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"Verfahren zur Reinigung von Abwasser und Anlage zur Durch-
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führung des Verfahrens" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Reinigung von Abwasser, insbesondere von häuslichem Abwasser, und eine Anlage zur
Durchführung des Verfahrens, bei dem das Abwasser von den mitgeführten Feststoffen
durch mechanischen Austrag derselben weitgehend befreit und nachfolgend einer ein-
oder mehrstufigen biologischen Behandlung unter Lufteintrag und Aufrechterhaltung
einer Umlaufströmung unterworfen wird.
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Es sind Verfahren zur Reinigung von Abwasser bekannt, bei denen die
mechanische und biologische Reinigung kombiniert sind. Mechanisch werden Schwimm-
und Schwebestoffe durch Siebe, Rechen oder in Absetzbecken abgeschieden, während
im biologischen Verfahren die Schmutzstoffe in Nachahmung der natürlichen Selbstreinigung
durch biologischen Abbau unter aeroben Bedingungen aus dem Abwasser entfernt werden.
Die Zersetzung des Abwasserschlammes geschieht im allgemeinen in Faulräumen durch
anaerobe Zersetzung unter Gewinnung von Faulgas, wobei
der dabei
entstehende Faulschlamm möglichst der landwirtschaftlichen Verwertung zugeführt
wird.
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Bei den bekannten Verfahren erfolgt in einer ersten Reinigungsstufe
eine mechanische Vorreinigung, bei der die im Abwasser enthaltenen ungelösten, teils
absetzbaren, teils schwimmfähigen Feststoffe entfernt werden. Hierzu dienen Siebe
oder Rechen, die einstufig oder hintereinander mehrstufig angeordnet sind.
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Das auf diese Weise mechanisch vorgereinigte Abwasser wird in der
nachfolgenden zweiten mechanischen Reinigungsstufe einem Absatz bzw. Vorklärbecken
zugeführt, in dem unter starker Verminderung der Fließgeschwindigkeit die teils
körnigen, teils flockigen absetzbaren Feststoffe als Schlamm ausgeschieden werden.
Das auf diese Weise mechanisch vorgereinigte Abwasser enthält noch organische, fäulnisfähige
Stoffe, welche auf biologischem Wege aus dem Abwasser entfernt oder abgebaut werden.
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Zur biologischen Reinigung dienen Tropfkörperanlagen, in denen das
Abwasser gleichmäßig und großflächig versprüht wird. Dabei bildet sich auf den Oberflächen
des Tropfkörpermaterials ein biologischer Rasen, in welchem sich der Abbau der fäulnisfähigen
organischen Substanzen vollzieht. Nach einem ähnlichen Prinzip der Belüftung und
des biologischen Abbaues arbeiten Tauchkörperanlagen, die auch anstelle der Tropfkörperanlagen
einsetzbar sind. Nach dem Durchlaufen des Tropf- oder Tauchkörpers wird das Abwasser
wiederum in ein Absetzbecken geleitet, in dem
eine mechanische Nachklärung
stattfindet, bevor es in den Vorfluter gegeben wird. Bei zweistufiger biologischer
Reinigung erfolgt in dem dem Tropf- oder Tauchkörper nachgeschalteten Absetzbecken
lediglich eine Zwischenklärung, nach der das Abwasser in einer weiteren Tropf- oder
Tauchkörperstufe behandelt wird. Von dieser zweiten biologischen Reinigungsstufe
wird das Abwasser zur Nachklärung in ein Absetzbecken geleitet, um von dort in den
Vorfluter überführt zu werden. Den Absetzbecken in der Zwi#chenklär- oder Nachklärstufe
wird Rücklaufwasser entnommen, welches dem Abwasser vor der ersten mechanischen
Reinigungsstufe und vor der ersten biologischen Reinigungsstufe zur Verdünnung zugeführt
wird. Außerdem wird den einer biologischen Reinigungsstufe nachgeschalteten Absetzbecken
Rücklaufschlamm entnommen, welcher ebenfalls in die erste mechanische Reinigungsstufe
geleitet wird. Der in den mechanischen Vorreinigungsstufen anfallende Schlamm wird,
insbesondere bei größeren Anlagen, einem Faulturm zugeführt, in dem der Schlamm
unter Wärmeeinwirkung aufbereitet wird. Anstelle der Tropf- oder Tauchkörperanlagen
ist es auch möglich, diese durch Belebtschlammanlagen zu ersetzen, in denen ebenfalls
unter aeroben Bedingungen eine biologische Reinigung stattfindet.
