WO2002012133A1 - Belebtschlammverfahren und vorrichtung zur behandlung von abwasser mit stickstoff- und phosphor-entfernung - Google Patents

Belebtschlammverfahren und vorrichtung zur behandlung von abwasser mit stickstoff- und phosphor-entfernung Download PDF

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sludge
denitrification
anaerobic fermentation
activated
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Ladislav Penzes
Juraj Csefalvay
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Bioclar, A.S.
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    • Y10S210/906—Phosphorus containing

Definitions

  • the invention relates to a process for treating waste water with activated sludge in the suspended state for removing nitrogen and phosphorus and for simultaneous sludge stabilization and a continuously charged device for carrying out this process.
  • the device according to the invention consists of a compact wastewater purification reactor, which is used in particular for individual wastewater disposal, in which a activated space and post-clarified space are combined in an internal sludge circuit, the activated space containing an unventilated anaerobic fermentation zone and a denitrification zone and an aerated nitrification zone.
  • the lowest possible sludge load is required.
  • the aim is to work with as much activated sludge as possible in the activated sludge pool.
  • the known relatively flat reactors of small sewage treatment plants do not allow operation with very high sludge concentrations. If the concentration of activated sludge is higher, the sludge level in the post-clearance room is increased; with intensive suction of these sludges in the denitrification zone, however, an undesired introduction of dissolved oxygen into this zone is increased and the residence time of sludge under anoxic conditions is reduced.
  • the raw waste water from small water pollution sources contains many coarse Fabrics and is mostly loaded with fat.
  • the mechanical removal of coarse substances from the wastewater takes place in the dirt trap, which often works with ventilation (large bubbles), but this means that only a small part of the contaminants is crushed, especially with regard to the short residence time of wastewater in this part of the reactor.
  • Coarse dirt and organic substances that are difficult to decompose pass into other parts of the reactor and sometimes into the drain for purified water.
  • protection against the penetration of fat into the nitrification zone is not regulated, as a result of which the efficiency of the activation is reduced.
  • Maintaining the high sludge age and the high effectiveness of cleaning means that a high concentration of sludge can be achieved in the reactor, which is not possible in known reactors with the so-called fluid filtration.
  • the longer dwell time of sludge in the post-clarification room with fluid filtration causes the uncontrolled denitrification with the sludge being flushed out into the clear water zone.
  • the cleaning efficiency is lower, since the concentration of the dissolved oxygen decreases in the clarifying room. Excessive ventilation of the nitrification zone also leads to the flushing out of sludge, since sludge particles are adhered to Air bubbles are raised.
  • the rinsing and degassing of sludge is often achieved by suction at the level of the mirror with mammoth pumps into the nitrification zone, which increases the hydraulic load on the secondary clarification chamber and reduces the efficiency of the separation.
  • a degassing tank or a zone with ventilation can be placed in front of the post-clarification room, but this increases the investment costs.
  • the invention has for its object to provide a method and a device for biological wastewater treatment by means of the activated sludge process with nitrogen and phosphorus removal, avoiding the disadvantages of the prior art explained above, which has a high and stable effectiveness of cleaning and minimal investment and operating costs guaranteed.
  • This object is solved by the features of claim 1 and claim 3.
  • Fig. 1 is a plan view of a wastewater treatment reactor according to the invention
  • Fig. 2 is a section along the line A-A in Fig. 1
  • Fig. 3 is a section along the line B-B in Fig. 1 and
  • FIG. 4 shows a section along line C-C in FIG. 1.
  • the device for treating waste water by means of the activated sludge process for removing nitrogen and phosphorus according to the invention consists of a cylindrical waste water purification reactor with a bottom
  • Non-ventilated zones of a living space 5, 6 of the reactor are in the direction of flow through baffles 3 (in the figures with 3-3a, 3-3b, 3- 3c) and overflow walls 4 (in Figures 4-4a , 4-4b, 4-4c) divided in an alternating arrangement, whereby upflow and downflow chambers of an anaerobic fermentation zone 5 (in the figures with 5-5a, 5-5b, 5-
  • a vented nitrification zone 7 is separated from the anaerobic fermentation zone 5 by a partition 8 (designated 8-8a and 8-8c in the figures) and is only in the flow direction through the overflow wall with the denitrification zone 6
  • the baffles 3 are continuous through an opening 9 (Fig. 2) between the lower edge 10 and the bottom 1 along the entire wall width.
  • the overflow walls 4 are continuous over the overflow edge 1 1 along the entire wall width.
  • the first chamber 5a of the anaerobic fermentation zone 5 is equipped with a collecting device for coarse material in the waste water 23, which consists of a removable grating 24 and the partition walls 8b and 8c. Under the grating 24 there is an outflow opening 25 of a pipeline of the mammoth pump 18 which is below the water level, this pipeline running perpendicular to the grating 24.
  • the mammoth pump pumps the waste water / sludge mixture from the bottom of the last chamber 6b of the denitrification zone 6 via a suction inlet 26.
  • the nitrification zone 7 of the living space is separated from a post-clarification room 14 by two partially overlapping partitions 15, 16 in the form of a truncated half-cone, the post-clarification room 14 and living space 7 being connected by a connecting gap 17 which runs between the partitions 15, 16 and narrows.
  • the connecting gap 17 is located above the bottom of the container 1 along the entire width of the partition walls 15, 16.
  • At the bottom of the secondary clarification chamber 14 there is a suction opening 28 of the mammoth pump 19
  • the connecting gap between the activated and post-clarification rooms in the flow device gradually narrows, as a result of which the inflow of the wastewater / sludge mixture accelerates towards the bottom of the post-clarification room , the length of the gap should be at least four times its clear width in relation to the avoidance of turbulent flow.
  • the connecting gap between the living room and the Post-clearance is very advantageously formed between two partially overlapping, sloping partitions, which are set up at different angles to the bottom of the reactor or the partitions in the form of two partitions which partially snap in (in the form of inverted and obtuse cones or half-cones).
  • the lower partition acts as a rectifier of the flow caused by the ventilation of the oxic zone.
  • the connecting gap between the partitions directs the forced flow of the activated mixture towards the bottom of the secondary clarification room.
  • the clarifying room 14 there is a circulation and ventilation system for treating the clear water (in the form of the mammoth pump 20) at the level of the water, which suction and separation of the floating suspended substances from adhering air bubbles, the aeration of the clear water zone and the mixing of the precipitant to the sufficient Guaranteed removal of phosphorus.
  • Two suction inlets 29 (designated 29-29a and 29-29b in the figures) serve for this purpose, which run perpendicular to the water level 1 2 and open directly above the water level 1 2 in the clarifying chamber 14 (30).
