DE2648797A1

DE2648797A1 - Verfahren zum beseitigen von phosphaten aus bsb-haltigem abwasser

Info

Publication number: DE2648797A1
Application number: DE19762648797
Authority: DE
Inventors: Raymond Francis Drnevich; Ladislas Charles Matsch
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Dominari Holdings Inc
Priority date: 1975-10-28
Filing date: 1976-10-27
Publication date: 1977-05-12
Also published as: DE2648797C3; IT1066302B; FI763060A; US4042493A; CA1072224A; TR19217A; NL185836C; IN145560B; JPS5438823B2; FI65764B; DK486276A; NO148918B; IL50781A0; CH617412A5; NL185836B; ZA765966B; AU1905576A; JPS5255258A; IE44203B1; NO148918C

Description

Die Erfindung betrifft ein als Belebungsverfahren ausgebildetes Abwasserbehandlungsverfahren zum Beseitigen von Phosphaten aus BSB-haltigem Abwasser zur Erzielung eines im wesentlichen phosphatfreien Abflusses.

Bei den zur Zeit benutzten konventionellen Belebungsverfahren wird Abwasser den üblichen Sieb- und Vorbehandlungsvorgängen, beispielsweise einer Vorklärung, unterzogen und dann mit RUcklaufschlamm zur Bildung einer Mischflüssigkeit gemischt, die in einer Begasungszone mit einem sauerstoffhaltigen Gas belüftet wird. Während des Belüftens der Mischflüssigkeit bewirken die in dem belebten Schlamm vorhandenen Mikroorganismen den aeroben Abbau der Feststoffe; es wird ein hohes Maß an BSB-Beseitigung erzielt.

Phosphate, die in organischen Abfallstoffen und Detergenzien vorhanden sind, entgehen den üblichen Abwasserbehandlungsverfahren; sie werden zusammen mit dem Abfluß in die natür-

709819/0927

FERNSPRECHER: 089/6012039 · KABEL: ELECTRICPATENT MÜNCHEN

lichen Gewässer, beispielsweise Seen, Flüsse und Ströme, ausgetragen. Diese Phosphate haben eine Überdüngung oder Eutrophierung des Wassers zur Folge und verursachen ein angezieltes Algenwachstum; sie bringen erhebliche Verschmutzungsprobleme mit sich.

Es ist bekannt, daß eine Begasung der Mischflüssigkeit im
Rahmen eines Belebungsverfahrens die Mikroorganismen zunächst veranlaßt, Phosphate aufzunehmen. Es ist bekannt (US-PS
3 236 766), dieses Phänomen zum Beseitigen von Phosphaten
aus Abwasser auszunutzen. Bei dem bekannten Verfahren wird
der pH-Wert des Rohabwassers, falls erforderlich, eingestellt, um einen Bereich von ungefähr 6,2 bis ungefähr 8,5 aufrechtzuerhalten. Das Abwasser wird unter Bildung einer Mischflüssigkeit mit belebtem Schlamm gemischt. Die Mischflüssigkeit
wird begast, um einen Gehalt an gelöstem Sauerstoff von mindestens 0,3 mg/1 in der Mischflüssigkeit aufrechtzuerhalten. Ein mit Phosphat angereicherter Schlamm wird von der Mischflüssigkeit abgetrennt, wodurch ein an Phosphaten im wesentlichen freier Abfluß erzielt wird. Der mit Phosphat angereicherte Schlamm wird zur Absenkung seines Phosphatgehalts behandelt, bevor er zwecks Mischung mit dem einströmenden Abwasser zurückgeführt wird. Für diesen Zweck wird der mit
Phosphaten angereicherte Schlamm für mehrere Stunden in einer Kombination aus Phosphatabtrenn- und Schlammeindickbe"-hälter in einem anaeroben Zustand gehalten. In diesem Behälter wird der mit Phosphat angereicherte Schlamm abgesetzt

709819/0927

und eingedickt; die anaeroben Bedingungen veranlassen die Mikroorganismen, die in der Begasungszone Phosphat aufnahmen, Phosphate in die flüssige Phase freizusetzen, wodurch eine mit Phosphaten angereicherte überstehende Flüssigkeit gebildet wird. Die mit Phosphat angereicherte überstehende Flüssigkeit geht an eine Phosphatausfalleinrichtung, wo ein Phosphatfällungsmittel, beispielsweise Kalk, zugesetzt wird, um die löslichen Phosphate auszufällen.

Es zeigte sich, daß bei der praktischen Durchführung des vorstehend erläuterten Verfahrens eine erhebliche Zeitdauer verstreicht, bis das freigesetzte lösliche Phosphat in derr anaeroben Schlamm, und insbesondere in dem im untersten Abschnitt der Abtrennzone abgesetzten Schlamm, aus der abgesetzten Schlammschicht heraus- und in die überstehende Flüssigkeit in der Abtrennzone hineinwandert. Eine solche niedrige Wanderungsgeschwindigkeit ist auf physikalische Behinderungen, die der Diffusionsstrom an freigesetztem Phosphat durch die dichtgepackten Schlammfeststoffe erfährt, sowie auf inhärente Gleichgewichtsbeschränkungen des Stoffübergangsprozesses zurückzuführen. Wenn dabei der Schlamm aus der Abtrennzone abgezogen und zu der Belüftungszone zurückgeführt wird, bevor eine ausreichende Menge an löslichem Phosphat in die überstehende Flüssigkeit übergegangen ist, wird eine übermäßig große Menge an löslichem Phosphat zu der Belüftungszone zurückgeführt; die Phosphatbeseitigungsleistung des Gesamtverfahrens wird in unerwünschter

709819/09 2 7

"■ iß ~*

Weise herabgesetzt. 'In der Praxis wird infolgedessen eine erhebliche Menge an löslichem Phosphat, dessen Konzentration von der Oberseite zum Boden der Abtrenneinrichtung hin zuninvr.t, in dem Rucklauf schlamm aufgefangen und mit diesem hercusgetragen. Außerdem muß die Phosphatabtrenneinrichtung auch als Schlammeindickeinrichtung arbeiten und daher für lange Verweildauern ausgelegt sein, um eine solche Eindickfunktion übernehmen zu können.

Es wurde vorgeschlagen, die Phosphatbeseitigungsleistung der oben beschriebenen Anordnung durch verschiedene Maßnahmen zu steigern, beispielsweise dadurch, daß ein Teil der von der Abtrennzone abgezogenen,überstehenden Flüssigkeit in den unteren Teil des Abtrennbehälters zurückgeleitet wird, der mit Phosphat angereicherte Schlamm in den unteren Teil des Abtrennbehälters eingeleitet wird, oder ein Teil des von dem unteren Abschnitt des Abtrennbehälters abgezogenen Schlammes zu der überstehenden Flüssigkeit in diesem Behälter zurückgeführt wird, um auf diese Weise den Übergangsgrad an löslichem Phosphat in die überstehende Flüssigkeit zu erhöhen. Derartige Modifikationen führen zwar zu einer gewissen Verbesserung hinsichtlich der Menge der löslichen Phosphate, die aus dem Rücklaufschlamm beseitigt werden; sie sind jedoch in ihrer Wirksamkeit dadurch begrenzt, daß die Abtrennzone für das Eindicken des RücklaufSchlamms sorgen muß, obwohl es. bei dem vorgeschlagenen Vorgehen zu Umwälzvorgängen und Strömungen innerhalb des Abtrennbehälters kommt, die das

.709819/0927

Ruckmischverhalten zu fördern suchen und den Eindickvorgang behindern.

Es wurden auch verschiedene weitere Verfahren zur Herabsetzung des Phosphatgehalts von mit Phosphaten angereichertem Schlamm im Anschluß an die Belüftungsstufe eines Belebungsverfahrens vorgeschlagen. So ist es beispielsweise bekannt (US-PS 3 385 785), den pH-Wert von mit Phosphaten angereichertem Schlamm auf einen Wert zwischen ungefähr 3,5 und 6 einzustellen und den Schlamm in Kontakt mit einem wäßrigen Medium geringen Phosphatgehalts in einem Behälter für eine Zeitdauer umzurühren, die ausreicht, um wasserlösliche Phosphate von dem Schlamm in die wäßrige Phase übergehen zu lassen. Nachdem das lösliche Phosphat aus dem Schlamm ausgelaugt und in das wäßrige Medium übergegangen ist, wird das Gemisch einem Absetzbehälter zugeleitet, wo das mit Phosphaten angereicherte wäßrige Medium von dem an Phosphaten verarmten Schlamm abgetrennt wird. Das mit Phosphaten angereicherte wäßrige Medium wird dann mit einem Reagens, beispielsweise Kalk, behandelt, um das lösliche Phosphat auszufällen. Da dieses Verfahren die Zugabe von erheblichen Mengen an wäßrigem Medium mit niedrigem Phosphatgehalt und zwei gesonderte Behälter, nämlich einen Phosphatauslaugbehälter und einen Absetzbehälter, zur Trennung der löslichen Phosphate von dem Schlamm erfordert, bedingt ein solches Vorgehen erhebliche Kapitalinvestitionen. Außerdem können große Reaktionsmittelmengen erforderlich sein, um den pH-

709819/0927

— ψ —

Il

Wert des wäßrigen Mediums innerhalb der vorgeschriebenen Grenzen zu halten und lösliche Phosphate aus dem mit Phosphaten angereicherten wäßrigen Medium auszufällen.

Verschiedene andere Systeme wurden vorgeschlagen, bei denen der mit Phosphaten angereicherte Schlamm mit einem wäßrigen Medium von niedrigerem Phosphatgehalt gemischt wird, worauf eine Trennung in einen Schlamm mit niedrigerem Phosphatgehalt, d. h. den behandelten Rücklaufschlamm, und ein mit Phosphaten angereichertes wäßriges Medium erfolgt. Derartige Systeme sind zwangsweise durch Gleichgewichtseffekte beschrankt, weil die Konzentration an löslichen Phosphaten in der flüssigen Phase des behandelten Rücklaufschlamms nicht niedriger als die Konzentration an löslichen Phosphaten in dem wäßrigen Medium sein kann, aus der die flüssige Phase abgetrennt wird. Eine Verbesserung des Phosphatbeseitigungsvermögens erfordert daher bei dieser Anordnung entweder eine Steigerung des Gesamtvolumens des wäßrigen Übergangsmediums oder eine Erhöhung der Anzahl der Misch- und Trennstufen. Beides sind kostspielige Lösungen des Problems, eine hohe Phosphatbeseitigungsleistung zu erzielen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Herabsetzen des Phosphatgehalts von phosphathaltigem Abwasser im Rahmen eines Belebungsprozesses zu schaffen« Die Phosphataustreibung aus dem mit Phosphor angereicherten Schlamm soll verbessert werden; die Leistungs-

709819/0927

-7-

fahigkeit der Phosphatbeseitigung aus dem Abwasser soll damit erhöht werden.

2ei der Erfindung geht es um ein Belebungsverfahren, bei dem Phosphate aus BSB-haltigem Abwasser beseitigt werden und das sich dadurch auszeichnet, daß freigesetzte lösliche Phosphate aus einem mit Phosphat angereicherten Schlamm in einer Phosphatabtrennzone auf günstigere Weise abgetrennt werden.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung'wird einströmendes phosphathaltiges Abwasser in einer Begasungszone mit belebtem Schlamm und sauerstoffhaltigem Gas unter gleichzeitigem Umwälzen eines der Medien gegenüber dem anderen für eine ausreichende Dauer gemischt, um den BSB-Gehalt des Abwassers zu vermindern und in dem belebten Schlamm vorhandene Mikroorganismen zur Aufnahme von Phosphat unter Bildung einer begasten Mischflüssigkeit zu veranlassen, die mit Phosphat angereicherten Schlamm enthält. Der mit Phosphat angereicherte Schlamm wird von der begasten Mischflüssigkeit unter Bildung eines im wesentlichen phosphatfreien Abflusses abgetrennt. Der abgetrennte, mit Phosphat angereicherte Schlamm wird einer Phosphatabtrennzone zugeleitet; dort wird mindestens ein größerer Teil des Schlamms zum Freisetzen von Phosphat aus dem mit Phosphat angereicherten Schlamm und zum Bilden eines Schlammes mit verringertem Phosphatgehalt und einer mit Phosphat angereicherten Flüssigkeit unter anaeroben Bedin-

709819/0927

gungen gehalten. Die mit Phosphat angereicherte Flüssigkeit wird von einem oberen Abschnitt der Abtrennzone abgezogen, ■_A3hrena der Schlamm mit verringertem Phosphatgehalt von einer, unteren Abschnitt der Abtrennzone abgezogen wird. Mindestens ein Teil des Schlamms mit verringertem Phosphatgehalt wird zu der Begasungszone als der belebte Schlamm für diese Zone zurückgeleitet.

Erfindungsgemäß wird freigesetztes Phosphat von dem Schlamm in der Abtrennzone im Gegenstrom abgetrennt. Dabei wird mit einer Schlammverweildauer in der Abtrenn- oder Stripperzone von zwei bis zehn Stunden gearbeitet. Ein Abtrennmedium mit geringem Phosphat- und geringem Feststoffgehalt wird in den unteren Abschnitt der Abtrennzone eingebracht, um durch mindestens einen Teil der sich absetzenden Feststoffe hindurch nach oben zum oberen Abschnitt der Abtrennzone zu strömen. Auf diese Weise wird das von den sich absetzenden Schlammfeststoffen freigesetzte Phosphat unter Bildung der mit Phosphat angereicherten Flüssigkeit im oberen Abschnitt der Abtrennzone in die nach oben strömende Flüssigkeit überführt. Das Abtrennmedium hat eine Schwebstoffkonzentration von nicht mehr als 200 mg/l. Die Volumendurchflußmenge des in die Abtrennzone eingeleiteten Abtrennmediums wird zwischen dem O, T- und 2,0-fachen der Volumendurchflußmenge der von dort abgezogenen, mit Phosphat angereicherten Flüssigkeit gehalten .

