DE3729239C2

DE3729239C2 -

Info

Publication number: DE3729239C2
Application number: DE19873729239
Authority: DE
Inventors: Ludwig 6483 Bad Soden-Salmuenster De Weidner; Helmut Dr.-Ing. 8772 Marktheidenfeld De Diettrich
Original assignee: Mitteldeutsche Hartstein-Industrie-Holding 6000 Frankfurt De GmbH; STADT BAD SODEN-SALMUENSTER 6483 BAD SODEN-SALMUENSTER DE
Current assignee: Mitteldeutsche Hartstein-Industrie-Holding 6000 Frankfurt De GmbH; STADT BAD SODEN-SALMUENSTER 6483 BAD SODEN-SALMUENSTER DE
Priority date: 1987-09-02
Filing date: 1987-09-02
Publication date: 1991-09-26
Also published as: DE3729239A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von insbesondere kommunalem Abwasser in einer biologischen Kläranlage gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention relates to a method for cleaning of municipal wastewater in particular in a biological WWTP according to the generic term of the main claim.

Ein solches Verfahren wird durch die US-PS 42 82 102 ausgewiesen und sieht ein Belebtschlamm-Abwassersystem vor, das in der Lage ist, die zu reinigende Kraft der Mikroorganismen in beweglicher Suspension während ihrer Verweilzeit im Belebtschlammbecken zu erhalten. Die Flüssigkeit im Belebtschlammbecken ist mit teilchenförmigen, mineralische Oberflächen bildenden Bestandteilen vermischt, auf welchen sich die vom Abwasser getragenen Mikroorganismen absetzen und mit dem abwasser-verwandten, organischen Material zusammenwirken können. Die teilchenförmigen Bestandteile sind in der Lage, die Mikroorganismen im Belebtschlammbecken zurückzuhalten. Dadurch erübrigt sich die Notwendigkeit, das Nachklärbecken aus dem Belebtschlammbecken mit einer Flüssigkeit zu versorgen, deren Mikroorganismen hohe Konzentrationen aufweisen, die denen des Belebtschlammbeckens annähernd entsprechen.Such a method is described in US Pat. No. 4,282,102 identified and sees an activated sludge sewage system before that is able to clean the one Power of microorganisms in mobile suspension during their stay in the activated sludge pool to obtain. The liquid in the activated sludge tank is with particulate, mineral surfaces constituents mixed on which settle the microorganisms carried by the wastewater and with the wastewater-related, organic Can interact material. The particulate components are able to hold back the microorganisms in the activated sludge tank. This eliminates the need for the clarifier from the activated sludge pool with a To supply liquid to their microorganisms have high concentrations that those of the activated sludge basin approximate.

Die Kapazität des Nachklärbeckens, die Größe der zugehörigen Rohrleitungen und Pumpvorrichtung können für dieses System von kleinerem Ausmaß sein, als bei den bekannten Systemen dieser Art, wobei weniger Energie zur Förderung aus dem Belebtschlammbecken in das Nachklärbecken und zur partiellen Rückführung des Klärschlammes zu dem Belebtschlammbecken erforderlich ist. Zur Erreichung dieser Ziele ist nach dem Abwasserklärsystem gemäß der vorliegenden Schrift der Zusatz inerter, d. h. an den chemischen Vorgängen nicht beteiligter, vorklassierter, teilchenförmiger Stoffe, z. B. Natursand, zum Belebtschlammbecken entweder vor der ersten Einführung der Flüssigkeit oder aber während ihrer Verweilzeit in diesem Becken erforderlich.The capacity of the secondary clarifier, the size of the associated piping and pumping device can be of smaller scale for this system than with the known systems of this type, taking less energy to pump from the activated sludge pool into the clarifier and for the partial return of the sewage sludge to the Activated sludge pool is required. To achieve these goals is according to the wastewater treatment system according to the present document the addition inert, d. H. on the chemical processes not involved, pre-classified, particulate Fabrics, e.g. B. natural sand, to the activated sludge pool either before the first introduction of the liquid or during their stay in this pool required.

Des weiteren ist die Bereitstellung von Mitteln zur Belüftung, Mischung und Fließbewegung der Flüssigkeit vorgesehen, und zwar derart, daß das feine teilchenförmige Material in Dispersion in dem Belebtschlammbecken gehalten wird.Furthermore, the provision of funds for ventilation, mixing and flow movement of the Liquid provided, in such a way that the fine particulate material in dispersion in the Activated sludge basin is kept.

