DE10256918A1

DE10256918A1 - Verfahren zum Klären von Abwasser unter Bildung von Überschussschlamm und entsprechende Abwasser-Kläranlage

Info

Publication number: DE10256918A1
Application number: DE2002156918
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Ing. Herding; Urs Dr.-Ing. Herding; Kurz Dr. Palz; Rainer THÜRAUF
Original assignee: Herding GmbH Entstaubungsanlagen; Herding GmbH Filtertechnik
Current assignee: Herding GmbH Entstaubungsanlagen; Herding GmbH Filtertechnik
Priority date: 2002-12-05
Filing date: 2002-12-05
Publication date: 2004-07-15
Also published as: AU2003299299A1; AU2003299299A8; EP1567454A2; WO2004050566A3; WO2004050566A2

Abstract

Verfahren zum Klären von Abwasser, wobei eine aerobe Behandlung des Abwassers mit Mikroorganismen unter Bildung von Überschussschlamm eines der Stadien des Klärverfahrens ist,
dadurch gekennzeichnet,
(a) dass mindestens ein Teil des Überschussschlamms (18) einem Strahlkollisionsreaktor (20) zugeführt und aus diesem mittels eines Gasstroms (28) als homogenisiertes, aufgeschlossenes Substrat ausgetragen wird;
(b) und dass mindestens ein Großteil des Substrats
- entweder zu der aeroben Behandlung des Abwassers rezirkuliert wird
- oder einem Hochleistungs-Anaerobreaktor (40) zur Erzeugung von Biogas zugeführt wird
- oder teils zu der aeroben Behandlung des Abwassers rezirkuliert wird und teils dem Hochleistungs-Anaerobreaktor (40) zur Erzeugung von Biogas zugeführt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich, nach einem ersten Aspekt, auf ein Verfahren zum Klären von Abwasser, wobei eine aerobe Behandlung des Abwassers mit Mikroorganismen unter Bildung von Überschussschlamm eines der Stadien des Klärverfahrens ist.
Gegenwärtig wird Abwasser meist dadurch geklärt, dass es – häufig nach einer groben mechanischen Vorreinigung – einer biologischen Klärung unterzogen wird, wobei ein besonders wesentliches Stadium die aerobe Behandlung des Abwassers mit Mikroorganismen unter Bildung von Überschussschlamm ist. Geeignete Mikroorganismen zum Abbauen von organischen Verunreinigungen in dem Abwasser sind Bakterien, Für die aerobe Behandlung ist eine künstliche Belüftung des Abwasser z. B. durch Einblasen von Luft in den unteren Bereich eines Abwasservolumens erforderlich. Der durch den Abbau der organischen Verunreinigungen entstehende Überschussschlamm sinkt in den meisten Fällen zum Grund des Abwasservolumens; es gibt aber auch Schlammarten, die zur Oberfläche aufschwimmen. Durch den biologischen Abbau wird außer Überschussschlamm CO₂ gebildet, welches nach außen entweicht. Vielfach führt man die biologische Klärung in mehreren Stufen (z.B. erste Belebungsstufe, zweite Belebungsstufe, Nachklärung) oder entsprechend zeitlich nacheinander in gleichen Becken (Batch-Verfahren) durch.
Der bei der aeroben Behandlung des Abwassers mit Mikroorganismen gebildete Überschussschlamm stellt ein Problem dar. Er fällt in großer Menge an und ist mit hohem Wassergehalt praktisch flüssig. Der Überschussschlamm enthält in der Regel Keime und ist meist weitgehend geruchsneutral.
Bisher muss der Überschussschlamm auf irgend eine Weise beseitigt werden. Eines der gängigen Vorgehensweisen ist das Entwässern und anschließende Ausfaulen in einem Faulbehälter. Den dadurch entstehenden, nicht mehr besonders wasserreichen, ausgefaulten Schlamm hat man bisher vielfach auf Felder ausgebracht, wo er als Dünger und Bodenauflockerungsmittel dient. Diese Art der Beseitigung wird heute zunehmend als nicht optimal angesehen, weil der ausgefaulte Schlamm – je nach Herkunft des Abwassers – anorganische, potentiell toxische Stoffe (z.B. Schwermetallverbindungen, Arzneimittelrückstände) enthält. Ein alternativer Weg der Schlammbeseitigung ist die Verbrennung z.B. in einer Müllverbrennungsanlage, normalerweise nach Entwässerung, Ausfaulen und ggf. Trocknung. Dies ist ersichtlich eine sehr kostenaufwendige Art der Schlammbeseitigung. Statt den Schlamm zu verbrennen, kann man ihn auf einer Deponie ablagern. Auch das ist kostenaufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, mit dem sich die Menge des letztlich zu beseitigenden Überschussschlamms sehr erheblich reduzieren läßt. Dies bringt eine Verringerung der Kosten der Abwasserklärung mit sich, weil eine sehr viel geringere Menge von Schlamm letztlich entsorgt und hierfür transportiert werden muss.

Nach dem ersten Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst,

(a) dass mindestens ein Teil der Überschussschlamms einem Strahlkoilisionsreaktor zugeführt und aus diesem mittels eines Gasstroms als homogenisiertes, aufgeschlossenes Substrat ausgetragen wird;
(b) und dass mindestens ein Großteil des Substrats – entweder zu der aeroben Behandlung des Abwassers rezirkuliert wird – oder einem Hochleistung-Anaerobreaktor zur Erzeugung von Biogas zugeführt wird – oder teils zu der aeroben Behandlung des Abwassers rezirkuliert wird und teils dem Hochleistungs-Anaerobreaktor zur Erzeugung von Biogas zugeführt wird.

Ein Strahlkollisionsreaktor mit Gasstromaustragung ist für sich gesehen bekannt, siehe WO 00/61275. Bei dem bekannten Strahlkollisionsreaktor werden zwei oder drei Flüssigkeitsstrahlen mit hohem Druck in einem Kollisionspunkt im Zentrum des Reaktors zusammengebracht. In den Flüssigkeitsstrahlen enthaltene Teilchen werden durch die bei der Kollision wirkenden hohen Kräfte sehr effektiv zerkleinert. Der bei dem bekannten Reaktor rechtwinklig zur Ebene der Flüssigkeitsstrahlen strömende Gasstrom trägt die Kollisionsprodukte mitsamt der Flüssigkeit der Flüssigkeitsstrahlen aus dem Reaktor aus. Der eigentliche Reaktorraum enthält überhaupt keine bewegten Teile, er reinigt sich durch den Gasstrom von selbst.

