DE2900687A1 - Annular activated sludge basin - with radial partition for simultaneous nitrification and denitrification - Google Patents
Annular activated sludge basin - with radial partition for simultaneous nitrification and denitrificationInfo
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Abstract
Description
Ringförmiges Belebungsbecken zur gleichzeitigen Nitrifika-Ring-shaped aeration tank for simultaneous nitrification
tion und Denitrifikation Die vorliegende Erfindung betrifft ein ringförmiges Belebungsbecken zur gleichzeitigen Nitrifikation und Denitrifikation der im Abwasser vorhandenen Stickstoffverbindungen mit vertikaler Umwälzströmung, das durch eine senkr. Trennwand und Abwasserzugabe am Beckenanfang und Abwasserabzug am Beckenende als längsdurchströmtes Becken mit abgestuften Belastungsbereichen ausgebildet ist, wobei sich Beckenanfang und Beckenende wasserspiegelgleich an einem Punkt befinden und vom Beckenende zu dem als Denitrifikationszone dienenden Beckenanfang durch die Trennwand eine definierte Wassermenge gefördert wird.tion and denitrification The present invention relates to an annular Aeration tank for simultaneous nitrification and denitrification of the wastewater existing nitrogen compounds with vertical circulating flow, which is caused by a vertical Partition wall and waste water supply at the beginning of the basin and waste water discharge at the end of the basin is designed as a longitudinally flow-through basin with graded load areas, where the beginning and end of the pool are at the same point as the water level and from the end of the pool to the beginning of the pool serving as a denitrification zone the partition wall is promoted a defined amount of water.
Anwendungsbereich: Belebungsbecken in kommunalen und industrieellen biologischen Kläranlagen Stand der Technik: Aus neueren Forschungen und Versuchen im Labor- bzw. technischem Maßstab ist ersichtlich geworden, daß bei EiriIl#i#tung gewisser Bemessungsparameter eine Nitrifikation und nachfolgende Denitrifikation der im Abwasser enthaltenen Stickstoffverbindungen möglich und erwünscht ist, da einmal die beim Denitrifikationsvorgang zurückgewonnene Sauerstoffmenge den Energieverbrauch wesentlich senken kann und zweitens der gasförmig entweichende Stickstoff aus dem Abwasser entfernt wird.Area of application: Aeration tanks in municipal and industrial areas Biological sewage treatment plants State of the art: From recent research and experiments on a laboratory or technical scale it has become evident that at EiriIl # i # tung certain design parameters nitrification and subsequent denitrification the nitrogen compounds contained in the wastewater is possible and desirable because once the amount of oxygen recovered during the denitrification process, the energy consumption and, secondly, the gaseous nitrogen escaping from the Sewage is removed.
Neben den oben angeführten Bemessungsparametern (z. B.In addition to the design parameters listed above (e.g.
Beckengrößen von Belebung und Nachklärung) sind es vor allem folgende Grundbedingungen, die für den Nitrifikations- und Denitrifikationsvorgang gegeben sein müssen: a) für die Nitrifikation: genügend hohes Schlammalter und reichlich bemessene Nachklärung.Basin sizes of activation and secondary clarification) are mainly the following Basic conditions that exist for the nitrification and denitrification process must be: a) for nitrification: sufficiently high sludge age and plentiful measured final clarification.
b) für die Denitrifikation: luftsauerstoffungesättigte Zonen und eine Anreicherung von organischer Verschmutzung in diesen Zonen.b) for denitrification: atmospheric oxygen-unsaturated zones and one Organic pollution accumulation in these zones.
Während die unter a) genannten Voraussetzungen in den meisten neueren niedrigbelasteten Kläranlagen gegeben sind, und zwar ungewollt auf Grund der z. Z. geltenden behördlichen Bemessungsvorschriften, ist auf die Einhaltung der unter b) ge@@nnten Bedingungen - meist aus Unkenntnis der Vorgänge - kaum Wert gelegt worden.While the prerequisites mentioned under a) in most of the more recent low-pollution sewage treatment plants are given, in fact unintentionally due to the z. Z. applicable official dimensioning regulations, the compliance with the under b) given conditions - mostly due to ignorance of the processes - hardly any value been.
