WO2000061502A1 - Verfahren zur biologischen abwasserreinigung unter verwendung eines wirbelbettes in einem bioreaktor - Google Patents

Verfahren zur biologischen abwasserreinigung unter verwendung eines wirbelbettes in einem bioreaktor Download PDF

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carrier material
activated sludge
wastewater
sludge mixture
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Volker Harbs
Haiyan Wu
Zhiqiang Li
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Dr. Lindner Gmbh
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    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the aeration process is the most commonly used process for the purification of organically polluted wastewater, such as municipal wastewater and organically polluted industrial wastewater.
  • a wastewater treatment plant with aeration process usually consists of a mechanical cleaning stage and the biological cleaning stage.
  • the biological purification stage consists of revitalization and clarification.
  • the pollutants are broken down by bacteria, thereby increasing the bacterial mass.
  • An oxygen supply is required for this degradation process; air is usually blown into the aeration tanks.
  • the separated waste water from the activated sludge is usually separated in the secondary clarifier.
  • the sludge settles down and the cleaned water is drawn off at the top.
  • the settled activated sludge is returned to the activated sludge as return sludge or withdrawn from the system as excess sludge.
  • nitrogen removal is usually required.
  • the aeration tanks are divided into denitrification and nitrification zones. Agitators are usually used in the non-aerated denitrification zone to mix the activated sludge with the waste water.
  • the ventilation in the nitrification zone not only ensures the oxygen input, but also the mixing of the pool contents. Internal recirculation is required for denitrification.
  • the nitrate-containing activated sludge mixture is returned to the denitrification zone.
  • an anaerobic zone is usually installed upstream of the denitrification zone. They are usually also worked through with agitators.
  • fixed bed bodies can be immersed in the tanks. This is the so-called fixed bed activation or the fixed bed reactor. Bacteria settle on this fixed bed and form a bio-lawn. The biomass concentration in the aeration tank can thus be increased overall and the necessary volume of the aeration tank can be reduced.
  • the object of the invention is to create a method which is suitable for biological wastewater treatment and which has an economical, efficient method of operation while avoiding the aforementioned disadvantages of the prior art. Furthermore, it is an object of the invention to provide a device with which such a method can be carried out. - -. -
  • the invention further relates to a device in which the fluidized bed activation process is used.
  • solid support materials for example made of plastic, which float in the water.
  • These carrier materials have a density of 0.8 Pwater PTrag-rmacßriaL ⁇ Pua SS - r in the state covered with microorganisms.
  • the carrier material with such a density floats on the water surface in the idle state, in the turbulent activation tank the support bodies float and swirl over the entire cross-section of the tank and are completely mixed with the sewage activated sludge mixture.
  • a fluidized bed is formed.
  • this fluidized bed offers the bacteria additional surfaces for colonization and thus a higher biomass concentration in the aeration tank.
  • constipation is impossible with a fluidized bed, since all carrier bodies are constantly in motion.
  • a calming zone is set up in the drainage area of the activated sludge tank, in which the carrier material automatically separates from the waste water due to its density, floats up and collects in the upper area of the water body.
  • the wastewater activated sludge mixture is drawn off in the bottom area of the basin and introduced into the secondary clarifier.
  • the carrier materials floating on the surface are returned to the inlet of the activated sludge tank.
  • the carrier material consists of irregular or regular, for example spherical or granular, particles.
  • the particles can be solid or hollow and the particles can have smooth, rough or textured surfaces. Particles with a rough and / or structured surface generally favor the settlement of microorganisms on the carrier bodies.
  • Plastics are preferably provided for the above-mentioned carrier bodies of the fluidized bed.
  • Several different materials can also be used in combination in a fluidized bed.
  • the device according to the invention contains the fluidized bed comprising the aforementioned materials.
  • the fluidized bed can be easily adapted to the device.
  • the size of the device itself in turn depends on the particular application for which the device is used.
  • Figure 1.2 shows a device according to the invention with an activation zone and a calming zone, the carrier materials being returned by a pump, in longitudinal section.
  • Figure II.1 shows a device according to the invention, like Figure I.l but with an additional non-ventilated zone for denitrification, in plan.
  • Figure III.2 shows an inventive device like figure
  • FIG. IV.2 shows a device according to the invention with an activation zone and a calming zone in the circulating pool, in a longitudinal section (only shown analogously).
