DE4036548C2 - Verfahren zur Reinigung von Abwasser mit Hilfe einer Abwasserreinigungsanlage die zwei Belebungsstufen aufweist - Google Patents
Verfahren zur Reinigung von Abwasser mit Hilfe einer Abwasserreinigungsanlage die zwei Belebungsstufen aufweistInfo
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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 Trocken
substanz 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 0 125 546). 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 hauptsachlich, 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
Weise 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.
Mit einer anderen zweistufigen Belebungsanlage (DD 1 37 221)
sollen die Behandlungskosten für hochbelastete Abwässer
reduziert werden. Dazu wird der Belebungsanlage mit einem
ersten Belebungsbecken, einer Zwischenklärung, einem zweiten
Belebungsbecken und einer Nachklärung eine Vorbehandlungs
stufe vorgeschaltet, zu der eine Mischeinrichtung, ein
Sedimentationsbecken, ein Faulbehälter und entsprechende
Leitungen zur Rückführung des Faulschlamms gehören. Der
Faulschlamm und/oder Überschußschlamm sollen in der Vor
behandlungsstufe eine physikalische Adsorption bewirken.
Eine biologische Adsorption findet nicht statt.
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
aufwendigen 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 Adsorptionsstufe mit einer Schlammbelastung von mindestens 2 kg BSB₅ pro Kilogramm Trockensubstanz und Tag aerob oder fakultativ anaerob mit zumindest 500 mal 10⁶ Prokaryontenkeimen im Kubikzentimeter 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 einge führt, und zwar mit der Maßgabe, daß die Menge des in die Adsorptionsstufe wieder eingeführten Schlam mes den Betrieb der ersten Belebungsstufe als Adsorptionsstufe nicht störend 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, - wenn z. B. die
spezifischen Schlammbelastungen der Belebungsstufen zu groß
werden.
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
Trockensubstanzgehalt im Bereich von 5 bis 7 Gew.-% liegt.
Arbeitet 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
Belebungsstufe im Sinne der einleitenden Definitionen als
Adsorptionsstufe beschrieben wird und eine sogenannte Kon
taktstabilisierung in der ersten Belebungsstufe unterbleibt
(vgl. Wat. Pollut. Control 1973, S. 710, Fig. 7).
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 erfindungsgemaßen 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 (4)
1. Verfahren zur Reinigung von Abwasser mit Hilfe einer
Abwasserreinigungsanlage, die zwei Belebungsstufen, eine
Zwischenklärung zwischen der ersten und zweiten Bele
bungsstufe, eine Nachklärung hinter der zweiten Bele
bungsstufe und Schlammkreisläufe aufweist, wobei die folgen
den Verfahrensschritte verwirklicht werden:
- a) die erste Belebungsstufe wird als Adsorptionsstufe mit einer Schlammbelastung von mindestens 2 kg BSB₅ pro Kilogramm Trockensubstanz und Tag aerob oder fakultativ anaerob mit zumindest 500 mal 10⁶ Prokaryontenkeimen im Kubikzentimeter betrieben,
- b) die zweite Belebungsstufe wird als belüftete Stufe mit einer Schlammbelastung von unter 0,15 kg BSB₅ pro Kilogramm Trockensubstanzen und Tag betrieben,
- c) der Schlamm aus der Nachklärung wird zumindest teilweise in die Adsorptionsstufe wieder einge führt, und zwar mit der Maßgabe, daß die Menge des in die Adsorptionsstufe wieder eingeführten Schlam mes den Betrieb der ersten Belebungsstufe als Adsorptionsstufe nicht störend 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 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 zweite Belebungs
stufe mit einer Schlammbelastung von unter 0,10 kg BSB₅ pro
Kilogramm Trockensubstanz und Tag, vorzugsweise mit etwa
0,06 bis 0,07 kg BSB₅ pro Kilogramm Trockensubstanz und Tag,
betrieben wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der
Schlamm aus der Nachklärung vollständig in die erste Bele
bungsstufe wieder eingeführt wird.
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