Erst in neuerer Zeit sind diesbezüglich an vorhandenen Anlagen Messungen vorgenornmen worden, die o. a. Forschungsarbeiten bestetigen, aber andererseits auch ergaben, daß mit den heute üblichen Konstruktionen die unter b) genannten Voraussetzungen nicht optimal gestaltet werden können.Measurements in this regard have only recently been made on existing systems have been made, the o. Confirm research work, but on the other hand also showed that with the constructions customary today, the prerequisites mentioned under b) cannot be optimally designed.
Dies beruht darauf, daß es sich bei den meisten niedrigrl)elat,-teten Belebungsbecken infolge großer Aufenthaltszeiten und hoher Umwälzgeschwindigkeiten um total durchmischte Becken handelt. Zwar ist es hier möglich, durch intermittierentc or punktförmige Belüftung luftsauerstoffunterversorgte Zonen zu schaffen, nicht aber oder nur unzureichend eine Itonzentra-tio organischer Abwasserinhaltsstoffe, zumal dies die Ablaufqualität und damit die Reinigungsleistung der Kläranlagen mit total durchmischten Belebungsbecken beeinträchtigen wärde.This is due to the fact that most of them had low elate Aeration basins due to long dwell times and high circulation speeds are totally mixed pools. It is possible here to use intermittent c Or point-like ventilation to create oxygen-deficient zones, not but or only insufficiently a concentration of organic waste water constituents, especially since this affects the drainage quality and thus the cleaning performance of the sewage treatment plants totally mixed aeration tanks would affect.
Auf Grund der neueren wissentschaftlichen Untersuchungen werden für die Praxis im wesentlichen die zwei folgenden Anordnungen zur Erzielung des Denitrifikationseffekts io-.-geschlagen: I Dem Belebungsbecken wird ein Denitrifikationsbecken vorgeschaltet. Diesem Denitrifikationsbecken wird das Rohabwasser, der Rücklaufschlamm und oder Belebtschlamm - Abwassergemisch aus dem Belebungsbecken zugegeben und mechanisch, d. h. ohne Luftsauerstoffeintrag, ge:nischt.On the basis of the more recent scientific investigations, for essentially practice the following two arrangements to achieve the denitrification effect io -.- beaten: I A denitrification tank is added to the aeration tank upstream. The raw sewage, the return sludge, becomes this denitrification basin and or activated sludge - wastewater mixture from the activated sludge tank added and mechanically, d. H. without air oxygen entry, mixed.
1I Das Belebungsbecken wird als längsdurchströmtes Becken mit vertikaler Umwälzung und unterschiedlichen Belastungsbereichen konzipiert, wobei der Beckenanfang als Denitrifikationszone dient. hier wird das Rohabwasser und der Rücklaufschlamm eingeleitet. Diese Zone ist luftsauerstoffunterversorgt.1I The aeration basin is designed as a longitudinally flowed basin with a vertical Circulation and different load areas designed, with the beginning of the pelvis serves as a denitrification zone. here is the raw sewage and the return sludge initiated. This zone is undersupplied with atmospheric oxygen.
Die unter I genannte Anordnung hat den Nachteil, daß baulich ein separates Becken mit den erforderlichen Installationen und Verbindungsleitungen erstellt werden muß, die unter II gerlilnnte Anordnung, daß die Rücklaufschlamnimenge im Verhältnis zur Zulaufmenge nicht unbegrenzt erhöht werden kann, da dies die hydraulische Funktion der Nachklärung beeinträchtigen würde. Somit ist nur ein ungenügender prozentualer Denitrifikationseffekt erzielbar. Da der vasserspiegel der Nachklärung dabei niedriger liegt als der der Belebung, ergibt sich bei der erhöhten Rücklauf#cfilammmenge ein erheblicher Energieaufwand zur Überwindung dieser Förderhöhe, der die durch die Denitrifikation erzielbare Energieeinsparung vermindert oder aufhebt. Letzteres gilt auch für die z. Z.The arrangement mentioned under I has the disadvantage that structurally a separate Pools are created with the necessary installations and connecting lines must, the arrangement indicated under II that the return sludge quantity in proportion to the inflow quantity cannot be increased indefinitely, as this does the hydraulic function the clarification would affect. Thus there is only an insufficient percentage Denitrification effect achievable. Since the water level of the secondary treatment is lower lies than that of the activation, the increased return flow results in an amount of cfilamm considerable energy expenditure to overcome this head, which is caused by the Denitrification reduces or eliminates the energy saving that can be achieved. The latter also applies to the z. Z.
