DE69711536T2

DE69711536T2 - Verfarhen zur Biobelüftung von Abwasser und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE69711536T2
Application number: DE69711536T
Authority: DE
Inventors: Mico Stefan
Original assignee: EKOPROGRES V D
Current assignee: EKOPROGRES V D
Priority date: 1996-10-11
Filing date: 1997-10-07
Publication date: 2003-01-30
Anticipated expiration: 2017-10-08
Also published as: CZ284297A3; DE69711536D1; ATE215516T1; EP0835846B1; SK131396A3; EP0835846A2; SK281781B6; EP0835846A3; CZ287018B6

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur biologischen Reinigung der Abwasser und auf die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, mit Verwendung einer anaeroben und einer aeroben Stufe, besonders der Abwasser mit mittlerer bis hoher Stufe der Verunreinigung durch organische Substanzen.
Ein bisher bekanntes Verfahren zur Reinigung der Abwasser mit Beseitigung der durch organische Stoffe hoch kontaminierten (verunreinigten) Abwasser ist in der offengelegten Patentanmeldung CS 9000076 dargelegt.
Nach diesem Verfahren wird von der in der aeroben Zone entstandenen Aktivierungsmischung eine funktionelle Polykultur aktivierten Schlamms von teilweise gereinigtem Abwasser separiert. Das Abfallwasser wird separat durch Nitrifikation behandelt, dann mit der vorher separierten funktionellen Polykultur vermischt und die Mischung wird in einem anoxischen Reaktor der Denitrifikation und im oxischen Reaktor dem Durchlüften ausgesetzt. Die abseparierte funktionelle Polykultur wird zurück in den anaeroben Reaktor rezirkuliert und das gereinigte Abwasser wird in einen Behälter geführt. Das Reinigungsverfahren ist verhältnismäßig langwierig und obwohl es anaerobe Elemente verwendet, tut er es nur zur anaeroben Behandlung der vom aktivierten Schlamm separierten funktionellen Polykultur.
Eine bisher bekannte Vorrichtung zur biologischen Reinigung der kohlestoff- und stickstoffhaltigen Substanzen enthaltenden Abwasser nach CS AO 228 208 besteht aus zwei Behältern. In einem von ihnen ist über dem Denitrifikationsraum ein Separierungsraum, im anderen ein Aktivierungsraum vorgesehen. Der Separierungsraum ist vom Denitrifikationsraum durch eine schiefe Wand getrennt und mit diesem Raum durch eine Schlammableitung verbunden.
Der Nachteil dieser Lösung besteht in der Verwendung von zwei Behältern ohne aerobe Reinigung. Falls diese Behälter voneinander getrennt untergebracht sind, ist diese Anlage beträchtlich geräumig.
Eine andere bekannte Lösung zur Nitrifikation und Denitrifikation organischer Substanzen im Abwasser, beschrieben im Urherberschein CS AO 248 616, enthält einen Aktivierungsraum, der durch eine Teilungswand in einen belüfteten und einen unbelüfteten Teil getrennt ist. Die Teilungswand reicht teilweise oder ganz über den Wasserpegel und macht einen Schlitz auf dem Boden des Behälters.
Die Anlage ist zwar sehr einfach in der Konstruktion, aber sie enthält keine Separierungssektion und keine anaerobe Vorreinigung, die zum Erreichen einer hohen Reinigungsstufe unentbehrlich ist.
Die obigen Nachteile beseitigt zum großen Teil das Verfahren zur biologischen Reinigung der Abfallwasser mit Ausnutzung eines zweistufigen anaerob-aeroben Reinigungsverfahrens, besonders bei Abwassern mit mittlerer bis hoher Verunreinigung durch organische Stoffe, mit Durchführung der kompletten anaeroben Reinigung mit Entwicklung des Biogases in der ersten Stufe, mit stufenlos fortsetzender kompletter aerober Reinigung in der zweiten Stufe, dessen Prinzip darin besteht, daß das durch Azidifikation aufbereitete rohe Abfallwasser zuerst unter ständigem Rühren mit rezirkuliertem verdichtetem Schlamm von der Anaerobstufe gemeinsam mit rezirkuliertem verdichtetem Schlamm von der Aerobstufe in die Anaerobstufe zugeführt wird mit der nachfolgenden Separation des entstehenden Biogases vom aktivierten Schlamm und vom vorgereinigten Wasser, das in die Aerobstufe fließt, wo es sich in einer Regenerierungszone unter intensivem Durchlüften mit dem rezirkulierten verdichteten Schlamm vermischt und weiter durch die anoxische Zone in die oxische Zone fließt mit anschließender Separierung des gereinigten Wassers vom aktivierten Schlamm, dessen ein Teil in die Regenerierungszone rezirkuliert und dessen der andere Teil vor dem Eingang in die Anaerobstufe mit dem durch Azidifikation aufbereiteten rohen Abfallwasser vermischt wird.