Darüberhinaus ist vorgesehen, daß Flüssigkeit aus dem Belebtschlammbecken zur Förderung an ein Nachklärbecken abgezogen wird, wobei der teilchenförmige Stoff und die Mikroorganismen in dem Belebtschlammbecken im wesentlichen zurückbleiben. In addition, it is provided that liquid from the activated sludge basin for pumping on Secondary clarifier is withdrawn, the particulate Substance and the microorganisms in the Activated sludge basins essentially remain.

Nachteile dieses bekannten Systems sind, daß die Oberflächen des Gesteinsmaterials keine scharfeckigen/ kantigen Formen aufweisen und die Bruchflächen dieser, üblicherweise korpuskularen Teilchen, nicht hinreichend rauh genug sind, um eine genügend haftfeste Ablagerungsmöglichkeit für die Mikroorganismen zu bieten.Disadvantages of this known system are that Rock material surfaces no sharp / have angular shapes and the fracture surfaces these, usually corpuscular particles, are not sufficiently rough enough to be sufficient Adhesive deposit possibility for the microorganisms to offer.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren nach der eingangs beschriebenen Art zu nennen, das eine Stabilisierung, d. h. Einhaltung optimaler Lebens- und Wachstumsbedingungen für die verschiedenen Bakterien und Mikroorganismen ermöglicht, wobei die aus Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen zusammengesetzte Schmutzfracht durch heterotrope und autotrope Bakteriengruppen oxidativ abgebaut wird.The object of the present invention is a method to be named after the type described at the beginning, this is a stabilization, d. H. Compliance optimal Living and growing conditions for the different Bacteria and microorganisms, the composed of carbon and nitrogen compounds Dirt load through heterotropic and autotropic Bacterial groups are broken down oxidatively.

Beide Bakteriengruppen weisen unterschiedliche Verdopplungszeiten, verschiedene Lebensbedingungen und teilweise konkurrierendes Verhalten auf. Der simultane oxidative Abbau unterschiedlicher Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen setzt daher eine gezielte Steuerung zur Einhaltung eines stabilen Klärprozesses voraus. Both groups of bacteria have different Doubling times, different living conditions and partially competitive behavior. The simultaneous oxidative degradation of different carbon and nitrogen compounds therefore use one targeted control to maintain a stable Clarification process ahead.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung.This task is solved by the characteristics in characteristic part of the main claim. The subclaims relate to preferred embodiments of the invention.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren durchströmt das Abwasser das Belebtschlammbecken in einer schraubenförmig zu bezeichnenden Bahn.In the method according to the invention, the waste water flows through it Activated sludge basin in a screw-shaped one Train.

Dabei findet zuerst im Bodenbereich des Belebtschlammbeckens unter anaeroben Bedingungen ein Abbau von Nitrat bei gleichzeitiger Oxidation von Kohlenstoffverbindungen statt. Ein beträchtlicher Anteil des Nitratgehaltes wird also unter Einwirkung von Bakterien durch die im Abwasser ohnehin enthaltenen Substanzen abgebaut. Wenn das Abwasser nach einigen Umläufen im Becken allmählich an die Oberfläche gelangt, so findet im Anschluß an die anaerobe Behandlung eine aerobe Behandlung statt, wobei die vorgesehene, als erfindungswesentlich anzusehende 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 entgegengewirkt wird. Infolge seines spezifischen Gewichtes bewirkt der Mineralstaub eine sehr gute Absetz- 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.This takes place first in the bottom area of the activated sludge basin degradation of under anaerobic conditions Nitrate with simultaneous oxidation of carbon compounds instead of. A significant proportion of the Nitrate content is therefore affected by bacteria due to the substances contained in the waste water anyway reduced. If the wastewater after a few cycles gradually reaches the surface in the pool, so after the anaerobic treatment aerobic treatment instead, the intended one to be regarded as essential to the invention Addition of silicate mineral dust in the activated sludge basin causes the Attach bacteria to the surface of the solid so that their washout from the activated sludge was significantly counteracted becomes. Due to its specific weight the mineral dust causes a very good settling and thickening property of the activated sludge flake. It has been shown that on the surface of the Mineral dust settle mainly bacteria that the Degradation of nitrogen compounds.