übliche Verfahrensweise der unter I genannten Anordnung.Usual procedure of the arrangement mentioned under I.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben angeführten erzielbaren Vorteile bei minimalem Energieaufwand zu erreichen. The present invention is based on the above-mentioned object achievable advantages with minimal expenditure of energy.
Beschreibung: Systemskizze dargestellt in Figur 1 Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Belebungsbecken (1) ringförmig angeordnet wird, wobei es sich um ein längsdurchströmtes Belebungsbecken (1) mit vertikaler Umwälzung handelt. Die Längsströ:nung im Belebungsbecken (1) resultiert aus den am Beckenanfang zugegebenen Wassermengen (8, 9, ii) und der am Beckenende abgezogenen Wasserillenge (9, 10r Diese Längsströmun~ im Belebungsbecken (1) ist so gering, daß sie nicht zur Umwälzung dient. Ringförmig bedeutet, daß Beckenanfang und Beckenende wieder an einem Punkt zusammenge führt werden. Dies kann in runder, schlangenlinienförmiger Weise usw. geschehen. Beckenende und Beckenanfang sind dabei durch eine Trennwand (4) voneinander geschieden. Bei runder Ausführung des Belebungsbeckens (1) geschieht dies durch die Anordnung einer radialen Trennwand (4). In Ruhelage ist der Wasserspiegel vor und hinter der Trennwand (4) höhengleich. Description: System sketch shown in Figure 1 The task is solved according to the invention in that the activated sludge tank (1) is arranged in a ring is taking it around an aeration tank with a longitudinal flow (1) acts with vertical circulation. The longitudinal flow in the aeration tank (1) results from the amounts of water added at the beginning of the pool (8, 9, ii) and that at the end of the pool withdrawn water volume (9, 10r This longitudinal flow in the aeration tank (1) is so small that it is not used for overturning. Ring-shaped means that the beginning of the pelvis and pool end are brought together again at one point. This can be done in round, happen in a serpentine manner, etc. The end of the pool and the beginning of the pool are included separated from each other by a partition (4). With a round version of the activation tank (1) This is done by arranging a radial partition (4). In rest position the water level in front of and behind the partition (4) is the same.
Durch diese Trennwand (4) kann nun mit minimalem Energieaufwand (kürzeste Transportentfernung, geringste Pörderhöhe) eine definierte Menge nitratbelastetes Belebtschlamm - Abwasserge-(9) misch vom Beckenende in den als Denitrifikationszone (2) dienenden Belebungsbeckenanfang gefördert werden. Da die hierdurch erzeugte horizontale Strömung im gesamten Belebungsbekken (1, 2) verglichen mit den horizontalen Umwälzströmungen in baulich ähnlich gestalteten Anlagen (z. B. Oxidationsgräben, Schreiber Gegenstrombecken, Vedewa Rundbecken usw.) relativ gering ist, da keine Abhängigkeit zwischen der horizontalen Strömung und der Umwälzung besteht, kommt es an der Einleitungsstelie des Rohabwassers (8) zu der gewünschten Anreicherung von Abwasserinhaltsstoffen. Der als Denitrifikationsbereich (2) dienende Beckenabschnitt hinter der Abwassereinleitutig (8) wird luftsauerstoffunterversorgt d. h. zweckmäßigerweise mechanisch umgewälzt.Through this partition (4) it is now possible to use a minimum of energy (shortest Transport distance, lowest pumping height) a defined amount of nitrate-contaminated Activated sludge - wastewater (9) mixed from the end of the pool into the denitrification zone (2) the beginning of the activated aeration tank. Because the resulting horizontal flow in the entire activation tank (1, 2) compared to the horizontal Circulating currents in structurally similar systems (e.g. oxidation ditches, Schreiber countercurrent pool, Vedewa round pool, etc.) is relatively small, as none There is a dependency between the horizontal flow and the upheaval it at the inlet point of the raw sewage (8) to the desired enrichment of wastewater constituents. The basin section serving as denitrification area (2) behind the wastewater inlet duct (8) there is insufficient oxygen supply d. H. expedient mechanically circulated.