709819/0927

Unter dem Begriff "Schlamm" wird vorliegend ein Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch verstanden, das eine Schlammfeststoffphase und eine zugehörige flüssige Phase aufweist. Mit "Abtrennmedium mit geringem Phosphat- und geringem Feststoffgehalt" wird ein wäßriges oder wasserhaltiges Medium bezeichnet, das eine niedrigere Konzentration an löslichem Phosphat als der freigesetzte Phosphate enthaltende anaerobe Schlamm hat, mit dem das Medium in Kontakt gebracht wird. Vorzugsweise hat das Abtrenn- oder Strippermedium eine Konzentration an löslichen Phosphaten von weniger als ungefähr 30 mg/1 Die Feststoffkonzentration des Abtrehnmediums liegt bei höchstens 2OO mg/l. Unter dem "größeren Teil des Schlamms", der in der Abtrennzone unter anaeroben Bedingungen gehalten wird, werden mindestens 50 Gew.% der dort vorhandenen Schlammfeststoffe verstanden.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird der mit Phosphat angereicherte Schlamm, bei dem die Phosphate in den Zellen der Schlammikroorganismen, d. h. in biologischen Feststoffen, vorhanden sind, in dem sich absetzenden Schlamm in der Phosphatabtrennzone unter anaeroben Bedingungen d. h. solchen Bedingungen, daß keine nennenswert meßbare Menge an gelöstem Sauerstoff in der flüssigen Phase vorhanden ist - für eine Zeitdauer gehalten, die ausreicht, um die Mikroorganismen zu veranlassen, Phosphate in die flüssige Phase des Schlamms freizusetzen. Der resultierende, freigesetzte Phosphate enthaltende anaerobe Schlamm wird im Gegen-

709819/0927

strom mit dem Abtrennmedium in Kontakt gebracht, das einen niedrigen Phosphat- und Feststoffgehalt hat. Aufgabe dieses Kontaktvorganges ist es, lösliche Phosphate aus dem anaeroben Schlamm austreten und letztlich in die abströmende Flüssigkeit im oberen Abschnitt der Abtrennzone übergehen zu lassen, so daß eine starke Phosphatanreicherung der von dort abgezogenen Flüssigkeit erfolgt.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Phosphatabtrennzone auf wirkungsvolle Weise im Gegenstromextraktionsbetrieb arbeiten kann und so eine höhere Phosphatbeseitigungsleistung erzielbar ist, als dies mit Hilfe der bekannten Verfahren wirtschaftlich möglich war. Bei den bekannten Lösungen wurde die Phosphatstripperzone entweder als im vollen Mischbetrieb arbeitende Übergangszone stromaufwärts einer nachgeschalteten Trennzone oder aber als Eindickzone verwendet, wobei gegebenenfalls für eine Strömungsumwälzung zur Unterstützung des Phosphatübergangs gesorgt war. Das erstgenannte Verfahren erfordert große Mengen an Stripperwasser und erhebliche Kapitalinvestitionen; bezüglich der Übergangsleistung ist das Verfahren durch Gleichgewichtseffekte beschränkt, die die Erzielung von hohen Phosphatbeseitigungsleistungen verhindern. Bei dem zweiten der genannten Verfahren ist es schwierig, einen raschen und vollständigen Übergang des freigesetzten löslichen Phosphats von der abgesetzten eingedickten Schlammschicht im Bodenabschnitt der Stripperzone in die überstehende Flüssigkeit über der abgesetzten

709819/0927

Schlammschicht zu bewirken. Im Falle dieses letztgenannten Verfahrens wurde davon ausgegangen, daß das Eindicken der aogesetzten Feststoffe in der Stripperzone in hohem Maße erwünscht, wenn nicht unbedingt erforderlich ist, um dort eine dichte, kompakte Feststoffmasse auszubilden und auf diese Weise für hochgradig anaerobe Bedingungen zu sorgen, die ihrerseits eine wirkungsvolle Freisetzung der intrazellularen Phosphate in den Mikroorganismen der Schlammfeststoffe zur Folge haben. Es wurde unerwarteterweise gefunden, daß Phosphate aus dem mit Phosphat angereicherten Schlamm besonders wirkungsvoll beseitigt werden können, wenn die Phosphatabtrenn- oder -stripperzone im Gegenstromkontaktextraktionsbetrieb arbeitet, wobei es keiner derartigen Eindickung bedarf. Erfindungsgemäß wird ein Abtrennmedium mit niedrigem Phosphatgehalt und niedrigem Feststoffgehalt nach oben durch den herabsinkenden, sich absetzenden Schlamm hindurchgeleitet, so daß die löslichen Phosphate, die von den Schlammfeststoffen in die zugehörige Schlammflüssigphase freigesetzt werden, in der hochströmenden Flüssigkeit abgeführt werden. Dabei wird die das freigesetzte Phosphat enthaltende, die sich absetzenden Schlammfeststoffteilchen umgebende Flüssigkeit von der Flüssigkeit mit niedrigem Phosphat- und Feststoffgehalt des Abtrennmediums verdrängt. Auf diese Weise sucht das Abtrennmedium in der Phosphatabtrennzone den Phosphatkonzentrationsgradienten zwischen den sich absetzenden Schlammfeststoffen und der umgebenden flüssigen Phase ständig zu maximieren; es wird für eine entsprechend hohe Ge-

709819/0927

- ta» -

schvNiindigkeit des Stoff Übergangs von den Schlammfeststoffen zu der umgebenden, in der Abtrennzone nach oben strömenden Flüssigkeit gesorgt.

Die erfindungsgemäße Vermeidung der Eindickfuhktion in der Phosphatabtrennzone, die erreicht wird durch die genannten begrenzten Bereiche der Schlammverweildauer, des Schwebstoffgehalts des Abtrennmediums und des Verhältnisses der Volumendurchflußmengen von mit Phosphat angereicherter Flüssigkeit und Abtrennmedium, ist auch insofern von Vorteil, als dadurch die Größe (d. h. die erforderliche Querschnittsfläche) der Phosphatabtrennzone wesentlich, beispielsweise um den Faktor 4, im Vergleich zu einer Phosphatabtrennzone vermindert werden kann, bei der gleichzeitig eine Eindickung erfolgt. Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet daher eine beträchtliche Senkung des Kapitalbedarfs im Vergleich zu bekannten Eindicksystemen.

Erfindungsgemäß kann das Abtrennmedium mit geringem Phosphat- und Feststoffgehalt von einem Prozeßstrom innerhalb des Abwasserbehandlungsverfahrens gebildet oder abgeleitet werden; statt dessen ist es auch möglich, das Abtrennmedium aus einer externen Quelle außerhalb des Abwasserbehandlungsprozesses zu entnehmen. Zu geeigneten internen Quellen für das Abtrennmedium gehören unter anderem das einströmende'Abwasser,· beispielsweise in Form des Rohabwasserabflusses aus der Vorklärzone, der im wesentlichen phosphatfreie Abfluß

709819/0927

_«_ 2848797 Ao

und die vom oberen Abschnitt der Abtrennzone abgezogene, mit Pnosphaten angereicherte Flüssigkeit (nachdem diese mit einem Pr.osphatfallungsmittel behandelt ist und die ausgefällten Phosphate beseitigt sind). Die von der Phosphatabtrennzone abgezogene, mit Phosphaten angereicherte Flüssigkeit kann auch auf andere Weise behandelt werden, um die Phosphate zu beseitigen; sie kann dann zu dem durch die Anlage hindurchgeführten Hauptabwasserstrom zurückgeleitet oder aus der Behandlungsanlage für andere Zwecke und/oder Verwendungen endgültig herausgeführt werden.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Fließbild eines Belebungsverfahrens entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung, bei der freigesetzte Phosphate enthaltender anaerober Schlamm mit einem Abtrennmedium von niedrigem Phosphat- und Feststoffgehalt in Kontakt gebracht wird, das durch Phosphatbeseitigung aus der mit Phosphaten angereicherten Flüssigkeit gewonnen wird, die vom oberen Abschnitt der Abtrennzone abgezogen wird,

Fig. 2 ein schematisches Fließbild eines Belebungsverfahrens entsprechend einer abgewandelten Aus-

709819/0927

führungsform der Erfindung, bei der ein Teil des Primärabflusses aus der Vorklärzone als Abtrennmedium verwendet wird, und

Fig. 3 ein schematisches Fließbild eines Belebungsverfahrens entsprechend einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung, bei der als Abtrennmedium ein Teil des im wesentlichen phosphatfreien Abflusses benutzt wird, der bei dem Verfahren anfällt.

Bei der Anordnung nach Fig. 1 wird phosphathaltiges einströmendes Abwasser, beispielsweise kommunales Abwasser, in die Abwasserbehandlungsanlage über eine Leitung 15 eingeführt und mit der an Phosphaten verarmten Flüssigkeit aus einer Leitung 35 gemischt. Das einströmende Abwasser und. von einer Leitung 24 kommender Rücklaufschlamm werden in eine Begasungszone 16 eingeleitet, wo die von dem Abwasser und dem Rücklaufschlamm gebildete Mischflüssigkeit begast (belüftet) wird, um den BSB-Gehalt des Abwassers zu senken und die vorhandenen Mikroorganismen zur Aufnahme von Phosphat zu veranlassen. In dem Begasungsbehälter wird die Mischflüssigkeit ausreichend belüftet, um sie aerob zu halten, d. h. so, daß eine meßbare Menge an gelöstem Sauerstoff in der Mischflüssigkeit in mindestens einem Teil des Begasungsbehälters für die erforderliche Begasungszeitdauer, beispielsweise für eine Dauer von 0,5 bis 8 Stunden, vorhanden ist. Das Begasen

709819/0927

f2648737

erfolgt, indem das phosphathaltige zuströmende Abwasser mit dem belebten Schlamm und sauerstoffhaltigem Gas in der Begasungszone gemischt wird, während gleichzeitig eines der Medien, d. n. Flüssigkeit und Belüftungsgas, gegenüber dem anderen Medium fur eine ausreichende Zeitdauer umgewälzt wird, um den BSB-Gehalt des Abwassers herabzudrücken und die in dem belebten Schlamm vorhandenen Mikroorganismen zur Phosphataufnahme zu veranlassen, um eine belüftete Mischflüssigkeit zu bilden, die mit Phosphaten angereicherten Schlamm enthält.

In der Praxis kann die Begasungszone in konventioneller Weise aufgebaut sein, wobei atmosphärische Luft in offenen Belüftungskammern als Oxydationsmittel verwendet wird. Statt dessen kann die Begasung auch in der Weise erfolgen, daß, wie bekannt (US-PSen 3 547 813 bis 3 547 815), mindestens eine geschlossene abgedeckte Begasungskammer vorgesehen wird, in welcher die zu behandelnde Flüssigkeit in Gegenwart von belebtem Schlamm mit einem mit Sauerstoff angereicherten Gas aus einem darüberliegenden Gasraum in innigen Kontakt gebracht wird, um den für eine aerobe biologische Aktivität notwendigen Sauerstoff zu lösen. Derartige Sauerstoffanreicherungsanlagen können mit biologischen Schwebstoffgehalten und Begasungsverweildauern arbeiten, die um ein Mehrfaches größer bzw. um ein Mehrfaches kleiner als diejenigen von konventionellen Luftbegasungssystemen sind, während vergleichbare oder günstigere Behandlungswerte erzielt werden. Sie sind

709819/0927

für die praktische Durchführung des vorliegenden Verfahrens in hohem Maße geeignet.

Die begaste Mischflüssigkeit wird aus der Begasungszone über eine Leitung 17 einer Nachklärzone 18 zugeführt. In der Nachklarzone wird der mit Phosphaten angereicherte Schlamm von der begasten Mischflüssigkeit abgetrennt, wobei ein im wesentlichen phosphatfreier Abfluß erhalten wird, der die Anlage über eine Leitung 19 verläßt. Während vorliegend zum Abtrennen des mit Phosphaten angereicherten Schlamms von der begasten Mischflüssigkeit eine Absetz- oder Klärzone, beispielsweise ein konventionelles Klärbecken, vorhanden ist, könnte die Trennung der Mischflüssigkeit auch auf andere Weise, beispielsweise durch Luftflotation, erfolgen. Der abgetrennte, mit Phosphaten angereicherte Schlamm wird von der Nachklärzone 18 aus über eine Leitung 20 einer Phosphatabtrenn- oder -stripperzone 21 zugeleitet. In einigen Fällen kann es zweckmäßig sein, einen Teil des abgetrennten, mit Phosphaten angereicherten Schlamms ohne Stripperbehandlung unmittelbar zu der Begasungszone, beispielsweise über eine Leitung 12, zurückzuführen und/oder einen Teil des mit Phosphat angereicherten Schlamms stromaufwärts der Stripperzone, beispielsweise über eine Leitung 13, auszuleiten. In der Phos-phatabtrennzone setzt sich der mit Phosphaten angereicherte Schlamm ab. Mindestens ein größerer Teil des sich ih der Abtrennzone absetzenden Schlamms wird unter anaeroben Bedingungen gehalten, um Phosphate in die flüssige Phase .des

709819/0927

onceroben Schlammes freizusetzen. Eine solche Freisetzung wird herbeigeführt, indem eine Schlammverweildauer in der Aotrennzone von 2 bis 10 Stunden vorgesehen wird, während deren die löslichen Phosphate aus den mit Phosphaten angereicherten Schlammfeststoffen ausgelaugt werden.

Die Stripperkontaktstufe für den anaeroben Schlamm wird dabei in der Weise ausgeführt, daß ein Abtrennmedium mit niedrigem Phosphat- und Feststoffgehalt über eine Leitung 26 und eine Einblaseinrichtung 28 in den unteren Abschnitt 36 der Phosphatabtrennzone 21 eingebracht wird. Bei der Einblaseinrichtung 28 kann es sich beispielsweise um eine Gruppe von stationären Düsen handeln, die das Abtrennmedium durch mindestens einen Teil der sich absetzenden Feststoffe hindurch zu dem oberen Abschnitt 22 der Abtrennzone 21 strömen lassen. Auf diese Weise erfolgt eine Gegenstromauswaschung der löslichen Phosphate in dem anaeroben Schlamm, wobei die löslichen Phosphate, die von den sich absetzenden Schlammfeststoffen freigesetzt werden, in die nach oben strömende Flüssigkeit übergehen. Im oberen Abschnitt der Phosphatabtrennzone wird so eine mit Phosphat angereicherte Flüssigkeit erhalten, während sich im unteren Abschnitt 36 der Abtrennzone ein Schlamm von geringerem Phosphatgehalt absetzt. Die mit Phosphaten angereicherte Flüssigkeit wird von dem oberen Abschnitt der Abtrennzone über eine Leitung 25 abgezogen, während der einen verringerten Phosphatgehalt aufweisende Schlamm aus dem unteren Abschnitt der Zone über eine Leitung

7 05819/0927

23 abgeführt wird. In der Abtrennzone liegen die Stelle oder Stellen, an denen der Schlamm mit niedrigerem Phosphatgehalt aus der Abtrennzone abgezogen wird und die Stelle oder Stellen, an denen das Abtrennmedium mit niedrigem Phosphat- und Feststoffgehalt in die Abtrennzone eingeleitet wird, vorzugsweise in ausreichendem gegenseitigem Abstand, um die Möglichkeit von Kurzschlüssen oder^x anderen unerwünschten Stromungsverhbltnissen zu minimieren, die die Phosphatabtrennung ungünstig beeinflussen und die Gesamtphosphatbeseitigungsleistung der Anlage herabsetzen könnten.

Bei der oben erläuterten Kontaktanordnung gelangt in dem Abtrennmedium gelöster Sauerstoff beispielsweise bei den unten erläuterten Misch- und Umwälzvorgängen in dem über die Leitung 26 gehenden Kontaktstrom in den unteren Abschnitt der Abtrennzone. Ein solches Einleiten von gelöstem Sauerstoff veranlaßt die Mikroorganismen der abgesetzten Feststoffschicht, die Phosphat an die zugehörige flüssige Phase freigesetzt haben, dort, wo der Kontaktstrom eingeführt wird, wieder Phosphate aufzunehmen, falls lösliche Phosphate in der umgebenden flüssigen Phase vorhanden sind. Dieser Effekt sollte auf die unmittelbare Nachbarschaft der Einleitungseinrichtung beschränkt werden, um die anaeroben Bedingungen in dem Hauptvolumen des sich in der Abtrennzone absetzenden anaeroben Schlammes nicht ungünstig zu beeinflussen. Mit anderen Worten, der Gehalt des Abtrennmediums an gelöstem Sauerstoff sollte durch eine zweckentsprechende Auslegung der

709819/0927

Anordnung auf einen hinreichend niedrigen Wert eingestellt werden, um den gewünschten Grad der Phosphatbeseitigung aus dem Schlamm aufrechtzuerhalten.

