Beschreibung: Description:
„Kläranlage""WWTP"
Stand der TechnikState of the art
Durch Verdichtung der Bevölkerung und damit verbundener Umweltverschmutzung ist die Reinigung der kommunalen, industriellen und landwirtschaftlichen Ab- wässern (Gülle) erforderlich. Dazu dienen Kläranlagen, die seit etwa 150 Jahren gebaut und in ihrer Technologie vielfach an neuen Erfordernissen angepasst worden sind. Heute besteht eine Technologie die erlaubt, Abwässer derart zu reinigen, dass sie, ohne die öffentliche Gewässer zu gefährden in diese eingeleitet werden können.By compaction of the population and associated environmental pollution, the cleaning of municipal, industrial and agricultural wastewater (manure) is required. Purification plants that have been built for around 150 years and whose technology has often been adapted to new requirements serve this purpose. Today, there is technology that allows effluents to be purified in such a way that they can be discharged into public waters without endangering public waters.
Das Maß der Verschmutzung ist mit unterschiedlichen Parametern gekennzeichnet: CSB bedeutet chemischen Sauerstoffbedarf, also so viel Sauerstoff wie viel Sauerstoff für den Abbau der chemischen Belastungen erforderlich ist, BSB5 ist dasselbe für biologische Verschmutzung, der Inhalt von Phosphaten und Nitraten in mg/l und die restlichen absetzbaren Stoffen ebenfalls in mg/l. Diese Grenzwerte sind von Land zu Land unterschiedlich, liegen aber überall ziemlich Nahe beieinander.The degree of pollution is characterized by different parameters: COD means chemical oxygen demand, ie as much oxygen as is required for the reduction of chemical pollution, BSB5 is the same for biological pollution, the content of phosphates and nitrates in mg / l and the remaining deductible substances also in mg / l. These limits vary from country to country but are pretty close to each other everywhere.
Um die gesetzten Grenzwerte zu erreichen werden umfangreiche Kläranlagen ge- baut, die die genannten Belastungen in unterschiedlichen Verfahrensstufen und unterschiedlichen Technologien abbauen. Eine klassische Kläranlage besteht damit ausIn order to reach the set limit values, extensive sewage treatment plants are built, which reduce the mentioned pollution in different process stages and different technologies. A classic wastewater treatment plant consists of it
• Grobrechen, wo die gröbste Verunreinigungen wie Lappen, Präservativen, Obstschalen usw. abgetrennt werden. Diese werden ausgepresst und auf Deponie abgeladen oder verbrannt, anschließend folgt ein Feinsieb, wo noch weitere, aber noch immer relativ große Teile absondiert werden.
• Sandfang: Hier wird der Durchlauf des Wassers verlangsamt, dadurch setzen sich die schwersten anorganischen Stoffe, hauptsächlich Sand ab. Dieser wird durch ein ständig laufendes Saugwerk abgesaugt und in einen Siebcontainer gepumpt, von wo aus der Sand auf Deponie gefahren wird. • Der Sand ist mit Fäkalien vermischt, deshalb werden neuerdings auch• Large rakes where the coarsest debris such as rags, condoms, fruit bowls, etc. are separated. These are squeezed out and dumped on landfill or burned, followed by a fine sieve, where even more, but still relatively large parts are probed. • Sand trap: slows down the flow of water, causing the heaviest inorganic substances, mainly sand, to settle. This is sucked through a constantly running suction and pumped into a sieve container, from where the sand is driven to landfill. • The sand is mixed with fecal matter, so lately
Sandwaschanlagen gebaut, wo die Fäkalien ausgewaschen werden. Dadurch kann der Sand in der Bauwirtschaft verwertet werden. Nachteil: Der so erzeugte Schlamm ist mehrfach teuerer als der in unbegrenzten Menge vorhandene Gruben- oder Flußsand. • Mechanischer Absetzbecken: Hier wird der Durchlauf des Wassers noch weiter verlangsamt, um die absetzbaren Stoffe abzutrennen. Man rechnet im Allgemein mit sechs Stunden Aufenthaltszeit des Wassers im Becken und eine Sinkgeschwindigkeit von 1 ,00 m/Stunde. Diese Sinkgeschwindigkeit reicht aber nicht vollständig aus: Es gelingen zusammen mit dem Wasser auch langsam sinkende Feststoffe in die Biologie.Built sand washing facilities, where the faeces are washed out. This allows the sand in the construction industry to be recycled. Disadvantage: The mud produced in this way is more expensive than the pit or river sand available in unlimited quantities. • Mechanical settling tank: Here, the flow of water is slowed down further to separate the settleable matter. It is generally expected with six hours of residence time of the water in the basin and a sinking rate of 1, 00 m / hour. However, this rate of descent is not completely sufficient: together with the water, slowly sinking solids into the biology succeed.