  • Figure VI shows a device according to the invention as figure
  • Figure VI .2 shows a device according to the invention as figure
  • the fluidized bed process can also be used in discontinuous activation systems, for example SBR systems.
  • discontinuous plants the various process steps, for example biological phosphorus elimination, denitrification, nitrification and secondary clarification, will take place in a basin in chronological order.
  • the filling of the device with the carrier material depends on the required performance and is, for example, a displacement volume fraction of 2 to 50%, preferably 5 to 40%, in particular 10 to 30%.
  • the present invention has the following advantages in comparison to the above-mentioned fixed bed processes of the prior art.
  • Blockage is excluded with the method according to the invention.
  • the microorganisms on the carrier materials are evenly loaded and aerated, so that the greatest possible utilization of the carrier material is achieved in terms of process technology.
  • the air bubbles in the activation are shredded and thus have a larger specific surface for better gas exchange.
  • the air bubbles remain in the water longer because the fluid bed supports prevent a rapid ascent. This significantly improves the oxygen input and reduces operating costs.
  • the raw waste water is introduced into the aeration basin 2 via the inlet 1.
  • the wastewater mixes in zone 2.2 with activated sludge, flows through the activated sludge tank 2 further and is biologically cleaned with the addition of atmospheric oxygen 2.5.
  • a calming zone 2.4 After flowing through the nitrification zone 2.3, a calming zone 2.4 according to the invention is arranged, in which the carrier material separates from the wastewater activated sludge mixture.
  • the carrier material By installing a guide wall 2.6 at the beginning of the calming zone, the floating of the carrier material is promoted so that the calming zone can be shortened.
  • the carrier material collects on the water surface in the upper area of the pool cross-section.
  • the carrier material from the calming zone 2.4 is conveyed back into the denitrification zone 2.2 with the recirculation 7 required for the denitrification.
  • the wastewater activated sludge mixture is removed in the lower area of the calming zone 2.4. pulled and fed to the clarifier 3.
  • the sludge is deposited there and fed to the inlet of the activation tank 1 as return sludge 4.
  • the excess sludge 5 is drawn off and passed into the sludge treatment.
  • the cleaned wastewater 6 is discharged to the receiving water (body of water).
  • the raw sewage is also introduced into the aeration tank 2 via the inlet 1.
  • the wastewater mixes in zone 2.2 with activated sludge, flows through the activated sludge tank 2 further and is biologically cleaned with the addition of atmospheric oxygen 2.5.
  • a calming zone 2.4 After flowing through the nitrification zone 2.3, a calming zone 2.4 according to the invention is arranged, in which the carrier material separates from the wastewater activated sludge mixture.
  • the carrier material collects in the upper area of the Beken cross-section on the water surface.
  • the carrier material is then automatically returned to the denitrification zone 2.2 with the circulating flow.
  • the wastewater activated sludge mixture is drawn off in the lower region of the calming zone 2.4 and fed to the secondary clarifier 3.
  • the sludge is deposited here and the return of the sludge 4 Aeration tank 1 supplied.
  • the excess sludge 5 is drawn off and passed into the sludge treatment.
  • the cleaned wastewater 6 is discharged to the receiving water (body of water).

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur biologischen Abwasserreinigung mit dem Belebungsverfahren, wobei ein mobiles Festbett (Wirbelbett) für die Ansiedlung von Mikroorganismen zur Aufkonzentrierung der Biomasse im Belebungsbecken eingesetzt wird. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung sowei die Anwendung von Trägermaterial mit einer Dichte von 0,8 ςWasser < ς¿Trägermaterial? < ςWasser im mit Mikroorganismen bewachsenen Zustand in diesem Verfahren.

Description

Verfahren zur biologischen Abwasserreinicrunσ unter Verwendung eines Wirbelbettes in einem Bioreaktor
Das Belebungsverfahren ist das meist angewendete Verfahren zur Reinigung organisch verschmutzter Abwässer, wie zum Beispiel kommunales Abwasser und organisch verschmutzte industrielle Abwässer. Eine Kläranlage mit Belebungsverfahren besteht in der Regel aus mechanischer Reinigungsstufe und der biologischen Reinigungsstufe. Die biologische Reinigungsstufe besteht aus Belebung und Nachklärung. In dem Belebungsbecken werden die Schmutzstoffe durch Bakterien abgebaut, dabei vermehrt sich die Bakterienmasse. Für diesen Abbauprozeß ist eine Sauerstoffversorgung erforderlich, dafür wird in der Regel Luft in die Belebungsbecken geblasen.
