DE3508301C1

DE3508301C1 - Verfahren für die Reinigung von Abwasser

Info

Publication number: DE3508301C1
Application number: DE3508301A
Authority: DE
Inventors: Botho Prof. Dr.-Ing. Böhnke; Bernd 5100 Aachen Diering
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-03-08
Filing date: 1985-03-08
Publication date: 1986-07-17

Description

DE-PS 26 40 875). Wesentlich ist eine extrem hohe Belastung in der Adsorptionsstufe. Die besonderen Betriebsverhältnisse sind z. B. dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorptionsstufe mit einer Schlammbelastung von mindestens 2 kg BSBs/kg Trockensubstanz und Tag betrieben wird, daß durch die Menge des aus einer Zwischenklärung zwischen Adsorptionsstufe und nachgeschalteter Belebungsstufe abgezogenen Überschußschlammes der Schlamm in der Adsorptionsstufe in der Einarbeitungsphase, in der Substratatmung einsetzt, gehalten wird, während der Überschußschlamm aus der zweiten, mit einer Schlammbelastung von z. B. 0,15 kg BSBs/kg Trockensubstanz und Tag betriebenen Stufe ohne Rückführung sogleich entfernt wird. Die Einarbeitungsphase ist die der Substratatmung gleichsam vorgeschaltete Phase. Die Einarbeitungsphase ist folglich der Grenzbereich, in dem die Substratatmung gerade beginnt, aber noch nicht voll wirksam ist. Um den Schlamm der Adsorptionsstufe in diesem Zustand zu halten, bedarf es eines geringen Schlammalters und eines entsprechend gesteuerten Überschußschlammabzuges aus der Zwischenklärung. In Verbindung mit der angegebenen hohen Schlammbelastung in der Adsorptionsstufe erreicht man, daß dort hauptsächlich eine Adsorption von höhermolekularen Verbindungen im Vordergrund steht und diese Verbindungen ohne wesentlichen Abbau in der Zwischenklärung mit dem Überschußschlamm ausgetragen werden. Die ansonsten für den Abbau dieser Verbindungen erforderliche beachtliche Energie wird somit eingespart. In der zweiten Stufe können die niedermolekularen und leichter abbaubaren Verbindungen besonders leicht und schnell biologisch abgebaut werden, wenn dort mit der angegebenen Schlammbelastung gearbeitet wird. Im Rahmen der Adsorptionstechnologie kann die Adsorptionsstufe für einen Betrieb mit einem Sauerstoffgehalt von nahezu 0 mg/l ausgelegt und fakultativ anaerob betrieben werden. Besonders bewährt ist die Adsorptionstechnologie in der Ausführungsform (DE-PS 33 17 371), bei der die hochbelastete Adsorptionsstufe mit einer hauptsächlich aus Prokaryonten bestehenden Biozönose arbeitet.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß das Kanalisationssystem bei der zum gattungsgemäßen Verfahren gehörenden Anlage als Adsorptionsstufe betrieben werden kann. Dabei werden durch die Rückführung des Belebtschlammes aus der Zwischenklärung, den Schlammabzug und das zulaufende Rohabwasser die Verhältnisse so bestimmt, wie es für das Funktionieren des Kanalsystems als Adsorptionsstufe im Sinne der vorstehenden Erläuterungen erforderlich ist. Mit dem Abstand, der für die Rückführung des Belebtschlammes kennzeichnend ist, wird in Verbindung mit dem Betrieb der nunmehr als Zwischenklärung arbeitenden Vorklärung eine Vorherrschaft der Prokaryonten in der Adsorptionsstufe erreicht. Zusätzlich wird die benutzte Kanalinnenwandung in verstärktem Maße als Festbettreaktor für sessile Bakterien genutzt.
Im einzelnen läßt sich die Lehre der Erfindung auf verschiedene Weise verwirklichen. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die es erlaubt, alle praktisch vorkommenden Fälle zu beherrschen, solange es sich um kommunales Abwasser, gewerbliches Abwasser bzw. kommunal/industrielles Abwasser handelt, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Belebtschlamm aus der Zwischenschaltung in einem Abstand von 600 bis 1000 m vor der Belebungsstufe in den Kanalisationskanal eingeführt wird. Dabei kann der gesamte Belebtschlamm aus der Zwischenklärung in den Kanalisationskanal eingeführt werden. Je nach den speziellen Betriebsverhältnissen ist aber auch die Rückführung eines Teilstromes ausreichend. Wenn nur ein Teilstrom des Belebtschlammes aus der Zwischenklärung in den Kanalisationskanal eingeführt wird, so lehrt die Erfindung weiterhin, daß ein anderer Teilstrom des aus der Zwischenklärung abgezogenen Überschußschlammes in die Belebungsstufe eingeführt wird und daß dadurch eine Blähschlammbildung in dem Belebungsbecken unterdrückt wird. Tatsächlich kann eine solche Blähschlammbildung im Rahmen der erfindungsgemäßen Maßnahmen, je nach den klimatischen Verhältnissen, zuweilen auftreten. In dem Merkmal, daß in dieser Belebungsstufe eine Blähschlammbildung vermieden wird, liegt eine Mengenangabe in bezug auf die Teilmenge des aus der Zwischenklärung abgezogenen Überschußschlammes, der in das Belebungsbecken eingeführt wird. Die geeignete Menge findet man ohne weiteres durch entsprechende Versuche. Dabei kann die Teilmenge des Überschußschlammes aus der Adsorptionsstufe kontinuierlich in die Belebungsstufe eingeführt werden. Man kann aber auch die Teilmenge des Überschußschlammes aus der Adsorptionsstufe periodisch in die Belebungsstufe einführen. - Arbeitet man so, so liegt es im Rahmen der Erfindung, daß von Zeit zu Zeit eine vollständige Neubeimpfung der zweiten Stufe mit der Teilmenge des Überschußschlammes aus der Adsorptionsstufe vorgenommen wird. Die in diesem Zusammenhang in die Belebungsstufe eingeführten Prokaryonten bewirken überraschenderweise infolge ihrer besonderen Eigenschaften auch in der Belebungsstufe ein besonderes Populationsgleichgewicht, welches in bezug auf die Reinigungswirkung in dem Belebungsbecken sehr wirksam arbeitet, Blähschlamm bildende Bakterien aber nicht mehr enthält oder unterdrückt - Im allgemeinen reicht der Sauerstoffgehalt des Rohabwassers, der bei 1 bis 3 mg/l liegt, für das erfindungsgemäße Verfahren aus.
