DE4036548A1

DE4036548A1 - Verfahren zur reinigung von abwasser mit hilfe einer abwasserreinigungsanlage die zwei belebungsstufen aufweist

Info

Publication number: DE4036548A1
Application number: DE19904036548
Authority: DE
Inventors: Botho Prof Dr Ing Boehnke; Bernd Dr Ing Diering
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-11-16
Filing date: 1990-11-16
Publication date: 1992-05-21
Anticipated expiration: 2010-11-17
Also published as: ITMI912977A1; ES2046099A1; AT400709B; ATA55991A; IT1251780B; RU2068811C1; DE4036548C2; ES2046099B1; ITMI912977A0

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Abwas ser mit Hilfe einer Abwasserreinigungsanlage, die zwei Bele bungsstufen, eine Zwischenklärung zwischen der ersten Bele bungsstufe und der zweiten Belebungsstufe, eine Nachklärung hinter der zweiten Belebungsstufe und Schlammkreisläufe auf weist.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Reinigung von Abwasser, welches der sogenannten Adsorptionstechnologie an gehört (DE 26 40 875). Hier wird das Abwasser in eine erste, mit Umgebungsluft belüftete Belebungsstufe, die sogenannte Adsorptionsstufe, eingeführt, die mit einer Raumbelastung von etwa 10 kg BSB₅ pro Kubikmeter und Tag, oder auch mehr, betrieben wird. Danach wird das ablaufende, in der Adsorp tionsstufe behandelte Abwasser einer Zwischenklärung unter worfen. Im Anschluß gelangt das Abwasser in eine zweite, mit Umgebungsluft belüftete, geringer belastete Belebungsstufe. Aus der Zwischenklärung wird Schlamm abgezogen und teilweise in Form von Rücklaufschlamm in die Adsorptionsstufe zurück geführt, teilweise als Überschußschlamm aus dem Schlammkreis lauf abgezogen. Aus der Nachklärung der zweiten Belebungs stufe wird Schlamm in Form von Rücklaufschlamm und Überschuß schlamm abgezogen. Die Adsorptionsstufe wird mit einer Schlammbelastung von mindestens 2 kg BSB₅ pro Kilogramm Trockensubstanz und Tag betrieben, wobei durch die Menge des aus der Zwischenklärung abgezogenen Überschußschlammes der Schlamm in der Einarbeitungsphase, in der Substratatmung ein setzt, gehalten wird, was diese Belebungsstufe zur Adsorp tionsstufe macht. Der Überschußschlamm aus der zweiten, mit einer Schlammbelastung von 0,15 kg BSB₅ pro Kilogramm Troc kensubstanz und Tag betriebenen Belebungsstufe wird ohne Rückführung aus dem Schlammkreislauf entfernt. Im Ergebnis wird eine verhältnismäßig strenge Trennung der Biozönosen der beiden Belebungsstufen eingerichtet. Die bekannten Maß nahmen haben sich bewährt, jedoch konnte dieses Verfahren in bezug auf die Stabilität des Reinigungsvorganges bei toxischen Stößen, Salzstößen, pH-Stößen verbessert werden (EP 01 25 546). Diese Verbesserung ist dadurch gekennzeich net, daß die Populationsdichte der Biozönosen in der Adsorp tionsstufe bestimmt und überwacht sowie auf einen mittleren Wert von zumindest 500 Mio. Prokaryontenkeimen im Kubikzenti meter gehalten wird, indem man der Adsorptionsstufe mit dem Rohwasser pro Volumeneinheit 2 Gew.-% bis 15 Gew.-% der in der Volumeneinheit der Adsorptionsstufe arbeitenden Biomasse in Form von Prokaryonten als Ergänzungsbiomasse zuführt. Vor zugsweise wird im Rahmen dieser Maßnahmen in der Adsorptions stufe eine mittlere Populationsdichte von zumindest 700 Mio. Prokaryontenkeimen im Kubikzentimeter aufrechterhalten. Die Menge der Ergänzungsbiomasse kann durch eine Variation der Vorklärung zwischen Teilvorklärung und vorklärungsfrei einge stellt werden. Sie wird zumeist in einer Menge von 5 bis 15 Gew.-% zugeführt.

