WO2012168172A2 - Abwasserreinigungsanlage - Google Patents

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    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the invention relates to a wastewater treatment plant according to the
  • Activated sludge process with at least one activated sludge tank and at least one subsequent secondary clarifier.
  • Such systems have been known for a long time, it being essential that in
  • Wastewater suspended bacterial mass in the form of activated sludge takes over the biological purification.
  • the wastewater first enters the aeration tank where it is ventilated. From there, the mud-water mixture flows into the secondary clarifier or sedimentation tank. The activated sludge is separated in the secondary clarifier by sedimentation from the treated wastewater and mostly to the inlet of the aeration tank
  • the object of the invention is therefore to keep the efficiency of wastewater treatment as long as possible for as long as possible.
  • this object is achieved in that at least part of the sludge-water mixture discharged from the activated sludge tank and / or at least part of the sludge-water mixture discharged from the secondary clarifier is passed at least temporarily through a decalcification device.
  • separation processes with density separation in particular hydrocyclones.
  • the sludge-water mixture is brought by tangential blowing into a chamber with a circular cross section on a circular path, the heavier lime particles outside spiral to Schireilabscheider and the sludge-water mixture with the biomass within reach to the light part spout ,
  • biomass in the hydrocyclone can be separated gently, in particular without large shear forces.
  • the sludge-water mixture should be degassed before this.
  • the feed of the sludge-water mixture to the decalcifier is set or controlled so that the proportion of organic dry matter (oTS) in the aeration tank is between 1 and 6 g / l. While a low value is also associated with poor wastewater treatment, a higher value barely brings
  • the entire sludge-water mixture discharged from the activated sludge tank can be passed through the descaling device at least temporarily. This is of course associated with a comprehensive decalcification.
  • Aeration tank returned.
  • At least part of the sludge-water mixture discharged from the secondary clarifier is passed at least temporarily through a decalcification device, it may be advantageous if at least part of the sludge-water mixture passes through the sludge-water mixture
  • Descaling device guided sludge-water-mixture to
  • Aeration tank is returned.
  • the sludge-water mixture should constantly be passed through the decalcification device. But especially in the control of the process can be a shutdown of the
  • Descaling device attached. This is especially true in the event that the inorganic content in the activated sludge in the desired operating window, for example, about 50%.
  • the wastewater to be purified first passes through an anaerobic purification stage 4 in the form of an anaerobic reactor. This is followed by the purification stage following the activated sludge process.
  • the substances contained in the wastewater serve the bacteria in the activated sludge as food, so that new bacteria constantly regrow.
  • a part of the sludge-water mixture 6 for sludge separation passes directly into a subsequent secondary sedimentation or settling tank 2.
  • the other part of the mud-water mixture 6 is only by a
  • Degassing device 5 in the simplest form with a standpipe and then passed through a descaling device 3.
  • the descaling device 3 is usually designed as a hydrocyclone and separates the heavy components, here the lime particles from the sludge-water mixture. 6 from. Inn Hydrocyclone is separated by density using centrifugal force, with small diameter hydrocyclones often being more effective for limescale separation. This kind of separation is very gentle, which
  • Descaling device 3 also in the secondary clarifier 2 or to the inlet of the aeration tank. 1
  • the purified wastewater 8 and the sludge 7 can be discharged from the secondary clarifier 2. While a portion of the sludge 7 is returned to the aeration tank 1, the other part of the sludge 7 passes together with the lime particle stream 9 from the
  • Descaling device 3 to a sludge press outside the process.
  • the discharge of sludge 7 is possible because bacteria regrow constantly.
  • Descaling effectively counteracts the accumulation of lime due to recirculation in the aeration tank.
  • oTS organic dry matter
  • the sludge-water mixture 6 is passed in the embodiment according to Figure 2 directly from the aeration tank 1 to NachNeillbecken.
