WO2001012563A1 - Verfahren und vorrichtung zur biologischen abwasserreinigung - Google Patents

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Holger Hasselbusch
Berthold Mueller
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Messer Griesheim Gmbh
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    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
    • C02F3/302—Nitrification and denitrification treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
    • C02F3/301—Aerobic and anaerobic treatment in the same reactor

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for biological wastewater purification, in which the wastewater to be treated is fed to a activated sludge tank, in which sludge water tanks are breathed out of a biomass, in particular bacteria, in the sludge / wastewater mixture with the exclusion of air or oxygen, and in the subsequent step the wastewater mixture and excess sludge are fed to a nitrification tank and then fed to a settling tank in which
  • Sedimentation basin the biomass is separated from the water by sedimentation and returned to the denitrification basin.
  • the invention has for its object to overcome the disadvantages of the prior art and to provide a method and an apparatus in which the nitrogen can be safely removed with a relatively low technical effort and thus at relatively low cost.
  • the object underlying the invention is achieved by a method according to the preamble of claim 1, which is characterized in that the proportion of biomass in the denitrification basin is increased by obliquely arranged lamellae which are arranged in the denitrification basin before the outflow to the nitrification basin that a dry matter content of 4 to 12 g / l is set in the denitrification tank.
  • a part of the existing pool volume is separated and provided with lamella separators in order to increase the proportion of the biomass in the denitrification zone without stressing the subsequent parts of the plant. This corresponds in effect to an increase in the pelvic volume and thus an improvement in denitrification without expanding the pelvis itself in volume. Therefore, the object of the invention is also used in particular to expand existing plants for biological wastewater treatment, in which spatial expansion is not possible due to local conditions, and to increase their efficiency.
  • the proportion of biomass in the nitrification basin is increased by slats which are arranged at an incline and are arranged in the nitrification basin before the outlet to the settling basin, and a dry substance content of 4 to 12 g / l is set in the nitrification basin.
  • oxygen, air or nitrogen enriched with oxygen is fed to the denitrification basin in the region of the fins.
  • pure here means a technical purity, which means a purity of 70 to 99% by volume.
  • a partial flow of the biomass separated in the sedimentation basin is returned to the nitrification basin.
  • the object underlying the invention is further achieved by a device according to the preamble of claim 6, which is characterized in that lamellae are arranged before the drain from the denitrification tank to the nitrification tank, and that the lamellae rise obliquely in the direction of the drain to the nitrification tank.
  • the device according to the invention has the advantage that such an increase in efficiency with technically relatively simple means and at relatively low Cost is possible. In addition, it is not necessary to increase the volume of the pelvis.
  • lamellae are arranged before the nitrification basin runs off to the sedimentation basin and the slats rise obliquely in the direction of the drainage to the sedimentation basin.
  • the lamellae are arranged over the entire width in the denitrification basin and serve as a partition to the adjoining basin in order to adjust the volume of the basin.
  • the method and the device according to the invention are preferably used for the biological wastewater treatment of wastewater from industry or municipalities.
  • Fig. 1 shows an embodiment of the device according to the invention with lamellae in the denitrification tank.
  • Fig. 2 shows an embodiment of the device according to the invention with lamellae in the denitrification basin and in the nitrification basin.
  • FIG 3 shows an embodiment of the device according to the invention with lamellae in the denitrification tank and in the nitrification tank with additional recycling of the biomass separated in the sedimentation tank into the nitrification tank.
  • the sludge / wastewater mixture from the activation tank is fed to the denitrification tank 2 via an inlet 1.
  • a lamella separator 5 is arranged in front of the outlet 3 of the denitrification tank 2 into the nitrification tank 4.
  • the Lamellar separator 5 has slat packs 6 which run at an incline and is preferably arranged at the end of the flow path of the denitrification basin over its entire width and height before the outlet 3.
  • One or more perforated hoses can advantageously be arranged directly in front of or on the lamella separator 5 for aeration of the sludge / waste water mixture (not shown in FIG. 1).
