DE3729239A1 - Process for purifying, in particular, domestic waste water in a biological sewage treatment plant - Google Patents

Process for purifying, in particular, domestic waste water in a biological sewage treatment plant

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Abstract

The invention relates to a process for purifying, in particular, domestic waste water (effluent) in a biological sewage treatment plant having at least one activated sludge tank (10) and one secondary clarification tank (12), using a preferred additive which, even at peak loads, ensures that maximum values of carbon compounds and nitrogen compounds in the clarified waste water are complied with. It is provided that the waste water (14) is fed to the activated sludge tank (10) in the vicinity of the ground (22), the biologically purified waste water (28) is removed from the surface (64) of the activated sludge tank and the waste water (14) in the activated sludge tank (10) is conducted essentially free from vertical turbulence. It is particularly advantageous to treat the waste water (14) in the activated sludge tank (10) in the presence of silicate mineral dust, an alkali basalt having a mean grain size in the range of 15 mu m having a high fines content below 7 mu m being used. The dusty natural basalt has a sharp-edged angular shape and a bulk density in the range of 1.16 g/cm<3> and a compacted density in the range of 1.53 g/cm<3>. The BET surface area should be approximately 6 m<2>/g; the content of alkali metals and alkaline earth metals together should be at least 25% and of alkali metals alone at least 4%. The softening point should be above 800@C. A favourable sink behaviour in activated sludge tanks (10) is achieved when the density of the solid natural basalt is at least 2.9 g/cm<3>. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von insbesondere kommunalem Abwasser in einer bio­ logischen Kläranlage mit zumindest je einem Belebt­ schlammbecken und einem Nachklärbecken, bei Verwen­ dung eines bevorzugten Zusatzstoffes, der auch bei Spitzenbelastungen die Einhaltung der Maximalwerte an Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen im ge­ klärten Abwasser gewährleistet.The invention relates to a method for cleaning in particular municipal wastewater in a bio logical sewage treatment plant with at least one each mud basin and a secondary clarifier, in Verwen tion of a preferred additive, which also in Peak loads compliance with the maximum values at carbon and nitrogen compounds in ge clarified sewage guaranteed.

In einer biologischen Kläranlage wird kommunales Abwasser von absetzbaren, chemisch und biochemisch abbaubaren Bestandteilen gereinigt. Infolge einer ständigen Verschärfung der Abwassergesetzgebung wird von dem Betreiber einer Kläranlage die Einhaltung von immer niedrigeren Gehalten an Schadstoffen in dem die Kläranlage verlassenden Wasser gefordert.In a biological sewage treatment plant becomes municipal Wastewater from settleable, chemical and biochemical degradable ingredients cleaned. As a result of one permanent tightening of wastewater legislation from the operator of a sewage treatment plant compliance of ever lower levels of pollutants in which the Wastewater treatment plant required water.

Durch gesetzliche Auflagen wird die Einhaltung ver­ schiedener Schadstoffparameter, wie BSB5, CSB, ab­ setzbare Stoffe und dergleichen gefordert. Zunehmende Schwierigkeiten bereitet bei wachsender Belastung des Abwassers mit Stickstoffverbindungen, insbesondere mit Nitrat, die Einhaltung der diesbezüglichen Parameter.Legal requirements require compliance with various pollutant parameters, such as BOD 5 , COD, settable substances and the like. Increasing difficulties with increasing load of the wastewater with nitrogen compounds, in particular with nitrate, compliance with the relevant parameters.

Besondere Schwierigkeiten treten in einer kommunalen Kläranlage infolge ständig wechselnder Abwasser­ mengen, unterschiedlicher Zusammensetzung und Konzen­ tration der Schmutzfracht sowie infolge von Tempera­ turschwankungen auf. Special difficulties occur in a municipal Sewage treatment plant as a result of constantly changing wastewater quantities, composition and concentration pollution of the cargo as well as due to tempera fluctuations in temperature.  

Trotz Einsatz moderner Abwassertechnik ist es daher schwierig, einen stabilen biologischen Ab­ wasser-Reinigungsprozeß durchzuführen.Despite the use of modern wastewater technology, it is therefore difficult to obtain a stable biological Ab perform water purification process.

Dies gilt vor allem für die Einhaltung optimaler Lebens- und Wachstumsbedingungen für die verschie­ denen Bakterien und Mikroorganismen.This is especially true for the maintenance of optimal Living and growing conditions for the various those bacteria and microorganisms.

Die Schmutzfracht des Abwassers setzt sich im wesent­ lichen aus Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen zusammen. Diese Verbindungen werden von verschiedenen Bakteriengruppen, heterotropen und den autotropen Bakterien oxidativ abgebaut. Diese beiden Bakterien­ gruppen weisen unterschiedliche Verdoppelungszeiten, verschiedene Lebensbedingungen und teilweise konkur­ rierendes Verhalten auf.The dirt load of the wastewater is essentially from carbon and nitrogen compounds together. These connections are different Bacterial groups, heterotropic and the autotropic Bacteria oxidatively degraded. These two bacteria groups have different doubling times, different living conditions and partly konkur behavior.

