DE2749971C2 - Process for the treatment of waste water - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Abwasser nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for treating waste water according to the preamble of the patent claim 1.
Ein derartiges Verfahren ist beschrieben in »JWPCF«, Vol. 34, Nr. 9, 1962, Seiten 920—93!. Bei diesem Verfahren enthält die aus dem zv-aiten Behälter in den ersten Behälter zurückgeführte Flüssigkeit beträchtliche Mengen an gelöstem Sauer»tcff, und wenn der Gehalt an gelöstem Sauerstoff im ersten Behälter zu hoch wird, muß daher die Menge der rückgt uhrten Flüssigkeit vermindert werden. Dadurch ist es bei dem bekannten Verfahren nicht möglich, mit einer hohen, im wesentlichen gleichbleibenden Rückführrate von Abwasser aus dem zweiten Behälter zu arbeiten.Such a method is described in "JWPCF", Vol. 34, No. 9, 1962, pages 920-93 !. With this one Process contains considerable liquid returned from the second container to the first container Quantities of dissolved acid, and if the content of dissolved oxygen in the first container becomes too high, therefore the amount of liquid returned must be reduced. Thus it is with the known Process not possible with a high, essentially constant recycling rate of waste water from the second tank to work.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein derartiges Verfahren, wie es im Oberbegriff des Patentanspruchs wiedergegeben wird, so weiterzubilden, daß bei hoher, im wesentlichen gleichbleibender Rückführrate von Abwasser aus dem zweiten, aerob betriebenen Behälter in den Denitrifikationsbehälter in letzterem die Aufrechterhaltung anosischer Bedingungen gewährleistet ist.It is the object of the present invention to provide such a method as described in the preamble of the patent claim is reproduced, so further developed that with a high, essentially constant return rate of waste water from the second, aerobically operated container into the denitrification container in the latter Maintaining anosic conditions is guaranteed.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch die im Kennzeichen dieses Anspruchs wiedergegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved in a method according to the preamble of claim 1 by the characterizing part this claim reproduced features solved.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren laufen die zum Abbau der Verunreinigungen führenden Reaktionen in
jedem der beiden Behälter ab, während das Abwasser einen nach unten in den jeweiligen Behälter führenden
Strömungsweg durchströmt. Üblicherweise läßt man dabei die Flüssigkeit im Inneren eines jeden Behälters
unter der Einwirkung einer Lufthebung zirkulieren, um innerhalb des Behälters eine im wesentlichen gleichförmige
Suspension, die sogenannte Mischflüssigkeit, zu erhalten, wobei im Denitrh'ikationsbehälter stets anoxische
Verhältnisse vorliegen.Advantageous embodiments of the method according to the invention can be found in the subclaims.
In the method according to the invention, the reactions leading to the degradation of the contaminants take place in each of the two containers, while the wastewater flows through a flow path leading down into the respective container. Usually, the liquid is circulated inside each container under the action of a lift of air in order to obtain a substantially uniform suspension, the so-called mixed liquid, within the container, anoxic conditions always being present in the denitrification container.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein einziger gemischter Mikrobenschlamm verwendet. Die verschiedenen Reaktionen laufen ab, wenn ein solcher Schlamm die unterschiedlichen Bedingungen in den beiden Behältern durchläuft. Dabei hängen die dominierenden biologischen Reaktionen, die an einem bestimmten Punkt des Systems ablaufen, von der Form und Verfügbarkeit von Kohlenstoff, Stickstoff und gelöstem Sauerstoff an diesem Punkt ab.A single mixed microbial sludge is used in the method of the present invention. the Different reactions take place when such a mud meets the different conditions in the passes through both tanks. The dominant biological reactions depend on a particular one Point of the system expire on the form and availability of carbon, nitrogen and solute Oxygen decreases at this point.
Ein Abwasser, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt wurde und daher einen nur geringen Restgehalt an kohlenstoff- und stickstoffhaltigen Verunreinigungen hat, wird gewöhnlich einem Trennbehälter zugeführt, in dem der suspendierte Schlamm von dem behandelten Abwasser abgetrennt wird. Möglichkeiten für die Durchführung dieser Abtrennung sowie die Verwendung des abgetrennten Schlamms und die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens irn Rahmen einer komplexen Abwasserreinigung, die auch eine chemisehe Behandlungsstufe einschließt, können der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung bevorzugter Ausfütv ψ, rungsbeispiele entnommen werden.Wastewater that has been treated by the process according to the invention and therefore has only a small residual content of carbon and nitrogen-containing impurities is usually fed to a separation tank in which the suspended sludge is separated from the treated wastewater. Possibilities for the implementation of this enclosure, and the use of the separated sludge and the application of the inventive method irn part of a complex waste water purification, which also includes a chemisehe treatment step can, the following detailed description of preferred ψ Ausfütv approximately examples, be removed.
••j Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert. EsThe method according to the invention is explained in more detail below with reference to drawings. It
fS zeigtfS shows
»:l! 65 Fig. 1 ein Fließschema einer komplexen Abwasserbehandlungsanlage, innerhalb der in einer Kohlenstofft:. und Stickstoffentfernungseinheit das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird,»: L! 65 Fig. 1 is a flow diagram of a complex wastewater treatment plant, within which in a carbon :. and nitrogen removal unit the method according to the invention is carried out,
;':' F i g. 2 einen schematischen Querschnitt durch die Kohlenstoff- und Stickstoffentfernungseinheit zur Durch-; ':' F i g. 2 shows a schematic cross section through the carbon and nitrogen removal unit for through
, ■? führung des erfindungsgemäßen Verfahrens und, ■? implementation of the method according to the invention and
F i g. 3 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Trennbehälters, wie er bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird.F i g. 3 is a plan view of an embodiment of a separation container as it is in the case of the invention Method is used.
F i g. 1 zeigt eine stufenweise arbeitende Abwasserbehandlungsanlage 10 zur Entfernung der Verunreinigungen aus einem Abwasser.F i g. 1 shows a staged wastewater treatment plant 10 for removing the contaminants from a sewage.
Rohes Grundabwasser oder ein anderes zu behandelndes Abwasser wird durch eine Leitung 12 einem Sieb 14 zur Entfernung von groben Feststoffen zugeführt. Diese werden in der Leitung 16 gesammelt und verworfen. Es kann jede beliebige Siebform verwendet werden, und gewünschtenfalls kann das Sieb 14 auch weggelassen werden.Raw ground wastewater or another wastewater to be treated is passed through a line 12 to a sieve 14 for the removal of coarse solids. These are collected in line 16 and discarded. It any shape of screen can be used, and screen 14 can be omitted if desired will.
Das rohe gesiebte Abwasser wird dann durch eine Leitung 18 einer integrierten Kohlenstoff- und Stickstoffentfernungseinheit 20 zugeführt, in der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird. Diese Einheit 20 wird genauer im Zusammenhang mit den F i g. 2 und 3 beschrieben. In ihr werden kohlenstoffhaltiges Material und stickstoffhaltiges Material zusammen mit etwas PhosphatmateriaJ durch biologische Oxidations- und Reduktionsreaktionen mit einem aktiven Mikrobenschlamm und das Zellwachstum entfernt, wobei Luft durch eine Leitung 22 zugeführt wird.The raw screened wastewater is then passed through line 18 to an integrated carbon and nitrogen removal unit 20 supplied, in which the method according to the invention is carried out. This unit 20 will be discussed in more detail in connection with FIGS. 2 and 3. In it there will be carbonaceous material and nitrogenous material together with some phosphate material through biological oxidation and reduction reactions with an active microbial sludge and cell growth removed, allowing air through a Line 22 is supplied.
Dabei gelangt das rohe gesiebte Abwasser durch die Leitung 18 in einen ersten Behälter, den Reaktionstank 24, dann durch eine Leitung 26 in einen zweiten Behälter, den Reaktionstank 28, und dann durch eine Leitung 30 in einen Trennbehälter, den Schlammseparator 32, bevor das von kohlenstoff- und stickstoffhaltigen Materialien abgereicherte Wasser aus der Behandlungseinheit 20 durch eine Leitung 34 ausgetragen wird.The raw, screened wastewater passes through line 18 into a first container, the reaction tank 24, then through line 26 into a second container, reaction tank 28, and then through line 30 into a separation tank, the sludge separator 32, before the carbon and nitrogenous materials depleted water is discharged from the treatment unit 20 through a line 34.