• Biologie: Es handelt sich um große Klärbecken, wo die noch im Abwasser in gelöster Form (Emulsion) vorhandene organische Stoffe mit Hilfe von Bakterien und der Sauerstoff der Luft abgebaut (oxidiert) werden. Die Zufuhr von Luft kann auf unterschiedlicherweise erfolgen. Die z.Zt. übliche Form der Luftversorgung ist, dass die Luft durch Bodenmembranen fein eingeblasen wird. Die Luft blubbert dadurch gleichmäßig durch die gesamte Wassermenge und versorgt die Bakterien mit dem erforderlichen Sauerstoff. Dazu laufen Tag- und Nacht kontinuierlich große Kompressoren.• Biology: These are large clarification basins, where the organic substances still present in the wastewater in dissolved form (emulsion) are degraded (oxidized) by means of bacteria and the oxygen in the air. The supply of air can take place in different ways. The z.Zt. The usual form of air supply is that the air is blown through floor membranes fine. The air bubbles evenly through the entire amount of water and supplies the bacteria with the required oxygen. In addition, day and night continuously large compressors run.
• Nachklärbecken: In der Biologie wird das Wasser durchgewirbelt und damit auch viele Schmutzteile, die hauptsächlich aus abgestorbenen Bakterien bestehen im Schwebe gehalten. Diese Teile werden in dem Nachklärbecken mit entsprechender Aufenthaltszeit abgesetzt, bevor das Wasser in die Vorfluten geleitet wird.• Secondary sedimentation tank: In biology, the water is whirled through and thus many parts of the soil, which are mainly composed of dead bacteria, are suspended. These parts are settled in the secondary settling tank with appropriate residence time, before the water is passed into the receiving waters.
• Früher hörte die Abwasserreinigung mit der Biologie und Nachklärbecken auf. Seit einigen Jahren haben wir auch eine dritte Reinigungsstufe, die• Previously, sewage treatment stopped with biology and secondary settling tanks. For some years we also have a third purification stage, the
Phosphat-Nitrat-Elimination. In dem Phosphate sich größtenteils absetzen und sich in dem Schlamm wiederfinden, müssen die Nitrate durch Nitrifika- tion-Denitrifikation abgebaut werden.
• Je gründlicher die Abwasserreinigung ist, umso mehr Rückstände bleiben in Form von Schlamm übrig. Bei dem organischen Schlämmen, aber besonders bei den Kommunalen Klärschlämmen handelt es sich um eine stinkende, mit Bakterien und Viren voller Masse, die in Form von Dünn- schlämm mit 0,5 bis 1,5 % Trockensubstanz (TS) aus den Klärbecken abgesaugt, zusammengeführt, auf ca. 7 % TS eingedickt und in Faultürmen ausgefault wird. Es handelt sich um eine anaerobe Faulung (ohne Sauerstoff), die -je nach Verfahren - 20 bis 30 Tagen lang dauert, Der Schlamm muss ständig auf 370C Temperatur aufgeheizt werden. Dabei bildet sich Methangas, das in Blockheizkraftwerken (BHKWs) verbrannt und damitPhosphate nitrate elimination. As most of the phosphates settle and are found in the sludge, the nitrates have to be degraded by nitrification denitrification. • The more thorough the wastewater treatment, the more residue remains in the form of sludge. Organic sludge, but especially municipal sewage sludge, is a smelly substance, full of bacteria and viruses, which is extracted from the settling tanks in the form of thin sludge containing 0.5 to 1.5% dry matter (TS). merged, thickened to about 7% TS and digested in digestion towers. It is an anaerobic digestion (without oxygen), which - depending on the method - takes 20 to 30 days, The mud must be constantly heated to 37 0 C temperature. This forms methane gas, which burned in combined heat and power plants (CHPs) and thus
Strom erzeugt wird. Die Wärme der Auspuffgase wird in den Faulturm zurückgeführt um diesen auf die erforderlichen Temperatur von 37°C aufzuheizen. Die erzeugte Wärme recht meistens aus, oft muss der Temperatur in den Wintermonaten durch Verbrennung von Primärenergie (Erdgas, Heizöl) nachgeholfen werden.Electricity is generated. The heat of the exhaust gases is returned to the digester to heat it to the required temperature of 37 ° C. The generated heat is usually quite good, often the temperature has to be remedied in the winter months by burning primary energy (natural gas, heating oil).