  • Sedimentation basin 8 The cleaned waste water leaves the sedimentation basin 8 via the outlet 9 and the biomass is returned to the inlet 1 through a line 10. Sludge is returned internally from the nitrification basin 4 into the denitrification basin 2 through a line 11.
  • the device shown in FIG. 2 corresponds to the device shown in FIG. 1, a second lamella separator 12 with obliquely arranged lamella packets 16 being additionally arranged in the nitrification tank 4.
  • the device shown in FIG. 3 shows an embodiment which is expanded compared to the device according to FIG. 2 with an additional return 14 of the sludge from the settling tank 8 into the nitrification tank 4.

Abstract

Bei einem Verfahren zur biologischen Abwasserreinigung wird das zu reinigende Abwasser einem Belebungsbecken zugeführt, in welchem Belebungsbecken unter Luft- bzw. Sauerstoffausschluss Wasserinhaltsstoffe von einer Biomasse, insbesondere Bakterien, im Schlamm- Abwassergemisch veratmet werden. Anschliessend werden das Abwassergemisch und Überschussschlamm einem Nitrifikationsbecken (4) zugeführt und anschliessend einem Absetzbecken (8) zugeführt. Im Absetzbecken wird die Biomasse von Wasser durch Sedimentation getrennt und in das Denitrifikationsbecken zurückgeführt. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Biomasse im Denitrifikationsbecken durch schräg verlaufend angeordnete Lamellen (5, 6), die im Denitrifikationsbecken (2) vor dem Ablauf zum Nitrifikationsbecken (4) angeordnet sind, erhöht wird und dass im Denitrifikationsbecken ein Trockensubstanzgehalt von 4 bis 12g/l eingestellt wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur biologischen Abwasserreinigung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur biologischen Abwasserreinigung, bei dem das zu reinigende Abwasser einem Belebungsbecken zugeführt wird, in welchem Belebungsbecken unter Luft - bzw. Sauerstoffausschluß Wasserinhaltsstoffe von einer Biomasse, insbesondere Bakterien, im Schlamm - Abwassergemisch veratmet werden und bei dem anschließend das Abwassergemisch und Überschußschlamm einem Nitrifikationsbecken zugeführt werden und anschließend einem Absetzbecken zugeführt werden, in welchem
Absetzbecken die Biomasse vom Wasser durch Sedimentation getrennt wird und in das Denitrifikationsbecken zurückgeführt wird.
Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur biologischen Abwasserreinigung sind oft nicht in der Lage, die erforderliche Entfernung des Stickstoffes im
Denitrifikationsbecken sicher zu realisieren. Daher ist oftmals ein teurer Ausbau zur Schaffung von zusätzlichen Beckenvolumen für die Nitrifikations- und Denitrifikationsstufe notwendig. Darüber hinaus ist eine Vergrößerung der Beckenvolumina auch nicht immer möglich, denn beispielsweise kann durch örtliche Gegebenheiten eine vorhandene Kläranlage nicht erweitert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu schaffen, bei dem der Stickstoff sicher entfernt werden kann mit einem relativ geringen technischen Aufwand und damit zu relativ geringen Kosten.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Anteil der Biomasse im Denitrifikationsbecken durch schräg verlaufend angeordnete Lamellen, die im Denitrifikationsbecken vor dem Ablauf zum Nitrifikationsbecken angeordnet sind, erhöht wird und daß im Denitrifikationsbecken ein Trockensubstanzgehalt von 4 bis 12 g/l eingestellt wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ein Teil des vorhandenen Beckenvolumens abgetrennt und mit Lamellenabscheidern versehen, um den Anteil der Biomasse in der Zone der Denitrifikation zu erhöhen, ohne die nachfolgenden Anlagenteile zu belasten. Dies entspricht in der Wirkung einer Vergrößerung des Beckenvolumens und damit einer Verbesserung der Denitrifikation, ohne die Becken selbst im Volumen zu erweitern. Daher dient der Gegenstand der Erfindung insbesondere auch dazu, bereits vorhandene Anlagen zur biologischen Abwasserreinigung, bei denen eine räumliche Ausdehnung aufgrund örtlicher Gegebenheiten nicht möglich ist, zu erweitern und deren Effizienz zu steigern.