In der Behandlungseinheit wird abgesetzter Aktivschlamm aus dem Schlammseparator 32 in den zweiten Reaktor 28 durch die Leitung 36 zurückgeführt Die Feststoffe der Mischflüssigkeit werden .on dem zweiten Reaktor 28 durch die Leitung 38 in den ersten Reaktor 24 zurückgeführtIn the treatment unit, settled active sludge is returned from the sludge separator 32 to the second reactor 28 through the line 36. The solids of the mixed liquid are returned from the second reactor 28 through the line 38 to the first reactor 24
Das behandelte Wasser in der Leitung 34 wird mit Alaun, der durch die Leitung 40 zugeführt wird, in einem chemischen Behandlungstank 42 kontaktierc, um eine Abscheidung von Phosphat zu bewirken.The treated water in line 34 is mixed with alum supplied through line 40 in one chemical treatment tank 42 to effect deposition of phosphate.
Oberflüssiger Schlamm, der in der Behandlungseinheit 20 gebildet wird, kann aus dem Schlammseparator 32 mit der Flüssigkeit in der Leitung 34 in den Tank 42 zur chemischen Behandlung überfließen. Er wird darin zusammen mit dem chemischen Schlamm, der durch die Alaunbehandlung gebildet wird, gesammelt.Superfluous sludge formed in the treatment unit 20 can be discharged from the sludge separator 32 overflow with the liquid in line 34 into chemical treatment tank 42. He will be in it along with the chemical sludge formed by the alum treatment.
Der in den Tank 42 zur chemischen Behandlung gesammelte Schlamm v/ird periodisch oder kontinuierlich durch die Leitung 44 in einen Schlammverdicker 46 abgezogen. Die Flüssigkeit, die von dem Schlammverdicker 46 abgetrennt wird, kann durch die Leitung 48 in den ersten Reaktor 24 der Behandlungseinheit 20 geleitet werden. Sie kann auch durch die Leitung 49 in den Schlammseparator 32 geleitet werden oder in die Einlaßleitung 34 für die chemische Behandlung zurückgeführt werden, je nach der Wasserqualität der Flüssigkeit Der Abfallschlamm wird durch die Leitung 50 zum Verwerfen abgezogen.The sludge collected in the chemical treatment tank 42 is periodically or continuously withdrawn through line 44 into a sludge thickener 46. The liquid that is separated by the sludge thickener 46 can be passed through the line 48 into the first reactor 24 of the treatment unit 20. It can also be passed through line 49 into sludge separator 32 or returned to inlet line 34 for chemical treatment, depending on the water quality of the liquid. The waste sludge is withdrawn through line 50 for disposal.
Die chemisch behandelte Flüssigkeit wird durch die Leitung 51 in eine Ozonbehandlungskolonne 52 eingeleitet, in die Ozon durch die Leitung 54 eingeleitet wird, um weitere Verunreinigungen zu entfernen, bevor sie durch die Leitung 56 in ein Filtrationsbett 58 eingeleitet wird, um suspendierte Feststoffe zu entfernen.The chemically treated liquid is introduced through line 51 into an ozone treatment column 52, into which ozone is introduced through line 54 to remove further contaminants before they can is introduced through line 56 into a filtration bed 58 to remove suspended solids.
Das Filtrationsbett kann von Zeit zu Zeit rückgewaschen werden, um angesammelte Feststoffe zu entfernen. Der Rückwaschabstrom kann gelagert werden und dem Tank 42 zur chemischen Behandlung während des Betriebs der Abwasserbehandlungsanlage 10 zugeführt werden.The filtration bed may be backwashed from time to time to remove any accumulated solids. The backwash effluent can be stored and transferred to tank 42 for chemical treatment during the Operation of the wastewater treatment plant 10 are supplied.
Die gereinigte Flüssigkeit aus dem Filtrationsbett 58 kann zur Lagerung oder durch die Leitung 60 in einen Desinfektionstank 62 geleitet werden, in den Ozon durch die Leitung 64 eingeführt wird, bevor der Abstrom durch die Leitung 66 ausgetragen wird.The purified liquid from the filtration bed 58 can be for storage or through line 60 to a Disinfection tank 62, into which ozone is introduced through line 64 before the effluent is discharged through line 66.
Die F i g. 2 zeigt eine Ausführungsform der Behandlungseinheit 20 genauer. Die einzelnen Tanks, nämlich der erste Reaktor 24, der zweite Reaktor 28 und der Schlammseparator 32, liegen in Form eines aufrechten zylindrischen Tanks mit einem kegelstumpfartigen Einsatz am unteren Teil vor, um die Ansammlung von Schlamir in den Bodenecken jedes Tanks zu verhindern.The F i g. 2 shows an embodiment of the treatment unit 20 in more detail. The individual tanks, namely the first reactor 24, second reactor 28 and sludge separator 32 are in the shape of an upright cylindrical tanks with a frustoconical insert on the lower part in front to prevent the accumulation of Prevent mess in the bottom corners of each tank.
In dem ersten Reaktortank 24 ist ein umgekehrter Trichter 110 angeordnet, wodurch der Tank 24 in eine erste Zone 112, die zwischen der Innenwand des Tanks 24 und der äußeren Oberfläche des umgekehrten Trichters 110 angeordnet ist, und eine zweite Zone 114, die innerhalb des Trichters 110 angeordnet ist und die mit der ersten Zone 112 nur am untren Ende des Trichters 110 in Verbindung steht, aufgeteilt wird. Es wird daher ein Flüssigkeitsströmungsweg durch den ersten Reaktionstank 24 in Abwärtsrichtung durch die erste Zone 112 von der Einlrßleitung 18 für das gesiebte rohe Abwasser und in Aufwärtsrichtung durch die zweite Zone 114 zu dem Austragungsrohr 26 ausgebildet, welches mit dem Hals 116 des umgedrehten Trichters 110 in Verbindung steht. An inverted funnel 110 is located in the first reactor tank 24, dividing the tank 24 into a first zone 112 located between the inner wall of the tank 24 and the outer surface of the inverted funnel 110 , and a second zone 114 located within the funnel 110 is arranged and which is only in communication with the first zone 112 at the lower end of the funnel 110 , is divided. A liquid flow path is therefore established through the first reaction tank 24, downwardly through the first zone 112 from the inlet line 18 for the screened raw sewage, and upwardly through the second zone 114 to the discharge tube 26 which is connected to the neck 116 of the inverted funnel 110 in FIG Connection.
Bei einer anderen Ausführungsform kann der umgekehrte fnchter 110 vollständig weggelassen sein. Um einen Kurzschluß des Flüssigkeitsstroms durch den Tank 24 zu verhindern, kann sich das Austragungsrohr 26 nach unten in den Tank 24 erstrecken, um mit der Flüssigkeit an einem Zwischenniveau in dem Tank 24 in Verbindung zu stehen. Eine ähnliche Anordnung wird unten im Zusammenhang mit dem Tank 28 beschrieben.In another embodiment, the inverted second 110 can be omitted entirely. To prevent shorting the flow of liquid through tank 24, discharge tube 26 may extend down into tank 24 to communicate with the liquid at an intermediate level in tank 24. A similar arrangement is described below in connection with tank 28.
Ein Rohr 118 erstreckt sich axial des umgekehrten Trichters 110 durch den Hals 116 und die zweite Zone 114 zu einem Ort, der an den Boden des Tanks 24 angrenzt.A tube 118 extends axially of the inverted funnel 110 through the neck 116 and the second zone 114 to a location adjacent the bottom of the tank 24 .
Ein Paar Arme 120,122 erstrecken sich radial des Reaktionstanks 24 von dem oberen Ende des Rohrs 118 zu einem Ort angrenzend an die Innenwand des Tanks 24, wo sie mit Austragungsrohren 124,126 in Verbindung stehen, welche angrenzend an das vorgesehene Flüssigkeitsniveau in der ersten Zone 112 angeordnet sind.A pair of arms 120, 122 extend radially of the reaction tank 24 from the top of the tube 118 to a location adjacent the interior wall of the tank 24 where they communicate with discharge tubes 124, 126 located adjacent the intended liquid level in the first zone 112 .
Das Rohr 118, die Arme 120,122 und die Austragungsrohre 124,126 ergeben einen Strömungsweg von dem unteren Ende des Tanks 24 zu dem oberen Teil der ersten Zone 112 und gestatten so eine Umwälzung der Mischflüssigkeit in dem Tank 24.The pipe 118, the arms 120, 122 and the discharge pipes 124 , 126 provide a flow path from the lower end of the tank 24 to the upper part of the first zone 112 and thus allow circulation of the mixed liquid in the tank 24.
Ein zweites axiales Rohr 128 erstreckt sicii durch das Rohr 118 zu dessen unteren Ende. Es dient dazu, Luft oder ein anderes saü^stoffhaltiges Gas in den Tank 24 am unteren Ende des Rohrs 118 einzuleiten, um eine innere Flüssigkeitszurückführung aufrechtzuerhalten.A second axial tube 128 extends through tube 118 to the lower end thereof. It is used to introduce air or other oxygen-containing gas into the tank 24 at the lower end of the tube 118 in order to maintain an internal liquid return.