Die aerobe Behandlung wird begünstigt, wenn das Abwasser im Belebtschlammbecken im oberflächennahen Bereich belüftet wird. Indem dem Abwasser zusätzlich Sauerstoff aus der Luft zugeführt wird, tritt eine erhebliche Beschleunigung der Reaktion ein, so daß trotz relativ kurzer Verweilzeit im Belebtschlammbecken eine weitgehende Oxidation der Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen, bei praktisch vollständiger Klärung, stattfindet.The aerobic treatment is favored when the wastewater in the activated sludge pool near the surface Area is ventilated. By adding oxygen from the air to the wastewater a considerable acceleration occurs the reaction, so that despite a relatively short residence time extensive oxidation in the activated sludge basin of carbon and nitrogen compounds, at practically complete clarification takes place.

Die Belüftung erfolgt vorteilhafterweise an einer Stelle, die im Zustrom zur Zufuhrstelle und im Abstrom von der Abfuhrstelle angeordnet ist. Dadurch muß die der Oberfläche nächstliegende Schicht bis zum Erreichen der vorzugsweise als Überlauf ausgebildeten Abfuhrstelle noch einen nahezu vollständigen Umlauf im Belebtschlammbecken ausführen. The ventilation is advantageously carried out on one Place that is in the inflow to the feed point and in the outflow is arranged from the collection point. This means that the layer closest to the surface until the preferably overflow is reached Pick-up point is almost complete Carry out circulation in the activated sludge basin.

Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bereits vorhandenen Kläranlage kann das Abwasser mittels einer Belüftungswalze belüftet werden. 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 entfernen. Es hat sich bewährt, oberhalb der Belüftungswalze Gummischürzen als Spritzwasserschutz anzubringen.When carrying out the method according to the invention in an existing wastewater treatment plant Wastewater aerated with an aeration roller will. It is to avoid vertical turbulence important that the wastewater from the aeration roller can flow freely. For this it is necessary in Downflow of the aeration roller, if any To remove mixing devices, such as baffle bars or the like. It has proven itself above the aeration roller To attach rubber aprons as splash protection.

Die Zugabe des Mineralstaubes erfolgt am einfachsten, wenn der Mineralstaub einmal täglich dem in das Belebtschlammbecken eingeleiteten Abwasser im wesentlichen zugegeben wird. Ebenfalls wird in der Regel der aus dem Nachklärbecken abgezogene Belebtschlamm als Rücklaufschlamm dem zugeführten Abwasser beigemischt. Selbstverständlich sind auch absatzweise oder kontinuierliche Zugaben möglich.The easiest way to add the mineral dust is if the mineral dust enters the activated sludge basin once a day discharged waste water essentially is added. Also in the As a rule, the activated sludge withdrawn from the secondary clarifier as return sludge to the wastewater supplied added. Of course, are also batch or continuous Additions possible.

Die Menge des dem eingeleiteten Abwasser zudosierten Mineralstaubes beträgt wenigstens 10%, vorzugsweise etwa 20%, des Gewichtes der Trockensubstanz des abgezogenen Überschußschlammes. Bei der bevorzugten Menge ergibt sich ein besonders stabiles Betriebsverhalten der Kläranlage. The amount of the wastewater discharged Mineral dust is at least 10%, preferably about 20%, the weight of the dry matter of the withdrawn Excess sludge. With the preferred Quantity results in a particularly stable operating behavior the sewage treatment plant.

Ein vorzeitiges Absetzen des Mineralstaubes und damit eine Anreicherung als Bodenschlamm im Belebtschlammbecken tritt nicht ein, wenn die Korngröße des Mineralstaubes weniger als 50 µm beträgt.A premature settling of the mineral dust and thus enrichment as soil sludge in the activated sludge basin does not occur when the grain size of the mineral dust is less than 50 µm.

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 Belebtschlamm ohne weiteres mitgeführt und bewirkt im Nachklärbecken einen raschen Absetz- und Eindickvorgang des Belebtschlammes aus dem gereinigten Abwasser.The average grain size of the is advantageously Mineral dust in the range of 15 µm with a high Share in the range below 7 µm. With this grain size, the mineral dust from the activated sludge easily carried and causes in the clarifier a quick settling and thickening process the activated sludge from the cleaned wastewater.

