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Verfahren und Vorrichtung zur biologischen
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Reinigung von Abwasser Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur biologischen
Reinigung von Abwasser in einer Belebungsanlage mit zwei, getrennte Schlammkreisläufe
aufweisenden Stufen, bei dem in der ersten Stufe im wesentlichen die Hauptmenge
der organischen Verunreinigungen abgebaut wird und in der zweiten Stufe der Restabbau
durchgeführt wird sowie gegebenenfalls anorganische Stickstoffverbindungen oxidiert
werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Bei einem solchen Verfahren wird Abwasser zunächst in der ersten Stufe
mit belebtem Schlamm unter gleichzeitiger Zuführung von Sauerstoff vermischt. Durch
die Tätigkeit der in dem belebten Schlamm enthaltenen aeroben Mikroorganismen werden
die organischen Schmutzstoffe des Abwassers zum Teil in Bakteriensubstanz umgewandelt
und zum Teil mittels Sauerstoff zu CO, und Wasser umgesetzt, so daß in der ersten
Stufe weitgehend die Kohlenstoffverbindungen oxidiert werden. In der zweiten Stufe
erfolgt dann nach dem Oberleiten des Abwasser-Belebtschlamm-Gemisches aus der ersten
Stufe der Restabbau sowie gegebenenfalls bei genüwender Sauerstoffzufuhr, ausreichender
Wassertemperatur und
niedriger Schlammbelastung eine Nitrifikation
des Abwassers, bei der durch die im Schlamm vorhandenen autotrophen Bakterien Ammonium-Stickstoff
zu Nitrit und Nitrat oxidiert wird.
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Zur Sauerstoffversorgung der Bakterien ist es bekannt, die Belebungsbecken
beider Stufen mit Luft oder einem mehr Volumenprozent Sauerstoff als Luft enthaltenden
Gas zu begasen.
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Um eine Trennung der in beiden Stufen vorhandenen unterschiedlichen
Bakterien und damit einen optimalen Abbau in beiden Stufen zu erhalten, ist jeder
Stufe ein Klärbecken nachgeschaltet, aus dem der Schlamm in das Belebungsbecken
der jeweiligen Stufe zurückgeleitet wird. Dies führt dazu, daß in der ersten Stufe
bereits die Hauptmenge der organischen Schmutzstoffe abgebaut werden kann, so daß
sich in der zweiten Stufe eine nur geringe Belastung einstellt und damit durch den
Mangel an Nährstoffen und Schwebstoffen ein nur schwer absetzbarer Schlamm bildet.
Dies macht wiederum große und teure Nachklärbecken für die zweite Stufe erforderlich,
da ansonsten ein zu großer Anteil an Schlammpartikeln aus dem Nachklärbecken in
den Vorfluter abgeleitet würde.
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Bei hoher hydraulischer Belastung kann jedoch trotzdem nicht aller
Schlamm zurückgehalten werden, so daß dann auch bei Vorhandensein großer Nachklärbecken
die Qualität des aus der Anlage abgezogenen gereinigten Abwaseers durch Mitführung
von Schlammpartikeln beeinträchtigt ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs
genannten Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren so auszugestalten,
daß auf einfache Weise auch in der zweiten Stufe leicht absetzbare Schlämme erzeugt
werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in die zweite
Stufe Zusätze zur Verbesserung der Flockung einge-
leitet werden.
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Durch die Einleitung dieser Zusätze wird erreicht, daß in der zweiten
Stufe mehr Belebtschlammflocken gebildet werden, die ein gutes Absetzverhalten des
Schlammes bewirken. Außerdem wird auf diese Weise die Konzentration an aktiver Biomasse
in der zweiten Stufe erhöht, was wiederum die Abbauleistung verbessert. Dadurch
kann das Belebungsbecken und auch das Nachklärbecken der zweiten Stufe verhältnismäßig
klein ausgebildet sein.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens werden als Zusätze
zumindest teilweise Flüssigkeiten verwendet, die suspendierte Feststoffe enthalten.
Da die suspendierten Feststoffe den Bakterien als Ansiedlungsfläche dienen, werden
dadurch große und schwere Flocken gebildet, die sich leicht absetzen lassen.
