DE3424615C2 - Process and sewage treatment plant for biological wastewater treatment - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur biologischen Ab wasserreinigung der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Gattung sowie eine Kläranlage nach dem Oberbe griff des Patentanspruchs 10.The invention relates to a method for biological Ab water purification in the preamble of the claim specified genus and a sewage treatment plant according to the Oberbe handle of claim 10.
Bei bekannten Verfahren zum Entfernen stickstoffhaltiger Substanzen durch biologische Abwasser-Reinigung werden die Nitrifikations- und die Denitrifikationsvorgänge entweder in hintereinandergeschalteten Apparaten oder in einem Zirkula tionssystem durchgeführt. Im ersteren Fall wird für jeden Apparat ein besonderer Aktivschlamm verwendet, während beim Zirkulationssystem ein einheitlicher Aktivschlamm eingesetzt werden kann, der heterotrophe und autotrophe Mikroorganismen enthält. Die heterotrophen Mikroorganismen wachsen und oxy dieren kohlenstoffhaltige Substanzen in der Nitrifikations- und in der Denitrifikationszone, wobei sie den in der Akti viermischung gelösten Sauerstoff in der Nitrifikationszone und Sauerstoff aus Nitraten in der Denitrifikationszone ver werten. Die autotrophen Mikroorganismen wachsen lediglich in der Nitrifikationszone und benutzen den in der Aktiviermi schung gelösten Sauerstoff sowie anorganischen Kohlenstoff zur Nitrifikation von Ammoniak. In known methods for removing nitrogenous Substances through biological wastewater treatment become the Nitrification and denitrification processes either in apparatus connected in series or in a circula tion system carried out. In the former case, for everyone Apparatus uses a special active sludge, while the Circulation system uses a uniform active sludge can be the heterotrophic and autotrophic microorganisms contains. The heterotrophic microorganisms grow and oxy carbon-containing substances in the nitrification and in the denitrification zone, being the one in the acti four mixture of dissolved oxygen in the nitrification zone and oxygen from nitrates in the denitrification zone evaluate. The autotrophic microorganisms only grow in the nitrification zone and use that in the activation dissolved oxygen and inorganic carbon for nitrification of ammonia.
Das Zirkulationssystem mit einheitlichem Schlamm hat den Vorteil, daß die organischen Stoffe im Abwasser als Geber von Sauerstoff für die Denitrifikationsvorgänge verwendet werden, so daß keine weiteren organischen Stoffe zugesetzt werden müssen, wie dies beim Verfahren in Reihe geschalteter selbständiger Apparate der Fall ist. Dadurch vereinfacht sich der betriebstechnische Aufwand und die Energie für die Sauerstoffzufuhr in die Denitrifikationszone wird herabge setzt. Es ist deshalb nötig, das Rohwasser in die Denitri fikationszone zuzuführen.The circulation system with uniform sludge has the Advantage that the organic matter in the waste water as a donor of oxygen used for the denitrification processes are so that no further organic substances are added must be connected in series, as is the case with the method independent devices is the case. This makes it easier the operational expenditure and the energy for the Oxygen supply to the denitrification zone is reduced puts. It is therefore necessary to put the raw water in the Denitri fication zone.
Ein bekanntes Beispiel eines Zirkulationssystemes mit Deni trifikation und einheitlichem Aktivschlamm ist der Oxyda tionsgraben, bei dem sowohl eine Zone mit gelöstem Sauer stoff in der Aktiviermischung als auch eine Zone ohne gelö sten Sauerstoff entsteht, wobei das Rohwasser in die Deni trifikationszone zugeführt und die Aktiviermischung intensiv gemischt wird.A well-known example of a circulation system with deni Trification and uniform active sludge is the Oxyda trench, in which both a zone with dissolved acid substance in the activation mixture as well as a zone without dissolved Most oxygen is produced, the raw water in the deni Trification zone fed and the activation mixture intensive is mixed.
Weitere nach dem Zirkulationsprinzip arbeitende Verfahren und Anlagen sind z. B. in der DE-A-31 44 019 und in der Fachzeitschrift "gwf-wasser/abwasser", 123 (1982), S. 240 bis 246 beschrieben.Other processes based on the circulation principle and plants are e.g. B. in DE-A-31 44 019 and in Journal "gwf-wasser / abwasser", 123 (1982), p. 240 to 246.
Ferner sind Anlagen bekannt, bei denen im Zirkulationssystem zwei selbständige Behälter vorgesehen sind. In einem Behäl ter erfolgt die Rohwassereinleitung und die Denitrifikation ohne Sauerstoffzufuhr und im zweiten Behälter die belüftete Aktivation mit den Nitrifikationsvorgängen.Systems are also known in which in the circulation system two separate containers are provided. In a container Raw water is discharged and denitrification is carried out without oxygen supply and the ventilated in the second container Activation with the nitrification processes.
Bei Zirkulationssystemen mit Denitrifikation hat jedoch der Aktivschlamm - gegenüber Aktiviationssystemen ohne Denitri fikation - wesentlich ungünstigere Eigenschaften. Es bildet sich ein leichter voluminöser Schlamm, was sich durch einen hohen Schlammindex äußert.In the case of circulation systems with denitrification, however, the Active sludge - compared to activation systems without Denitri fication - much less favorable properties. It forms a light, voluminous mud, high sludge index.
So wurde zum Beispiel beim Reinigen von Abwässern aus Schlachthäusern mit einem Gehalt an stickstoffhaltigen Sub stanzen von etwa 150 mg·l-1, in Werten von TKN ausge drückt, ein Schlammindex bei einem Zirkulationsverfahren mit Denitrifikation von 150 ml·g-1 festgestellt, gegenüber einem Wert von etwa 50 ml·g-1 beim Reinigen desselben Wassers ohne Denitrifikation. Einen ähnlich ungünstigen Einfluß auf die Schlammeigenschaften hat die Denitrifikation im Zirkulationssystem auch bei der Reinigung anderer Abwäs ser mit geringem Gehalt an stickstoffhaltigen Substanzen. So liegen Werte des Schlammindexes bei Oxydationsgräben für kommunale Abwässer üblich oberhalb 100 ml·g-1, wobei auch Werte von 500 ml·g-1 keine Ausnahme darstellen.For example, when cleaning wastewater from slaughterhouses with a content of nitrogen-containing substances of around 150 mg · l -1 , expressed in TKN values, a sludge index was determined in a circulation process with denitrification of 150 ml · g -1 a value of about 50 ml · g -1 when cleaning the same water without denitrification. Denitrification in the circulation system also has a similarly unfavorable influence on the sludge properties when cleaning other waste water with a low content of nitrogenous substances. Values of the sludge index for oxidation trenches for municipal wastewater are usually above 100 ml · g -1 , although values of 500 ml · g -1 are also no exception.
Der hohe Schlammindex äußert sich negativ beim Betrieb von biologischen Reinigungsanlagen in vielen Richtungen. Der hauptsächliche negative Effekt zeigt sich beim Abscheiden des Aktivschlammes und bei dessen Rückführung in die Akti vation. Das Erhöhen des Schlammindexes führt proportional zu einer Verminderung der Oberflächenbelastung und damit auch der Abscheideleistung.The high sludge index has a negative effect on the operation of biological cleaning systems in many directions. Of the the main negative effect is seen when separating the active sludge and when it is returned to the acti vation. Increasing the sludge index leads to proportional a reduction in the surface load and thus also the separation performance.