Der simultane oxidative Abbau unterschiedlicher Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen setzt daher eine gezielte Steuerung zur Einhaltung eines stabilen Klärprozesses voraus.The simultaneous oxidative degradation of different Carbon and nitrogen compounds therefore sets a targeted control to maintain a stable Clarification process ahead.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ver­ fahren nach der eingangs beschriebenen Art zu nennen, das eine Stabilisierung der Betriebsabläufe in kommu­ nalen Kläranlagen mit geringem Aufwand an Investitionen und laufenden Kosten auch für den Zusatzstoff - der in abgezogenem Klärschlamm landwirtschaftlich mit ver­ wertbar und biologisch verträglich sein mMuß - in einer vorhandenen Kläranlage ermöglicht und zusätzlich eine zuverlässige Reduzierung der Stickstoffverbindungen durch Nitrifikation und De­ nitrifikation des geklärten Abwassers sicherstellt, sowie auch bei Spitzenbelastung die Einhaltung der behördlich vorgeschriebenen Maximalwerte an Kohlen­ stoff- und Stickstoffverbindungen gewährleistet.Object of the present invention is to drive a Ver drive according to the type described above, which stabilize the operations in kommu nal sewage treatment plants with little investment and running costs for the additive - in agriculturally ver with deductable sewage sludge ver and biologically be compatible - in an existing wastewater treatment plant allows and additionally ensures a reliable reduction of nitrogen compounds by nitrification and de nitrification of the treated wastewater, and ensures compliance with the regulatory maximum values of coal and nitrogen compounds at peak loads.

Die Lösung dieser Aufgabe sieht vor, daß das im Kanal geführte Abwasser mit silikatischem Mineralstaub versetzt und dem Belebtschlammbecken in Bodennähe zugeführt wird, daß das biologisch gereinigte Abwasser von der Ober­ fläche des Belebtschlammbeckens abgeführt wird, und daß das Abwasser im Belebtschlammbecken im wesentlichen frei von vertikalen Turbulenzen geführt wird.The solution of this task provides that the wastewater guided in the canal with silicate Mineral dust is added and the activated sludge basin in Near the ground, that the biologically purified wastewater from the upper surface of the activated sludge basin is discharged, and that the wastewater in the activated sludge tank substantially is guided free of vertical turbulence.

Auf diese Weise wird erreicht, daß das Abwasser das Belebtschlammbecken in einer schraubenförmig zu be­ zeichnenden Bahn durchströmt.In this way it is achieved that the wastewater Activated sludge basin in a helical to be traversing the trajectory.

Dabei findet zuerst im Bodenbereich des Belebtschlamm­ beckens unter anaeroben Bedingungen ein Abbau von Nitrat bei gleichzeitiger Oxidation von Kohlenstoff­ verbindungen statt. Ein beträchtlicher Anteil des Nitratgehaltes wird also unter Einwirkung von Bak­ terien durch die im Abwasser ohnehin enthaltenen Sub­ stanzen abgebaut. Wenn das Abwasser nach einigen Um­ läufen im Becken allmählich an die Oberfläche gelangt, so findet im Anschluß an die anaerobe Behandlung eine aerobe Behandlung statt, wobei die vorgesehene, als eigenerfinderisch zu be­ zeichnende Zugabe von silikatischem Mineralstaub in das Belebtschlammbecken bewirkt, daß sich an der Oberfläche des Feststoffes Bakterien anlagern, so daß deren Auswaschung aus dem Belebtschlamm erheblich ent­ gegengewirkt wird. Infolge seines spezifischen Ge­ wichtes bewirkt der Mineralstaub eine sehr gute Ab­ setz- und Eindickeigenschaft der Belebtschlammflocke. Es hat sich gezeigt, daß sich an der Oberfläche des Mineralstaubes vor allem Bakterien ansiedeln, die den Abbau von Stickstoffverbindungen bewirken.It first finds in the bottom of the activated sludge under anaerobic conditions degradation of Nitrate with simultaneous oxidation of carbon connections take place. A considerable proportion of the Nitrate content is thus under the action of Bak criteria by the subsoil contained in the wastewater anyway punched down. If the wastewater after some Um gradually reaches the surface in the pool, so, following the anaerobic treatment, one finds aerobic treatment instead,  the intended, as ownfinderisch be drawing addition of silicate mineral dust in the activated sludge tank causes the at the Surface of the solid bacteria attach, so that their leaching from the activated sludge considerably ent counteracted. As a result of his specific Ge The mineral dust causes a very good drain setting and Eindickeigenschaft the activated sludge flake. It has been shown to be on the surface of the Mineral dust especially colonize bacteria that the Cause degradation of nitrogen compounds.

Die aerobe Behandlung wird begünstigt, wenn das Ab­ wasser im Belebtschlammbecken im oberflächennahen Bereich belüftet wird.The aerobic treatment is favored when the Ab water in the activated sludge basin near the surface Area is ventilated.

Indem dem Abwasser zusätzlich Sauerstoff aus der Luft zugeführt wird, tritt eine erhebliche Beschleunigung der Reaktion ein, so daß trotz relativ kurzer Verweil­ zeit im Belebtschlammbecken eine weitgehende Oxida­ tion der Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen, bei praktisch vollständiger Klärung, stattfindet.By adding oxygen to the wastewater from the air is fed, a significant acceleration occurs the reaction, so that despite a relatively short stay time in the activated sludge tank a substantial Oxida tion of carbon and nitrogen compounds virtually complete clarification, takes place.

Die Belüftung erfolgt vorteilhafterweise an einer Stelle, die im Zustrom zur Zufuhrstelle und im Abstrom von der Abfuhrstelle angeordnet ist.The ventilation is advantageously carried out at a Place in the influx to the feed point and in the outflow is arranged from the discharge point.