  • a rectifier plate 31 is installed in the vicinity of the outlet mouth 30, the width of which has been selected such that it directs the flow of the upper layer of the clear water.
  • a mammoth pump 21 was installed, which is housed in the nitrification zone 7 and whose lower part, which is immersed in the wastewater / sludge mixture, is U-shaped.
  • a filter bag 35 (FIG. 3) is installed in the vicinity of the outlet mouth 34 and is housed on the grating 36 above the clarifying chamber 14.
  • a transverse collecting plate 37 for smoothing the flow of the separated sludge water back into the nitrification zone 7.
  • the mixing, the forced circulation, the recirculation of the waste water-sludge mixture and the clear water as well as the removal of the excess sludge are carried out with the aid of Mammoth pumps 1 8, 1 9, 20 and 21 guaranteed.
  • the aeration and maintenance of the activated mixture in the floating state within the nitrification zone 7 is carried out by a ventilation element (with fine bubbles) 22 at the bottom of the nitrification zone 7.
  • the required amount of pressure Air is introduced from a blower via pipelines into each part of the system (not shown in the figures), whereby the flow of compressed air can be regulated.
  • the operation of the individual recirculation and circulation pumps and the ventilation is ensured by a control unit (time switch or microprocessor) and by an on and off algorithm (continuous operation, intermittent operation, removal of excess sludge).
  • FIGS. 1, 2, 3 and 4 operates as follows:
  • the raw waste water runs into the first chamber 5a of the anaerobic fermentation zone 5, mechanical pre-cleaning taking place by means of the removable collecting device for coarse substances in the waste water 23.
  • Denitrification zone 6 mixed.
  • the hydrodynamic effect of the recirculated streams of the sewage-sludge mixture comminutes the coarse matter and ensures the forced circulation of the sewage-sludge mixture through all chambers of the anaerobic fermentation zone 5 and the denitrification zone 6 by applying the hydrostatic energy of the circulated sewage-sludge mixture and the recirculated return sludge.
  • the alternating arrangement of the diving walls 3 and overflow walls 4 ensures an upward and downward flow of the wastewater / sludge mixture and ensures that the activated sludge is kept in suspension and that the contents of the anaerobic fermentation zone 5 and that of the denitrification zone 6 are mixed , which leads to the fermentation and dissolution of the easily accessible organic substances which are bound in the cells of the phosphorus-accumulating bacteria.
  • the alternating arrangement of the diving walls 3 and overflow walls 4 ensures an upward and downward flow of the wastewater / sludge mixture and ensures that the activated sludge is kept in suspension and that the contents of the anaerobic fermentation zone 5 and that of the denitrification zone 6 are mixed , which leads to the fermentation and dissolution of the easily accessible organic substances which are bound in the cells of the phosphorus-accumulating bacteria.
  • Area of the opening between the lower edge of the baffle, the floor and the jacket of the reactor is dimensioned such that the minimum flow rate of the activated mixture of 10 cm / s at the bottom of the chamber is maintained when the recirculated, activated mixture and the return sludge flow through and the ratio between the plan area of the chamber and the surface of the overflow wall is at least 1: 4.
  • the wastewater / sludge mixture flows via the overflow wall 4-4b into the denitrification zone 6, where it is mixed with the recirculated return sludge from the post-treatment chamber 14.
  • the process of denitrification dominates in intermittent operation.
  • the wastewater-sludge mixture from the nitrification zone 7 flows through the connecting gap 17 into the clarifying chamber 14.
  • the suction opening 28 of the mammoth pump 19 for the suction and recirculation of the return sludge into the first chamber 6a of the denitrification zone 6, the mammoth pump ensuring the forced flow from the nitrification zone 7 into the secondary clarification chamber 14 due to the suction force.
  • the narrowing connecting gap 17 ensures the required flow rate and the direction of flow to eliminate the dead zones in the secondary clarification room 14.
  • a circulation pump for circulation and ventilation of the clear water is installed in the clear water zone, the suction opening and outlet of which are arranged near the water level in the clarifying room, taking into account the efficiency of the suction of the floating pollutants and floating substances as well as the splitting and removal of the adhering air bubbles, it is important that the suction port of the circulation pump is below the level of the clear water and the outlet port is above the water level, so that the entire top layer of the clear water zone remains in circulation in the post-clearance area.
  • Phosphorus can also be removed by means of a metering system with liquid precipitant (not shown in the figures), which opens into the pipeline system of the mammoth pump. Excess sludge and thus also the biologically and chemically bound phosphorus are removed automatically at least once a day by removing excess sludge in an oxy state using the mammoth pump 21. The excess sludge drawn off is dewatered in the filter bag 35, and the separated sludge water is brought back into the nitrification zone 7.
  • the activated sponge process with nitrogen and phosphorus removal and simultaneous sludge stabilization for the treatment of waste water according to the invention has the following steps:
  • the overflow walls between the anaerobic fermentation zone and the denitrification zone or between the denitrification zone and the nitrification zone have a restraining effect on the activated sludge flakes when the waste water / sludge mixture flows through them.
  • Construction of the wastewater treatment reactor ie the clear width of the The opening between the lower edges of the baffle walls and the bottom of the reactor and the ratio of the plan area of the chambers and the area of the overflow walls are determined by the intensity in the recirculation of the wastewater / sludge mixture into the anaerobic fermentation zone and in the
  • the dwell time and the concentration of the activated sludge in the anaerobic fermentation zone, the denitrification zone, the nitrification zone and the secondary clarification room within predetermined time intervals by means of defined time sequences corresponding to the daily fluctuations in the amount and pollution of wastewater are controlled automatically.
  • the process operation takes place with an average sludge concentration of 6-8kg / m 3 , which is higher than the optimal sludge concentration in the known activated sludge processes.
  • the wastewater-sludge mixture overflows into the nitrification zone 7.
  • the activated sludge is collected in the anaerobic fermentation zone 5 and the denitrification zone 6, also by briefly switching on the mammoth pump 19 during operation, which leads to the relocation of the activated sludge deposited in the clarifying room 14 during the standstill the first chamber 6a of the denitrification zone 6 is sufficient, the short-term mixing effect of the activation of the mammoth pump 19 being sufficient only to raise the sludge cloud in the anaerobic fermentation zone 5 and the denitrification zone 6; this means that wastewater overflows with little animated sludge, which can alternate the resting and running phases several times during this operation.
  • the activated sludge and waste water mixture overflows into the nitrification zone 7 via overflow walls 4-4b and 4-4c.
