DE19932903A1 - Process for biological wastewater treatment using a fluidized bed in a bioreactor - Google Patents
Process for biological wastewater treatment using a fluidized bed in a bioreactorInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur biologischen Abwasserreinigung mit dem Belebungsverfahren, wobei ein mobiles Festbett (Wirbelbett) für die Ansiedlung von Mikroorganismen zur Aufkonzentrierung der Biomasse im Belebungsbecken eingesetzt wird. DOLLAR A Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung sowie die Anwendung von Trägermaterial mit einer Dichte von 0,8 rho¶Wasser¶ < rho¶Trägermaterial¶ < rho¶Wasser¶ im mit Mikroorganismen bewachsenen Zustand in diesem Verfahren.The invention relates to a device for biological wastewater treatment using the activation process, a mobile fixed bed (fluidized bed) being used for the settlement of microorganisms to concentrate the biomass in the activation tank. DOLLAR A The invention further relates to a method for operating the device and the use of carrier material with a density of 0.8 rho¶Wasser¶ <rho¶material ¶ <rho¶Water¶ in the state covered with microorganisms in this method.
Description
Das Belebungsverfahren ist das meist angewendete Verfahren zur Reinigung organisch verschmutzter Abwässer, wie zum Beispiel kommunales Abwasser und organisch verschmutzte industrielle Abwässer. Eine Kläranlage mit Belebungsverfahren besteht in der Regel aus mechanischer Reinigungsstufe und der biologischen Reinigungsstufe. Die biologische Reinigungsstufe besteht aus Belebung und Nachklärung. In dem Belebungsbecken werden die Schmutzstoffe durch Bakterien abgebaut, dabei vermehrt sich die Bakterienmasse. Für diesen Abbauprozeß ist eine Sauerstoffver sorgung erforderlich, dafür wird in der Regel Luft in die Belebungsbecken geblasen.The aeration process is the most commonly used process for Purification of organically polluted waste water, such as municipal wastewater and organically polluted industrial Sewage. A wastewater treatment plant with aeration process is in the Rule from mechanical cleaning level and biological Cleaning level. The biological cleaning stage consists of Revitalization and clarification. In the aeration tank, the Pollutants are broken down by bacteria, which increases Bacterial mass. For this degradation process is an oxygen supply is required, as a rule air is injected into the Aeration tank blown.
Die Trennung des gereinigten Abwassers vom Belebtschlamm erfolgt in der Regel in den Nachklärbecken. Der Schlamm setzt sich nach unten ab und das gereinigte Wasser wird oben abgezogen. Der abgesetzte Belebtschlamm wird als Rücklaufschlamm in die Belebung zurückgeführt bzw. als Überschußschlamm aus dem System abgezogen. The treated wastewater is separated from the activated sludge usually in the clarifier. The mud settles from the bottom and the cleaned water is drawn off at the top. The sedimentation sludge deposited is used as return sludge in the activation returned or withdrawn from the system as excess sludge.
In modernen Kläranlagen ist eine Stickstoffelimination in der Regel erforderlich. Dementsprechend werden die Belebungsbecken in Denitrifikations- und Nitrifikationszonen unterteilt. In der nicht belüfteten Denitrifikationszone werden in der Regel Rührwerke eingesetzt, um den Belebtschlamm mit dem Abwasser zu durchmischen. Die Belüftung in der Nitrifikationszone sorgt nicht nur für den Sauerstoffeintrag, sondern auch für die Durchmischung des Beckeninhaltes. Für die Denitrifikation ist eine interne Rezirkulation erforderlich, dabei wird das nitrathaltige Abwasserbelebtschlammgemisch in die Denitrifikationszone zurückgeführt.In modern wastewater treatment plants, nitrogen is eliminated in the Rule required. Accordingly, the aeration tanks divided into denitrification and nitrification zones. In the non-ventilated denitrification zones are usually Agitators used to feed the activated sludge to the wastewater mix. Aeration in the nitrification zone does not provide only for the oxygen input, but also for the mixing of the pelvic contents. There is an internal one for denitrification Recirculation is required, the nitrate containing Sewage activated sludge mixture in the denitrification zone returned.
Bei Abwasserreinigung mit vermehrter biologischer Phosphorelimi nation ist in der Regel eine anaerobe Zone vor der Denitrifika tionszone vorzuschalten. Ihre Durchmischung erfolgt in der Regel ebenfalls mit Rührwerken.For wastewater treatment with increased biological phosphorelimi nation is usually an anaerobic zone before the denitrification upstream zone. They are usually mixed also with agitators.