Als Zusatzstoff wird staubförmiger basischer Naturbasalt aus der Gruppe der Alkalibasalte, die eine dem gemahlenen basischen Naturbasalt zwangsläufig zukommende kantige bis eckige Form aufweisen, zugegeben. Basalt eignet sich nicht nur aufgrund seiner Dichte besonders gut zur Verwendung als mechanisches Hilfsmittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, sondern bietet aufgrund seiner chemischen Eigenschaften günstige Voraussetzungen für die Ansiedelung von Bakterien auf seiner Oberfläche. Besonders empfehlenswert ist die Verwendung von reinem Basaltstaub, der unter der Bezeichnung "Gravad KL" erhältlich ist.Dusty basic natural basalt is used as an additive from the group of alkali basalts, the one the ground basic natural basalt inevitably have angular to angular shape, added. Basalt is not only suitable because of its density particularly good for use as a mechanical aid to carry out the method according to the invention, but offers due to its chemical Properties favorable conditions for the settlement of bacteria on its surface. Especially the use of pure is recommended Basalt dust, which is called "Gravad KL" is available.

Als besonders günstig hat sich staubförmiger basischer 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 Erweichtungspunkt des nicht zerkleinerten basischen Naturbasaltes nicht unter 800°C liegend, aufweist.Dust-like basic has proven to be particularly favorable Natural basalt proven to have a bulk density in the range of 1.16 g / cm³, a BET surface area of approx. 6 m² / g, a vibration density in the range of 1.53 g / cm², a density of the non-crushed natural basalt of at least 2.9 g / cm³ and a softening point of the not crushed basic natural basalt not below 800 ° C.

Durch die Zugabe von staubförmigem basischem Naturbasalt in das Belebtschlammbecken einer Kläranlage wird eine Stabilisierung und Intensivierung des Klärprozesses erzielt.By adding dusty basic natural basalt in the activated sludge basin of a sewage treatment plant becomes a stabilization and intensification of the clarification process achieved.

Dieses Ergebnis beruht auf dem Zusammenwirken vor allem folgender fünf vorteilhafter Wirkungen des staubförmigen basischen Naturbasaltes:This result is based on the interaction following all five beneficial effects of dusty basic natural basaltes:

1. Due to the dust is a significant enlargement the reactive surface in the activated sludge pool reached.
2. On the surface of the basic natural basalt settle the degradation contained in the wastewater bacteria causing organic substances, so that their number increases significantly. In particular, basic natural basalt offers ideal Conditions for growth of anaerobic acting Nitrate-degrading bacteria. Furthermore points basic natural basalt dust catalytic properties for microbiological conversion processes.
3. Basic natural basalt causes due to its high specific weight a longer residence time of the Bacteria fixed on its surface in the activated sludge basin.
4. The basic natural basalt works due to its Alkali content stabilizing as a buffer in relation compliance with the pH value in the activated sludge tank and has a good ion exchange capacity on.
5. The basic natural basalt shows a high attachment capacity for ionically charged foam flakes.

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

Der zur Herstellung des Staubes eingesetzte Alkalibasalt sollte daher einen Gehalt an Alkalien und Erdalkalien 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 basalt used to produce the dust should therefore contain alkalis and alkaline earths of together at least 25% and a salary of alkalis alone of at least 4%, each calculated as oxides, the pH at 7.3 to 7.5 lies.

Als besonders geeignet ist ein Alkalibasalt zu empfehlen, der als Hauptgemengebestandteile Olivin, Pyroxen, Plagioklas und Magnetit sowie als Nebengemengebestandteile Ilmenit, Chlorit, Serpentin, Zeolite, Biotit und Apatit aufweist.An alkali basalt is particularly suitable recommend that the main batch components are olivine, Pyroxen, plagioclase and magnetite as well as minor components Ilmenite, chlorite, serpentine, zeolite, Has 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 amount of floating sludge in the clarifier and in the excess sludge storage was significantly reduced. The following were on average in the clarified wastewater significantly reduced residual substances:

Der gemäß Einleitererlaubnis zulässige Maximalwert von 0,5 ml absetzbarem Stoff pro Liter konnte stets eingehalten werden und lag im Mittel weit darunter.The maximum value permitted by the single-introducer permit of 0.5 ml of settable substance per liter could always be observed and was on average far below.

Das Überschuß-Schlammaufkommen hatte sich etwa verdoppelt. The excess sludge had roughly doubled.