  • the activated sludge When operating the mammoth pumps 1 8, 1 9 and when ventilating with the aid of a low-power fan, the activated sludge is collected in the anaerobic fermentation zone 5 and the denitrification zone 6. It has an influence on the fact that the reduced flow rate of the return sludge is only sufficient to lift off the sludge cloud in the anaerobic fermentation zone 5 and the denitrification zone 6; this is what happens low overflow of the activated sludge over overflow walls 4-4b and 4-4c, whereby the operation of the blowers with lower and higher output can occur several times during the day.
  • the method and the device according to the invention lead to numerous advantages.
  • One of the most important advantages is the adaptation of the daily operation of the reactor to daily fluctuations in wastewater production and pollution, which, in addition to the reduction in energy costs, also cyclical changes in the sludge concentration in the anaerobic fermentation zone 5, the
  • Denitrification zone 6 and nitrification zone 7 ensured.
  • the intermittent operation occurs, in which the sludge is accumulated in the anaerobic fermentation zone 5 and the denitrification zone 6.
  • the clarifying room 14 there is only purified water with a low sludge level and a low content of floating substances and contaminants in the sewage water (nitrates, ammonia nitrogen, phosphorus).
  • the incoming raw wastewater drives the cleaned wastewater out of the reactor, since the mixing of the individual zones is restricted. At the same time, protection from the surge inflow becomes a larger one
  • the application of the method according to the invention enables a reduction in the investment and operating costs for the purification of wastewater while at the same time reducing the operating effort, which makes this individual solution for wastewater treatment attractive even under conditions in which wastewater treatment is not possible for economic or technical reasons Removal of
  • Waste water in a sewer system and in a central sewage treatment plant Waste water in a sewer system and in a central sewage treatment plant.
  • Another great advantage of the method according to the invention lies in the use for removing nitrogen and phosphorus from waste water; Therefore, these sewage treatment plants can also be used for discharging into surface water in areas in which eutrophication of surface water threatens.
  • the method according to the invention described here can also be used in wastewater treatment plants of different sizes.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Behandlung von Abwasser mit Belebtschlamm im Schwebezustand zur Entfernung von Stickstoff und Phosphor und zur simultanen Schlammstabilisierung. Es ist ein Belebtraum (5,6) mit Fermentationszone (5) und einer Denitrifikationszone (6) sowie einer Nitrifikationszone (7) vorgesehen, wobei die Fermentationszone (5) und die Denitrifikationszone (6) des Belebtraums (5,6) in Strömungsrichtung durch Tauchwände (3) und Überlaufwände (4) geteilt wird, wodurch Aufwärtsstrom- und Abwärtsstromkammern der anaeroben Fermentationszone (5) und der Denitrifikationszone (6) gebildet werden. Durch Änderung der Intensität der Rezirkulation des Abwasser-Schlamm-Gemisches in die anaerobe Fermentationszone und der Rezirkulation des Rücklaufschlamms in die Denitrifikationszone bzw. durch Abwechseln des kontinuierlichen und kurzfristigen, intermittierenden Betriebs der Rezirkulation innerhalb vorgegebener Zeitintervalle wird durch festgelegte zeitliche Abfolgen (entsprechend der vorausgesetzten Tagesschwankungen der Abwassermengen und -verschmutzung), die Verweildauer und die Konzentration der belebten Schlämme in der anaeroben Fermentationszone (5), der Denitrifikationszone (6), der Nitrifikationszone (7) und im Nachklärraum (14), gesteuert.

Description

Belebtschlammverfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Abwasser mit Stickstoff- und Phosphor-entfernung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Abwasser mit Belebtschlamm im Schwebezustand zur Entfernung von Stickstoff und Phosphor und zur simultanen Schlammstabilisierung und eine kontinuierlich beschickte Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem kompakten Abwasserreinigungsreaktor, der insbesondere zur individuel- len Abwasserbeseitigung dient, in dem ein Belebtraum und Nachklarraum in einem internen Schlammkreislauf vereinigt werden, wobei der Belebtraum eine unbelüfte- te anaerobe Fermentationszone und eine Denitrifikationszone sowie eine belüftete Nitrifikationszone enthält.
Zur Behandlung von lokal anfallendem Abwasser aus kleineren Wasserverschmutzungsquellen wurden unterschiedliche Konstruktionen von kleinen und kleinsten Belebungsanlagen entwickelt. Eine wesentliche Zielsetzung ist eine kleine, aber leistungsfähige und kostengünstige Anlage zu schaffen, die stark variierende Volumen- und Massenströme bewältigen kann.
Falls Systeme zur individuellen Abwasserbeseitigung in ländlichen Gebieten eine reale Alternative zu zentralen Reinigungssystemen bilden, sollten sie eine vergleichbare Reinigungswirkung in Bezug auf die Stickstoff- und Phosphor-entfernung aus dem Abwasser bei ähnlichen Betriebskosten sowie bei einfacher Bedie- nung gewährleisten.
Für eine möglichst hohe Stickstoffentfernung ist eine möglichst geringe Schlamm- belastung erforderlich. Es wird angestrebt, mit einer möglichst großen Menge an belebtem Schlamm im Belebtbecken zu arbeiten. Die bekannten relativ flachen Reaktoren von Kleinkläranlagen ermöglichen keinen Betrieb mit sehr hohen Schlammkonzentrationen. Bei höherer Konzentration von belebtem Schlamm wird der Schlammspiegel im Nachklarraum erhöht; bei intensiver Absaugung dieser Schlämme in die Denitrifikationszone wird jedoch auch ein unerwünschtes Einbringen von gelöstem Sauerstoff in diese Zone erhöht und die Verweildauer von Schlamm unter anoxischen Bedingungen reduziert.
Die biologische Entfernung von Phosphor erfolgt meistens durch eine anaerobe Zone im Belebtraum, wobei der Wirkungsgrad dieses Prozesses durch eine vorgeschaltete, anaerobe Fermentationszone erhöht werden kann. Der im Belebtschlamm gebundene Phosphor wird anschließend zusammen mit Überschussschlamm in oxischem Zustand abgeführt. In den bisher bekannten Vorrichtungen kann keine biologisch wirksame Entfernung von Phosphor erfolgen, da das Roh- abwasser, das den Kleinkläranlagen zugeführt wird, nicht so vorfermentiert ist wie die aus umfangreichen Kanalisationssystemen stammenden Abwässer, und da in den bestehenden Reaktoren zur Behandlung von lokal anfallendem Abwasser keine Bedingungen für eine solche Fermentation bestehen.
Bei den bekannten Abwasserreinigungssystemen, in denen das Belebtschlammverfahren in kontinuierlich beschickten Systemen zur Anwendung kommt, kann die Konzentration des belebten Schlamms erhöht werden. Infolge der Verstopfungsgefahr bzw. der geringen Steuerbarkeit der Reinigungsprozesse kommt es bei Festbettanlagen zu häufigen Problemen.