  • the sludge 7 discharged from the secondary clarifier 2 is divided into three partial streams. While a partial flow passes directly to the inlet of the aeration tank 1, a second partial flow via a decalcifier 3 for Aeration tank 1 and the third sub-stream here also out of the process together with the lime particle stream 9 of the decalcifier 3 to a sludge press.
  • a reduction of the load in the aeration tank 1 takes place via the decalcification.
  • Lime content in the aeration tank 1 would rise much faster than the activated sludge fraction. However, since the consistency is limited, this would be at the expense of the activated sludge content, which greatly affects the efficiency of the purification. In addition, a high proportion of lime would also lead to heavy deposits in the
  • Impairment of the ventilation system due to blockage caused by lime is to be feared.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abwasserreinigungsanlage nach dem Belebtschlammverfahren mit zumindest einem Belebungsbecken (1) sowie wenigstens einem folgenden Nachklärbecken (2). Dabei soll die Effizienz der Reinigung möglichst lange Zeit dadurch möglichst hoch gehalten werden, dass zumindest ein Teil des vom Belebungsbecken (1) abgeführten Schlamm-Wasser-Gemisches (6) und/oder zumindest ein Teil des vom Nachklärbecken (2) abgeführten Schlamm-Wasser-Gemisches (6) wenigstens zeitweise durch eine Entkalkungsvorrichtung (3) geleitet wird.

Description

Abwasserreinigungsanlage
Die Erfindung betrifft eine Abwasserreinigungsanlage nach dem
Belebtschlammverfahren mit zumindest einem Belebungsbecken sowie wenigstens einem folgenden Nachklärbecken. Derartige Anlagen sind seit langer Zeit bekannt, wobei wesentlich ist, dass im
Abwasser suspendierte Bakterienmasse in Form des Belebtschlamms die biologische Reinigung übernimmt.
Das Abwasser gelangt dabei zunächst in das Belebungsbecken, wo es belüftet wird. Von dort fließt das Schlamm-Wasser-Gemisch in das Nachklär- oder Absetzbecken. Der Belebtschlamm wird im Nachklärbecken durch Sedimentation vom gereinigten Abwasser getrennt und größtenteils zum Zulauf des Belebungsbeckens
zurückgeführt.
Diese Rückführung des Belebtschlamms soll zu einer möglichst hohen Konzentration von Belebtschlamm im Belebungsbecken führen.
Allerdings führt diese Rückführung bei Abwässern mit einem hohen anorganischen Anteil zu einem Anstieg des anorganischen Anteils im Belebungsbecken und damit zu einer Verdrängung der Biomasse. Im Ergebnis sinkt die Effizienz der biologischen Reinigung kontinuierlich ab. Die Aufgabe der Erfindung ist es daher die Effizienz der Abwasserreinigung möglichst lange Zeit möglichst hoch zu halten.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass zumindest ein Teil des vom Belebungsbecken abgeführten Schlamm-Wasser-Gemisches und/oder zumindest ein Teil des vom Nachklärbecken abgeführten Schlamm-Wasser- Gemisches wenigstens zeitweise durch eine Entkalkungsvorrichtung geleitet wird.
Meist sind Probleme mit einem hohen Anteil anorganischer Stoffe im Abwasser auf eine hohe Konzentration von Kalzium im Abwasser zurückzuführen. Dies gilt insbesondere für Abwässer von Maschinen zur Herstellung von Papier-, Karton-, Tissue- oder anderen Faserstoffbahnen. Daher kann die Effizienz der biologischen Reinigung relativ einfach dadurch erhalten oder sogar gesteigert werden, wenn die Kalk-Partikel aus dem Abwasser entfernt werden.
Hierfür eignen sich vor allem Trennverfahren mit Dichtetrennung, insbesondere Hydrozyklone.