Die Vorteile dieses Verfahrens bestehen in hohen Nutzungsparametern und in sehr hohem Reinigungsausgang, wobei der Reinigungsprozeß bei normalen physikalischen Bedingungen verläuft. Dieses Verfahren kombiniert außerdem die Vorteile der anaeroben und der aeroben Reinigung mit sehr niedriger Bildung überflüssigen Schlammes und mit Bildung des Biogases als hochwertigen Brennstoffes.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens enthält mit Vorteil einen äußeren Behälter mit rundem oder eckigem Grundriß, dessen Boden mit Düsen versehen ist, eine Zuleitung für rohes Abfallwasser und eine Ableitung für gereinigtes Wasser, und ihr Prinzip besteht darin, daß der Behälter durch eine Teilungswand in eine Anaerobstufe und eine Aerobstufe eingeteilt ist, bestehend aus einer Regenerierungszone, einer anoxischen Zone und einer oxischen Zone mit der Separierung. Im unteren, die Anaerobstufe bildenden Teil des Behälters ist eine Zuleitung des rohen Abfallwassers vorgesehen, die mit einem Vermischer versehen ist, in den eine Zuleitung des verdichteten rezirkulierten anaeroben Schlamms und eine Zuleitung des überflüssigen verdichteten aeroben Schlamms mündet. Im oberen Teil der Anaerobstufe ist ein mit einer Gasableitung, einer Schlammableitung und einer Ableitung für vorgereinigtes Wasser versehener Dreiphasen-Abscheider untergebracht. Im oberen Teil der Aerobstufe ist ein Separator mit einer positionnierten Öffnung und mit einer Sammelrinne für das gereinigte Wasser untergebracht, und im unteren Teil der Aerobstufe ist die Regenerierungszone untergebracht, in die eine Ableitung des vorgereinigten Wassers und eine Zuleitung des rezirkulierten aktivierten Schlamms münden.
Die Vorrichtung hat eine einfache Baukastenkonstruktion mit minimalen Raumansprüchen, weil alle Reinigungsstufen des Abwassers in einem zweckmäßig eingeteilten Raum untergebracht sind. Die Anpassungsfähigkeit der Vorrichtung an verschiedene Zusammensetzung des Abwassers in Kombination mit der Intensität des Reinigungsprozesses entspricht vollständig den Ansprüchen auf die Qualität des gereinigten Wassers.
Die Erfindung ist näher erläutert anhand der beiliegenden Zeichung, in der die Abb. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung im Längsachsenschnitt darstellt.