Wo das nicht der Fall ist, lehrt die Erfindung, daß der Belebtschlamm aus der Zwischenklärung zusammen mit Luft oder Sauerstoff angereicherter Luft in den Kanalisationskanal eingeführt wird.
Die Reinigungsleistung einer klassischen Vorklärung beträgt rund 30% bis 33% der organisch abbaubaren Belastung (BSB5). Nach erfindungsgemäßer Nutzung eines Teiles der Kanalisation als Adsorptionsstufe und der Vorklärung auf 50% bis 70%. Diese erhebliche Verminderung der Rohbelastung in der Vorklärung (die jetzt als Zwischenklärung funktioniert) und die Aufschließung des Rohabwassers zu einem leicht biologisch abbaubaren Abwasser führt insgesamt zu einer besseren Reinigungsleistung und zu einer höheren Prozeßstabilität.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung ausführlicher erläutert.
Die einzige Figur zeigt ein Schema zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei ist die Belebungsstufe als Belebungsbecken ausgeführt.
In der Figur erkennt man zunächst das Belebungsbekken 1 einer klassischen einstufigen Belebungsanlage mit vorgeschalteter Vorklärung 2 und nachgeschalteter Nachklärung 3. Der Vorklärung 2 vorgeschaltet ist im Ausführungsbeispiel ein belüfteter Sandfang 4. Außerdem ist für die mechanische Reinigung ein Rechen 5 vorgesehen. Die Anlage arbeitet hinter dem links in der Figur angedeuteten Kanalisationssystem 6. Aus der Vorklärung 2 wird Belebtschlamm über die Leitung 7 abgezogen, der, ebenso wie der bei 8 aus der Nachklärung 3 abgezogene, der Schlammverarbeitung zugeführt wird.
In der Figur wurde angedeutet, daß das Kanalisationssystem 6 als hochbelastete Adsorptionsstufe eingesetzt ist. Dazu wird Belebtschlamm aus der hinter der Adsorptionsstufe 8 nunmehr als Zwischenklärung funktionierenden Vorklärung 2 in einem Abstand von mehr als 300 m vor dem Belebungsbecken 1 über eine Rückführleitung 9 in den Kanalisationskanal eingeführt, der in der Figur schematisch dargestellt wurde, und der auch für mehrere Kanalisationskanäle stehen kann. Die Belebungsstufe wird als schwachbelastete Stufe betrieben. Im Ausführungsbeispiel wird der Belebtschlamm aus der Vorklärung oder Zwischenklärung 2 in einem Abstand von 600 bis 1000 m vor dem Belebungsbecken 1 in das Kanalisationssystem 6 eingeführt. Wie angegeben wird sichergestellt, daß die so aufgebaute Adsorptionsstufe 8 hauptsächlich mit Prokaryonten arbeitet. Im Ausführungsbeispiel ist nur ein Teilstrom des Belebtschlammes aus der Vorklärung oder Zwischenklärung 2 in das Kanalisationssystem 6 einführbar. Ein anderer Teilstrom des aus der Vorklärung oder Zwischenklärung 2 abgezogenen Überschußschlammes wird in das Belebungsbecken 1 eingeführt, und zwar über die Leitung 10. Dadurch wird in dem Belebungsbecken eine Blähschlammbildung unterdrückt.
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Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren für die Reinigung von Abwasser, insbesondere von kommunalem Abwasser, mit Hilfe einer Belebungsanlage aus Vorklärung mit Schlammabzug, Belebungsstufe, Nachklärung sowie einem das Rohabwasser der Vorklärung, ggf. über einen Sandfang, zuführenden Kanalisationssystem, wobei das Kanalisationssystem als Reinigungsstufe eingesetzt und dazu Belebtschlamm aus der als Zwi schenklärung arbeitenden Vorklärung in einem geeigneten Abstand vor der Belebungsstufe über eine Rückführleitung in das Kanalisationssystem eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Kanalisationssystem als hochbelastete Adsorptionsstufe eingesetzt wird, der der Belebtschlamm aus der Zwischenklärung in einem Abstand von mehr als 300 m vor der Belebungsstufe zugeführt wird, und daß die Belebungsstufe als schwachbelastete Belebungsstufe betrieben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Belebtschlamm aus der Zwischenklärung in einem Abstand von 600 bis 1000 m vor der Belebungsstufe in den Kanalisationskanal eingeführt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Belebtschlamm aus der Zwischenklärung in den Kanalisationskanal eingeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrom des Belebtschlamms aus der Zwischenklärung in den Kanalisationskanal eingeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein anderer Teilstrom des aus der Zwischenklärung abgezogenen Überschußschlammes in die Belebungsstufe eingeführt wird und daß dadurch eine Blähschlammbildung in dem Belebungsbecken unterdrückt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Belebtschlamm aus der Zwischenklärung zusammen mit Luft oder Sauerstoff angereicherter Luft in den Kanalisationskanal eingeführt wird.