Beim Hydrozyklon wird das Schlamm-Wasser-Gemisch durch tangentiales Einblasen in eine Kammer mit kreisförmigem Querschnitt auf eine kreisförmige Bahn gebracht, wobei die schwereren Kalk-Partikel außen spiralförmig zum Schwerteilabscheider und das Schlamm-Wasser-Gemisch mit der Biomasse innerhalb zum Leichtteil-Auslauf gelangen.
Hierbei ist besonders vorteilhaft, dass die Biomasse im Hydrozyklon schonend, insbesondere ohne große Scherkräfte abgetrennt werden kann.
Um die Funktion des Hydrozyklons nicht zu beeinträchtigen, sollte das Schlamm- Wasser-Gemisch vor diesem entgast werden. Zur Optimierung des Aufwands ist es von Vorteil, wenn die Zuführung des Schlamm- Wasser-Gemisches zur Entkalkungsvorrichtung derart eingestellt oder gesteuert wird, dass der Anteil der organischen Trockensubstanz (oTS) im Belebungsbecken zwischen 1 und 6g/l liegt. Während ein niedriger Wert auch mit einer schlechten Abwasserreinigung verbunden ist, bringt ein höherer Wert kaum noch
Verbesserungen. Falls die Entkalkung bereits nach dem Belebungsbecken erfolgt, so kann das gesamte vom Belebungsbecken abgeführte Schlamm-Wasser-Gemisch zumindest zeitweise durch die Entkalkungsvornchtung geleitet werden. Dies ist natürlich mit einer umfassenden Entkalkung verbunden.
Anschließend ist es möglich, dass das gesamte Schlamm-Wasser-Gemisch (ohne den in der Entkalkungsvornchtung abgetrennten Kalkpartikel-Strom) oder aber nur ein Teil des Schlamm-Wasser-Gemisches von der Entkalkungsvornchtung zum
Nachklärbecken geleitet wird. Im letzten Fall wird der andere Teil zum
Belebungsbecken zurückgeführt.
Meist genügt es jedoch, wenn nur ein Teil des vom Belebungsbecken abgeführten Schlamm-Wasser-Gemisches durch die Entkalkungsvornchtung und von dieser vorzugsweise zum Belebungsbecken geführt wird.
Falls zumindest ein Teil des vom Nachklärbecken abgeführten Schlamm-Wasser- Gemisches wenigstens zeitweise durch eine Entkalkungsvornchtung geleitet wird, so kann es von Vorteil sein, wenn wenigstens ein Teil des durch die
Entkalkungsvornchtung geführten Schlamm-Wasser-Gemisches zum
Belebungsbecken zurückgeführt wird.
Unabhängig vom Ort der Einbindung der Entkalkungsvornchtung ist es zur
Begrenzung des Aufwandes vorteilhaft, wenn zumindest ein Teil des vom
Nachklärbecken abgeführten Schlamm-Wasser-Gemisches direkt, d.h. ohne
Zwischenschaltung eines Aggregates, insbesondere einer Entkalkungsvornchtung an den Einlauf des Belebungsbecken geleitet wird.
In den meisten Fällen sollte das Schlamm-Wasser-Gemisch ständig durch die Entkalkungsvornchtung geführt werden. Vor allem bei der Steuerung des Prozesses kann aber eine Abschaltung der
Entkalkungsvorrichtung angebracht sein. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass der anorganische Anteil im Belebtschlamm im angestrebten Betriebsfenster von beispielsweise ca. 50% liegt.
Besondere Vorteile ergeben sich wegen der Kalkprobleme insbesondere auch dann, wenn vor dem Belebungsbecken eine anaerobe Reinigungsstufe angeordnet ist.
Nachfolgend soll die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
In der beigefügten Zeichnung zeigen die Figuren 1 und 2 unterschiedliche
Anlageschemen.
Bei der Anlage gemäß Figur 1 durchläuft das zu reinigende Abwasser zunächst eine anaerobe Reinigungsstufe 4 in Form eines anaeroben Reaktors. Daran schließt sich die Reinigungsstufe nach dem Belebtschlammverfahren an.