Dadurch muß die der Oberfläche nächstliegende Schicht bis zum Erreichen der vorzugsweise als Überlauf aus­ gebildeten Abfuhrstelle noch einen nahezu vollständigen Umlauf im Belebtschlammbecken ausführen. As a result, the layer closest to the surface must be until it reaches preferably as an overflow formed discharge still an almost complete Perform circulation in the activated sludge tank.  

Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bereits vorhandenen Kläranlage kann das Abwasser mittels einer Belüftungswalze belüftet werden.When carrying out the method according to the invention in an existing wastewater treatment plant, the Wastewater ventilated by means of a ventilation roller become.

Zur Vermeidung vertikaler Turbulenzen ist es wichtig, daß das Abwasser von der Belüftungswalze frei abströmen kann. Hierzu ist es erforderlich, im Abstrom der Belüftungswalze gegebenenfalls vorhandene Mischvorrichtungen, wie Prallbalken oder dgl. zu ent­ fernen. Es hat sich bewährt, oberhalb der Belüftungswalze Gummischürzen als Spritzwasserschutz anzubringen.It is to avoid vertical turbulence important that the wastewater from the aeration roller can flow freely. For this it is necessary in the Outflow of the aeration roller possibly existing Mixing devices, such as impact bars or the like. Ent distant. It has proven itself, above the ventilation roller To install rubber aprons as splash protection.

Die Zugabe des Mineralstaubes erfolgt am einfachsten, wenn der Mineralstaub einmal täglich dem in das Be­ lebtschlammbecken eingeleiteten Abwasser im wesent­ lichen zugegeben wird. Ebenfalls wird in der Regel der aus dem Nachklärbecken abgezogene Be­ lebtschlamm als Rücklaufschlamm dem zugeführten Ab­ wasser beigemischt. Selbstverständlich sind auch absatzweise oder konti­ nuierliche Zugaben möglich.The addition of mineral dust is easiest, if the mineral dust once a day in the Be activated sludge tank discharged wastewater in essence is added. Also in the Rule of Be deducted from the secondary sediment Be Live sludge as return sludge the supplied Ab mixed with water. Of course, are also intermittent or konti possible additions.

Die Menge des dem eingeleiteten Abwasser zudosierten Mineralstaubes sollte wenigstens 10%, vorzugsweise etwa 20%, des Gewichtes der Trockensubstanz des abge­ zogenen Überschußschlammes betragen. Bei der bevor­ zugten Menge ergibt sich ein besonders stabiles Be­ triebsverhalten der Kläranlage. The amount of added to the introduced wastewater Mineral dust should be at least 10%, preferably about 20%, the weight of the dry matter of the abge amount of excess sludge. In the before zugten amount results in a particularly stable Be driveability of the treatment plant.  

Ein vorzeitiges Absetzen des Mineralstaubes und damit eine Anreicherung als Bodenschlamm im Be­ lebtschlammbecken tritt nicht ein, wenn die Korn­ größe des Mineralstaubes weniger als 50 µm beträgt.Premature settling of mineral dust and so that an enrichment as soil sludge in Be Live mud basin does not enter when the grain size of the mineral dust is less than 50 microns.

Vorteilhafterweise liegt die mittlere Korngröße des Mineralstaubes im Bereich von 15 µm mit einem hohen Anteil im Bereich unter 7 µm. Bei dieser Korngröße wird der Mineralstaub vom Belebt­ schlamm ohne weiteres mitgeführt und bewirkt im Nach­ klärbecken einen raschen Absetz- und Eindickvorgang des Belebtschlammes aus dem gereinigten Abwasser.Advantageously, the average particle size of the Mineral dust in the range of 15 microns with a high Share in the range below 7 μm. With this grain size, the mineral dust is stimulated by the mud easily carried and causes in the aftermath clarify a rapid sedimentation and thickening process of the activated sludge from the treated wastewater.

Als Zusatzstoff wird staubförmiger basischer Natur­ basalt aus der Gruppe der Alkalibasalte, die eine kantige bis eckige Form aufweisen, zugegeben. Basalt eignet sich nicht nur aufgrund seiner Dichte besonders gut zur Verwendung als mechanisches Hilfs­ mittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens, sondern bietet aufgrund seiner chemischen Eigenschaften günstige Voraussetzungen für die An­ siedelung von Bakterien auf seiner Oberfläche. Be­ sonders empfehlenswert ist die Verwendung von reinem Basaltstaub, der unter der Bezeichnung "Gravad KL" erhältlich ist.As an additive is dusty basic nature basalt from the group of Alkalibasalte, the one edged to angular shape, added. Basalt is not only suitable for its density especially good for use as a mechanical auxiliary agent for carrying out the Ver driving, but offers due to its chemical Properties favorable conditions for the on Settlement of bacteria on its surface. Be especially recommended is the use of pure Basalt dust, called "Gravad KL" is available.

Als besonders günstig hat sich staubförmiger ba­ sischer Naturbasalt erwiesen, der eine Schüttdichte im Bereich von 1,16 g/cm3, eine BET-Oberfläche von ca. 6 m2/g, eine Rütteldichte im Bereich von 1,53 g/cm2, eine Dichte des nicht zerkleinerten Naturbasaltes von wenigstens 2,9 g/cm3 und einen Erweichungs­ punkt des nicht zerkleinerten basischen Naturbasaltes nicht unter 800°C liegend, aufweist.Be dusted Ba sischer Naturbasalt proved to be particularly favorable, which has a bulk density in the range of 1.16 g / cm 3 , a BET surface area of about 6 m 2 / g, a Rütteldichte in the range of 1.53 g / cm 2 , a non-comminuted natural basalt density of at least 2.9 g / cm 3 and a softening point of the uncut basic natural basalt not less than 800 ° C.