Das Verfahren zur biologischen Reinigung der Abwasser besteht im zweistufigen anaeorob-aeroben Prozeß, bei dem in der ersten Stufe die komplette anaerobe Reinigung mit der Bildung des Biogases verläuft und kontinuierlich in die zweite Stufe mit kompletter abschließender aerober Reinigung übergeht. Das aziditisch aufbereitete Abwasser wird zuerst unter konstanter Rührung mit dem rezirkulierten verdichteten Schlamm aus der aerobichen Stufe in die erste, anaerobe Stufe geführt, zum Beispiel im Verhältnis von 1 : 1 0,01, das sich je nach der kontaminierenden Substanz des zugeführten Wassers ändern kann. Die laminare Rührung der so gebildeten Mischung hält den aktivierten Schlamm im Auftrieb mit kontinuierlicher Separierung des entstehenden Biogases vom aktivierten Schlamm und vorgereinigtem Wasser, das in die aerobe Stufe fließt. In der Regenerierungszone wird es mit dem rezirkulierten verdichteten aktivierten Schlamm gemischt und fließt unter intensiver Durchlüftung in die anoxische Zone der aerobischen Stufe und weiter in die oxische Zone derselben Stufe. In der oxischen Zone verläuft die kontinuierliche Separierung des gereinigten Wassers vom aktivierten Schlamm, dessen ein Teil in die Regenerierungszone rezirkuliert und dessen der andere Teil mit dem aziditisch aufbereiteten Abwasser zum Beispiel im Verhältnis von 3 : 1 vermischt wird, bevor er in die anaerobische Stufe eintritt.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Abb. 1 besteht aus einem äußeren Behälter 1 mit rundem oder eckigem Grundriß, dessen Boden mit nicht dargestellten Düsen versehen ist. Der Behälter 1 ist durch eine Teilungswand 2 in eine Anaerobstufe 3 und eine Aerobstufe 5 eingeteilt, bestehend aus einer Regenerierungszone 14 und einer nicht dargestellten anoxischen und einer oxischen Zone. Der untere Teil des Behälters 1 enthält eine Zuleitung 7 des rohen Abwassers, die mit einem Vermischer 8 versehen ist, der mit einer Zuleitung 9 des verdichteten rezirkulierten anaeroben Schlamms und mit einer Zuleitung 10 des überflüssigen verdichteten aeroben Schlamms verbunden ist. Im oberen Teil der Anaerobstufe 3 ist ein mit einer Biogasableitung 11, einer Schlammableitung 12 und einer Ableitung 13 für vorgereinigtes Wasser versehener Dreiphasen-Abscheider 4 untergebracht. Im oberen Teil der Aerobstufe ist ein Separator 6 mit einer Öffnung 16 und mit einer Sammelrinne 17 für das gereinigte Wasser vorgesehen. Der untere Teil der Aerobstufe 5 enthält eine Regenerierungszone 14, die mit einer Ableitung 13 des vorgereinigten Wassers und einer Zuleitung 15 des rezirkulierten aktivierten Schlamms versehen ist.
Das Abwasser-Reinigungsverfahren nach der Erfindung ist in der Abbildung klar dargestellt. Das rohe Abwasser wird im Vermischer 8 mit rezirkuliertem verdichtetem Schlamm von der Aerobstufe 3 gemeinsam mit rezirkuliertem verdichtetem Schlamm von der Anaerobstufe 5 vermischt. Die so gebildete Mischung fließt durch die Eingangsdüsen in den unteren Teil der Aerobstufe 3, sorgt so für die laminare Vermischung der Mischung in der Anaerobstufe 3 und hält dadurch den aktivierten Schlamm ohne Unterbrechung im Auftrieb mit kontinuierlicher Separierung des entstehenden Biogases vom aktivierten Schlamm und vom vorgereinigten Wasser, das durch die Ableitung 13 des vorgereinigten Wassers in die Aerobstufe 5 fließt. Das Biogas wird durch die Ableitung 11 des Biogases abgeführt. In der Regenerierungszone 14 der Aerobstufe 5 wird das vorgereinigte Wasser mit dem rezirkulierten verdichteten aktivierten Schlamm vermischt und fließt unter intensiver Rührung in die anoxische Zone der Aerobstufe 5 und in die oxische Zone derselben Stufe. In der oxischen Zone wird das gereinigte Wasser vom aktivierten Schlamm separiert, dessen ein Teil durch die Zuleitung 15 des rezirkulierten aktivierten Schlamms in die Regenerierungszone 14 rezirkuliert und dessen der andere Teil durch die Zuleitung 10 des überflüssigen verdichteten aeroben Schlamms in den Vermischer 8 gelangt, wo er mit dem durch Azidifikation aufbereiteten Abwasser vermischt wird, zum Beispiel im Verhältnis von 3 zu 1, bevor er in die Anaerobstufe 3 eingeht. Unter intensiver Durchlüftung gelangt die Mischung in die anoxische Zone der Aerobstufe 5, wo die Stickstoffverunreinigung abgebaut wird. Die Mischung fließt dann zunächst in die oxische Zone der Aerobstufe 5, wo sie durch die am Boden des Behälters 1 befindlichen Düsen durchgemischt wird, und dann in den Separator 6, wo die Separierung des aktivierten Schlamms vor sich geht. Ein Teil dessen rezirkuliert durch die Zuleitung 15 des rezirkulierten aktivierten Schlamms zurück in die Regenerierungszone 14 der Aerobstufe 5 und der andere Teil wird in den vor der Anaerobstufe 3 situierten Vermischer 8 geführt. Der Dreiphasen-Abscheider 4 separiert das entstehende Biogas durch die Ableitung 11 vom aktivierten Schlamm, der durch die Ableitung 12 abgeführt wird, und vom vorgereinigten Wasser, das durch die Ableitung 13 abgeführt wird. Das vorgereinigte Wasser fließt in die Aerobstufe 5 durch die Regenerierungszone 14 der Aerobstufe 5, in die unter intensiver Durchlüftung durch die Zuleitung 15 der aktivierte Schlamm zugeführt wird. Die entstandene Aktivierungsmischung fließt in die nicht dargestellte anoxische Zone und oxische Zone und von dort durch die Öffnung 16 in den Separator 6, wo der Schlamm von dem durch die Sammelrinne 17 abgeführten gereinigten Wasser separiert wird.
