erfindungsgemäße Verfahren nicht mit kurzen Zeitspannen, wie das vorbekannte Verfahren arbeitet, werden kurzzeitige Schwankungen von Menge und Beschaffenheit des Abwassers abgepufferl. Insgesamt kann durch das erfindungsgemäße Verfahren mit weniger Chemikalien, insgesamt auch weniger Schlammabfall und schließlich geringere Aufsalzung des biologisch gereinigten Abwassers gearbeitet werden.

Diese vorteilhaften Wirkungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in ihrer Gesamtheit überraschend.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren brauchen die Chemikalien nur in äußerst geringem Überschuß über die dem Sehmutzgehalt des Abwassers entsprechenden

so stöchiometrischen Mengen eingesetzt zu werden. Gleichwohl ist der Reinigungseffekt der chemischen Fällung sehr gut, da derjenige Anteil der Phosphate, der nicht schon im Belebungsbecken unter Ausnutzung der Restchciiiikalien im Rücklaufschlamm ausgefällt wird, beim Eintritt in die eigentliche Fällungsstufe eine hohe Chemikalienkonzentration vorfindet und dadurch vollständig ausgefällt wird.

Die Vcrwcilzeit im Belebungsbecken beträgt vorzugsweise mehrere Stunden. Diese lange Verweilzeit

bo hat den Vorteil, daß sich Schwankungen in Menge und Schmiiizgehalt des Zulaufwassers ausgleichen. Damit bleibt das Konzentraiionsverhiiltiiis der Chemikalien zu den auszufällenden Phosphaten weitgehend konstant. Die Dosierung der Chemikalien kann deshalb im wc-

b^r> scnilichcn mil konstanter Rate und ohne Berücksichtigung von Zulaufschwankungcn erfolgen. Hierdurch kann ein betrachtlicher Regclaufwand eingespart werden.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben, die ein Fließschema des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt

Das zu reinigende Wasser 1 strömt, nachdem es eventuell eine Vorklärung passiert hat, dem Belebungsbekken 2 der biologischen Abwasserreinigungsstufe nach dem Belebtschlammverfahren zu. Die Dimensionierung dieses Belebungsbeckens 2 wird in konventioneller Weise entsprechend dem zu erreichenden Reinigungsgrad vorgenommen.

Der Überlauf des Belebungsbeckens 2 gelangt in ein hydraulisch hochbelastetes Nachklärbecken 3, in dem der überwiegende Teil der belebten Masse durch Sedimentation abgeschieden wird. Die Dimensionierung dieses Beckens, das als Rund- oder auch als Längsklärbecken mit geeigneten Räumeinrichtungen ausgerüstet ist, kann unter Berücksichtigung einer hydraulischen Belastung von bis zu 4,0 m^J/m² · h unter Berücksichtigung evtl. auftretender Durchflußmaxima vorgenommen werden. Die Klärwirkung des Nachklärbeckens 3 wird aufgrund der relativ hohen hydraulischen Belastung so sein, daß zwar der überwiegende Teil des Belebtschlammes abgeschieden wird, jedoch noch so viel suspendierte Substanz im biologisch gereinigten Abwasser vorhanden ist, daß dies den Einleitungsbestimmungen im allgemeinen nicht genügen dürfte. Diese mitübergehenden Feststoffe werden in der Dephosphatierungsanlage mitabgeschieden.

Der sich am Beckenboden des Nachklärbeckens 3 absetzende Belebtschlamm wird in einen Schlammsumpf geräumt und über ein Pumpwerk 8 dem Belebungsbecken 2 erneut zugeführt. Überschüssiger, abzuziehender Schlamm 9 wird über ein Pumpwerk 11 aus dem Nachklärbecken 3 abgepumpt und z. B. einem Schlammeindicker zugeführt.

Das biologisch gereinigte Abwasser strömt vom Nachklärbecken die Fällungsstufe der Dephosphatierung an. Bevor es das zur EntStabilisierung dienende Intensivmischabteil 4 erreicht, wird dem noch Phosphat enthaltenden Wasser ein entsprechendes Chemikal 10, wie Feⁱ⁺ OdCrAl³⁺-SaIzZUdOSiCrL Im Intensivmischabteil wird unter intensiver Durchmischung mittels Rürwerken die gleichmäßige Verteilung des Chemikals 10 und eine EntStabilisierung der Wasserinhaltsstoffc und Reaktionsprodukte erreicht.

Das entstabiiisierte Wasser gelangt dann in die Flokkungsstufen, die aus mindestens zwei oder mehreren Flockungsabteilen 5 bestehen, die in Fließrichtung des Wassers mit abnehmender Turbulenz mit horizontalen oder vertikalen Mischwerken umgewälzt werden. In den Flockungsstufen erfolgt eine Ausreaktion der Chemikalien 10 mit den im Wasser enthaltenen Phosphaten sowie die Bildung gut sedimentierbarer Flocken.