Durch die Zugabe von staubförmigem basischem Natur­ basalt in das Belebtschlammbecken einer Kläranlage wird eine Stabilisierung und Intensivierung des Klär­ prozesses erzielt. Dieses Ergebnis beruht auf dem Zusammenwirken vor allem folgender fünf vorteilhafter Wirkungen des staub­ förmigen basischen Naturbasaltes:By the addition of dusty basic nature basalt in the activated sludge tank of a sewage treatment plant will stabilize and intensify the Klär achieved. This result is based on the interaction all of the following five beneficial effects of dust shaped alkaline natural basalt:

  • 1. Durch den Staub wird eine erhebliche Vergrößerung der reaktiven Oberfläche im Belebtschlammbecken erreicht.1. Through the dust is a significant increase the reactive surface in the activated sludge basin reached.
  • 2. An der Oberfläche des basischen Naturbasaltes siedeln sich den Abbau der im Abwasser enthaltenen organischen Substanzen bewirkende Bakterien an, so daß deren Anzahl erheblich zunimmt. Insbesondere bietet basischer Naturbasalt ideale Bedingungen für das Wachstum von anaerob wirkenden Nitrat abbauenden Bakterien. Darüber hinaus weist basischer Naturbasaltstaub katalytische Eigenschaften für mikrobiologische Umwandlungsvorgänge auf.2. At the surface of the basic natural basalt settle down the degradation contained in the wastewater causing organic substances, so that their number increases considerably. In particular, basic natural basalt offers ideal Conditions for the growth of anaerobic Nitrate-degrading bacteria. In addition, points basic natural basalt catalytic properties for microbiological conversion processes.
  • 3. Basischer Naturbasalt bewirkt aufgrund seinen hohen spezifischen Gewichtes eine längere Verweilzeit der an seiner Oberfläche fixierten Bakterien im Belebt­ schlammbecken. 3. Basic natural basalt causes due to its high specific weight a longer residence time of the on its surface fixed bacteria in the animated mud pool.  
  • 4. Der basische Naturbasalt wirkt aufgrund seines Alkaligehaltes stabilisierend als Puffer in Be­ zug auf die Einhaltung des pH-Wertes im Belebt­ schlammbecken und weist ein gutes Ionenaustausch­ vermögen auf.4. The basic natural basalt works due to its Alkaline content stabilizing as buffer in Be to maintain the pH in the activated state sludge basin and has a good ion exchange able on.
  • 5. Der basische Naturbasalt zeigt ein hohes An­ lagerungsvermögen für ionisch geladene Schaum­ flocken.5. The basic natural basalt shows a high level Storage capacity for ionically charged foam flakes.

Dadurch verhindert basischer Naturbasalt das Auftreten von zusammenbackenden Flocken und Schwimmschlamm auf der Wasseroberfläche des Belebtschlammbeckens.This prevents basic natural basalt from occurring of caking flakes and scum on the water surface of the activated sludge basin.

Der zur Herstellung des Staubes eingesetzte Alkali­ basalt sollte daher einen Gehalt an Alkalien und Erd­ alkalien von zusammen wenigstens 25% und einen Gehalt an Alkalien alleine von wenigstens 4% besitzen, jeweils berechnet als Oxide, wobei der pH-Wert bei 7,3 bis 7,5 liegt.The alkali used to make the dust basalt should therefore have a content of alkalis and earth alkalies of at least 25% and a salary together of alkalis alone of at least 4%, respectively calculated as oxides, the pH at 7.3 to 7.5 is.

Als besonders geeignet ist ein Alkalibasalt zu empfehlen, der als Hauptgemengebestandteile Olivin, Pyroxen, Plagioklas und Magnetit sowie als Nebenge­ mengebestandteile Ilmenit, Chlorit, Serpentin, Zeo­ lite, Biotit und Apatit aufweist.Particularly suitable is an alkali metal to recommend that as main ingredient ingredients olivine, Pyroxene, plagioclase and magnetite, as well as by-products constituent components Ilmenite, chlorite, serpentine, zeo lite, biotite and apatite.

Das Schwimmschlamm-Aufkommen im Nachklärbecken und im Überschußschlammspeicher wurde erheblich reduziert. Im geklärten Abwasser wurden im Mittel die folgenden wesentlich verringerten Restsubstanzen ermittelt: The scum in the secondary clarifier and in excess sludge storage was significantly reduced. In the treated wastewater, the following were on average significantly reduced residual substances determined:  

Biologischer Sauerstoffbedarf (BSB₅)Biological oxygen demand (BOD) unter 6 mg/lbelow 6 mg / l Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB)Chemical oxygen demand (COD) unter 30 mg/lbelow 30 mg / l Ammonium-Stickstoff (NH₄-N)Ammonium nitrogen (NH₄-N) unter 2 mg/lbelow 2 mg / l Nitrat-Stickstoff (NO₃-N)Nitrate nitrogen (NO₃-N) unter 6,5 mg/lbelow 6.5 mg / l

Der gemäß Einleitererlaubnis zulässige Maximalwert von 0,5 ml absetzbaren Stoff pro Liter konnte stets eingehalten werden und lag im Mittelwert darunter.The permissible maximum value according to the discharger permit of 0.5 ml of disposable substance per liter was always possible be complied with and averaged below.

Das Überschuß-Schlammaufkommen hatte sich etwa ver­ doppelt.The excess sludge volume was about ver double.