Die Trennung des gereinigten Abwassers vom Belebtschlamm erfolgt in der Regel in den Nachklärbecken. Der Schlamm setzt sich nach unten ab und das gereinigte Wasser wird oben abgezogen. Der abgesetzte Belebtschlamm wird als Rücklaufschlämm in die Belebung zurückgeführt bzw. als uberschußschlaπ-rn aus dem System abgezogen. In modernen Kläranlagen ist eine Stickstoffelimination in der Regel erforderlich. Dementsprechend werden die Belebungsbecken in Denitrifikations- und Nitrifikationszonen unterteilt. In der nicht belüfteten Denitrifikationszone werden in der Regel Rührwerke eingesetzt, um den Belebtschlamm mit dem Abwasser zu durchmischen. Die Belüftung in der Nitrifikationszone sorgt nicht nur für den Sauerstoffeintrag, sondern auch für die Durchmischung des Beckeninhaltes . Für die Denitrifikation ist eine interne Rezirkulation erforderlich, dabei wird das nitrathaltige Abwasserbelebtschlammgemisch in die Denitrifikationszone zurückgeführt.
Bei Abwasserreinigung mit vermehrter biologischer Phosphorelimination ist in der Regel eine anaerobe Zone vor der Denitrifika- tionszone vorzuschalten. Ihre Durchrtischung erfolgt in der Regel ebenfalls mit Rührwerken.
Um die Biomasse in den Belebungsbecken zu erhöhen, ohne gleichzeitig die Becken vergrößern zu müssen bzw. bei Neubauten die Becken kleiner herstellen zu können, können Festbettkörper in die Becken eingetaucht werden. Dies ist die sogenannte Festbettbelebung oder der Festbettreaktor. Auf diesem Festbett siedeln sich Bakterien an und bilden einen Biorasen. Die Biomassekonzentration im Belebungsbecken kann damit insgesamt erhöht und das notwendige Volumen der Belebungsbecken reduziert werden.
Dieses Festbettverfahren hat Betriebsprobleme, da durch das schnelle Bakterienwachstum die Festbettkörper zuwachsen und verstopfen. Die Luftversorgung der Biomasse wird durch diese Verstopfung erheblich gestört. Die Leistung dieser Anlagenteile kann dann nicht mehr optimal ausgenutzt werden. Aus diesem Grunde hat sich das Festbettverfahren in kommunalen Abwasseranlagen nicht durchgesetzt. In der Industrieabwasserreinigung findet das Festbettverfahren aus dem gleichen Grunde nur eine begrenzte Anwendung. Sonderverfahren für das Festbett sind in den Patenten EP-A-0 075 298 und DE-A-38 15 865 offenbart. Als Trägermaterialien werden dort offenporige Schaumstoffwürfel mit einer Kantenlänge von 1 cm bis 3 cm eingesetzt. Diese Schaumstoffkörper werden mit der Zeit von Bakterien und Mikroorganismen in ihrem Innern und auf der Oberfläche besiedelt.
Je nach Bewuchs weisen die Schaumstoffwürfel verschiedene Dichten auf, manche sind schwerer als Wasser, manche leichter, eine Phasentrennung des _Trägermaterials vom Abwasserbelebtschlamm- gemisch ist verfahrenstechnisch nicht möglich. Diese Schaumstoffkörper dürfen aber nicht in die Nachklärbecken gelangen. Bei diesen Verfahren werden im Ablaufbereich der Belebungsbecken Netze oder andere Fangekonstruktionen angeordnet. Die Netze führen zu erheblichen Betriebsstörungen, da sich im Abwasser enthaltene Feststoffe wie Haare, Fasern, Papier, Folien usw. verfangen und diese verstopfen.
Die Schaumstoffwürfel können einen sehr starken mechanischen Abrieb unterliegen und gelangen dann als Bruchteile in die nachfolgenden Reinigungstufen, wo es zu weiteren betrieblichen Schwierigkeiten kommen kann. Das Nachfüllen des verlorenen Schaumstoffmaterials verursacht zusätzliche Betriebskosten.
