DE4137905A1

DE4137905A1 - Verfahren zur steuerung der schlammfuehrung in einer biologischen klaeranlage

Info

Publication number: DE4137905A1
Application number: DE19914137905
Authority: DE
Inventors: Karl-Ulrich Prof Dr Dr Rudolph
Original assignee: RUDOLPH KARL ULRICH PROF DR DR
Current assignee: RUDOLPH KARL ULRICH PROF DR DR
Priority date: 1991-11-18
Filing date: 1991-11-18
Publication date: 1993-05-19

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Zugabe von Rücklaufschlamm in den Belebungsschlamm eines Belebungsbeckens einer biologischen Kläranlage, bei dem der sich in einem Nachbecken sedimentierenden Belebungsschlamm in den zuzugebenden Rücklaufschlamm und in einen auszuscheidenden Überschußschlamm getrennt wird und zumindest der Überschußschlamm durch ein Separa tionsverfahren entwässert wird.

Der Rücklaufschlamm wird deshalb dem Belebungsschlamm in dem Belebungsbecken zugeführt, um die Abbaureaktion zu aktivieren, um also die Aktivität der Mikroorganismen und Bakterien in dem Belebungsbecken zu steigern. Maß gebender Parameter für die Menge des Rücklaufschlamms ist der gewünschte Trockensubstanzgehalt in dem Belebungs becken.

Sowohl in dem Rücklaufschlamm als auch in dem Überschuß schlamm befindet sich eine Mischung aus Abwasser und Schlammpartikeln. Dabei liegt der Gehalt an Trockensub stanz insgesamt in der Größenordnung von 1 bis 2 Volumen prozent, wovon wiederum ca. 40 bis 70% organische Anteile sind, in der Regel 60%. Davon wiederum entfallen mög licherweise nur 50% auf aktive organische Masse, also auf nutzbringend verwendbare Mikroorganismen. Das bedeutet, daß lediglich ein Anteil von beispielsweise,

60%×50%×2% = 0,6%,

an aktiver Masse je Volumeneinheit Trockensubstanz im Rücklaufschlamm enthalten ist. Das hat zur Folge, daß mit dem Schlamm, der wegen seines Anteils an organischer Substanz in das Belebungssystem rückgeführt wird, mehr als 99% der gesamten Trockensubstanz als Ballast mit geführt wird, der das Gesamtsystem hydraulisch und mit Sekundärverschmutzungen belastet.

Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, das eingangs genannte Verfahren so zu verbessern, daß eine spürbare Aktivierung des Belebungsschlammes erreicht wird und der Ballast anteil bei der Zugabe des Rücklaufschlammes abgesenkt wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der sedimentierende Belebungsschlamm vor der Teilung einer Separation in aktive und nicht-aktive Mikroorganismen unterworfen wird, daß zeitgleich eine Messung einer oder mehrerer, den Belebschlamm enthaltender Proben vorge nommen wird, bei der die Menge der aktiven gegenüber der der nicht-aktiven Mikroorganismen festgestellt und deren Separationsparameter für die Separation ermittelt werden, daß nach den Vorgaben der Parametermessung die Separationsparameter eingestellt werden, und das der Rücklaufschlamm als aktiv-angereichert zugegeben wird.

Es ist ziemlich schwierig, aktive von nicht-aktiven Mikroorganismen voneinander zu separieren, wozu z. B. Zentrifugen, eine Flotation oder Membranverfahren und dergleichen eingesetzt werden. Bei Kenntnis der sich kaum unterscheidenden Werte für die Dichte läßt sich jedoch kurzfristig z. B. eine Schwerkrafttrennvorgabe ermitteln, die über die Heftigkeit der Zentrifugierung, also über die Drehzahl, und zusätzlich übei die Zentri fugierdauer zu einer genügend genauen Trennung der aktiven Mikroorganismen von den nicht-aktiven Mikroorganismen führt. Bei einer Flotation spielt die Größe der einge brachten Gasbläschen eine entscheidende Rolle, während bei Membranverfahren der Differenzdruck, das Druck niveau und die Durchtrittsgröße variiert werden können.

In jedem Fall kann die Ballastmenge beim Rücklaufschlamm abgesenkt und der aktive Anteil erhöht werden, wodurch eine Anreicherung des Belebungsschlammes möglich ist. Ent sprechend günstig sind die Abbauleistung, der geringe spezifische Sauerstoffverbrauch, das erforderliche Beckenvolumen und dergleichen mehr. Die Erfindung lehrt also das Erfassen der Trennungsparameter der aktiven von den nicht-aktiven Mikroorganismen durch Messen und das Einstellen der entsprechenden Parameter z. B. an einer Zentrifuge oder an mehreren Zentrifugen, die zur Sepa rierung eingesetzt werden können bzw. an anderen Anlagen mit demselben Separationsziel.