Das Rohabwasser aus kleinen Wasserverschmutzungsquellen enthält viele Grob Stoffe und ist meistens mit Fett belastet. Die mechanische Entferhung von Grobstoffen aus dem Abwasser erfolgt im Schmutzfänger, der häufig mit Belüftung (große Blasen) arbeitet, wodurch jedoch nur ein kleiner Teil der Schmutzstoffe zerkleinert wird, insbesondere im Hinblick auf die kurze Verweildauer von Abwasser in diesem Teil des Reaktors. Grobe Schmutzteile und schwer zersetzbare organische Stoffe gehen in andere Teile des Reaktors und manchmal auch in den Abfluss für gereinigtes Wasser über. In den bekannten Reaktoren wird der Schutz gegen Eindringen von Fett in die Nitrifikationszone nicht geregelt, wodurch der Wirkungsgrad der Belebung reduziert wird.
Die Ausspülung von Schlamm und die verminderte Wirkung der Reinigung waren in den bisher bekannten Konstruktionen der Reaktoren außer anderen auch durch den unpassenden Einlauf des Belebtgemisches in den Nachklarraum verursacht, was zur Bildung von toten Zonen und nicht kontrollierten Turbulenzen im Nachklarraum führte. Zur Vermeidung der negativen Einflüsse der schwankenden, hydraulischen Belastung des flachen Nachklärraumes in den bekannten Reaktoren wird das Prinzip der sogenannten fluiden Filtration eingesetzt, nach dem eine bestimmte Höhe des Schlammes im Nachklarraum und somit eine weitergehende Senkung des Spiegels des gereinigten Wassers im Nachklarraum vorausgesetzt wird. Unter diesen Bedingungen neigt die Reinigungsanlage ohne qualifizierte Bedienung zur Ausspülung von Schlamm und zur Verminderung des Wirkungsgrades der Reinigung. Die Erhaltung des hohen Schlammalters sowie der hohen Wirksamkeit der Reinigung bedeutet, dass im Reaktor eine hohe Konzentration von Schlamm erreicht werden kann, was in bekannten Reaktoren mit der sogenannten fluiden Filtration nicht möglich ist. Durch die längere Verweildauer von Schlamm im Nachklarraum mit fluider Filtration wird die unkontrollierte Denitrifikation mit Ausspülung von Schlamm in die Klarwasserzone verursacht. Zugleich ist der Wirkungsgrad der Reinigung niedriger, da die Konzentration des gelösten Sauer- Stoffes im Nachklarraum sinkt. Auch eine übermäßige Belüftung der Nitrifikationszone führt zur Ausspülung von Schlamm, da Schlammpartikel durch anhaftende Luftblasen angehoben werden. In den bisher bekannten Reaktoren wird die Ausspülung und Entgasung von Schlamm häufig durch Absaugung in Höhe des Spiegels mit Mammutpumpen in die Nitrifikationszone gelöst, wodurch die hydraulische Belastung des Nachklärraumes erhöht und der Wirkungsgrad der Trennung vermindert wird. Alternativ kann ein Entgasungsbehälter bzw. eine Zone mit Belüftung vor den Nachklarraum geschaltet werden, wodurch jedoch die Investitionskosten erhöht werden. Es gibt auch eine technische Lösung, nach der der Wasserspiegel im Nachklarraum belüftet wird; durch diese Lösung wird jedoch das Auftreten der Schlammausspülung nicht ausreichend vermieden.
Aus den Schriften DE-C2-3501585, DE-C2-3716-782, DE-A1 -3915026, DE-A1 - 19737373 und der WO 98/23542 sind Verfahren zur Behandlung von Abwässern bekannt, bei denen den Abwässern mittels Belebtschlamms Phosphor buw. Stick- stoff entzogen wird. Insbesondere die genannte WO98/23542 offenbart ein
Verfahren, bei dem die Phosphorkonzentration an verschiedenen Stellen der Kläranlage gemessen wird und demgemäß die Konzentration des rezirkulierten und dem Primär-Wasser-Schlamm-Gemisch oder einer anaeroben Zone zugeführten Schlamms modifiziert wird.
Ferner ist aus der DE-C2-3235992 eine Anlage zur biologischen Reinigung und Dentrifikation von Abwasser mit einem Belüftungsbecken bekannt, das durch verstellbare Trennwände in zwei oder mehrere Kammern unterteilt ist, wobei diese Trennwände mindestens annähernd in radialer Richtung verlaufen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der oben erläuterten Nachteile des Stands der Technik ein Verfahren und eine Vorrichtung zur biologischen Abwasserreinigung mittels des Belebtschlammverfahrens mit Stickstoff- und Phosphorentfernung zu schaffen, das eine hohe und stabile Wirksamkeit der Reinigung und minimale Investitions- und Betriebskosten gewährleistet. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 3 gelöst.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Abwasserreinigungsreaktor gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie A-A in Fig. 1 , Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie B-B in Fig. 1 und
Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie C-C in Fig. 1 .