Der bekannte Strahlkollisionsreaktor ist zur Erzeugung von sehr kleinen Partikeln, insbesondere Farbpigmente und Keramikpartikel, vorgesehen. Als weiteres Einsatzgebiet ist bisher das Dispergieren, Homogenisieren und Emulgieren bei medizinischen Produkten, kosmetischen Produkten, pharmazeutischen Produkten und Nahrungsmittelprodukten vorgesehen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren findet in dem Strahlkollisionsreaktor eine weitgehende Zerstörung der Zellwände der Mikroorganismen statt. Der Zellinhalt wird freigesetzt, und das so gebildete, homogenisierte, aufgeschlossene Substrat läßt sich anschließend, sei es durch Rezirkulation zu aerober Behandlung mit Mikroorganismen oder sei es in einem nachgeschalteten Anaerobreaktor, gut weiterverarbeiten. Im Fall der Rezirkulation läßt sich das mittels eines Gasstroms ausgetragene, homogenisierte, aufgeschlossene Substrat sehr gut (erneut) aerob mit Mikroorganismen behandeln. Im Fall der anschließenden Behandlung in einem Anaerobreaktor läßt sich das Substrat sehr viel effektiver in hochwertiges Biogas, welches zu einem sehr hohen Prozentsatz aus CH₄ besteht, umwandeln.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann so betrieben werden, dass letztlich nur noch äußerst geringe Mengen von außerhalb der Kläranlage zu beseitigendem Überschussschlamm anfallen. Nach – unter Umständen mehrfacher – Rezirkulation sind praktisch alle organischen Verunreinigungen durch die Mikroorganismen beseitigt, d.h. letztlich im wesentlichen zu CO₂ oxidiert. Nicht durch die Mikroorganismen abbaubare Verunreinigungen, insbesondere die anorganischen Verunreinigungen wie erdige oder sandige Bestandteile des Abwassers, müssen naturgemäß abgezweigt und beseitigt werden. Vorzugsweise führt man das Verfahren so, dass unter 10% des durch die aerobe Behandlung gebildeten Überschussschlamms, höchst vorzugsweise unter 5%, nach außen abgeführt und beseitigt werden.

Die erfindungsgemäße Rezirkulation von homogenisiertem, aufgeschlossenem Substrat hat außerdem den Effekt, dass bei dem entsprechenden aeroben Behandlungsstadium die Schlammbelastung steigt. Dies erhöht die Leistungsfähigkeit der Kläranlage.

In herkömmlichen Faultürmen wird ein Gas mit relativ niedrigem Brennwert erzeugt, welches CH₄, aber CO₂ in nicht unerheblicher Menge und andere Bestandteile enthält. Bei der Erfindung läßt sich hingegen aus dem homogenisierten, aufgeschlossenen Substrat in einem Hochleistungs-Anaerobreaktor ein vergleichsweise hochwertiges Biogas mit hohem Gehalt an CH₄ erzeugen, wobei die Verweilzeit in dem Hochleistungs-Anaerobreaktor kürzer sein kann als in einem herkömmlichen Faulturm. Dies ist ein wesentlicher Faktor zur Verringerung der Anlagekosten.

Wie weiter vorn bei der Wiedergabe der erfindungsgemäßen Lösung schon angesprochen worden ist, muss bei der Erfindung nicht zwingend der gesamte Überschussschlamm aus der aeroben Abwasserbehandlung dem Strahlkollisionsreaktor zugeführt werden. Je nach Zielsetzung kann man auch damit zufrieden sein, nur einen Teil des Überschussschlamms so zu behandeln und den restlichen Teil in konventioneller Weise zu beseitigen. Weiter vorn ist ebenfalls schon zum Ausdruck gekommen, dass man nicht zwingend das gesamte, mittels eines Gasstroms ausgetragene, homogenisierte, aufgeschlossene Substrat zu der aeroben Behandlung rezirkulieren und/oder dem Hochleistungs-Anaerobreaktor zuführen muss. Man kann auch einen Teil des Substrats aus dem System herausnehmen und z.B. in konventioneller Weise der Beseitigung zuführen.

Der Ablauf des Hochleistungs-Anaerobreaktors wird vorzugsweise dem Zulauf der Kläranlage zugeführt, so dass er die normale Klärung, einschließlich Aerobstufe, durchläuft. Der Ablauf des Hochleistungs-Anaerobreaktors enthält normalerweise eine gewisse Menge abgestorbener Biomasse, die von den Einbauten des Reaktors in wechselnder Menge fortgetragen wird. Abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall mag es notwendig sein, den Hochleistungs-Anaerobreaktor von Zeit zu Zeit rückzuspülen, um auf diese Weise gezielt abgestorbene Biomasse von den Einbauten zu entfernen.

Es wird betont, dass das Wort "Gasstrom" nicht bedeuten soll, dass dieser in den Strahlkollisionsreaktor eingebrachte Strom ein zu 100% reiner Gasstrom ist. Beispielsweise könnten gewisse Feststoffanteile oder Flüssigkeitsanteile enthalten sein, die allerdings – wenn überhaupt vorhanden – normalerweise einen geringen Anteil ausmachen. Beispiele werden weiter hinten gegeben.

Vorzugsweise ist der Gasstrom ein Luftstrom oder ein mit Sauerstoff angereicherter Luftstrom oder ein Ozonstrom oder ein mit Ozon angereicherter Luftstrom, wobei auch hier das vorstehend Dargelegte über Feststoffanteile und Flüssigkeitsanteile gilt. Es sind auch Kombinationen der genannten Gasarten möglich, z.B. Luft, die sowohl mit Sauerstoff als auch mit Ozon angereichert ist. Die Luft kann normale Umgebungsluft sein. Die erfindungsgemäße Vereinigung von gasförmigem Austragsmedium und Substrat, welches von Haus aus hauptsächlich flüssigen Aggregatzustand hat, ist insbesondere im Fall der Rezirkulation zu der aeroben Behandlung ein erheblicher Vorteil, weil auf diese Weise in intensivster Einmischung Gas, insbesondere Luft, in ein Klärbecken eingetragen wird, was die aerobe Behandlung mit Mikroorganismen fördert. Die Anreicherung von Luft mit Sauerstoff und/oder Ozon führt zu einer Beschleunigung der aeroben Behandlung mit Mikroorganismen; das gleiche gilt für das Arbeiten mit einem Ozonstrom.