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Verfahren der bekannten Art erfordern Anlagen mit einem großen Flächentjedarf
für die Absetzbecken. Hier ist zu berücksichtigen, daß das Vorklärbecken große Abmessungen
aufweisen muß, da die Verweilzeiten des Abwassers in diesem Becken etwa 4 Stunden
beträgt,
um einen wirkungsvollen Absetzvorgang zu erzielen. Ahnliche
Verweilzeiten ergeben sich auch für das Nachklärbecken.
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Im Hinblick auf die hierdurch bedingte Größe der Becken sind sehr
hohe Baukosten für ihre Erstellung notwendig. Da weiterhin die Absetzbecken mit
Einrichtungen zur kontinuierlichen Schlammräumung und Schlammentnahme ausgerüstet
werden müssen, ergeben sich zusätzliche baulich aufwendige maschinelle Einrichtungen
sowie hohe Betriebskosten für die Wartung und durch den notwendigen Energiebedarf,
welcher durch den Betrieb der maschinellen Einrichtungen bedingt wird.
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Wenn statt der Tropf- oder Tauchkörperanlagen Belebtschlammanlagen
verwendet werden, ergibt sich neben den teachtlichen baulichen Kosten für das Belebtschlammbecken
ein zusätzlicher Energiebedarf, welcher in der Größenordnung zwischen dem Zweibis
Dreifachen des Energiebedarfes für die Tropf- oder Tauchkörperanlagen erforderlich
ist.
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Unabhängig davon, ob eine Tropf- oder Tauchkörperanlage bzw.
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eine Belebtschlammanlage verwendet wird, sind für die Schlammaufbereitung
außer den verhältnismäßig großen baulichen Kosten für den Faulturm zusätzliche Energiemengen
erforderlich, welche bei kleineren Anlagen nicht aus dem im Faulturm entstehenden
Biogas gewonnen werden können.
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Aufgabe der Erfindung ist es, das einleitend genannte Verfahren
zur
Reinigung von Abwasser so weiterzubilden, daß die Anlagen zur Durchführung des Verfahrens
im Vergleich mit den bekannten Anlagen einen wesentlich geringeren Flächenbedarf
sowie geringere Baukosten und insbesondere einen wesentlich geringeren Energiebedarf
erfordern.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Lösung der Aufgabe ist durch die
Kombination der folgenden Verfahrensschritte gekennzeichnet: a) Zur nennung der
feineren Feststoffe mit Abmessungen von 1 mm bis 3 mm wird das Abwasser durch einen
Feinrechen oder ein Feinsieb hindurchgeleitet; b) das aus dem Feinrechen oder dem
Feinsieb austretende Abwasser wird unmittelbar nachfolgend mit den noch enthaltenen
Fest- und Schwebstoffen einer ersten biologischen Behandlung im Tropf- oder Tauchkörperverfahren
ausgesetzt und c) in einen oder nacheinander mehrere Simultanteiche zur weiteren
biologischen Behandlung überführt, in welchen das Abwasser im Bereich des Lufteintrages
in turbulenter und außerhalb des Lufteintrages in laminarer Umlaufströmung so geführt
wird, daß sich die sinkfähigen Fest- und Schwebstoffe außerhalb der
Lufteintragzone
absetzen; d) die von dem Abwasser mittels Feinrechen oder Feinsieb getrennten feineren
Feststoffe werden dem Abwasser in dem oder den Simultanteichen wieder zugeführt.
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Es ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung, daß gegenüber den bekannten
Lösungen auf das Absetzbecken in der mechanischen Vorreinigungsstufe und damit auf
die Aufbereitung des aus diesem Absetzbecken stammenden Schlammes verzichtet wird.