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren für die Reinigung von Abwasser, insbesondere von kommunalem Abwasser, mit Hilfe einer Belebungsanlage aus Vorklärung mit Schlammabzug, Belebungsstufe, Nachklärung sowie einem das Rohabwasser der Vorklärung, ggf. über einen Sandfang, zuführenden Kanalisationssystem, wobei das Kanalisationssystem als Reinigungsstufe eingesetzt und dazu Belebtschlamm aus der als Zwischenklärung arbeitenden Vorklärung in einem geeigneten Abstand vor der Belebungsstufe über eine Rückführleitung in das Kanalisationssystem eingeführt wird. Die Belebungsstufe kann als Belebungsbekken oder als Tropfkörper ausgebildet sein. Es versteht sich, daß das Belebungsbecken aus mehreren Abteilungen bestehen kann und daß auch mehrere Becken parallel geschaltet sein können. Das gilt auch für die Tropfkörper. Tropfkörper und Belebungsbecken können auch zusammengeschaltet und in gleicher Weise betrieben werden, wie wenn es sich um eine einheitliche Bele- bungsstufe handeln würde.

Im Rahmen der bekannten gattungsgemäßen Maßnahmen (DE-OS 25 15 249) arbeitet das Kanalisationssystem lediglich als eine Vorstufe der Belebungsstufe. In das Kanalisationssystem wird ein sauerstoffhaltiges Gas eingeführt. Auf diese Weise soll der biologische Sauerstoffbedarf des in die Belebungsstufe einfließenden Abwassers reduziert werden. Die Einführung des Belebtschlammes aus der Zwischenklärung in das Kanalisationssystem findet statt, wenn die Anzahl der Mikroorganismen, die das Rohabwasser mitführt, nicht ausreicht. In die Praxis haben die bekannten Maßnahmen kaum Eingang gefunden, da eine wesentliche Steigerung der Reinigungsleistung im allgemeinen hiermit nicht erzielt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so zu führen, daß eine wesentlich verbesserte Reinigungsleistung erzielbar ist, und zwar mit geringem Energiebedarf.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß das Kanalisationssystem als hochbelastete Adsorptionsstufe eingesetzt wird, der der Belebtschlamm aus der Zwischenklärung in einem Abstand von mehr als 300 m vor der Belebungsstufe zugeführt wird, und daß die Belebungsstufe als schwachbelastete Belebungsstufe betrieben wird.

Bei der Adsorptionstechnologie handelt es sich um neuere Maßnahmen der Abwasserreinigung. Dabei wird eine Adsorptionsstufe eingerichtet, für die besondere Betriebsverhältnisse kennzeichnend sind (vgl.