Die Vorrichtung zur Behandlung von Abwasser mittels des Belebtsschlamm- verfahrens zur Entfernung von Stickstoff und Phosphor gemäß der Erfindung besteht aus einem zylinderförmigen Abwasserreinigungsreaktor mit einem Boden
1 und einem Mantel 2. Nicht belüftete Zonen eines Belebtraums 5, 6 des Reaktors sind in Strömungsrichtung durch Tauchwände 3 (in den Figuren mit 3-3a, 3-3b, 3- 3c bezeichnet) und Überlaufwände 4 (in den Figuren 4-4a, 4-4b, 4-4c bezeichnet) in abwechselnder Anordnung geteilt, wodurch Aufwärtsstrom- und Abwärtsstrom- kammern einer anaeroben Fermentationszone 5 (in den Figuren mit 5-5a, 5-5b, 5-
5c, 5-5d bezeichnet) und Aufwärtsstrom- und Abwärtskammern einer Denitrifikationszone 6 (in den Figuren mit 6-6a, 6-6b bezeichnet) gebildet werden. Eine belüftete Nitrifikationszone 7 wird von der anaeroben Fermentationszone 5 durch eine Trennwand 8 (in den Figuren mit 8-8a und 8-8c bezeichnet) getrennt und ist mit der Denitrifikationszone 6 nur in Strömungsrichtung durch die Überlaufwand
4-4c verbunden. Die Tauchwände 3 sind über eine Öffnung 9 (Fig. 2) zwischen deren Unterkante 1 0 und dem Boden 1 entlang der gesamten Wandbreite durchgängig. Die Überlaufwände 4 sind über die Überlauf kante 1 1 entlang der gesamten Wandbreite durchgängig. Die erste Kammer 5a der anaeroben Fermentationszone 5 ist mit einem Auffanggerät für Grobstoffe im Abwasser 23 ausgestattet, das aus einem abnehmbaren Gitterrost 24 und den Trennwänden 8b und 8c besteht. Unter dem Gitterrost 24 befindet sich eine unter dem Wasserspiegel liegende Ausflussmündung 25 einer Rohrleitung der Mammutpumpe 18, wobei diese Rohrleitung senkrecht zum Rost 24 verläuft. Die Mammutpumpe pumpt das Abwasser- Schlamm-Gemisch über einen Saugeingang 26 vom Boden der letzten Kammer 6b der Denitrifikationszone 6 ab. In der ersten Kammer 6a der Denitrifikationszone 6 befindet sich eine über dem Wasserspiegel liegende Ausflussmündung 27 (Fig. 3) der Mammutpumpe 19 mit rezirkuliertem Rücklaufschlamm. Die Nitrifikationszone 7 des Belebtraums ist von einem Nachklarraum 14 durch zwei sich teilweise überdeckende Trennwände 15, 16 in Form eines abgestumpften Halbkegels getrennt, wobei der Nachklarraum 14 und Belebtraum 7 durch einen zwischen den Trennwänden 15, 16 verlaufenden und sich verengenden Verbindungsspalt 17 verbunden sind. Der Verbindungsspalt 17 befindet sich über dem Boden des Behälters 1 entlang der gesamten Breite der Trennwände 15, 16. Am Boden des Nachklärraums 14 befindet sich eine Saugöffnung 28 der Mammutpumpe 19 zur
Absaugung und Rezirkulation der Rücklaufschlämme in die erste Kammer 6a der Denitrifikationszone 6. Im Nachklarraum 14 befindet sich in Höhe des Wasserspiegels eine Zirkulations- und Belüftungsanlage zur Behandlung des Klarwassers (in Form einer Mammutpumpe 20) mit zwei Saugeingängen 29 (in den Figuren 29- 29a und 29-29b bezeichnet), die senkrecht zum Wasserspiegel 12 verlaufen und direkt über dem Wasserspiegel 12 im Nachklarraum 14 einmünden (30). In der Nähe der Ausgangsmündung 30 ist eine Gleichrichterplatte 31 installiert. Eine Abflussleitung 32 für das gereinigte Wasser ist in der Wand des Reaktormantels 2 installiert. Im Hinblick auf die Schaffung von kontrollierten, hydraulischen Verhält- nissen im Nachklarraum ist es von Vorteil, wenn sich der Verbindungsspalt zwischen dem Belebt- und Nachklarraum in Strömungseinrichtung allmählich verengt, wodurch der Zulauf des Abwasser-Schlamm-Gemisches in Richtung des Bodens des Nachklärraums beschleunigt wird, wobei die Länge des Spaltes in bezug auf die Vermeidung einer turbulenten Strömung mindestens das Vierfache ihrer lichten Weite betragen sollte. Der Verbindungsspalt zwischen dem Belebtraum und dem Nachklarraum ist sehr vorteilhaft zwischen zwei sich teilweise überdeckenden, schrägen Trennwänden gebildet, die unter verschiedenen Winkeln zum Boden des Reaktors oder den Trennwänden in Form von zwei teilweise einrastenden Trenn- wänden (in Form von umgekehrten und stumpfen Kegeln oder Halbkegeln) aufgestellt sind. Die untere Trennwand wirkt von der Außenseite als ein Gleichrichter der durch die Belüftung der oxischen Zone hervorgerufenen Strömung. Der Verbindungsspalt zwischen den Trennwänden lenkt die Zwangsströmung des Belebtgemisches zum Boden des Nachklärraums hin. Im Nachklarraum 14 befindet sich in Höhe des Wasserspiegels eine Zirkulations- und Belüftungsanlage zur Behandlung des Klarwassers (in Form der Mammutpumpe 20), die die Absaugung und Trennung der schwimmenden suspendierten Stoffe von anhaftenden Luftblasen, die Belüftung der Klarwasserzone und das Mischen des Fällungsmittels zur ausreichenden Entfernung von Phosphor gewährleistet. Dazu dienen zwei Saugeingänge 29 (in den Figruren mit 29-29a und 29-29b bezeichnet), die senkrecht zum Wasserspiegel 1 2 verlaufen und direkt über dem Wasserspiegel 1 2 im Nachklarraum 14 einmünden (30) . In der Nähe der Ausgangsmündung 30 ist eine Gleichrichterplatte 31 installiert, deren Breite so gewählt wurde, dass sie die Strömung der Oberschicht des Klarwassers lenkt. Zum Abzug von Überschussschlamm wurde eine Mammutpumpe 21 installiert, die in der Nitrifikationszone 7 untergebracht ist und deren unterer und in das Abwasser-Schlamm-Gemisch getauchte Teil in U-Form ausgeführt ist. In der Nähe der Ausgangsmündung 34 ist ein Filtersack 35 (Fig. 3) installiert, der am Gitterrost 36 über dem Nachklarraum 14 untergebracht ist. Unter dem Gitterrost 36 befindet sich eine quer liegende Sammelplatte 37 zur Glättung der Strömung des getrennten Schlammwassers zurück in die Nitrifikationszone 7. Das Mischen, der Zwangsumlauf, die Rezirkulation des Abwasser- Schlamm-Gemisches und des Klarwassers sowie der Abzug des Überschussschlamms werden mit Hilfe der Mammutpumpen 1 8, 1 9, 20 und 21 gewährleistet. Die Belüftung und die Erhaltung des Belebtgemisches im Schwebezustand in- nerhalb der Nitrifikationszone 7 erfolgen durch ein Belüftungselement (mit Feinblasen) 22 am Boden der Nitrifikationszone 7. Die erforderliche Menge der Druck luft wird von einem Gebläse über Rohrleitungen in jedes Anlagenteil (in den Figuren nicht gezeigt) eingeleitet, wobei die Druckluftströmung geregelt werden kann. Der Betrieb der einzelnen Rezirkulations- und Zirkulationspumpen und der Belüf- tung wird durch eine Steuereinheit (Zeitschalter oder Mikroprozessor) und aufgrund eines Ein- und Ausschaltalgorithmus (kontinuierlicher Betrieb, intermittierender Betrieb, Abzug von Überschussschlamm) gewährleistet.