Vorzugsweise werden die Strahlen des zu behandelnden Überschussschlamms mit einem Ausgangsdruck von 40 bis 160 bar in den Strahlkollisionsreaktor gestrahlt und dort zur Kollision gebracht. Zur Erzeugung einer hohen Strahlgeschwindigkeit wird der zu behandelnde Überschussschlamm durch düsenartige enge Kanäle gepresst. Der genannte Bereich des (statischen) Drucks vor diesen Kanälen ist niedriger als der typischerweise bei Strahlkollisionsreaktoren eingesetzte Druck, aber es ist herausgefunden worden, dass der genannte Druckbereich ein gutes Homogenisieren und Aufschließen des Überschussschlamms leistet.

Vorzugsweise wird der zu behandelnde Überschussschlamm zunächst einem Schlammspeicher zugeführt und aus diesem dem Strahlkollisionsreaktor zugeführt. Hierdurch läßt sich eine gleichmäßig kontinuierliche Speisung des Strahlkollisionsreaktors erreichen, wobei sich außerdem eine weniger stark schwankende Konsistenz des dem Reaktor zugeführten Überschussschlamms ergibt.

Der in dem Reaktor zu behandelnde Überschussschlamm kann aus mehreren Klärstufen bzw. Klärstadien stammen. Ein besonders bevorzugter Ablauf besteht darin, dass der Überschussschlamm teils aus einer Belebtschlammstufe (oder mehreren Belebtschlammstufen) und teils aus einer Nachklärstufe kommt.

Es gibt Fälle, bei denen sich besonders günstige Abläufe ergeben, wenn ein betrachtetes Teilvolumen des zu behandelnden Überschussschlamms in mehreren Durchläufen nacheinander durch den Strahlkollisionsreaktor behandelt wird. Es kann nämlich günstiger sein, statt den Druck und die Strahlgeschwindigkeiten so zu wählen, dass bei einem einzigen Durchlauf durch den Reaktor hinreichendes Homogenisieren und Aufschließen stattfindet, lieber mit niedrigerer Energiekonzentration im Strahlkollisionspunkt zu arbeiten und statt dessen mit mehreren Durchläufen. Dies spart insbesondere Energieeinsatz für die Pumpe(n) des Strahlkollisionsreaktors. Das Behandeln in mehreren Durchläufen nacheinander kann entweder so ablaufen, dass man ein bestimmtes Volumen mehrfach nacheinander durch den Reaktor pumpt und anschließend dieses Volumen von dem Reaktor weg bringt und durch das nächste Volumen ersetzt. Alternativ kann man mit Rezirkulation durch den Reaktor arbeiten und laufend eine Teilmenge abzweigen, die nicht mehr rezirkuliert wird. Auch in diesem Fall macht im statischen Mittel jedes Teilvolumen mehr als einen Durchlauf durch den Reaktor durch.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann als Verfahren über mehrere Reinigungsstufen, die örtlich nebeneinander sind, geführt werden. Besonders typisch wäre eine mechanische Vorreinigung, z.B. mit einem Rechen, um große Dinge wie Plastiktüten, Äste oder dergleichen abzutrennen, und danach eine oder mehrere Belebtschlammstufen, und schließlich eine Nachklärstufe. Alternativ kann das Verfahren mindestens für einen Teil der Klärungsstufen als Batch-Verfahren geführt werden, wobei an einem betrachteten Ort mehrere Stadien des Verfahrens zeitlich nacheinander ablaufen. Ein typisches Beispiel wäre eine mechanische Vorreinigungsstufe an vorgeschaltetem Ort, danach ein Belebtschlammbecken, in dem zeitlich nacheinander ein Belebungsstadium mit Luftzufuhr und ein Nachklärstadium ohne Luftzufuhr stattfinden. Die Batch-Verfahren sind besonders günstig bei kleineren Abwassermengen.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich auch gut zur Kombination mit einer vorgeschalteten Membranfiltrationsstufe. In der Membranfiltrationsstufe kann man – besonders günstig im Fall von nicht mit besonders hohen Frachten beladenen Abwässern – aufkonzentrieren und danach die aerobe Behandlung mit Mikroorganismen durchzuführen. Dies verringert die Abwassermengen, die aerob behandelt werden müssen.

Gegenstand der Erfindung ist ferner, nach einem zweiten Aspekt, ein Verfahren zum Behandeln von Überschussschlamm aus dem Klären von Abwasser, dadurch gekennzeichnet, dass der zu behandelnde Überschussschlamm einem Strahlkollisionsreaktor zugeführt und aus diesem mittels eines Gasstroms als homogenisiertes, aufgeschlossenes Substrat ausgetragen wird. Dieser zweite Aspekt der Erfindung ist also gleichsam das Zentralstück des bisher beschriebenen Gesamtverfahrens. Die bisherigen Ausführungen, und ganz besonders auch die bisher beschriebenen Vorzugsmerkmale, gelten nicht nur für das Gesamtverfahren sondern auch für das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist, nach einem dritten Aspekt, eine Abwasser-Kläranlage, die ein Becken aufweist, in dem eine aerobe Behandlung von Abwasser mit Mikroorganismen unter Bildung von Überschussschlamm durchführbar ist,
dadurch gekennzeichnet,

(a) dass ein Strahlkollisionsreaktor mit Gasstromaustragung des Kollisionsprodukts vorgesehen ist, wobei der Strahlkollisionsreaktor mit dem Aerobbehandlungs-Becken zur Überführung mindestens eines Teils des Überschussschlamms in Verbindung ist;
(b) und dass für mindestens einen Großteil des Kollisionsproduktstroms – der Strahlkollisionsreaktor zur Rezirkulation mit dem Aerobbehandlungs-Becken in Verbindung steht – und/oder der Strahlkollisionsreaktor mit einem Hochleistungs-Anaerobreaktor zur Erzeugung von Biogas in Verbindung steht.