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Darüber hinaus ist es genauso vorteilhaft, als Zusätze zumindest teilweise
Flüssigkeit zu verwenden, die Nährstoffe enthalten. Dadurch ist der in der zweiten
Stufe vorhandene Schlamm gezwungen, mehr BSB abzubauen, wodurch sich ein höher belasteter
Schlamm ergibt, der ebenso ein gutes Absetzverhalten aufweist. Allerdings darf hier
eine bestimmte Schlammbelastung nicht überschritten werden, da ansonsten nur noch
eine Teil reinigung zu erreichen ist.
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Vorzugsweise werden nach einem weiteren Erfindungsgedanken als Zusätze
grob vorgereinigtes Abwasser mit einem gegenüber vorgeklärtem Abwasser erhöhten
Schwebstoffgehalt und/oder rohes, nicht vorgeklärtes Abwasser und/oder Vorklärschlamm
und/oder mittels Sieben von Grobstoffen befreiter Vorklärschlamm und/oder Fällungsschlamm
verwendet. Da diese Zusätze im allgemeinen sowieso bei der Abwasserreinigung anfallen,
können zusätzliche Kosten für die Bereitstellung von Chemi-
kalien
als Flockungsmittel eingespart werden.
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Mit sehr gutem Erfolg kann das Verfahren gemäß der Erfindung durchgeführt
werden, wenn die Einleitung der Zusätze in der Menge erfolgt, daß einerseits das
benötigte Schlammalter bei oder über dem für den jeweiligen Reinigungszweck anzustrebenden
Mindestwert gehalten, andererseits der Schlammindex unter einem vorzugebenden Maximalwert
gehalten wird.
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Da die Zugabe der Zusätze im wesentlichen eine erhöhte Schlammproduktion
bewirkt, besteht die Gefahr, daß bei zu starker Schlammproduktion mehr Schlamm aus
der zweiten Stufe abgezogen werden muß und dann das Schlammalter immer mehr absinkt.
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Deshalb ist es zweckmäßig, bei der Einleitung der Zusätze auf die
Einhaltung eines für einen bestimmten Reinigungszweck günstigen Schlammalters zu
achten. Soll beispielsweise in der zweiten Stufe eine Nitrifikation des Abwassers
erreicht werden, ist ein hohes Schlammalter erwünscht, weshalb die Einleitung der
Zusätze dann entsprechend verringert werden muß. Die Verringerung der Menge der
Zusätze darf jedoch nicht soweit erfolgen, daß dann der Schlammindex über einen
bestimmten vorgegebenen Maximalwert ansteigt und die Entstehung von Blähschlamm
möglich wäre. Deshalb ist bei der Einleitung der Zusätze darauf zu achten, daß neben
der Einhaltung eines für den jeweiligen Reinigungszweck geeigneten Schlammalters
auch ein bestimmter Wert für den Schlammindex eingehalten werden muß, um gute Absetzeigenschaften
des Schlammes zu garantieren.
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Zweckmäßigerweise wird das Schlammalter in der zweiten Stufe bei 7
bis 70 Tagen und der Maximalwert des Schlammindex bei 100 ml/g gehalten.
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Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfaßt eine Belebungsanlage
mit zwei Stufen, bei der den einzelnen Stufen jeweils ein Klärbecken mit Schlammrückführung
in
die betreffende Stufe nachgeschaltet ist und bei der erfindungsgemäß die zweite
Stufe eine Zuleitung für Zusätze zur Verbesserung der Flockung aufweist.
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Diese Zuleitung für Zusätze zur Verbesserung der Flockung kannvorteilhafterweise
über eine Verbindungslez wng mit der Abwasserzuleitung der Belebungsanlage in Verbindung
stehen, so daß der zweiten Stufe direkt rohes, nicht vorgeklärtes Abwasser oder
bei Vorhandensein eines Vorklärbeckens auch grob vorgereinigtes Abwasser mit einem
gegenüber vorgeklärtem Abwasser erhöhten Schwebstoffgehalt zugeführt werden kann.
Dabei ist zweckmäßig, die Zuleitung am Belebungsbecken der zweiten Stufe anzuschließen.
Wird dagegen Fällungsschlamm als Zusatz verwendet, kann die Zuleitung auch an das
Nachklärbecken der zweiten Stufe oder an das Zwischenklärbecken der ersten Ssufe
angeschlossen sein.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten zweistufigen Abwasserreinigungsanlage
schematisch dargestellt, das nachstehend näher erläutert wird: In der Figur ist
die erste Stufe der Abwasserreinigungsanlage mit 1 und die zweite Stufe mit 10 bezeichnet.