Erfindungsgemäß wird der Anteil der Biomasse im Nitrifikationsbecken durch schräg ansteigend angeordnete Lamellen, die im Nitrifikationsbecken vor dem Ablauf zum Absetzbecken angeordnet sind, erhöht und im Nitrifikationsbecken wird ein Trockensubstanzgehalt von 4 bis 12 g/l eingestellt.
Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß dem Denitrifikationsbecken Sauerstoff, mit Sauerstoff angereicherte Luft oder Stickstoff, vorzugsweise reiner Sauerstoff oder reiner Stickstoff, im Bereich der Lamellen zugeführt wird. Mit dem Begriff "rein" ist hier eine technische Reinheit, daß bedeutet eine Reinheit von 70 bis 99 Vol. -% gemeint.
Nach der Erfindung wird ein Teilstrom der im Absetzbecken abgetrennten Biomasse in das Nitrifikationsbecken zurückgeführt.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner durch eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6 gelöst, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß Lamellen vor dem Ablauf vom Denitrifikationsbecken zum Nitrifikationsbecken angeordnet sind, und daß die Lamellen in Richtung des Ablaufs zum Nitrifikationsbecken schräg ansteigen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist den Vorteil auf, daß so eine Effizienzsteigerung mit technisch relativ einfachen Mitteln und zu relativ geringen Kosten möglich ist. Zudem ist eine Volumenvergrößerung des Beckens nicht erforderlich.
Nach der Erfindung sind Lamellen vor dem Ablauf des Nitrifikationsbeckens zum Absetzbecken angeordnet und die Lamellen steigen schräg in Richtung des Ablaufs zum Absetzbeckens an.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, daß die Lamellen auf der gesamten Breite in dem Denitrifikationsbecken angeordnet sind und als Trennwand zu dem anschließenden Becken dienen, um das Volumen der Becken einzustellen.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung wird vorzugsweise verwendet für die biologische Abwasserreinigung von Abwässern aus der Industrie oder Kommune.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das Verfahren werden nun anhand von Abbildungen (Fig. 1 bis Fig.3) beispielhaft näher erläutert.
Die Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung mit Lamellen im Denitrifikationsbecken.
Die Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung mit Lamellen im Denitrifikationsbecken und im Nitrifikationsbecken.
Die Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung mit Lamellen im Denitrifikationsbecken und im Nitrifikationsbecken mit zusätzlicher Rückführung der im Absetzbecken abgetrennen Biomasse in das Nitrifikationsbecken.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird das Schlamm - Abwassergemisch aus dem Belebungsbecken über einen Zulauf 1 dem Denitrifikationsbecken 2 zugeführt. Vor dem Ablauf 3 des Denitrifikationsbeckens 2 in das Nitrifikationsbecken 4 ist ein Lamellenabscheider 5 angeordnet. Der Lamellenabscheider 5 weist schräg ansteigend verlaufende Lamellenpakete 6 auf und ist vorzugsweise am Strömungswegende des Denitrifikationsbeckens über dessen gesamte Breite und Höhe vor dem Ablauf 3 angeordnet. Vorteilhaft können ein oder mehrere perforierte Schläuche unmittelbar vor oder am Lamellenabscheider 5 zur Belüftung des Schlamm - Abwassergemisches angeordnet sein (in Fig. 1 nicht dargestellt). Um die Biomasse bzw. den Bakterienanteil zu erhöhen und im Belebungsbecken einen bestimmten Trockensubstanzgehalt zwischen 4 bis 12 g/l gezielt einzustellen, wird eine entsprechende Sauerstoffmenge durch diese perforierten Schläuche dem Schlamm - Abwassergemisch zugeführt. Aus dem Nitrifikationsbecken 4 gelangt das Gemisch durch den Überlauf 7 in das
Absetzbecken 8. Das gereinigte Abwasser verläßt das Absetzbecken 8 über den Ablauf 9 und die Biomasse wird durch eine Leitung 10 in den Zulauf 1 zurückgeführt. Durch eine Leitung 11 wird Schlamm aus dem Nitrifikationsbecken 4 in das Denitrifikationsbecken 2 intern zurückgeführt. Die in der Fig. 2 dargestellte Vorrichtung entspricht der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, wobei zusätzlich ein zweiter Lamellenabscheider 12 mit schräg angeordneten Lamellenpaketen 16 im Nitrifikationsbecken 4 angeordnet ist.