Die mit Phosphaten angereicherte Flüssigkeit, die aus dem oberen Abschnitt 22 der Abtrennzone 21 über die Leitung 25 abgezogen wird, gelangt zu einem Schnellmischbehalter 29. In diesem Behälter wird die mit Phosphaten angereicherte Flüssigkeit (in nicht näher veranschaulichter Weise) mit einem Phosphatfällungsmittel, beispielsweise Kalk, rasch gemischt, das dem Behälter über eine Leitung 30 zugeführt wird. Das Gemisch aus überstehender Flüssigkeit und Phosphatfällungsmittel geht dann über eine Leitung 31 an einen Ausflockungsbehälter 32, in welchem das ausgefällte Phosphat abgesetzt wird. Das ausgefällte Phosphat wird dann als chemischer Abschlamm über eine Leitung 33 aus der Anlage herausgeführt. Das überlaufende, an Phosphaten verarmte, überstehende Medium aus dem Ausflockungsbehälter 32, das diesen über eine Leitung 34 verläßt, kann dann in zwei Teile aufgeteilt werden. Ein erster Teil wird über die Leitung 35 zurückgeführt und mit dem über die Leitung 15 ankommenden Abwasserzustrom vereinigt. Ein zweiter Teil wird über die Leitung 26, in der eine Pumpe 27 liegt, der Einblaseinrichtung 28 als das Abtrennmedium mit niedrigem Phosphat- und niedrigem Feststoffgehalt zugeführt. In gewissen Fällen kann es zweckmäßig sein, anstelle der beiden in Fig. 1 veranschaulichten Behälter nur einen einzigen Behälter für das Mischen, Ausflocken und Ab-

709819/0927

setzen vorzusehen.

Bei der praktischen Durchführung des beschriebenen Verfahrens wird mindestens ein größerer Teil des sich absetzenden Schlamms unter anaeroben Bedingungen, d. h. unter Bedingungen, bei denen im wesentlichen keine meßbare Menge an gelöstem Sauerstoff in der flüssigen Phase des Schlamms vorhanden ist, für eine Zeitdauer von 2 bis 10 Stunden gehalten, die ausreicht, um Phosphate in die flüssige Phase des sich absetzenden anaeroben Schlamms freizusetzen. Die Verweildauer des Schlamms in der Abtrennzorie, die für die Phosphatfreisetzung erforderlich ist, hängt teilweise von dem aeroben oder anaeroben Charakter des mit Phosphaten angereicherten Schlamms ab, der in die Abtrennzone eingeleitet wird. Beispielsweise wurde gefunden, daß die Geschwindigkeit der Aufnahme von gelöstem Sauerstoff (durch die vorhandenen Mikroorganismen) in den Nachklärzonen von konventionellen Belebungsanlagen recht hoch sein, beispielsweise in der Größenordnung von 20 bis 30 ppm/h liegen kann. Bei derart hohen Aufnahmegeschwindigkeiten kann der gelöste Sauerstoff in der aus der vorangehenden Begasungszone ausgetragenen Mischflüssigkeit in der Klärzone erschöpft sein, so daß der aus der Klär- oder Absetzzone abgezogene Schlamm-Unterstrom anaerob ist. Im Rahmen des vorliegend erläuterten Verfahrens erlaubt es ein derartiger anaerober Zustand des von der Mischflüssigkeit abgetrennten und der Stripperzone zugeführten, mit Phosphaten angereicherten Schlamms, das gesamte Volumen des

709819/0927

in der Stripperzone abgesetzten Schlamms unter anaeroben Bedingungen zu halten, so daß mit einer vergleichsweise kürzeren Schlammverweildauer in der Stripperzone für die Phosphatfreisetzung gearbeitet werden kann. Wenn der aus der Nachklarzone abgeleitete und der Stripperzone zugeführte Schlamm anaeroben Charakter hat, müssen die Verweildauer und der Ruhezustand des Schlamms in der Nachklarzone so gehalten werden, daß eine Freisetzung und Mischung von Phosphaten in dieser Zone vermieden wird, weil dadurch die Güte des aus dem Verfahren ausgetragenen Abflusses beeinträchtigt würde. Wenn andererseits der der Abtrennzone zugeleitete, mit Phosphat angereicherte Schlamm aeroben Charakter hat, ist eine vergleichsweise längere Schlammverweildauer in der Abtrennzone erforderlich, um die notwendige Phosphatfreisetzung zu erzielen.

Allgemein liegt die Verweildauer des Schlamms in der Abtrennzone bei dem vorliegenden Verfahren zwischen 2 und 1O Stunden. Wird mit einer Verweildauer von weniger als 2 Stunden gearbeitet, ist die Phosphatfreisetzung aus den sich absetzenden Schlammfeststoffen unzureichend; der Schlamm wird nicht in vollem Umfang erneuert, um wieder in der Begasungszone Phosphate aufzunehmen. Dabei werden die Phosphate in dem einströmenden, der Begasungszone zugeführten Abwasser nicht vollständig beseitigt; sie verlassen die Anlage in dem Abfluß aus der Nachklarzone. Wenn andererseits die Schlammverweildauer in der Abtrennzone 10 Stunden überschreitet,

709819/0927

ds

wird der erforderliche Abtrennbehälter übermäßig groß und kostspielig, ohne daß eine entsprechende Verbesserung der erzielten Phosphatbeseitigung erreicht werden kann. Aus diesen Gründen wird die Schlammverweildauer in der Abtrennzone vorzugsweise zwischen 4 und 8 Stunden gehalten.

Die Schwebstoffkonzentration des einen niedrigen Phosphat- und Feststoffgehalt aufweisenden Abtrennmediums darf ferner 2OO mg/1 nicht überschreiten; die Volumendurchflußmenge des in die Abtrennzone eingeleiteten Abtrennmediums muß zwischen dem 0,7- und 2,0-fachen der Volumendurchflußmenge der von dort abgezogenen, mit Phosphat angereicherten Flüssigkeit liegen. Wenn das Abtrennmedium eine Schwebstoffkonzentration von mehr als 200 mg/l hat, wird der Feststoffstrom in der Abtrennzone so niedrig, daß ein Eindicken der Feststoffe in der Abtrennzone erforderlich wird. Dies bringt Nachteile mit sich. Es besteht die Gefahr, daß Phosphate in der dichten Feststoffmasse eingeschlossen werden; die Abtrennzone muß so dimensioniert werden, daß sie die Eindickfunktion übernehmen kann. Das Eindicken macht eine erheblich größere Abtrennzone erforderlich, als dies ohne Eindicken notwendig ist. Muß für ein Eindicken gesorgt werden und ist der Abtrennbehälter nicht entsprechend bemessen, wird der Behälter hydraulisch überlastet; es kann zu einem starken Verlust der Schwebstoffe in der Flüssigkeit kommen, die vom oberen Abschnitt der Abtrennzone abgezogen wird. Vorzugsweise ist die Schwebstoffkonzentration des Abtrennmediums klei-

709819/0927

ner als 100 mg/l. Das Abtrennmedium sollte auch eine geeignet niedrige Konzentration an löslichen Phosphaten haben, um einen ausreichend hohen Konzentrationsgradienten aufrechtzuerhalten, damit für eine hohe StoffÜbergangsgeschwindigkeit zwischen dem Abtrennmedium und dem sich in der Abtrennzone absetzenden Schlamm sowie für einen wirkungsvollen Übergang der löslichen Phosphate und eine hohe Gesamtphosphatbeseitigung innerhalb des Systems gesorgt wird. In der Praxis liegt die Konzentration des Abtrennmediums an löslichen Phosphaten vorzugsweise unter ungefähr 30 mg/l, um einen ausreichend hohen StoffÜbergangskonzentrationsgradienten in Systemen zu gewährleisten, bei denen die Konzentration des zuströmenden Abwassers an löslichen Phosphaten hoch, beispielsweise bei 50 mg/l, liegt. Des weiteren muß die Volumendurchflußmenge des in die Abtrennzone eingeleiteten Abtrennmediums zwischen dem O,7- und 2,0-fachen der Volumendurchflußmenge der von dort abgezogenen, mit Phosphat angereicherten Flüssigkeit gehalten werden, um die Abtrennzone auf hydraulisch besonders wirkungsvolle Weise arbeiten zu lassen. Liegt dieses Volumendurchflußverhältnis (von Abtrennmedium zu mit Phosphat angereicherter Flüssigkeit) unter 0,7, kann leicht der Fall eintreten, daß das Volumen des für die Abtrennung vorgesehenen Abtrennmediums nicht mehr ausreicht. Es werden dann übermäßige Mengen an Phosphaten in dem Rücklaufschlamm zu der Begasungszone zurückgeführt; die Phosphatbeseitigungsleistung der Gesamtanordnung wird klein. Unterhalb eines Volumendurchflußverhältnisses von 0,7 kommt es ferner zu einer unerwünscht

709819/09 2 7

starken Eindickung. Wenn dieses Volumendurchflußverhältnis andererseits den Wert 2,0 überschreitet, wird das Volumen des in die Abtrennzone eingeleiteten Abtrennmediums gegenucer der Menge der von dort abgezogenen, mit Phosphat angereicherten Flüssigkeit so groß, daß ein Kurzschließen des Abtrennmediums von seiner Einführungsstelle zu dem Punkt gefördert wird, an dem der Schlamm die Abtrennzone verläßt. Die Volumendurchflußmengen des in die Phosphatabtrennzone eingeführten Abtrennmediums und des von dort im Unterstrom abgezogenen Schlamms werden mit Bezug auf die Abtrennerfordernisse des Systems übermäßig groß,'ohne daß eine entsprechende Verbesserung der Phosphatbeseitigungsleistung erreicht wird. Des weiteren wird unnötig Energie für das Umpumpen und Has Abpumpen von Schlamm aus der Abtrennzone verbraucht. Der Volumendurchflußbereich von 0,7 bis 2,0 bestimmt daher in Verbindung mit den vorstehend erörterten Grenzwerten für die Schlammverweildauer in der Abtrennzone und die Schwebstoffkonzentration des Abtrennmediums eine Kombination von Prozeßbedingungen, die es erlauben, die Phosphatabtrennzone in besonders wirkungsvoller Weise als Gegenstromextraktionsstripperzone auszunutzen. Dabei ist sichergestellt, daß es in der Abtrennzone zu einer nur geringfügigen oder gar keiner Eindickung kommt.

Es ist zweckmäßig, den Einfluß der Eindickung und der hydraulischen Kennwerte auf die Größe und Ausgestaltung der Phosphatabtrennzone in Betracht zu ziehen. Bei dem vorliegend er-

709819/0927

örterten Verfahren muß die Phosphatabtrennzone zwei miteinander verknüpfte Hauptfunktionen erfüllen. Sie muß eine an Feststoffen arme, mit Phosphat angereicherte Flüssigkeit liefern, die von dem oberen Teil der Abtrennzone abgezogen wird und eine hohe Konzentration an löslichen Phosphaten hat, die aus dem mit Phosphat angereicherten Schlamm kommen, welcher der Abtrennzone von der Nachklärzone aus zugeht. Die Phosphatabtrennzone muß außerdem für einen Rücklaufschlamm mit geringerem Phosphatgehalt sorgen, dessen Konzentration an löslichen Phosphaten hinreichend niedrig ist und dessen Konzentration an Feststoffen hinreichend hoch ist, um eine hohe BSB- und Phosphatbeseitigung aus dem in die Begasungszone einströmenden Abwasser zu gewährleisten. Diesen Funktionen ist die Bedingung zugeordnet, daß die Phosphatstripperzone in der Lage sein muß, eine wirkungsvolle Feststoff-Flüssigkeits-Trennung der sich gegeneinander bewegenden Ströme, d. h. der nach oben strömenden Extraktionsflüssigkeit und der nach unten absinkenden Feststoffe, aufrechtzuerhalten. Dieses Feststoff-Flüssigkeits-Trenn- oder Klärvermögen ist für ein wirkungsvolles Arbeiten der Abwasserbehandlungsanlage wesentlich, da nicht abgetrennte Feststoffe, welche die Stripperzone in der überströmenden Flüssigkeit verlassen, das Phosphatbeseitigungsvermögen der Gesamtanordnung ebenso beeinträchtigen, wie jede Mitführung von Abtrennmedium in dem aus dem unteren Abschnitt der Phosphatabtrennzone abgezogenen Schlamm. Das Klärvermögen der Phosphatabtrennzone hängt seinerseits von den Relativge-

709819/0927

schwindigkeiten der Feststoffphase und der flüssigen Phase ao. Um insgesamt fur eine Trennung der beiden Phasen zu sorgen, rr.uß die lotrechte Steiggeschwindigkeit der Flüssigkeit in dor Aotrennzone kleiner als die Sinkgeschwindigkeit der Feststoffe sein. Die lotrechte Steiggeschwindigkeit der Flüssigkeit stellt eine geometrisch bestimmte Variable dar, die mit der Größe (insbesondere dem Querschnitt) der Abtrennzone in Verbindung steht. Die Anforderungen an das resultierende Flüssigkeits-Feststoff-Trennvermögen erlauben es daher, einen geeigneten Bereich für die Klarung anzugeben.

Im Gegensatz zu den vorstehend erläuterten Beziehungen ist das Eindick- oder Verdichtungsvermögen der Phosphatabtrennzone mit dem Feststoffstrom oder der Massenbelastung (Masse/ Fläche/Zeit) verknüpft, den bzw. die die Abtrennzone unter dem Einfluß der Schwerkraft verarbeiten kann. Dieser Feststoffstrom wird durch die Abzugsgeschwindigkeit des Schlammunterstroms aus dem unteren Abschnitt der Absetzzone sowie durch die Absetzgeschwindigkeit des Schlamms als Funktion seiner Konzentration bestimmt. Bei einer vorgegebenen Phosphatabtrennanordnung kommt man daher auch zu einem Flachenbedarf im Hinblick auf die Eindickung. Bei der Bemessung der Phosphatabtrennzone muß eine Gesamtfläche gewählt werden, die der zweifachen Funktion von Klärung und Eindickung gerecht wird, wo ein Eindicken erforderlich ist, wie dies bei bekannten Lösungen zur Phosphatabtrennung der Fall ist. Dadurch, daß die bei solchen bekannten Lösungen notwendige

709819/0927

Eindickfunktion vorliegend vermieden wird, läßt sich die Gro3e dor Abtrennzone erheblich herabsetzen, beispielsweise· urr. eir.en Faktor von mehr als 4, bezogen auf die Stripper-, die bei bekannten Systemen vorgesehen sind.

Bei der in Fig. 2 veranschaulichten Ausführungsform wird über eine Leitung 37 gehendes phosphathaltiges Rohabwasser mit einem Gemisch aus einer an Phosphaten verarmten Flüssigkeit und ausgefällten Phosphatteilchen aus einer Leitung 62 vereinigt. Der kombinierte Strom tritt in eine Vorkldrzone 38 ein. In der Vorklärzone erfolgt eine Trennung von Feststoffen und Flüssigkeit. Ein auf diese Weise erhaltener, an Feststoffen verarmter Primärabfluß wird aus der Vorklärzone über eine Leitung 4O abgezogen, während abgesetzte Feststoffe über eine Leitung 39 als Primärschlamm abgeleitet werden. Der Primärschlamm wird als Abschlamm abgeführt oder geht weiteren Behandlungs- und/oder Verwendungsstufen zu. Der über die Leitung 39 abgezogene Primärschlamm enthält die ausgefällten Phosphate, die dem Rohabwasser in der Leitung 37 zugesetzt wurden und die sich zusammen mit den anderen Feststoffen in der Klärzone absetzen. Eine solche Ausbildung ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Klarleistung der Vorklärzone, weil das Vorhandensein der ausgefällten Phosphate die Absetzeigenschaften des Schlamms in dieser Zone verbessert.