Die Erfindung wird durch die beigefügten Zeich­ nungen einer beispielsweisen Ausführung näher er­ läutert.The invention is illustrated by the attached drawing tions of an exemplary embodiment closer he purifies.

Fig. 1 zeigt eine zur Durchführung des Verfahrens umgerüstete Kläranlage schematisch von oben. Fig. 1 shows a converted to carry out the process sewage treatment plant schematically from above.

Fig. 2 zeigt einen Teil der Kläranlage aus Fig. 1 im Längsschnitt. Fig. 2 shows a part of the sewage treatment plant of Fig. 1 in longitudinal section.

Fig. 3 zeigt den zeitlichen Verlauf des CSB-Ge­ haltes im geklärten Abwasser. Fig. 3 shows the time course of the CSB Ge stop in the treated wastewater.

Fig. 4 zeigt den zeitlichen Verlauf des BSB5-Ge­ haltes im geklärten Abwasser. Fig. 4 shows the time course of the BOD 5 -Ge stop in the treated wastewater.

Fig. 5 zeigt den zeitlichen Verlauf des Ammonium- Gehaltes im geklärten Abwasser. Fig. 5 shows the time course of the ammonium content in the treated wastewater.

Fig. 6 zeigt den zeitlichen Verlauf des Nitrat- Gehaltes im geklärten Abwasser. Fig. 6 shows the time course of the nitrate content in the treated wastewater.

In Fig. 1 ist eine ein Belebtschlammbecken 10 und ein Nachklärbecken 12 aufweisende kommunale Kläran­ lage dargestellt. In Fig. 1, an activated sludge tank 10 and a secondary clarifier 12 having municipal Kläran position is shown.

Fig. 2 zeigt das Belebtschlammbecken 10 im Längsschnitt. Fig. 2 shows the activated sludge tank 10 in longitudinal section.

Das Abwasser 14 strömt nach einer hier nicht darge­ stellten Venturirinnen-Mengenmessung über einen Kanal 16 an einer Zufuhrstelle 18 in das 2,80 m tiefe Belebtschlammbecken 10, welches ein Volumen von 1.600 m3 aufweist. Das Abwasser 14 wird mittels eines Schachtes 18 bis in Bodennähe 22 des Belebt­ schlammbeckens 10 geführt. Das Belebtschlammbecken 10 ist als Umlaufbecken ausgebildet, in dem eine den Richtungspfeilen 24, 26 folgende langsame Strömung herrscht. Das biologisch gereinigte Abwasser 28 wird mit dem Belebtschlamm an der als Überlauf aus­ gebildeten Abfuhrstelle 30 aus dem Belebtschlamm­ becken 10 abgeführt.The waste water 14 flows after a not presented here Darge Venturirinnen quantity measurement via a channel 16 at a feed point 18 in the 2.80 m deep activated sludge tank 10 , which has a volume of 1,600 m 3 . The waste water 14 is guided by means of a shaft 18 to near the bottom 22 of the activated sludge basin 10 . The activated sludge tank 10 is designed as a circulation tank, in which a direction of the arrows 24, 26 following slow flow prevails. The biologically treated wastewater 28 is removed with the activated sludge at the basin formed as an overflow 30 from the activated sludge basin 10 .

An der Abfuhrstelle 30 ist ein höhenverstellbares Überfallwehr 32 vorgesehen, mit welchem die Be­ lüftungsleistung im Belebtschlammbecken 10 geregelt wird.At the discharge point 30 , a height-adjustable Überfallswehr 32 is provided with which the loading ventilation performance in the activated sludge basin 10 is controlled.

Über eine Verbindungsleitung 34 wird das Schlamm- Wasser-Gemisch 28 dem als Spitztrichter mit einer mittleren Tiefe von 2,30 m und einem Volumen von 800 m3 ausgebildeten Nachklärbecken 12 über ein in dessen Zentrum angeordnetes Mittelbauwerk 36 mit Stengeleinläufen 38 zugeführt.Via a connecting line 34 , the sludge-water mixture 28 is supplied to the secondary clarifier formed as a funnel with a mean depth of 2.30 m and a volume of 800 m 3 12 via a central structure arranged in the center 36 with stem inlets 38 .

Innerhalb des Nachklärbeckens 12 ist im Abstand von 50 cm konzentrisch zu dessen Außenwand 40 auf Betonkonsolen eine Auslaufrinne 42 angeordnet, welche 1 m tief in den Wasserspiegel eintaucht und an ihrem inneren Umfang eine den Wasser­ spiegel um 15 cm überragende Betonwand 44 auf­ weist. Am äußeren Umfang der Auslaufrinne 42 ist eine Zahnkante 46 vorgesehen, über die das ge­ klärte Abwasser 48 das Nachklärbecken 12 verläßt.Within the secondary sedimentation tank 12 is arranged at a distance of 50 cm concentric with the outer wall 40 on concrete consoles an outlet channel 42 , which dips 1 m deep into the water level and at its inner periphery a water mirror by 15 cm superior concrete wall 44 has. On the outer circumference of the outlet channel 42 , a tooth edge 46 is provided, via which the ge clarified wastewater 48 leaves the secondary clarifier 12 .