Die Erfindung wird durch die Zeichnungen einer beispielsweisen Ausführung näher erläutert.The invention is illustrated by the drawings an exemplary embodiment explained in more detail.

Fig. 1 zeigt eine zur Durchführung des Verfahrens umgerüstete Kläranlage schematisch von oben. Fig. 1 shows an upgraded waste water treatment plant for performing the method 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 from Fig. 1 in longitudinal section.

Fig. 3 zeigt den zeitlichen Verlauf des CSB-Gehaltes im geklärten Abwasser. Fig. 3 shows the time course of the COD content in the treated wastewater.

Fig. 4 zeigt den zeitlichen Verlauf des BSB₅-Gehaltes im geklärten Abwasser. Fig. 4 shows the time course of the BOD₅ content in the clarified 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 clarified 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 clarified wastewater.

In Fig. 1 ist eine ein Belebtschlammbecken 10 und ein Nachklärbecken 12 aufweisende kommunale Kläranlage dargestellt. In Fig. 1 a an activated sludge tank 10 and a final sedimentation tank 12 is shown containing municipal sewage treatment plant.

Fig. 2 zeigt das Belebtschlammbecken 10 im Längsschnitt. Das Abwasser 14 strömt nach einer hier nicht dargestellten 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 Belebtschlammbeckens 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 ausgebildeten Abfuhrstelle 30 von der Oberfläche 64 des Belebtschlammbeckens 10 abgeführt. Fig. 2 shows the activated sludge basin 10 in longitudinal section. After a Venturi channel quantity measurement (not shown here), the wastewater 14 flows via a channel 16 at a feed point 18 into the 2.80 m deep activated sludge basin 10 , which has a volume of 1,600 m 3. The wastewater 14 is guided by means of a shaft 18 to near the bottom 22 of the activated sludge basin 10 . The activated sludge basin 10 is designed as a circulation basin in which there is a slow flow following the directional arrows 24, 26 . The biologically cleaned waste water 28 is discharged with the activated sludge from the surface 64 of the activated sludge basin 10 at the discharge point 30 designed as an overflow.

An der Abfuhrstelle 30 ist ein höhenverstellbares Überfallwehr 32 vorgesehen, mit welchem die Belüftungsleistung im Belebtschlammbecken 10 geregelt wird. 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. 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 Wasserspiegel um 15 cm überragende Betonwand 44 aufweist. Am äußeren Umfang der Auslaufrinne 42 ist eine Zahnkante 46 vorgesehen, über die das geklärte Abwasser 48 das Nachklärbecken 12 verläßt.At the discharge point 30 , a height-adjustable overflow weir 32 is provided, with which the aeration performance in the activated sludge basin 10 is regulated. Via a connecting line 34 , the sludge-water mixture 28 is fed to the secondary clarifier 12, which is designed as a pointed funnel with an average depth of 2.30 m and a volume of 800 m 3, via a central structure 36 with stem inlets 38 arranged in its center. Within the secondary clarifier 12 , a discharge channel 42 is arranged concentrically to its outer wall 40 on concrete brackets at a distance of 50 cm, which runs 1 m deep into the water level and has on its inner circumference a concrete wall 44 projecting beyond the water level by 15 cm. A toothed edge 46 is provided on the outer circumference of the discharge channel 42 , via which the clarified waste water 48 leaves the secondary clarifier 12 .

Im Nachklärbecken 12 ist ein kontinuierlich betriebener Rundräumer 50 vorgesehen, welcher den am Boden des Nachklärbeckens 12 abgesetzten Belebtschlamm 52 zur Trichterspitze des Nachklärbeckens 12 räumt. Von dort wird der vom gereinigten Abwasser getrennte Belebtschlamm 52 über eine Verbindungsleitung und eine Schneckenpumpe 54 über den Einlaufkanal für das Rohabwasser zurück in das Belebtschlammbecken geführt, sowie eine Überschußschlammleitung 58 einem in der Zeichnung nicht dargestellten Eindicker mit nachgeschalteter Siebbandpresse geführt. Von der Schlammleitung 56 zweigt eine Rücklaufschlammleitung 60 ab, welche in den Einlaufkanal 16 für das Abwasser 14 mündet.A continuously operated rotary scraper 50 is provided in the secondary clarifier 12 , which clears the activated sludge 52 deposited at the bottom of the secondary clarifier 12 to the funnel tip of the secondary clarifier 12 . From there, the activated sludge 52 separated from the cleaned waste water is fed back into the activated sludge basin via a connecting line and a screw pump 54 via the inlet channel for the raw waste water, and an excess sludge line 58 is guided to a thickener (not shown in the drawing) with a downstream belt press. A return sludge line 60 branches off from the sludge line 56 and opens into the inlet channel 16 for the waste water 14 .