Voraussetzung für das Gelingen der beabsichtigten An reicherung und Ballastvermeidung ist eine hinreichend genaue Messung und eine Umsetzung dieser gemessenen Werte in Einstellungen z. B. einer Zentrifuge oder der Zentrifugen. Entsprechende Meßmethoden sind im kennzeich nenden Teil des Anspruchs 3 vorgestellt, auf die hiermit Bezug genommen wird. Wichtig ist, daß eine Meßmethode ausgewählt werden kann oder das mehrere Meßmethoden gleichzeitig durchgeführt werden, wobei dann ein Prozeß rechner die Koordinierung der Einzelmessungen zu einem Gesamtmeßergebnis durchführt. An der Universität Witten/ Herdecke ist unter dem Namen "Bioreaktor" eine entsprechen de Meßanordnung entwickelt worden, die bei der Verwirk lichung der Erfindung verwendet werden kann. Möglich ist aber auch der Einsatz bekannter Meßmethoden, wie Elektrophorese, ATP-Analyse usw. Dies hängt vom jeweiligen Einsatzfall ab.

Zur Verdeutlichung der Erfindung wird nachfolgend ein Blockdiagramm beschrieben, das in sehr schematischer Weise die einzelnen Ströme und Stationen bei der Abwasser klärung zeigt.

In ein übliches Belebungsbecken BB läuft Abwasser hinein, das biologisch geklärt werden soll. Das Belebungsbecken wird ständig mit Hilfe eines Rührers umgerührt, so daß ein reger Austausch der hierin enthaltenen Schlamm partikel mit dem zulaufenden Abwasser erfolgt. Das geklärte, jedoch noch Schlammanteile enthaltene Abwasser wird in ein Nachklärbecken NB überführt, in dem sich die Schlammpartikel absetzen, während die Wasseranteile ablaufen, beispielsweise in ein natürliches Gewässer.

Die durch Sedimentierung konzentrieten Schlammpartikel werden zentrifugiert, wobei jede Zentrifuge chargenweise betrieben wird und die Parameter für jede Zentrifuge und Zentrifugencharge mit Hilfe einer Messung festgelegt werden, die die Schwerkrafttrennbarkeit der aktiven Mikroorganismen in den nicht-aktiven Mikroorganismen feststellt.

Die aktiven Mikroorganismen werden als Rücklaufschlamm RS zurück in das Belebungsbecken BB geleitet, während die restliche Menge, die den angereicherten Ballast (inaktive organische sowie anorganische Trockensubstanz) enthält, als Überlaufschlamm ÜS ausgesondert wird.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung der Zugabe von Rücklaufschlamm in den Belebungsschlamm eines Belebungsbeckens einer biologischen Kläranlage, bei dem der sich in einem Nachklärbecken sedimentierende Belebungsschlamm in den zuzugebenden Rücklaufschlamm und in einen auszuscheidenden Überschußschlamm getrennt wird und zumindest der Überschußschlamm durch ein Separa tionsverfahren entwässert wird, dadurch gekenn zeichnet, daß der sedimentierende Belebungs schlamm vor der Teilung einer Separation in aktive und nicht-aktive Mikroorganismen unterworfen wird, daß zeitgleich eine Messung einer oder mehrerer, den Belebungsschlamm enthaltender Proben vorgenommen wird, bei der die Menge der aktiven gegenüber der der nicht-aktiven Mikroorganismen festgestellt und deren Separationsparameter für die Separation ermittelt werden, daß nach den Vorgaben der Parametermessung die Separationsparameter eingestellt werden und daß der Rücklaufschlamm als aktiv-angereichert zu gegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß für die Separation eine Flotation, eine Membran oder eine Zentrifuge verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß mehrere Zentrifugen vorhanden sind, und daß jede Zentrifuge chargenweise betrieben wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung nach einem oder mehreren der folgenden Analyseverfahren durchgeführt wird

- HPLC in Kombination mit Membranfiltration,
- Fermentergekoppelte GC-Analyse,
- Free-Flow-Elektrophorese in Kombination mit Zweiphasensystem,
- Biosonden auf der Basis von immobilisierten Mehrenzymsystemen.