Der zweite Reaktionstank 28 hat eine zylindrische Buchse 130, die sich axial des Tanks 28 erstreckt und eineThe second reaction tank 28 has a cylindrical sleeve 130 extending axially of the tank 28 and a
erste Zone 132 definiert, welche zwischen der Innenwand des Tanks 28 und der äußeren Oberfläche der Buchse 130 angeordnet ist. Die Buchse 130 kann gewünschtenfalls weggelassen werden.first zone 132 defined which is between the inner wall of the tank 28 and the outer surface of the socket 130 is arranged. The socket 130 can be omitted if desired.
Es wird daher ein Flüssigkeitsströmungsweg durch den zweiten Reaktionstank 28 in Abwärtsrichiung durch die erste Zone 132 von dem Einlaßrohr 26 zu dem Austragungsrohr 30, welches sich zum unteren Ende der Buchse 130 erstreckt, ausgebildet. Die Flüssigkeit strömt daher durch die Kombination der zwei Reaktionstanks 24 und 28 von dem Abwassereinlaßrohr 18 in Abwärtsrichtung um die Außenseite des umgekehrten Trichters 110 herum, in Aufwärtsrichtung zu dem Austragungsrohr 26 innerhalb des umgekehrten Trichters 110 und in Abwärtsrichtung von dem Eintrittsrohr 26 um die Außenseite der Buchse 130 herum zu dem Austragungsrohr 30 innerhalb der Buchse 130. Wenn der Trichter 110 weggelassen wird und sich das Austragungsrohr 26 nach untenThere is therefore a liquid flow path through the second reaction tank 28 in the downward direction the first zone 132 from the inlet tube 26 to the discharge tube 30 which extends to the lower end of the Socket 130 extends formed. The liquid therefore flows through the combination of the two reaction tanks 24 and 28 from the sewer inlet pipe 18 in a downward direction around the outside of the inverted funnel 110 around, in an upward direction to the discharge tube 26 within the inverted hopper 110 and in Downward direction from the inlet tube 26 around the outside of the socket 130 to the discharge tube 30 inside the socket 130. When the funnel 110 is omitted and the discharge tube 26 is down
ίο in den Tank 24 hineinerstreckt, dann strömt die Flüssigkeit in dem ersten Tank 24 in Abwärtsrichtung von dem Abwassereintrittsrohr 18 zu dem Austragungsrohr 26.ίο extends into the tank 24, then the liquid in the first tank 24 flows in a downward direction from the Waste water inlet pipe 18 to the discharge pipe 26.
Gewünschtenfalls kann der zweite Reaktionstank 28 mit einem umgekehrten Trichter in identischer Weise zu dem Tank 24 versehen sein, wobei die Austragungsleitung 30 mit dem oberen Ende des umgekehrten Trichters in Verbindung steht. In diesem Falle strömt Flüssigkeit innerhalb des Trichters nach oben zu dem Austragungsrohr 30.If desired, the second reaction tank 28 can have an inverted funnel in an identical manner the tank 24 with the discharge line 30 connected to the upper end of the inverted funnel in Connection. In this case, liquid flows upward within the funnel to the discharge tube 30th
Ein Rohr J36 erstreckt sich axial der Buchse 130 von deren Oberseite durch die !nnenzone 134 der Buchse 130 und grenzt dann an den Boden des Tanks 28 an. Ein Paar Arme 138 und 140 erstrecken sich radial des Reaktionstanks 28 vom oberen Ende des Rohrs 136 zu einer Stelle, angrenzend an die Innenwand des Tanks 28, wo sie mit den Austragungsrohren 142 und i44 in Verbindung stehen, die angrenzend an das vorgesehene Flüssigkeitsniveau in der ersten Zone 132 angeordnet sind.A tube J36 extends axially of the sleeve 130 from the top thereof through the interior zone 134 of the sleeve 130 and then adjoins the bottom of the tank 28. A pair of arms 138 and 140 extend radially of the Reaction tank 28 from the top of tube 136 to a location adjacent the inner wall of tank 28, where they communicate with the discharge pipes 142 and i44, which are adjacent to the intended Liquid level are arranged in the first zone 132.
Die Rohre 136, die Arme 138,140 und die Austragungsrohre 142, 144 bilden einen Strömungsweg zwischen
dem unteren Ende des Tanks 28 zu dem oberen Teil der ersten Zone 132 und gestatten so eine Umwälzung der
Mischflüssigkeit in dem Tank 28.
Ein zweites axiales Rohr 146 erstreckt sich durch das Rohr 136 zu dessen unterem Ende. Es dient dazu, Luft
oder ein anderes molekularen Sauerstoff enthaltendes Gas in den Tank 28 am unteren Ende des Rohrs 136
einzubringen, um die Umwälzung der Flüssigkeit aufrechtzuerhalten und den erforderlichen Sauerstoff zur
Verfügung zu stellen, wie es unten näher beschrieben werden wird.The tubes 136, the arms 138, 140 and the discharge tubes 142, 144 form a flow path between the lower end of the tank 28 to the upper part of the first zone 132 and thus permit circulation of the mixed liquid in the tank 28.
A second axial tube 146 extends through tube 136 to the lower end thereof. It is used to introduce air or another gas containing molecular oxygen into the tank 28 at the lower end of the tube 136 in order to maintain the circulation of the liquid and to provide the necessary oxygen, as will be described in more detail below.
Ein drittes Rohr 148 erstreckt sich im Inneren der Buchse 13C parallel zu dem Rohr 136 zu einem Ort, angrenzend an das untere Ende des Tanks 28. Es steht an seinem oberen Ende mit dem Zurückführungsrohr 38 in Verbindung, welches sich in den ersten Tank 24 erstreckt. Das dritte Rohr 148 und das Rohr 38 bilden einen Strömungsweg vom unteren Ende des zweiten Tanks 28 zum oberen Teil der ersten Zone ί 12 in dem ersten Tank 24 zur Zurückführung der Mischflüssigkeit aus dem zweiten Tank 28 in den ersten Tank 24 aus.A third tube 148 extends inside the socket 13C parallel to the tube 136 to a location adjacent the lower end of the tank 28. It stands at its upper end with the return pipe 38 in Connection which extends into the first tank 24. The third pipe 148 and the pipe 38 form one Flow path from the lower end of the second tank 28 to the upper part of the first zone ί 12 in the first Tank 24 for returning the mixed liquid from the second tank 28 to the first tank 24.
Ein viertes Rohr 150 erstreckt sich axial des Rohrs 148, um an dessen unteres Ende anzugrenzen. Es dient dazu. Luft in das Rohr 148 einzuleiten, um eine Luftförderung der gemischten Flüssigkeit entlang des Zurückführungs-Strömungswegs von dem zweiten Tank 28 zu dem ersten Tank 24 zu erzielen.A fourth tube 150 extends axially of tube 148 to adjoin the lower end thereof. It serves to do that. To introduce air into the pipe 148 to aerate the mixed liquid along the return flow path from the second tank 28 to the first tank 24.
In dem Schlammseparatortank 32 ist ein umgekehrter Trichter 152 angeordnet, wodurch die Kläreinheit in Zonen aufgeteiii wird, daß ein Sirömungsweg der Flüssigkeit von dem Einlaßrohr 30 zunächst in Abwärtsrichtung zwischen der äußeren Wand des umgekehrten Trichters 152 und der inneren Wand des Tanks 32 und sodann in Aufwärtsrichtung im Inneren des umgekehrten Trichters zu dem Auslaßrohr 34 ausgebildet wird.An inverted funnel 152 is disposed in the sludge separator tank 32, whereby the clarifier in Zoned is that a flow path of the liquid from the inlet tube 30 initially in a downward direction between the outer wall of the inverted funnel 152 and the inner wall of the tank 32 and is then formed upwardly inside the inverted funnel to the outlet tube 34.
Ein Rohr 154 erstreckt sich axial des umgekehrten Trichters 152 durch den Hals 156 zu einer Stelle, die an den Boden des Schlammseparatortanks 32 angrenzt Das Rohr 154 steht an seinem oberen Ende mit dem Zurückführungsrohr 36 in Verbindung, so daß die Rohre 154 und 36 einen Strömungsweg zwischen dem unteren Ende des Tanks 32 und dem oberen Teil der ersten Zone 132 in dem zweiten Reaktionstank 28 zur Zurückführung des abgesetzten Schlammes in den zweiten Reaktionstank 28 ausbilden.A tube 154 extends axially of the inverted funnel 152 through the neck 156 to a location adjacent to the The bottom of the sludge separator tank 32 is adjacent. The pipe 154 stands at its upper end with the return pipe 36 in connection so that tubes 154 and 36 provide a flow path between the lower end of the Tanks 32 and the upper part of the first zone 132 in the second reaction tank 28 for recycling the Form settled sludge in the second reaction tank 28.