Ein weiterer negativer Einfluß ergibt sich aus der Tendenz des leichten Aktivschlamms zur Flotation beim Abscheiden, was den Wirkungsgrad des Abscheidens wesentlich herabsetzt. Ein hoher Schlammindex begrenzt auch die erzielbare Grenze der Konzentration des Aktivschlammes in der Aktivation. Another negative influence results from the tendency the light active sludge for flotation during separation, which significantly reduces the efficiency of the deposition. A high sludge index also limits the achievable limit the concentration of the active sludge in the activation.
Der geringere Abscheidewirkungsgrad und die niedrigere Konzentrationsgrenze des Aktivschlammes ergeben eine unge nügende Schlammkonzentration bei der Aktivation. Da die In tensität der Nitrifikation und der Denitrifikation vom Alter und der Konzentration des Schlammes mit bestimmt wird, sind zur Erzielung eines ausreichenden Reinigungseffektes große Schlammengen und damit auch entsprechend dimensionierte An lagen erforderlich. Große Anlagen haben nicht nur einen hohen Preis, sondern auch eine hohe Wärmeabgabe in die Um gebung, was sich wegen der Abhängigkeit der Nitrifika tions/Denitrifikations-Vorgänge von der Temperatur insbeson dere im Winter ungünstig auswirkt.The lower separation efficiency and the lower Concentration limit of the active sludge results in an unsafe sufficient sludge concentration during activation. Since the In intensity of nitrification and denitrification by age and the concentration of the sludge is also determined large to achieve a sufficient cleaning effect Mud quantities and therefore also appropriately dimensioned were required. Large systems don't just have one high price, but also high heat output in the order giving what is due to the dependence of the nitrifica tion / denitrification processes from temperature in particular which has an unfavorable effect in winter.
Zur wirksamen Reinigung von Abwässern mit höherem Stick stoffgehalt und bei höheren Temperaturen der Aktivations mischung können daher Zirkulationssysteme mit Denitrifika tion praktisch nicht eingesetzt werden.For the effective purification of waste water with a higher stick substance content and at higher temperatures of the activation Circulation systems with Denitrifika can therefore be mixed tion are practically not used.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile bekannter Reini gungssysteme zu beseitigen.The object of the invention is to overcome the disadvantages of known Reini elimination systems.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen sowie durch die auf eine Kläranlage gerichteten Merkmale des Patentanspruchs 10 gelöst.This object is achieved by the specified in claim 1 Measures as well as those aimed at a sewage treatment plant Features of claim 10 solved.
Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin dung sind Gegenstand der Unteransprüche.Appropriate refinements and developments of the Erfin are subject of the subclaims.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an hand der schematischen Zeichnungen im einzelnen beschrieben. Es zeigen: Exemplary embodiments of the invention are described below hand of the schematic drawings described in detail. Show it:
Fig. 1 eine Kläranlage mit Denitrifikation in einem Zirkulationssystem für Abwässer der Lebensmittelindustrie in vertikalem Axial schnitt; Figure 1 shows a sewage treatment plant with denitrification in a circulation system for waste water from the food industry in a vertical axial section.
Fig. 2 einen Turbulenzerzeuger in Form einer Düse und eines Zyklons für die Anlage nach Fig. 1; FIG. 2 shows a turbulence generator in the form of a nozzle and a cyclone for the system according to FIG. 1;
Fig. 3 einen anderen Turbulenzerzeuger; Fig. 3 is another turbulence generator;
Fig. 4, 5 eine Kläranlage für kommunale Abwässer im vertikalen Querschnitt und im Grundriß; und Fig. 4, 5 a sewage treatment plant for municipal wastewater in vertical cross section and in plan; and
Fig. 6 einen Turbulenzerzeuger mit einer Be lüftungsanordnung für die Anlage nach Fig. 4 und 5. Fig. 6 is a turbulence generator with a Be vent assembly for the installation according to Fig. 4 and 5.
Die in Fig. 1 dargestellte Kläranlage ist bevorzugt zum Rei nigen von kleineren Mengen von mittelmäßig verunreinigten Abwässern bestimmt, wie z. B. von Abwässern der Lebensmit telindustrie. Die Anlage umfaßt zwei zylindrische Behälter 1, 3 mit vertikaler Achse, von denen einer als belüfteter Aktivier- bzw. Nitrifikationsraum 2 und der zweite Behälter 3 als Denitrifikationsraum 4 dient.The sewage treatment plant shown in Fig. 1 is preferably intended for cleaning smaller amounts of moderately contaminated wastewater, such as. B. of sewage from the food industry. The system comprises two cylindrical containers 1 , 3 with a vertical axis, one of which serves as a ventilated activation or nitrification space 2 and the second container 3 as a denitrification space 4 .
Der belüftete Aktivierraum 2 und der Denitrifikationsraum 4 sind zu einem Zirkulationskreis durch eine Leitung 5 mitein ander verbunden, die aus dem unteren Teil des Denitrifika tionsraumes 4 über eine Pumpe 6 mit Förderrohr 7 in eine Düse 8 an der Einlaufseite eines Zyklons 9 führt. Der Zyklon 9 ist über dem Wasserstand im Behälter 1 angeordnet. Eine Rückleitung 10 verbindet den belüfteten Aktivierraum 2 mit dem oberen Teil des Denitrifikationsraumes 4. Das Rohwasser wird über eine Leitung in die Rückleitung 10 eingeführt. Die Rückleitung 10 verläuft horizontal in den Denitrifikations raum 4 unter einem kleinen Neigungswinkel zur Wand des Be hälters 3. Der Denitrifikationsraum 4 weist in seinem unte ren Teil einen konischen Boden 12 auf. Statt des Zyklons 9 mit der Düse 8 kann z. B. auch eine Vorrichtung nach Fig. 3 eingesetzt werden, die einen Mischer mit zwei Motoren 32 und 33 mit gegensinnig angetriebenen Rotoren 13 und 14 enthält, die in der Förderleitung 7 der Pumpe 6 vorgesehen sind. Im Aktivierraum 2 sind Belüftungselemente 15, Verteilerleitun gen 16 und ein nicht dargestellter Lüfter angeordnet.The ventilated activation chamber 2 and the denitrification chamber 4 are connected to each other to form a circulation circuit through a line 5 which leads from the lower part of the denitrification chamber 4 via a pump 6 with a delivery pipe 7 into a nozzle 8 on the inlet side of a cyclone 9 . The cyclone 9 is arranged above the water level in the container 1 . A return line 10 connects the ventilated activation space 2 to the upper part of the denitrification space 4 . The raw water is introduced into the return line 10 via a line. The return line 10 extends horizontally into the denitrification chamber 4 at a small angle to the wall of the container 3 . The denitrification chamber 4 has a conical bottom 12 in its lower part. Instead of the cyclone 9 with the nozzle 8 z. B. can also be used a device according to FIG. 3, which contains a mixer with two motors 32 and 33 with rotors 13 and 14 driven in opposite directions, which are provided in the delivery line 7 of the pump 6 . In the activation space 2 ventilation elements 15 , 16 distribution lines and a fan, not shown, are arranged.