Die in den Figuren 1 , 2, 3 und 4 dargestellte Vorrichtung gemäß der Erfindung arbeitet wie folgt:
Das Rohabwasser läuft in die erste Kammer 5a der anaeroben Fermentationszone 5 ein, wobei eine mechanische Vorreinigung mittels des abnehmbaren Auffanggeräts für Grobstoffe im Abwasser 23 stattfindet. Das vorgereinigte Wasser wird mit dem rezirkulierten Abwasser-Schlamm-Gemisch aus der letzten Kammer 6b der
Denitrifikationszone 6 vermischt. Die hydrodynamische Wirkung der rezirkulierten Ströme des Abwasser-Schlamm-Gemisches zerkleinert die Grobstoffe und gewährleistet den Zwangsumlauf des Abwasser-Schlamm-Gemisches durch alle Kammern der anaeroben Fermentationszone 5 und der Denitrifikationszone 6 durch Anwen- düng der hydrostatischen Energie des zirkulierten Abwasser-Schlamm-Gemisches und des rezirkulierten Rücklaufschlammes. Die abwechselnde Anordnung der Tauchwände 3 und Überlaufwände 4 sorgt für eine auf- und absteigende Strömung des Abwasser-Schlamm-Gemisches und stellt sicher, dass der belebte Schlamm im Schwebezustand gehalten wird und dass der Inhalt der anaeroben Fermentationszone 5 und der der Denitrifikationszone 6 vermischt werden, wobei es zur Fermentation und Lösung der leicht zugänglichen, organischen Stoffe kommt, die in den Zellen der phosphor-akkumulierenden Bakterien gebunden sind. Zur Vermeidung von Schlammablagerungen am Boden der Kammern, zur Erhaltung der Schlämme im Schwebezustand in den Kammern und zur effektiven Mischung der Kammern und Vermeidung der Bildung von toten Zonen ist es wichtig, dass die
Fläche der Öffnung zwischen der unteren Kante der Tauchwände, dem Boden und dem Mantel des Reaktors so bemessen wird, dass beim Mindeεrtdurchfluss des rezirkulierten, belebten Gemisches und des Rücklaufschlammes die Mindestdurch- flussgeschwindigkeit des Belebtgemisches von 10 cm/s am Boden der Kammer erhalten bleibt und dass das Verhältnis zwischen der Grundrissfläche der Kammer und der Fläche der Überlaufwand mindestens 1 : 4 beträgt. Das Abwasser- Schlamm-Gemisch fließt über die Überlaufwand 4-4b in die Denitrifikationszone 6, wo es mit dem rezirkulierten Rücklaufschlamm vom Nachklarraum 14 gemischt wird. In der anaeroben Fermentationszone 5 und der Denitrifikationszone 6 ver- laufen Prozesse der Fermentation und der Bindung der organischen Stoffe in phosphoreliminierenden Bakterien, sowie Prozesse der Denitrifikation und der Lösung von Phospor unter anaeroben Bedingungen. Das Abwasser-Schlamm- Gemisch aus der letzten Kammer 6b der Denitrifikationszone fließt über die Überlaufwand 4c in die Nitrifikationszone 7 ab. Der Überlauf des Abwasser-Schlamm- Gemisches von der Denitrifikationszone 6 in die Nitrifikationszone 7 ist nur bei Zulauf von Rohabwasser in die erste Kammer 5-5a der anaeroben Fermentationszone 5 bzw. bei Zulauf der Rücklaufschlämme vom Nachklarraum 14 in die erste Kammer 6-6a der Denitrifikationszone 6 aktiv. In der Nitrifikationszone 7 kommt es während des kontinuierlichen Betriebs zur Schlammbelebung, Nitrifikation und biologischen Bindung von Phosphor in belebtem Schlamm und einer simultanen
Schlammstabilisation. Beim intermittierenen Betrieb dominiert der Prozess der Denitrifikation. Das Abwasser- Schlamm-Gemisch aus der Nitrifikationszone 7 fließt über den Verbindungsspalt 17 in den Nachklarraum 14 ab. Am Boden des Nachklärraums 14 befindet sich die Saugöffnung 28 der Mammutpumpe 19 zur Absaugung und Rezirkulation der Rücklaufschlämme in die erste Kammer 6a der Denitrifikationszone 6, wobei die Mammutpumpe durch die Saugkraft den Zwangslauf von der Nitrifikationszone 7 in den Nachklarraum 14 gewährleistet. Der sich verengende Verbindungsspalt 17 sorgt für die erforderliche Durchflussgeschwindigkeit sowie die Durchströmungsrichtung zur Eliminierung der toten Zonen im Nachklärungsraum 14. Zur Erhöhung des Wirkungsgrads der Trennung der schwimmenden und schwebenden Stoffe von der Klarwasserzone und zur Vermei- düng der unkontrollierten Denitrifikation im Nachklarraum ist es wichtig, dass in der Klarwasserzone eine Umwälzpumpe zur Zirkulation und Belüftung des Klarwassers eingebaut wird, deren Saugöffnung und Ausgang in der Nähe des Wasser- spiegeis im Nachklarraum angeordnet sind, wobei es im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Absaugung der schwimmenden Schmutzstoffe und schwebenden Stoffe sowie der Spaltung und Beseitigung der anhaftenden Luftblasen wichtig ist, dass die Saugmündung der Umwälzpumpe unter dem Spiegel des Klarwassers und die Ausgangsmündung über dem Wasserspiegel sind, so dass die ganze Ober- schicht der Klarwasserzone im Nachklarraum im Umlauf bleibt. Die zusätzliche
Entfernung von Phosphor kann auch mittels einer Dosieranlage mit flüssigem Fällungsmittel (in den Figuren nicht gezeigt) erfolgen, die in das Rohrleitungssystem der Mammutpumpe einmündet. Die Entfernung von Überschußschlamm und somit auch des biologisch und chemisch gebundenen Phosphors erfolgt automatisch mindestens einmal täglich durch den Abzug von Überschussschlamm in oxischem Zustand mit Hilfe der Mammutpumpe 21 . Der abgezogene Überschussschlamm wird im Filtersack 35 entwässert, und das getrennte Schlammwasser wird zurück in die Nitrifikationszone 7 gebracht.
Das Belebtschwammverfahren mit Stickstoff- und Phosphorentfernung und simultaner Schlammstabilisierung zur Behandlung von Abwasser gemäß der Erfindung weist folgende Schritte auf:
Die Überlaufwände zwischen der anaeroben Fermentationszone und der Denitrifikationszone bzw. zwischen der Denitrifikationszone und der Nitrifikationszone haben eine zurückhaltende Wirkung für die belebten Schlammflocken, wenn das Abwasser-Schlamm-Gemisch durch sie hindurch fließt.