• In dem Faultürmen bleibt der Restschlamm mit 3,5 bis 4,0 % TS zurück, der entsorgt werden muss. Wegen den enormen Mengen muss dieser Schlamm durch mechanischen Entwässerungsmaßnahmen reduziert werden. Erreicht werden mit der Zentrifuge ca. 22-26 % TS, Siebbandpresse ca. 24-30 % TS, Kammerfilterpresse ca. 28-35 % TS, Kammer-Membranpresse bis zu 38 %• In the digester tower, the residual sludge remains at 3.5 to 4.0% TS, which must be disposed of. Due to the enormous quantities, this sludge has to be reduced by mechanical drainage measures. Approx. 22-26% TS, screen belt press approx. 24-30% TS, chamber filter press approx. 28-35% TS, chamber membrane press up to 38%
TS.TS.
• Danach muss der entwässerte Schlamm entsorgt werden. Die früher übliche Entsorgung als Dünger in die Landwirtschaft geht aus verschiedenen Gründen immer mehr zurück. Da organische Schlämme nicht mehr depo- niert werden dürfen verbleibt nur die Verbrennung als einziger Entsorgungsweg. Damit sind 62 bis 78 % Wasser mit zu entsorgen. Da Wasser bekanntlich nicht verbrennt und der Schlamm mit dem hohen Wasseranteil nicht autark verbrannt werden kann, müssen große Mengen an Primärenergieträger (Erdgas, Heizöl) aufgebracht werden um diesen tagtäglich anfallenden unangenehmen Abfallprodukt zu entsorgen.• Then the dewatered sludge must be disposed of. The formerly common disposal as fertilizer in agriculture is decreasing for various reasons more and more. Since organic sludges can no longer be landfilled, only incineration remains as the only disposal route. Thus, 62 to 78% of water to be disposed of. Since water is known not to burn and the sludge with the high water content can not be burned self-sufficient, large quantities of primary energy sources (natural gas, fuel oil) must be applied to dispose of this daily arising unpleasant waste product.
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Die konventionelle Kläranlage erfordert auch große Flächen, die bei einer Kläranlage mit 100.000 Einwohnergleichwerten je nach Lage 15.000 bis 20.000 m2 betragen kann.
Diese komplizierte Technologie kostet viel an Investition- wie auch an Betriebskosten. Sie werden von den Abwasserverbändern auf die Haushalte verteilt und werden mit den Abwassergebühren bezahlt.The conventional wastewater treatment plant also requires large areas, which can be 15,000 to 20,000 m 2 depending on the location of a wastewater treatment plant with 100,000 population equivalents. This complicated technology costs a lot of investment as well as operating costs. They are distributed to households by sewage networks and are paid for with wastewater charges.
Diese Technologie ist ganz tief eingefahren. Revolutionäre Äderungen sind daran nicht mehr möglich.This technology has gone very deep. Revolutionary changes are no longer possible.
Beschreibung der Technologie der Alternativen Kläranlage.Description of the technology of the alternative treatment plant.
Die neue Technologie geht auf die Wurzel der Aufgabenstellung zurück. Diese ist: Abwasser muss wirtschaftlich so gereinigt werden, dass das Wasser unbeschadet in die öffentliche Gewässer zurückgeführt werden kann, aber das Verfahren soll einfach und bezahlbar sein. Die abgetrennte Feststoffe sollen nicht als Abfall, sondern als Energieträger oder Wertstoff betrachtet, behandelt und dementsprechend genutzt werden.The new technology goes back to the root of the task. This is: Effluent has to be economically cleaned so that the water can be returned safely to public waters, but the process should be simple and affordable. The separated solids should not be treated as waste, but as an energy source or valuable material, treated and used accordingly.
Ausschlaggebend für die neue Entwicklung war die Erkenntnis, dass der größte Teil der CSB und BSB5-Belastungen in den Feststoffen steckt. Sollten diese gleich beim Eintritt des Abwassers in die Kläranlage abgetrennt werden können, könnte die Restbelastung viel leichter, schneller und billiger abgebaut werden.The deciding factor for the new development was the realization that most of the COD and BOD5 pollution is contained in the solids. If these can be separated at the entrance of the wastewater into the sewage treatment plant, the residual burden could be much easier, faster and cheaper to reduce.
Dazu war auch notwendig die Sinkgeschwindigkeit der absetzbaren Stoffe zu beschleunigen. Zu diesem Zweck ist der AQUEX RAPID Schnellabsetzbehälter ent- wickelt worden, womit große Abwassermengen schnell und gründlich mechanisch gereinigt werden können.It was also necessary to accelerate the rate of settling of the settleable matter. For this purpose, the AQUEX RAPID quick settling tank has been developed, which allows fast and thorough mechanical cleaning of large quantities of wastewater.