Ein zweites Rohr 158 erstreckt sich im Inneren des Rohrs 154 zu einer Stelle, angrenzend an dessen unteres Ende, um Luft in das Rohr 154 einzuleiten, damit Schlamm entlang des Zurückführungsströmungswegs aus dem Klärtank 32 in den zweiten Reaktionstank 28 luftgefördert wird.A second tube 158 extends inside tube 154 to a location adjacent the lower thereof End to introduce air into tube 154 to remove sludge along the recycle flow path Clarification tank 32 is conveyed into the second reaction tank 28 with air.
Der Schlamm, der durch die Behandlungseinheit 20 strömt, ist ein Blähschlamm, d. h. eine Kombination aus fadenförmigen Organismen und Stickstoffgasbläschen, die innerhalb der Mischflüssigkeit enthalten sind. EsThe sludge flowing through the treatment unit 20 is a bulking sludge, i.e. H. a combination of thread-like organisms and nitrogen gas bubbles contained within the mixed liquid. It
so wurde festgestellt, daß ein mäßiges Rühren der Mischflüssigkeit das Absetzen verstärkte, wodurch eine Koapulierung der Schlammteilchen zu einer schwereren Masse bewirkt wurde. Es wird bevorzugt, die einströmende Flüssigkeit in den Schlammseparatortank 32 als langsam rotierende Masse außerhalb des umgekehrten Trichters 152 vorzusehen, um eine Flockulierung des Schlamms um den umgekehrten Trichter 152 herum zu verbessern und die Absetzbarkeit des Schlamms zu erhöhen. Eine typische Umdrehungsgeschwindigkeit ist etwa 1,5 Umdrehungen pro min.thus it was found that moderate agitation of the mixed liquid increased settling, thereby causing coapulation the mud particles were made to be a heavier mass. It is preferred to the inflowing Liquid into the sludge separator tank 32 as a slowly rotating mass outside the inverted funnel 152 to improve flocculation of the sludge around the inverted hopper 152 and to increase the settling ability of the sludge. A typical speed of rotation is around 1.5 Revolutions per min.
Wie aus der Draufsicht der F i g. 3 ersichtlich wird, kann eine Rotation der Flüssigkeit innerhalb des Klärtanks
32 erhalten werden, indem man die eintretende Beschickung in der Leitung 30 in drei gesonderte Ströme 160,162
und 164 auftrennt, die um die Außenseite des Trichters 152 in ungefähr tangentialer Weise ausgetragen werden.
Beim Betrieb der Behandlungseinheit 20 wird Kloakenwasser oder ein anderes Abwasser, das durch dieAs seen from the top view of FIG. 3, rotation of the liquid within clarifier 32 can be obtained by separating the incoming feed in line 30 into three separate streams 160, 162 and 164 which are discharged around the outside of funnel 152 in an approximately tangential manner.
When operating the treatment unit 20, cloaca water or other waste water that is caused by the
eo Leitung 18 in den ersten Reaktionstank 24 eingeleitet wird, mit zurückgeführter Mischflüssigkeit von dem zweiten Tank 28 und der im Tank 24 umgewälzten Mfschflüssigkeit vermischt Die Rezirkulierungsgeschwindigkeit der Mischflüssigkeit innerhalb des Tanks 24 ist ausreichend, um den Schlamm innerhalb des Tanks 24 in im wesentlichen gleichförmiger Suspension zu halten.eo line 18 is introduced into the first reaction tank 24, with recycled mixed liquid from the second tank 28 and the fluid circulated in tank 24 mixed. The rate of recirculation of the mixed liquid within the tank 24 is sufficient to dissolve the sludge within the tank 24 in im to keep substantially uniform suspension.
Der in der Flüssigkeit an der Oberseite der Zone 112 gelöste Sauerstoff und Sauerstoff, der durch Einspritzen der Zurückführungsströme in die Flüssigkeit im ersten Tank aufgenommen wird, wobei ein momentan höherer Gehalt an gelöstem Sauerstoff erhalten wird als in der Flüssigkeit, die den Tank 28 durch die Leitung 38 verläßt, ist ausreichend, daß zuerst aerobe Reaktionen im Strömungsweg der Flüssigkeit durch den Tank 24 aufrechterhalten werden mit Einschluß einer Umwandlung von ammoniakalischem Stickstoff zu Nitrat- und/oder Nitrit-The oxygen dissolved in the liquid at the top of zone 112 and oxygen obtained by injection of the recycle streams is absorbed into the liquid in the first tank, with a momentary higher Dissolved oxygen content is obtained as in the liquid exiting tank 28 through line 38, it is sufficient that aerobic reactions are first maintained in the flow path of the liquid through tank 24 with the inclusion of a conversion of ammoniacal nitrogen to nitrate and / or nitrite
stickstoff und Umwandlung von kohlenstoffhaltigem Material zu Kohlendioxid. Es wird bevorzugt, an der Oberseite der Zone 112 eine Konzentration an gelöstem Sauerstoff von weniger als etwa 0,5 mg/1 vorzusehen.nitrogen and conversion of carbonaceous material to carbon dioxide. It is preferred to attend the Provide a dissolved oxygen concentration of less than about 0.5 mg / l at the top of zone 112.
Wenn sich die Flüssigkeit nach unten durch die Zone 112 bewegt, wird der für aerobe Reaktionen verfügbare Sauerstoff rasch verringert und es beginnt eine anoxische Umwandlung von Nitrat· und/oder Nitritstickstoff zu Slicksloffgiis (Denitrifikation) mit einem damit verbundenen Verbrauch an gelöstem Kohlenstoff. Dies führt zu einer typischen Konzentration von gelöstem Sauerstoff am unteren Ende des Tanks von weniger als 0,1 mg/1. Durch die Denitrifikation wird die Nitrat- und/oder Nitritkonzentration der Flüssigkeit zu einem niedrigen Wert vermindert.As the liquid moves down through zone 112, that becomes available for aerobic reactions Oxygen decreases rapidly and an anoxic conversion of nitrate and / or nitrite nitrogen begins Slicksloffgiis (denitrification) with an associated consumption of dissolved carbon. this leads to a typical concentration of dissolved oxygen at the bottom of the tank of less than 0.1 mg / l. As a result of the denitrification, the nitrate and / or nitrite concentration of the liquid becomes a low value reduced.
Anoxische Reaktionen herrschen in dem Reaktionstank 24 vor. Durch diese Reaktionen wird zusammen mit dem Zellwachstum der Kohlenstoffgehalt des eintretenden Abwassers fast vollständig eliminiert. Das Zeliwachsturn trägt auch zu einer gewissen Stickstoff- und Sauerstoffentfernung bei. Etwas Mischflüssigkeit wird innerhalb des Tanks 24 durch das Rohr 118 zurückgeführt. Diese zurückgeführte Mischflüssigkeit wird während der Zurückführung oxygeniert, wodurch der erforderliche gelöste Sauerstoff in der Mischflüssigkeit erhalten wird, und die Mischflüssigkeit wird durchgemischt. Gase, die sich in dem ersten Reaktionstank 24 bilden, werden abgelassen.Anoxic reactions prevail in the reaction tank 24. Through these reactions, together with cell growth almost completely eliminates the carbon content of the incoming wastewater. The Zeliwachsturn also contributes to some nitrogen and oxygen removal. Some mixed liquid will be inside of the tank 24 through the pipe 118. This recirculated mixed liquid is during the Recycling oxygenated, whereby the required dissolved oxygen is obtained in the mixed liquid, and the mixed liquid is mixed thoroughly. Gases generated in the first reaction tank 24 will be drained.
Die Rezirkulationsgeschwindigkeit der gemischten Flüssigkeit von dem zweiten Tank 28 durch die Leitung 38 ist größer als die Fließgeschwindigkeit der zugeführten Flüssigkeit durch die Leitung 18. Bei steigender Zurückrührungsgeschwindigkeit nimmt die Schlammkonzentration im Tank 24 zu, wodurch die Stickstoffentfernungsfähigkeit des Keaktors auf ein Maximum erhöht wird. Gewöhnlich beträgt die Zurückführungsgeschwindigkeii durch die Leitung 38 etwa 200 bis etwa 500% der Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit in den Tank 24 durch die Leitung 18.The rate of recirculation of the mixed liquid from the second tank 28 through line 38 is greater than the flow rate of the supplied liquid through line 18. With increasing back-agitation rate the sludge concentration in the tank 24 increases, thereby increasing the nitrogen removal capability of the reactor is increased to a maximum. Usually the return speed is i through line 38 about 200 to about 500% of the flow rate of the liquid into tank 24 through the Line 18.