Die erfindungsgemäße Abwasser-Kläranlage löst ersichtlich die weiter vorn angesprochene Aufgabe der Verringerung der Menge an zu entsorgendem Überschussschlamm und weist Vorrichtungsmerkmale auf, welche vorrichtungsmäßig den Merkmalen des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen. Mit der erfindungsgemäßen Abwasser-Kläranlage läßt sich das erfindungsgemäße Abwasser-Klärverfahren durchführen, ohne dass allerdings die erfindungsgemäße Abwasser-Kläranlage hierauf beschränkt wäre.

Alle weiter vorn im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Abwasser-Klärverfahren beschriebenen Vorzugsmerkmale sind – in vorrichtungsmäßiger Ausprägung – auch Vorzugsmerkmale der erfindungsgemäßen Abwasser-Kläranlage. Darüber hinaus wird auf folgendes hingewiesen:
Vorzugsweise ist der Strahlkollisionsreaktor mit Düsen zur Strahlerzeugung ausgestattet, die einen Durchmesser von 1 bis 5 mm, vorzugsweise 1,5 bis 4 mm haben.

Vorzugsweise ist dem Strahlkollisionsreaktor mindestens eine Membranpumpe zur Erzeugung des Drucks für die Strahlerzeugung zugeordnet. Dieser Typ von Pumpe zeichnet sich durch Robustheit aus. Vorzugsweise ist dem Strahlkollisionsreaktor pro Strahldüse eine eigene Pumpe zugeordnet. Dies ergibt eine unmittelbare Druckerzeugung dicht an der betreffenden Strahldüse und muss unter dem Gesichtspunkt der Herstellungskosten kein Nachteil sein. Aber auch die Alternative ist möglich, nämlich eine gemeinsame Pumpe für alle Strahldüsen, die über eine Verteilerleitung mit den Strahldüsen verbunden ist.

Vorzugsweise enthält der Hochleistungs-Anaerobreaktor, der mit dem Strahlkollisionsreaktor in Verbindung steht, Einbauten zur Immobilisierung von Mikroorganismen. Dieses Merkmal trägt dazu bei, den Anaerobreaktor mit hohem Durchsatz auslegen zu können.

Weiterer Gegenstand der Erfindung ist, nach einem vierten Aspekt, ein Strahlkollisionsreaktor mit Gasstromaustragung des Kollisionsprodukts, dadurch gekennzeichnet, dass er zum Behandeln von Überschussschlamm aus dem Klären von Abwasser ausgelegt und bestimmt ist. Man könnte alternativ auch sagen, dass dieser Gegenstand der Erfindung die Verwendung eines Strahlkollisionsreaktors mit Gasstromaustragung des Kollisionsprodukts zum Behandeln von Überschussschlamm ist.

Es wird betont, dass die weiter vorn beschriebenen Vorzugsmerkmale des erfindungsgemäßen Abwasser-Klärverfahrens in vorrichtungsmäßiger Ausprägung auch Vorzugsmerkmale des erfindungsgemäßen Strahlkollisionsreaktors sind. Die weiter vorn beschriebenen Vorzugsmerkmale der erfindungsgemäßen Abwasser-Kläranlage sind auch Vorzugsmerkmale des erfindungsgemäßen Strahlkollisionsreaktors.

Der Gasstrom zum Austragen des homogenisierten, aufgeschlossenen Substrats soll mit einem derartigen Druck dem Strahlkollisionsreaktor zugeführt werden, dass das Kollisionsprodukt sicher aus dem Reaktor ausgetragen wird. Hier besteht auch eine Abhängigkeit von den Gegendruckverhältnissen hinter dem Reaktor. In den meisten Fällen wird ein statischer Druck beider Einspeisung in den Reaktor im Bereich bis zu 20 bar ausreichend sein.

Weiterer Gegenstand der Erfindung ist, nach einem fünften Aspekt, ein Verfahren zum Klären einer Suspension mindestens eines organischen Abfallstoffs,
dadurch gekennzeichnet,

(a) dass mindestens ein Teil der Suspension einem Strahlkollisionsreaktor zugeführt und aus diesem mittels eines Gasstroms als homogenisiertes, aufgeschlossenes Substrat ausgetragen wird;
(b) und dass mindestens ein Großteil des Substrats einem Hochleistungs-Anaerobreaktor zur Erzeugung von Biogas zugeführt wird.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist, nach einem sechsten Aspekt, ein Verfahren zum Behandeln einer Suspension mindestens eines organischen Abfallstoffs,
dadurch gekennzeichnet, dass die Suspension einem Strahlkollisionsreaktor zugeführt und aus diesem mittels eines Gasstroms als homogenisiertes, aufgeschlossenes Substrat ausgetragen wird.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist, nach einem siebten Aspekt, eine Kläranlage für eine Suspension mindestens eines organischen Abfallstoffs,
dadurch gekennzeichnet,

(a) dass ein Strahlkollisionsreaktor mit Gasstromaustragung des Kollisionsprodukts vorgesehen ist;
(b) und dass für mindestens einen Großteil des Kollisionsproduktstroms der Strahlkollisionsreaktor mit einem Hochleistungs-Anaerobreaktor zur Erzeugung von Biogas in Verbindung steht.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist, nach einem achten Aspekt, ein Strahlkollisionsreaktor mit Gasstromaustragung des Kollisionsprodukts, dadurch gekennzeichnet, dass er zum Behandeln einer Suspension mindestens eines organischen Abfallstoffs ausgelegt und bestimmt ist. Man könnte alternativ auch sagen, dass dieser Gegenstand der Erfindung die Verwendung eines Strahlkollisionsreaktors mit Gasstromaustragung des Kollisionsprodukts zum Behandeln von Suspension mindestens eines organischen Abfallstoffs ist.

Es wird betont, dass die weiter vorn beschriebenen Vorzugsmerkmale der Erfindung gemäß erstem, zweitem, drittem und viertem Aspekt auch Vorzugsmerkmale der Erfindung gemäß fünftem, sechstem, siebtem und achtem Aspekt sind.

Der bedeutendste Unterschied der Erfindung gemäß fünftem, sechstem, siebtem und achtem Aspekt gegenüber der Erfindung gemäß erstem, zweitem, drittem und viertem Aspekt besteht darin, dass nicht ein Überschussschlamm aus aerober Behandlung von Abwasser behandelt wird, sondern eine Suspension mindestens eines organischen Abfallstoffs. Diese Suspension kann man in den meisten Fällen auch als organisch sehr hoch belastetes Abwasser bezeichnen; derartige Abwässer stammen häufig aus Produktionsbetrieben. Als illustrierende Beispiele seien bestimmte Produktionsbereiche von Brauereien (stark mit Heferückständen belastetes Abwasser) und die quasi-industrielle Verarbeitung von Zuckerrohr (mit melasseartigen Rückständen belastetes Abwasser) genannt.