Im oberen Teil des Aktivierraumes 2 ist ein Abscheider 17 für den Aktivschlamm angeordnet, dessen konische Wand 18 unten in einen Verbindungsschacht 19 mündet, der in den un teren Teil des Aktivierraumes 2 führt. Der Abscheider 17 weist Umlaufkanäle 20 auf, die im oberen Teil mit dem Akti vierraum 2 über Öffnungen 21 verbunden sind und deren untere Mündungen 22 sich im unteren Teil des Abscheiders 17 befin den. Im oberen Teil des Abscheiders 17 ist eine Abdeckung 23 angeordnet, welche die ganze Oberfläche 24 des im Abscheider 17 befindlichen Fluidfilters gegen das Niveau 25 des gerei nigten Wassers überdeckt. Dieses Klarwasser-Niveau wird durch einen Sammeltrog 26 mit einem Ablauf 27 bestimmt. Unter der Abdeckung 23 ist unterhalb des Klarwasser-Niveaus 25 ein Abzug 28 für den ausflotierten Schlamm vorgesehen. Ferner ist unterhalb der Oberfläche 24 des Fluidfilters ein Abzug 29 für den Aktivschlamm aus dem Fluidfilter angeord net. Beide Abzüge 28, 29 führen in einen Expansionsbehälter 30 mit einem Schlammabzug 31.In the upper part of the activation space 2 , a separator 17 for the active sludge is arranged, the conical wall 18 of which opens at the bottom into a connecting shaft 19 which leads into the lower part of the activation space 2 . The separator 17 has circulation channels 20 which are connected in the upper part with the Akti four space 2 via openings 21 and whose lower mouths 22 are in the lower part of the separator 17 . In the upper part of the separator 17 , a cover 23 is arranged, which covers the entire surface 24 of the fluid filter located in the separator 17 against the level 25 of the clean water. This clear water level is determined by a collecting trough 26 with an outlet 27 . Under the cover 23 below the clear water level 25, a deduction 28 is provided for the floated sludge. Furthermore, a deduction 29 for the active sludge from the fluid filter is arranged below the surface 24 of the fluid filter. Both deductions 28 , 29 lead into an expansion tank 30 with a sludge extractor 31 .
Die in Fig. 1 bis 3 dargestellte Anlage arbeitet folgender maßen. Rohwasser wird über den Zulauf 11 in die Rückleitung 10 geführt, in welcher es sich mit der Aktiviermischung ver mischt, und fließt in den Denitrifikationsraum 4. Dadurch wird im Denitrifikationsraum 4 ein ausreichender Überschuß an kohlenstoffhaltigen Substanzen für die Denitrifikation aufrechterhalten. Das durch Oxydation der organischen Stoffe sowohl im Denitrifikationsraum 4 als auch im belüfteten Aktivierraum 2 entstehende Kohlendioxyd bildet die Haupt quelle an organischem Kohlenstoff für die Nitrifikation von Ammoniak im Aktivierraum 2. Ein Teil der Mischung aus dem belüfteten Aktivierraum 2 fließt über die Umlaufkanäle 20 in den unteren Teil des Abscheiders 17.The system shown in Fig. 1 to 3 works as follows. Raw water is fed via the inlet 11 into the return line 10 , in which it mixes with the activation mixture, and flows into the denitrification chamber 4 . A sufficient excess of carbon-containing substances for denitrification is thereby maintained in the denitrification chamber 4 . The carbon dioxide formed by oxidation of the organic substances both in the denitrification room 4 and in the ventilated activation room 2 forms the main source of organic carbon for the nitrification of ammonia in the activation room 2 . A part of the mixture from the ventilated activation space 2 flows via the circulation channels 20 into the lower part of the separator 17 .
In diesem Abscheider 17 wird im Fluidfilter der Aktivier schlamm aus dem gereinigten Wasser abgeschieden, das über den Sammeltrog 26 und den Ablauf 27 abgeführt wird. Der ab geschiedene Aktivschlamm kehrt über den Verbindungsschacht 19 in den Aktivierraum 2 zurück.In this separator 17 , the activating mud is separated from the purified water in the fluid filter, which is discharged via the collecting trough 26 and the outlet 27 . The separated active sludge returns via the connecting shaft 19 into the activation space 2 .
Der belüftete Aktivierraum 2 und der damit verbundene Deni trifikationsraum 4 bilden ein Zirkulationssystem, das mit einheitlichem Aktivschlamm arbeitet, der eine Mischung aus heterotrophen und autotrophen Mikroorganismen enthält. Die heterotrophen Mikroorganismen oxydieren die organischen Kohlenstoff-Verbindungen sowohl im Aktivierraum 2 als auch im Denitrifikationsraum 4, wobei sie den für ihre Lebens prozesse erforderlichen Sauerstoff der Aktiviermischung im belüfteten Aktivierraum 2 und den Nitraten im Denitrifika tionsraum 4 entnehmen. The ventilated activation room 2 and the associated deni trification room 4 form a circulation system that works with uniform active sludge, which contains a mixture of heterotrophic and autotrophic microorganisms. The heterotrophic microorganisms oxidize the organic carbon compounds in both the Aktivierraum 2 and in the denitrification space 4, wherein removing the oxygen required in the Aktiviermischung ventilated Aktivierraum 2 and the nitrates in the space 4 Denitrifika tion processes for their life.
Die autotrophen Mikroorganismen gedeihen lediglich in der Nitrifikationszone und nutzen gelösten Sauerstoff der Akti viermischung und anorganischen Kohlenstoff zur Nitrifi kation von Ammoniak. Dadurch werden stickstoffhaltige Sub stanzen des Abwassers im Aktivierraum 2 zu Nitraten oxy diert, die im Denitrifikationsraum 4 zu gasförmigem Stick stoff reduziert werden.The autotrophic microorganisms only thrive in the nitrification zone and use dissolved oxygen from the active mixture and inorganic carbon to nitrify ammonia. As a result, nitrogen-containing substances in the wastewater in the activation chamber 2 are oxidized to nitrates, which are reduced to gaseous nitrogen in the denitrification chamber 4 .
Insbesondere an der Oberfläche von Schlammteilchen aber auch teilweise in ihrer Struktur bilden sich Gasbläschen aus vor zugsweise Stickstoff, die durch Turbulenz in der Strömung der Aktiviermischung im Denitrifikationsraum 4 und im Akti vierraum 2 freigesetzt werden und so in die freie Atmosphäre gelangen. Zum möglichst vollständigen Ablösen der Stick stoffbläschen von den Schlammteilchen genügt die Intensität dieser Turbulenz nicht, wodurch sich diese Bläschen ohne An wendung weiterer Mittel im Aktivschlamm konzentrieren und dessen Eigenschaften verschlechtern.Especially at the surface of sludge but also partially in its structure gas bubbles from forming in front of preferably nitrogen, which are released by turbulence in the flow of Aktiviermischung in the denitrification space 4 and the space 2 and four Akti and enter into the free atmosphere. The intensity of this turbulence is not sufficient to detach the nitrogen bubbles from the sludge particles as completely as possible, as a result of which these bubbles concentrate in the active sludge without the use of further agents and deteriorate its properties.
