DE2909333A1

DE2909333A1 - Verfahren zur biologischen reinigung von abwasser

Info

Publication number: DE2909333A1
Application number: DE19792909333
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Reimann; Alfred Dipl Ing Wildmoser
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1979-03-09
Filing date: 1979-03-09
Publication date: 1980-09-18
Also published as: US4303527A; DE2909333C2

Description

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

(H 1052) H 79/20

Sln/fl 8.5.I979

Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwasser

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwasser, bei dem das Abwasser in einer Reinigungsanlage, die mindestens ein Speicherbecken und mindestens eine biologische Behandlungsstufe umfaßt, behandelt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei der biologischen Reinigung von Abwasser ist es bekannt, einer biologischen Behandlungsstufe, die einen Tropfkörper oder ein Belebungsbecken aufweisen kann, ein Speicherbecken vorzuschalten und das zulaufende Abwasser zuerst dem Speicherbecken und dann der biologischen Behandlungsstufe zuzuleiten. Auf diese Weise wird erreicht, daß das Abwasser, das meist in unregelmäßigen Zeitintervallen und in verschiedener Beschaffenheit anfällt, der biologischen Behandlungsstufe weitgehend mit konstanten Werten hinsichtlich der Menge und der Konzentration zugeführt werden kann. Um dabei zumindest einen gewissen Konzentrationsausgleich in dem Speicherbecken zu erhalten, ist es notwendig, dieses sehr groß zu bemessen und gegebenenfalls mit Mischeinrichtungen zur Vermischung des Abwassers, wie z.B. mit Rührwerken, auszurüsten. Der Anordnung

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großer Speicherbecken sind aber oft dadurch Grenzen gesetzt, daß ein entsprechend großes Gelände nicht zur Verfügung steht oder dessen Erwerbskosten sehr hoch sind. Der Einsatz von Mischeinrichtungen erhöht desweiteren die Kosten der Speicherbecken, da Mischeinrichtungen nicht nur in der Anschaffung teuer sind, sondern auch nicht unerhebliche laufende Betriebsund Wartungskosten verursachen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwasser der eingangs genannten Art sowie eine entsprechende Vorrichtung im Hinblick darauf zu entwickeln, daß auf einfache Weise unter Aufrechterhaltung einer ungestörten Biologie in der biologischen Behandlungs— stufe das dieser vorgeschaltete Speicherbecken möglichst klein bemessen werden kann und daß eine möglichst wirtschaftliche Betriebsweise einer entsprechenden Abwasserreinigungsanlage zu erreichen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das zulaufende Abwasser bei Normalbelastung direkt der biologischen Behandlungsstufe zugeführt und während der zeitlichen Dauer von Belastungsspitzen zumindest teilweise in das Speicherbecken eingeleitet wird und daß nach Abklingen der Belastungsspitzen das Abwasser aus dem Speicherbecken in gesteuerter oder geregelter Weise in die biologische Behandlungsstufe übergeleitet wird.

Da somit das der Abwasserreinigungsanlage zugeführte Abwasser nur im Fall von Belastungsspitzen teilweise oder kurzfristig auch ganz in das Speicherbecken eingeleitet werden soll, kann das Speicherbecken relativ klein gehalten werden, ohne daß die Biologie der biologischen Behandlungsstufe durch zu hohe Schwankungen der zu verarbeitenden Abwasserkonzentration geschädigt wird.

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Zur Sicherstellung einer ungestörten Biologie in der biologischen Behandlungsstufe ist es vorteilhaft, das Einleiten des zulaufenden Abwassers in das Speicherbecken und das überleiten des Abwassers aus dem Speicherbecken in die biologische Behandlungsstufe mindestens teilweise in Abhängigkeit der in der Flüssigkeit der biologischen Behandlungsstufe vorhandenen Sauerstoffkonzentration durchzuführen.