Aufgrund der vorstehend angeführten Nachteile, konnte sich auch dieses Verfahren nicht in der kommunalen Abwasserreinigung verbreiten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile des Standes der Technik ein Verfahren zu schaffen, das zur biologischen Abwasserreinigung geeignet ist und eine wirtschaftliche, effiziente Arbeitsweise aufweist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zu schaffen, mit der ein solches Verfahren durchgeführt werden kann. - -. -
Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß ein Wirbel- bettbelebungs-Verfahren mit schwebenden Trägermaterialien eingesetzt wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung, in der das Wirbelbettbelebungs -Verfahren verwendet wird.
Für das Wirbelbettbelebungs-Verfahren werden im Wasser schwebende, feste Trägermaterialien beispielsweise aus Kunststoff verwendet. Diese Trägermaterialien haben eine Dichte von 0,8 Pwasser PTrag-rmacβriaL < PuaSS-r im mit Mikroorganismen bewachsenen Zustand. Das Trägermaterial mit einer solchen Dichte schwebt im Ruhezustand an der Wasseroberfläche, im turbulenten Belebungsbecken schweben und verwirbeln die Trägerkörper über den gesamten Beckenquerschnitt und werden vollständig mit dem Abwasserbelebtschlammgemisch durchgemischt. Es bildet sich ein Wirbelbett. Dieses Wirbelbett bietet den Bakterien, wie beim Festbett, zusätzliche Oberflächen für eine Besiedelung und damit eine höhere Biomassekonzentration im Belebungsbecken. Im Vergleich mit dem herkömmlichen Festbett ist mit einem Wirbelbett eine Verstopfung unmöglich, da sich alle Trägerkörper ständig in Bewegung befinden.
Im Ablaufbereich des Belebungsbeckens wird erfindungsgemäß eine Beruhigungszone, in der sich das Trägermaterial aufgrund seiner Dichte automatisch vom Abwasser trennt, aufschwimmt und sich im oberen Bereich des Wasserkörpers sammelt, eingerichtet. Das Abwasserbelebtschlammgemisch wird im Sohlbereich des Beckens abgezogen und in das Nachklärbecken eingeleitet.
Die an der Oberfläche schwebenden Trägermaterialien werden in den Zulauf des Belebungsbeckens zurückgeführt.
Für das Wirbelbettbelebungsverfahren werden Trägermaterialien mit einer Dichte im bewachsenen Zustand von 0,8 ρ«asser < ρTräg-r->a eriai Passer, verwendet. In einem Wirbelbett können Trägermaterialien mit verschiedenen Dichten kombiniert werden. Um die vorgenannten Dichten der Trägerkörper im bewachsenen Zustand einhalten zu können, ist die Kornnaßdichte des Materials der Trägerkörper in der Regel zwischen 0,75 g/cm bis 0,95 g/cm zu wählen.
Erfindungsgemäß besteht das Trägermaterial aus unregelmäßig oder regelmäßig, zum Beispiel kugelförmigen oder granulatformigen Teilchen. Die Teilchen können massiv oder hohl sein und die Teilchen können glatte, rauhe oder strukturierte Oberflächen haben. Teilchen mit rauher und/oder strukturierter Oberfläche begünstigen in der Regel die Ansiedlung von Mikroorganismen auf den Trägerkörpern.
Die Größe der Teilchen wird in Abhängigkeit zur Abwasserzusammensetzung und dem Reinigungsziel gewählt. Beispielsweise können massive Teilchen mit Durchmessern von 2 mm bis 30 mm, bevorzugt 2 mm bis 20 mm, insbesondere 2 mm bis 10 mm verwendet werden. Es können auch Teilchen verschiedener Größen und Formen in einem Wirbelbett kombiniert werden.
Für die vorgenannten Trägerkörper des Wirbelbettes sind vorzugs- weise Kunststoffe ( Homo- Copolymere von Olefinen, insbesondere Polyethylen, Polypropylen und/oder Polybuten) , vorgesehen. Es können auch mehrere verschiedene Materialien in einem Wirbelbett in Kombination verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält das für die zuvor genannten Materialien umfassende Wirbelbett. Das Wirbelbett kann problemlos der Vorrichtung angepaßt werden. Die Größe der Vorrichtung selbst hängt wiederum von der jeweiligen Anwendung ab, für die die Vorrichtung eingesetzt wird.