Bei einer Abwasserreinigungsanlage, die nach der bekannten Adsorptionstechnologie wie beschrieben betrieben wird, fällt der Überschußschlamm hauptsächlich, nämlich zu etwa 80%, in der Adsorptionsstufe und zu etwa 20% in der zweiten Bele bungsstufe an. Der Überschußschlamm der Adsorptionsstufe ist, jedenfalls wenn die Adsorptionsstufe in der angegebenen Wei se mit Prokaryonten betrieben wird, leicht zu entwässern. Zumeist reicht eine bloße statische Entwässerung. Der Über schußschlamm aus der zweiten Belebungsstufe hat eine andere Zusammensetzung und bedarf zur Entwässerung einer aufwendi gen zusätzlichen Behandlung, z. B. durch Zentrifugen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Reinigung von Abwasser, welches nach der Adsorptionstechno logie arbeitet, anzugeben, bei dem die Menge an Überschuß schlamm, der in der vorstehend beschriebenen Weise der auf wendigen Entwässerung bedarf, wesentlich reduziert ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Reinigung von Abwasser mit Hilfe einer Abwas serreinigungsanlage, die zwei Belebungsstufen, eine Zwi schenklärung zwischen der ersten und zweiten Belebungsstufe, eine Nachklärung hinter der zweiten Belebungsstufe und Schlammkreisläufe aufweist, wobei die folgenden Verfahrens schritte verwirklicht werden:

a) die erste Belebungsstufe wird als Adsorptions stufe mit einer Schlammbelastung von min destens 2 kg BSB₅ pro Kilogramm Trockensub stanz und Tag aerob oder fakultativ anaerob mit hauptsächlich Prokaryonten in der arbei tenden Biomasse betrieben.
b) die zweite Belebungsstufe wird als belüftete Stufe mit einer Schlammbelastung von unter 0,15 kg BSB₅ pro Kilogramm Trockensubstanz und Tag betrieben,
c) der Schlamm aus der Nachklärung wird zumindest teilweise in die Adsorptionsstufe wieder ein geführt, und zwar mit der Maßgabe, daß die Menge des in die Adsorptionsstufe wieder ein geführten Schlammes den Betrieb der ersten Belebungsstufe als Adsorptionsstufe nicht stö rend beeinträchtigt,

wobei außerdem Schlamm aus der Zwischenklärung in die Adsorptionsstufe als Rücklaufschlamm wieder eingeführt oder als Überschußschlamm abgeführt wird und wobei im übrigen Schlamm aus der Nachklärung in die zweite Belebungsstufe als Rücklaufschlamm wieder eingeführt und, soweit es trotz des Verfahrensschrittes c) noch erforderlich ist, Überschuß schlamm aus der Nachklärung abgeführt wird.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die eingangs beschriebenen Verfahren, welche in der angegebenen Weise mit hauptsächlich Prokaryonten in der Adsorptionsstufe arbeiten, nicht nur stabil sind bei toxischen Stößen, Salzstößen und pH-Stößen, sondern überraschenderweise auch stabil sind bei selbst starken biologischen Stößen. Die Erfindung nutzt diese Tatsache, um die Menge des aus der zweiten Belebungs stufe abzuziehenden, an sich nicht leicht zu entwässernden Schlammes zu reduzieren. Dazu wird zumindest teilweise der Überschußschlamm aus der zweiten Belebungsstufe in die Adsorptionsstufe wieder eingeführt. Die Menge an Überschuß schlamm in der ersten Belebungsstufe wird dadurch zwar ver größert. Überraschenderweise wird aber die vorteilhafte, leicht entwässerbare Zusammensetzung des Überschußschlammes aus der Adsorptionsstufe nicht beeinträchtigt. Bei dem be kannten, nach der Adsorptionstechnologie arbeitenden Verfah ren zur Reinigung von Abwasser wird aus der Adsorptionsstufe im allgemeinen ein Überschußschlamm abgezogen, dessen Troc kensubstanzgehalt im Bereich von 5 bis 7 Gew.-% liegt. Ar beitet man nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Rück führung von Schlamm aus der Nachklärung in die Adsorptions stufe, so erhöht sich der Trockensubstanzgehalt des Über schußschlammes, der aus der Adsorptionsstufe abgezogen wird, auf etwa 7 bis 9 Gew.-%. Der gesamte Schlamm, der im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens als Überschußschlamm aus der ersten Belebungsstufe abgezogen wird, ist, wie beschrie ben, leicht entwässerbar. Wesentlich ist, daß die erste Be lebungsstufe im Sinne der einleitenden Definitionen als Ad sorptionsstufe betrieben wird und eine sogenannte Kontakt stabilisierung in der ersten Belebungsstufe unterbleibt (vgl. Wat. Pollut. Control 1973, S. 710, Fig. 7).