Im Nachklärbecken 12 ist ein kontinuierlich be­ triebener Rundräumer 50 vorgesehen, welcher den am Boden des Nachklärbeckens 12 abgesetzten Be­ lebtschlamm 52 zur Trichterspitze des Nachklär­ beckens 12 räumt. Von dort wird der vom gereinigten Abwasser getrennte Belebtschlamm 52 über eine Ver­ bindungsleitung und eine Schneckenpumpe 54 über den Einlaufkanal für das Rohabwasser zurück in das Belebtschlammbecken geführt, sowie eine Überschuß­ schlammleitung 58 einem in der Zeichnung nicht dargestellten Eindicker mit nachgeschalteter Sieb­ bandpresse geführt. Von der Schlammleitung 56 zweigt eine Rücklaufschlammleitung 60 ab, welche in den Einlaufkanal 16 für das Abwasser 14 mündet.In Nachklärbecken 12 is a continuously be exaggerated Rundräumer 50 is provided, which at the bottom of the Nachklärbeckens 12 remote Be lived sludge 52 to the funnel tip of Nachklär bacon 12 clears. From there, the separated from the treated wastewater sludge 52 via a Ver connecting line and a screw pump 54 is guided through the inlet channel for the raw sewage back to the activated sludge tank, and an excess sludge line 58 a stripper, not shown in the drawing with downstream sieve belt press. From the sludge line 56 branches off a return sludge line 60 , which opens into the inlet channel 16 for the wastewater 14 .

Das mit Belebtschlamm und Mineralstaub ange­ reicherte Abwasser 14 tritt, wie oben beschrieben, in Bodennähe 22 in das Belebtschlammbecken 10 ein. Während mehrere Umläufe im Bodenbereich des Be­ lebtschlammbeckens 10 stattfinden, erfolgt unter Einwirkung der im Rücklaufschlamm enthaltenen Bakterien eine anaerobe Behandlung, bei der sich die entsprechenden Bakterien vermehren. The enriched with activated sludge and mineral dust wastewater 14 occurs, as described above, near the bottom 22 in the activated sludge tank 10 a. While several revolutions take place in the bottom region of the loading livestock basin 10 , under the action of the bacteria contained in the return lime an anaerobic treatment takes place in which the corresponding bacteria multiply.

Unter den anaeroben Bedingungen wird der größte Teil des im Abwasser 14 enthaltenen Nitrates abgebaut.Under the anaerobic conditions most of the nitrate contained in the wastewater 14 is degraded.

Je mehr sich das Wasser im Belebtschlammbecken 10 nach zahlreichen Umläufen allmählich der Oberfläche 64 nähert, um so mehr Luftsauerstoff steht zur Ver­ fügung, so daß ein Übergang zu einer aeroben Be­ handlung stattfindet.The more the water in the activated sludge tank 10 gradually approaches the surface 64 after numerous orbits, the more oxygen in the air is available, so that a transition to an aerobic treatment takes place.

An der Oberfläche 64 sind im Belebtschlammbecken 10 zwei je 6 m lange Belüftungswalzen 66 und 68 an­ geordnet, welche eine intensive Vermischung von Luft und Wasser bewirken, so daß dieses mit Sauer­ stoff angereichert wird. Zur Vermeidung jeder verti­ kalen Turbulenz im Belebtschlammbecken 10 wurden im Abstrom der Belüftungswalzen ursprünglich vorhandene bis 65 cm unter die Oberfläche 64 reichende Prall­ balken entfernt. Als Schutz gegen Spritzwasser sind an den Belüftungswalzen 68 und 70 Gummischürzen 70 bzw. 72 vorgesehen.On the surface 64 are in the activated sludge tank 10 two 6 m long aeration rollers 66 and 68 arranged, which cause an intensive mixing of air and water, so that it is enriched with oxygen. In order to avoid any verti cal turbulence in the activated sludge basin 10 originally existing up to 65 cm below the surface 64 reaching impact bar were removed in the outflow of the aeration rollers. As protection against splashing 68 and 70 rubber aprons 70 and 72 are provided on the ventilation rollers.

An der Abfuhrstelle 30 des Belebtschlammbeckens 10 ist eine Meßsonde angeordnet, welche die laufende Überwachung des Sauerstoffgehaltes des abfließenden biologisch gereinigten Abwassers 28 ermöglicht. Der Sauerstoffgehalt sollte zwischen < 0 und 0,3 mg/l liegen. Bei Abweichungen des gemessenen Sauerstoff­ gehaltes vom Sollwert wird die Höhe des Überlaufwehres 32 automatisch verstellt. At the discharge point 30 of the activated sludge tank 10 , a measuring probe is arranged, which allows the continuous monitoring of the oxygen content of the effluent biologically purified wastewater 28 . The oxygen content should be between <0 and 0.3 mg / l. In case of deviations of the measured oxygen content of the target value, the height of the overflow weir 32 is automatically adjusted.

Bei steigendem Wasserspiegel nimmt die Eintauch­ tiefe und damit die Wirksamkeit der Belüftungs­ walzen 66 und 68 zu, so daß dem Wasser mehr Sauer­ stoff zugeführt wird. Umgekehrt führt eine Senkung des Wasserspiegels zu einer Abnahme des Sauerstoff­ gehaltes.With increasing water level, the immersion takes deep and thus the effectiveness of the ventilation rollers 66 and 68 , so that the water is supplied more oxygen sour. Conversely, lowering the water level leads to a decrease in the oxygen content.

In Versuchen konnte ermittelt werden, daß die Kläranlage unter normalen Verhältnissen mit einer der Belüftungswalzen 66 oder 68 alleine zuverlässig betrieben werden kann. Es zeigte sich, daß optimale Ergebnisse beim Betrieb mit der von der Zufuhr­ stelle 18 weiter entfernt liegenden Belüftungswalze 68 erreicht werden.In experiments it could be determined that the sewage treatment plant can be reliably operated under normal conditions with one of the aeration rollers 66 or 68 alone. It has been found that optimum results in operation with the supply point 18 farther away aeration roller 68 can be achieved.