Dabei erfolgt eine biologische Reinigung des Abwassers mit Hilfe von
Bakterienmasse, dem Belebtschlamm im Belebungsbecken 1 , wobei eine Belüftung (Oberflächen- und/oder Tiefenbelüftung) des Schlamm-Wasser-Gemisches 6 erfolgt. Die im Abwasser enthaltenen Stoffe dienen den Bakterien im Belebtschlamm als Nahrung, so dass ständig neue Bakterien nachwachsen.
Vom Belebungsbecken 1 gelangt ein Teil des Schlamm-Wasser-Gemisches 6 zur Schlammabtrennung direkt in ein folgendes Nachklär- oder Absetzbecken 2.
Der andere Teil des Schlamm-Wasser-Gemisches 6 wird erst durch eine
Entgasungsvorrichtung 5 in einfachster Form mit einem Standrohr und anschließend durch eine Entkalkungsvorrichtung 3 geführt.
Die Entkalkungsvorrichtung 3 ist meist als Hydrozyklon ausgeführt und trennt die schweren Bestandteile, hier die Kalkpartikel aus dem Schlamm-Wasser-Gemisch 6 ab. Inn Hydrozyklon erfolgt die Trennung anhand der Dichte mit Hilfe der Zentrifugalkraft, wobei Hydrozyklone mit kleinem Durchmesser oft wirkungsvoller für die Kalkabtrennung sind. Diese Art der Trennung ist sehr schonend, was
insbesondere für den Belebtschlamm wichtig ist. Auch eine Reihen- oder
Parallelschaltung von Hydrozyklonen ist möglich.
Das so entkalkte Schlamm-Wasser-Gemisch 6 gelangt nach der
Entkalkungsvorrichtung 3 ebenfalls in das Nachklärbecken 2 oder zum Einlauf des Belebungsbecken 1 .
Nach dem Absetzen des Schlamms können das gereinigte Abwasser 8 und der Schlamm 7 aus dem Nachklärbecken 2 abgeleitet werden. Während ein Teil des Schlamms 7 zum Belebungsbecken 1 zurückgeführt wird, gelangt der andere Teil des Schlamms 7 gemeinsam mit dem Kalkpartikel-Strom 9 aus der
Entkalkungsvorrichtung 3 zu einer Schlammpresse außerhalb des Prozesses. Die Ausschleusung von Schlamm 7 ist möglich, weil ständig Bakterien nachwachsen. Durch die Entkalkung wird einer Anreicherung von Kalk infolge der Rückführung im Belebungsbecken wirksam begegnet. Infolgedessen kann eine ausreichend hohe Menge an Belebtschlamm im Belebungsbecken gewährleistet werden, wobei der Anteil der organischen Trockensubstanz (oTS) im Belebungsbecken 1 zwischen 1 und 6g/l liegt.
Im Unterschied hierzu wird das Schlamm-Wasser-Gemisch 6 bei der Ausführung entsprechend Figur 2 direkt vom Belebungsbecken 1 zum Nachklärbecken geleitet. Der vom Nachklärbecken 2 abgeführte Schlamm 7 wird jedoch in drei Teilströme aufgeteilt. Während ein Teilstrom direkt zum Einlauf des Belebungsbeckens 1 gelangt, wird ein zweiter Teilstrom über eine Entkalkungsvorrichtung 3 zum Belebungsbecken 1 und der dritte Teilstrom hier ebenso gemeinsam mit dem Kalkpartikel-Strom 9 der Entkalkungsvorrichtung 3 aus dem Prozess zu einer Schlammpresse geführt. Auch hier erfolgt über die Entkalkung eine Verringerung der Belastung im Belebungsbecken 1 .
Beide Anlagen können natürlich auch miteinander kombiniert werden.