Die in der Fig. 3 dargestellte Vorrichtung zeigt eine gegenüber der Vorrichtung nach Fig. 2 erweiterte Ausführungsform mit einem zusätzlichen Rücklauf 14 des Schlammes aus dem Absetzbecken 8 in das Nitrifikationsbecken 4.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur biologischen Abwasserreinigung, bei dem das zu reinigende Abwasser einem Belebungsbecken zugeführt wird, in welchem Belebungsbecken unter Luft - bzw. Sauerstoffausschluß Wasserinhaltsstoffe von einer Biomasse, insbesondere Bakterien, im Schlamm-Abwassergemisch veratmet werden und bei dem anschließend das Abwassergemisch und Überschußschlamm einem Nitrifikationsbecken zugeführt werden und anschließend einem Absetzbecken zugeführt werden, in welchem Absetzbecken die Biomasse vom Wasser durch Sedimentation getrennt wird und in das Dentrifikationsbecken zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Biomasse im Denitrifikationsbecken durch schräg verlaufend angeordnete Lamellen, die im Denitrifikationsbecken vor dem Ablauf zum Nitrifikationsbecken angeordnet sind, erhöht wird und daß im
Denitrifikationsbecken ein Trockensubstanzgehalt von 4 bis 12 g/l eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Biomasse im Nitrifikationsbecken durch schräg ansteigend angeordnete Lamellen, die im Nitrifikationsbecken vor dem Ablauf zum Absetzbecken angeordnet sind, erhöht wird und daß im Nitrifikationsbecken ein Trockensubstanzgehalt von 4 bis 12 g/l eingestellt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Denitrifikationsbecken Sauerstoff, mit Sauerstoff angereicherte Luft oder Stickstoff im Bereich der Lamellen zugeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß reiner Sauerstoff oder reiner Stickstoff zugeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrom der im Absetzbecken abgetrennten
6. Biomasse in das Nitrifikationsbecken zurückgeführt wird.
7. Vorrichtung zur biologischen Abwasserreinigung, welche ein Belebungsbecken aufweist, in dem unter Luft - bzw. Sauerstoffausschluß Wasserinhaltsstoffe von einer Biomasse, insbesondere Bakterien, im Schlamm - Abwassergemisch veratmet werden, welche ein daran anschließendes Nitrifikationsbecken aufweist, dem das Abwassergemisch und der Überschußschlamm aus dem Belebungsbecken zugeführt werden, und welche ein daran anschließendes Absetzbecken aufweist, in dem die Biomassse vom Wasser durch
Sedimentation getrennt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Lamellen vor dem Ablauf vom Denitrifikationsbecken zum Nitrifikationsbecken angeordnet sind, und daß die Lamellen in Richtung des Ablaufs zum Nitrifikationsbecken schräg ansteigen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Lamellen vor dem Ablauf des Nitrifikationsbeckens zum Absetzbecken angeordnet sind, und daß die Lamellen schräg in Richtung des Ablaufs zum
Absetzbeckens ansteigen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7 , dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen auf der gesamten Breite in dem Denitrifikationsbecken und/oder Nitrifikationsbecken angeordnet sind und als Trennwand zu dem anschließenden Becken dienen, um das Volumen der Becken einzustellen.
10. Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8 für die biologische
Abwasserreinigung von Abwässern aus der Industrie oder Kommune
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