Die Verweilzeit des Wassers in der Entstabilisierungsstufe 4 und den Flockungsabteilen s sollte mindestens 30 Minuten — bezogen auf die Normaldurchflußmenge — betrager,, wobei die Verweilzeit des Wassers in der EntStabilisierung 4 nicht mehr als 3 Minuten sein sollte.

Das aus den Flo'.'kungsabteilen 5 verdrängte, gut geflockte, Schmutzteilchcn und Reaktionsprodukte beinhaltende Wasser g Hangt in die Abtrennstufe 6 der Dephosphatierungsanlage. Diese kann als Sedimcniattonsstufe in Form eines Rund- oder Längsklärbeckens, als Schlammkontaktanlage, Flotationsbecken oder auch im deich-, Gegen- ocer Kreuzstrom arbeitender Parallclplattenabscheidcr ausgebildet werden. Der abgesetzte bzw. anderweitig abgetrennte Schlamm, der noch ungenutztes Fällungschemikal enthält, wird in einen Schlammsumpf abgeräumt und zur Gänze über das Pumpwerk 8 dem Beiebtschlammbecken 2 zugeführt.

So kann eine weitgehende Ausnutzung des Fällungschemikals 10 erfolgen, da beim mehrstündigen Aufenthalt des Wassers im Belebungsbecken 2 eine weitgehende Ausreaktion des Fällungschemikals 10 mit dem zufließenden Abwasser erfolgen wird.

ίο Die ausgefällten Metallphosphate werden dann zum überwiegenden Teil im Nachklärbecken 3, dessen Wirkungsweise durch deren Anwesenheit eher begünstigt als benachteiligt wird, abgeschieden und über das Pumpwerk 8 teils dem Belebungsbecken 2 erneut zugeführt, teils als Überschußschlamm 9 z. B. einem Schlammeindicker zugepumpt. Die gesamte Entnahme von Überschußschlamm aus dem System erfolgt ausschließlich an dieser Stelle, wo die Fällungschemikalien maximal ausgenutzt sind.

Der Überlauf 7 der Sedimentationsstufe 6 der Dephosphalierungsstufe kann z. B. dem Vorfluter zugeleitet werden.

Zusätzlich zu den eigentlichen Fällungschemikaiien können auch Neutralisationsmittel (z. B. Salze- oder Schwefelsäure oder Natrium- oder Calciumhydroxyd) und Sedimentationsbeschleuniger (z. B. Polyacrylamide, Polyacrylsäure, Polyaethylenimide od. dgl.) in der Entstabilisierungsstufe oder den Flockungsstufen dem Wasser zudosiert werden, insbesondere bei starken hydraulischen Lastschwankungen ab einer bestimmten Durchflußmenge. Die Sedimentationsstufe der Dephosphatierung kann dabei relativ klein sein, d. h. sie wird auf den Normaldurchfluß ausgelegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Biologisch-chemisches Verfahren zur Abwasserreinigung mit Dephosphatierung, bei dem das Abwasser in der biologischen Stufe durch ein Belebungsbecken und ein erstes Abtrennbecken zur Abtrennung des Belebtschlamms geleitet und Belebtschlamm aus dem Absetzbecken teils zum Belebungsbecken zurückgeführt und teils als I jberschußschlamm entnommen wird, und das Abwasser in der chemischen Fällungsstufe unter Zudosierung von Flockungschemikalien in ein Flockungsbecken und anschließend in ein zweites Abtrennbecken zur Abtrennung des chemisch gedockten Schlamms geleitet wird und eine Schlammrückführung aus dem zweiten Abirennbecken in das Belebungsbecken erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte chemisch gefällte Schlamm aus dem zweiten Abtrennbecken in das Belebungsbecken zurückgeführt wird und das Abwasser im Belebungsbecken eine so lange Verweilzeit hat, daß die im rückgeführten chemisch gefällten Schlamm noch vorhandenen Fällungschemikalien im wesentlichen vollständig mit dem Abwasser im Belebungsbecken ausreagieren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit des Abwassers im Belebungsbecken mindestens zwei Stunden und in der chemischen Fällungsstufe mindestens 30 Minuten beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser in der chemischen Fällungsstufe durch ein Intensivmischabteil und anschließend durch mindestens zwei hintereinandcrgeschaltete Flockungsabteile geleitet und in diesen mit abnehmender Turbulenz gemischt und umgewälzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit im Intensivmischabteil höchstens drei Minuten beträgt.