Zum Entfernen der relativ fest gebundenen Stickstoffanteile wird wenigstens eine lokale Zone intensiver Turbulenz gebil det, in der auf die Schlammteilchen Scherkräfte einwirken, welche diese Teilchen aufteilen bzw. desintegrieren und so den gasförmigen Stickstoff lösen. Zum Erreichen dieses Zie les ist eine Turbulenz von über 300 W/l und bis zu 1000 W/l und mehr erforderlich.To remove the relatively firmly bound nitrogen components at least one local zone of intense turbulence is formed det, in which shear forces act on the sludge particles, which divide or disintegrate these particles and so dissolve the gaseous nitrogen. To achieve this goal les is a turbulence of over 300 W / l and up to 1000 W / l and more required.
Wesentlich ist, daß die Wirkung der Scherkräfte an einer bestimmten Stelle in der strömenden Flüssigkeit mit dem Aktivschlamm ausgeübt wird. Diese Stelle kann an einem be liebigen Ort des Zirkulationskreises zwischen dem belüfteten Aktivierraum 2 und dem Denitrifikationsraum 4 vorgesehen sein und so angeordnet werden, daß über diese Stelle ent weder der ganze Zirkulationsstrom oder nur ein bestimmter Anteil führt. Die lokale Zone intensiver Turbulenz kann auch im Ablaufbereich des Aktivschlammes aus dem Abscheider angeordnet werden, zum Beispiel im Schlammablauf aus dem Abscheider 17 oder in einem besonderen Zirkulationszweig zwischen dem oberen Teil des Fluidfilters und dem belüfteten Aktivierraum 2 oder dem Denitrifikationsraum 4, gegebenen falls direkt im Nitrifikations- oder dem Denitrifikations raum.It is essential that the action of the shear forces is exerted at a certain point in the flowing liquid with the active sludge. This point can be provided at an arbitrary location in the circulation circuit between the ventilated activation space 2 and the denitrification space 4 and can be arranged such that ent does not lead to the whole circulation flow or only a certain proportion. The local zone of intense turbulence can also be arranged in the discharge area of the active sludge from the separator, for example in the sludge discharge from the separator 17 or in a special circulation branch between the upper part of the fluid filter and the ventilated activation space 2 or the denitrification space 4 , if appropriate directly in the Nitrification or denitrification room.
Da das Eindringen von Stickstoff-Mikroblasen in den Aktiv schlamm einen länger dauernden Vorgang darstellt, kann die Wirkung der Scherkräfte mit Unterbrechungen während einer Zeit ausgeführt werden, die für ein Überführen des gesamten Aktivschlammes über die Stelle der intensiven Turbulenz genügt.Because the penetration of nitrogen microbubbles into the active mud represents a longer process, the Effect of shear forces with interruptions during a Time to run for a complete transfer Active sludge over the place of intense turbulence enough.
Bei höheren Konzentrationen des Aktivschlammes ist es vor teilhaft, die lokale Zone intensiver Turbulenz in die Ver bindungsleitung des belüfteten Aktivierraumes 2 und des Denitrifikationsraumes 4 einzureihen.At higher concentrations of the active sludge, it is geous to classify the local zone of intense turbulence in the connecting line of the ventilated activation space 2 and the denitrification space 4 .
Wenn in bestimmten Anlagen höhere Konzentrationen des Aktiv schlammes nicht erzielt werden können, was besonders in äl teren Anlagen der Fall ist, können die Scherkräfte auf den aus dem Abscheideraum abgeführten Aktivschlamm einwirken.If higher concentrations of active in certain plants sludge can not be achieved, especially in äl tere systems, the shear forces can affect the Active sludge discharged from the separation room.
Bei gut ausgelegten Zirkulationssystemen mit Denitrifikation unter Anwendung von Scherkräften auf den Aktivschlamm ist nur ein um ca. 15 bis 30% höherer Energieaufwand erforder lich. Diese Energie genügt für ein praktisch vollständiges Austreiben von gasförmigem Stickstoff aus dem Aktivschlamm, wobei der Schlammindex praktisch gleich dem beim Aktivier reinigen von Abwässern ohne Denitrifikation ist. So ergab sich z. B. beim Reinigen von Abwässern in einem Schlachthaus mit Denitrifikation ein ansteigender Schlammindex von etwa 50 ml·g-1 auf 150 bis 180 ml·g-1, der nach Anwendung von Scherkräften einer Turbulenzintensität etwa 1000 W/l auf etwa 50 ml·g-1 verringert wurde.With well-designed circulation systems with denitrification using shear forces on the active sludge, only around 15 to 30% more energy is required. This energy is sufficient for virtually complete expulsion of gaseous nitrogen from the active sludge, the sludge index being practically the same as that for activating wastewater without denitrification. So there was z. B. when cleaning wastewater in a slaughterhouse with denitrification, an increasing sludge index from about 50 ml · g -1 to 150 to 180 ml · g -1 , which after application of shear forces a turbulence intensity of about 1000 W / l to about 50 ml · g -1 was decreased.
Für ein Erzielen des erforderten Effektes ist die Intensität der wirkenden Turbulenz entscheidend. Die technische Be stimmung der Stelle, wo die Turbulenz wirken soll, kann auf verschiedene Weise geschehen. Eine Möglichkeit ist in Fig. 1 und 2 gezeigt, wo die Energie für die Turbulenz durch eine Zentrifugalpumpe 6 mit genügender Druckhöhe geliefert wird, und die Turbulenz wird durch eine in einen Zyklon 9 münden de Düse 8 erzeugt, also in Kombination mit diesem Zyklon 9. Zu einem Erhöhen des Effektes trägt ein Einführen der Düse 8 in den Bereich des freien Niveaus der Flüssigkeit bei, wo es zu einem Abscheiden von Stickstoffblasen durch Wirkung von Scherkräften bei atmosphärischem Druck und durch Wirkung eines Unterdruckes beim Ansaugen der Pumpe und in der Düse kommt, wodurch eine Expansion der Stickstoffblasen eintritt, welche zu deren Freigabe mithilft. Eine andere Möglichkeit eines Erzielens der benötigten Turbulenzintensität ist ein mechanisches Mischen mittels von zwei oder mehr in entgegen gesetzter Richtung laufenden Rotoren 13, 14 oder mittels einer Kombination von Statoren und Rotoren in einer geeigne ten Kammer. Ein Beispiel dieser Lösung zeigt Fig. 3.The intensity of the turbulence acting is decisive for achieving the required effect. The technical determination of the place where the turbulence should act can be done in different ways. One possibility is shown in FIGS. 1 and 2, where the energy for the turbulence is supplied by a centrifugal pump 6 with a sufficient pressure head, and the turbulence is generated by a nozzle 8 opening into a cyclone 9 , that is to say in combination with this cyclone 9 . To increase the effect, an introduction of the nozzle 8 into the region of the free level of the liquid contributes, where there is a separation of nitrogen bubbles by the action of shear forces at atmospheric pressure and by the action of a vacuum when the pump and the nozzle are sucked in, which causes the nitrogen bubbles to expand, which helps to release them. Another possibility of achieving the required turbulence intensity is mechanical mixing by means of two or more rotors 13 , 14 running in opposite directions or by means of a combination of stators and rotors in a suitable chamber. An example of this solution is shown in FIG. 3.