Wesentlich ist nur, dass die Kalkbelastung verringert wird, da ansonsten der
Kalkanteil im Belebungsbecken 1 wesentlich schneller als der Belebstschlannnnanteil steigen würde. Da die Stoffdichte jedoch begrenzt ist, würde dies zulasten des Belebtschlammanteils gehen, was die Effizienz der Reinigung sehr beeinträchtigt. Außerdem würde ein hoher Kalkanteil auch zu starken Ablagerungen im
Belebungsbecken 1 führen und so das verfügbare Volumen mindern. Auch
Beeinträchtigungen des Belüftungssystems infolge Verstopfung durch Kalk sind zu befürchten.

Claims

Patentansprüche 1 . Abwasserreinigungsanlage nach dem Belebtschlammverfahren mit zumindest einem Belebungsbecken (1 ) sowie wenigstens einem folgenden Nachklärbecken (2), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des vom
Belebungsbecken (1 ) abgeführten Schlamm-Wasser-Gemisches (6) wenigstens zeitweise durch eine Entkalkungsvorrichtung (3) geleitet wird.
2. Abwasserreinigungsanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte vom Belebungsbecken (1 ) abgeführte Schlamm-Wasser-Gemisch (6) durch die Entkalkungsvorrichtung (3) geleitet wird.
3. Abwasserreinigungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Schlamm-Wasser-Gemisch (6) von der Entkalkungsvorrichtung (3) zum Nachklärbecken (2) geführt wird.
4. Abwasserreinigungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein Teil des Schlamm-Wasser-Gemisches (6) von der Entkalkungsvorrichtung (3) zum Nachklärbecken (2) und der andere Teil zum Belebungsbecken (1 ) zurückgeführt wird.
5. Abwasserreinigungsanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass nur ein Teil des vom Belebungsbecken (1 ) abgeführten Schlamm-Wasser-Gemisches
(6) durch die Entkalkungsvorrichtung (3) und von dieser vorzugsweise zum
Belebungsbecken (1 ) geführt wird.
6. Abwasserreinigungsanlage nach dem Belebtschlammverfahren mit zumindest einem Belebungsbecken (1 ) sowie wenigstens einem folgenden Nachklärbecken (2), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des vom Nachklärbecken (2) abgeführten Schlamm-Wasser-Gemisches (6) wenigstens zeitweise durch eine Entkalkungsvorrichtung (3) geleitet wird.
7. Abwasserreinigungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil des durch die Entkalkungsvorrichtung (3) geführten Schlamm- Wasser-Gemisches (6) zum Belebungsbecken (1 ) zurückgeführt wird.
8. Abwasserreinigungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des vom Nachklärbecken (2) abgeführten Schlamm-Wasser-Gemisches (6) direkt an den Einlauf des
Belebungsbecken (1 ) geleitet wird.
9. Abwasserreinigungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schlamm-Wasser-Gemisch (6) ständig durch die Entkalkungsvorrichtung (3) geführt wird.
10. Abwasserreinigungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Belebungsbecken (1 ) eine anaerobe
Reinigungsstufe (4) angeordnet ist.
1 1 . Abwasserreinigungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entkalkungsvorrichtung (3) als Hydrozyklon
ausgebildet ist.
12. Abwasserreinigungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schlamm-Wasser-Gemisch (6) vor der Zuführung zur Entkalkungsvorrichtung (3) durch eine Entgasungsvorrichtung (5) geführt wird.
13. Abwasserreinigungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung des Schlamm-Wasser-Gemisches (6) zur Entkalkungsvorrichtung (3) derart eingestellt oder gesteuert wird, dass Anteil der organischen Trockensubstanz im Belebungsbecken (1 ) zwischen 1 und 6g/l liegt.
14. Abwasserreinigungsanlage zur Reinigung von Abwässern mit hoher
Kalziumkonzentration, insbesondere Abwässern von Maschinen zur Herstellung von Papier-, Karton-, Tissue- oder anderen Faserstoffbahnen.
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