- Die zurückhaltende Wirkung der Überlaufwände entspricht der gegebenen
Konstruktion des Abwasserreinigungsreaktors, d.h., die lichte Weite der Öffnung zwischen den Unterkanten der Tauchwände und 'des Reaktorbodens und das Verhältnis der Grundrißfläche der Kammern und Fläche der Überlaufwände werden durch die Intensität in der Rezirkulation des Ab- wasser-Schlamm-Gemisches in die anaerobe Fermentationszone und in der
Rezirkulation des Rücklaufschlammes in die Denitrifikationszone bzw. durch einen kurzfristigen intermittierenden Betrieb der Rezirkulation beeinflusst.
Die Verweildauer und die Konzentration der Belebtschlämme in der anaer- oben Fermentationszone, der Denitrifikationszone, der Nitrifikationszone und des Nachklärraums innerhalb vorgegebener Zeitintervalle durch festgelegte zeitliche Abfolgen entsprechend der vorausgesetzten Tagesschwankungen der Abwassermenge und -Verschmutzung werden automatisch gesteuert.
Der Verfahrensbetrieb erfolgt bei durchschnittlicher Schlammkonzentration von 6-8kg/m3, die höher ist als die optimale Schlammkonzentration bei den bekannten Belebtschlammverfahren.
Der gesteuerte Aufenthalt des belebten Schlamms in nicht belüfteten Zonen 5, 6 wird in zwei Beispielen dargestellt:
Beispiel Nr. 1
Die Wirkung des Aufenthalts des belebten Schlamms in nicht belüfteten Zonen 5, 6 wird durch Abwechseln des kontinuierlichen und kurzfristigen intermittierenden
Betriebs der Gebläse erreicht:
Beim kontinuierlichen Betrieb der Mammutpumpen 1 8, 1 9 und bei der Belüftung kommt es zum Überlauf des Abwasser-Schlamm-Gemisches in die Nitrifikationszone 7. Während des kurzfristigen, intermittierenden Betriebs wird der belebte Schlamm in der anaeroben Fermentationszone 5 und der Denitrifikationszone 6 aufgefangen, auch durch kurzfristiges Einschalten der Mammutpum- pe 1 9 während des Betriebs, was zur Verlegung des im Nachklarraum 14 während des Stillstands abgelagerten, belebten Schlammes in der ersten Kammer 6a der Denitrifikationszone 6 ausreicht, wobei die kurzfristige Mischwirkung der Einschaltung der Mammutpumpe 1 9 nur zur Anhebung der Schlammwolke in der anaeroben Fermentations- zone 5 und der Denitrifikationszone 6 ausreicht; dies bedeutet, dass Abwasser mit wenig belebtem Schlamm überläuft, wobei es während dieses Betriebs mehrmals zum Abwechseln der Ruhe- und Laufphasen kommen kann.
Beispiel Nr. 2
Die Wirkung des Aufenthalts des belebten Schlamms in den nicht belüfteten Zonen 5, 6 wird mit der Anwendung von zwei Gebläsen - ein Gebläse mit geringer Leistung und ein Gebläse mit höherer Leistung - erreicht:
Beim Betrieb der Mammutpumpen 1 8, 1 9 und bei der Belüftung mit Hilfe eines Gebläses mit höherer Leistung kommt es zum Überlauf des Belebtschlamm- und Abwassergemisches über Überlaufwände 4-4b und 4-4c in die Nitrifikationszone 7.
Beim Betrieb der Mammutpumpen 1 8, 1 9 und bei der Belüftung mit Hilfe eines Gebläses mit niedriger Leistung wird der belebte Schlamm in der anaeroben Fermentationszone 5 und der Denitrifikationszone 6 aufgefangen. Einen Einfluss darauf hat, dass der reduzierte Durchfluss des Rücklauf- Schlamms nur zur Abhebung der Schlammwolke in der anaeroben Fermentationszone 5 und der Denitrifikationszone 6 ausreicht; dabei kommt es zu geringem Überlauf des belebten Schlamms über Überlaufwände 4-4b und 4-4c, wobei es während des Tages mehrmals zum Abwechseln des Betriebs der Gebläse mit geringerer und höherer Leistung kommen kann.
Das Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß der Erfindung führen zu zahlreichen Vorteilen. Einer der wichtigsten Vorteile besteht in der Anpassung des Tagesbetriebs des Reaktors an Tagesschwankungen der Abwasserproduktion und der Verschmutzung, der neben der Senkung der Energiekosten auch zyklische Änderungen der Schlammkonzentration in der anaeroben Fermentationszone 5, der
Denitrifikationszone 6 und der Nitrifikationszone 7 gewährleistet.
In den Stunden, in denen eine höhere Abwasserproduktion vorausgesetzt wird, stellt sich der intermittierende Betrieb ein, bei dem der Schlamm in der anaeroben Fermentationszone 5 und der Denitrifikationszone 6 akkumuliert wird. Im Nachklarraum 14 befindet sich nur gereinigtes Wasser mit niedrigem Schlammspiegel und geringem Inhalt an schwebenden Stoffen und Schmutzstoffen im Klärwasser (Nitrate, Ammoniakstickstoff, Phosphor). Das zulaufende Rohabwasser treibt aus dem Reaktor das gereinigte Abwasser aus, da das Vermischen der einzelnen Zonen eingeschränkt ist. Zugleich wird ein Schutz vor dem Stoßzulauf einer größeren
Abwassermenge erreicht. Schmutzstoffe aus dem Rohabwasser werden zum größten Teil an der Denitrifikationszone 6 aufgefangen. Der abwechselnde Betrieb und Stillstand (Abschalten) der Mammutpumpen 1 8, 1 9, 20 und 21 und die Belüftung sind für den schnellen Verlauf der Denitrifikation, Nitrifikation und der biologischen Entfernung von Phosphor hilfreich.
In den Stunden, in denen kein Abwasserzulauf vorausgesetzt wird, stellt sich der kontinuierliche Betrieb ein, bei dem der Inhalt der einzelnen Zonen vermischt wird. Allmählich kommt es zum Ausgleich der Schlammkonzentration in der anaeroben Fermentationszone 5, der Denitrifikationszone 6 und der Nitrifikationszone 7. In der Nitrifikationszone 7 erfolgt die vollständige Nitrifikation und aerobe Stabilisie- rung der Schlämme zusammen mit der Belebung der Schlammaktivität. Im Nachklarraum 14 gibt es einen höheren Anfall der schwebenden Stoffe, die jedoch nicht zum Abfluss gelangen, da kein Rohabwasser zuläuft.