Zweckmäßig sollte die benötigte Turbulenzintensität mit dem geringsten Energieaufwand erzielt werden. Zu diesem Zweck kann die Energie in einem möglichst kleinen Raum dissipiert werden, was praktisch durch Anwendung mehrerer kleinerer Düsen statt einer großen Düse erreicht wird.The required turbulence intensity should expediently be combined with the lowest energy consumption can be achieved. To this end can dissipate the energy in the smallest possible space be what's practical by applying several smaller ones Nozzles instead of a large nozzle is reached.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die betreffenden Anlagen sind nicht auf die in Fig. 1 bis 3 dargestellten Anlagen be schränkt. Der Zirkulationskreis kann z. B. so ausgebildet sein, daß die Turbulenz durch eine an die Förderleitung 7 einer Pumpe 6 angeschlossene Düse 8 erzeugt wird, die tan gential im unteren Teil des Denitrifikationsraumes 4 mündet, wobei der Eintritt 5 der Pumpe 6 aus dem belüfteten Aktivierraum 2 führt. Die Rückleitung 10 verbindet dann die oberen Teile der Räume 2 und 4. Die Rohwasserzufuhr 11 mün det in diesem Fall vor der Düse 8.The inventive method and the plants concerned are not limited to the plants shown in FIGS. 1 to 3 be. The circulation circuit can e.g. B. be designed so that the turbulence is generated by a connected to the delivery line 7 of a pump 6 nozzle 8 , which opens tan potential in the lower part of the denitrification chamber 4 , the inlet 5 of the pump 6 leading from the ventilated activation chamber 2 . The return line 10 then connects the upper parts of rooms 2 and 4 . The raw water supply 11 mün det in this case in front of the nozzle 8th
Bei der Kläranlage kann ferner die lokale Zone intensiver Turbulenz im Ablauf des im Abscheider 17 abgeschiedenen Aktivschlammes, d. h. im Verbindungsschacht 19, vorgesehen sein. Die intensive Turbulenz kann gleichfalls in einem be sonderen Zweig der Zirkulation erzeugt werden, der einen Abzug 29 des Aktivschlammes im oberen Teil des Abscheiders 17 unter der Oberfläche 24 des Fluidfilters besitzt und der entweder im Denitrifikationsraum 4 oder im belüfteten Aktivierraum 2 mündet. In diesem Fall kann es vorteilhaft sein, diesen Zirkulationszweig mit Unterbrechungen zu be treiben und diesen Betrieb während einer niedrigeren oder unterbrochenen Rohwasserzufuhr in die Anlage auszuführen, damit bei Betrieb dieses Zweiges die hydraulische Belastung des Abscheiders nicht übermäßig erhöht wird.In the sewage treatment plant, the local zone of intense turbulence can also be provided in the outlet of the active sludge separated in the separator 17 , ie in the connecting shaft 19 . The intense turbulence can also be generated in a special branch of the circulation, which has a discharge 29 of the active sludge in the upper part of the separator 17 below the surface 24 of the fluid filter and which either opens into the denitrification space 4 or into the ventilated activation space 2 . In this case, it can be advantageous to operate this circulation branch with interruptions and to carry out this operation during a lower or interrupted supply of raw water into the system, so that the hydraulic load on the separator is not excessively increased when this branch is operated.
Die Erfindung kann nicht nur bei dem Abscheider nach Fig. 1, sondern in jedem Abscheider angewendet werden, bei dem die intensive Turbulenz im Abzug des aus dem Abscheider zurück kehrenden Schlammes erzeugt wird oder an Abscheider mit Fluidfiltration angereiht werden, wenn die intensive Turbu lenz in einem besonderen Zirkulationszweig erzeugt wird.The invention can be applied not only to the separator according to FIG. 1, but also to any separator in which the intensive turbulence is generated in the discharge of the sludge returning from the separator or can be added to separators with fluid filtration if the intensive turbulence is in a special circulation branch is generated.
Die in Fig. 4 bis 6 gezeigte Kläranlage ist insbesondere zum biologischen Reinigen von großen Mengen an gering verunrei nigtem Abwasser, wie z. B. von städtischen Abwässern, konzi piert.The wastewater treatment plant shown in FIGS. 4 to 6 is particularly suitable for the biological purification of large amounts of slightly contaminated waste water, such as, for. B. of urban sewage, konzi piert.
In einem einzigen Behälter mit einem Mantel 1 ist der Inhalt durch eingebaute Scheidewände 34 und 35 zu länglich angeord neten Arbeitsräumen aufgeteilt, und zwar zu einem belüfteten Aktivierraum 2, einem Denitrifikationsraum 4 und im oberen Teil einem Abscheider 17. An beiden Enden sind beide anlie genden Räume, nämlich ein belüfteter Aktivierraum 2 und ein Denitrifikationsraum 4, gegenseitig mittels Durchgängen 36 und 37 verbunden. Die Abscheider 17 sind mit dem belüfteten Aktivierraum 2 über einen Umlaufkanal 20 in Verbindung.In a single container with a jacket 1 , the contents are divided by built-in partitions 34 and 35 into elongated working spaces, namely a ventilated activation space 2 , a denitrification space 4 and a separator 17 in the upper part. At both ends, both adjoining spaces, namely a ventilated activation space 2 and a denitrification space 4 , are mutually connected by means of passages 36 and 37 . The separators 17 are connected to the ventilated activation space 2 via a circulation channel 20 .
Im belüfteten Aktivierraum 2 befindet sich eine kombinierte Anlage zum Erzeugen einer lokalen intensiven Turbulenz unter gleichzeitigem Belüften der Aktiviermischung mit Zufuhr von Sauerstoff in den belüfteten Aktivierraum 2. Diese Anordnung ist im Detail in Fig. 5 dargestellt und besteht aus einer Düse 8, die an eine Pumpe 6 über deren Förderleitung 7 ange schlossen ist. Der Eintritt 5 dieser Pumpe 6 mündet in den Denitrifikationsraum 4. Eine Gasverteilerleitung 16 aus dem Lüfter 38 mündet in die Düse 8. Die Luftzufuhr kann auch drucklos ausgeführt werden, falls die Düse 8 als ein bekann ter Ejektor mit Ansaugen atmosphärischer Luft ausgeführt ist. Die Düse 8 ist im Ejektor 41 angeordnet. In the ventilated activation room 2 there is a combined system for generating local intensive turbulence while simultaneously ventilating the activation mixture with supply of oxygen into the ventilated activation room 2 . This arrangement is shown in detail in Fig. 5 and consists of a nozzle 8 which is connected to a pump 6 via the delivery line 7 is. The inlet 5 of this pump 6 opens into the denitrification chamber 4 . A gas distribution line 16 from the fan 38 opens into the nozzle 8 . The air supply can also be carried out without pressure if the nozzle 8 is designed as a known ter ejector with suction of atmospheric air. The nozzle 8 is arranged in the ejector 41 .