Bevorzugte Ausführungs formen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung:
Figur 1.1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Belebungszone und einer Beruhigungszone, wobei die Trägermaterialien durch eine Pumpe zurückgeführt werden, im Grundriß.
Figur 1.2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Belebungszone und einer Beruhigungszone, wobei die Trägermaterialien durch eine Pumpe zurückgeführt werden, im Längsschnitt.
Figur II.1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wie Figur I.l jedoch mit einer zusätzlichen nicht belüfteten Zone für Denitrifikation, im Grundriß.
Figur II.2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wie
Figur 1.2 jedoch mit einer zusätzlichen nicht belüfteten Zone für Denitrifikation, im Längsschnitt .
Figur III.1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie Figur
1.1 jedoch mit einer nicht belüfteten Zone für biologische Phosphoreliminierung und einer nicht belüfteten Zone für Denitrifikation, im Grundriß.
Figur III.2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie Figur
1.2 jedoch mit einer nicht belüfteten Zone für biologische Phosphoreliminierung und einer nicht belüfteten Zone für Denitrifikation, im Längsschnitt .
Figur IV.1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung, mit einer Belebungszone und einer Beruhigungszone im
Umlaufbecken, im Grundriß.
Figur IV.2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Belebungszone und einer Beruhigungszone im Um- laufbecken, im Längsschnitt (nur sinngemäß dargestellt) . Figur V.l zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie Figur
IV.1 jedoch mit einer zusätzlichen nicht belüfteten Zone für Denitrifikation im Umlaufbecken, im Grundriß .
Figur V.2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie Figur
IV.2 jedoch mit einer zusätzlichen nicht belüfteten Zone für Denitrifikation im Umlaufbecken, im Längsschnitt (nur sinngemäß dargestellt).
Figur VI .1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie Figur
IV.1 jedoch mit einer nicht belüfteten Zone für biologischen Phosphoreliminierung und einer nicht belüfteten Zone für Denitrifikation im Umlauf- becken, im Grundriß.
Figur VI .2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie Figur
IV.2 jedoch mit einer nicht belüfteten Zone für biologischen Phosphoreliminierung und einer nicht belüfteten Zone für Denitrifikation im Umlaufbecken, im Längsschnitt (nur sinngemäß dargestellt) .
Das Wirbelbettverfahren kann auch in diskontinuierlichen Belebungsanlagen, beispielsweise SBR-Anlagen, eingesetzt werden . Bei diesen diskontinuierlichen Anlagen werden die verschiedenen Verfahrensschritte , zum Beispiel biologische Phosphorelimination, Denitrifikation, Nitrifikation und Nachklärung in zeitlicher Reihenfolge im einem Becken ablaufen.
Die Befüllung der Vorrichtung mit dem Trägermaterial ist abhängig von der geforderten Leistung und liegt beispielsweise bei einem Verdrängungsvolumenanteil von 2 bis 50%, bevorzugt 5 bis 40%, insbesondere 10 bis 30%. Die vorliegende Erfindung weist im Vergleich zu den oben angeführten Festbettverfahren des Standes der Technik insbesondere folgende Vorteile auf.
Eine Verstopfung ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgeschlossen.
Im Wirbelbett werden die Mikroorganismen auf den Trägermaterialien (Trägerkörpern) gleichmäßig belastet und belüftet, so daß eine größtmögliche Ausnutzung des Trägermaterials verfahrenstechnisch realisiert ist.
Es zeigen sich erhebliche betriebstechnische Vorteile dadurch, daß sich das Trägermaterial automatisch in der Beruhigungszone vom Abwasserbelebtschlammgemisch trennt und dadurch keine Fangekonstruktion erforderlich ist.
Durch die sich ständig bewegenden und aneinander reibenden Trägerkörper des Wirbelbettes werden die Schlammflocken im Abwasser zerkleinert. Die spezifische Oberfläche der Schlamm- flocken wird größer, dadurch die biologische Aktivität in der Belebung wesentlich erhöht.