Auch die bisherige Schlammaufbereitung musste kritisch überprüft werden. Angestrebt wird die Verwertung der Schlämme, die aber in dem Zustand, wie sie die Entwässerung der Kläranlagen verlassen, nicht genutzt werden können. Dazu ist eine hochprozentige Entwässerung und eine anschließende Trocknung erforderlich. Die Kosten für die Trocknung darf natürlich nicht den Wert des Endprodukts übersteigen. Dies bedeutet, eine Trocknung ist bei den ständig steigenden Energiekosten mit Primärenergien nicht möglich.The previous sludge treatment had to be critically reviewed. The aim is the recovery of the sludge, but in the state, as they leave the drainage of sewage treatment plants, can not be used. This requires a high-percentage drainage and subsequent drying. Of course, the cost of drying must not exceed the value of the final product. This means that drying is not possible with constantly increasing energy costs with primary energies.
Eine besondere Überlegung musste den Faultürmen gewidmet werden. Die Schlämme, die aus den verschiedenen Klärbecken mit 0,5 bis 1,5 % TS abgezogen werden sind Rohschlämme. Diese bestehen in ca. 75 % aus organischem
Material. In dem Faulturm wird davon etwa 35 % methabolisiert, d.h. in Methangas umwandelt. Dies entspricht 46,7 % des gesamten Energiegehalts.A special consideration had to be dedicated to the digesters. The sludge, which is withdrawn from the various clarifiers with 0.5 to 1.5% TS are raw sludges. These consist of about 75% organic Material. In the digester, about 35% of it is methabolized, ie converted into methane gas. This corresponds to 46.7% of the total energy content.
Das Gas wird in BHKWs verbrannt und damit Strom erzeugt. Bei einem Wirkungs- grad von 90 % des Verbrennungsofens verbleiben 42 % der Energie, woraus etwa 35 % Strom = 14,7 % der Gesamtenergiegehaltes entsteht.The gas is burned in CHPs and thus generated electricity. With an efficiency of 90% of the incinerator 42% of the energy remains, resulting in about 35% electricity = 14.7% of the total energy content.
Die Auspuffwärme wird zur Beheizung des Faulraumes, also für Eigenzweck benutzt. So bringt der mit sehr hohen Kosten gebauter Faulturm nur eine Energie- ausbeute von 14,7 % des gesamten Energiegehaltes. Dies ist außerordentlich wenig wenn man bedenkt, dass der Restschlamm aus dem Faulturm noch entwässert und mit einem noch immer hohem Energiegehalt entsorgt (vernichtet) werden muss.The exhaust heat is used to heat the digester, ie for its own use. Thus, the digester built at a very high cost only provides an energy yield of 14.7% of the total energy content. This is extremely little considering that the residual sludge from the digester still has to be dewatered and disposed of (destroyed) with a still high energy content.
Bei einer Trocknung und Verbrennung des Schlammes kann der gesamte Energiegehalt thermisch verwertet und daraus 29,17 %, also etwa doppelt so viel Strom erzielt werden. Die Restwärme dient zur Trocknung des Schlammes auf 95-98 % TS. Bei der nachfolgende Abluftaufbereitung fällt noch immer viel Abfallwärme an, womit Warmwasser erzeugt werden kann mit den damit verbundenen vielen Ver- Wertungsmöglichkeiten. Entsorgt werden muss nur die Asche, die aber auch vielseitig genutzt werden kann.When the sludge is dried and incinerated, the entire energy content can be thermally utilized and 29.17%, or twice as much electricity, can be generated from it. The residual heat is used to dry the sludge to 95-98% DM. In the subsequent exhaust air treatment still generates a lot of waste heat, which hot water can be produced with the associated many Ver evaluation possibilities. Only the ashes have to be disposed of, but they can also be used in many ways.
Dies sind alle handfeste Argumente, um auf den teueren Faulturm, als Energie- vernichter zu verzichten.These are all solid arguments to avoid the expensive digester, as an energy destroyer.
Mit den technischen Änderungen sollen die Investitions- und Betriebskosten radikal vermindert werden.The technical changes are intended to radically reduce investment and operating costs.
Damit sind die Ziele der Alternativen Kläranlage abgesteckt.This sets out the objectives of the alternative treatment plant.
Die Technologie der Alternativen Kläranlage besteht aus zwei Teilen:The technology of the alternative treatment plant consists of two parts:
Abwasseraufbereitung und Schlammbehandlung mit dem Ziel, als Endprodukt einen Wertstoff für die nachfolgende thermische oder stoffliche Verwertung zu erhalten.
Abwasseraufbereitung (Fig.1)Wastewater treatment and sludge treatment with the aim of obtaining a valuable material for the subsequent thermal or material recycling as end product. Wastewater treatment (Fig.1)
• Das Abwasser passiert den Grobrechen und Sieb, (0) wo die gröbste Feststoffe abgetrennt werden. Diese werden wie bei den konventionellen Klär- anlagen behandelt.• The wastewater passes through the coarse screen and sieve, (0) where the coarsest solids are separated. These are treated as with conventional sewage treatment plants.