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Mög lichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung des Ver fahrens, und zwar auch im Sinne einer Optimierung. So lehrt die Erfindung, die erste Belebungsstufe mit im Mittel zumin dest 50·10⁶ Prokaryontenkeimen im Kubikzentimeter zu be treiben. Die zweite Belebungsstufe wird vorzugsweise mit einer Schlammbelastung von unter 0,10 kg BSB₅ pro Kilogramm Trockensubstanz und Tag betrieben. Besonders bewährt hat sich ein Betrieb mit etwa 0,06 bis 0,07 kg BSB₅ pro Kilo gramm Trockensubstanz und Tag. Im Rahmen der Erfindung liegt es, Schlamm aus der Adsorptionsstufe in die zweite Bele bungsstufe einzuführen, wie es zur Blähschlammbekämpfung an sich bekannt ist (DE 35 08 299). Das erfindungsgemäße Ver fahren kann so geführt werden, daß der Schlamm aus der Nach klärung vollständig in die erste Belebungsstufe wieder ein geführt wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher er läutert.

Die einzige Figur zeigt das Schema einer Anlage für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Man erkennt im Schema eine Abwasserreinigungsanlage, die zwei Belebungs stufen 1, 2, eine Zwischenklärung 3, eine Nachklärung 4 und Schlammkreisläufe aufweist. Das zu behandelnde Rohabwasser wird über einen Zulauf 5 in einer Reihe von Fällen mittels einer Pumpe 6 über die Leitung 7 zunächst einer Einrichtung 8 zur Grobentschlammung zugeführt, die einen entsprechenden Schlammabzug 9 aufweist. Nach Abtrennung der störenden In haltsstoffe, wie Fasern, tritt das Abwasser über die Leitung 10 in die Adsorptionsstufe 1 ein, die die erste Belebungs stufe bildet. Sie ist in der angegebenen Weise als Höchst laststufe ausgebildet. Über die Leitung 11 gelangt das in der Adsorptionsstufe 1 behandelte Medium in die Zwischenklä rung 3. Die geklärte Phase wird über die Leitung 12 der zweiten Belebungsstufe 2 zugeführt. Sie wird wie angegeben als Schwachlaststufe betrieben.