Ein kleinerer Teil des über die Leitung 4O aus der Vorklär-

709819/0927

zone 38 abgeführten Primärabflusses geht über eine Leitung 42, in der eine Pumpe 57 sitzt, als das Abtrennmedium mit niedrige.·™ Phosphat- und niedrigem Feststoff gehalt zu der P.-.osphatabtrennzone 5O, wobei das Abtrennmedium in den unte-rgn Abschnitt der Abtrennzone über eine Einblaseinrichtung 53 eingeführt wird. Der andere, größere Teil des Primärabflusses der Vorklärzone gelangt über eine Leitung 41 zu einer Begasungszone 43, wobei er das in diese Zone einströmende Abwasser bildet. In der Begasungszone wird das phosphathaltige, über die Leitung 41 einströmende Abwasser mit belebtem Schlamm, der einen geringeren"Phosphatgehalt hat und über eine Leitung 56 in die Begasungszone gelangt, sowie mit Sauerstoffhaltigem Gas gemischt. Dabei wird eines der aus Flüssigkeit und Sauerstoffgas bestehenden Medien gegenüber dem anderen Medium für eine ausreichende Zeitdauer umgewälzt, um den BSB-Gehalt des Abwassers herabzudrücken und die in dem belebten Schlamm vorhandenen Mikroorganismen zu veranlassen, Phosphate aufzunehmen. Es wird daher eine belüftete Mischflüssigkeit gebildet, die mit Phosphaten angereicherten Schlamm enthält. Die Mischflüssigkeit kann in der Begasungszone beispielsweise mit 15 dm Luft /l Abwasser 6 h lang belüftet werden.

Die begaste Mischflüssigkeit wird dann aus der Begasungszone über eine Leitung 44 ausgetragen und einer Nachklärzone 45 zugeleitet, wo der mit Phosphaten angereicherte Schlamm von der Mischflüssigkeit abgetrennt wird. Auf diese Weise

709819/0927

werden ein von Phosphaten im wesentlichen freier Abfluß, der die Anlage über eine Leitung 46 verläßt, und ein mit Phosphaten angereicherter belebter Schlamm erhalten, der aus dem Bodenabschnitt der Nachklärzone über eine Leitung 47 abgezogen wird. Von dem Schlammstrom in der Leitung 47 kann ein Teil des Schlamms über eine Leitung 48 intermittierend als Sekundärabschlamm abgeleitet sowie beseitigt . und/oder einem anderen Endzweck zugeführt werden. Der restliche Teil des Schlamms geht über eine Leitung 49 an die Phosphatabtrennzone 50. In der Abtrennzone wird der eingeleitete Schlamm abgesetzt. Mindestens ein größerer Teil des Schlamms wird unter anaeroben Bedingungen gehalten, um Phosphate aus dem mit Phosphat angereicherten Schlamm freizusetzen. Der oben erwähnte abgeleitete Teil des Primärabflusses gelangt in die Abtrennzone über die Einblaseinrichtung 53 im unteren Abschnitt 52 dieser Zone. Er strömt durch mindestens einen Teil der sich absetzenden Feststoffe hindurch zum oberen Abschnitt 51 der Abtrennzone. Dabei werden die von den sich absetzenden Schlammfeststoffen freigegebenen Phosphate in die nach oben strömende Flüssigkeit überführt. Im oberen Abschnitt der Abtrennzone wird eine mit Phosphaten angereicherte Flüssigkeit ausgebildet. Die Abtrennzone wird derart betrieben, daß die Schlammverweildauer zwischen 2 und 10 Stunden liegt. Das Abtrennmedium in Form des abgeleiteten Primärabflusses hat eine Schwebstoffkonzentration von nicht mehr als 200 mg/l. Die Volumendurchflußmenge des Abtrennmediums wird zwischen dem 0,7- und 2,0-fachen der

709819/0927

Volumendurchflußmenge der mit Phosphaten angereicherten Flüssigkeit gehalten, die aus der Abtrennzone über eine Leitung 53 abgeleitet wird.

Der Schlamm mit verringertem Phosphatgehalt, der aus dem unteren Abschnitt 52 der Abtrennzone über eine Leitung 54 abgezogen wird, kann zum Teil über eine Leitung 55 als Abschlamm abgehen. Der Abschlamm kann bei dieser Anordnung in vollem Umfang über die Leitung 55 abgeführt werden. In einem solchen Falle kann die Abschlammleitung 48 entfallen. Es können aber auch beide Leitungen 48 und 55 für die Abschlammbeseitigung herangezogen werden. Der restliche Teil des Schlammes mit verringertem Phosphatgehalt gelangt über die Leitung 56 zu der Begasungszone 43 als der belebte Schlamm für diese Zone. Die aus dem oberen Abschnitt 51 der Abtrennzone abgeführte, mit Phosphaten angereicherte Flüssigkeit strömt über die Leitung 58 zu einem Misch- und Phosphatausfällbehälter 59. In diesem Behälter wird die Flüssigkeit mit Hilfe eines Propellers 60 mit einem Phosphatfällungsmittel, beispielsweise Aluminium- oder Eisensalzen oder Kalk, rasch gemischt, um Phosphate in der mit Phosphat angereicherten überstehenden Flüssigkeit auszufällen. In der Praxis wird vorzugsweise Kalk benutzt, weil Kalk, anders als Reaktionsmittel wie Aluminium- oder Eisensalze, die nur stöchiometrisch reagieren, zusätzlich den pH-Wert steigert, wodurch die Phosphataus fällung begünstigt wird. Das resultierende Gemisch aus ausgefälltem Phosphat und an Phosphaten

709819/0927

verarmter Flüssigkeit wird über die Leitung 62 geleitet, um .T.it dem Roh.aowasser in der Leitung 37 gemischt zu weraor,, aas aer Vorklarzone 38 zugeht.

f"ij. 3 zoigt ein schematisches Fließbild einer weiteren Ausfunrungsform der Erfindung, bei der eine stufenweise arbeitende Sauerstoffanreicherungsanordnung vorgesehen ist, wie sie aus den US-PSen 3 547 812 bis 3 547 815 bekannt ist. Bei einer solchen Sauerstoffanreicherung von BSB-haltigern Wasser wird mindestens eine abgeschlossene, abgedeckte Begasungskammer vorgesehen, in welcher die zu behandelnde Flüssigkeit in Gegenwart von belebtem Schlamm mit einem mit Sauerstoff angereicherten Gas aus einem darüberliegenden Gasraum in innigen Kontakt gebracht wird, um den für eine aerobe biologische Aktivität notwendigen Sauerstoff zu lösen. Derartige Sauerstoffanreicherungssysteme fuhren zu erheblichen Vorteilen gegenüber bekannten Behandlungsanordnungen, bei denen atmosphärische Luft als Oxydationsmittel in offenen Belüftungskammern benutzt wird. Beispielsweise kann das mit geschlossenen Kammern arbeitende Sauerstoffanreicherungssystem bei biologischen Schwebstoffgehalten und Begasungsverweildauern betrieben werden, die um ein Mehrfaches größer bzw. um ein Mehrfaches kleiner als die entsprechenden Werte von Luftbegasungssystemen sind, während vergleichbare oder bessere Gesamtergebnisse erzielt werden. Diese Vorteile sind auf die höhere Stoffübergangs-Antriebskraft für mit Sauerstoff angereichertes Gas gegenüber Luft

709819/0927

-β»- 264879?

ad

zurückzuführen. Dies erlaubt es, höhere Werte für den gelosten Sauerstoff bei wirtschaftlichen Werten der Saueritoi t vz l^.Tienubergangsmenge je Einheit Eingangsenergie zu

e.τ eier, en .

Bei der Anordnung nach Fig. 3 weist die Begasungszone einen Flüssigkeitsbehälter 149 mit drei Sauerstoffanreicherungs-Teilzonen 171, 172 und 173 auf, wobei Trennwände 169 und 170 zwischen der ersten und der zweiten bzw. der zweiten und der dritten Teilzone vorgesehen sind. Über den oberen Enden der Teilzonenwände befindet sich eine Abdeckung 15O, welche die Begasungszone abschließt und Gasräume 178, und 180 bildet. Phosphat- und BSB-haltiges, einströmendes Abwasser gelangt über eine Leitung 151 in die erste Sauerstoff anreicherungs-Teilzone. Über eine Leitung 138, in der eine Durchflußregeleinrichtung mit einem Regelventil 153 liegt, strömt ein Einsatzgas, das mindestens 50 Vol.% Sauerstoff enthält, in die Teilzone 171 ein. Oberflächenbegasungseinrichtungen mit rotierenden Laufrädern 166, 167 und 168 sind an der Oberfläche der Flüssigkeit in den betreffenden Teilzonen 171, 172 und 173 angeordnet, um die Flüssigkeit mit der mit Sauerstoff angereicherten Atmosphäre in den betreffenden Gasräumen 178, 179 und 180 zu mischen und die Flüssigkeit ständig gegenüber diesem Gas umzuwälzen. Die Lauf räder 166-, 167 und 168 werden über Wellen 163, 164 und 165, die durch Dichtungen 160, 161, 162 in der Abdeckung 150 hindurchreichen, mittels zugeordneter Motoren 157,

709819/0927

und 159 angetrieben.

Die Trennwände 169, 170 der Begasungszone nach Fig. 3 reichen vom Boden des Flüssigkeitsbehälters 149 nach oben bis zu der über den Sauerstoffanreicherungs-Teilzonen liegenden Abdeckung 150. Sie sind mit verengten Öffnungen versehen, durch die hindurch Gas und Flüssigkeit von Teilzone zu Teilzone übergehen. Eine verengte Öffnung 174 läßt mit Sauerstoff teilweise angereicherte Flüssigkeit von der ersten Teilzone 171 zur zweiten Teilzone 172 gelangen; während mit Sauerstoff weiter angereicherte Flüssigkeit über eine verengte Öffnung 175 von der zweiten Teilzone 172 zur dritten Teilzone 173 gelangt. Die Geschwindigkeit der durch die verengten Öffnungen 174 und 175 hindurchtretenden Flüssigkeit reicht aus, um ein Rückmischen zu verhindern. Die Flüssigkeit hat in jeder Teilzone eine im wesentlichen gleichförmige Zusammensetzung; der BSB-Gehalt nimmt von der Flüssigkeitseinlaß-Teilzone 171 zur Flüssigkeitsauslaß-Teilzone 173 fortschreitend ab. Mit Sauerstoff fertig angereicherte Flüssigkeit verläßt die letzte Sauerstoffanreicherungs-Teilzone über eine unter dem Flüssigkeitsspiegel liegende Öffnung, die von dem Boden des Behälters 149 und dem unteren Ende der Wand 144 der letzten Sauerstoffanreicherungsteilzone begrenzt wird. Diese Flüssigkeit strömt nach oben bis über das Niveau der Einlaßöffnung entgegen einer hydrodynamischen Flüssigkeitshöhe in dem umschlossenen Flüssigkeitsdurchlaß, der von der Wand 144 und der Endwand des Flüssigkeitsbehälters 149

709819/0927

gebildet wird, die quer in Abstand von und im wesentlichen parallel zu der Wand 144 verläuft. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, verbindet eine Flüssigkeitsauslaßleitung 140, deren Einlaß in dem umschlossenen Flüssigkeitsdurchlaß oberhalb · der Einlaßöffnung dieses Flüssigkeitsdurchlasses liegt, die Begasungszone und ein Nachklärbecken 116.

Bei dieser Sauerstoffanreicherungszone sind ferner Drosselöffnungen in den oberen Teilen der Trennwände zwischen benachbarten Teilzonen oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Teilzone vorgesehen. An Sauerstoff verarmtes Gas gelangt von der ersten Teilzone 171 über eine Öffnung 169a als Belüftungsgas in die zweite Teilzone 172, wobei für eine ausreichende Druckdifferenz gesorgt ist, um ein Rückmischen zu verhindern. In der zweiten Teilzone 172 wird weiterer Sauerstoff des Belüftungsgases durch Lösen und Biooxydation in der teilweise mit Sauerstoff angereicherten Flüssigkeit verbraucht; zusätzliche Gase, beispielsweise Kohlendioxid, gehen aus der Flüssigkeit in das Belüftungsgas über. An Sauerstoff weiter verarmtes Gas strömt durch die verengte Öffnung 17Oa in die dritte Teilzonei73 und wird dort mit Flüssigkeit gemischt, die mit Sauerstoff weiter angereichert ist. Die dritte Teilzone173 arbeitet in der gleichen Weise wie die zweite Teilzone 172. Belüftungsgas mit niedrigstem Sauerstoffgehalt und höchstem Inertstoffgehalt verläßt die dritte Teilzone über eine Leitung 139·

709819/0927

-»- 2648737

Die in den Sauerstoffanreicherungsteilzonen der Ausführungsform nach Fig. 3 angeordneten Oberflächenbelüftungseinrichtungen können zweckmäßigerweise mit schrägstehenden Schaufeln versehene Laufräder aufweisen. Im Betrieb solcher Einrichtungen wird Flüssigkeit mit geringer Konzentration an gelöstem Gas in das Laufrad hineingezogen und nachfolgend sowohl als schirmförmiger Flüssigkeitsstrahl als auch in Form einer Oberflächenflüssigkeitsschicht von relativ hoher Geschwindigkeit radial abgegeben. Die schirmförmig ausgeworfene Flüssigkeit sorgt für den größeren Teil der Gas/Flüssigkeits-Kontaktflache, die für den StoffÜbergang erforderlich ist. Zu einem gewissen zusätzlichen Kontakt kommt es durch die allgemeine Turbulenz der Flüssigkeitsoberfläche sowie durch das Mitreißen von Gasblasen in dem Bereich, wo die herausgeworfene Flüssigkeit auf die Oberfläche der belüfteten Flüssigkeit auftrifft und wieder in die Hauptmasse des Flüssigkeitsvolumens eintritt. Die oelüftete Flüssigkeit, deren Konzentration an gelöstem Gas wesentlich hoher ist, wird dann innerhalb der Kontaktzone gemischt und umgewälzt. Sowohl das Lösen von Gas als auch das Mischen der Flüssigkeit gehen auf die hydraulische Wirkung des Oberflächenlaufrades zurück.

Bei Sauerstoffanreicherungs-Abwasserbehandlungsanlagen der vorstehend erläuterten, an sich bekannten Art (US-PSen 3 547 813 bis 3 547 815) wird mit einer großen Phasengrenzfläche zwischen Gas und Flüssigkeit gearbeitet, um ein

709819/Ö927

schnelles Lösen des Sauerstoffgases zu fördern. Diese Fläche muß jedoch so erzeugt werden, daß eine enge Annäherung an eine Sauerstoffsättigung in der an die Phasengrenzfläche angrenzenden Flüssigkeit vermieden wird. Aus diesem Grund wird die Phasengrenzfläche in einem großen Flüssigkeitsvolumen derart ausgebildet, daß höchstens ein dünner Flüssigkeitsfilm an der Phasengrenzfläche nahe dem Sättigungswert ist und daß der Gradient für den gelösten Sauerstoff von der Phasengrenzfläche zur Hauptmasse der Flüssigkeit hoch ist. Bei solchen Anwendungen kann der gewünschte Gas-Flüssigkeits-Kontakt auf besonders vorteilhafte Weise mit Hilfe einer Oberflächenbelüftungseinrichtung erzielt werden, die ein mit schrägstehenden Schaufeln versehenes Laufrad aufweist, das verhältnismäßig massive Flüssigkeitsspritzer oder -lagen in das Gas schleudert. Andere Arten von Oberflächenbelüftungseinrichtungen, die einen Flüssigkeitssprühstrahl in das Gas hineinrichten, können zwar grundsätzlich gleichfalls eingesetzt werden, sind jedoch im allgemeinen weniger günstig, weil ein Tröpfchen eine große Oberfläche und ein kleines Flüssigkeitsvolumen besitzt.

In der Sauerstoffanreicherungszone gemäß Fig. 3 kann auch mit anderen mechanischen Einrichtungen zum Mischen und Umwälzen der Fluide gearbeitet werden, beispielsweise mit einer Anordnung, die einen unter der Oberfläche sitzenden Propeller, eine Gaseinblaseinrichtung und eine Gasumwälzpumpe aufweist, die mit dem Gasraum über der Flüssigkeit und unter-

709819/0927

halb der Abdeckung verbunden ist. Die Gaseinblaseinrichtung kann in bekannter V/eise (US-PS 3 547 815) am unteren Ende einer aufrecht stehenden, drehbaren Hohlwelle angeordnet sein, die auch den über der Gaseinblaseinrichtung sitzenden Propeller tragt. Die Gasumwälzpumpe läßt sich auf der Abdeckung montieren; ihre Einlaßseite kann mit dem Gasraum über eine durch die Abdeckung hindurchführende Leitung verbunden sein. Die Auslaßseite der Pumpe ist an das obere Ende der drehbaren Welle angeschlossen, um Sauerstoffgas zu der Gaseinblaseinrichtung und von dort in die Flüssigkeit zu befördern. Unabhängig von der Art der im Einzelfall benutzten Einrichtung sollte die Belüftungseinrichtung bei dieser ebenso wie bei allen anderen vorliegend erläuterten Ausführungsformen der Sauerstoffanreicherungsanordnung einen Luft-Normalübergangswirkungsgrad von mindestens O,68 und vorzugsweise 1,13 kp Sauerstoff/PS-Stunde haben. Belüftungsgeräte werden im allgemeinen nach diesem Luft-Normalübergangswirkungsgrad bemessen, der die Fähigkeit des Gerätes kennzeichnet, Sauerstoff aus Luft in Leitungswasser zu lösen, das keinen gelösten Sauerstoff enthält, unter einem Druck von 1 Atmosphäre steht und eine Temperatur von 20°C hat. Die vorstehend genannten Wirkungsgradwerte sind notwendig, um die der Begasungszone zugeführte Energie wirkungsvoll auszunutzen und die erforderliche Gas-Flüssigkeits-Phasengrenzfläche für den Stoffübergang auszubilden.

Im Betrieb der Anlage nach Fig. 3 gelangt das phosphathal-

709819/0927

tige zuströmende Abwasser über die Leitung 151 in die Anlage. Es wird dort mit an Phosphaten verarmter Flüssigkeit aus einer Leitung 133 zusammengeführt. Der kombinierte Strom gelangt in die vorstehend erläuterte Sauerstoffbegasungszone. In der Sauerstoffbegasungszone werden das phosphathaltige, zuströmende Abwasser und die an Phosphaten verarmte Rucklauf flüssigkeit mit Rücklaufschlamm von verringertem Phosphatgehalt, der in die Sauerstoffanreicherungszone über eine Leitung 137 eintritt, und mit einem mindestens 5O Vol.% Sauerstoff enthaltenden Gas gemischt, das über die Leitung 138 in die Sauerstoffanreicherungszone einströmt. In der Leitung 138 liegt das Durchflußmengenregelventil 153. Das Sauerstoff einsatzgas wird der Sauerstoffanreicherungszone in ausreichender Menge zugeführt, um in der Mischflüssigkeit eine Konzentration an gelöstem Sauerstoff von vorzugsweise mindestens 2 ppm zu erhalten. In der ersten Teilzone 171 werden das zuströmende Abwasser, belebter Schlamm und Sauerstoffeinsatzgas gemischt; das Flüssigkeits-Feststoff-Gemisch wird gegenüber dem Sauerstoffgas umgewalzt. Mit Sauerstoff teilweise angereicherte Flüssigkeit und an Sauerstoff teilweise verarmtes Gas gelangen gesondert und im Gleichstrom über die Öffnungen 174 und 169a in der Trennwand 169 von der ersten Teilzone 171 zur zweiten Teilzone 172, wo sie weiter gemischt und umgewälzt werden. Von der zweiten Teilzone treten mit Sauerstoff weiter angereicherte Flüssigkeit und an Sauerstoff weiter verarmtes Gas gesondert und im Gleichstrom über die Öffnungen 175 und 17Oa in der Trennwand 17O in die

709819/0927

dritte Teilzone 173 über, wo ein abschließendes Mischen yj'-.ci w~.-.alzen erfolgt. Mit Sauerstoff angereicherte Flüssig-Kuit v.'.rj. aus aer letzten Teilzone über die oben erläuterte D^rchlcj3offnung ausgetragen, die zwischen dem unteren Ende aer Teilzonenwand 144 und dem Boden des Flüssigkeitsbehälters 149 gebildet wird. An Sauerstoff verarmtes Gas verlaßt die letzte Teilzone getrennt über die Gasablaßieitung 139.

Die Verweildauer der Mischflüssigkeit in der Begasungszone is't genügend lang, beispielsweise ungefähr 1 bis 2 Stunden, gewählt, um den ESB-Gehalt des Abwassers auf einen hinreichend niedrigen Wert abzusenken und die in dem belebten Schlamm vorhandenen Mikroorganismen zu veranlassen. Phosphate aufzunehmen, so daß die mit Sauerstoff angereicherte, aus der letzten Sauerstoffanreicherungs-Teilzone 173 ausgetragene Flüssigkeit einen mit Phosphat angereicherten Schlamm enthält. Der Schlamm wird zu der ersten Begasungsteilzone 171 in solcher Durchflußmenge zurückgeleitet, daS die gewünschte Gesamtschwebstoffkonzentration (MLSS), beispielsweise 60OO mg/l, und der gewünschte Gehalt an flüchtigen Schwebstoffen (MLVSS}, beispielsweise 45OO mg/1, aufrechterhalten werden. Geeignete Bereiche für diese Parameter sind 4000 bis 80OO mg/l MLSS und 30OO bis 6OOO mg/1 MLVSS. Das Verhältnis von Nährstoffen zu Biomasse kann im Bereich von 0,5 bis 1,55 g BSB₅/Tag χ g MLVSS liegen, beispielsweise bei ungefähr 0,68. Die Konzentration (MLSS) des Rücklaufschlamms mit verringertem Phosphatgehalt liegt im Bereich von 1500O

7 0 9 819/0927

- 2648737

bis 5COOO mg/1. Das Sauerstoffgas wird in ausreichender Menge eingeleitet, um die Konzentration an gelöstem Sauerstoff ι-, dor Miscnflussigkeit bei 4 bis 8 mg/l, beispielsweise bei 6 "3/1. zu holten. Das Sauerstoff regelventil 153 kann in Ab— r-j-vgigkoit von dem erfaßten Sauerstoff dampf druck in dem über Kopf liegenden Gasraum selbsttätig verstellt werden. Dieser Dampfdruck kann über zweckentsprechende Sensoren und Übertragungseinrichtungen (nicht veranschaulicht) in bekannter Weise erfaßt werden.

Die aus der Begasungszone austretende, mit Sauerstoff angereicherte Mischflüssigkeit geht dem Nachklärbecken 116 über die Leitung 140 zu. In dem Klärbecken reicht der Endabschnitt der Leitung 140 nach oben über die Höhe des unter der Wasseroberfläche liegenden Leitungseinlasses zu einem Leitungsauslaß, der innerhalb einer konzentrischen Trenn- oder Leitwand 117 angeordnet ist. Die Trennwand hat die Aufgabe, einen Beruhigungsschacht für die mit Sauerstoff angereicherte Flüssigkeit zu bilden, die dem Klärbecken über die Leitung zugeht. Vorzugsweise geht diese Trennwand von einer Stelle aus, die über dem Flüssigkeitspegel im konischen Boden des Klärbeckens liegt. In dem Klärbecken wird die mit Sauerstoff angereicherte Flüssigkeit getrennt, indem für ein Absetzen der mit Phosphat angereicherten Feststoffe des belebten Schlamms gesorgt wird. Ein Motor 121 treibt einen sich langsam drehenden Rechen 122 an, der sich quer über den Boden des Klärbeckens bewegt, um eine Konusbildung aus dichtem abgesetztem

709819/0927

Schlamm zu verhindern. In dem Klärbecken wird eine an Feststoffen verarmte, gereinigte, im wesentlichen phosphatfreie Flüssigkeit gebildet, die im Klärbecken zur Grenzfläche von Flüssigkeit und Luft ansteigt und über ein Wehr 118 in eine Rinne 119 strömt, um die Anlage über eine Leitung 120 zu verlassen. Der abgesonderte, mit Phosphat angereicherte Schlamm wird über eine Leitung 123 abgezogen und der Phosphatabtrennzone 124 zugeleitet, wo er zum Absetzen gebracht wird. Mindestens ein größerer Teil des sich absetzenden Schlammes wird unter anaeroben Bedingungen gehalten, um aus dem mit Phosphaten angereicherten Schlamm Phosphat freizusetzen. Die Schlammverweildauer in der Phosphatabtrennzone 124 wird zwischen 2 und 10 Stunden gehalten. Eine Gegenstromabtrennung des freigesetzten Phosphats von dem Schlamm in der Abtrennzone erfolgt, indem ein kleinerer, abgeleiteter Teil des im wesentlichen phosphatfreien Abflusses in der Leitung 120 als Abtrennmedium mit niedrigem Phosphat- und Feststoffgehalt verwendet wird. Der nicht abgeleitete, größere Teil des Abflusses wird über eine Leitung 141 aus der Anlage ausgetragen.

Das abgeleitete Abtrennmedium strömt durch eine Leitung 142, in der eine Pumpe 143 sitzt. Es wird über eine Sprenklereinrichtung 134 in den unteren Abschnitt 126 der Phosphatabtrennzone 124 eingeleitet, um durch mindestens einen Teil der sich absetzenden Feststoffe in den oberen Abschnitt 125 der Abtrennzone zu gelangen. Auf diese Weise werden die Phosphate, die von den sich absetzenden Schlammfeststoffen

709819/0927

freigegeben werden, in die nach oben strömende Flüssigkeit überfuhrt; im oberen Abschnitt der Abtrennzone wird eine mit Phosphaten angereicherte Flüssigkeit erhalten. Das Abtrennmedium hat eine Schwebstoffkonzentration von nicht mehr als 200 mg/1. Die Volumendurchflußmenge des in die Abtrennzone eingeleiteten Abtrennmediums wird zwischen dem 0,7-und 2,0-fachen der Volumendurchflußmenge der von dort abgezogenen, mit Phosphat angereicherten Flüssigkeit gehalten, wobei vorzugsweise mit einem Wert von ungefähr 1,0 gearbeitet wird.

Der Schlamm mit verringertem Phosphatgehalt wird aus dem unteren Abschnitt 126 der Abtrennzone 124 über eine Leitung abgezogen. Ein Teil dieses Schlamms kann über eine Leitung 136 abgehen. Der restliche Teil des Schlamms wird über die Leitung 137, in der eine Pumpe 145 sitzt, als belebter Schlamm zu der Sauerstoffbegasungszone zurückgeleitet. Bei der veranschaulichten Sauerstoffanreicherungsanlage wird das Volumenverhältnis zwischen dem Rücklaufschlamm mit verringertem Phosphatgehalt und dem BSB- und phosphathaltigen einströmenden Abwasser vorzugsweise im Bereich von 0,02 bis 0,5 gehalten. Dieses Verhältnis läßt sich auf den gewünschten Wert einstellen, indem die Drehzahl der Pumpe 145 verändert wird.

Die mit Phosphat angereicherte Flüssigkeit, die vom oberen Abschnitt 125 der Abtrennzone 124 abgezogen wird, geht über eine Leitung 127 zu einem Schnellmischtank 128. In diesem Tank wird die mit Phosphat angereicherte Flüssigkeit (in nicht

709819/0927

naher veranschaulichter Weise) mit einem Phosphatfällungsmittel, beispielsweise Kalk, rasch gemischt, das in den Tank i,oer eine Leitung 129 eingeführt wird. Das behandelte Gemisch cus Flüssigkeit und Phosphatfällungsmittel geht dann über eine Leitung 130 zu einem Ausflockungsbehälter 131, wo das ausgefällte Phosphat abgesetzt wird, um dann als chemischer Abschlamm über eine Leitung 132 aus der Anlage ausgetragen zu werden. Die überströmende, an Phosphat verarmte Flüssigkeit aus dem Ausflockungsbehälter 131 wird über die Leitung 133 zurückgeführt und mit dem phosphathaltigen einströmenden Abwasser vereinigt, das über die Leitung 151 in die Anlage eintritt.

Auf Grund des oben beschriebenen, mit anaerobem Schlamm arbeitenden Kontaktverfahrens wird ein wesentlicher Teil der Phosphate, die in dem anaeroben Schlamm freigesetzt werden, in die überströmende Flüssigkeit im oberen Abschnitt der Abtrennzone überführt, so daß der anaerobe Schlamm, der vom Boden der Abtrennzone über die Leitung 135 abgezogen wird, einen ausreichend abgesenkten Phosphatgehalt hat, um in der Begasungszone eine wirkungsvolle Beseitigung von Phosphaten aus dem Abwasser erreichen zu können.

Es versteht sich, daß die Schlammbehandlung auch auf andere als die vorliegend im einzelnen beschriebene Weise erfolgen kann. Beispielsweise kann es in gewissen Fällen vorteilhaft sein, eine Kontaktstabilisierungsanordnung vorzusehen, in

709819/0927

welcher das einströmende, phosphathaltige Abwasser mit Rücklaufschlamm und sauerstoffhaltigem Gas für eine kurze Zeitdauer, z.B. 15 bis 30 min, gemischt wird, die ausreicht, um den BSB auf und in den Schlammflockenpartikeln zu absorbieren und zu assimilieren, worauf die Mischflüssigkeit in belebten Schlamm und einen an Phosphat verarmten Abfluß getrennt wird und eine weitere Begasung des abgetrennten Schlammes erfolgt, um diesen zu stabilisieren. Dabei kann der mit Phosphat angereicherte Schlamm, der in der ersten Kontaktstufe gebildet wird, in der vorliegend erörterten Weise in einer Phosphatabtrennzone im Gleichstrom von Phosphat befreit werden, wobei in Abhängigkeit von den Anforderungen der gegebenen Anlage die Phosphatabtrennung entweder vor oder nach der Schlammstabilisierung erfolgen kann. Ferner versteht es sich, daß das vorliegend beschriebene Verfahren in kontinuierlicher Weise, im Chargenbetrieb oder halbkontinuierlich durchgeführt werden kann.

Die folgenden Beispiele lassen die besonderen Vorteile des vorliegenden Verfahrens im Vergleich zu bekannten Verfahren erkennen, was insbesondere die hohe Phosphatbeseitigung aus phosphathaltigem Abwasser anbelangt.

Beispiel I

Im Rahmen dieses Tests wurden an Hand einer Versuchsanlage Vergleichsversuche zwischen bekannten Verfahren, bei denen

709819/0927

-«- 2648737 si

eine Phosphatabtrennzone benutzt wird, und dem vorliegend erläuterten Verfahren durchgeführt. Es wurde eine Versuchscnlcge verwendet, bei der vier Teilzonen vorgesehen waren, djrcn die Gas und Flüssigkeit in der aus der US-PS 3 547 815 (Fig. 4) bekannten Weise im Gleichstrom hindurchgeführt wuraen. An den Flüssigkeit aufnehmenden Endabschnitt war ein Klarbecken angeschlossen. Jede Teilzone hatte ein Volumen von ungefähr 1440 1 und war 1,52 m lang, 1,22 m breit und 1,24 m hoch. Das Gesamtvolumen der abgeschlossenen Begasungszone betrug 5754 1.Während der Versuche wurde mit einer Flüssigkeitstiefe von ungefähr 0,76 m gearbeitet. Jede Teilzone war mit einer von einem Elektromotor angetriebenen Oberflächenbelüftungs- und Gas/Flüssigkeits-Mischeinheit ausgestattet. Das Klärbecken hatte ein Volumen von ungefähr 6550 1

und eine Querschnittsfläche von 3,58 m . Die bei dieser Versuchsanlage benutzte Phosphatabtrennzone hatte ein Volumen

von.ungefähr 4013 1 und eine Querschnittsfläche von 2,63 m .

Stromabwärts der Abtrennzone waren ähnlich Fig. 1 ein Mischbehälter und ein Ausflockungsbehälter angeordnet, um die mit Phosphat angereicherte Flüssigkeit zu behandeln, die vom oberen Abschnitt der Abtrennzone abgezogen wurde. Der Mischbehälter der Versuchsanlage hatte ein Volumen von 217 1 und eine Querschnittsfläche von ungefähr 0,245 m . Der Ausflokkungsbehälter hatte ein Volumen von 718 1 und eine Quer-

schnittsfläche von 0,46 m .

In allen Phasen der Vergleichsversuche wurde einströmendes,

709819/0927

S3

phosphathaltiges Abwasser mit Rücklaufschlamm unter Bildung einer Mischflüssigkeit gemischt, die dann in der Begasungszone mit Sauerstoff angereichert wurde, um die in dem belebten Schlamm vorhandenen Mikroorganismen zur Aufnahme von
Phosphat zu veranlassen. Mit Phosphat angereicherter Schlamm wurde dann von der mit Sauerstoff angereicherten Mischflüssigkeit im Klarbecken abgesondert, wobei ein im wesentlichen phosphat freier Abfluß erhalten wurde. Der abgesonderte, mit Phosphat angereicherte Schlamm wurde der Phosphatabtrennzone zugeführt und dort abgesetzt. Der abgesetzte Schlamm wurde
fur eine ausreichende Zeitspanne unter anaeroben Bedingungen gehalten, um Phosphat aus der mit Phosphat angereicherten
Feststoffphase des Schlamms freizusetzen. Mit Phosphat angereicherte Flüssigkeit wurde aus der Phosphatabtrennzone abgezogen und mit einem Phosphatfällungsmittel (Kalk) in dem erwähnten Schnellmischbehälter gemischt. Das erhaltene ausgefällte Phosphat wurde im Ausflockungsbehälter als chemischer Abschlamm abgeführt; die behandelte, an Phosphat verarmte
Flüssigkeit wurde zu der Leitung für das einströmende Abwasser zurückgeführt. Abgesetzter Schlamm mit verringertem Phosphatgehalt wurde von der Phosphattrennzone abgezogen und als der vorstehend erwähnte belebte Schlamm zu der Abwassereinlaßleitung zurückgeführt.

In der ersten Phase der Vergleichsversuche, bei der entsprechend den bekannten Verfahren vorgegangen wurde, erfolgte ein Eindicken des sich absetzenden Schlamms in der Phos-

709819/09 27

phatabtrennzone zur Bildung einer über den eingedickten Feststoffen verstehenden Flüssigkeit; in der Abtrennzone wurde keine Feststoff-Flüssigkeits-Kontaktphase vorgesehen.

Bei der zweiten Phase der Vergleichsversuche wurde der sich absetzende Schlamm wie zuvor in der Phosphatabtrennzone eingedickt, um eine überstehende Flüssigkeit auszubilden. Ein Teil der aus der Abtrennzone abgezogenen überstehenden Flüssigkeit wurde abgeleitet und in die Phosphatabtrennzone unterhalb der abgesetzten, eingedickten anaeroben Schlammschicht eingeführt. Die nach oben durch die dichte, sich verdickende Feststoffschichf hindurchströmende überstehende Flüssigkeit soll den Übergang von Phosphat von der Feststoffschicht zu der überstehenden Flüssigkeit verbessern. Dieses Vorgehen entspricht dem älteren Vorschlag gemäß DT-OS 25 27 588. Wie oben diskutiert, bringen derartige Abwandlungen eine gewisse Verbesserung hinsichtlich der Menge an löslichem Phosphat, die aus dem Rücklaufschlamm beseitigt wird. Sie sind jedoch notwendigerweise durch die Eindickfunktion der Abtrennzone beschränkt, weil das Strömungsverhalten innerhalb des Stripperbehälters bei diesem vorgeschlagenen Vorgehen das Rückmischverhalten zu fördern sucht und der Eindickfunktion entgegensteht.

In der dritten Phase der Vergleichsversuche wurde im wesentliehen entsprechend dem an Hand der Fig. 1 erläuterten Verfahren vorgegangen, wobei die vom oberen Abschnitt der Ab-

709819/0927

trennzone abgezogene, mit Phosphat angereicherte Flüssigkeit in dem Schnellmischbehälter und dem Ausflockungsbehälter chemisch behandelt bzw. abgesetzt wurde, um eine an Phosphat verarmte Flüssigkeit zu erhalten, von der mindestens ein Teil eis das vorliegend vorgesehene Abtrennmedium mit niedrigem Phosphat- und niedrigem Feststoffgehalt verwendet wird.

Bei der vierten Phase der Vergleichsversuche wurde das an Hand der Fig. 3 erläuterte Verfahren angewendet, wobei ein kleinerer Teil, d. h. weniger als 5O Vol.%, des im wesentlichen phosphatfreien Abflusses in den 'unteren Abschnitt der Phosphatabtrennzone als das Abtrennmedium mit niedrigem Phosphat- und niedrigem Feststoffgehalt eingeleitet wird.

Die Dauer der ersten Versuchsphase ohne anaerobe Schlammkontaktstufe umfaßte einen kontinuierlichen Betrieb von acht Tagen. In der zweiten Versuchsphase, bei der anaerober Schlamm mit zurückgeleiteter überstehender Flüssigkeit in Kontakt gebracht wurde, lief kontinuierlich über 21 Tage. In der dritten und vierten Versuchsphase, die dem vorliegenden Verfahren entsprechen, wurde kontinuierlich 11 bzw. 22 Tage gearbeitet .

Die während der oben genannten Vergleichsversuche aufgenommenen Daten sind in der untenstehenden Tabelle I zusammengestellt. Diese Daten lassen die beträchtliche Verbesserung der Phosphatbeseitigungsleistung erkennen, die mit dem vor-

709819/0927

liegenden Verfahren (Daten gemäß den Spalten C und D) gegenüber bekannten Anlagen (Daten in den Spalten A und B) erzielt wird. Wie aus diesen Daten hervorgeht, hatten die Prozeßparameter in den betreffenden Anlagen, so u.a. die Durchflußmenge des einströmenden Abwassers, die Durchflußmenge des mit Phosphat angereicherten Rücklaufschlamms, die Unterstromdurchflußmenge der Abtrennzone, die Überlaufdurchfluß-,T.enge der Abtrennzone, der Schwebstoff gehalt der Mischflüssigkeit in der Begasungszone, der Gehalt der Mischflüssigkeit in der Begasungszone an flüchtigen Schwebstoffen, der biochemische Sauerstoffbedarf (BSB₅) des einströmenden Abwassers und der biochemische Sauerstoffbedarf (BSBj.) des ausströmenden Wassers, im großen und ganzen entsprechende gemessene numerische Werte. Infolgedessen lassen die Eintragungen in Tabelle I, welche sich auf die gemessenen Phosphatkonzentrationen in bestimmten Prozeßströmen der vier Anlagen beziehen, nämlich den Phosphatgehalt im einströmenden Abwasser, den Phosphatgehalt im gereinigten abströmenden Wasser, die prozentuale Gesamtphosphatbeseitigung, den Phosphatgehalt im Unterstrom der Abtrennzone und den Phosphatgehalt im Überlauf der Abtrennzone, klar erkennen, daß das vorliegend erläuterte Verfahren, bei dem der freigesetztes Phosphat enthaltende anaerobe Schlamm im Gegenstrom mit einem Abtrennmedium von geringem Phosphat- und geringem Feststoffgehalt behandelt wird, um im oberen Abschnitt der Abtrennzone eine mit Phosphat angereicherte Flüssigkeit zu erhalten, für eine wesentlich verbesserte Gesamtphosphatbeseiti-

709819/0927

Tabelle I Verfahrensparameter

Einsatzdurchflußmenge, l/min

Durchflußmenge des mit Phosphat angereicherten Rücklaufschlamms (von Nachklärzone zum Stripper geleiteter Schlamm), l/min

Unterstromdurchflußmenge in Abtrennzone, l/min

Uberlaufdurchflußmenge in Abtrennzone, l/min

Schwebstoffgehalt der Mischflüssigkeit in der Begasungszone, mg/1

Verfahren ohne anaerobe Schlammkontaktphase

45,4

11 ,4

5,3

6.1

Verfahren, bei dem anaerober Schlamm mit umgewälzter überstehender Flüssigkeit in Kontakt gebracht wird

37,6

3448

11 ,4

4,5

6,8

4060

Verfahren, bei dem Schlamm im Gegenstrom mit chemisch behandelter, an Phosphat verarmter Stripperüberlauf flussigkeit behandelt wird

37,6

12,5

11 ,4

5,7

4815

Ver f ohr en, bei dem Schlamm im Gegenstrom mit zurückgeführtem Abfluß des Nachklärbeckens behandelt wird

56,8

11 ,4

10,6

6.4

44OO

Tabelle I (Fortsetzung)

Verfahren ohne anaerobe Schlamm kontaktphase

2454

4,8

Verfahrensparameter

Gehalt der Mischflüssigkeit in der Begasungszone an flüchtigen Schwebstoffen, mg/1

Schlammverweildauer in der Abtrennzone, Stunden

Phosphatkonzent ration* des Schlammkontakt- oder -abtrennmediums, mg/1

Schwebstoffkonzentration* des Schlammkontakt- oder -abtrennmediums, mg/1

* Gemessen als Gesamtphosphorgehalt

Verfahren, bei dem anaerober Schlamm mit um gewälzter über stehender Flüs sigkeit in Kon takt gebracht wird

Verfahren, bei dem Schlamm im Gegenstrom mit chemisch behandelter,an Phosphat verarmter St ri pperuberlaufflüssigkeit behandelt wird

Ver fahr en, bei dem Scf.lanr.m im Gegenstrcrn mit zuruckgc fuhrtem Abfluß des Nach klärbeckens behandelt wird

3160

3597

33OO

11 ,3

5,4

9,8

6,3

0,8

1O

Tabelle 1
(Fortsetzung)

a id oo

Verfahrensparameter

Verhältnis der Volumendurchf lußmenge des Kontakt- oder Abtrennmediums zur Volumendurchflußmenge des Überlaufs der Abtrennzone

Einströmender BSB_g, mg/1

Verfahren ohne anaerobe Schlammkontaktphase

Ausströmender BSB mg/1

5'

51 16

Einströmender Phosphatgehalt*, mg/1

4,2

1 ,7
85
14

4,8

Vor fahren , hi· ι
dem Schlarrif:i irr
Gegenstrom nut
chemisch behandelter,an Phosphat verarmter
Stripperüberlaufflüssigkeit
behandelt wird

1 ,O
96
8
6,8

Vor f ahr t*n , bei dom Sch I arryn im Gegcnbtrom mit zurückgeführt em Abfluß des Nachklärbeckens behandelt wird

O,88 120
18
11 ,1

* Gemessen als Gesamtphosphorgehalt

CD -C--OO

Tabelle I (Fortsetzung)

ö
co
co

Verfahrensparameter

Ausströmender Phosphatgehalt*, mg/1

Prozentuale Gesamtphosphatbeseiti- gung*

Phosphat* im Unterstrom der Abtrennzone, mg/1

Phosphat* im Überlauf der Abtrennzone, mg/1

Verfahren ohne anaerobe Schlammkontaktphase

3,5

16,7 %

685

4,9

1,5

69,9

378

11 ,3

Verfahren, bei dem Schlamm im Gegenstrom mit chemisch behandelter,an Phosphat verarmter Stripperüberlaufflüssigkeit behandelt wird

O,6

91 , 3 %

378

38,6

Ver fahr en, bei dem Schlamm im Gegenstrom mit zuruckge fuhrtem Abfluß des Nachklärbeckens behandelt wird

O,8

93,8 %

530

78,0

* Gemessen als Gesamtphosphorgehalt

gung aus dem behandelten Abwasser im Vergleich zu bekannten Verfahren führt, bei denen keine derartige Gegenstrom-Stripp..-rphase vorgesehen ist. Das bekannte Verfahren, bei dem der mit Phosphat angereicherte Schlamm in der Abtrennzone .abgesetzt wird, ohne daß für den anaeroben eingedickten Schlamm eine Kontaktphase vorgesehen ist (Spalte A)₁ ließ nur eine Gesamtphosphatbeseitigung von 16,7 % erzielen. Das vorgeschlagene ältere Verfahren (gemäß Spalte B) , bei dem der eingedickte anaerobe Schlamm mit umgewälzter, überstehender Flüssigkeit in Kontakt gebracht wurde, die aus dem Überlauf der Abtrennzone abgeleitet wurde, brachte eine gewisse Verbesserung des Gesamtphosphatbeseitigungswertes auf 69,9 %. Auch dieser Wert liegt jedoch erheblich unterhalb der Beseitigungsraten, die erreicht werden, wenn die Versuchsanlage in der vorliegend erläuterten Weise betrieben wird. Wie aus den Werten in Spalte C für den Betrieb der Versuchsanlage entsprechend Fig. 1 und den Werten in Spalte D für den Betrieb der Anlage entsprechend Fig. 3 hervorgeht, betragen die Gesamtphosphatbeseitigungswerte 91,3 % bzw. 93,8 %.

Bei der Aufstellung der Phosphatkonzentrationswerte in Tabelle I wurden die aufgezeichneten Werte als Gesamtphosphatwerte gemessen; sie stellen Mittelwerte an Hand von Messungen dar, die bei willkürlich entnommenen Proben durchgeführt wurden. Bei dieser Messung wurde zunächst das Phosphat in der Probe durch Aufschließen löslich gemacht. Sodann wurden die löslichen Phosphate durch kolorimetrische Analyse ent-

709819/0927

sprechend den Verfahren bestimmt, die in den Versuchsnumr-'.-rn 223C und 223F von "Standard Method for the Examination cf .'.citer and Wastewater", American Public Health Association, et al., 13. Ausgabe, 1971, Seiten 524 bis 526 und 533 bis 534 angegeben sind. Die zweite bis vierte Phase der Vergleichsversuche wurden gleichzeitig hintereinander durchgeführt, um übereinstimmende Betriebsbedingungen sicherzustellen und die mit dem vorliegenden Verfahren erzielten erheblichen Verbesserungen klar erkennen zu lassen. Obwohl in der zweiten Versuchsphase mit einem Kontaktstrom gearbeitet wurde, der entsprechend dem älteren Vorschlag Phosphat aus dem abgesetzten Schlamm herausbringt, waren die dabei erzielten Werte für die Gesamtphosphatbeseitigung um mehr als 20 % niedriger als bei beiden Versuchsphasen, die dem vorliegend erläuterten Verfahren entsprechen.