Durch die ständige Bewegung der Trägerkörper werden die Luft- bläschen in der Belebung zerkleinert und erhalten damit eine größere spezifische Oberfläche für einen besseren Gasaustausch. Gleichzeitig bleiben die Luftbläschen länger im Wasser, da die Trägerkörper des Wirbelbettes einen schnellen Aufstieg verhindern. Der Sauerstoffeintrag wird dadurch wesentlich verbessert und die Betriebskosten verringert.
Beim Wirbelbettbelebungs-Verfahren kann auch mit geringerem Beckenvolumen eine Nitrifikation erzielt werden. Die langsam wachsenden Nitrifikanten siedeln sich auf der Oberfläche der Trägerkörper des Wirbelbettes an, bleiben im Belebungsbecken und stehen permanent für die Nitrifikation zur Verfügung. In den Zeichnungen gemäß den Figuren I.l bis VI .2 sind einige Ausführungsbeispiele zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Wirbelbettbelebungs-Verfahrens in einem Kaskaden- bzw. Umlaufbecken schematisch dargestellt und nachstehend 2 Beispiele mit Denitrifikation und Nitrifikation im Langbecken ( Kaskadenbecken ) und im Umlaufbecken näher erläutert. Ein Umlaufbecken kann selbstverständlich auch kreisförmig ausgebildet sein.
Bei dem in Fig. II.1 und II.2 gezeigten Kaskadenbecken wird das Rohabwasser über den Zulauf 1 in das Belebungsbecken 2 eingeleitet. Das Abwasser vermischt sich in der Zone 2.2 mit Belebtschlamm, durchfließt das Belebungsbecken 2 weiter und wird dabei unter Zugabe von Luftsauerstoff 2.5 biologisch gereinigt.
Im Belebungsbecken 2 wird zunächst in der Denitrifikationszone 2.2, durch eine oder mehrere Rühreinrichtung(en) 2.7 und/oder hydraulische Mischeinrichtung(en) eine Durchmischung des Trägermaterials mit dem Abwasserbelebtschlammgemisch erzeugt und so das Wirbelbett gebildet. Danach fließt das Gemisch in die Ni- trifikationszone 2.3 und wird belüftet. Die Belüftung 2.5 sorgt neben der Sauerstoffversorgung für die Mikroorganismen dafür, daß das Trägermaterial im Abwasser auf den gesamten Beckenquerschnitt durchmischt wird, dies kann gegebenenfalls durch hydraulische und/oder mechanische Einwirkung unterstützt werden.
Nach Durchfließen der Nitrifikationszone 2.3 ist eine erfindungsgemäße Beruhigungszone 2.4 angeordnet, in der sich das Trägermaterial vom Abwasserbelebtschlammgemisch trennt. Durch Einbau einer Leitwand 2.6 zu Beginn der Beruhigungszone wird das Aufschwimmen des Trägermaterials begünstigt, so daß die Beruhigungszone verkürzt werden kann. Das Trägermaterial sammelt sich im oberen Bereich des Beckenquerschnittes an der Wasseroberfläche. Das Trägermaterial aus der Beruhigungszone 2.4 wird mit der für die Denitrifikation erforderlichen Rezirkulation 7 in die Denitrifikationszone 2.2 zurückgefördert. Im unteren Bereich der Beruhigungszone 2.4 wird das Abwasserbelebtschlammgemisch abge- zogen und dem Nachklärbecken 3 zugeführt. Der Schlamm wird dort abgesetzt und als Rücklaufschlämm 4 dem Zulauf des Belebungsbeckens 1 zugeführt. Der Überschußschlamm 5 wird abgezogen und in die Ξchlammbehandlung geleitet. Das gereinigte Abwasser 6 wird zum Vorfluter (Gewässer) abgeleitet.
Bei dem in Fig. V.l und V.2 gezeigten Umlaufbecken wird das Rohabwasser ebenfalls über den Zulauf 1 in das Belebungsbecken 2 eingeleitet. Das Abwasser vermischt sich in der Zone 2.2 mit Belebtschlamm, durchfließt das Belebungsbecken 2 weiter und wird dabei unter Zugabe von Luftsauerstoff 2.5 biologisch gereinigt.