Die Rohwasserzufuhr 11 führt in einen Verteiler 39, von wo das Rohwasser mittels Teilzufuhrleitungen 40 vor den De nitrifikationsraum 4 zugeführt wird. Der Abscheider 17 mit dem Fluidfilter mit der Oberfläche 24 des Fluidfilters und dem Niveau 25 des gereinigten Wassers mit Sammeltrögen 26 ist mit einer Verdeckung 23 mit einem Abzug 28 des ausflo tierten Schlammes, mit einem Expansionsbehälter 30 und einem Schlammabzug 31 versehen, der entweder in den belüfteten Ak tivierraum 2 zurückgeführt oder außerhalb des Apparates ge leitet wird. Der untere Teil des Abscheiders 17 ist über einen Umlaufkanal 20 mit dem belüfteten Aktivierraum 2 ver bunden.The raw water supply 11 leads into a distributor 39 , from where the raw water is supplied by means of partial supply lines 40 upstream of the de-nitrification chamber 4 . The separator 17 with the fluid filter with the surface 24 of the fluid filter and the level 25 of the purified water with collecting troughs 26 is provided with a cover 23 with a discharge 28 of the flammable sludge, with an expansion tank 30 and a sludge discharge 31 , which either in the ventilated Ak tivierraum 2 is returned or ge outside the apparatus. The lower part of the separator 17 is connected via a circulation channel 20 to the ventilated activation space 2 .
Die in Fig. 4 bis 6 dargestellte Anordnung arbeitet folgen dermaßen. Die Pumpe 6 pumpt über den Eintritt 5 die Akti viermischung aus dem Denitrifikationsraum 4 und verdrängt sie über die Düse 8 in den Ejektor 41. Gleichzeitig wird dieser Mischung Luft beigefügt, die über die Verteilerlei tung 16 zugeführt wird.The arrangement shown in Figs. 4 to 6 works as follows. The pump 6 pumps the actuation mixture from the denitrification chamber 4 via the inlet 5 and displaces it via the nozzle 8 into the ejector 41 . At the same time, air is added to this mixture, which is fed via the distributor line 16 .
Der Strom der Aktiviermischung mit Luft fließt vom Ejektor 41 in den belüfteten Aktivierraum 2. Dadurch wird in den be lüfteten Aktivierraum 2 Sauerstoff zugeführt, und gleich zeitig wird die ganze Aktiviermischung in Zirkulationsbewe gung versetzt zwischen länglichen Arbeitsräumen, die durch eingebaute Trennwände 34 und 35 bestimmt sind. Im Aktivier raum 2 wird der zugeführte Sauerstoff durch Mikroorganismen für ein Oxydieren gegenwärtiger organischer Stoffe und Ammoniak verbraucht. Dadurch wird dessen Konzentration wäh ren des Durchflusses der Aktiviermischung durch den belüf teten Aktivierraum 2 herabgesetzt. In der Zone, wo die Sauerstoffkonzentration genügend niedrig ist, wird in den Strom der Aktiviermischung durch Teilverteiler 40 Rohwasser zugeführt, das mit dem ganzen Strom der Aktiviermischung vermischt wird.The flow of the activation mixture with air flows from the ejector 41 into the ventilated activation space 2 . As a result, oxygen is supplied to the ventilated activation space 2 , and at the same time the entire activation mixture is moved in circular motion between elongated work spaces, which are determined by built-in partitions 34 and 35 . In the activating room 2 , the oxygen supplied is consumed by microorganisms for oxidizing current organic substances and ammonia. As a result, its concentration is reduced during the flow of the activation mixture through the ventilated activation space 2 . In the zone where the oxygen concentration is sufficiently low, raw water, which is mixed with the entire stream of the activation mixture, is fed into the flow of the activation mixture through partial distributors 40 .
Bei entstandenem Überschuß organischer Stoffe verbrauchen die Mikroorganismen schnell den Rest des Sauerstoffes, wo durch im weiteren Strom der Aktiviermischung ein Raum ohne Gegenwart von gelöstem Sauerstoff entsteht, der dann als De nitrifikationsraum 4 arbeitet.If there is an excess of organic substances, the microorganisms quickly consume the rest of the oxygen, which creates a space without the presence of dissolved oxygen in the further flow of the activation mixture, which then works as a de-nitrification space 4 .
Nitrate, die in der Aktiviermischung durch Oxydieren von Ammoniak und von organischen Stoffen, die Stickstoff ent halten, im belüfteten Aktivierraum 2 entstanden sind, werden unter Abwesenheit von Sauerstoff und unter Überschuß organi scher Stoffe aus dem Rohwasser im Denitrifikationsraum 4 durch heterotrophe Mikroorganismen zu gasförmigem Stick stoff reduziert.Nitrates, which are formed in the activation mixture by oxidizing ammonia and organic substances that contain nitrogen, in the ventilated activation space 2 , in the absence of oxygen and with excess organic substances from the raw water in the denitrification space 4 by heterotrophic microorganisms to form a gaseous stick fabric reduced.
Die restlichen organischen Stoffe aus dem Roh wasser, die dabei unverbraucht blieben, werden dann durch den Strom der Aktiviermischung aus dem De nitrifikationsraum 4 in den belüfteten Raum übertragen, wo sie oxidiert werden.The remaining organic substances from the raw water, which remained unused, are then transferred by the flow of the activation mixture from the de-nitrification room 4 into the ventilated room, where they are oxidized.
Ein Teil der Aktiviermischung aus dem belüf teten Aktivierraum 2 kommt über den Umlaufkanal 20 in den Abscheider 17, wo der Aktivschlamm vom gereinigten Wasser abgeschieden wird.Part of the activating mixture from the ventilated activating space 2 comes via the circulation channel 20 into the separator 17 , where the activated sludge is separated from the purified water.
Das gereinigte Wasser wird aus dem Abscheider 17 über Sammeltröge 26 abgeführt, während der abgeschie dene Aktivschlamm in den Umlaufkanal 20 zurück fällt und über den unteren Teil dieses Kanals in den belüfteten Aktivierraum 2 zurückkehrt.The cleaned water is discharged from the separator 17 via collecting troughs 26 , while the deposited active sludge falls back into the circulation channel 20 and returns to the ventilated activation space 2 via the lower part of this channel.
Ein Teil des bei der Denitrifikation entstandenen gasförmigen Stickstoffes wird an der Oberfläche der Teilchen des Aktivschlammes in Form von Blasen abgeschieden, ähnlich wie schon an der Anordnung nach Fig. 1 bis 3 beschrieben wurde. Diese Blasen werden durch die turbulente Bewegung der Aktiviermischung im belüfteten Aktivierraum 2 losgelöst.A portion of the gaseous nitrogen produced in the denitrification is deposited on the surface of the particles of the active sludge in the form of bubbles, similar to what has already been described in the arrangement according to FIGS. 1 to 3. These bubbles are released by the turbulent movement of the activation mixture in the ventilated activation room 2 .