Bisher hat man derartige Suspensionen bzw. Abwässer typischerweise in anaerobtanks behandelt, wo sehr lange Verweilzeiten für einen Abbau benötigt wurden; recht typisch sind, je nach Art des Abfallstoffs, zwei bis vier Wochen. Durch das erfindungsgemäße Behandeln der Suspension läßt sich die erforderliche Verweilzeit, je nach Abfallstoff, auf acht bis 72 Stunden verkürzen. In dem Hochleistungs-Anaerobreaktor wird ein vergleichsweise hochwertiges Biogas mit hohem Gehalt an CH₄ erzeugt.

Der Ablauf aus dem Hochleistungs-Anaerobreaktor kann einem zweiten Teil der Kläranlage, aufweisend eine Aerobstufe, zugeleitet werden, so dass man an Ort und Stelle zu einem abschließend geklärten Abwasser kommt. Je nach den Umständen des einzelnen Falles kann es aber auch möglich sein, den Ablauf aus dem Hochleistungs-Anaerobreaktor mit z. B. kommunalem Abwasser zusammenzuführen und dieses Misch-Abwasser in einer Kläranlage des einen oder anderen üblichen Aufbaus zu klären.

Die Erfindung und bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung werden nachfolgend anhand von schematisiert zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Es zeigt:
1 schematisiert eine Abwasser-Kläranlage mit ihren Hauptbestandteilen und den wichtigsten Stoffströmen;
2 schematisiert einen Ausschnitt einer Abwasser-Kläranlage anderen Typs;
3 schematisiert einen Strahlkollisionsreaktor im Schnitt;
4 schematisiert eine andere Abwasser-Kläranlage:
Die in 1 dargestellte Abwasser-Kläranlage 2 weist die folgenden Hauptbestandteile auf: Vorreinigung 4, erste Belebungsstufe 6, zweite Belebungsstufe 8, Nachklärstufe 10, Überschussschlammspeicher 12, Strahlkollisionsreaktor 20. Der Strahlkollisionsreaktor 20 wird nachfolgend der Kürze halber nur noch als "Reaktor 20" bezeichnet.
Das zu reinigende Abwasser 22 durchläuft zunächst die Vorreinigung 4, wo zuerst durch mechanische Rechen 24 ganz grobe Verunreinigungen wie Säcke, Kunststoffbeutel, Äste, Kunststoffflaschen und dergleichen zurückgehalten werden. Anschließend enthält die Vorreinigung einen Sandfang und einen Feinrechen. Das vorgereinigte Abwasser 22a läuft der ersten Belebungsstufe 6 zu. Die erste Belebungsstufe 6 weist ein Becken geeigneter horizontaler Querschnittsfläche und geeigneter Höhe auf, in dem Bakterien zum biologischen Abbau organischer Verunreinigungen des Abwassers 22a vorhanden sind. Dem Becken ist ein nicht eingezeichnetes Gebläse zugeordnet, mit dem große Luftmengen in den unteren Bereich des in dem Becken vorhandenen Abwassers eingeblasen werden können. Bei dem biologischen Abbau der organischen Verunreinigungen entsteht Überschussschlamm, der insbesondere zu Stillstandszeiten des beschriebenen Gebläses auf den Boden des Beckens sinkt, von wo er in gewissen Zeitabständen abgezogen und in den Überschussschlammspeicher 12 verbracht wird.
Von der ersten Belebungsstufe 6 gelangt das jetzt bereits zum Teil biologisch geklärte Abwasser 22b in die zweite Belebungsstufe 8, die ganz analog wie die erste Belebungsstufe 6 aufgebaut ist. Von der zweiten Belebungsstufe 8 gelangt das jetzt noch weiter geklärte Abwasser 22c zu der Nachklärstufe 10. Dies ist ein Becken, an dessen Boden sich die Restmengen von Überschussschlamm absetzen können. Auch das Becken der zweiten Belebungsstufe 8 und das Becken der Nachklärstufe 10 sind an den Überschussschlammspeicher 12 angeschlossen, so dass sämtlicher Überschussschlamm in diesen Speicher 12 gelangt.
Aus der Nachklärstufe läuft das geklärte Abwasser 22d in einen Vorfluter, z.B. einen Fluss.
Von dem Schlammspeicher 12 wird, kontinuierlich oder chargenweise, Überschussschlamm 18 dem Reaktor 20 zugeführt.
Der Reaktor 20 hat eine Bauart, wie sie weiter unten im Zusammenhang mit 3 noch näher beschrieben werden wird. An dieser Stelle ist es ausreichend darzulegen, dass der Reaktor 20 links und rechts, diametral gegenüberliegend, jeweils eine Schlammzuführung 24a bzw. 24b hat, wobei jeder Schlammzuführung eine Membranpumpe 26a bzw. 26b zugeordnet ist, die den Schlamm mit einem Druck von 90 bar in den Reaktor 20 pressen kann. Der Reaktor 20 hat oben eine Zugangsöffnung, durch die sich Luft 28 unter einem Druck von 6 bar in den Reaktor 20 einpressen läßt. Unten weist der Reaktor 20 eine Abgangsöffnung auf, durch die das Kollisionsprodukt in dem Luftstrom ausgetragen wird, siehe Bezugszeichen 30.
Wie weiter unten noch genauer ausgeführt werden wird, ist der ausgetragene Strom 30 ein homogenisiertes, aufgeschlossenes Substrat aus dem Überschussschlamm, welches in einem Luftstrom verteilt gefördert wird. Der Austragsstrom 30 wird zu dem unteren Bereich des Beckens der ersten Belebungsstufe 6 rezirkuliert. Das Substrat wird dort und in der zweiten Belebungs stufe 8 erneut der biologischen Klärung unterzogen, und da der frühere Überschussschlamm homogenisiert und aufgeschlossen worden ist, ist biologischer Abbau möglich. Im Idealfall wird sämtliches biologisch abbaubares Material nach der Rezirkulation biologisch abgebaut, gegebenenfalls auch nach mehrfacher Rezirkulation, so dass aus dem gesamten System überhaupt kein Überschussschlamm mehr nach außen abgezweigt und entsorgt werden muss. In der Praxis ist dieses Idealziel jedoch schwer erreichbar, so dass man normalerweise einen gewissen Anteil des Überschussschlamms, z.B. im Bereich von 0 bis 10% des Überschussschlamms, laufend aus dem Speicher 12 nach außen abzweigt.
Bisher ist die Kläranlage 2 so beschrieben worden, dass Überschussschlamm aus dem Schlammspeicher 12 bei einmaligem Durchgang durch den Reaktor 20 so weitgehend homogenisiert und aufgeschlossen wird, dass er in den Belebungsstufen 6 und 8 biologisch abgebaut werden kann. Dies ist eine Möglichkeit der Auslegung. Eine zweite Möglichkeit der Auslegung besteht darin, dass man einen Anteil von z.B. 50% des Abgangsstroms 30 in die Schlammzuführungen 24a, 24b rezirkuliert, so dass im Mittel der Überschussschlamm mehr als einen Durchlauf durch den Reaktor 20 mitmacht, ehe er als Substrat zu der ersten Belebungsstufe 6 rezirkuliert wird. Eine dritte Möglichkeit besteht darin, ein betrachtetes Teilvolumen Überschussschlamm mehrfach hintereinander durch den Reaktor 20 zirkulieren zu lassen und dann insgesamt zu der ersten Belebungsstufe 6 zu rezirkulieren; danach wird ein folgendes betrachtetes Teilvolumen in dieser Weise behandelt. In diesem Fall ist es gut, dem Reaktor 20 einen Zwischentank zuzuordnen, damit das genannte Teilvolumen eine optimale Größe hat.