Im Belebungsbecken 2 wird zunächst in der Denitrifikationszone 2.2 zu Beginn eines Umlaufs durch eine oder mehrere Rührein- richtung(en) 2.7 und/oder hydraulische Mischeinrichtung(en) eine Durchmischung des Trägermaterials mit dem Abwasserbelebtschlammgemisch erzeugt und so das Wirbelbett gebildet. Danach fließt das Gemisch in die Nitrifikationszone 2.3 und wird belüftet. Die Belüftung 2.5 sorgt neben der SauerstoffVersorgung für die Mi- kroorganismen dafür, daß das Trägermaterial im Abwasser auf dem gesamten Beckenquerschnitt durchmischt wird, dies kann gegebenenfalls durch hydraulische und/oder mechanische Einwirkung unterstützt werden.
Nach Durchfließen der Nitrifikationszone 2.3 ist eine erfindungsgemäße Beruhigungszone 2.4 angeordnet, in der sich das Trägermaterial vom Abwasserbelebtschlammgemisch trennt. Durch Einbau einer Leitwand 2.6 zu Beginn der Beruhigungszone, wird das Aufschwimmen des Trägermaterials begünstigt, so daß die Beruhi- gungszone verkürzt werden kann. Das Trägermaterial sammelt sich dort im oberen Bereich des Bekenquerschnittes an der Wasseroberfläche. Das Trägermaterial wird dann automatisch mit der Umlaufs- trö ung in die Denitrifikationszone 2.2 zurückgeführt. Im unteren Bereich der Beruhigungszone 2.4 wird das Abwasserbelebtschlamm- gemisch abgezogen und dem Nachklärbecken 3 zugeführt. Der Schlamm wird hier abgesetzt und als Rücklaufschlämm 4 dem Zulauf des Belebungsbeckens 1 zugeführt. Der Uberschußschlamm 5 wird abgezogen und in die Schlammbehandlung geleitet. Das gereinigte Abwasser 6 wird zum Vorfluter (Gewässer) abgeleitet.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur biologischen Abwasserreinigung, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Belebungszone, in der ein Trägermaterial mit der Dichte von 0,8 pyasser < pTrägerrnac-riai PwasSer im mit Mikroorganismen bewachsenen Zustand enthalten ist, das im Betrieb mit Abwasserbelebtschlammgemisch durchmischt wird, und eine anschließende Beruhigungszone, in der die turbulente Strömung der Belebungszone beruhigt wird, für die Phasentrennung des Trägermaterials vom Abwasserbelebtschlammgemisch sowie eine Rezirkulationseinheit für die Rückführung des aufgeschwommenen Trägermaterials aus der Beruhigungszone zur Belebungszone umfaßt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorgeschaltete anoxische Zone mit mechanischer und/oder hydraulischer Durchmischung für die Denitrifikation angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorgeschaltete anaerobe Zone mit mechanischer und/oder hydraulischer Durchmischung für die biologische Phosphorelimination angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Strömungsleiteinrichtung vor der Beruhigungszone vorhanden ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung als ein Langbecken (Kaskadenbecken) oder als ein Umlaufbecken ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung als ein Einbecken- Reaktor ausgebildet ist, in dem die verschiedenen Reinigungsschritte nacheinander ausgeführt werden.
7. Verwendung von Trägermaterialien mit einer Dichte von 0 , 8 Puas-er < Pτrägr»p.c.ri--ι < P-a---r n mit Mikroorganismen bewachsenen Zustand in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 eingesetzt wird.
8. Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kornnaßdichte des Materials im unbewachsenen Zustand der verwendeten Trägermaterialien zwischen 0,75 g/cm3 und < 0,95 g/cm3 liegt.