Vorzugsweise wird dabei so gearbeitet, daß für die in der Flüssigkeit der biologischen Behandlungsstufe vorhandene Sauerstoffkonzentration ein Minimalwert, ein Mittelwert und ein Maximalwert vorgegeben werden und daß bei Unterschreiten des Minimalwertes das Einleiten des zulaufenden Abwassers in das Speicherbecken durchgeführt, bei überschreiten des Mittelwertes das Einleiten in das Speicherbecken abgestellt und bei Überschreiten des Maximalwertes das Überleiten des Abwassers aus dem Speicherbecken in die biologische Behandlungsstufe durchgeführt wird.

Anstelle von oder auch in Kombination mit dem Einleiten des zulaufenden Abwassers in das Speicherbecken und dem Überleiten des Abwassers aus dem Speicherbecken in die biologische Behandlungsstufe in Abhängigkeit der Sauerstoffkonzentration in der Flüssigkeit ist es nach einem weiteren Erfindungsgedanken auch möglich, das Einleiten des zulaufenden Abwassers in das Speicherbecken und das Überleiten des Abwassers aus dem Speicherbecken in die biologische Behandlungsstufe mindestens teilweise in Abhängigkeit einer bestimmten Konzentration und/oder konzentrationsanalogen Größe im zulaufenden Abwasser durchzuführen. Dabei kann der Gehalt an Schmutzstoffen in dem der Reinigungsanlage zufließenden Abwasser beispielsweise durch Bestimmung der Menge der in einer bestimmten Zeit mit dem Abwasser zufließenden organischen Verunreinigungen oder durch Bestimmung der im Abwasser enthaltenen ungelösten Stoffe festgestellt werden.

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Vorzugsweise wird in diesem Fall so gearbeitet, daß für die im zulaufenden Abwasser vorhandene Konzentration und/oder konzentrationsanaloge Größe ein Höchstwert, ein Zwischenwert und ein Mindestwert vorgegeben werden und daß bei Überschreiten des Höchstwertes das Einleiten des zulaufenden Abwassers in das Speicherbecken durchgeführt, bei Unterschreiten des Zwischenwertes das Einleiten in das Speicherbecken abgestellt und bei Unterschreiten des Mindestwertes das Überleiten des Abwassers aus dem Speicherbecken in die biologische Behandlungsstufe durchgeführt wird.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfaßt eine Abwasserreinigungsanlage, die zumindest ein Speicherbecken mit einem Zulauf und zumindest eine mit dem Speicherbecken in Verbindung stehende biologische Behandlungsstufe mit Ablauf aufweist. Erfindungsgemäß ist eine solche Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß der Zulauf des· Speicherbeckens eine Zweigleitung zur biologischen Behandlungsstufe aufweist, daß in der biologischen Behandlungsstufe ein Meßgerät zur Bestimmung des gelösten Sauerstoffs und/oder im Zulauf ein Konzentrationsanalysator angeordnet ist und daß das Meßgerät und/oder der Konzentrationsanalysator mit einer Regel- und Steuereinrichtung in Verbindung steht, die den Zulauf des Abwassers zum Speicherbecken und das Überleiten des Abwassers aus dem Speicherbecken in die biologische Behandlungsstyfe regelt oder steuert.

Bei diesem Aufbau der Vorrichtung ist es möglich, das Abwasser bei Normalbelastung über die Zweigleitung direkt der biologischen Behandlungsstufe und bei Belastungsspitzen zumindest teilweise dem Speicherbecken zuzuleiten und dabei die Sauerstoffkonzentration der in der biologischen Behandlungsstufe enthaltenen Flüssigkeit und/oder die Konzentration des der Abwasserreinigungsanlage zulaufenden Abwassers als Bestimmungsgröße für das Ein- bzw. Überleiten des Abwas-

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Ι sers in das Speicherbecken bzw. die biologische Behandlungsstufe zu wählen. Dadurch, daß das Abwasser nicht auch bei Normalbelastung dem Speicherbecken zugeleitet wird, kann, ohne daß die Gefahr einer Störung der Biologie in der biologischen Behandlungsstufe aufgrund von Konzentrationsschwankungen des zulaufenden Abwassers besteht, ein relativ kleines Speicherbecken eingesetzt werden, das keinesfalls größer als die in der biologischen Behandlungsstufe verwendeten Tropfkörper- oder Belebungsbecken bemessen sein muß.