Bei der Beschreibung der Bedingungen, die in dem ersten Tank 24 vorliegen, wird die Bezeichnung »anoxische« im Gegensatz zu »anaerob« bevorzugt, da letztere Bezeichnung auf eine vollständige Abwesenheit von Sauerstoff hinweist, während die erstere Bezeichnung die Anwesenheit von Sauerstoff, wie es im Tank 24 der Fall ist, zuläßt.When describing the conditions that exist in the first tank 24, the term "anoxic" preferred as opposed to "anaerobic" as the latter denotes a complete absence of Oxygen, while the former denotes the presence of oxygen, as it is in tank 24 of the Case is, admit.
Mischflüssigkeit, die von dem Tank 24 in den zweiten Tank 28 überfließt und die einen niedrigen Gehalt an gelöstem kohlenstoffhaltigem Material und Nitrat- und/oder Nitritstickstoff aufweist, die jedoch immer noch die Hauptmenge des ammoniakalischen Stickstoffs des ursprünglichen Abwassers enthält, wird mit dem zurückgeführten abgesetzten Schlamm vom Schlammseparator 32 und umgewälzter oxygenierter Mischflüssigkeit im Tank 28 vermischt, wodurch eine Mischflüssigkeit an der Oberseite der Zone 132 erhalten wird, welche eine hohe Konzentration an gelöstem Sauerstoff hat.Mixed liquid which overflows from the tank 24 into the second tank 28 and which has a low content of having dissolved carbonaceous material and nitrate and / or nitrite nitrogen, which, however, still have the Most of the ammoniacal nitrogen contained in the original wastewater is recycled with the settled sludge from sludge separator 32 and circulated oxygenated mixed liquid in the Tank 28 is mixed, whereby a mixed liquid is obtained at the top of zone 132, which is a has a high concentration of dissolved oxygen.
Die Umlaufgeschwindigkeit der Mischflüssigkeit im Reaktionstank 28 ist erheblich höher als innerhalb des Tanks 24, und zwar wegen der erforderlichen höheren Konzentration an gelöstem Sauerstoff in dem Tank 28. Sie dient dazu, die Aufschlämmung innerhalb des Tanks 28 in im wesentlichen gleichförmiger Suspension zu halten.The circulation speed of the mixed liquid in the reaction tank 28 is considerably higher than within the Tanks 24 because of the required higher concentration of dissolved oxygen in the tank 28. They serves to maintain the slurry within the tank 28 in substantially uniform suspension.
In dem Tank 28 sollte die Konzentration des gelösten Sauerstoffs in der Mischflüssigkeit an der Oberseite der Zone 132 ausreichend sein, daß hauptsächlich aerobe Bedingungen innerhalb der Zone 132 ausgebildet werden. Vorzugsweise ist die Konzentration an gelöstem Sauerstoff mehr als 2 mg/1.In the tank 28, the concentration of dissolved oxygen in the mixed liquid should be at the top of the Zone 132 may be sufficient that primarily aerobic conditions are established within zone 132. Preferably the concentration of dissolved oxygen is more than 2 mg / l.
Die aeroben Bedingungen, die in dem Tank 28 vorherrschen, führen zu einer Umwandlung von ammoniakalischem Stickstoff in Nitrat- und/oder Nitritstickstoff, bis der Sauerstoffgehalt nicht ausreicht, daß aerobe Bedingungen aufrechterhalten werden und anoxische Reaktionen stattfinden. Die Konzentration an gelöstem Sauer- 41" stoff der Mischflüssigkeit, die in das Rohr 148 eintritt, um in den ersten Reaktionstank 24 zurückgeführt zu werden, ist ungefähr genauso groß wie diejenige der Mischflüssigkeit an der Oberseite der Zone 112 in dem Tank 24 und vorzugsweise weniger als 0,5 mg/1.The aerobic conditions prevailing in tank 28 result in conversion of ammoniacal Nitrogen in nitrate and / or nitrite nitrogen until the oxygen content is insufficient for aerobic conditions are maintained and anoxic reactions take place. The concentration of dissolved acid 41 " Substance of the mixed liquid entering the pipe 148 to be returned to the first reaction tank 24 is about the same as that of the mixed liquid at the top of the zone 112 in the Tank 24 and preferably less than 0.5 mg / l.
Das Sauerstoffvolumen, das in der Behandlungseinheit 20 zur Entfernung von stickstoffhaltigen und kohlenstoffhaltigen Verunreinigungen verwendet wird, ist erheblich geringer als von der Environmental Protection Agency (EPA), USA. für ausgedehnte belüftete Abwasserbehandlungsanlagen — denen das erfindungsgemäße System am stärksten ähnlich ist — empfohlen wird.The volume of oxygen that is used in the treatment unit 20 for the removal of nitrogenous and carbonaceous Impurities used is significantly lower than that of the Environmental Protection Agency (EPA), USA. for extensive aerated sewage treatment plants - which the invention System is most similar - is recommended.
Bei dem erfindungsgemäß vorgesehenen Abwasserbehandlungssystem werden kohlenstoffhaltige Verunreinigungen in dem eintretenden Abwasser hauptsächlich durch Oxidation durch den Sauerstoff, der mit Stickstoff in dem Nitrat und/oder Nitrit chemisch gebunden ist, in dem ersten Tank 24 unter anoxischen Bedingungen entfernt, obgleich eine gewisse Entfernung des kohlenstoffhaltigen Materials durch eine direkte Oxidation unter aeroben Bedingungen und ein Zellwachstum stattfindet Die Anwendung von chemisch gebundenem Sauerstoff zur Oxidation von kohlenstoffhaltigem Material führt auch zur Umwandlung von Nitrat und/oder Nitrit in Stickstoffgas, wodurch diese Verunreinigung entfernt wird.In the wastewater treatment system provided according to the invention, carbon-containing impurities are produced in the incoming wastewater mainly due to oxidation by the oxygen mixed with nitrogen in the nitrate and / or nitrite is chemically bound in the first tank 24 under anoxic conditions removed, although some removal of the carbonaceous material by direct oxidation under aerobic conditions and cell growth takes place The application of chemically bound oxygen the oxidation of carbonaceous material also leads to the conversion of nitrate and / or nitrite into Nitrogen gas, which removes this impurity.
Gemäß der Erfindung ist Sauerstoff in dem System hauptsächlich deswegen erforderlich, um ammoniakalisehen Stickstoff in dem eintretenden Abwasser zu Nitratstickstoff zu oxidieren. Diese Sauerstoffanwendung steht im ausgeprägten Gegensatz zu herkömmlichen Abwasserbehandlungssystemen, wo Sauerstoff dazu verwendet wird, um sowohl kohlenstoffhaltiges Material als auch ammoniakalischen Stickstoff zu oxidieren, bevor eine nachfolgende Entfernung des resultierenden Nitrat- und/oder Nitritstickstoffs durch biologische Denitrifikation unter Anwendung einer zugesetzten Kohlenstoffquelle, wie z. B. Methanol, erfolgt Dieser fundamentale ω Unterschied ermöglicht die Anwendung von erheblich weniger Sauerstoff als es vom EPA für ausgedehnte belüftete Anlagen empfohlen wird.According to the invention, oxygen is required in the system mainly in order to see ammoniacal To oxidize nitrogen in the incoming wastewater to nitrate nitrogen. This application of oxygen is in marked contrast to traditional wastewater treatment systems where oxygen is used is used to oxidize both carbonaceous material and ammoniacal nitrogen before a subsequent removal of the resulting nitrate and / or nitrite nitrogen by biological denitrification using an added carbon source, such as. B. methanol, this fundamental ω occurs The difference allows the use of significantly less oxygen than is permitted by the EPA for extended periods ventilated systems is recommended.