In 1 ist in unterbrochener Linie eine Alternative eingezeichnet, wie man den Ausgangsstrom 30 aus dem Reaktor 20 weiter verarbeiten kann. Es ist ein Hochleistungs-Anaerobreaktor 40 eingezeichnet, der Einbauten 42 enthält, auf denen immobilisierte Mikroorganismen siedeln. Die Einbauten 42 können insbesondere plattenartige, poröse Gebilde mit gegenseitigem Abstand sein, die als insgesamt quadenförmiges Paket in dem Reaktor 40 positioniert sind. In den Anaerobreaktor 40 sind bei Inbetriebnahme Mikroorganismen eingebracht worden, die eine anaerobe Umsetzung des homogenisierten, aufgeschlossenen Substrats hauptsächlich in CH₄ leisten, wobei ein vergleichsweise geringer Anteil CO₂ enthalten ist. Dieses Biogas wird oben aus dem Anaerobreaktor 40 ausgetragen, siehe Linie 44.
Um eine ausreichend lange Verweilzeit (z.B. 8 bis 24h) des Substrats in dem Reaktor 40 zu erreichen, wird laufend Flüssigkeit aus dem oberen Bereich des Reaktors 40 abgepumpt und unten zum Eintritt in den Reaktor 40 rezirkuliert, siehe Linie 45. Der fertig behandelte Ablauf aus dem Reaktor 40, d.h. im Wesentlichen das nicht umgesetzte Wasser aus dem Substrat, wird z.B. zu der ersten Belebungsstufe 6 rezirkuliert, siehe Verbindung 46.
Die beiden beschriebenen Möglichkeiten der weiteren Behandlung des Abgangsstroms 30 aus dem Reaktor 20 können alternativ praktiziert werden. Es ist aber auch möglich, in ein und derselben Kläranlage 2 sowohl die Rezirkulation eines Teils des Abgangsstroms 30 zu der ersten Belebungsstufe 6 zu praktizieren als auch zusätzlich einen Hochleistungs-Anaerobreaktor 40 zu installieren, der einen anderen Teil des Abgangsstroms 30 verarbeitet.
Es wird betont, dass der rezirkulierte Abgangsstrom 30 und der Wasserstrom 46 nicht zwingend in die erste Belebungsstufe 6 geleitet werden müssen. Man kann auch in die zweite Belebungsstufe 8 oder teils in die erste Belebungsstufe 6 und teils in die zweite Belebungsstufe 8 leiten.
Zwischen der Vorreinigungsstufe 4 und der ersten Belebungsstufe 6 kann eine nicht eingezeichnete Membranfiltrationsstufe zur Erhöhung der Verunreinigungskonzentration des Abwassers vorgesehen sein.
Durch 2 soll eine Kläranlage 2 veranschaulicht werden, die bei der aeroben Behandlung des Abwassers mit Bakterien nach dem Batch-Verfahren arbeitet. Nach einer Vorreinigung 4 wie bei der Kläranlage 2 gemäß 1 gelangt das Abwasser 22a in ein Abwasserbecken 50. Während einer ersten Zeitphase findet biologische Klärung unter Bildung von Überschussschlamm statt, während das in dem Becken 50 enthaltene Abwasser, wie weiter vorn für die Kläranlage 2 gemäß 1 beschrieben, von unten her belüftet wird. In einer späteren Zeitphase findet Nachklärung ohne Belüftung statt. Gereinigtes Abwasser wird mittels eines Dekanters 52 oberflächennah abgezogen, siehe Strom 54. Überschussschlamm 56 wird von Zeit zu Zeit unten aus dem Tank 50 abgezogen und in den Überschussschlammspeicher 12 verbracht. An den Schlammspeicher 12 ist der Strahlkollisionsreaktor 20 angeschlossen. Die Rezirkulation des Abgangsstroms 30 aus dem Reaktor 20 wird in den unteren Bereich des Abwassers in dem Becken 50 rezirkuliert. Alternativ oder zusätzlich kann, wie bei der Kläranlage 2 von 1, ein Hochleistungs-Anaerobreaktor 40 vorgesehen sein.
In 3 ist der Strahlkollisionsreaktor 20, wie er bei der Kläranlage 2 gemäß 1 oder gemäß 2 vorgesehen ist, in größerem Maßstab und mehr in Einzelheiten dargestellt. Die rechts und links angesetzten Pumpen 26a und 26b sind zur Erhöhung der Übersichtlichkeit weggelassen. Rechts und links besitzt der Reaktor jeweils einen engen Zuführkanal 60a bzw. 60b. Die Zuführkanäle 60a und 60b nennt man auch Düsen. Sie haben im vorliegenden Beispielsfall kreisrunden Querschnitt und einen Durchmesser von 1,5 bis 4 mm. Jeder der Zuführkanäle 60a bzw. 60b ist in einem plattenartigen Einsatz 62a bzw. 62b vorgesehen. Die Einsätze 62a und 62b bestehen aus sehr abrasionsfestem Material, im vorliegenden Beispielsfall Saphir oder Hartmetall. Die Achsen der zwei Zuführkanäle 60a und 60b fluchten miteinander.
Oben in 3 hat der Reaktor 20 eine Zugangsöffnung 64 für einen Gasstrom. Unten in 3 hat der Reaktor 20 eine Abgangsöffnung 66, die mit der Zugangsöffnung 64 ausgerichtet ist. Die gemeinsame Längsachse von Zugangsöffnung 64 und Abgangsöffnung 66 schneidet die gemeinsame Längsachse der Zuführkanäle 60a und 60b rechtwinklig.
Bei Betrieb des Reaktors 20 werden durch die Zuführkanäle 60a und 60b jeweils ein Strahl von Überschussschlamm 18 in das Innere des Reaktors 20 eingestrahlt. Die beiden Überschussschlamm-Strahlen treffen sich in einem Kollisionspunkt 68 auf halbem Weg zwischen den zwei Zuführkanälen 60a und 60b, wobei der Kollisionspunkt 68 naturgemäß eine gewisse Volumenausdehnung hat, aber insgesamt sehr klein ist. Die Geschwindigkeit der Überschussschlamm-Strahlen hängt von dem Durchmesser der Zuführkanäle 60a und 60b, dem Druck, mit dem der Überschussschlamm 18 durch die Zuführkanäle 60a und 60b gepresst wird, und in geringerem Ausmaß von seiner Konsistenz ab. Die Strahlgeschwindigkeit ist sehr groß; man kann durchaus mit Strahlgeschwindigkeiten nicht weit unterhalb der Schallgeschwindigkeit arbeiten, sogar mit Strahlgeschwindigkeiten oberhalb der Schallgeschwindigkeit. Im Kollisionspunkt 68, wo die zwei Strahlen frontal aufeinander treffen, werden die Zellwände der Bakterien des Überschussschlamms 18 weitgehend zerstört. Der Zellinhalt wird freigesetzt und homogenisiert.
Das Kollisionsprodukt wird durch den Gasstrom, der durch die Zugangsöffnung 64 zuströmt, nach unten durch die Abgangsöffnung 66 als homogenisiertes, aufgeschlossenes Substrat, verteilt in dem Gasstrom, abgeführt. Die Gasstromaustragung vermeidet sicher sämtliche Ablagerungen und Verstopfungen in dem Reaktor 20. Selbst nach dem Abschalten des Reaktors 20 muss dieser nicht gereinigt werden, weil der kurz nachlaufende Gasstrom das Innere des Reaktors 20 selbsttätig reinigt. Das Transportieren des Substrats in dem Gasstrom hat außerdem den Vorteil, dass bei der Rezirkulation in die erste Belebungsstufe 6 gleich eine optimale (ergänzende) Luftzufuhr dort stattfindet.
Es wird betont, dass die in 3 gezeichnete Bauweise des Reaktors 20 nicht die einzig Mögliche ist. Insbesondere kommt auch die Alternative in Betracht, Überschussschlamm-Strahlen von drei Zuführkanälen her auf einen gemeinsamen Kollisionspunkt zu "schießen".
Nachfolgend seien die folgenden technischen Daten eines konkreten Reaktors 20 genannt, der für die konkrete Umsetzung der Erfindung brauchbar ist:

– Zwei Zuführkanäle mit gemeinsamer Längsachse
– Zwei Membranpumpen, die 120 bar liefern können
– Durchmesser der Düsen 1,5 bis 4 mm
- Mittlerer Arbeitsdruck beim Betrieb 70 bis 120 bar
– Durchsatz an Überschussschlamm durch den Reaktor etwa 100 bis 220 m³/Tag
– Elektrische Antriebsleistung für jede Membranpumpe 15 bis 40 kW.

Die in 4 gezeichnete Abwasser-Kläranlage 2 ist für Abwasser bestimmt, welches mit mindestens einem organischen Abfallstoff hoch belastet ist. Derartiges Abwasser fällt bei bestimmten Produktionsbetrieben an und kann in herkömmlichen Kläranlagen nur sehr schwer, wenn überhaupt, bewältigt werden.
Nach einer Vorreinigung 4 wie bei der Kläranlage 2 gemäß 1 gelangt das Abwasser 22a zunächst in ein Speicherbecken 70. Von dort wird das Abwasser ohne Belebungsstufe einem Strahlkollisionsreaktor 20 in der weiter oben beschriebenen Weise zugeführt. Der Abgangsstrom 30 des Strahlkollisionsreaktors 20 wird, wie weiter oben beschrieben, einem Hochleistungs-Anaerobreaktor 40 zugeführt. Der Ablauf 46 des Reaktors wird entweder einem zweiten Bereich der Kläranlage 2, aufweisend eine oder mehrere Belebungsstufen, zugeführt oder mit einem anderen Abwasserstrom zusammengeführt und mit diesem zusammen z. B. in einer kommunalen Kläranlage abschließend gereinigt. Das in dem Reaktor 40 erzeugte Biogas verlässt diesen über eine Leitung 44. Der zweite Bereich der Kläranlage 2 oder die kommunale Kläranlage können so aufgebaut sein, wie die Kläranlage 2 gemäß 1, müssen aber nicht zwangsläufig so aufgebaut sein.