Um den Zulauf des Abwassers zum Speicherbecken und das Überleiten des Abwassers aus dem Speicherbecken in die biologische Behandlungsstufe entsprechend den von dem Sauerstoffmeßgerät bzw. dem Konzentrationsanalysator an die Regel- und Steuereinrichtung weitergegeben und in dieser mit Sollwerten verglichenen Meßwerten vornehmen zu können, beeinflußt die Regel- und Steuereinrichtung vorteilhafterweise entweder die Stellung eines im Zulauf und/oder in der Zweigleitung angeordneten automatischen Schiebers sowie die Leistung einer in

■20 der Verbindungsleitung zwischen Speicherbecken und biologischer Behandlungsstufe angeordneten Pumpe oder, entsprechend einer anderen vorteilhaften Ausfuhrungsform, die Leistung einer im Zulauf angeordneten Pumpe sowie die Stellung eines in der Verbindungsleitung zwischen Speicherbecken und biologischer Behandlungsstufe angeordneten automatischen Schiebers.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand von drei, in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine Abwasserreinigungsanlage mit biologischer Behandlungsstufe und Speicherbecken, bei der das

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Einleiten des Abwassers in die biologische

Behandlungsstufe und das Speicherbecken sowie das Überleiten des Abwassers aus dem Speicherbecken in die biologische Behandlungsstufe in Abhängigkeit vom Sauerstoff

gehalt der in der biologischen Behandlungsstufe vorhandenen Flüssigkeit erfolgt;

Figur 2 und 3 je eine Abwasserreinigungsanlage mit biologischer Behandlungsstufe und Speicherbecken, bei der das Einleiten des Abwassers in die biologische Behandlungsstufe und das Speicherbecken sowie das Überleiten des Abwassers aus dem Speicherbecken in die biologische Behandlungsstufe in Abhängigkeit

der Konzentration des der Abwasserreinigungsanlage zugeführten Abwassers erfolgt. ■

In den Figuren ist in einer biologischen Abwasserreinigungsanlage mit 1 ein Belebungsbecken einer biologischen Behandlungsstufe und mit 2 ein Speicherbecken bezeichnet. Das Speicherbekken 2 ist dabei allenfalls so groß bemessen, wie das Belebungsbecken 1. An das Speicherbecken 2 ist ein Zulauf 3 für Abwasser angeschlossen, der eine Zweigleitung Λ zum Belebungsbecken 1 aufweist. Von dem Speicherbecken 2 führt eine Verbindungsleitung 5 zum Belebungsbecken 1, das seinerseits einen Ablauf 6 zur Ableitung des behandelten Abwassers zu einem nicht dargestellten Absetzbecken der biologischen Behandlungsstufe aufweist. Anstelle des Belebungsbeckens 1 könnte selbstverständlieh auch ein Tropfkörper angeordnet sein.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist im Belebungsbecken 1 ein Meßgerät 7 zur Bestimmung des in der Flüssigkeit gelösten Sauerstoffgehaltes angeordnet, das über einen Verstärker 8 an die Eingangsseite einer Regel- und SteuereinForm. 5729 7.78

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richtung 9 angeschlossen ist. An die Ausgangsseite der Regel- und Steuereinrichtung 9 sind ein den Zulauf 3 und die Zweigleitung k absperrender automatischer Schieber 10 sowie eine in der Verbindungsleitung 5 zwischen Speicherbecken 2 und Belebungsbecken 1 eingebaute Pumpe 11 angeschlossen.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ist anstelle des im Belebungsbecken 1 angeordneten Meßgerätes zur Bestimmung des in der Flüssigkeit gelösten Sauerstoffgehaltes im Zulauf 3 des Abwassers eine Meßeinrichtung 12 eines Konzentrationsanalysators 13 angeordnet, dessen Ausgang an den Eingang der Regel- und Steuereinrichtung 9 angeschlossen ist, so daß in diesem Fall die Konzentration des Abwassers im Zulauf 3 als Meßgröße herangezogen wird.

Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 im Zulauf 3 des Abwassers zum Speicherbecken 2 eine Pumpe I^ und in der Verbindungsleitung 5 zwischen Speicherbecken 2 und Belebungsbecken 1 ein automatischer Schieber 15 eingebaut. Beide sind an die Ausgangsseite der Regel- und Steuereinrichtung 9 angeschlossen.

Bei allen drei Ausführungsbeispielen sind in der Regel- und Steuereinrichtung 9 drei Sollwerte eingestellt, die aufgrund der Auslegedaten der Abwasserreinigungsanlage vorherbestimmt werden können und die einem Höchstwert, einem Mittelwert und einem Mindestwert entweder des Sauerstoffgehaltes des Abwas-

der ser-Belebtschlamm-Gemisches im Belebungsbecken 1 oder Konzentration des Abwassers im Zulauf 3 entsprechen. Der Mittelwert ist dabei auf den Normalbelastungsfall der Abwasserreinigungsanlage eingestellt.

Im folgenden wird das Verfahren der Erfindung anhand des in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiels einer Abwasser-

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reinigungsanlage beschrieben. Es sei zunächst angenommen, daß die Abwasserreinigungsanlage unter Normalbedingungen betrieben wird und sich der Sauerstoffhaushalt des im Belebungsbecken 1 befindlichen Abwasser-Belebtschlamm-Gemisches im Gleichgewicht befindet. Das von dem Meßgerät 7 über den Verstärker 8 an die Regel- und Steuereinrichtung 9 abgegebene Istwert-Signal entspricht dann dem in der Regel- und Steuereinrichtung 9 eingestellten Mittelwert. Über ein Stellsignal wird dadurch der automatische Schieber 10 so betätigt, daß der Zulauf zum Speicherbecken 2 geschlossen und die Zweigleitung 4 zum Belebungsbecken 1 hin offen ist. über das gleiche Stellsignal wird die Pumpe 11 in der Verbindungsleitung 5 zwischen Speicherbecken 2 und Belebungsbecken 1 abgeschaltet, so daß in das Belebungsbecken 1 nur das zulaufende Abwasser direkt eingeleitet wird.

Sinkt der Sauerstoffgehalt im Äbwasser-Belebtschlamm-Gemisch des Belebungsbeckens 1 bei steigender Konzentration des zulaufenden Abwassers, so ist das Istwert-Signal des Meßgerätes 7 kleiner als der vorgegebene Mittelwert und über den in der Regel- und Steuereinrichtung 9 erhaltenen Vergleichswert wird ein Stellsignal an den automatischen Schieber 10 weitergeleitet und der Zulauf 3 zum Speicherbecken 2 geöffnet. Unterschreitet der Sauerstoffgehalt im Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch des Belebungsbeckens 1 bei Spitzenbelastung den vorgegebenen Mindestwert für den Sauerstoffgehalt, wird der automatische Schieber 10 über ein Stellsignal der Regel- und Steuereinrichtung 9 so eingestellt, daß die Zweigleitung geschlossen ist. Bei Überschreiten des Mindestwertes für den Sauerstoffgehalt wird dann die Zweigleitung 4 wieder geöffnet und bei Erreichen des Mittelwertes der Zulauf 3 zum Speicherbecken 2 geschlossen.

Steigt der Sauerstoffgehalt im Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch des Belebungsbeckens 1 über den Mittelwert bei sinkender Konzentration des zulaufenden Abwassers wird über ein

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¹ entsprechendes Stellsignal der Regel- und Steuereinrichtung die Pumpe 11 in der Verbindungsleitung 5 eingeschaltet und Abwasser aus dem Speicherbecken 2 in das Belebungsbecken übergeleitet. Die Leistung der Pumpe 11 wird dabei dem gemes-

5 senen Sauerstoffgehalt im Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch des Belebungsbeckens 1 angepaßt. Bei Überschreiten des vorgegebenen Maximalwertes für den Sauerstoffgehalt ist auch die Leistung der Pumpe 11 am größten.