Um die Biomasse in den Belebungsbecken zu erhöhen, ohne gleich zeitig die Becken vergrößern zu müssen bzw. bei Neubauten die Becken kleiner herstellen zu können, können Festbettkörper in die Becken eingetaucht werden. Dies ist die sogenannte Festbett belebung oder der Festbettreaktor. Auf diesem Festbett siedeln sich Bakterien an und bilden einen Biorasen. Die Biomassekonzen tration im Belebungsbecken kann damit insgesamt erhöht und das notwendige Volumen der Belebungsbecken reduziert werden.In order to increase the biomass in the aeration tank without immediately to have to enlarge the basin at an early stage, or in new buildings To manufacture basins smaller, fixed bed bodies can be placed in the Basin to be immersed. This is the so-called fixed bed revitalization or the fixed bed reactor. Settle on this fixed bed bacteria and form a biorase. The biomass concessions tration in the aeration tank can thus be increased overall and that necessary volume of the aeration tanks can be reduced.
Dieses Festbettverfahren hat Betriebsprobleme, da durch das schnelle Bakterienwachstum die Festbettkörper zuwachsen und verstopfen. Die Luftversorgung der Biomasse wird durch diese Verstopfung erheblich gestört. Die Leistung dieser Anlagenteile kann dann nicht mehr optimal ausgenutzt werden. Aus diesem Grunde hat sich das Festbettverfahren in kommunalen Abwasseranlagen nicht durchgesetzt. In der Industrieabwasserreinigung findet das Festbettverfahren aus dem gleichen Grunde nur eine begrenzte Anwendung. This fixed bed process has operational problems because of the rapid bacterial growth overgrow the fixed bed body and clog. The air supply to the biomass is through this Constipation significantly disturbed. The performance of these plant components can then no longer be used optimally. For this reason has become the fixed bed process in municipal wastewater treatment plants not enforced. This happens in industrial wastewater treatment Fixed bed procedures are limited for the same reason Application.
Sonderverfahren für das Festbett sind in den Patenten EP-A-0 075 298 und DE-A-38 15 865 offenbart. Als Trägermaterialien werden dort offenporige Schaumstoffwürfel mit einer Kantenlänge von 1 cm bis 3 cm eingesetzt. Diese Schaumstoffkörper werden mit der Zeit von Bakterien und Mikroorganismen in ihrem Innern und auf der Oberfläche besiedelt.Special processes for the fixed bed are in the patents EP-A-0 075 298 and DE-A-38 15 865. As carrier materials are there open-pore foam cubes with an edge length of 1 cm used up to 3 cm. These foam bodies are made with the Time of bacteria and microorganisms inside and on populated the surface.
Je nach Bewuchs weisen die Schaumstoffwürfel verschiedene Dichten auf, manche sind schwerer als Wasser, manche leichter, eine Phasentrennung des Trägermaterials vom Abwasserbelebtschlamm gemisch ist verfahrenstechnisch nicht möglich. Diese Schaumstoff körper dürfen aber nicht in die Nachklärbecken gelangen. Bei diesen Verfahren werden im Ablaufbereich der Belebungsbecken Netze oder andere Fangkonstruktionen angeordnet. Die Netze führen zu erheblichen Betriebsstörungen, da sich im Abwasser enthaltene Feststoffe wie Haare, Fasern, Papier, Folien usw. verfangen und diese verstopfen.Depending on the vegetation, the foam cubes have different densities on, some are heavier than water, some lighter, one Phase separation of the carrier material from the activated sludge Mixing is not technically possible. This foam however, bodies must not get into the clarifier. At these processes are in the drainage area of the aeration tank Nets or other catch structures arranged. The networks lead to significant operational disruptions, since there is in the wastewater contained solids such as hair, fibers, paper, foils etc. catch and clog them.
Die Schaumstoffwürfel können einen sehr starken mechanischen Abrieb unterliegen und gelangen dann als Bruchteile in die nachfolgenden Reinigungsstufen, wo es zu weiteren betrieblichen Schwierigkeiten kommen kann. Das Nachfüllen des verlorenen Schaumstoffmaterials verursacht zusätzliche Betriebskosten.The foam cubes can be a very strong mechanical Subject to abrasion and then get into the fractions subsequent cleaning stages, where there are further operational Trouble may come. Refilling the lost one Foam material causes additional operating costs.