Die Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung ermöglicht eine Senkung der Investitions- und Betriebskosten zur Reinigung von Abwasser bei gleichzeitiger Senkung der Bedienungsaufwands, wodurch diese individuelle Lösung der Abwasserklärung auch unter Bedingungen attraktiv wird, in denen die Abwasser- klärung aus wirtschaftlichen oder technischen Gründen nicht durch Abführung von
Abwasser in ein Kanalisationssystem und in eine zentrale Abwasserkläranlage erfolgen kann.
Ein weiterer großer Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung liegt in der An- wendung zur Entfernung von Stickstoff und Phosphor aus Abwasser; daher können diese Kläranlagen auch zur Einleitung in Oberflächenwasser in Bereichen verwendet werden, in denen Eutrophierung von Oberflächenwasser droht.
Das hier beschriebene Verfahren gemäß der Erfindung kann auch in unterschied- lieh großen Abwasserkläranlagen angewendet werden.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Behandlung von Abwasser mit Belebtschlamm im Schwebezustand zur Entfernung von Stickstoff und Phosphor und zur simultanen Schlammstabilisierung mit
- einem Belebtraum mit einer unbelüfteten, anaerober Fermentationszone und einer Denitrifikationszone und einer belüfteten Nitrifikationszone, wobei die unbelüftete, anaerobe Fermentationszone und die Denitrifikationszone des Belebtraums (5, 6) in Strömungsrichtung durch Tauchwände (3) und
Überlaufwände (4) in abwechselnder Anordnung geteilt wird, wodurch Aufwärtsstrom- und Abwärtsstromkammern der anaeroben Fermentationszone (5) und der Denitrifikationszone (6) gebildet werden,
- Rezirkulation des Abwasser-Schlamm-Gemisches von der Denitrifikationszone zur anaeroben Fermentationszone,
- Rezirkulation des Rücklaufschlammes vom Nachklarraum zur Denitrifikationszone,
- zurückhaltender Wirkung der Überlaufwände zwischen der anaeroben Fermentationszone und der Denitrifikationszone bzw. zwischen der Denitrifikationszone und der Nitrifikationszone für belebte Schlammflocken, wenn das Abwasser-Schlamm-Gemisch durch sie hindurch fließt, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Änderung der Intensität der Rezirkulation des Abwasser- Schlamm-Gemisches in die anaerobe Fermentationszone und der Rezirkulation des Rücklaufschlamms in die Denitrifikationszone bzw. durch Abwech- sein des kontinuierlichen und kurzfristigen, intermittierenden Betriebs der
Rezirkulation innerhalb vorgegebener Zeitintervalle durch festgelegte zeitliche Abfolgen entsprechend der vorausgesetzten Tagesschwankungen der Abwassermengen und -Verschmutzung, die Verweildauer und die Konzentration der belebten Schlämme in der anaeroben Fermentationszone, der Dentrifikationszone, der Nitrifikationszone und im Nachklarraum, gesteuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die durchschnittliche Schlammkonzentration 6-8 kg/m3 beträgt.
3. Vorrichtung zur Behandlung von Abwasser mit Belebtschlamm im Schwebezustand zur Entfernung von Stickstoff und Phosphor und mit simultaner Schlammstabilisierung, wobei die Vorrichtung aus einem kompakten Ab- wasserreinigungsreaktor besteht, in dem ein Belebtraum und ein Nachklarraum in einem internem Schlammkreislauf vereinigt werden, wobei der Belebtraum eine unbelüftete, anaerobe Fermentationszone und eine Denitrifikationszone und eine belüftete Nitrifikationszone enthält, wobei
- die nicht belüfteten Zonen des Belebtraums (5, 6) des Reaktors in Strömungsrichtung durch Tauchwände (3) und Überlaufwände (4) in abwechselnder Anordnung geteilt werden, wodurch Aufwärtsstrom- und Abwärtsstromkammern der anaeroben Fermentationszone (5) und der Denitrifikationszone (6) gebildet werden, - sich im Endbereich der Denitrifikationszone (5) am Reaktorboden (1 ) mindestens eine Saugöffnung (26) eines Rezirkulationsaggregates (1 8) befindet, dessen Auslauf (25) in den Anfangsbereich der anaeroben Fer- mentationszone (5) mündet,
- sich in der ersten Kammer (6a) der Denitrifikationszone (6) eine über dem Wasserspiegel liegende Ausflussmündung (27) einer Mammutpumpe (1 9) mit rezirkuliertem Rücklaufschlamm vom Boden des Nachklärraums (14) befindet,
- der rezirkulierte Strom des Abwasser-Schlamm-Gemisches und des Rücklaufschlamms und die abwechselnde Anordnung der Tauch- (3) und Überlaufwände (4) eine auf- und absteigende Strömung des Abwasser- Schlamm-Gemisches bilden und sicherstellen, dass der belebte Schlamm im
Schwebezustand gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche der Öffnung zwischen der unteren Kante der Tauchwände, dem Reaktorboden und Reaktormantel so ausgebildet ist, dass beim Min- destdurchfluss des rezirkulierten, belebten Gemisches und des Rücklaufschlamms die Mindestdurchflussgeschwindigkeit des Belebtgemisches von 10 cm/s am Boden der Kammer erhalten bleibt und dass das Verhältnis zwischen der Grundrissfläche der Kammer und der Fläche der Überlaufwand mindestens 1 : 4 beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nitrifikationszone (7) des Belebtraums über einen Verbindungsspalt
(17) über dem Reaktorboden (1 ) mit dem Nachklarraum (14) verbunden ist, wobei dieser Spalt über die gesamte Breite der Trennwände (1 5, 1 6) zwischen der Nitrifikationszone (7) des Belebtraums und dem Nachklarraum (14) verläuft.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Tauchwände (3) und Überlaufwände (4) in Strömungsrichtung mindestens zwei Kammern der anaeroben Fermentationszone (5) und minde- stens zwei Kammern der Denitrifikationszone (6) gegeneinander abgrenzen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die anaerobe Fermentationszone (5) über die Überlaufkante (1 1 ) der Überlaufwand (4) mit der Denitrifikationszone (6) verbunden ist, wobei diese Überlaufkante in Strömungsrichtung zwischen der anaeroben Fermentationszone (5) und der Denitrifikationszone (6) verläuft..
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Denitrifikationszone (6) über die Überlauf kante ( 1 1 ) der Überlaufwand (4) mit der Nitrifikationszone (7) verbunden ist, wobei die Überlaufkante in Strömungsrichtung zwischen der Denitrifikationszone (6) und der Nitrifikationszone (7) verläuft.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüchen 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Rezirkulationsaggregat (1 9) nach dem Prinzip der Mammutpumpe arbeitet.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anfangsbereich der anaeroben Fermentationszone (5) und der Endbereich der Denitrifikationszone (6) mindestens eine gemeinsame Trennwand (8) haben.
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