Der Sauerstoff, der in den zweiten Tank 28 eingeleitet wird, wird so kontrolliert, daß die obenerwähnten hauptsächlich aerobischen Bedingungen erhalten werden. Vorzugsweise wird die Sauerstoffbeschickungsgeschwindigkeit so kontrolliert, daß gewährleistet wird, daß anoxische oder im wesentlichen anoxische Bedingun- &5 gen in der Flüssigkeit vorherrschen, welche den Tank 28 zur Zurückführung in den Tank 24 verläßt, so daß hauptsächlich anoxische Bedingungen in dem Tank 24 vorliegen und wirksame anoxische Reaktionen stattfindenThe oxygen introduced into the second tank 28 is controlled so that the above-mentioned mainly aerobic conditions. Preferably the oxygen feed rate is controlled in such a way as to ensure that anoxic or substantially anoxic conditions & 5 gene prevail in the liquid leaving the tank 28 for return to the tank 24 so that mainly anoxic conditions exist in tank 24 and effective anoxic reactions take place
Die Beschickungsgeschwindigkeit des Abwassers durch die Leitung 18 in die Behandlungseinheit 20 kann durch Anwendung geeigneter Fließausgleichungssysteme im wesentlichen vonstant gehalten werden. Eine der Vielseitigkeiten der Behandlungseinheit 20 besteht jedoch darin, daß diese dazu imstande ist. variierbare Ströme des eintretenden Abwassers bis zu der hydraulischen Grenze des Systems sowie variierbare Konzentrationen der Verunreinigungen in dem eintretenden Abwasser zu handhaben und daraus wirksam stickstoffhaltige und kohlenstoffhaltige Materialien zu entfernen. Wenn die Einheit 20 unter variierbaren Strömungsbedingungen betrieben wird, dann wird es gleichfalls bevorzugt, die Sauerstoffströmungsgeschwindigkeit in den zweiten Tank 28 zu variiere), daß in diesem Tank hauptsächlich aerobe Bedingungen und in dem Tank 24 hauptsächlich anoxische Bedingungen aufrechterhalten werden.The rate at which the wastewater is fed through the line 18 into the treatment unit 20 can be be kept essentially constant by using suitable flow equalization systems. One of the However, the versatility of the treatment unit 20 is that it is capable of doing so. variable currents of the incoming wastewater up to the hydraulic limit of the system as well as variable concentrations of the impurities in the incoming wastewater to handle and effectively nitrogenous and remove carbonaceous materials. When the unit 20 is under variable flow conditions is operated, it is also preferred to control the oxygen flow rate in the second tank 28 to vary) that in this tank mainly aerobic conditions and in the tank 24 mainly anoxic conditions are maintained.
ίο Bei dem in der gezeigten Ausführungsform der Erfindung verwendeten Zwei-Reaktionstank-System sind die Verunreinigungen in dem eintrstenden Abwasser einem symbiotischen Prozeß mit einem einzigen biologischen Schlamm unterworfen, bei dem die Verunreinigungen zunächst aeroben Reaktionen über einen kurzen Zeitraum und sodann anoxischen Bedingungen in dem Tank 24 unterworfen werden und sodann aeroben Bedingungen über einen langen Zeitraum und hierauf anoxischen Bedingungen in dem Tank 28 unterworfen werden, wobei eine Zurückführung von dem Tank 28 in den Tank 24 vorgesehen ist, um eine Verarmung an Nitrat- und/oder Nitritstickstoff zu bewirken.ίο In the two-reaction tank system used in the embodiment of the invention shown, the Impurities in the incoming wastewater are a symbiotic process with a single biological one Subjected to sludge, in which the impurities initially aerobic reactions over a short period of time and then subjected to anoxic conditions in the tank 24 and then to aerobic conditions are subjected to anoxic conditions in the tank 28 over a long period of time and then, with a return from the tank 28 in the tank 24 is provided in order to reduce a depletion of nitrate and / or to effect nitrite nitrogen.
Der biologische Schlamm in beiden Tanks ist zwar der gleiche, doch treten unterschiedliche Reaktionen auf, da sich gemischte Mikrobenpopulationen durch verschiedene Umweltbedingungen innerhalb der Tanks bewegen. Die Form und die Verfügbarkeit von Kohlenstoff, Stickstoff und gelöstem Sauerstoff an jedem Punkt des Tanks bestimmen die vorwiegenden mikrobiellen Reaktionen, die an diesem Punkt stattfinden.The biological sludge in both tanks is the same, but different reactions occur, as mixed populations of microbes move within the tanks due to different environmental conditions. The form and availability of carbon, nitrogen and dissolved oxygen at any point in the Tanks determine the predominant microbial reactions that take place at this point.
Der Gehalt an verunreinigenden kohlenstoffhaltigen und stickstoffhaltigen Materialien wird in den Tanks durch aerobe und anoxische Reaktionen, die darin stattfinden, im Kombination mit dem Schlammzellenwachstum auf niedrige Werte gesenkt. Phosphatmaterial wird ebenfalls durch das Zellwachstum des Schlamms entfernt.The content of polluting carbonaceous and nitrogenous materials is recorded in the tanks by aerobic and anoxic reactions that take place in it, in combination with the mud cell growth lowered to low values. Phosphate material is also produced by the cell growth of the mud removed.
Die Mischflüssigkeit aus dem zweiten Reaktionstank 28 fließt in den Schlammseparator 32 über, worin ein Absetzen von Schlamm stattfindet, was gestattet, daß ein überstehender klarer Abstrom durch die Leitung 34 entfernt werden kann. Die periodische Verwerfung von überschüssigem Schlamm aus dem System ist erforderlieh. Dies wird in der Weise erzielt, daß Schlamm mit dem Abstrom in der Leitung 34 zu dem Tank 42 für die chemische Behandlung überfließen kann, aus dem er mit dem chemischen Schlamm durch die Leitung 44 in den Schlammverdicker 46 abgezogen wird. Alternativ kann der Schlamm auch von dem Schlammseparatortank 32 verworfen werden, indem eine Schlammpumpe verwendet wird, die mit dem Tank 32 und der Zuführungsleitung 36 verbunden ist.The mixed liquid from the second reaction tank 28 overflows into the sludge separator 32, in which Sludge settling takes place, allowing an overflowing clear effluent to flow through line 34 can be removed. Periodic discarding of excess sludge from the system is required. This is achieved in such a way that sludge with the effluent in the line 34 to the tank 42 for the chemical treatment can overflow from it with the chemical sludge through line 44 in the Sludge thickener 46 is withdrawn. Alternatively, the sludge can also be obtained from the sludge separator tank 32 discarded using a mud pump associated with tank 32 and supply line 36 is connected.
Die Zurijckführungsgeschwindigkeit des abgesetzten Schlamms von dem Schlammseparator 32 durch die Leitung 36 in den Tank 28 beträgt im allgemeinen mindestens 300% des Flusses des Abwassers in den Tank 24.The rate of return of the settled sludge from the sludge separator 32 through the Line 36 into tank 28 is generally at least 300% of the flow of wastewater into tank 24.
Sie ist mindestens ausreichend, daß eine genügende Rotation des Schlammes in dem Tank 32 erhalten wird, daß eine Flockulierung bewirkt wird und eine hydraulische Last auf den Schlammseparator 32 ausgeübt wird, welche eine anaerobe Zersetzung des Schlamms in dem Separator verhindert.It is at least sufficient that sufficient rotation of the sludge in the tank 32 is obtained that flocculation is caused and a hydraulic load is applied to the sludge separator 32, which prevents anaerobic decomposition of the sludge in the separator.
Die Schlammkonzentration im zweiten Tank 28 variiert in einem Bereich von etwa 2500 bis etwa 6000 mg/i, vorzugsweise etwa 3400 bis etwa 4500 mg/1.The sludge concentration in the second tank 28 varies in a range from about 2500 to about 6000 mg / l, preferably about 3400 to about 4500 mg / l.
Wie oben erwähnt, bestimmt sich die Konzentration der Mischflüssigkeit in dem ersten Tank 24 durch die Zurückführungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit von dem zweiten in den ersten Tank durch die Leitung 38 im Vergleich zu dem eintretenden Strom des Abwassers durch die Leitung 18. Da die Konzentration des Nitrat-Stickstoffs in der Flüssigkeit, der aus dem Tank 24 in den Tank 28 strömt, durch eine erhöhte Schlammkonzentration in der Mischflüssigkeit in dem Tank 24 vermindert wird, wie es oben erwähnt wurde, ist das Verhältnis der Schlammkonzentration in der Mischflüssigkeit in dem Tank 24 zu derjenigen in dem Tank 28 ungewöhnlich hoch und reicht an 1 :1 heran und beträgt typischerweise etwa 0,8 :1.As mentioned above, the concentration of the mixed liquid in the first tank 24 is determined by the Return rate of the liquid from the second to the first tank through line 38 im Compare to the incoming stream of sewage through line 18. As the concentration of nitrate nitrogen in the liquid flowing from tank 24 into tank 28 due to an increased concentration of sludge in the mixed liquid in the tank 24 is decreased, as mentioned above, the ratio is the Sludge concentration in the mixed liquid in tank 24 is abnormally high to that in tank 28 and approaches 1: 1 and is typically around 0.8: 1.