Erfindungsgemäß erfolgt nach der Durchleitung des Abwassers durch den Grobrechen
oder durch das Grobsieb eine Feinabsiebung der Feststoffe, bevor das Abwasser einer
Tropf- oder Tauchkörperanordnung zugeleitet wird. Die Tropf- oder Tauchkörperanordnung
stellt eine erste biologische Reinigungsstufe dar, so daß die nachfolgende Behandlung
des Abwassers in dem Simultanteich als zweite biologische Reinigungsstufe anzusehen
ist. Bei dem Simultanteich handelt es sich um eine bekannte Einrichtung mit einer
in einer Linie an der Teichsohle angeordneten, quer durch den Teich verlaufenden
Luftblaseinrichtung, bei der die aerobe Zersetzung der Schmutzstoffe im Bereich
der turbulenten Strömung und die anaerobe Zersetzung der Schmutzstoffe-im Gebiet
der laminaren Umlaufströmung stattfindet (DE-PS 1 767 497). Die vom Feinsieb abgeschiedenen
Feststoffe werden unmittelbar in den Simultanteich überführt, so daß bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren auch bei größeren Anlagen kein Faulturm erforderlich ist.
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Da zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weder ein Absetzbecken
noch ein Faulturm erforderlich sind, kann eine derartige Anlage nicht nur mit geringeren
Kosten, sondern auch auf einer kleineren Fläche erstellt werden. Auch der der Tropf-oder
Tauchkörperanordnung nachgeschaltete Simultanteich kann verhältnismäßig klein gehalten
werden, weil in der Tropf- oder Tauchkörperanordnung bereits die erste biologische
Behandlung des Abwassers erfolgt ist und somit die Sauerstoffzufuhr und die Verweilzeit
bei der zweiten biologischen Behandlung im Simultanteich verhältnismäßig gering
sein können. Eine Schlammentnahme ist beim Simultanteich nur in größeren Zeitabständen
erforderlich, so daß dieser gegenüber Absetzbecken einen wartungsarmen und kostengünstigen
Betrieb ermöglicht. Durch den Verzicht auf den Faulturm zeichnet sich die Anlage
durch einen sehr kleinen Energiebedarf mit entsprechend geringen Kosten aus.
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Auch für den Betrieb der Tropf- oder Tauchkörperanordnung ist wenig
Energie erforderlich, so daß der gesamte Energieverbrauch für die Reinigung des
Abwassers etwa 0,6 bis 0,7 kWh pro kg BSB5 beträgt. Darüber hinaus weist die Tropf-
oder Tauchkörperanordnung einen besonders guten Wirkungsgrad auf, da das unmittelbar
der Tropf- oder Tauchkörperanordnung zugeführte frische Abwasser leichter zu reinigen
ist, als nach einer Verweilzeit in einem vorgesclalteten Absetzbecken.
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ZweckmG3ig ist es, wenn die mittels Feinrechen oder Feinsieb aus dem
Abwasser getrennten Feststoffe dem oder den Simultanteichen
mit
Rücklaufwasser aus diesem oder dieser Simultanteichen zugeführt werden.
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Es ist auch möglich, daß ein kontinuierlicher Austrag der feineren
Feststoffe aus dem Abwasser erfolgt und die Zuführung der feineren Feststoffe zu
dem Simultanteich mit Rücklaufwasser aus dem Simultanteich vorgenommen wird.
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Durch den kontinuierlichen Austrag der mittels Feinrechen oder Feinsieb
vom Abwasser getrennten feineren Feststcffe und deren ebenfalls gleichmäßige Zuführung
zum Simultanteich wird dessen Überlastung vermieden. Die Menge des für diese Zuführung
erforderlichen Ru.cklaufwassers aus dem Simultanteich ist von dessen Größe sowie
von der Art und Menge der zugeführter feineren Feststoffe abhängig. Außerdem wird
dem Simultanteich Rücklaufwasser entnommen, das etwa der Menge des den Feinrechen
oder das Feinsieb durchlaufenden Abwassers entspricht und mit diesem vermischt wird,
bevor dieses verdünnte Abwasser der Tropf- oder Tauchkörperanordnung zugeführt wird.
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Die Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kennzeichnet
sich zweckmäßig dadurch, daß zur Trennung der feineren Feststoffe mit Abmessungen
von 1 mm bis 3 nm ein Feinrechen oder Feinsieb vorgesehen ist mit einer Austragvorrichtung
für die feineren Feststoffe, deren Abwurfende oberhalb einer Schwemmrinne angeordnet
ist, welche zu einem oder mehreren dem
Tropf- oder Tauchkörper
nachgeordneten Simultanteichen führt und die mit einer Rücklaufleitung des Simultanteiches
zur Schwemmzuführung der feineren Feststoffe in den Simultanteich verbunden ist,
und daß die Tropf- oder Tauchkörperanordnung dem Feinrechen oder Feinsieb unmittelbar
nachgeordnet ist. Bei einer derartigen Anlage ist kein Absetzbecken vor der Tropf-
oder Tauchkörperanordnung erforderlich. Ebensowenig wird ein den biologischen Reinigungsstufen
nachgeschaltetes Absetzbecken zur Nachklärung benötigt. Der Feinrechen oder das
Feinsieb ist mit einer Schlitz- bzw. Maschenweite von etwa 1 mm bis 3 mm versehen,
so daß der Tropf- oder Tauchkörper nicht verstopft wird. Die dem Tropfkörper parallelgeschaltete
Schwemmrinne ist mit dem Simultanteich und mit einer Rücklaufleitung aus dem Simultanteich
verbunden, um diesem die vom Feinrechen oder Feinsieb ausgetragenen feineren Feststoffe
unmittelbar zuzuführen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand eines Ausfuhrungsbeispieles
einer Anlage zur Durchführung des Verfahrens beschrieben.
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Bei der in der Figur schematisch dargestellten Anlage wird das Rohabwasser
von einer Zuführung 1 dem Grobrechen 2 zugeleitet.
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Die dort abgeschiedenen Feststoffe werden in einen Container 3 überführt.
Das den Grobrechen 2 durchlaufende Abwasser gelangt anschließend zum Feinrechen
3, welcher Feststoffe mit Abmessungen von etwa 1 mm bis 3 mm abscheidet. Nach diesen
zwei mechanischen Reinigungsstufen wird das Abwasser von der Pumpe 4 zum
Tropfkörper
5 gefördert, welcher die erste biologische Reinigungsstufe bildet. Nach dem Durchlaufen
des Troplkörpers 5 wird das Abwasser in einen Simultanteich 6 geleitet, welcher
eine zweite biologische Reinigungsstufe darstellt. In einem derartigen Simultanteich
6 sind die Belüftung des Abwassers in einem Bereich turbulenter Strömung und das
Absetzen der sinkfähigen Feststoffe in einem Gebiet laminarer Strömung kombiniert.
Das den Simultanteich 6 verlassende Abwasser wird ohne mechanische Nachklärung in
einem Absetzbecken in den Vorfluter 7 gegeben. Die vom Feinrechen 3 abgeschiedenen
Feststoffe werden über eine Schwemmrinne 8 in den Simultanteich 6 überführt.
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Auf diese Weise wird einerseits ein Faulturm zur Aufbereitung des
Schlammes vermieden, und andererseits werden dem Tropfkörper keine den einwandfreien
Betrieb beeinträchtigenden Feststoffe zugeführt. Über eine Rücklaufleitung 9 wird
dem Simultanteich 6 gereinigtes Abwasser entnommen, welches über eine Leitung 9a
mit dem vom Feinrechen 3 abfließenden Abwasser vermischt und von der Pumpe 4 in
den Tropfkörper 5 gefördert wird. Die Menge des über die Leitung 9a zugeführten
Rücklaufwassers entspricht etwa der Menge des vom Feinrechen 3 abströmenden Abwassers.
Weiterhin wird über die Leitung 9b Rücklaufwasser in die Schwemmrinne 8 geleitet,
so daß die Schwemmzufuhr der vom Feinrechen 3 abgeschiedenen Feststoffe in den Simultanteich
6 auf einfache Weise möglich ist. Da der Feinrechen 3 mit einer kontinuierlich arbeitenden
Austragvorrichtung ausgerü#tet ist, deren Abwurfende oberhalb der Schwemmrinne 8
angeordnet ist, sind keine
weiteren Hilfsmittel zum Transport der
Feststoffe vom Feinrechen 3 zum Simultanteich 6 erforderlich. Die beschriebene Anlage
kann zur Erhöhung der Kapazität mit mehreren Tropfkörpern 5 und auch mit mehreren
Simultanteichen 6 ausgerüstet sein. Gegenüber den bekannten Anlagen ergeben sich
erhebliche Vorteile hinsichtlich Flächenbedarf, Baukosten, Wartungskosten und Energiebedarf.