• Aus einem Zwischenbehälter (1) wird das Abwasser mit einer Ansaugpumpe (2) angesaugt und in den AQUEX RAPID Schnellabsetzbehälter (5) gepumpt. Vorher wird jedoch aus einer Flockungsmittel- Aufbereitungsanlage (7) mittels FM- Dosierpumpe (8) in den Abwasserstrom organisches Flockungsmittel zugegeben. Die Zugabe erfolgt vorzugsweise über einem• The waste water is drawn in from an intermediate tank (1) with a suction pump (2) and pumped into the AQUEX RAPID quick settling tank (5). Before, however, is added from a flocculant treatment plant (7) by means of FM metering pump (8) in the waste stream of organic flocculant. The addition is preferably carried out over one
Impfrohr (3) um das Flockungsmittel gleichmäßig in das Abwasser zu verteilen. Optioneil ist die Zugabe von Flockungsmittel auch in der Ansaugpumpe möglich. In einem statischen Mischer (4) wird dem Abwasser für die Flockungsbildung erforderliche Zwischenaufenthalt gegeben. • In dem Schnellabsetzbehälter erfolgt die Fest- Flüssigtrennung. Der Schnellabsetzbehälter ist eine Einrichtung, die im Patentantrag DE 44 26 052 A1 beschrieben ist. Auf die Offenbarung in dieser deutschen Patentanmeldung wird sich hier ausdrücklich bezogen und als Offenbarung bei der vorliegenden Anmeldung mit einbezogen. Das Wesentliche bei diesem Schnellab- setzbehälter ist, dass in einem kreisrunden Behälter mit konischem Ablauf künstlich zwei definierte, gegenseitige Strömungen hergestellt werden: Eine schnelle Abwärts- und eine langsame Aufwärtsströmung. Das geflockte Abwasser, das mit großer Geschwindigkeit in den Behälter geführt wird, wird in dem Behälter abgebremst und langsam nach oben gedreht, weil das Wasser nur oben in einer Ringrinne abfließen kann. Die Feststoffe jedoch, die ein größeres spezifisches Gewicht als das Wasser haben, behalten ihre Abwärtsbewegung durch ihre Trägheit länger als das Wasser und sammeln sich in Form von Schlamm im Kegel des Behälters. Von hier aus wird der Schlamm mittels Schlauchpumpe (6) periodisch abgesaugt. • Auf einen Sandfang und Sand- Waschanlage, sowie mechanisches Absetzbecken wird bewusst verzichtet. Der Sand verbleibt in dem Schlamm. Dies hat mehrere Vorteile: Die Kosten für den Sandfang und Sand- Waschanlage werden erspart und der Sand drainagiert den Schlamm und führt zu besseren Entwässerungsergebnissen. Der Sand findet sich in der Asche nach der Verbrennung des Schlammes wieder und macht diese vielseitig verwertbar.
• Aus einem Zwischenbehälter (9) wird das mechanisch gereinigte Abwasser mittels Dosierpumpen (10) angesaugt und in einen Bioreaktor (11) gepumpt. Dieser ist ein stehender Zylinder, der mit Kunststoff Trägermaterial für Bakterien gefüllt ist. Die Einführung des Abwassers und die Verteilung soll zweckmäßigerweise so erfolgen, dass über der Einführung noch eineInoculation tube (3) to distribute the flocculant evenly into the wastewater. Optional addition of flocculant is also possible in the suction pump. In a static mixer (4), the intermediate waste water required for flocculation is added. • In the quick settling tank, the solid-liquid separation takes place. The quick settling tank is a device which is described in the patent application DE 44 26 052 A1. The disclosure in this German patent application is hereby expressly incorporated and incorporated by reference in the present application. The essence of this rapid settling tank is that artificially creates two defined, reciprocal flows in a circular tank with a conical outlet: a fast downward and a slow upward flow. The flocculated wastewater, which is fed into the container at high speed, is braked in the container and slowly turned upwards, because the water can only drain up in an annular groove. However, the solids, which have a greater specific gravity than the water, retain their downward movement by their inertia longer than the water and accumulate in the form of sludge in the cone of the container. From here, the sludge is sucked periodically by means of a peristaltic pump (6). • A sand trap and sand washer as well as a mechanical settling tank are deliberately avoided. The sand remains in the mud. This has several advantages: The costs for the sand trap and sand washer are spared and the sand drains the sludge and leads to better drainage results. The sand is found in the ashes after the sludge is burned and makes them versatile. From an intermediate container (9), the mechanically purified wastewater is sucked by means of metering pumps (10) and pumped into a bioreactor (11). This is a upright cylinder that is filled with plastic carrier material for bacteria. The introduction of the wastewater and the distribution should suitably be such that over the introduction still one
Schicht Füllmaterial mit 30-40 cm Stärke verbleibt. Damit wird erreicht, dass die aus dem Bioreaktor austretende Luft ebenfalls gereinigt wird und keine Gase austreten. Das Füllmaterial wird mit Bakterien geimpft. Wahlweise können auch Enzime in das Abwasser gemischt werden, um die Ver- mehrung der Bakterien zu beschleunigen. Im Gegenstrom wird von unten mittels einem Ventilator (12) eine Überdosis Luft durchgeblasen, um die Bakterien mit genügend Sauerstoff zu versorgen. Die Einblasung erfolgt derart, dass unten ein Luftpolster gebildet wird, in dem der Druck gleichmäßig ist. Dadurch wird der gesamte Behälterquerschnitt gleichmäßig mit Luft versorgt.Layer of filler with 30-40 cm thickness remains. This ensures that the air leaving the bioreactor is also cleaned and no gases escape. The filling material is inoculated with bacteria. Optionally, enzymes can also be mixed into the wastewater to accelerate bacterial proliferation. In countercurrent, an overdose of air is blown from below by means of a ventilator (12) in order to supply the bacteria with sufficient oxygen. The injection takes place in such a way that an air cushion is formed at the bottom, in which the pressure is uniform. As a result, the entire container cross section is supplied evenly with air.
