DE4436739A1 - Verfahren zum Reinigen von Abwasser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Ab­ wasser in einer Kombination von biologischen und che­ mischen Prozessen einschließlich der biologischen Elimi­ nation von Phosphat.

Zur biologischen Phosphatelimination sind einige Ver­ fahren bekannt.

Um das Phosphat biologisch aus dem Abwasser zu entfernen, muß es durch Bakterien aufgenommen werden und wird als Überschußschlamm ausgeschieden.

Dieser Prozeß erfolgt in Belegungsbecken und erfordert Sauerstoffzufuhr. Unter Nichtvorhandensein von freiem und als Nitrat gebundenem Sauerstoff geben die gleichen Bakterien Phosphat an das Abwasser ab. Diesen Prozeß nennt man Phosphatrücklösung. Dabei ist die Aufnahme von Phosphat unter Sauerstoffzufuhr um so größer, je größer die Phosphatrücklösung vorab unter zuvor genannten Be­ dingungen war. Diese Phosphatrücklösung wird in der Praxis entweder durch mehrere hintereinander geschaltete Becken mit verschiedenen Beckenformen oder aber durch hinter­ einander ablaufende zeitliche Abfolge der notwendigen Prozeßschritte erreicht.

Diese Prozeßschritte lassen sich wie folgt charakteri­ sieren:

• 1. In der anaeroben Phase wird kein Sauerstoff zugegeben, und es ist durch eine vollständige Denitrifikation kein Nitratsauerstoff im Abwasser vorhanden. Biologisch gebun­ denes Phosphat wird an das Abwasser abgegeben.
• 2. In der oxischen Phase wird Sauerstoff zugegeben. Die organische Substanz wird oxidiert.
  Ammonium wird zu Nitrat oxidiert. Phosphat im Abwasser wird durch die Bakterien aufgenommen.
• 3. In der anoxischen Phase wird kein Sauerstoff zugegeben. Das Nitrat wird von den Bakterien zur Sauerstoffgewinnung zerlegt, Stickstoff wird als Gas abgegeben. Der gewonnene Sauerstoff wird zur Oxidation organischer Substanz ge­ nutzt. Phosphat im Abwasser wird durch die Bakterien aufgenommen.

Die Anordnung getrennter Becken hat den verfahrenstech­ nischen Nachteil, daß die Beckenvolumen nach einer Annahme von durchschnittlichen Abwasserparametern ausgewählt werden, die aber in der Praxis durch Schwankungen in der Qualität und in der Quantität des Abwassers häufig nicht vorhan­ den sind. Dadurch kommt es zur Verlagerung von Prozessen, die nur mit erheblichem meß- und steuertechnischen Aufwand auszugleichen sind.

Weiterhin ist aus der Patentschrift DE 3 712 433 ein biolo­ gisches Abwasserreinigungsverfahren bekannt, bei dem alle Prozesse in einem Becken, bei abwasseranfallbedingtem ständigem Durchfluß in einem Becken zeitlich hinterein­ ander stattfinden. Dabei werden die Trübung und bei Bedarf der Phosphatgehalt gemessen und in Abhängigkeit davon Ge­ bläse gesteuert und bei Bedarf eine Fällungsmittelzugabe eingeschaltet.

Die Phosphatrücklösung erfolgt in der anaeroben Phase. Bei Überschreitung eines Phosphatgrenzwertes wird ein Gebläse zugeschaltet. So sind auf biologischem Wege Eliminations­ raten von 75% zu erreichen.

Dabei kann aber, da die Phosphatspitze, die bei der Rück­ lösung entsteht, über ein Nachklärbecken an den Vorfluter weitergegeben wird, nur eine geringe Rücklösung in der Praxis als Grenzwert eingestellt werden, um die gesetzlich geforderten Ablaufwerte nicht zu überschreiten.

Da die Phosphatrücklösung und die biologische Phosphatauf­ nahme in einem direkten Zusammenhang stehen, ist damit eine maximale Auslastung des Verfahrens nicht immer gege­ ben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 zu schaffen, bei dem die biologischen Reinigungsprozesse der Kohlenstoff-, Stickstoff- und Phosphatverbindungen mit einfacheren tech­ nischen Einrichtungen durchgeführt werden können. Eine bessere Anpassung an die Spezifik der biologischen Phosphatelimination ist die Folge.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt nach einem Verfahren ent­ sprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1. Weitere vorteilhafte Verfahrensmerkmale kennzeichnen die Erfindungsmerkmale der Ansprüche 2 bis 5.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden näher erläutert.

In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1 die schematische Darstellung des Verfahrens,

Fig. 2 eine weitere Variante des Verfahrens.