Das mit Belebtschlamm und Mineralstaub angereicherte Abwasser 14 tritt, wie oben beschrieben, in Bodennähe 22 in das Belebtschlammbecken 10 ein. Während mehrere Umläufe im Bodenbereich des Belebtschlammbeckens 10 stattfinden, erfolgt unter Einwirkung der im Rücklaufschlamm enthaltenen Bakterien eine anaerobe Behandlung, bei der sich die entsprechenden Bakterien vermehren. As described above, the wastewater 14 enriched with activated sludge and mineral dust enters the activated sludge basin 10 near the bottom 22 . While several cycles take place in the bottom area of the activated sludge basin 10 , an anaerobic treatment takes place under the action of the bacteria contained in the return sludge, during 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 broken down.

Je mehr sich das Wasser im Belebtschlammbecken 10 nach zahlreichen Umläufen allmählich der Oberfläche 64 nähert, umsomehr Luftsauerstoff steht zur Verfügung, so daß ein Übergang zu einer aeroben Behandlung stattfindet.The more the water in the activated sludge pool 10 gradually approaches surface 64 after numerous circulations, the more atmospheric oxygen 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 angeordnet, welche eine intensive Vermischung von Luft und Wasser bewirken, so daß dieses mit Sauerstoff angereichert wird. Zur Vermeidung jeder vertikalen Turbulenz im Belebtschlammbecken 10 wurden im Abstrom der Belüftungswalzen ursprünglich vorhandene bis 65 cm unter die Oberfläche 64 reichende Prallbalken entfernt. Als Schutz gegen Spritzwasser sind an den Belüftungswalzen 68 und 70 Gummischürzen 70 bzw. 72 vorgesehen.On the surface 64 in the activated sludge pool 10 two 6 m long aeration rollers 66 and 68 are arranged, which cause an intensive mixing of air and water, so that this is enriched with oxygen. In order to avoid any vertical turbulence in the activated sludge basin 10 , baffle beams originally present up to 65 cm below the surface 64 were removed in the downstream of the aeration rollers. Rubber aprons 70 and 72 are provided on the ventilation rollers 68 and 70 as protection against splash water.

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 Sauerstoffgehaltes vom Sollwert wird die Höhe des Überlaufwehres 32 automatisch verstellt. At the discharge point 30 of the activated sludge basin 10 , a measuring probe is arranged, which enables the continuous monitoring of the oxygen content of the outflowing biologically cleaned waste water 28 . The oxygen content should be between <0 and 0.3 mg / l. If the measured oxygen content deviates from the target value, the height of the overflow weir 32 is automatically adjusted.

Bei steigendem Wasserspiegel nimmt die Eintauchtiefe und damit die Wirksamkeit der Belüftungswalzen 66 und 68 zu, so daß dem Wasser mehr Sauerstoff zugeführt wird. Umgekehrt führt eine Senkung des Wasserspiegels zu einer Abnahme des Sauerstoffgehaltes.As the water level rises, the immersion depth and thus the effectiveness of the aeration rollers 66 and 68 increase, so that more oxygen is added to the water. 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 Zufuhrstelle 18 weiter entfernt liegenden Belüftungswalze 68 erreicht werden. Die zweite Belüftungswalze 66 dient als Reserve und wird in mehrstündigem Turnus mit 5 Minuten Laufzeit zur Turbulenzauffrischung dazugeschaltet.Tests have shown that the sewage treatment plant can be operated reliably under normal conditions with one of the ventilation rollers 66 or 68 alone. It was found that optimum results are achieved during operation with the ventilation roller 68 which is further away from the feed point 18 . The second aeration roller 66 serves as a reserve and is switched on for a period of several hours with a 5-minute running time to refresh the turbulence.