Aufgrund der vorstehend angeführten Nachteile, konnte sich auch dieses Verfahren nicht in der kommunalen Abwasserreinigung verbreiten.Due to the disadvantages mentioned above, this process is not in municipal wastewater treatment spread.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile des Standes der Technik ein Verfahren zu schaffen, das zur biologischen Abwasserreinigung geeignet ist und eine wirtschaftliche, effiziente Arbeitsweise aufweist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zu schaffen, mit der ein solches Verfahren durchgeführt werden kann. The invention has for its object, while avoiding the the aforementioned disadvantages of the prior art create that is suitable for biological wastewater treatment and has an economical, efficient way of working. Further it is an object of the invention to provide a device with such a procedure can be carried out.
Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß ein Wirbel bettbelebungs-Verfahren mit schwebenden Trägermaterialien einge setzt wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung, in der das Wirbelbettbelebungs-Verfahren verwendet wird.This object is achieved in that a vortex according to the invention bed activation process with floating carrier materials is set. The invention further relates to a device in using the fluidized bed activation process.
Für das Wirbelbettbelebungs-Verfahren werden im Wasser schwe bende, feste Trägermaterialien beispielsweise aus Kunststoff verwendet. Diese Trägermaterialien haben eine Dichte von 0,8 ρWasser < ρTrägermarerial < ρWasser im mit Mikroorganismen bewachsenen Zustand. Das Trägermaterial mit einer solchen Dichte schwebt im Ruhezustand an der Wasseroberfläche, im turbulenten Belebungs becken schweben und verwirbeln die Trägerkörper über den gesamten Beckenquerschnitt und werden vollständig mit dem Abwasserbelebt schlammgemisch durchgemischt. Es bildet sich ein Wirbelbett. Dieses Wirbelbett bietet den Bakterien, wie beim Festbett, zusätzliche Oberflächen für eine Besiedelung und damit eine höhere Biomassekonzentration im Belebungsbecken. Im Vergleich mit dem herkömmlichen Festbett ist mit einem Wirbelbett eine Ver stopfung unmöglich, da sich alle Trägerkörper ständig in Bewegung befinden.For the fluidized bed activation process, floating support materials, for example made of plastic, are used. These carrier materials have a density of 0.8 ρ water <ρ carrier material <ρ water when overgrown with microorganisms. The carrier material with such a density floats on the water surface in the idle state, in the turbulent aeration tank the carrier bodies float and swirl across the entire cross-section of the pool and are completely mixed with the sewage-activated sludge mixture. A fluidized bed is formed. As with the fixed bed, this fluidized bed offers the bacteria additional surfaces for colonization and thus a higher biomass concentration in the aeration tank. Compared to the conventional fixed bed with a fluidized bed, a blockage is impossible because all support bodies are constantly in motion.
Im Ablaufbereich des Belebungsbeckens wird erfindungsgemäß eine Beruhigungszone, in der sich das Trägermaterial aufgrund seiner Dichte automatisch vom Abwasser trennt, aufschwimmt und sich im oberen Bereich des Wasserkörpers sammelt, eingerichtet. Das Abwasserbelebtschlammgemisch wird im Sohlbereich des Beckens abgezogen und in das Nachklärbecken eingeleitet.According to the invention, a Calming zone, in which the carrier material is due to its Density automatically separates from wastewater, floats and settles in the collects the upper part of the water body. The Waste water activated sludge mixture is in the bottom area of the basin withdrawn and introduced into the clarifier.
Die an der Oberfläche schwebenden Trägermaterialien werden in den Zulauf des Belebungsbeckens zurückgeführt.The carrier materials floating on the surface are in the Inlet of the aeration tank is returned.
Für das Wirbelbettbelebungsverfahren werden Trägermaterialien mit einer Dichte im bewachsenen Zustand von 0,8 ρWasser < ρTrägermaterial < ρWasser, verwendet. In einem Wirbelbett können Trägermaterialien mit verschiedenen Dichten kombiniert werden. Um die vorgenannten Dichten der Trägerkörper im bewachsenen Zustand einhalten zu können, ist die Kornnaßdichte des Materials der Trägerkörper in der Regel zwischen 0,75 g/cm3 bis 0,95 g/cm3 zu wählen.For the fluidized bed activation process, carrier materials with an overgrown density of 0.8 ρ water <ρ carrier material <ρ water are used. Carrier materials with different densities can be combined in a fluidized bed. In order to be able to maintain the above-mentioned densities of the carrier bodies in the overgrown state, the grain wet density of the material of the carrier bodies should generally be selected between 0.75 g / cm 3 and 0.95 g / cm 3 .