Die zweite Belüftungswalze 66 dient als Reserve und wird in mehrstündigem Turnus mit 5 Minuten Laufzeit zur Turbulenzauffrischung dazugeschaltet.The second aeration roller 66 serves as a reserve and is added to the turbulence refresh in a 5-hour runtime of several hours.

Durch beide Maßnahmen, Entfernung der Prallbalken und Betrieb mit einer einzigen Belüftungswalze in­ folge geringeren Sauerstoffbedarfs durch anaerobe Vorbehandlung, wird eine beträchtliche Verminderung des Bedarfs an elektrischer Energie und damit eine beträchtliche Reduzierung der Betriebskosten der Kläranlage erreicht.By both measures, removal of the baffle bars and operation with a single breather in follow lower oxygen demand by anaerobic Pretreatment will be a significant reduction the need for electrical energy and thus one Significant reduction in operating costs Wastewater treatment plant reached.

Die Einsparung an Stromkosten übersteigt die Kosten für Basaltstaub um ein Mehrfaches.The savings in electricity costs exceed the costs for basalt dust many times over.

In Fig. 3 ist der chemische Sauerstoffbedarf CSB und in Fig. 4 der biochemische Sauerstoffbedarf innerhalb von 5 Tagen BSB5 des gereinigten Abwassers 48 in mg/l über einen längeren Zeitraum dargestellt. FIG. 3 shows the chemical oxygen demand CSB and in FIG. 4 the biochemical oxygen demand within 5 days BOD 5 of the purified wastewater 48 in mg / l over a longer period of time.

In beiden Figuren ist mit dem Bezugszeichen 100 der Zeitpunkt des Beginns der Anwendung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens nach Ausrüstung des Belebt­ schlammbeckens 10 mit dem Schacht 20 und Entfernung von den Belüftungswalzen 66, 68 benachbarten Prall­ balken bezeichnet. Nach einer Einregelzeit, deren Ende mit 102 gekennzeichnet ist, wurde ab einem danach folgenden Zeitpunkt 104 mit der Zugabe von "Gravad KL" begonnen.In both figures, the reference numeral 100, the timing of starting the application of the method according to modern equipment of the activated sludge basin 10 with the shaft 20 and removal of the aerators 66, referred beam 68 adjacent baffle. After a settling time, the end of which is marked 102 , the addition of "Gravad KL" was started at a subsequent time 104 thereafter.

Aus Fig. 3 geht deutlich hervor, daß seit diesem Zeitpunkt 104 die CSB-Werte niedriger und gleich­ mäßiger sind, gleiches gilt für den in Fig. 4 dargestellten BSB5-Wert.It is clear from FIG. 3 that since this point in time 104 the COD values are lower and more uniform, the same applies to the BOD 5 value shown in FIG. 4.

In Fig. 5 ist der zeitliche Verlauf des mittleren Gehaltes an Ammonium-Stickstoff und in Fig. 6 ist jener des mittleren Gehaltes an Nitrat-Stickstoff in mg/l im geklärten Abwasser dargestellt.In Fig. 5, the time course of the average content of ammonium nitrogen and in Fig. 6 is that of the average content of nitrate nitrogen in mg / l in the treated wastewater shown.

In diesen beiden Diagrammen ist der Zeitraum ab Einführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfaßt, d.h., daß der Nullpunkt der Zeitachse dem in Fig. 3 und Fig. 4 mit dem Bezugszeichen 100 mar­ kierten Zeitpunkt entspricht.In these two diagrams, the period from the introduction of the method according to the invention is detected, that is, that the zero point of the time axis corresponds to the marked in Fig. 3 and Fig. 4 with the numeral 100 marked time.

Mit dem Bezugszeichen 104 ist wiederum der Zeitpunkt markiert, von dem an "Gravad KL" zugegeben wurde.The reference 104 again marks the time from which "Gravad KL" was added.

In Fig. 5 ist erkennbar, daß in vier Zeitab­ schnitten trotz des verbesserten Klärverfahrens besonders hohe Ammonium-Gehalte aufgetreten sind. In Fig. 5 it can be seen that cut in four Zeitab despite the improved treatment particularly high ammonium levels have occurred.

Diese Werte sind darauf zurückzuführen, daß in den betreffenden Zeitabschnitten außergewöhnlich hohe Ammoniumgehalte von über 100 mg/l in dem der Kläranlage zugeführten Abwasser zu verzeichnen waren. Mit einer gewissen Phasenverschiebung zeigt sich eine entsprechende Zunahme des Nitratgehaltes, wie aus Fig. 6 hervorgeht.These values are attributable to the fact that during the periods in question exceptionally high levels of ammonium in excess of 100 mg / l were recorded in the sewage water fed to the treatment plant. With a certain phase shift, a corresponding increase in the nitrate content, as is apparent from Fig. 6 shows.