Im Belebungsbecken 1 mit der Belüftung 6 und Umwälzung durch das Rührwerk 2 wird in bekannter Weise zu behandeln­ des Abwasser eingeleitet, so daß die biologischen Reinigungs­ prozesse simultan hintereinander sich periodisch wiederholen können.

Wird nach der anoxischen Phase in der anaeroben Phase ein Phosphatwert an der Meßvorrichtung 4 gemessen, der gleich dem zu erreichenden Ablaufwert ist, so wird über ein ma­ schinenbetriebenes Absperrorgan 5 der Ablauf des Belebungs­ beckens 1 abgesperrt und der Wasserspiegel auf die Höhe 8 gestaut. Während dieser Phase werden zusätzliche Fällungs­ mittel für die chemische Phosphatelimination oder leicht abbaubare organische Stoffe zu Beschleunigung der Phosphat­ rücklösung zugegeben. Gleichzeitig kann, um ein zu schnelles Aufstauen zu vermeiden, der Schlammrückfluß unterbrochen werden. Das hat auch den Vorteil, daß noch vorhandenes Nitrat in dem nachgeschalteten Nachklärbecken 7 den Phos­ phatrücklöseprozeß nicht stört.

Die Absperrung kann auch bei Überschreitung der Kohlen­ stofffracht, als BSB oder CSB definiert, gleichzeitig mit der Belüftung 6 in Betrieb gesetzt werden, um Schwankungen in der Ablaufgüte des Abwassers auszugleichen.

Eine andere Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Fig. 2 sieht vor, die anaeroben, oxischen und anoxischen Prozeßphasen in getrennten Becken 1a; 1b; 1c mit Rühr­ werken 2; 3 durchzuführen. Zur Erreichung besserer Ablauf­ werte wird eines der Becken 1a; 1c abgesperrt und aufge­ staut. Während der Aufstauphase wird der ansonsten regel­ mäßige Schlamm- oder Abwasserrückfluß aus dem Nachklär­ becken 7 oder anderer Becken ebenfalls abgesperrt.

Nach der Aufstauphase und dem Öffnen der Absperrorgane 5 wird durch verstärktes Rückpumpen von Rücklaufschlamm eine hydraulische Überlastung der Nachklärung vermieden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Phosphat­ rücklösung bis zur maximalen Konzentration zu steigern, ohne daß im Ablauf der Kläranlage Grenzwerte überschritten werden. Die Sauerstoffzufuhr, oder bei Bedarf die Fällungs­ mittelzugabe wird erst bei einem weit höherem Phosphatwert zugeschaltet, als wie bei bisher angewendeten Verfahren üblich.

Nach dem biologischen oder chemischen Abbau des rückge­ lösten Phosphates bis zum Ablaufwert wird das Absperrorgan 5 geöffnet, und der kontinuierliche Klärprozeß geht weiter. Durch diese einfache technische Anordnung ist eine opti­ malere Ausnutzung der Spezifik der biologischen Phosphat­ elimination möglich.

Claims (5)

1. Verfahren zur biologischen Abwasserreinigung mittels Belebtschlamm einschließlich der biologischen Phosphat­ elimination, dadurch gekennzeichnet, daß die an sich be­ kannten biologischen Reinigungsprozesse simultan in einem einzigen Belebungsbecken (1) hintereinander, sich periodisch wiederholend, stattfinden und daß das, ohne Unterbrechung durchflossene Belebungsbecken (1), bei Er­ reichen eines Grenzwertes von Phosphat, BSB oder CSB für eine begrenzte Zeitdauer abgesperrt und aufgestaut wird, um die für den Prozeßverlauf notwendigen Überschrei­ tungen der Grenzwerte nicht über das Nachklärbecken (7) an den Vorfluter weiterzugeben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Belebungsbecken (1) zusätzliche Fällungsmittel für die chemische Phosphatelimination oder leicht abbaubare organische Stoffe zur Beschleunigung der Phosphatrück­ lösung während der Aufstauphase zugegeben werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent, daß die anaeroben, oxischen und anoxischen Prozeßphasen in getrennten Becken (1a; 1b; 1c) durchgeführt werden und davon eines zur Erreichung besserer Ablaufwerte abge­ sperrt und aufgestaut wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Aufstauphase der ansonsten regelmäßige Schlamm- oder Abwasserrückfluß aus dem Nachklär- oder anderen Becken ebenfalls abgesperrt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Aufstauphase und dem Öffnen der Absperrorgane (5) durch verstärktes Rückpumpen von Rücklaufschlamm eine hydraulische Überlastung der Nachklärung ver­ mieden wird.