Es hat sich gezeigt, daß die Behandlungseinheit 20 wirksam stickstoffhaltige und kohlenstoffhaltige Verunreinigungen entfernt. Pro einen Liter Abwasser entfernt sie etwa 0,006 bis etwa 0,057 g ammoniakalischen Stickstoff pro Tag, bezogen auf die Schlammkonzentration, vorzugsweise etwa 0,02 g NH3—N. etwa 0.011 bis etwa 0,054 g Gesamtstickstoff pro Tag, bezogen auf die Schlammkonzentration, vorzugsweise etwa 0,031 g Gesamtstickstoff, und etwa 0,017 bis etwa 0,112 g lösliche organische Kchlenstoffwerte pro Tag, bezogen auf die Schlammkonzentration, vorzugsweise etwa 0,040 g lösliche organische Kohlenstoffwerte.Treatment unit 20 has been found to be effective in removing nitrogenous and carbonaceous contaminants removed. It removes about 0.006 to about 0.057 g of ammoniacal nitrogen per liter of wastewater per day, based on the sludge concentration, preferably about 0.02 g NH3-N. about 0.011 to about 0.054 g total nitrogen per day, based on the sludge concentration, preferably about 0.031 g total nitrogen, and about 0.017 to about 0.112 grams of soluble organic carbon levels per day based on the Sludge concentration, preferably about 0.040 g soluble organic carbon values.
Obgleich die Wirksamkeit der Entfernung der Verunreinigungen aus eintretendem Rohabwasser in dem
System gemäß den F i g. 1 bis 3 entsprechend verschiedenen Faktoren variieren kann, sind doch im Einklang
stehende Gesamtleistungen bei längeren Betriebszeiten von mehr als etwa 80% Stickstoffentfernung, mehr als
etwa 90% Gesamtkohlenstoffentfernung und mehr als etwa 95% BODs-Entfernung durch die Behandlungseinheit
20 sowie von mehr als etwa 95% Phosphorentfernung durch die Behandlungseinheit 20 und den Tank 42 zur
chemischen Behandlung festgestellt worden.
Die BOD5-Werte sind die Werte des biochemischen Sauerstoffbedarfs von 5 Tagen.Although the effectiveness of removing contaminants from incoming raw sewage in the system of FIGS. 1 to 3 may vary according to various factors, but are consistent overall performances at longer operating times of greater than about 80% nitrogen removal, greater than about 90% total carbon removal and greater than about 95% BODs removal by the treatment unit 20, as well as greater than about 95% phosphorus removal by treatment unit 20 and chemical treatment tank 42 has been found.
The BOD 5 values are the values of the biochemical oxygen demand for 5 days.
Die Behandlungseinheit 20 arbeitet in Abwesenheit von zugesetzter Aktivkohle wirksam. Es hat sich gezeigt,
daß die Anwesenheit von zugesetzter Aktivkohle wenig oder keinen Effekt auf die Entfernung der verunreinigenden
Stoffe ausübt, obgleich das Vorhandensein von Aktivkohle die Absetzbarkeit des Schlamms verbessern
kann.
Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert.The treatment unit 20 operates effectively in the absence of added activated carbon. It has been found that the presence of added activated carbon has little or no effect on the removal of the contaminants, although the presence of activated carbon can improve the settling properties of the sludge.
The invention is illustrated in the examples.
Ein Abwasserbehandlungssystem gemäß Fig. 1 wurde kontinuierlich unter Versuchsanlagebedingungen bei einer durchschnittlichen Umgebungstemperatur von etwa 14°C über einen Zeitraum von 16 Wochen betrieben. Es wurden Haushaltsabwässer eines angrenzenden Wohngebiets behandelt. Dem System wurde keine Aktivkohle zugesetzt. Die Dimensionen der Einheiten des Systems sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt.A wastewater treatment system according to FIG. 1 was operated continuously under test installation conditions operated at an average ambient temperature of around 14 ° C over a period of 16 weeks. Household sewage from an adjacent residential area was treated. The system did not have activated carbon added. The dimensions of the units of the system are summarized in Table I below.
Der Volumendurchsatz der Flüssigkeit und der Luft durch das System ist inderTabelle II zusammengestellt: Tabelle!!The volume throughput of the liquid and the air through the system is summarized in Table II: Tabel!!
VolumendurchsatzVolume throughput
cmVsliquid
cmVs
cmJ/sair
cm J / s
Leitung 12 für roh^s AbwasserLine 12 for raw sewage
6 30 6 30
Reaktor 24 für die innere ZurückführungReactor 24 for internal recycle
Reaktor 28 zu Reaktor 24
Leitung 38Reactor 28 to reactor 24
Line 38
Schlammverdickerflüsstgkeit in 126 118 35Sludge thickener liquid in 126 118 35
Leitung 48 oder Leitung 49Line 48 or Line 49
Leitung 26 ! 357Line 26! 357
Reaktor 28 zur inneren Zurückführung 15 144 11800Internal recycle reactor 28 15 144 11800
Separator 32 zu Reaktor 28 1388 944 40 Separator 32 to reactor 28 1388 944 40
Leitung 36Line 36
Leitung 30 1 988Line 30 1 988
Leitung 34 600Line 34 600
Eingang in die chemische Behandlung 42 1073 236Entry into chemical treatment 42 1073 236
Zurückführung in der chemischen Behandlung 42 473Recycling in chemical treatment 42 473
Leitung 51 473Line 51 473
Leitung 44 126 50 Line 44 126 50
Leitung 56 473Line 56 473
Leitung 60 473Line 60 473
Leitung 66 473 55Line 66 473 55
Während der Testperiode wurde die Wasserqualität des eintretenden Abwassers und des Endabstroms anhand von Proben bestimmt, welche 24 h pro Tag alle 15 min abgenommen wurden. Daraus wurden die wöchentlichen Mittelwerte für die verschiedenen verunreinigenden Stoffe bestimmt. Diese sind in der Tabelle III zusammengestellt 60During the test period, the water quality of the incoming wastewater and the final effluent determined on the basis of samples taken every 15 minutes 24 hours a day. That became the weekly mean values determined for the various pollutants. These are in Table III compiled 60
toto
1515th
2020th
2323
3030th
3535
4040
4545
5050
5555
0,19
0,12
0,19
0,08
034
0,08
0,07
0,05
0,020.19
0.12
0.19
0.08
034
0.08
0.07
0.05
0.02
0,1
0,1
0,1
0,1
0,10.1
0.1
0.1
0.1
0.1
3,7 4,1 33 3,4 33 23 33 32 33 2,9 23 23 2.4 4,0 3,7 4,43.7 4.1 33 3.4 33 23 33 32 33 2.9 23 23 2.4 4.0 3.7 4.4
0,16 0,16 0,11 0,13 026 0,07 0,03 0,05 0,05 0,03 0,02 0,05 0,030.16 0.16 0.11 0.13 026 0.07 0.03 0.05 0.05 0.03 0.02 0.05 0.03
0,02 0,050.02 0.05
60 53 55 84 96 91 78 81 75 8160 53 55 84 96 91 78 81 75 81
4,8 6.O 53 33 3,7 23 53 62 43 3,7 6,0 2,4 23 32 4,2 42 4.8 6.O 53 33 3.7 23 53 62 43 3.7 6.0 2.4 23 32 4.2 42
bedeutet ammoniakalischen Stickstoff.means ammoniacal nitrogen.
bedeutet Nitratstickstoff.means nitrate nitrogen.
bedeutet Nitritstickstoff.means nitrite nitrogen.
bedeutet Gesamt-Kjeldahl-Stickstoff.means total Kjeldahl nitrogen.
bedeutet Gesamtphosphor. PO«— P bedeutet löslichen Phosphor. GOK bedeutet gesamtorganischen Kohlenstoff. BOD5 bedeutet biochemischen Sauerstoffbedarf.means total phosphorus. PO «- P means soluble phosphorus. GOK means total organic carbon. BOD5 means biochemical oxygen demand.
Aufgrund der Werte der Tabelle III wurden die Entfernungsleistungen für Stickstoff, Kohlenstoff un< Phosphor des Systems bestimmt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle IV zusammengestellt.Based on the values in Table III, the removal rates for nitrogen, carbon and < Determined phosphorus of the system. The results are shown in Table IV.
6060
6565
wasser strom fernung wasser strom fernung wasser strom fernung wasser strom fernungwater current distance water current distance water current distance water current distance
Die mittlere Entfernungsieistung von 823% für Stickstoff, 933% für gesamtorganischen Kohlenstoff, 98,4% für BOD5 und 97,7% für Phosphor stellen sehr zufriedenstellende Ergebnisse dar.The mean removal efficiency of 823% for nitrogen, 933% for total organic carbon, 98.4% for BOD5 and 97.7% for phosphorus are very satisfactory results.