• In dem Bioreaktor werden die restliche Belastungen an CSB und BSB5 derart abgebaut, dass das Wasser in die Vorfluter geleitet werden kann. Ausdrücklich wird darauf hingewiesen, dass dies nur dadurch möglich ist, dass durch Abtrennung der Feststoffe in dem Schnellabsetzbehälter die CSB und BSB5-Belastungen wesentlich reduziert werden. Großversuche haben ergeben, dass durch Abtrennung der Feststoffe beim kommunalen Abwasser die CSB und BSB5- Belastungen zwischen 55 bis 58 %, bei Schweinegülle sogar bis zu 95 % reduziert werden können.• In the bioreactor, the remaining loads on COD and BOD5 are reduced in such a way that the water can be directed into the receiving waters. It is expressly pointed out that this is only possible by significantly reducing the COD and BOD5 loads by separating the solids in the quick settling tank. Large-scale tests have shown that by separating the solids from municipal wastewater, the COD and BOD5 loads can be reduced by between 55 and 58%, and with pig manure even up to 95%.
• Optional verbleibt natürlich auch die Möglichkeit, das mechanisch gereinigte Waser in einem biologischen Becken konventionell biologisch zu reinigen.• Optionally, of course, there is also the possibility of conventionally biological cleaning of the mechanically purified water in a biological basin.
• In dem Bioreaktor erfolgt auch ein Teilabbau der Nitrate. Je nach Abwasser kann dieser Abbau ausreichen, um die zugelassene Grenzwerte zu unterschreiten. Sollte dies nicht der Fall sein, so kann optionell den Bioreaktoren noch eine kleine Denitrifikationsanlage nachgeschaltet werden. Die Phos- phate verursachen keine Probleme, diese bleiben in dem Schlamm zurück.• In the bioreactor also a partial degradation of the nitrates takes place. Depending on the wastewater, this degradation may be sufficient to fall below the permitted limits. If this is not the case, then optionally a small denitrification plant can be connected downstream of the bioreactors. The phosphates cause no problems, they remain in the mud.
Schlammaufbereitungsludge treatment
• Der Schlamm, der auch den Sand enthält, sammelt sich im Kegel des• The mud, which also contains the sand, collects in the cone of the
Schnellabsetzbehälters. Es ist bereits geflockt und kann deshalb direkt, ohne weitere Behandlung entwässert werden. Voraussetzung ist die
schonende Umschichtung des Schlammes in die Entwässerungsaggregate, ohne die aufgebaute Flockungsstruktur zu zerstören. Aus diesem Grund wird dazu eine Schlauchpumpe verwendet.Schnellabsetzbehälters. It is already flocculated and can therefore be drained directly without further treatment. Prerequisite is the Gentle redistribution of the sludge into the dewatering aggregates without destroying the established flocculation structure. For this reason, a peristaltic pump is used.
• Das Absaugen des Schlammes erfolgt periodisch. Die Arbeit der Schlauch- pumpe wird mit einer Schlammpegelsonde geregelt. Damit wird auch dafür gesorgt, dass der Schlamm in dem Kegel des Behälters nicht allzu dick wird, was das Absaugen negativ beeinflussen kann. Großversuche haben gezeigt, dass das Maß der Eindickung in dem Kegel - je nach Abwasserart - bis zu 25 bis 30 % TS erreichen kann. • Der abgesaugte Schlamm ist ein Rohschlamm, es enthält in diesem Zustand noch alle organischen Anteile, somit den vollen Energiegehalt. Dieser Energiegehalt soll bis zu der thermischer Verwertung oder als Dünger voll enthalten bleiben.• The suction of the sludge takes place periodically. The work of the peristaltic pump is regulated with a sludge level probe. This also ensures that the sludge in the cone of the container is not too thick, which can adversely affect the suction. Large-scale tests have shown that the degree of thickening in the cone - depending on the type of wastewater - can reach up to 25 to 30% TS. • The extracted sludge is a raw sludge, it still contains all organic components in this state, thus the full energy content. This energy content should remain fully contained up to the thermal utilization or as fertilizer.