Claims

Verfahren zum Klären von Abwasser, wobei eine aerobe Behandlung des Abwassers mit Mikroorganismen unter Bildung von Überschussschlamm eines der Stadien des Klärverfahrens ist, dadurch gekennzeichnet, (a) dass mindestens ein Teil der Überschussschlamms (18) einem Strahlkollisionsreaktor (20) zugeführt und aus diesem mittels eines Gasstroms (28) als homogenisiertes, aufgeschlossenes Substrat ausgetragen wird; (b) und dass mindestens ein Großteil des Substrats – entweder zu der aeroben Behandlung des Abwassers rezirkuliert wird – oder einem Hochleistungs-Anaerobreaktor (40) zur Erzeugung von Biogas zugeführt wird – oder teils zu der aeroben Behandlung des Abwassers rezirkuliert wird und teils dem Hochleistungs-Anaerobreaktor (40) zur Erzeugung von Biogas zugeführt wird.
Verfahren zum Behandeln von Überschussschlamm aus dem Klären von Abwasser, dadurch gekennzeichnet, dass der zu behandelnde Überschussschlamm (18) einem Strahlkollisionsreaktor (20) zugeführt und aus diesem mittels eines Gasstroms (28) als homogenisiertes, aufgeschlossenes Substrat ausgetragen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom (28) ein Luftstrom, ein mit Sauerstoff angereicherter Luftstrom, ein Ozonstrom oder ein mit Ozon angereicherter Luftstrom ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zu behandelnde Überschussschlamm (18) mit einem Druck von 40 bis 160 bar in den Strahlkollisionsreaktor (20) gestrahlt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zu behandelnde Überschussschlamm (18) zunächst einem Schlammspeicher (12) zugeführt wird und aus dem Schlammspeicher (12) dem Strahlkollisionsreaktor (20) zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zu behandelnde Überschussschlamm (18) teils aus einer Belebtschlammstufe (6; 8) und teils aus einer Nachklärstufe (10) kommt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein betrachtetes Teilvolumen des zu behandelnden Überschussschlamms (18) in mehreren Durchläufen nacheinander durch den Strahlkollisionsreaktor (20) behandelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens für einen Teil der Klärungsstufen als Batch-Verfahren geführt wird, bei dem an einem betrachteten Ort mehrere Stadien des Klärverfahrens zeitlich nacheinander ablaufen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Abwasser vor der aeroben Behandlung in einer Membranfiltrationsstufe aufkonzentriert wird.
Abwasser-Kläranlage, die ein Becken (6; 8) aufweist, in dem eine aerobe Behandlung von Abwasser (22) mit Mikroorganismen unter Bildung von Überschussschlamm (18) durchführbar ist, dadurch gekennzeichnet, (a) dass ein Strahlkollisionsreaktor (20) mit Gasstromaustragung (18) des Kollisionsprodukts vorgesehen ist, wobei der Strahlkollisionsreaktor (20) mit dem Aerobbehandlungs-Becken (6; 8) zur Überführung mindestens eines Teils des Überschussschlamms (18) in Verbindung ist; (b) und dass für mindestens einen Großteil des Kollisionsproduktstroms (30) – der Strahlkollisionsreaktor (20) zur Rezirkulation mit dem Aerobbehandlungs-Becken (6; 8) in Verbindung steht – und/oder der Strahlkollisionsreaktor (20) mit einem Hochleistungs-Anaerobreaktor (40) zur Erzeugung von Biogas in Verbindung steht.
Abwasser-Kläranlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass für die Gasstromaustragung (28) ein Luftstrom, ein mit Sauerstoff angereicherter Luftstrom, ein Ozonstrom oder ein mit Ozon angereicherter Luftstrom ist.
Abwasser-Kläranlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlkollisionsreaktor (20) mit einem Druck von 40 bis 160 bar zur Strahlerzeugung ausgelegt ist.
Abwasser-Kläranlage nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlkollisionsreaktor (20) mit Düsen (60a, 60b) zur Strahlerzeugung ausgestattet ist, die einen Durchmesser von 1 bis 5 mm haben.
Abwasser-Kläranlage nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass dem Strahlkollisionsreaktor (20) mindestens eine Membranpumpe (26a; 26b) zur Erzeugung des Drucks für die Strahlerzeugung zugeordnet ist.
Abwasser-Kläranlage nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass dem Strahlkollisionsreaktor (20) pro Strahldüse (60a, 60b) eine eigene Pumpe (26a, 26b) zugeordnet ist.
Abwasser-Kläranlage nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlkollisionsreaktor (20) für Mehrfachdurchlauf eines betrachteten Teilvolumens des zu behandelnden Überschussschlamms (18) ausgelegt ist.
Abwasser-Kläranlage nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Aerobbehandlungs-Becken (6; 8) und dem Strahlkollisionsreaktor (20) ein Schlammspeicher (12) zwischengeschaltet ist.
Abwasser-Kläranlage nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Nachklärbecken (10) vorgesehen ist, wobei der Strahlkollisionsreaktor (20) auch mit dem Nachklärbecken (10) zur Überführung mindestens eines Teil der Überschussschlamms (18) verbunden ist.
Abwasser-Kläranlage nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens für einen Teil der Klärungsstufen als Batch-Anlage ausgebildet ist, bei der an einem betrachteten Ort mehrere Klärstadien zeitlich nacheinander ablaufen.
Abwasser-Kläranlage nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aerobbehandlungs-Becken (6; 8) eine Membranfiltrationsstufe zum Aufkonzentrieren des Abwassers vorgesehen ist.
Abwasser-Kläranlage nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochleistungs-Anaerobreaktor (40) Einbauten (42) zur Immobilisierung von Mikroorganismen enthält.
Strahlkollisionsreaktor (20) mit Gasstromaustragung des Kollisionsprodukts, dadurch gekennzeichnet, dass er zum Behandeln von Überschussschlamm (18) aus dem Klären von Abwasser ausgelegt und bestimmt ist.
Strahlkollisionsreaktor (20) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass für die Gasstromaustragung (28) ein Luftstrom, ein mit Sauerstoff angereicherter Luftstrom, ein Ozonstrom oder ein mit Ozon angereicherter Luftstrom ist.
Strahlkollisionsreaktor (20) nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einem Druck von 40 bis 160 bar zur Strahlerzeugung ausgelegt ist.
Strahlkollisionsreaktor (20) nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass er mit Düsen (60a, 60b) zur Strahlerzeugung ausgestattet ist, die einen Durchmesser von 1 bis 5 mm haben.
Strahlkollisionsreaktor (20) nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass ihm mindestens eine Membranpumpe (26a, 26b) zur Erzeugung des Drucks für die Strahlerzeugung zugeordnet ist.
Strahlkollisionsreaktor (20) nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass ihm pro Strahldüse (60a, 60b) eine eigene Pumpe (26a, 26b) zugeordnet ist.
Strahlkollisionsreaktor (20) nach einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass er für Mehrfachdurchlauf eines betrachteten Teilvolumens des zu behandelnden Überschussschlamms (18) ausgelegt ist.