Erfindungsgemäß besteht das Trägermaterial aus unregelmäßig oder regelmäßig, zum Beispiel kugelförmigen oder granulatförmigen Teilchen. Die Teilchen können massiv oder hohl sein und die Teilchen können glatte, rauhe oder strukturierte Oberflächen haben. Teilchen mit rauher und/oder strukturierter Oberfläche begünstigen in der Regel die Ansiedlung von Mikroorganismen auf den Trägerkörpern.According to the invention, the carrier material consists of irregular or regular, for example spherical or granular Particles. The particles can be solid or hollow and that Particles can have smooth, rough or structured surfaces to have. Particles with a rough and / or structured surface usually favor the settlement of microorganisms the carrier bodies.
Die Größe der Teilchen wird in Abhängigkeit zur Abwasserzusam mensetzung und dem Reinigungsziel gewählt. Beispielsweise können massive Teilchen mit Durchmessern von 2 mm bis 30 mm, bevorzugt 2 mm bis 20 mm, insbesondere 2 mm bis 10 mm verwendet werden. Es können auch Teilchen verschiedener Größen und Formen in einem Wirbelbett kombiniert werden.The size of the particles depends on the wastewater setting and the cleaning goal selected. For example massive particles with diameters of 2 mm to 30 mm, preferred 2 mm to 20 mm, in particular 2 mm to 10 mm can be used. It can also particles of different sizes and shapes in one Fluidized bed can be combined.
Für die vorgenannten Trägerkörper des Wirbelbettes sind vorzugs weise Kunststoffe (Homo-Copolymere von Olefinen, insbesondere Polyethylen, Polypropylen und/oder Polybuten), vorgesehen. Es können auch mehrere verschiedene Materialien in einem Wirbelbett in Kombination verwendet werden.For the above-mentioned carrier body of the fluidized bed are preferred wise plastics (homo-copolymers of olefins, in particular Polyethylene, polypropylene and / or polybutene), provided. It can also use several different materials in a fluidized bed can be used in combination.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält das für die zuvor genannten Materialien umfassende Wirbelbett. Das Wirbelbett kann problemlos der Vorrichtung angepaßt werden. Die Größe der Vorrichtung selbst hängt wiederum von der jeweiligen Anwendung ab, für die die Vorrichtung eingesetzt wird.The device according to the invention contains that for the previously mentioned materials comprehensive fluidized bed. The fluidized bed can can be easily adapted to the device. The size of the The device itself depends on the respective application for which the device is used.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung:Preferred embodiments of the invention result from the dependent claims and the following description:
Fig. I.1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Belebungszone und einer Beruhigungszone, wobei die Trägermaterialien durch eine Pumpe zurückge führt werden, im Grundriß. Fig. I.1 shows a device according to the invention with an activation zone and a calming zone, the carrier materials being led back by a pump, in plan view.
Fig. I.2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Belebungszone und einer Beruhigungszone, wobei die Trägermaterialien durch eine Pumpe zurückge führt werden, im Längsschnitt. Fig. I.2 shows a device according to the invention with an activation zone and a calming zone, the carrier materials being led back by a pump, in longitudinal section.
Fig. II.1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wie Fig. I.1 jedoch mit einer zusätzlichen nicht belüfteten Zone für Denitrifikation, im Grundriß. Fig. II.1 shows a device according to the invention, like Fig. I.1 but with an additional non-ventilated zone for denitrification, in plan.
Fig. II.2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wie Fig. I.2 jedoch mit einer zusätzlichen nicht belüfteten Zone für Denitrifikation, im Längs schnitt. Fig. II.2 shows a device according to the invention, like Fig. I.2 but with an additional non-ventilated zone for denitrification, in longitudinal section.
Fig. III.1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie Fig. I.1 jedoch mit einer nicht belüfteten Zone für biologische Phosphoreliminierung und einer nicht belüfteten Zone für Denitrifikation, im Grundriß. Fig. III.1 shows a device according to the invention like Fig. I.1 but with a non-ventilated zone for biological phosphorus elimination and a non-ventilated zone for denitrification, in plan.
Fig. III.2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie Fig. I.2 jedoch mit einer nicht belüfteten Zone für biologische Phosphoreliminierung und einer nicht belüfteten Zone für Denitrifikation, im Längs schnitt. Fig. III.2 shows a device according to the invention as Fig. I.2 but with a non-vented zone for biological phosphorus elimination and a non-ventilated zone for denitrification, in longitudinal section.
Fig. IV.1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung, mit einer Belebungszone und einer Beruhigungszone im Umlaufbecken, im Grundriß. Fig. IV.1 shows an inventive device, with a recovery zone and a settling zone in the circulation tank in plan.
Fig. IV.2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Belebungszone und einer Beruhigungszone im Um laufbecken, im Längsschnitt (nur sinngemäß darge stellt). Fig. IV.2 shows a device according to the invention with an activation zone and a calming zone in order to run pool, in longitudinal section (only represents Darge).