Ein weiterer Teil des entstandenen gasförmigen Stickstoffes hat sich jedoch in Form von Mikroblasen innerhalb der Teilchen des Aktivschlammes abgeschieden, welche Blasen in die Struktur dieser Teilchen eingedrungen sind, wie schon bei der Anlage gemäß Fig. 1 erwähnt wurde. Das Anhäufen dieser Mikroblasen würde den Wert des Schlammindexes er höhen, und es ist deshalb nötig, sie zu entfernen.However, a further part of the gaseous nitrogen formed has separated out in the form of microbubbles within the particles of the active sludge, which bubbles have penetrated into the structure of these particles, as has already been mentioned in the system according to FIG. 1. The accumulation of these microbubbles would increase the value of the sludge index and it is therefore necessary to remove them.
Die erwähnten Mikroblasen können aus dem Aktiv schlamm genügend nur durch intensive Turbu lenz entfernt werden, die, wie schon erwähnt, die Teilchen des Aktivschlammes der Wirkung von Scherkräften aussetzt und diese Mikroblasen loslöst. Dazu dient als Quelle der lokalen intensiven Turbulenz ein Wasserstrom, der aus der Düse 8 austritt. Dieser Strom fließt so schnell, daß er am Umfang einen Doppelkegelraum mit sehr intensiver Turbulenz er zeugt, die sich dann in den sich kegelförmig aus breitenden Flüssigkeitsstrom ausbreitet. Die Inten sität der Turbulenz an der Mündung der Düse 8 über trifft dabei wesentlich den Wert von 1000 W/l, was für den erwähnten Effekt schon genügend ist.The microbubbles mentioned can only be sufficiently removed from the active sludge by intensive turbulence, which, as already mentioned, exposes the particles of the active sludge to the action of shear forces and releases these microbubbles. A water flow that emerges from the nozzle 8 serves as the source of the local intensive turbulence. This current flows so quickly that it creates a double cone space with very intense turbulence on the circumference, which then spreads out into the conically spreading liquid flow. The intensity of the turbulence at the mouth of the nozzle 8 substantially exceeds the value of 1000 W / l, which is already sufficient for the effect mentioned.
Da der Vorgang des Eindringens der Mikroblasen von Stickstoff in die Teilchen des Aktivschlammes über eine längere Zeit verläuft, ist es beim Reinigen von Abwässern nicht nötig, die intensive Turbulenz am Aktivschlamm bei jedem Durchgang des Aktivschlammes im Zirku lationskreis auszuführen, und es genügt, falls nur ein Teil des Stromes über die Stelle der Anwendung der intensiven Turbulenz führt. Dadurch werden we sentliche Ersparnisse an Energie bei genügender Kontrolle der Eigenschaften des Aktivschlammes erzielt. Because the process of microbubble penetration of nitrogen in the particles of the active sludge it runs over a long period of time not necessary when cleaning waste water intense turbulence on the active sludge every pass of the active sludge in the circu lationskreis, and it suffices, if only part of the current over the place of application of intense turbulence. This will make we considerable savings in energy with sufficient Check the properties of the active sludge achieved.
Der energetische Wirkungsgrad des beschriebenen Verfahrens hängt wesentlich von der Konzentration des Aktivschlammes in der Aktiviermischung ab. Deshalb ist die Anwendung des beschriebenen Verfahrens bei Anwendung der intensiven Turbulenz insbesondere bei einer hohen Konzentration des Aktivschlammes wirtschaftlich vorteilhaft. Das wird an integrier ten Anordnungen unter Anwendung eines sehr wirksamen Abscheidens und mit Rückkehr des Aktivschlammes zurück in die Aktivation erzielt. Diesem Zweck dient der Abscheider 17, der durch eingebaute Trennwände 34 und 35 im oberen Teil des Behälters praktisch an der ganzen Grundfläche der Anordnung ausgeführt ist. Das angewendete hoch wirksame Abscheiden durch fluides Filtrieren zusammen mit der großen Abscheidefläche ermöglicht eine Wirkungsweise der Anordnung mit hoher Konzentration des Aktivschlammes, was eine Herabsetzung des Energieaufwandes zum Entfernen von Stickstoff durch Anwendung einer intensiven Turbulenz auf einen wirtschaftlich tragbaren Grad mit einem um 15 bis 30% höheren Energieaufwand, als für das eigene Belüften erforderlich ist, er möglicht. Der Denitrifikationseffekt unter gleich zeitiger Kontrolle des Schlammindexes bringt ein der artiges Verbessern der Güte des gereinigten Wassers, und zwar nicht nur, was den Gehalt von stickstoff haltigen Stoffen betrifft, sondern auch den von kohlenstoffartigen Stoffen, welche das Erhöhen des Energieaufwandes um den angeführten Wert voll rechtfertigen.The energetic efficiency of the process described essentially depends on the concentration of the active sludge in the activating mixture. Therefore, the use of the described method when using the intensive turbulence is economically advantageous, in particular at a high concentration of the active sludge. This is achieved on integrated arrangements using very effective separation and with the return of the active sludge back to the activation. This is the purpose of the separator 17 , which is implemented by built-in partitions 34 and 35 in the upper part of the container practically on the entire base of the arrangement. The applied highly effective separation by fluid filtration together with the large separation area enables the arrangement with a high concentration of the active sludge to work, which reduces the energy expenditure for the removal of nitrogen by applying intensive turbulence to an economically acceptable level with a 15 to 30% higher energy expenditure than is necessary for your own ventilation, it is possible. The denitrification effect under the simultaneous control of the sludge index brings about a kind of improvement in the quality of the purified water, not only in terms of the content of nitrogenous substances, but also that of carbonaceous substances, which fully increases the energy expenditure by the stated value justify.
Die anhand von Fig. 4 bis 6 beschriebene Anord nung ermöglicht so die Anwendung der Denitrifikation auch für große Volumen weniger verunreinigter Abwässer auf wirtschaftliche Weise. Das hat dort eine Bedeutung, wo eine höhere Güte des gereinigten Was sers gefordert wird, zum Beispiel für den Schutz von Stillwässern gegen Eutrophysation. Die hohe Güte des gereinigten Wassers bietet gleichfalls die Möglichkeiten einer Lösung von Technologien mit geschlossenem Kreislauf des Wassers ohne Abfall.The arrangement described with reference to FIGS . 4 to 6 thus enables the use of denitrification for large volumes of less contaminated wastewater in an economical manner. This is important where a higher quality of the purified water is required, for example for the protection of still water against eutrophysation. The high quality of the purified water also offers the possibility of solving technologies with a closed cycle of water without waste.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf die beschriebenen Anlagen beschränkt. An älteren Typen von Anlagen, wo es nicht möglich ist, die benötigte Konzentration des Aktivschlammes zu erzielen, zum Beispiel beim Aktivationsgraben, ist es möglich, das Einwirken von Scherkräften auf den verdickten Schlamm auszuführen, der aus dem Abscheider in die Aktivation zurückkehrt. Die anhand von Fig. 4 bis 6 beschriebene Anlage kann auch eine selbständige Belüftungsanlage haben.The method according to the invention is not limited to the systems described. On older types of plants where it is not possible to achieve the required concentration of the active sludge, for example in the case of activation digging, it is possible to apply shear forces to the thickened sludge, which returns to the activation from the separator. The system described with reference to FIGS. 4 to 6 can also have an independent ventilation system.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die betref fende Anlage haben eine Reihe von Vorteilen. Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens zum Aktivations reinigen mit Denitrifikation in einem Zirkulations system ist dessen allgemeine Anwendbarkeit. Das er findungsgemäße Verfahren kann zum Reinigen wenig verunreinigter Wässer, zum Beispiel von Spülwässern, mittelmäßig verunreinigter Wässer, zum Beispiel von Abwässern der Lebensmittelindustrie, und stark verunreinigter Wasser, wie zum Beispiel flüssiger Exkremente von Haustieren, angewendet werden.The method according to the invention and the plant have a number of advantages. A significant advantage of the activation procedure clean with denitrification in a circulation system is its general applicability. That he The inventive method can do little for cleaning contaminated water, for example rinse water, moderately contaminated water, for example from Sewage from the food industry, and strong contaminated water, such as liquid Pet excrement can be used.