9. Verfahren zur biologischen Abwasserreinigung dadurch gekennzeichnet, daß das zu reinigende Abwasser eine Belebungszone mit Trägermaterial gemäß Anspruch 7 und anschließend eine Beruhigungszone durchfließt, wobei in der Belebungszone das Trägermaterial durch Belüftung, gegebenenfalls ergänzt durch mechanische und/oder hydraulische Einwirkung, mit dem Abwasserbelebtschlammgemisch durchmischt wird und ein mobiles Wirbelbett für die Ansiedlung von Mikroorganismen und zur Aufkonzentrierung der Biomasse bildet und in der anschließenden Beruhigungszone das Trägermaterial aufgrund seiner Dichte nach oben aufschwimmt und sich vom Abwasserbelebtschlammgemisch trennt, eine Zirkulationsvorrichtung das an der Wasseroberfläche gesammelte Trägermaterial zum Zulauf der Belebungszone zurück fördert, das im unteren Bereich der Beruhigungszone abgezogene Abwasserbelebtschlammgemisch zur Phasentrennung der Nachklärung zugeführt wird, der eingedickte Schlamm zum Zulauf der Belebungszone zurückgeführt oder als Uberschußschlamm abgezogen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Denitrifikation durch Vorschaltung einer nicht belüfteten anoxischen Zone erreicht wird, in die nitrathaltiges Wasser mit den Trägermaterialien durch die Rezirkulationsvor- richtung eingeleitet wird, wobei das Trägermaterial in der anoxischen Zone durch mechanische und/oder hydraulische Einwirkung mit Abwasserbelebtschlammgemisch durchmischt wird .
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine biologische Phosphorelimination durch Vorschaltung einer nicht belüfteten anaeroben Zone erreicht wird, wobei das Trägermaterial, durch mechanische und/oder hydraulische Einwirkung mit Abwasserbelebtschlammgemisch durchmischt wird.
12. Die Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einsatz einer Leitvorrichtung vor der Beruhigungszone die turbulente Strömung schneller beruhigt und die Aufschwimmung des Trägermaterials begünstigt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umlaufbecken verwendet wird, bei dem das Trägermaterial mit der Strömung des Abwasserbelebtschlammgemisches im Kreis durch die verschiedenen Reinigungszonen geführt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine diskontinuierliche Belebungsanlage, beispielsweise eine SBR-Anlage, verwendet wird, wobei die verschiedenen Verfahrensschritte, zum Beispiel biologische Phosphorelimination, Denitrifikation, Nitrifikation und Nachklärung in zeitlicher Reihenfolge ablaufen.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1312058C (zh) * 2002-06-28 2007-04-25 巴黎居民区清洁卫生省际委员会 三步生物处理法处理污水的方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105829252B (zh) 2013-10-22 2019-04-02 那沃达有限责任公司 使用天然产生的生物生长培养基减少被污染流体中的物质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4282102A (en) * 1978-09-11 1981-08-04 Rexnord Inc. Activated sludge wastewater treatment having suspended inert media for biota growth
FR2475521A1 (fr) * 1980-02-08 1981-08-14 Rensonnet Andre Procede et dispositif d'epuration d'eaux residuaires par boues activees et lits bacteriens
US4500429A (en) * 1983-01-19 1985-02-19 Linde Aktiengesellschaft Process for the biological purification of waste water
DE3504037A1 (de) * 1985-02-06 1986-08-07 Dr.-Ing. Werner Weber Ingenieur-Gesellschaft mbH, 7530 Pforzheim Verfahren und einrichtung zur biologischen abwasserreinigung
DE19501260C1 (de) * 1995-01-18 1996-06-05 Noell Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Abwässern
JPH08224588A (ja) * 1995-02-22 1996-09-03 Ebara Corp 微生物付着担体を利用する生物処理方法及び装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4282102A (en) * 1978-09-11 1981-08-04 Rexnord Inc. Activated sludge wastewater treatment having suspended inert media for biota growth
FR2475521A1 (fr) * 1980-02-08 1981-08-14 Rensonnet Andre Procede et dispositif d'epuration d'eaux residuaires par boues activees et lits bacteriens
US4500429A (en) * 1983-01-19 1985-02-19 Linde Aktiengesellschaft Process for the biological purification of waste water
DE3504037A1 (de) * 1985-02-06 1986-08-07 Dr.-Ing. Werner Weber Ingenieur-Gesellschaft mbH, 7530 Pforzheim Verfahren und einrichtung zur biologischen abwasserreinigung
DE19501260C1 (de) * 1995-01-18 1996-06-05 Noell Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Abwässern
JPH08224588A (ja) * 1995-02-22 1996-09-03 Ebara Corp 微生物付着担体を利用する生物処理方法及び装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1997, no. 01 31 January 1997 (1997-01-31) *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1312058C (zh) * 2002-06-28 2007-04-25 巴黎居民区清洁卫生省际委员会 三步生物处理法处理污水的方法

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