Durch beide Maßnahmen, Entfernung der Prallbalken und Betrieb mit einer einzigen Belüftungswalze infolge geringeren Sauerstoffbedarfs durch anaerobe Vorbehandlung, wird eine beträchtliche Verminderung des Bedarfs an elektrischer Energie und damit eine beträchtliche Reduzierung der Betriebskosten der Kläranlage erreicht. Die Einsparung an Stromkosten übersteigt die Kosten für Basaltstaub um ein Mehrfaches.By both measures, removal of the impact beams and operation with a single aeration roller as a result lower oxygen requirements due to anaerobic Pretreatment will be a significant reduction of the need for electrical energy and thus one considerable reduction in the operating costs of the Sewage treatment plant reached. The saving in electricity costs exceeds 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. In Fig. 3 the chemical oxygen demand COD and in Fig. 4 the biochemical oxygen demand within 5 days BOD₅ of the purified wastewater 48 in mg / l is shown over a longer period.

In beiden Figuren ist mit dem Bezugszeichen 100 der Zeitpunkt des Beginns der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Ausrüstung des Belebtschlammbeckens 10 mit dem Schacht 20 und Entfernung von den Belüftungswalzen 66, 68 benachbarten Prallbalken 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, indicated the date of application of the inventive method after equipment of the activated sludge basin 10 with the shaft 20 and removal of the aerators 66, 68 adjacent impact beam with the reference numeral 100, the timing. After a settling time, the end of which is marked 102 , the addition of "Gravad KL" was started from a subsequent point in time 104 .

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

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 temporal course of the mean content of ammonium nitrogen and is in Fig. 6 that the average content of nitrate nitrogen in mg / l is shown in the clarified effluent.

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 markierten Zeitpunkt entspricht. Mit dem Bezugszeichen 104 ist wiederum der Zeitpunkt markiert, von dem an "Gravad KL" zugegeben wurde.In both of these diagrams the time period is detected from the introduction of the inventive method, that is, the zero point of the time axis corresponds to that in Fig. 3 and Fig. 4 marked with the reference numeral 100 time. The reference number 104 again marks the point in time from which "Gravad KL" was added.

In Fig. 5 ist erkennbar, daß in vier Zeitabschnitten trotz des verbesserten Klärverfahrens besonders hohe Ammonium-Gehalte aufgetreten sind. In Fig. 5 it can be seen that, despite the improved clarification process, particularly high ammonium contents have occurred in four time periods.

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 can be traced back to the fact that, in the periods in question, unusually high ammonium contents of over 100 mg / l were recorded in the wastewater fed to the sewage treatment plant. With a certain phase shift there is a corresponding increase in the nitrate content, as can be seen from FIG. 6.

Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet auch bei Spitzenbelastungen die Einhaltung der Maximalwerte an Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen im geklärten Abwasser.The method according to the invention also ensures Peak loads compliance with the maximum values of carbon and nitrogen compounds in the clarified Sewage.

Claims

1.Process for the purification of, in particular, municipal wastewater in a biological sewage treatment plant with at least one activated sludge tank each with one or more aerator rollers, from which the waste water can flow freely, and a secondary clarifier, discharge of excess sludge, sludge return and use of a mineral dust as an additive , characterized ,
that the supplied waste water ( 14 ) together with the returned sludge and the mineral dust is fed to the activated sludge basin ( 10 ) near the bottom ( 22 ), and
that basic natural basalt with a grain size of <50 μm is used as the mineral dust, the amount of which is at least 10%, preferably 20%, by weight of the dry substance of the excess sludge drawn off.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the grain size of the mineral dust is less than 15 µm or the average grain size exceeds this limit, with a high grain content is in the range of 7 µm.

3. The method according to claim 1, characterized in that the additive natural basalt from the group is the alkali basalt, the pure density is at least 2.9 g / cc.

4. The method according to claim 1, characterized in that a dusty basic Natural basalt is added, the Bulk density in the range of 1.16 g / cm³, the Vibration density in the range of 1.53 g / cm³, the BET Surface approx. 6 m² / g, the density of which is not crushed Natural basalt at least 2.6 g / cm³, whose softening point of the non-crushed basic natural basalt not below 800 ° C and whose pH is between 7.3 and 7.5.

5. The method according to claim 4, characterized in that the content of the basic to be added At least natural basalt in alkalis and alkaline earths Is 25%, at least the content of alkalis alone Is 4%.

6. The method according to claim 4, characterized in that basic natural basalt with main batch components Olivine, pyroxene, plagioclase and Magnetite as well as minor components Ilmenite, chlorite, serpentine, zeolite, biotite and apatite can be used.