Für alle diese Wasserarten bietet das erfindungs gemäße Verfahren einen wirtschaftlichen Weg der Intensifikation des Reinigens, was nicht nur in der Herabsetzung des Stickstoffgehaltes und organischer Stoffe äußert, sondern auch an anderen Parametern der Verunreinigung, wie ungelöster und organischer Stoffe, in Werten BSK5 und CHSK ausgedrückt.For all these types of water, the method according to the invention offers an economical way of intensifying cleaning, which is not only reflected in the reduction in the nitrogen content and organic substances, but also in other parameters of the contamination, such as undissolved and organic substances, in values BSK 5 and CHSK expressed.
Die erzielte Güte des gereinigten Wassers zeigt einen Weg für abfallose Technologien mit wiederholtem Anwenden des gereinigten Wassers in geschlossenen Zirkulationskreisen, was ein Erzielen von Ersparnis sen und einen Schutz der Umwelt ermöglicht.The achieved quality of the purified water shows a path for wasteless technologies with repeated Apply the purified water in closed Circulation circles, which is a saving environmental protection.
Außer dieser qualitativen Vorteile bringt das Ausnützen des erfindungsgemäßen Verfahrens Voraus setzungen für beträchtliche Ersparnisse an Investi tionskosten. Der erwähnte qualitative und quantitative Effekt ist das Ergebnis eines wesentlichen Erniedri gens des Schlammindexes des Aktivschlammes im Zirkulationskreis mit Denitrifikation. Zum Bei spiel kann bei manchen Abwässern der Lebens mittelindustrie, wie Abwässern der Fleisch industrie, eine Herabsetzung des Wertes des Schlamm indexes auf 1/2 bis 1/3 des Wertes erzielt werden, der sonst ohne das erfindungsgemäße Verfahren er reicht würde.In addition to these qualitative advantages, this brings Exploitation of the method according to the invention setting considerable savings on investi tion costs. The mentioned qualitative and quantitative Effect is the result of an essential lowering against the sludge index of the active sludge in the circulation with denitrification. For the case Some wastewater can play life medium industry, such as sewage from meat industry, a decrease in the value of sludge indexes can be achieved at 1/2 to 1/3 of the value, he otherwise without the inventive method would be enough.
Durch die erwähnten besseren Eigenschaften des Schlammes werden allgemein bessere Parameter des Reini gungsvorganges erzielt. Ein niedriger Schlammindex verbessert das Abscheidevermögen des Aktivschlammes, was sich in einem Erhöhen der Ober flächenbelastung des Abscheiders äußert und so in einer Möglichkeit einer höheren Konzentration des Aktivschlammes beim Aktivieren, was ein wesentlicher Intensifikationsfaktor des ganzen Vor ganges des Aktivationsreinigens ist, da vor allem die Nitrifikation und Denitrifikation vom Alter des Schlammes direkt abhängig sind.Due to the better properties of the Muds generally become better parameters of the Reini achieved. A low sludge index improves the separability of the active sludge, what resulted in an elevation of the waiter surface load of the separator and so on in a possibility of a higher concentration of the active sludge when activating what a essential intensification factor of the whole before Activation cleaning is mainly there nitrification and denitrification by age of the sludge are directly dependent.
Ein resultierender Effekt ist die Möglichkeit eines großen Verringerns des Volumens der Akti vationsanordnung gegenüber Anordnungen mit Denitri fikation ohne Anwendung des erfindungsgemäßen Ver fahrens.The result is the possibility a large decrease in the volume of the shares vation arrangement versus arrangements with Denitri fication without using the Ver driving.
Das Herabsetzen der Abmessungen der Anordnung zeigt sich vorteilhaft nicht nur in den Kosten der Anlage, sondern auch in einer Verringerung der Abhängigkeit der Anlage von atmosphärischen Ein flüssen durch Verringerung der Wärmeabgabe. Bei hoher Abhängigkeit der Nitrifikations- und Denitri fikationsvorgänge von der Temperatur - ein Erhöhen der Temperatur um 10°C stellt ein Beschleunigen dieser Vorgänge um 100% dar - bringt ein Verringern der Abmessungen der Anordnung wesentliche Ersparnisse insbesondere während des Winters und ein Erhöhen des Wirkungsgrades beim Reinigen.Decreasing the dimensions of the arrangement is beneficial not only in the cost of Plant, but also in a reduction in Dependence of the system on atmospheric one flow by reducing heat emission. At high dependence of nitrification and denitri fictional processes from temperature - an increase the temperature around 10 ° C represents an acceleration of these operations by 100% - brings about a decrease the dimensions of the arrangement significant savings especially during winter and increasing the Efficiency when cleaning.
Durch Herabsetzen des Wertes des Schlammindexes verringert sich auch die Tendenz des Schlammes zur Flotation, was sich bei hohem Schlammindex ausdrück lich in einem unerwünschten Entweichen von unge lösten Stoffen in das gereinigte Wasser zeigt. Ein Ergebnis ist ein wesentliches Verbessern des Wir kungsgrades des Reinigens, was ein Herabsetzen der Abmessungen des Abscheidesystems und ein Erhöhen der Güte des gereinigten Wassers ermöglicht.By lowering the value of the sludge index the tendency of the sludge to decrease Flotation, which is expressed with a high sludge index Lich in an undesirable escape of unsung shows dissolved substances in the purified water. A The result is a substantial improvement of the we efficiency of cleaning, which is a reduction in the Dimensions of the separation system and an increase the quality of the purified water.
Claims (17)
aus mindestens je einem Aktivier- und Nitrifikations raum sowie einem Denitrifikationsraum, die zu einem Zirkulationssystem miteinander verbunden sind, und
aus einem dem jeweiligen Aktivierraum nachgeschalteten Abscheider zum Trennen des Aktivschlammes von dem in einem Überlauf abfließenden Klarwasser,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Zirkulationssystem ein Turbulenzerzeuger (6, 8, 9; 13, 14) angeordnet ist, der eine Teilmenge der Ak tiviermischung in eine lokal begrenzte intensive Tur bulenzströmung versetzt.10. Sewage treatment plant for biological wastewater treatment, existing
from at least one activation and nitrification room and one denitrification room, which are connected to each other to form a circulation system, and
from a separator downstream of the respective activation room for separating the active sludge from the clear water flowing off in an overflow,
characterized,
that a turbulence generator ( 6 , 8 , 9 ; 13 , 14 ) is arranged in the circulation system, which displaces a subset of the activating mixture into a locally limited, intensive turbulence flow.
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