• Bei der Schlammaufbereitung in der Alternativen Kläranlage wird deshalb auf die Biologie und Faulturm als Energiekiller voll verzichtet.• When treating sludge in the alternative treatment plant, biology and digestion as an energy killer are therefore completely dispensed with.
• Der Sand bleibt in dem Schlamm enthalten und findet sich in der Asche nach der Verbrennung wieder. Der Sand drainagiert den Schlamm und wirkt damit günstig auf der Entwässerung aus.• The sand remains in the mud and is found in the ash after burning. The sand drains the mud and thus has a favorable effect on the drainage.
• Der aus dem Schnellabsetzbehälter abgesaugte Schlamm wird in einen Vor- entwässerungszylinder gepumpt und dort durch die Schwerkraft vorentwässert. Die erreichbare TS beträgt bei kommunalen Rohschlämmen ca. 25 - 28 %.• The sludge extracted from the quick settling tank is pumped into a pre-dewatering cylinder and pre-dewatered there by gravity. The achievable TS is approx. 25 - 28% for municipal raw sludge.
• Aus dem Vorentwässerungszylinder rutscht der vorentwässerte Schlamm in den Voreindickungszylinder und wird dort ebenfalls durch Schwerkraft weiter entwässert. Der Grad der Entwässerung kann bei kommunalen Rohschlämmen 30-35 % betragen.• From the pre-dewatering cylinder, the pre-dewatered sludge slips into the pre-thickening cylinder where it is also further dewatered by gravity. The degree of drainage may be 30-35% for municipal raw sludge.
• Der Vorentwässerte Schlamm fällt auf eine Siebbandpresse und wird damit weiter, auf 40-44 % TS gepresst. Durch die gründliche Vorentwässerung reicht auch eine kleinere Presse aus. Der Schlamm kann mit einem höheren Druck als sonst üblich gepresst werden, auch deshalb erreicht die Presse einen außergewöhnlich hohen Trockenheitsgrad.• The pre-dewatered sludge falls onto a sieve belt press and continues to be pressed to 40-44% TS. Due to thorough pre-drainage, even a smaller press is sufficient. The sludge can be pressed at a higher pressure than usual, which is another reason why the press achieves an exceptionally high degree of dryness.
• Im Weiteren soll der Schlamm getrocknet werden. Um wirtschaftlich trocknen zu können muss der Schlamm pelletiert werden. Dies erfolgt bei der Alternativen Kläranlage durch Extrudieren. Dazu wird ein Extruder ver-
wendet, wo die Lochplatte zwangsweise ständig gereinigt wird, um die Verstopfung der Düsen zu verhindern.• In addition, the mud should be dried. In order to be able to dry economically, the sludge must be pelleted. This is done in the alternative treatment plant by extrusion. An extruder is used for this purpose. applies where the perforated plate is forcibly constantly cleaned to prevent clogging of the nozzles.
• Die Trocknung erfolgt in einem Schachtrieseltrockner. Oben werden die nasse Pellets eingefüllt und unten die trockene Pellets über entsprechenden Öffnungseinrichtungen abgenommen. Das Material rieselt durch die• Drying takes place in a chess-belt dryer. The wet pellets are poured in at the top and the dry pellets are removed from below via corresponding opening devices. The material trickles through the
Schwerkraft durch den Trockner und wird dort aus waagrechten Trocknungskanälen mit Warmluft beschlagen.Gravity through the dryer and will fog there from horizontal drying channels with hot air.
Die Trockenpellets fallen üblicherweise mit ca. 95-98 % TS auf ein Transportband, womit sie zur Verwertung (z.B. Verbrennung und Stromer- zeugung) in Container oder Zwischenbehälter gefüllt werden. Der Trocknungsgrad kann aber auf Wunsch durch Regulierung der Entleerung beliebig eingestellt werden.The dry pellets usually fall on a conveyor belt at about 95-98% TS, which means that they are filled into containers or intermediate containers for recycling (eg combustion and power generation). The degree of drying can be adjusted as desired by regulating the emptying.