Die Adsorptionsstufe 1 wird mit einer Schlammbelastung von mindestens 2 kg BSB₅ pro Kilogramm Trockensubstanz und Tag aerob oder fakultativ anaerob mit hauptsächlich Prokaryonten in der arbeitenden Biomasse betrieben. Die zweite Belebungs stufe 2 wird als belüftete Stufe mit einer Schlammbelastung von unter 0,15 kg BSB₅ pro Kilogramm Trockensubstanz und Tag betrieben. Der Schlamm aus der Nachklärung 4 wird zumindest teilweise über die Leitung 13 in die Adsorptionsstufe 1 wieder eingeführt, und zwar mit der Maßgabe, daß die Menge des rückgeführten Schlammes den Betrieb der ersten Bele bungsstufe als Adsorptionsstufe 1 nicht störend beeinträch tigt. Man erkennt eine Leitung 14, mit der im übrigen Schlamm aus der Zwischenklärung 3 in die Adsorptionsstufe 1 als Rück laufschlamm wieder eingeführt wird. Man erkennt eine weitere Leitung 15, über die Schlamm aus der Zwischenklärung 3 als Überschußschlamm abgeführt werden kann. Soweit es erforder lich ist, kann über die Leitung 16 Überschußschlamm aus der Nachklärung 4 ebenfalls abgeführt werden. Das erfindungsge mäße Verfahren kann auch so geführt werden, daß eine Abfüh rung von Überschußschlamm aus der zweiten Belebungsstufe 2 nicht mehr erforderlich ist. Dann entfällt die Leitung 16.

Über eine Leitung 17, eine Pumpe 18 und eine weitere Leitung 19 wird die geklärte wäßrige Phase einem Schnellfilter 20 zugeführt, von dem aus das geklärte Wasser über eine Ablauf leitung 21 einem Vorfluter zugeführt wird. Vom Schnellfilter 20 kann Rückspülwasser über die Leitung 22 wieder in das System der zweiten Stufe eingeführt werden. Im Rahmen der Er findung liegt es, eine Teilmenge des Schlammes der Adsorp tionsstufe 1 aus der Zwischenklärung 3 zur Blähschlammbe kämpfung in die zweite Belebungsstufe 2 einzuführen.

Claims

1. Verfahren zur Reinigung von Abwasser mit Hilfe einer Ab wasserreinigungsanlage, die zwei Belebungsstufen, eine Zwi schenklärung zwischen der ersten und zweiten Belebungsstufe, eine Nachklärung hinter der zweiten Belebungsstufe und Schlammkreisläufe aufweist, wobei die folgenden Verfahrens schritte verwirklicht werden:

a) die erste Belebungsstufe wird als Adsorptions stufe mit einer Schlammbelastung von min destens 2 kg BSB₅ pro Kilogramm Trockensub stanz und Tag aerob ober fakultativ anaerob mit hauptsächlich Prokaryonten in der arbei tenden Biomasse betrieben,
b) die zweite Belebungsstufe wird als belüftete Stufe mit einer Schlammbelastung von unter 0,15 kg BSB₅ pro Kilogramm Trockensubstanz und Tag betrieben,
c) der Schlamm aus der Nachklärung wird zumindest teilweise in die Absorptionsstufe wieder ein geführt, und zwar mit der Maßgabe, daß die Menge des in die Adsorptionsstufe wieder ein geführten Schlammes den Betrieb der ersten Belebungsstufe als Adsorptionsstufe nicht störend beeinträchtigt,

wobei außerdem Schlamm aus der Zwischenklärung in die Ad sorptionsstufe als Rücklaufschlamm wieder eingeführt oder als Überschußschlamm abgeführt wird und wobei im übrigen Schlamm aus der Nachklärung in die zweite Belebungsstufe als Rücklaufschlamm wieder eingeführt und, soweit es trotz des Verfahrensschrittes c) noch erforderlich ist, Überschuß schlamm aus der Nachklärung abgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Belebungsstufe mit im Mittel zumindest 50-10⁶ Prokaryontenkeimen im Ku bikzentimeter betrieben wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die zweite Belebungsstufe mit einer Schlammbelastung von unter 0,10 kg BSB₅ pro Kilogramm Trockensubstanz und Tag, vorzugs weise mit etwa 0,06 bis 0,07 kg BSB₅ pro Kilogramm Trocken substanz und Tag, betrieben wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schlamm aus der Nachklärung vollständig in die erste Bele bungsstufe wieder eingeführt wird.