Claims (12)

1. Verfahren zur Reinigung von insbesondere kommunalem Abwasser in einer biologischen Kläranlage mit zu­ mindest je einem Belebtschlammbecken und einem Nachklärbecken, bei Verwendung eines bevorzugten Zusatzstoffes, der auch bei Spitzenbelastungen die Einhaltung der Maximalwerte an Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen im geklärten Abwasser ge­ währleistet, dadurch gekennzeichnet,
daß das im Kanal (16) geführte Abwasser (74) mit silikatischem Mineralstaub versetzt und dem Belebtschlammbecken (10) in Bodennähe (22) zuge­ führt wird,
daß das biologisch gereinigte Abwasser (28) von der Oberfläche (64) des Belebtschlammbeckens (10) abgeführt wird, und
daß das Abwasser (14) im Belebtschlammbecken (10) im wesentlichen frei von vertikalen Turbulenzen geführt wird.1. A process for the purification of particular municipal wastewater in a biological wastewater treatment plant with at least one each activated sludge tank and a secondary clarifier, using a preferred additive, the adherence to the maximum values of carbon and nitrogen compounds in the treated wastewater ge guaranteed even at peak loads, characterized .
that in the channel ( 16 ) guided wastewater ( 74 ) mixed with silicate mineral dust and the activated sludge tank ( 10 ) near the bottom ( 22 ) is supplied,
that the biologically purified wastewater ( 28 ) is discharged from the surface ( 64 ) of the activated sludge tank ( 10 ), and
that the waste water ( 14 ) in the activated sludge tank ( 10 ) is guided substantially free of vertical turbulence. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser (14) im Belebtschlammbecken (10) im Bereich der Oberfläche (64) belüftet wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the waste water ( 14 ) in the activated sludge basin ( 10 ) in the region of the surface ( 64 ) is ventilated. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser (14) im Zustrom zur Zufuhr­ stelle (18) und im Abstrom von der Abfuhrstelle (30) belüftet wird.3. The method according to claim 2, characterized in that the waste water ( 14 ) in the feed to supply supply ( 18 ) and in the outflow from the discharge point ( 30 ) is vented. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser (14) mittels einer Belüftungs­ walze (66, 68) belüftet wird, von der es frei ab­ strömen kann.4. The method according to claim 3, characterized in that the waste water ( 14 ) by means of a ventilation roller ( 66 , 68 ) is ventilated, from which it can flow freely. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mineralstaub dem in das Belebtschlamm­ becken (10) eingeleiteten Abwasser (14), im wesent­ lichen einmal täglich, zugegeben wird.5. The method according to claim 1, characterized in that the mineral dust in the activated sludge basin ( 10 ) introduced wastewater ( 14 ), in wesent union once a day, is added. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mineralstaub dem eingeleiteten Ab­ wasser (14) in einer Menge zugegeben wird, die wenigstens 10%, vorzugsweise etwa 20%, des Ge­ wichtes des Trockensubstanz des abgezogenen Über­ schußschlammes beträgt.6. The method according to claim 1, characterized in that the mineral dust from the introduced water ( 14 ) is added in an amount which is at least 10%, preferably about 20%, of the Ge weight of the dry substance of the withdrawn over shot sludge. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korngröße des Mineralstaubes weniger als 15 µm beträgt. 7. The method according to claim 1, characterized that the grain size of the mineral dust less than 15 microns.   8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Korngröße des Mineralstaubes im Bereich von 15 µm liegt, wobei ein hoher An­ teil im Bereich von 7 µm liegt.8. The method according to claim 7, characterized that the mean particle size of mineral dust in the range of 15 microns, with a high An Part is in the range of 7 microns. 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzstoff staubförmiger basischer Naturbasalt aus der Gruppe der Alkalibasalte, die eine kantige bis eckige Kornform aufweisen, zugegeben wird.9. The method according to claim 1, characterized that as additive dusty basic Natural basalt from the group of alkali basalts, which have an angular to angular grain shape, is added. 10. Verfahren nach Anspruch 1 und 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zugabe des staubförmigen basischen Naturbasaltes sich auf einen Staub bezieht, dessen Schüttdichte im Bereich von 1,16 g/cm3, dessen Rütteldichte im Bereich von 1,53 g/cm3, dessen BET-Oberfläche ca. 6 m2/g, dessen Dichte des nicht zerkleinerten Naturbasaltes wenigstens 2,9 g/cm3 und dessen Erweichungspunkt des nicht zerkleinerten basischen Naturbasaltes nicht unter 800° liegend, aufweist, erfolgt.10. The method according to claim 1 and 9, characterized in that the addition of the dust-like basic natural basalt refers to a dust whose bulk density in the range of 1.16 g / cm 3 , whose Rütteldichte in the range of 1.53 g / cm 3 , whose BET surface area is about 6 m 2 / g, the density of the natural basalt not crushed at least 2.9 g / cm 3 and the softening point of the not crushed basic natural basalt not less than 800 °, takes place. 11. Verfahren nach Anspruch 1, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß als staubförmiger basischer Naturbasalt (pH-Wert 7,3 bis 7,5) ein Basalt, dessen Gehalt an Alkalien und Erdalkalien zusammen wenigstens 25% beträgt, wobei der Gehalt an Alkalien alleine wenigstens 4% beträgt, verwendet wird.11. The method of claim 1, 9 and 10, characterized in that as a dusty alkaline natural basalt (pH 7.3 to 7.5) a basalt,  its content of alkalis and alkaline earths together at least 25%, where the content of alkalis alone at least 4% is used. 12.Verfahren nach Anspruch 1, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß basischer Naturbasalt mit Hauptgemenge­ bestandteilen Olivin, Pyroxen, Plagioklas und Magnetit sowie als Nebengemengebestandteile Ilmenit, Chlorit, Serpentin, Zeolite, Biotit und Apatit verwendet werden.12.A method according to claim 1, 9 and 10, characterized in that basic natural basalt with major melee ingredients include olivine, pyroxene, plagioclase and Magnetite and as minor components Ilmenite, chlorite, serpentine, zeolite, biotite and apatite are used.
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