• Die Trocknungsluft besteht normalerweise aus Rauchgasen aus der Industrie oder aus der thermischen Verwertung des Schlammes. Die Trocknung erfolgt auf Niedrigtemperaturen, um eine erhöhte Brüdenbildung zu vermeiden. Rauchgase mit höheren Temperaturen werden in einem mit Thermostat gesteuerten Bypass durch Zufuhr von Außenluft auf die gewünschte Temperatur abgekühlt. Durch die Pelletierung und Schachtrieseltrockner wird die ungewünschte Staubbildung, die bei den organischen Schlämmen zur Staubexplosien führen kann, vermieden. Wahlweise können mittels Wärmetauscher beliebige Wärmequellen genutzt werden.• The drying air usually consists of flue gases from industry or the thermal utilization of the sludge. Drying is carried out at low temperatures in order to avoid increased vapor formation. Higher temperature flue gases are cooled to the desired temperature in a thermostatically controlled bypass by the supply of outside air. The pelletizing and chess dryers prevent unwanted dust formation, which can lead to dust explosions in organic sludges. Optionally, any heat sources can be used by means of a heat exchanger.
Durch die Verdünnung der Rauchgasen wird die Temperatur der Außenluft ebenfalls für die Trocknung eingesetzt und dadurch Trocknungsenergie eingespart.By diluting the flue gases, the temperature of the outside air is also used for drying, thus saving drying energy.
• Die Trocknungsluft saugt ein Ventilator durch den Trockner und pumpt in die Abluftaufbereitung weiter. Dadurch entsteht in dem Trockner ein Unterdruck, der den Austritt von Gasen aus dem Trockner verhindert.• The drying air sucks a fan through the dryer and continues to process the exhaust air. This creates a negative pressure in the dryer, which prevents the escape of gases from the dryer.
• Die Abluftaufbereitung besteht aus einer Abluftwäsche mit Biofilter, wo die Luftmechanisch und biologisch gereinigt wird, bevor diese das System über einem Kamin verlässt.• The exhaust air treatment consists of an exhaust air treatment with biofilter, where the air is mechanically and biologically cleaned before it leaves the system above a chimney.
• Bei der Abluftaufbereitung fällt noch Abfallwärme an, die zur Herstellung von Warmwasser genutzt werden kann. Warmwasser kann sehr vielfältig eingesetzt werden. (Z.B. Beheizung von Gebäuden, Gewächshäusern, Ställen USW.)
So wird die volle Energie des Schlammes 100 %-ig, und dies gleich dreimal hintereinander: Zur Stromerzeugung, Trocknung und innerbetrieblichen Zwecke genutzt.• The exhaust air treatment still generates waste heat, which can be used to produce hot water. Hot water can be used very diverse. (Eg heating of buildings, greenhouses, stables etc.) Thus, the full energy of the sludge is 100%, and this three times in a row: used for power generation, drying and internal purposes.
Wirtschaftlichkeiteconomics
Eine Alternative Kläranlage kann aus etwa 30-50 % der bisherigen Investitionskosten bei dem selben Wirkungsrad gebaut werden. Die Betriebskosten mindern sich in dem gleichen Masse. An Grundstücksgröße benötigt die Alternative Klär- anläge sogar nur etwa 5 bis 10 % der üblichen Fläche.An alternative wastewater treatment plant can be built from about 30-50% of the previous investment costs with the same efficiency. The operating costs are reduced to the same extent. In terms of plot size, the alternative sewage treatment plants only need about 5 to 10% of the usual area.
Durch ihre Wirtschaftlichkeit eignet sich die Alternative Kläranlage besonders zum Bau in den Entwicklungs- und Schwellenländern. Aber auch bestehende Kläranlage können mit einer Teil der neuen Technologie bedient werden. So können z.B. überbelastete Kläranlagen durch Beistellung von einem oder mehreren Schnellabsetzbehälter entlastet werden, ohne eine neue Anlage bauen zu müssen.Due to their economic efficiency, the alternative treatment plant is particularly suitable for construction in developing and emerging countries. But existing sewage treatment plant can be operated with a part of the new technology. Thus, e.g. overloaded sewage treatment plants are relieved by providing one or more rapid settling tanks without having to build a new plant.
Die Schlammaufbereitung mit Pelletierung und Trocknung, Verbrennung und Ver- stromung kann ebenfalls bei bestehenden Kläranlagen wirkungsvoll eingesetzt werden.The sludge processing with pelleting and drying, incineration and flow can also be used effectively in existing sewage treatment plants.
Durch Verwendung des Schnellabsetzbehälters und Bioreaktors kann das Problem der Abwasseraufbereitung dünnbesiedelter Gebiete wirtschaftlich gelöst werden, weil damit der Bau von teueren Sammlern vermieden werden kann.
By using the quick settling tank and bioreactor, the problem of wastewater treatment of sparsely populated areas can be solved economically because it can avoid the construction of expensive collectors.