Die Vorrichtung findet breite Anwendung in Abwasserreinigungsanlagen. Durch ihre Konstruktion und Reinigungsleistung erfüllt sie sowohl oekologische als auch oekonomische Anforderungen auf die Qualität des gereinigten Wassers.

Claims

1. Verfahren zur biologischen Abfallwasserreinigung im Zweistufen-Anaerob- Aerobverfahren, besonders für Abfallwasser mit mittlerer bis hoher Kontaminierung durch organische Stoffe, mit Durchführung kompletter anaerobischer Reinigung in der ersten Stufe, fließend gefolgt durch die zweite Stufe mit vollständiger aerobischer Reinigung, dadurch gekennzeichnet, daß das durch Azidifikation aufbereitete rohe Abfallwasser zuerst unter ständigem Rühren mit rezirkuliertem verdichtetem Schlamm von der Anaerobstufe (3) gemeinsam mit rezirkuliertem verdichtetem Schlamm von der Aerobstufe (5) in die Anaerobstufe zugeführt wird mit der nachfolgenden Separation des entstehenden Biogases vom aktivierten Schlamm und vom vorgereinigten Wasser, das in die Aerobstufe (5) fließt, wo es sich in einer Regenerierungszone (14) unter intensivem Durchlüften mit dem rezirkulierten verdichteten Schlamm vermischt und weiter durch die anoxische Zone in die oxische Zone fließt mit anschließender Separierung des gereinigten Wassers vom aktivierten Schlamm, dessen ein Teil in die Regenerierungszone (14) rezirkuliert und dessen der andere Teil vor dem Eingang in die Anaerobstufe (3) mit dem durch Azidifikation aufbereiteten rohen Abfallwasser vermischt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem äußeren Behälter (1) mit rundem oder eckigem Grundriß, dessen Boden mit Düsen versehen ist, aus einer Zuleitung für rohes Abfallwasser und einer Ableitung für gereinigtes Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) durch eine Teilungswand (2) in eine Anaerobstufe (3) und eine Aerobstufe (5) eingeteilt ist, bestehend aus einer Regenerierungszone, einer anoxischen Zone und einer oxischen Zone mit der Separierung, wobei im unteren, die Anaerobstufe (3) bildenden Teil des Behälters die Zuleitung (7) des rohen Abfallwassers vorgesehen ist, die mit einem Vermischer (8) versehen ist, in den eine Zuleitung (9) des verdichteten rezirkulierten anaeroben Schlamms und eine Zuleitung (10) des überflüssigen verdichteten aeroben Schlamms mündet, wobei im oberen Teil der Anaerobstufe (3) ein mit einer Biogasableitung (11), einer Schlammableitung (12) und einer Ableitung (13) für vorgereinigtes Wasser versehener Dreiphasen- Abscheider (4) untergebracht ist, wobei im oberen Teil der Aerobstufe (5) ein Separator (6) mit einer positionnierten Öffnung (16) und mit einer Sammelrinne (17) für das gereinigte Wasser untergebracht ist, und wobei im unteren Teil der Aerobstufe (5) die Regenerierungszone (14) untergebracht ist, in die eine Zuleitung (13) des vorgereinigten Wassers und eine Zuleitung (15) des rezirkulierten aktivierten Schlamms münden.