Die erste Stufe umfaßt ein Belebungsbecken 2 mit einer Abwasserzuleitung 3, einer
Gaszuleitung 4 für die Zuleitung von Sauerstoff enthaltendem Gas und eine Abgasleitung
5 sowie ein dem Belebungsbecken 2 nachgeschaltetes Zwischenklärbecken 6 mit einer
Schlammrückleitung 7 zur Rückführung von Schlamm in das Belebengsbecken 2 und einer
Schlammableitung 8 zur Ableitung von Uberschußschlamm.
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Die zweite Stufe 10 ist im wesentlichen genauso aufgebaut wie die
erste Stufe 1 und umfaßt ein Belebungsbecken 12
mit einem an das
Zwischenklärbecken 6 der ersten Stufe 1 angeschlossenen Zulauf 13 und ein dem Belebungsbecken
12 nachgeschaltetes Nachklärbecken 16 mit Schlammrückleitung 17 und Schlammableitung
18. Zur Sauerstoffversorgung des Belebungsbeckens 12 ist an dieses ebenso eine Gaszuleitung
14 angeschlossen. Abgas wird über eine Abgasleitung 15 abgezogen.
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Der Gaseintrag in das in den beiden Belebungsbecken 2, 12 vorhandene
Flüssigkeitsgemisch kann dabei beispielsweise so erfolgen, daß aus der sich unter
den Abdeckungen der Belebungsbecken 2, 12 ausbildenden Gasatmosphäre, die sich aus
dem über die Gaszuleitungen 4, 14 zugeführten sauerstoffreichen Gas und dem aus
dem Flüssigkeitsgemisch aufsteigenden Gas zusammensetzt, über eine nichtdargestellte
Leitung Gas abgezogen und zu einem nahe dem Beckenboden angeordneten Gasverteiler
geleitet wird. Anstelle von geschlossenen Belebungsbecken 2, 12 können aber auch
gegenüber der Atmosphäre offen ausgebildete Belebungsbecken verwendet werden, bei
denen dann die Gaszuleitungen 4, 14 und Gasableitungen 5, 15 entfallen und zur Sauerstoffversorgung
beispielsweise Oberflächenbelfütungskreisel zum Eintrag von Luftsauerstoff in die
in den Belebungsbecken vorhandene Flüssigkeit eingesetzt werden. Auch die Kombination
einer Stufe mit einem offenen Belebungsbecken mit einer Stufe mit einem geschlossenen
Belebungsbecken ist möglich. Darüber hinaus kann eine Stufe oder beide Stufen zwei
hintereinandergeschaltete Belebungsbecken aufweisen.
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Erfindungsgemäß ist in jedem Fall an die zweite Stufe 10, beispielsweise
wie gezeigt an das Bslebungsbecken 12 der zweiten Stufe 10, eine Zuleitung 11 mit
einer Einrichtung zur Regelung des Mengendurchflusses für Zusätze zur Verbesserung
der Flockung angeschlossen, über die dem Belebungsbecken grob vorgereinigtes Abwasser
mit einem gegen-
über vorgeklärtem Abwasser erhöhten Schwebstoffgehalt
und/ oder rohes, nicht vorgeklärtes Abwasser und/oder Vorklärschlamm und/oder mittels
Sieben von Grobstoffen befreiter Vorklärschlamm und/oder Fällungsschlamm zugeführt
werden kann. Die Zuleitung 11 kann dabei über eine Verbindungsleitung 20, in der
eine Einrichtung zur Regelung des Mengendurchflusses angeordnet ist, an die Abwasserzuleitung
3 zur Uberleitung von rohem, nichtvorgeklärtem Abwasser oder bei Vorhandensein eines
Vorklärbeckens 21 in der Abwasserzuleitung 3 (gestrichelt dargestellt) an das Vorklärbecken
21 zur Uberleitung von grob vorgereinigtem Abwasser angeschlossein sein. Ist ein
Vorklärbecken 21 vorhanden, kann zusätzlich über eine weitere, an das Vorklärbecken
21 und die Zuleitung 11 angeschlossene Verbindungsleitung 22 Vorklärschlamm und/oder
mittels Sieben von Grobstoffen befreiter Vorklärschlamm aus dem der Anlage zulaufenden
Abwasser in die Zuleitung 11 übergeleitet werden.
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