Das Erfindungswesentliche ist also, daß durch die Trennwand (4) eines ringförmigen Belebungsbeckens (1) bei minimaler Transportentfernung und minimaler Pörderhöhe nitratbelastetes Abwasser in den als Denitrifikationszone dienenden Beckenanfang (2) gefördert wird.The essentials of the invention is that through the partition (4) one ring-shaped activation tank (1) with minimal transport distance and minimal Pumping head of nitrate-contaminated wastewater in the beginning of the basin serving as a denitrification zone (2) is funded.
Da diese Menge (9) ein Vielfaches der Zulaufmenge (8) + Rücklaufschlammmenge (11) betragen kann, ist die Längsströmwzg im Belebungsbecken (1, 2) so groß, daß trotz großer Aufenthaltszeiten des Abwassers im Belebungsbecken (1, 2) eine unerwünschte Rückmischung in die Denitrifikationszone (2) verhindert wird.Since this amount (9) is a multiple of the inflow amount (8) + the amount of return sludge (11), the longitudinal flow in the aeration tank (1, 2) is so large that despite the long residence times of the wastewater in the aeration tank (1, 2) an undesirable one Back-mixing in the denitrification zone (2) is prevented.
Eine weitere erfindungsgemiße Anordnung besteht darin, daß am Ende der Denilrifikationszone (2) eine zweite Trennwand (5) eingebaut ist, so daß bei ungenügender Längsströmung eine Rückmischung vermieden wird und ein Denitrifikationsbecken (2) entsteht.Another arrangement according to the invention is that at the end the denilrification zone (2) a second partition (5) is installed so that at insufficient longitudinal flow, backmixing is avoided and a denitrification basin (2) arises.
Eine weitere erfindungsgemäße Anordnung besteht darin, daß bei Anordnung eines kreisförmigen Belebungsbeckens (1, 2) und innenliegendem Nachklärbecken (3) der für das Nachklärbecken (3)erforderliche Rundräumer (6) über das Belebungsbecken verlängert ist und an dieser Verlänge1u'ig (7) ein Umwälzräumer mit Bodenschlammschild und oder mit Aggregaten zur mechanischen Umwälzung des Belebungsbeckeninhaltes installiert ist. Dies hat den Vorteil, daß der Sauerstoffeintrag in allen Belebungsbeckenbereichen (1) nach dem Sauerstoffbedarf vorgenommen werden kann und ein Sauer^!toffeintrag in der Denitrifikationszone ganz entfallen kann.Another arrangement according to the invention consists in that upon arrangement a circular activation tank (1, 2) and an internal secondary clarifier (3) the circular scraper (6) required for the secondary clarifier (3) above the aeration tank is extended and at this length (7) a circulation scraper with bottom sludge shield and or installed with units for mechanical circulation of the aeration tank contents is. This has the advantage that the introduction of oxygen into all areas of the aeration tank (1) Can be made according to the oxygen demand and an oxygen input can be omitted entirely in the denitrification zone.
Es bedeuten in Figur 1: 1 Belebungsbecken 2 Denitrifikationszone 3 Nach]därbeeken 4 radiale Trennwand zwischen Beckenanfang und Beckenende 5 radiale Trennwand zwischen Belebungsbecken und Denitrifikationsbecken 6 Rundriumer 7 Umwälzräumer 8 Zulauf Belebung 9 durch die Trennwand gefördertes Belebtschlamm -Abwassergemisch 1o Zulauf Nachklärung 11 Rücklauf schlamm 12 Ablauf gereinigtes Abwasser LeerseiteIn FIG. 1: 1 aeration tank 2 denitrification zone 3 According to] dybeeken 4 radial dividing wall between the beginning of the basin and the end of the basin 5 radial Partition wall between aeration basin and denitrification basin 6 round runners 7 circulators 8 Aeration inlet 9 activated sludge-wastewater mixture conveyed through the partition 1o inlet secondary treatment 11 return sludge 12 outlet purified wastewater Blank page
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