Die Gründe für derart beträchtliche Unterschiede in den Phosphatbeseitigungswerten für die bekannten Anlagen und die vorliegend beschriebenen Anlagen lassen sich an Hand der Prozeßbedingungen verstehen, die, wie gefunden, wesentlich sind, um hohe Gesamtphosphatbeseitigungswerte zu erzielen. Die vorliegend erforderlichen Prozeßbedingungen - eine Schlammverweildauer in der Phosphatabtrennzone von 2 bis 10 Stunden, eine Schwebstoffkonzentration des Abtrennmediums von nicht mehr als 2OO mg/l und eine Volumendurchflußmenge des in die Abtrennzone eingeleiteten Abtrennmediums zwischen dem O₁ 7- und dem 2,0-fachen der Volumendurchflußmenge der von dort

709819/0927

abgezogenen, mit Phosphat angereicherten Flüssigkeit - stellen sicher, daß ein Eindicken von Schlammfeststoffen in der Autrennzone, d. h. eine Feststoffverdichtung und Entwässerung, nicht in nennenswertem Umfang eintritt. Die Phosphataotrenn- oder -stripperzone kann daher für eine Abtrennung im Gegenstrom ausgenutzt werden, wobei bedeutend höhere Phosphatbeseitigungswerte als bei den bisherigen Verfahren erzielt werden. Wie aus der Spalte A hervorgeht, erlaubt es das bekannte Verfahren ohne Kontaktphase bei Verwendung einer Schlammverweildauer in der Phosphatabtrennzone (in allen Fällen berechnet als das Volumen des Schlamms in der Phosphatabtrennzone dividiert durch die Volumendurchflußmenge des aus der Abtrennzone abgezogenen Schlamms mit verringertem Phosphatgehalt) von 4,8 Stunden, d. h. in dem vorliegend betrachteten Bereich, nur 16,7 % des Phosphats in dem in die Anlage einströmenden Abwasser zu beseitigen. Der Grund für eine derart geringe Beseitigung ist leicht zu erkennen, wenn man die Phosphatkonzentrationen in dem Phosphatstripperunterstrom und der überstehenden Flüssigkeit für diese Anlage vergleicht. Entsprechend Spalte A betrug die Phosphatkonzentration im Phosphatstripperunterstrom 685 mg/l, während die Phosphatkonzentration in der überstehenden Flüssigkeit bei nur 4,9 mg/1 lag. Diese Daten zeigen, daß bei dem bekannten Verfahren das von dem anaeroben Schlamm freigesetzte Phosphat in der abgesetzten Schlammschicht verblieb und innerhalb der Stripperzone nicht in nennenswertem Umfang in die überstehende Flüssigkeit überging.

709819/0927

Das zweite Verfahren, bei dem überstehende Flüssigkeit als KcntaKtrrcdium zuruckgeleitet wird, zeichnet sich dadurch aus, üc.j xr. cer PhosphataDtrennzone eine Eindickung erfolgt, wotfi von dem in die Phosphatabtrennzone vom Nachklärbecken ' aus eingeleiteten Schlamm eine Schicht aus überstehender Flüssigkeit ausgebildet wird. Dementsprechend waren eine sehr hohe Volumendurchflußmenge des Kontaktmediums und eine sehr lange Schlammverweildauer (14 Stunden) erforderlich, um eine ausreichende Menge an Kontaktmedium durch die dichte Schlammfeststoffschicht hindurchtreten zu lassen und die mäßige Verbesserung (auf 69,9 %) der Phosphatbeseitigung zu erzielen. Im Gegensatz dazu ergaben sich bei den Vergleichsversuchen 3 und 4 entsprechend dem vorliegend erläuterten Verfahren Gesamtphosphatbeseitigungen von 91,3 % bzw. 93,8 % bei niedrigen Werten für das Volumendurchflußverhältnis (Abtrennmedium zu Überlauf) und kurzen Schlammverweildauern.

Beispiel II

Bei dieser Versuchsreihe erfolgte ein Vergleichsversuch zwischen einem weiteren bekannten Verfahren, das mit einer Phosphatabtrennzone arbeitet, und einem Verfahren der vorliegend erläuterten Art. Es wurde eine Versuchsanlage mit einer Begasungszone benutzt, die sechs Teilzonen aufweist, durch die die Mischflüssigkeit der Reihe nach hindurchgeleitet wurde. In den Teilzonen wurde die Mischflüssigkeit mit eindiffundierter Luft in herkömmlicher Weise belüftet; an die letzte Teilzone war ein Klärbecken angeschlossen. Jede Teilzone hatte

709819/0927

zylindrische Form, ein Volumen von ungefähr 38 1, einen Durchmesser von 0,2 m und eine Höhe von 1,52 m. Das Gesamtvolumen dar Begasungszone betrug 227 1, Die Flüssigkeitstiefe lag während der Versuche bei ungefähr 1,22 m. Das Klärbecken hatte ein Volumen von ungefähr 76 1 und eine Querschnittsfläche von

0,137 m . Die bei dieser Versuchsanlage benutzte Phosphatabtrennzone hatte ein Volumen von ungefähr 76 1 und eine Quer-

2 schnittsfläche von 0,137 m .

In beiden Phasen des Vergleichsversuchs wurde einströmendes, phosphathaltiges Abwasser mit belebtem Rücklaufschlamm gemischt, um eine Mischflüssigkeit auszubilden, die in der Begasungszone belüftet wurde, wodurch die in dem belebten Schlamm vorhandenen Mikroorganismen veranlaßt wurden, Phosphat aufzunehmen. Mit Phosphat angereicherter Schlamm wurde dann von der belüfteten Mischflüssigkeit in dem Klärbecken abgesondert, wodurch ein im wesentlichen phosphatfreier Abfluß erhalten wurde. Der abgesonderte, mit Phosphat angereicherte Schlamm wurde der Phosphatabtrennzone zugeleitet und dort abgesetzt. Der sich absetzende Schlamm wurde für eine ausreichende Zeitdauer unter anaeroben Bedingungen gehalten, um Phosphat aus der mit Phosphat angereicherten Feststoffphase des Schlamms freizusetzen. Mit Phosphat angereicherte Flüssigkeit wurde aus dem oberen Abschnitt der Phosphatabtrennzone ausgetragen. Schlamm mit verringertem Phosphatgehalt wurde von der Phosphatabtrennzone abgezogen und als der vorstehend erwähnte belebte Schlamm zu der Leitung für das

709819/09 27

2648737

- 5A -

einströmende Abwasser zurückgeführt.

In der ersten Phase des Vergleichsversuchs, in welcher in bekannter Weise vorgegangen wurde, erfolgte ein Eindicken des sich absetzenden Schlamms in der Phosphatabtrennzone. Dabei wurde eine die eingedickten Feststoffe überlagernde überstehende Flüssigkeit gebildet.

Ein Teil des eingedickten abgesetzten Schlamms wurde aus der Abtrennzone abgezogen, zu der Leitung zurückgeleitet, über die mit Phosphat angereicherter Schlamm von dem Klarbecken zu der Abtrennzone gelangt und dort mit dem mit Phosphat angereicherten Schlamm gemischt, bevor der kombinierte Strom in die'Abtrennzone eingeleitet wurde. Auf diese V/eise soll der Übergang von Phosphat aus dem anaeroben, sich verdickenden Schlamm in die überstehende Flüssigkeit durch eine Rücklaufkontaktphase verbessert werden, wie dies aus dem älteren Vorschlag gemäß DT-OS 25 27 588 hervorgeht.

In der zweiten Phase des Vergleichsversuchs wurde im wesentlichen in der an Hand der Fig. 2 erläuterten Weise vorgegangen, wobei ein kleinerer Teil, d. h. weniger als 5O Vol.%, des zuströmenden Abwassers in den unteren Abschnitt der Abtrennzone als das Abtrennmedium mit niedrigem Phosphatgehalt und niedrigem Feststoffgehalt eingeleitet wurde.

Die Dauer der ersten Versuchsphase mit einer anaeroben Schlamm-

709819/0927

rucklaufkontaktphase umfaßte einen Dauerbetrieb von 36 Tagen, wahrend in der zweiten Versuchsphase entsprechend dem vorliegenden Verfahren in einem Dauerbetrieb von 13 Tagen gearbeitet wurde.

Tabelle II Verfahrensparameter

Einsatzdurchflußmenge , l/min

Durchflußmenge des mit Phosphat angereicherten Rücklaufschlamms (von IMachklärzone zum Stripper geleiteter Schlamm), l/min

Un te rs t romdurchflußmenge in Abtrennzone, l/min

Überlaufdurchflußmenge in Abtrennzone, l/min

Schwebstoffgehalt der Mischflüssigkeit in der Begasungszone, mg/1

Schlammverweildauer in der Abtrennzone, Stunden

Verfahren mit anaerober Schlammrücklaufkontakt- phase

69,7

17,4

6,8

10,2

1290

1055 Verfahren mit Geg ens t roms chiammstripperbehandlung mit primärem Abfluß

63,2

15,9

12,1

14,4

3749

2790

8,2 3,5

709819/0927

Tabelle II (Fortsetzung)

Verfahrensparameter

Phosphatkonzentration des Schlammkontakt- oder -abtrennmediums, mg/1

Schwebstoffkonzentration des Schlammkontakt- oder -abtrennmediums, mg/l

Verhältnis der Volumendurchflußmenge des Kontakt- oder Abtrennmediums zur Volumendurch flußmenge des Überlaufs der

Verfahren mit Verfahren mit Ge-

anaerober genstromschlamm-

Schlarnmrück- stripperbehandlung

laufkontakt- mit primärem Ab-

phase fluS

175

7940

Phosphat* im Unterstrom der Abtrennzone, mg/1

Phosphat* im Überlauf der Abtrennzone, mg/l 15,0

* Gemessen als Gesamtphosphorgehalt

10,3*

Abtrennzone	1,7	O,	73
Einströmender BSB-, mg/l	176	.129
Ausströmender BSB^, mg/l	22	9
Einströmender Phos phatgehalt*, mg/l	9,6	10,	3
Ausströmender Phos phatgehalt*, mg/l	6,2	1.	9
Prozentuale Gesamt phosphatbeseitigung*	35,4 %	81,	5 %

603

29,8

709819/0927

Die Daten, die während des Vergleichsversuchs mit den oben beschriebenen Anlagen aufgenommen wurden, sind in der vorstehenden Tabelle II angegeben. Diese Daten lassen wiederum die wesentliche Verbesserung im Hinblick auf die Phosphatbeseitigungsleistung erkennen, die mit dem vorliegenden Verfahren (Daten in Spalte E) gegenüber dem Verfahren gemäß dem älteren Vorschlag (Daten in Spalte D) erhalten wird. Entsprechend diesen Daten wurde bei dem Verfahren nach dem älteren Vorschlag ein Kontaktstrom (der Einsatzstrom aus mit Phosphat angereichertem Schlamm zu der Phosphatabtrennzone) benutzt, der eine hohe Schwebstoffkohzentration von 794O mg/l hatte. Dieser Strom führte zusammen mit dem Rücklaufstrom aus anaerobem eingedicktem Schlamm zu einer hohen Feststoffbelastung der Abtrennzone, so daß ein hohes Verhältnis der Volumendurchflußmenge des (aus überstehender Flüssigkeit bestehenden) Überlaufstroms (1,7) und eine verhältnismäßig lange Schlammverweildauer (8,2 Stunden, berechnet als das Volumen des Schlamms in der Abtrennzone dividiert durch die Volumendurchflußmenge des Schlamms mit verringertem Phosphatgehalt, der aus der Abtrennzone abgezogen und zu der Begasungszone zurückgeleitet wird) in der Abtrennzone erforderlich waren, um auch nur eine Gesamtphosphatbeseitigung von 35,4 % zu erzielen. Im Gegensatz dazu konnte in der zweiten Phase, die dem vorstehend erläuterten Verfahren entspricht, eine im Vergleich zu der ersten Phase mehr als doppelt so große Phosphatbeseitigung, nämlich 81,5 %, bei einem niedrigen Volumendurchflußmengenverhältnis (Abtrenn-

709819/0927

medium zu Überlauf) von 0,73 und einer Schlammverweildauer in der Aotrennzone von nur 3,5 Stunden erhalten werden.

Beispiel III

Es wurden Vergleichsberechnungen für die erforderliche Querschnittsfläche der Phosphatabtrennzone einer Anlage gemäß dem älteren Vorschlag und einer Anlage der vorstehend erläuterten Art durchgeführt. Die bekannte Anlage war von der oben in Verbindung mit Spalte B in der Tabelle I des Beispiels I erläuterten Art; der anaerobe eingedickte Schlamm wurde dabei mit rückgeführter überstehender Flüssigkeit in Kontakt gebracht. Die Anlage wurde mit einer Anlage verglichen, die im wesentlichen entsprechend Fig. 1 ausgebildet war, wobei der Schlamm eine Gegenstromstripperbehandlung mit chemisch behandelter, an Phosphat verarmter Überlauf flüssigkeit der Abtrennzone erfuhr. Diese Berechnungen basierten auf experimentell bestimmten Schlammabsetzeigenschaften und den folgenden Verfahrensbedingungen: einer Durchflußmenge des einströmenden Abwassers von 37,9 χ 10 l/d, einer Phosphatkonzentration des einströmenden Abwassers von 8,5 mg/l, einer Phosphatkonzentration des gereinigten Abflusses von 1,O mg/1, einem Verhältnis der Volumendurchflußmenge des Stripperüberlaufs zu der Volumendurchflußmenge des zuströmenden Abwassers von 0,15, einem Verhältnis der Volumendurchflußmenge des Kontakt- oder Abtrennmediums zu der Volumendurchflußmenge des Überlaufs der Abtrennzone von 1,O und einer Gesamttiefe der Abtrennzone von 3,66 m bei einer Tiefe der Schlamm-

709819/0927

schicht von 2,44 m und einer Tiefe der freien Flüssigkeit von 1,22 m.

Die Ergebnisse der Vergleichsberechnungen sind in der Tabelle· III fv>r unterschiedliche Verfahrensparameter, wie dem Verhältnis zwischen der Durchflußmenge des mit Phosphat angereicherten Rucklaufschlamms zu der Durchflußmenge des einströmenden Abwassers, der Schwebstoffkonzentration des mit Phosphat angereicherten Schlamms und der Durchflußmenge des mit Phosphat angereicherten RücklaufSchlamms, zusammengestellt.