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Claims

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Patentansprüche

( l.JVerfahren zur biologischen Reinigung von Abwasser, bei dem das Abwasser in einer Reinigungsanlage, die mindestens ein Speicherbecken und mindestens eine biologische Behandlungsstufe umfaßt, behandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das zulaufende Abwasser bei Normalbelastung direkt der biologischen Behandlungsstufe zugeführt und während der zeitlichen Dauer von Belastungsspitzen zumindest teilweise in das Speicherbecken eingeleitet wird und daß nach Abklingen der Belastungsspitzen das Abwasser aus dem Speicherbecken in gesteuerter oder geregelter Weise in die biologische Behandlungsstufe übergeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einleiten des zulaufenden Abwassers in das Speicherbecken und das Überleiten des Abwassers aus dem Speicherbecken in die biologische Behandlungsstufe mindestens teilweise in Abhängigkeit der in der Flüssigkeit der biologisehen Behandlungsstufe vorhandenen Sauerstoffkonzentration durchgeführt wird.

J). Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die in der Flüssigkeit der biologischen Behandlungsstufe vorhandene Sauerstoffkonzentration ein Minimalwert,

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ein Mittelwert und ein Maximalwert vorgegeben werden und daß bei Unterschreiten des Minimalwertes das Einleiten des zulaufenden Abwassers in das Speicherbecken durchgeführt, bei Überschreiten des Mittelwertes das Einleiten in das Speicherbecken abgestellt und bei Überschreiten des Maximalwertes das Überleiten des Abwassers aus dem Speicherbecken in die biologische Behandlungsstufe durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einleiten des zulaufenden Abwassers in das Speicherbecken und das Überleiten des Abwassers aus dem Speicherbecken in die biologische Behandlungsstufe mindestens teilweise in Abhängigkeit einer bestimmten Konzentration und/oder konzentrationsanalogen Größe im zulaufenden Abwasser durchgeführt wird.

5· Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die im zulaufenden Abwasser vorhandene Konzentration und/oder konzentrationsanaloge Größe ein Höchstwert, ein Zwischenwert und ein Mindestwert vorgegeben v/erden und daß bei Überschreiten des Höchstwertes das Einleiten des zulaufenden Abwassers in das Speicherbecken durchgeführt, bei Unterschreiten des Zwischenwertes das Einleiten in das Speicherbecken abgestellt und bei Unterschreiten des Mindestwertes das Überleiten des Abwassers aus dem Speicherbecken in die biologische Behandlungsstufe durchgeführt wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem

der Ansprüche 1 bis 5 mit einer Abwasserreinigungsanlage, die zumindest ein Speicherbecken mit einem Zulauf und zumindest eine mit dem Speicherbecken in Verbindung stehende biologische Behandlungsstufe mit Ablauf aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulauf (3) des Speicher-Form. 5729 7.78 /

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beckens (2) eine Zweigleitung (4) zur biologischen Behandlungsstufe (1) aufweist, daß in der biologischen Behandlungsstufe (1) ein Meßg .->ät (7) zur Bestimmung des gelösten Sauerstoffs und/oder im Zulauf (3) ein Konzentrationsanalysator (12,13) angeordnet ist und daß das Meßgerät (7) und/ oder Konzentrationsanätysator (12,13) mit einer Regel- und Steuereinrichtung (9) in Verbindung steht, die den Zulauf (3) des Abwassers zum Speicherbecken (2) und das Überleiten des Abwassers aus dem Speicherbecken (2) in die biologische Behandlungsstufe (1) regelt oder steuert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Regel- und Steuereinrichtung (9) die Stellung eines im Zulauf (3) und oder in der Zweigleitung (4) angeordneten automatischen Schiebers (10) sowie die Leistung einer in der Verbindungsleitung-(5) zwischen Speicherbecken (2) und biologischer Behandlungsstufe (1) angeordneten Pumpe (11) beeinflußt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Regel- und Steuereinrichtung (9) die Leistung einer im Zulauf (3) angeordneten Pumpe (14) sowie die Stellung eines in der Verbindungsleitung (5) zwischen Speicherbekken (2) und biologischer Behandlungsstufe (1) angeordneten automatischen Schiebers (15) beeinflußt.

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