Während des Tests des Beispiels 1 wurden Proben in zweiwöchigen Intervallen an der Eingabelei iung 18 am Äbstrom des Schlammseparators in der Leitung 34, am Abstrom der chemischen Kläreinheit in der Leitung 51 und am Endabstrom in der Leitung 66 genommen. Während der gleichen Periode wurden Bestimmungen in den zwei Reaktionstanks 24 und 28 der Schlammkonzentrationen, der Sauerstoffaufnahmegeschwindigkeiten und der spezifischen Aufnahmegeschwindigkeiten durchgeführtDuring the testing of Example 1, samples were collected at two-week intervals at input line 18 am Downstream of the sludge separator in line 34, downstream of the chemical clarification unit in line 51 and taken in line 66 at the end effluent. During the same period, provisions were made in the two reaction tanks 24 and 28 of the sludge concentrations, oxygen uptake rates and the specific recording speeds carried out
In der folgenden Tabelle V sind die Schlammkonzentrationen (FSF) und die Aufnahmegeschwindigkeiten zusammengestellt. In Tabelle VI sind die wöchentlichen Durchschnittswerte der Verunreinigungen in den Proben an verschiedenen Stellen zusammengestelltIn Table V below are the Sludge Concentrations (FSF) and take-up rates compiled. In Table VI are the weekly mean values of the impurities in the Samples collected in different places
!!
9 3Z2 038 0,16 - 023 5,63 436 43 5Zl 1,00 038 -9 3Z2 038 0.16 - 023 5.63 436 43 5Zl 1.00 038 -
10 233 1,00 - - 037 6,18 4,17 333 43,1 - 1,0 0,0510 233 1.00 - - 037 6.18 4.17 333 43.1 - 1.0 0.05
11 20,0 2,5 0,25 0,05 0,11 4,95 439 3,66 - - - 15 34,8 3,7 1,42 032 0,16 436 2,14 4,12 62,6 IZO 3,0 1,6011 20.0 2.5 0.25 0.05 0.11 4.95 439 3.66 - - - 15 34.8 3.7 1.42 032 0.16 436 2.14 4.12 62.6 IZO 3.0 1.60
20 Tabelle VI (Fortsetzung)20 Table VI (continued)
wasser tung tung tung wasser tung tung tung wasser tung tung tungwater tung tung water tung tung tung water tung tung tung
34 51 66 34 51 66 34 51 6634 51 66 34 51 66 34 51 66
25 25th
6 6,1 1830 0,09 0,09 3,4 0,8 <0,05 -6 6.1 1830 0.09 0.09 3.4 0.8 <0.05 -
7 83 133 0,05 0,05 43 2,8 <0,05 0,057 83 133 0.05 0.05 43 2.8 <0.05 0.05
84,0 -84.0 -
10 6,7 - 0,05 0,03 3,6 0,95 0,05 0,05 - - 63 2,010 6.7 - 0.05 0.03 3.6 0.95 0.05 0.05 - - 63 2.0
- 7,5 2,6- 7.5 2.6
141,0 - 7.4 3.0141.0 - 7.4 3.0
Die Versuche dieses Beispiels zeigen den Effekt, den die Kohlenstoff- und Stickstoffbehandlungseinheit 20 und die chemische Behandlung in dem Gesamtabwasserbehandlungssystem der Fig. 1 haben. Cie detaillierten Ergebnisse sind im Beispiel 1 enthalten.The experiments of this example show the effect that the carbon and nitrogen treatment units 20 and have the chemical treatment in the overall wastewater treatment system of FIG. Cie detailed Results are included in Example 1.
Während der Testperiode der Beispiele 1 und 2 wurden Bestimmungen von ammoniakalischem Stickstoff, Nitratstickstoff und löslichem organischem Kohlenstoff an verschiedenen Stellen der Behandlungseinheit 20 gemacht. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle VII zusammengestellt.During the test period of Examples 1 and 2, determinations of ammoniacal nitrogen, Nitrate nitrogen and soluble organic carbon at various points on the treatment unit 20 made. The results obtained are shown in Table VII.
tung tung tung tung tung tung tung tung tung tung tung tung tung tung tung 18 26 38 30 34 18 26 38 30 34 18 26 38 30 34Direction Direction Direction Direction Direction Direction Direction Direction Direction Direction Direction Direction Direction Direction Direction Direction Direction Direction Direction Direction Direction Direction Direction Direction Direction Direction Direction Direction Direction Direction Direction 18 26 38 30 34 18 26 38 30 34 18 26 38 30 34
1 31 12,8 1,04 1,32 0,681 31 12.8 1.04 1.32 0.68
2 34,5 9,3 0,22 0,22 0,222 34.5 9.3 0.22 0.22 0.22
3 35,7 13 137 3,31 1,53 35.7 13 137 3.31 1.5
4 35,4 6,6 0.26 0,35 0,26 60 Mittelwert 34,2 10,4 0.77 1,3 0,874 35.4 6.6 0.26 0.35 0.26 60 mean 34.2 10.4 0.77 1.3 0.87
Fußnote:Footnote:
I-OK = löslicher organischer Kohlenstoff, mg/1 KohlenstoffI-OK = soluble organic carbon, mg / 1 carbon
Die Ergebnisse der obigen Tabelle VII zeigen die verschiedenen Effekte der verschiedenen Komponenten der Einheit 20 auf die Verunreinigungen, die in dem eintretenden Abwasser enthalten sind.The results of Table VII above show the various effects of the various components of the Unit 20 on the impurities contained in the incoming wastewater.
1010
Die Verfahrensweise des Beispiels 1 wurde unter Zugabe von verschiedenen Mengen Aktivkohle wiederholt Die Verunreinigungen wurden getestet wobei eine kontinuierliche Probeabnahme (d.h. alle 15min) gemäß Beispiel 1 erfolgte. Die Entfernungsleistungen wurden bestimmt Es wurden auch die Konzentrationen der Mischflüssigkeit und die Aufnahmegeschwindigkeiten beliebig bestimmtThe procedure of Example 1 was repeated with the addition of various amounts of activated carbon The impurities were tested with a continuous sampling (i.e. every 15 minutes) according to Example 1 was done. The removal performances were determined. The concentrations of the Mixed liquid and the intake speeds determined as desired
Die erhaltenen Ergebnisse sind in den Tabellen VIII und IX zusammengestelltThe results obtained are shown in Tables VIII and IX
') in den Wochen 1 und 2 wurden 200 mg/1 Aktivkohle zugesetzt') In weeks 1 and 2, 200 mg / 1 activated charcoal were added
2) in Woche 3 wurden 400 mg/1 Aktivkohle zugesetzt 2 ) in week 3 400 mg / l activated charcoal were added
3) in den Wochen 4 und 5 wurden 800 mg/I Aktivkohle zugesetzt 3 ) in weeks 4 and 5, 800 mg / l activated charcoal were added
Fußnote:Footnote:
Die Bestimmungen 1 bis 5 erfolgten in den Wochen 1 und 2. Die Bestimmung Nr. 6 erfolgte in der Woche 3 und die Bestimmung Nr. 7 in der Woche 5.Determinations 1 to 5 were carried out in weeks 1 and 2. Determination no. 6 was carried out in week 3 and the Determination No. 7 in week 5.
Aus den Werten der obigen Beispiele können spezifische bevorzugte Konstruktionsparameter für das erfindungsgemäße Verfahren mit denjenigen von herkömmlichen Aktivschlammpi cssessen verglichen werden, wie sie in dem Lehrbuch von Metcalf und Eddy »Wastewater Engineering-Collection, Treatment and Disposal«, McGraw-Hill Book Ompany, New York, USA (1972) enthalten sind. Dieser Vergleich ist in der Tabelle XFrom the values of the above examples, specific preferred construction parameters for the inventive Processes can be compared with those of conventional activated sludge picks, such as she in the textbook by Metcalf and Eddy "Wastewater Engineering-Collection, Treatment and Disposal", McGraw-Hill Book Ompany, New York, USA (1972). This comparison is in Table X.
3535 4040 4545
5555
Die durchschnittlichen Entfernungsleistungen von 80,2% für Stickstoff, 93,3% für gesamtorganischen Kohlenstoff, 98,5% für BOD5 und 98,9% für Phosphor stellen sehr zufriedenstellende Ergebnisse dar. Sie unterscheiden sich jedoch nicht signifikant von den Ergebnissen des Beispiels 1, welche ;n Abwesenheit von zugesetzter Aktivkohle erhalten wurden.The average removal performances of 80.2% for nitrogen, 93.3% for total organic carbon, 98.5% for BOD 5 and 98.9% for phosphorus are very satisfactory results. They do not differ significantly from the results of the example, however 1, which ; n absence of added activated carbon were obtained.
6565
Fußnoten:Footnotes:
9c bedeutet die mittlere Zellenverweilzeit in dem Reaktor 9c represents the mean cell residence time in the reactor
zeit)Time)
Kontakteinheit (1000-3000)Contact unit (1000-3000)
Stabilisierung (4000-10 000)Stabilization (4000-10 000)
1212th
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OAP | Request for examination filed | ||
| OD | Request for examination | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: CANADA MORTGAGE AND HOUSING CORP., OTTAWA, ONTARIO |
|
| D2 | Grant after examination | ||
| 8363 | Opposition against the patent | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |