DE3226796C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Nut­ zung des Aufschlämmwassers einer Kraftwerkskühlanlage zur Aufzucht von nutzbaren Fischen, - mit einem Fischbecken, einer Belebtschlamm- Reinigungsanlage und einem Vorfluter, wobei das aus der Kraftwerks­ kühlanlage ablaufende Abschlämmwasser in das Fischbecken einführ­ bar und der Ablauf aus dem Fischbecken über die Belebtschlamm- Reinigungsanlage und den Vorfluter in ein fließendes Gewässer ab­ gebbar oder in den Kühlkreislauf zurückführbar ist, wobei ferner eingesetzte Fische in dem Fischbecken unter Beigabe von Fischfutter aufgezogen werden. - Kraftwerkskühlanlagen meint die Kühlanlagen von Dampfkraftwerken, die einen Kühlwasserkreislauf aufweisen, dessen wassertechnische Parameter durch Zurückführung von Frischwasser und Abführung von Abschlämmwasser konstant gehalten werden. Das Abschlämmwasser besitzt zumeist eine Temperatur im Bereich von 19 bis 26°C. Bei der Aufzucht von Fischen im Abschlämmwasser wird die Tatsache ausgenutzt, daß sehr viele nutzbare Fische bei einer Temperatur von etwa 24°C besonders gut gedeihen und daß diese Temperatur in einem Fischbecken hinter der Kraftwerkskühlanlage ganzjährig zur Verfügung gestellt werden kann. Die Temperaturein­ stellung kann auf verschiedene Weise, z. B. durch Beimischung von Frischwasser und/oder Bypassführung von Abschlämmwasser, erfolgen. Fischbecken der angegebenen Art und Zweckbestimmung werden in der Praxis auch als Fischaufzuchtbecken oder Fischproduktionsbehälter bezeichnet.

Bei der aus der Praxis bekannten gattungsgemäßen Anlage, die teil­ weise in den Literaturstellen DE-OS 24 60 387 und DE-Z. "Landtechnik" (1978), S. 32 ff, beschrieben ist, funktioniert das Fischbecken gleichsam als Fischteich. Ähnliche Maßnahmen beschreibt die Literaturstelle DE-Z. "Land­ technik" (1980), S. 218 ff. Die Fischzucht erfolgt in dem Abschlämm­ wasser, die Fische werden gefüttert. Das dem Fischbecken zufließende Abschlämmwasser ist im abwassertechnischen Sinne ein sauberes Was­ ser. Es könnte unmittelbar dem Vorfluter zugeführt werden. Durch die Fischzucht in dem Abschlämmwasser wird das Abschlämmwasser mit Verunreinigungen beladen, und zwar mit den Stoffwechselprodukten der Fische und mit Futterresten. Die Belebtschlamm-Reinigungsanlage ist nachgeschaltet, um das aus dem Fischbecken ablaufende, durch die Fische verunreinigte Wasser biologisch zu reinigen. Das Fisch­ becken selbst ist nicht Bestandteil der Reinigungsanlage. Das Fisch­ becken selbst ist auch verfahrensmäßig in die biologische Abwasser­ reinigung nicht integriert. Allerdings ist es aus den Literaturstellen DE-OS 24 41 788 und DE-Z. "Landtechnik" (1979), S. 364 ff, bekannt, das ge­ reinigte Wasser im Kreislauf zu führen und dabei in das Fischbecken wieder zurückzuführen. Die Literaturstelle DE-Z. "Landtechnik" (1979), S. 364 ff, beschreibt im übrigen auch eine Durchlaufführung des Was­ sers. - Im Rahmen von bekannten Maßnahmen hat man das Fisch­ becken auch als großflächiges Bauwerk nach Art eines Fischteiches im klassischen Sinne ausgeführt, wobei die Aufenthaltszeit des Ab­ schlämmwassers in dem Fichteich mehrere oder viele Tage beträgt. Das bedeutet, daß ein solches Fischbecken praktisch mit stehendem Wasser betrieben und natürlich belüftet wird. In dem Fischteich findet eine natürliche Reinigung des Wassers statt, welches durch den Fischbesatz und dessen Fütterung verunreinigt wird, und zwar unter dem Einfluß von hauptsächlich aeroben und ggf., in tieferen Schichten, auch anaeroben Bakterien unter Bildung von organischem Schlamm, der sich auf dem Boden des Fischteiches ablagert, wie im klassischen Fischteichbereich üblich, von Zeit zu Zeit personalaufwendig entfernt werden muß, wozu zumeist der Fischteich entleert und folglich der Fischbesatz umgesetzt werden muß.

In der Technik der Reinigung von häuslichem und industriellem Ab­ wasser kennt man sog. Oxidationsgräben, wie sie beispielsweise in der Literaturstelle DE-Z. "gwf-Wasser/Abwasser" (1973), S. 537 ff, beschrie­ ben sind. Auch hier erfolgt auf verschiedene Weise eine Einführung von Luft oder Sauerstoff oder steuerbare und regelbare Belüfter­ aggregate, wobei auch der Sauerstoffgehalt gemessen wird. Zur Wei­ terentwicklung der gattungsgemäßen Anlagen hat die lange bekannte Anordnung von Oxidationsgräben in Abwasserreinigungsanlagen nichts beigetragen, obgleich Fischbecken mit entsprechenden Einrichtungen für die Zuführung von Sauerstoff an sich bekannt sind (DE-OS 21 10 091, DE-OS 26 02 181).

In der Technik der Reinigung von häuslichem und industriellem Ab­ wasser kennt man auch Abwasserfischteiche. Hier sind die Fische gleichsam ein biologisches Element der Abwasserreinigung, nämlich integraler Bestandteil der sog. heterotrophen Phase des biologischen Kreislaufes in dem Teich. Eine Zuführung von Fischfutter findet nicht statt. Im Gegenteil, die im Abwasser mitgeführten Verunreinigungen sollen letzten Endes für die Aufzucht der Fische ausgenutzt werden. Die Abwasserfischteiche sind zum Zwecke der biologischen Abwasser­ reinigung künstlich angelegt oder ausgebaute Teiche, die mit mecha­ nisch vorgeklärtem und verdünntem Abwasser so beschickt werden, daß die entstehenden Sauerstoff- und Nahrungsverhältnisse eine wirt­ schaftliche Aufzucht von Fischen ermöglichen. Abwasserfischteiche ge­ hören zu den sog. großräumigen, biologischen Reinigungsverfahren, wie sie anders auch mit Belebtschlamm durchgeführt werden. Zur Nutzung des Abschlämmwassers von Kraftwerkskühlanlagen haben die bekannten, der Abwassertechnik angehörenden Abwasserfischteiche nichts beigetragen, zumal das Abschlämmwasser, wie eingangs dar­ gelegt, einer entsprechenden abwassertechnischen Behandlung und Reinigung an sich und für sich nicht bedarf und praktisch keine Verunreinigung enthält, die als Nahrung für Fische dienen könnten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine An­ lage der eingangs genannten Art so weiter auszubilden und anzulegen, daß das Fischbecken in­ tegraler Bestandteil der Belebungs-Reinigungsanlage wird und nicht mehr als klassischer Fischteich funktioniert.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß das Fischbecken als Oxidationsgraben der Belebtschlamm-Reinigungsanlage ausgeführt und für eine Aufenthaltsdauer des Abschlämmwassers von weniger als zehn Stunden, vorzugsweise etwa zwei Stunden, eingerichtet ist, und daß die Belebtschlamm-Reinigungsanlage außerdem ein dem Oxidations­ graben nachgeschaltetes Rundbecken mit umlaufender oder schwenken­ der Belüfterbrücke aufweist, die eine Mehrzahl von unabhängig von­ einander steuerbaren und/oder regelbaren Belüfteraggregaten besitzt, daß im Ablauf des Rundbeckens eine Sauerstoffmeßvorrichtung ange­ ordnet ist, die zusammen mit dem Belüfteraggregat in einen Regel­ kreis einbezogen ist, und daß der Sauerstoffgehalt durch den Regel­ kreis unter Zuschaltung und/oder Abschaltung von einzelnen Belüfter­ aggregaten und/oder Steuerung der einzelnen Belüfteraggregate ein­ stellbar ist.

Die Maßnahme, im Ablauf eines Rundbeckens eine Sauerstoffmeßvorrichtung anzuordnen, die zusammen mit einem Be­ lüfteraggregat in einen Regelkreis einbezogen ist, wobei der Sauer­ stoffgehalt durch den Regelkreis unter Steuerung des Belüfteraggre­ gates einstellbar ist, ist an sich bekannt (DE-OS 26 22 373). Oxida­ tionsgräben bezeichnet in der Abwassertechnik und im Rahmen der Erfindung langgestreckte, in einer Richtung durchströmte (oft auch U-förmig oder im Umlauf geführte) Becken, bei denen eine künstliche Belüftung den wesentlichen Teil der Sauerstoffversorgung übernimmt und den gesamten Beckeninhalt so umwälzt, daß alle Sinkstoffe in der Schwebe gehalten werden (vgl. "Lehr- und Handbuch der Ab­ wassertechnik", Bd. II (1975), S. 696 bis 698). Die Aufzucht von Fischen ist in solchen Oxidationsgräben der Abwassertechnik nicht möglich. Der Betrieb der Oxidationsgräben erfolgt vielmehr klassisch so, daß besondere Biozönosen sich ausbilden und daß ein besonderer biologischer Abbauvorgang stattfindet. Erfindungsgemäß erfolgt ein solcher klassischer Betrieb des Oxidationsgrabens nicht. Erfindungs­ gemäß erfolgt der Betrieb vielmehr so, wie es die Fischaufzucht, die im übrigen mit Hilfe vom Fischfutter erfolgt, verlangt. Nichtsdesto­ weniger geschieht bei der erfindungsgemäßen Anlage in dem Oxida­ tionsgraben auch ein Abbau der organischen Verunreinigungen, die hauptsächlich aus den Stoffwechselprodukten der Fische und Fisch­ futterresten bestehen. Dabei handelt es sich wegen der kurzen Auf­ enthaltsdauer des Abschlämmwassers in dem Oxidationsgraben der er­ findungsgemäßen Anlage um einen Teilabbau. Die Belastung des Was­ sers im Oxidationsgraben mit organischen Verunreinigungen läßt sich durch Einstellung des Fischbesatzes und damit auch der Futtermenge in Grenzen halten. Sie liegt vorteilhaft bei einem BSB₅-Gehalt (Bezugsgröße für die Schlammbelastung) von etwa 15 mg/l. Der Ablauf aus dem Oxidationsgraben kann in das nachgeschaltete Belebtschlamm-Reinigungsbecken ohne eine (nach der herrschenden Lehre der Abwassertechnik vorzuschaltende) Vorklärung eingeleitet werden. Überraschenderweise erfolgt in dem Belebtschlamm- Reinigungsbecken bei geringer Belastung und mit einer Aufenthalts­ dauer von 2-3 h eine sehr wirksame Reinigung, was auf die Vor­ bereitung des eingeführten Ablaufes durch den Teilabbau der or­ ganischen Verunreinigungen infolge Selbstreinigung über aerobe Bakterien im Oxidationsgraben zurückgeführt wird. Im Ergebnis kann die erfindungsgemäße Anlage so betrieben werden, daß ein klassischer Fischteichbetrieb mit dem eingangs beschriebenen Aufwand in räum­ licher und personeller Hinsicht nicht mehr erforderlich ist. Die er­ findungsgemäße Anlage arbeitet wie ähnlich aufgebaute Anlagen der Abwassertechnik und mit den Hilfsmitteln der modernen Steuerungs- und Regeltechnik praktisch personalfrei, übliche Wartungsarbeiten ausgenommen. Es versteht sich, daß bei der erfindungsgemäßen An­ lage auch die Zuführung des Fischfutters automatisch erfolgen kann.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglich­ keiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. Aus fischzuchttech­ nischen Gründen kann es zweckmäßig sein, in dem Oxidationsgraben eine Mehrzahl von Fischaufzuchtabteilungen nebeneinandergereiht anzu­ ordnen, die von dem Abschlämmwasser parallel durchströmbar sind, was in der Fischzucht an sich bekannt ist (DE-OS 27 53 074). Das erlaubt es, in den einzelnen Fischaufzuchtabteilungen unterschied­ liche Fische aufzuziehen, und zwar auch solche, die in einem Fisch­ becken üblicherweise nicht gemeinsam gehalten werden können. Dabei besteht die bedeutungsvolle Möglichkeit, die Anordnung und Ausle­ gung so zu treffen, daß die einzelnen Fischaufzuchtabteilungen unterschiedlichen Fischbesatz aufweisen, und daß der Ablauf aus dem Oxidationsgraben durch den unterschiedlichen Fischbesatz (und/oder Fischfuttergabe und Nahrungsaufnahme zu unterschiedlichen Zeiten) auf einen zeitlich möglichst wenig schwankenden BSB₅-Gehalt einge­ stellt ist. Folglich kann das Belebtschlamm-Reinigungsbecken ent­ sprechend konstant gefahren werden. Es versteht sich, daß man die erfindungsgemäße Anlage auch bezüglich der Mengenströme konstant fährt. Überschüssiges Abschlämmwasser kann über eine Umgehungs­ leitung dem Vorfluter zugeführt werden.

Die erfindungsgemäße Anlage erlaubt eine sehr energiesparende Be­ triebsweise. Im Rahmen der Erfindung liegt es, eine erfindungs­ gemäße Anlage mehrfach hintereinander zu schalten. Dazu lehrt die Er­ findung, daß zwischen Belebtschlamm-Reinigungsbecken und Vorfluter ein weiteres, als Oxidationsgraben ausgeführtes Fischbecken mit nachgechaltetem Belebtschlamm-Reinigungsbecken angeordnet ist, - und gegebenenfalls mehrfach, gleichsam kaskadenförmig, so weiter fort. Es versteht sich, daß man in einer erfindungsgemäßen Anlage mehrere Oxidationsgräben und mehrere Belebtschlamm-Reinigungs­ becken anordnen kann, und zwar in Parallel- und/oder Hintereinan­ derschaltung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich ein Aus­ führungsbeispiel darstellenden Zeichnungen ausführlicher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Anlage zur Aufzucht von nutzbaren Fischen,

Fig. 2 in gegenüber der Fig. 1 vergrößerter Darstellung einen Oxidations­ graben der Anlage nach Fig. 1,

Fig. 3 in nochmals vergrößerter Darstellung einen Schnitt in Richtung A-A durch den Oxidationsgraben nach Fig. 2,

Fig. 4 im Maßstab der Fig. 2 ein Belebtschlamm-Reinigungsbecken aus der Anlage nach Fig. 1, und

Fig. 5 im Maßstab der Fig. 4 einen Schnitt in Richtung B-B durch das Becken der Fig. 4.

Die in den Figuren dargestellte Anlage dient zur Nutzung des Ab­ schlämmwassers einer Kraftwerkskühlanlage zur Aufzucht von nutz­ baren Fischen. Zur Anlage gehören ein Fisch­ becken 1 und ein Vorfluter 2. Das aus der nicht gezeichneten Kraft­ werkskühlanlage ablaufende Abschlämmwasser wird in das Fischbecken 1 über einen Kanal 3 eingeführt. Der Ablauf aus dem Fischbecken 1 ist über den Vorfluter 2 in ein fließendes Gewässer abgebbar oder auch in den Kühlkreislauf zurückführbar. In dem Fischbecken 1 befinden sich eingesetzte Fische, die unter Beigabe von Fischfutter aufgezogen werden.

Insbesondere aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 bis 3 ent­ nimmt man, daß das Fischbecken 1 als Oxidationsgraben im abwasser­ technischen Sinne ausgeführt ist. Dieser Oxidationsgraben 1 ist für eine Aufenthaltsdauer des Abschlämmwassers von weniger als zehn Stunden, vorzugsweise von etwa zwei Stunden, eingerichtet. Im ein­ zelnen erkennt man in dem Oxidationsgraben 1 eine Luftzuführungs­ leitung 11 mit Belüftungskerzen 12 sowie eine doppelte Wasser­ zuführungsleitung 13. Der Ablauf erfolgt bei 14. Zwischen Oxidations­ graben 1 und Vorfluter 2 ist ein Belebtschlamm-Reinigungsbecken 4 angeordnet. In diesem ist einerseits eine Nitrifikation und anderer­ seits eine Denitrifikation durchführbar. Überschußschlamm ist aus dem Belebtschlamm-Reinigungsbecken 4 oder aus einem nicht gezeich­ neten Nachklärbecken abziehbar. Er erfährt die in der Abwasser­ technik übliche Schlammbehandlung, beispielsweise wird er zu Dünger weiterverarbeitet. Der Ablauf aus dem Oxidationsgraben 1 kann über die Leitung oder einen Kanal 5 vorklärungsfrei unmittelbar in das Be­ lebtschlamm-Reinigungsbecken 4 eintreten. Der Ablauf aus dem Belebt­ schlamm-Reinigungsbecken 4 ist über eine Leitung oder einen Kanal 6 un­ mittelbar in den Vorfluter 2 einführbar, er kann aber auch ganz oder teilweise in den Oxidationsgraben 1 zurückgeführt werden.

Aus der Fig. 2 entnimmt man, daß in dem Oxidationsgraben 1 eine Mehrzahl von Fischaufzuchtabteilungen 7 nebeneinandergereiht ange­ ordnet ist. Diese sind von dem Abschlämmwasser parallel durchström­ bar. Die einzelnen Fichaufzuchtabteilungen 7 sind mit unterschied­ lichem Fischbesatz versehen. Dabei ist die Auswahl des Fischbesatzes so getroffen, daß der Ablauf aus dem Oxidationsgraben 1 durch den unterschiedlichen Fischbesatz und einen zeitlich möglichst wenig schwankenden BSB₅-Gehalt eingestellt ist. Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 4 und 5 entnimmt man, daß das Belebtschlamm- Reinigungsbecken 4 als Rundbecken mit umlaufender oder schwenken­ der Belüfterbrücke 8 ausgeführt ist. Diese besitzt eine Mehrzahl von unabhängig voneinander steuerbaren oder regelbaren Belüfteraggre­ gaten 9 a, 9 b, 9 c. Die Belüftungsluft, gegebenenfalls angereichert mit Sauerstoff, tritt im Bereich des Bodens des Belebtschlamm-Reinigungs­ beckens 4 über sogenannte Lüfterkerzen 10 aus. Sind diese außer Be­ trieb, so können sie nach oben aus dem Wasser im Belebtschlamm- Reinigungsbecken 4 herausgeschwenkt werden. Im Bereich der Be­ lüftungskerzen 10 erfolgt die Nitrifikation. In dem übrigen Bereich tritt eine Denitrifikation ein. Um möglichst energiesparend zu arbei­ ten, ist die Anordnung so getroffen, daß im Ablauf des Belebtschlamm- Reinigungsbeckens 4 eine Sauerstoff-Meßvorrichtung 15 angeordnet ist, die zusammen mit dem Belüfteraggregt 9 a, 9 b, 9 c in einen Regelkreis einbezogen ist, und daß der Sauerstoffgehalt durch den Regelkreis unter Zuschaltung und Abschaltung einzelner Belüfter­ aggregate 9 a, 9 b, 9 c auf einen vorgegebenen Wert einstellbar ist. - Ohne weiteres entnimmt man aus Fig. 1, daß die Möglichkeit be­ steht, zwischen Belebtschlamm-Reinigungsbecken 4 und Vorfluter 2 ein weiteres als Oxidationsgraben ausgeführtes Fischbecken 1 mit nach­ geschaltetem Belebtschlamm-Reinigungsbecken 4 anzuordnen, und ge­ gebenenfalls mehrfach, gleichsam kaskadenförmig, so weiter fort.

Claims (5)

1. Anlage zur Nutzung des Aufschlämmwassers einer Kraftwerkskühl­ anlage zur Aufzucht von nutzbaren Fischen, - mit

• einem Fischbecken,
• einer Belebtschlamm-Reinigungsanlage, und
• einem Vorfluter,

wobei das aus der Kraftwerkskühlanlage ablaufende Abschlämmwasser in das Fischbecken einführbar und der Ablauf aus dem Fischbecken über die Belebtschlamm-Reinigungsanlage und den Vorfluter in ein fließendes Gewässer abgebbar oder in den Kühlkreislauf zurückführ­ bar ist, wobei ferner eingesetzte Fische in dem Fischbecken unter Beigabe von Fischfutter aufgezogen werden, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Fischbecken als Oxidationsgraben (1) der Belebtschlamm-Reinigungsanlage ausgeführt und für eine Auf­ enthaltsdauer des Abschlämmwassers von weniger als zehn Stunden, vorzugsweise etwa zwei Stunden, eingerichtet ist, und daß die Be­ lebtschlamm-Reinigungsanlage außerdem ein dem Oxidationsgraben nachgeschaltetes Rundbecken (4) mit umlaufender oder schwenkender Belüfterbrücke (8) aufweist, die eine Mehrzahl von unabhängig von­ einander steuerbaren und/oder regelbaren Belüfteraggregaten (9 a, 9 b, 9 c) besitzt, daß im Ablauf des Rundbeckens (4) eine Sauerstoff­ meßvorrichtung (15) angeordnet ist, die zusammen mit dem Belüfter­ aggregat (9 a, 9 b, 9 c) in einen Regelkreis einbezogen ist, und daß der Sauerstoffgehalt durch den Regelkreis unter Zuschaltung und/ oder Abschaltung von einzelnen Belüfteraggregaten (9 a, 9 b, 9 c) und/ oder Steuerung der einzelnen Belüfteraggregate (9 a, 9 b, 9 c) einstell­ bar ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Oxidationsgraben (1) eine Mehrzahl von Fischaufzuchtabteilungen (7) nebeneinandergereiht angeordnet ist, die von dem Abschlämm­ wasser parallel durchströmbar sind.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzel­ nen Fischaufzuchtabteilungen (7) unterschiedlichen Fischbesatz auf­ weisen, und daß der Ablauf aus dem Oxidationsgraben (1) durch den unterschiedlichen Fischbesatz auf einen zeitlich möglichst wenig schwankenden BSB₅-Gehalt eingestellt ist.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen Rundbecken (4) und Vorfluter (2) ein weiteres, als Oxidationsgraben ausgeführtes Fischbecken mit nachgeschaltetem Belebtschlamm-Reinigungsbecken (4) angeordnet ist, - und ggf. mehr­ fach, gleichsam kaskadenförmig, so weiter fort.