709819/0927

Tabelle III Verfahrensbedinguηgen

Verfahren, bei dem anaerober Schlamm mit umgewälzter überstehender Flussigkeit in Kontakt gebracht wi rd

	Verhältnis der	Schwebstoff	Durchfluß	Durchfluß	Schweb	Querschnitts	3746	- Schlamm-
	Durchflußmenge	konzentrati	menge des	menge des	stoff kon-	flächenbe	3233	verwei1-
	des mit Phos	on des mit	mit Phos	Unterstroms	zentrati-	darf der Ab	2832	dauer in
	phat angerei	Phosphat'an	phat ange	in der Ab	on des Un	trennzone ,	der Ab
	cherten Rück	gereicherten	reicherten	trennzone ,	terstroms	rri2	trennzo
σ	laufschlamms	Schlamms,	Rücklauf	1O⁶ l/d	in der Ab		ne,
co	(Schlamm von	mg/1	schlamms		trennzone ,		Stunden
co	der Nachklär-		(Schlamm		mg/1
■ ι> it ^S	zone zur Ab		von der
co	trennzone) zur		Nachklär-
O	Durchflußmenge		zone zur
CO	des einströ		Abtrennzone)
	menden Abwas		1O⁶ l/d
■-Λ	sers
	O,3	21 2OO	11 ,4	5,7	42 4OO	38,4
	O.35	2O OOO	13,2	7,6	35 OOO	25
	O,4	18 7OO	15,1	9,5	29 9OO	17,5

-F-OO

Tabelle III

(Fortsetzung)

Verfahrensbedingungen

Verfahren, bei dem Schlamm im Gegenstrom mit chemisch behandelter, an Phosphat verarmter Stripperuborlaufflüssigkei t behandelt wird

σ co oo

■^. ο ta

Verhältnis der	O,3	Schwebstoff	Durchfluß	Durchfluß	Schweb	Querschni tts-	1558	Schlamm
Durchflußmenge	0,35	konzentrati	menge des	menge des	stoff kon-	fldchenbe-	1592	verweil
des mit Phos	O,4	on des mit	mit Phos	Unterstroms	zentrati-	darf der Ab	1561	dauer in
phat angerei	Phosphat an	phat ange	in der Ab	on des Un	trennzone ,	der Ab
cherten Rück	gereicherten	reicherten	trennzone ,	terstroms	_m2	trennzo
laufschlamms	Schlamms,	Rücklauf	1O⁶ l/d	in der Ab		ne,
(Schlamm von	mg/1	schlamms		trennzone ,		Stunden
der Nachklär-		(Schlamm		mg/1
zone zur Ab		von der
trennzone) zur		Nachklär-
Durchflußmenge		zone zur
des einströ		Abtrennzone)
menden Abwas		1O⁶ l/d
sers
21 2OO	11 ,4	11 ,4	21 2OO	8,O
2O 0OO	13,2	13,2	20 OOO	7,O
18 700	15,1	15,1	18 7OO	6,O

CD OO CO

Die in der Tabelle zusammengestellten Ergebnisse lassen erkennen, daß das vorliegende Verfahren (Ergebnisse unter der Überschrift "2" einen erheblich kleineren Querschnittsflächenbedarf fur die Abtrennzone als das ältere Verfahren (Ergebnisse unter der Überschrift "1") bei typischen Arbeitsbedingungen hat. Bei einem Verhältnis zwischen der Durchflußmenge mit Phosphat angereicherten Rücklaufschlamms und der Durchflußmenge des einströmenden Abwassers von 0,35 liegt der Querschnittsflächenbedarf für die Abtrennzone im Falle des vorliegend erläuterten Verfahrens bei nur ungefähr 49 % des Flächenbedarfs des älteren Verfahrens. Diese Unterschiede ergeben sich dadurch, daß der Flächenbedarf bei der vorgeschlagenen Anordnung auf der die Abmessungen beeinflussenden Eindickungsfunktion der Abtrennzone basiert. Bei der vorgeschlagenen Anordnung ist die Eindickung, verbunden mit Absonderung, Verdichtung und Entwässerung des dem Klärbekken zugeführten Schlamms, notwendig, um in dem oberen Abschnitt der Abtrennzone eine überstehende Flüssigkeit auszubilden. Durch Beseitigung dieser Eindickfunktion in der Phosphatabtrennzone des vorliegenden Verfahrens,erreicht bei den angegebenen speziellen Bereichen für die Schlammverweildauer den Schwebstoffgehalt des Abtrennmediums und das Verhältnis der Durchflußmengen von mit Phosphat angereicherter Flüssigkeit und Abtrennmedium, kann die Gesamtgröße der Phosphatabtrennzone im Vergleich zu einer für das Eindicken ausgelegten Phosphatabtrennzone wesentlich verringert werden. Dies ermöglicht eine erhebliche Senkung des Kapitalin-

709819/0927

vestitionsbedarfs der Anlage gegenüber bekannten oder vorgeschlagenen Eindicksystemen.

Beispiel IV

Rohabwasser (ungefähr 45,4 χ 1O l/d) mit ungefähr 270 ppm Feststoffen und einem Gesamtphosphatgehalt von ungefähr
9 ppm wird durch konventionelle Sieb- und Sandabscheideeinheiten sowie ein Vorklärbecken hindurchgeleitet, wo eine
Sedimentation erfolgt, um einen Primärabfluß zu erhalten.
Die den Primärabfluß bildende Flüssigkeit wird als einströmendes Abwasser mit belebtem Schlamm von verringertem Phosphatgehalt (ungefähr 6,8 χ 10 l/d), der ungefähr 30 ppm
lösliche Phosphate enthält, sowie mit Luft in einer Begasungszone gemischt und dort mit 8,98 dm Luft je Liter Abwasser 6 Stunden lang belüftet. Die aus der Belüftungszone abströmende Mischflüssigkeit wird einem Nachklärbecken zugeführt. Geklärtes Abwasser, das im wesentlichen phosphatfrei ist, verläßt die Anlage nach Chlorieren in einer Menge von ungefähr 45,4 χ 10 l/d. Das abgesetzte Gemisch aus mit Phosphat angereichertem Schlamm wird aus dem Nachklärbecken in einer Menge von ungefähr 6,8 χ 10 l/d abgezogen. Ein Teil dieses Schlamms (ungefähr 1,1 χ 10 l/d) wird als Abschlamm abgeführt. Der restliche Teil geht einer anaeroben Phosphatabtrennzone zu, wo der Schlamm für eine Schlammverweildauer von ungefähr 6 Stunden unter anaeroben Bedingungen gehalten wird. Die in der Abtrennzone oder dem Stripper herrschenden Bedingungen haben zur Folge, daß erhebliche

709819/0927

Mengen an intrazellularem Phosphat von den Mikroorganismen freigesetzt werden. Ein kleinerer Teil (6,8 χ 10 l/d) des ix wesentlichen phosphatfreien Abflusses aus dem Nachklärbecken v.ird abgeleitet und in den unteren Abschnitt der Abtrenr.zone eingeführt, um durch die sich absetzenden Feststoffe hindurch nach oben zu steigen. Dadurch werden die von den sich absetzenden Schlammfeststoffen freigesetzten Phosphate in die aufsteigende Flüssigkeit überführt. Im oberen Abschnitt der Abtrennzone wird eine mit Phosphat angereicherte Flüssigkeit ausgebildet. Schlamm mit verringertem Phosphatgehalt wird von der Unterseite der Phosphatabtrennzone in einer Menge von 6,8 χ 10 l/d abgezogen. Mit Phosphat angereicherte, überstehende Flüssigkeit, die ungefähr 50 bis 60 ppm lösliches Phosphat enthält (6,8 χ 10 l/d), verläßt den Stripperbehälter und gelangt zu einem chemischen Fällungsbehälter, wo Kalk zugesetzt und eingemischt wird, um einen Phosphatniederschlag zu bilden. Der ausgefällte Phosphor wird abgesondert und ausgetragen. In der Belüftungszone wird das lösliche Phosphat, das zusammen mit dem Rücklaufschlamm von der Phosphatabtrennzone eingeleitet wird, von den in dem Schlamm vorhandenen Mikroorganismen zusammen mit dem Phosphat aufgenommen, das sich in dem einströmenden Abwasser befindet.

709819/0927

Claims

Ansprüche

1.)Mit belebtem Schlamm arbeitendes Abwasserbehandlungsverfahren zum Beseitigen von Phosphaten aus BSB-haltigem Abwasser, bei dem einströmendes phosphathaltiges Abwasser in einer Begasungszone mit belebtem Schlamm und sauerstoff haltigem Gas unter gleichzeitigem Umwälzen eines der Medien gegenüber dem anderen für eine ausreichende Dauer gemischt wird, um den BSB-Gehalt des Abwassers zu vermindern und in dem belebten Schlamm vorhandene Mikroorganismen zur Aufnahme von Phosphat unter Bildung einer begasten Mischflüssigkeit zu veranlassen, die mit Phosphat angereicherten Schlamm enthält; der mit Phosphat■angereicherte Schlamm von der begasten Mischflüssigkeit unter Bildung eines im wesentlichen phosphatfreien Abflusses abgetrennt wird; der mit.Phosphat angereicherte Schlamm einer Phosphatabtrennzone zugeleitet und dort mindestens ein größerer Teil des Schlammes zum Freisetzen von Phosphat aus dem mit Phosphat angereicherten Schlamm und zum Bilden eines Schlamms mit verringertem Phosphatgehalt und einer mit Phosphat angereicherten Flüssigkeit unter anaeroben Bedingungen gehalten wird; die mit Phosphat angereicherte Flüssigkeit von einem oberen Abschnitt der Abtrennzone und der Schlamm mit verringertem Phosphatgehalt von einem unteren Abschnitt der Abtrennzone abgezogen werden, sowie mindestens ein Teil des Schlammes mit verringertem

709819/0927

Phosphatgehalt zu der Begasungszone als der belebte Schlamm zurückgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Schlamm in der Abtrennzone freigesetztes Phosphat im Gegenstrom abgetrennt wird, indem eine Schlammverweildauer in der Abtrennzone von 2 bis 10 Stunden aufrechterhalten wird, ein Abtrennmedium mit geringem Phosphat- und geringem Feststoffgehalt, dessen Schwebstoffkonzentration 200 mg/1 nicht überschreitet, in den unteren Abschnitt der Abtrennzone eingebracht wird, um durch mindestens einen Teil der sich absetzenden Feststoffe hindurch nach oben zum oberen Abschnitt der Abtrennzone zu strömen, wobei das von den sich absetzenden Schlammfeststoffen freigesetzte Phosphat unter Bildung der mit Phosphat angereicherten Flüssigkeit im oberen Abschnitt der Abtrennzone in die nach oben strömende Flüssigkeit übergeht, und die Volumendurchflußmenge des in die Abtrennzone eingeleiteten Abtrennmediums zwischen dem 0,7- und 2,0-fachen der Volumendurchflußmenge der von dort abgezogenen, mit Phosphat angereicherten Flüssigkeit gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß BSB- und phosphathaltiges Abwasser in einer Vorklärzone in abgesetzte Feststoffe und einen an Feststoffen verarmten Primärabfluß getrennt werden, die abgesetzten Feststoffe aus der Vorklärzone als Primärschlamm abgezogen werden, der an Feststoffen verarmte primäre Abfluß aus der Vorklärzone getrennt abgeführt wird und ein größerer

709819/0927

Teil desselben der Begasungszone als das einströmende Abwasser zugeht, während ein kleinerer Teil des primären Abflusses der Abtrennzone als das Abtrennmedium zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß BSB- und phosphathaltiges Abwasser in einer Vorklärzone in abgesetzte Feststoffe und einen an Feststoffen verarmten Primärabfluß getrennt werden, die abgesetzten Feststoffe aus der Vorklärzone als Primärschlamm abgezogen werden, der an Feststoffen verarmte primäre Abfluß aus der Vorklärzone getrennt abgeführt wird und ein größerer Teil desselben der Begasungszone als das einströmende Abwasser zugeht, ein Phosphatfällungsmittel mit der aus der Abtrennzone abgezogenen, mit Phosphat angereicherten Flüssigkeit zur Bildung eines Gemischs aus an Phosphat verarmter Flüssigkeit und ausgefälltem Phosphat gemischt wird und das Gemisch der Vorklärzone zwecks Trennung zugeleitet wird, wobei das ausgefällte Phosphat aus der Vorklärzone in dem Primärschlamm abgezogen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Phosphatfällungsmittel mit der aus der Abtrennzone abgezogenen, mit Phosphat angereicherten Flüssigkeit zum Ausfällen von Phosphat aus dieser Flüssigkeit und zur Bildung einer an Phosphat verarmten Flüssigkeit gemischt wird.

709819/0927

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgefällte Phosphat von der an Phosphat verarmten Flüssigkeit abgetrennt und mindestens ein Teil der an
Phosphat verarmten Flüssigkeit als das Abtrennmedium zu der Phosphatabtrennzone zurückgeleitet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des Abtrennmediums an löslichem Phosphat kleiner als 30 mg/l gehalten wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch' gekennzeichnet, daß ein kleinerer Teil des einströmenden Abwassers der Phosphatabtrennzone als das Abtrennmedium zugeleitet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein kleinerer Teil des im wesentlichen phosphatfreien Abflusses der Phosphatabtrennzone als das Abtrennmedium zugeleitet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlammverweildauer in der Phosphatabtrennzone zwischen 4 und 8 Stunden gehalten wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Schwebstoffkonzentration des Abtrennmediums kleiner als 1OO mg/1 gehalten wird.

709819/0927

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis aus der Volumendurchflußmenge des in die Abtrennzone eingeleiteten Abtrennmediums und der Volumendurchflußmenge der von dort abgezogenen, mit Phosphat angereicherten Flüssigkeit bei ungefähr 1,0 gehalten wird.

12. Mit belebtem Schlamm arbeitendes Abwasserbehandlungsverfahren zum Beseitigen von Phosphaten aus BSB-haltigem Abwasser, bei dem einströmendes phosphathaltiges Abwasser in einer geschlossenen Begasungszone mit belebtem Schlamm und einem mindestens 5O Vol.% Sauerstoff enthaltenden Gas in ausreichender Menge gemischt wird, um eine' Konzentration an gelöstem Sauerstoff von mindestens 2 ppm zu erhalten, während gleichzeitig eines der Medien gegenüber den anderen für eine ausreichende Zeitdauer umgewälzt wird, um den BSB-Gehalt des Abwassers zu vermindern und in dem belebten Schlamm vorhandene Mikroorganismen zur Aufnahme von Phosphat unter Bildung einer mit Sauerstoff angereicherten Mischflüssigkeit zu veranlassen, die mit Phosphat angereicherten Schlamm enthält, wo-

einströmendes Abwasser

bei die Begasungszone mehrere Teilzonen aufweist,/ belebter Schlamm und Sauerstoffeinsatzgas in einer ersten Teilzone unter Umwälzen eines Mediums gegenüber den anderen gemischt sowie mit Sauerstoff teilweise angereicherte Flüssigkeit und an Sauerstoff teilweise verarmtes Gas getrennt im Gleichstrom aus der ersten Teilzone in minde-

709819/0927

fr

stens eine zweite Teilzone überführt werden, wo die Medien weiter gemischt werden und eines der Medien gegenüber den anderen Medien umgewälzt wird, und wobei mit Sauerstoff angereicherte Flüssigkeit und an Sauerstoff verarmtes Gas aus der letzten Teilzone getrennt ausgetragen werden; bei dem ferner der mit Phosphat angereicherte Schlamm von der mit Sauerstoff angereicherten Flüssigkeit unter Bildung eines im wesentlichen phosphatfreien Abflusses abgetrennt wird; der mit Phosphat angereicherte Schlamm einer Phosphatabtrennzone zugeleitet und dort mindestens ein größerer Teil des Schlammes zum Freisetzen von Phosphat aus dem mit Phosphat angereicherten Schlamm und zum Bilden eines Schlamms mit verringertem Phosphatgehalt und einer mit Phosphat angereicherten Flüssigkeit unter anaeroben Bedingungen gehalten wird; die mit Phosphat angereicherte Flüssigkeit von einem oberen Abschnitt der Abtrennzone und der Schlamm mit verringertem Phosphatgehalt von einem unteren Abschnitt der Abtrennzone abgezogen werden, sowie mindestens ein Teil des Schlamms mit verringertem Phosphatgehalt zu der Begasungszone als der belebte Schlamm zurückgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Schlamm in der Abtrennzone freigesetztes Phosphat im Gegenstrom abgetrennt wird, indem eine Schlammverweildauer in der Abtrennzone von 2 bis 10 Stunden aufrechterhalten wird, ein Abtrennmedium mit geringem Phosphat- und geringem Feststoffgehalt, dessen Schwebstoffkonzentration 2OO mg/l nicht überschreitet, in den unteren

709819/0927

Abschnitt der Abtrennzone eingebracht wird, um durch mindestens einen Teil der sich absetzenden Feststoffe hindurch nach oben zum oberen Abschnitt der Abtrennzone zu strorr.en, wobei das von den sich absetzenden Schlammfeststoffen freigesetzte Phosphat unter Bildung der mit Phosphat angereicherten Flüssigkeit im oberen Abschnitt der Abtrennzone in die nach oben strömende Flüssigkeit übergeht, und die Volumendurchflußmenge des in die Abtrennzone eingeleiteten Abtrennmediums zwischen dem 0,7- und 2,0-fachen der Volumendurchflußmenge der von dort abgezogenen, mit Phosphat angereicherteh Flüssigkeit gehalten wird.

709819/0927