Fig. V.1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie Fig. IV.1 jedoch mit einer zusätzlichen nicht belüfte ten Zone für Denitrifikation im Umlaufbecken, im Grundriß. Fig. V.1 shows a device according to the invention like Fig. IV.1 but with an additional non-ventilated zone for denitrification in the circulation basin, in plan.
Fig. V.2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie Fig. IV.2 jedoch mit einer zusätzlichen nicht belüfte ten Zone für Denitrifikation im Umlaufbecken, im Längsschnitt (nur sinngemäß dargestellt). Fig. V.2 shows a device according to the invention like Fig. IV.2, however, with an additional non-ventilated zone for denitrification in the circulating basin, in longitudinal section (shown only analogously).
Fig. VI.1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie Fig. IV.1 jedoch mit einer nicht belüfteten Zone für biologischen Phosphoreliminierung und einer nicht belüfteten Zone für Denitrifikation im Umlauf becken, im Grundriß. Fig. VI.1 shows a device according to the invention like Fig. IV.1 but with a non-ventilated zone for biological phosphorus elimination and a non-ventilated zone for denitrification in circulation, in plan.
Fig. VI.2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie Fig. IV.2 jedoch mit einer nicht belüfteten Zone für biologischen Phosphoreliminierung und einer nicht belüfteten Zone für Denitrifikation im Umlauf becken, im Längsschnitt (nur sinngemäß darge stellt). Fig. VI.2 shows a device according to the invention as Fig. IV.2 but with a non-ventilated zone for biological phosphorus elimination and a non-ventilated zone for denitrification in circulation basin, in longitudinal section (only represents Darge).
Das Wirbelbettverfahren kann auch in diskontinuierlichen Belebungsanlagen, beispielsweise SBR-Anlagen, eingesetzt werden. Bei diesen diskontinuierlichen Anlagen werden die verschiedenen Verfahrensschritte, zum Beispiel biologische Phosphorelimination, Denitrifikation, Nitrifikation und Nachklärung in zeitlicher Reihenfolge im einem Becken ablaufen.The fluidized bed process can also be carried out batchwise Aeration systems, such as SBR systems, are used. In these discontinuous plants, the different Process steps, for example biological phosphorus elimination, Denitrification, nitrification and clarification in time Sequence in a basin.
Die Befüllung der Vorrichtung mit dem Trägermaterial ist abhängig von der geforderten Leistung und liegt beispielsweise bei einem Verdrängungsvolumenanteil von 2 bis 50%, bevorzugt 5 bis 40%, insbesondere 10 bis 30%. The filling of the device with the carrier material is dependent of the required performance and is, for example, one Displacement volume fraction of 2 to 50%, preferably 5 to 40%, especially 10 to 30%.
Die vorliegende Erfindung weist im Vergleich zu den oben angeführten Festbettverfahren des Standes der Technik ins besondere folgende Vorteile auf.The present invention has compared to the above fixed bed method of the prior art ins particular following advantages.
Eine Verstopfung ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgeschlossen.Constipation is with the method according to the invention locked out.
Im Wirbelbett werden die Mikroorganismen auf den Trägermate rialien (Trägerkörpern) gleichmäßig belastet und belüftet, so daß eine größtmögliche Ausnutzung des Trägermaterials verfahrens technisch realisiert ist.In the fluidized bed, the microorganisms are on the carrier mat rialien (carrier bodies) evenly loaded and ventilated, so that the maximum possible utilization of the carrier material is technically realized.
Es zeigen sich erhebliche betriebstechnische Vorteile dadurch, daß sich das Trägermaterial automatisch in der Beruhigungszone vom Abwasserbelebtschlammgemisch trennt und dadurch keine Fangkonstruktion erforderlich ist.There are considerable operational advantages in that that the carrier material is automatically in the calming zone separates from the sewage activated sludge mixture and therefore none Catch construction is required.
Durch die sich ständig bewegenden und aneinander reibenden Trägerkörper des Wirbelbettes werden die Schlammflocken im Abwasser zerkleinert. Die spezifische Oberfläche der Schlamm flocken wird größer, dadurch die biologische Aktivität in der Belebung wesentlich erhöht.Due to the constantly moving and rubbing against each other The body of the fluidized bed is the mud flakes in Waste water crushed. The specific surface of the mud flakes become larger, thereby increasing the biological activity in the Vitality increased significantly.
Durch die ständige Bewegung der Trägerkörper werden die Luft bläschen in der Belebung zerkleinert und erhalten damit eine größere spezifische Oberfläche für einen besseren Gasaustausch. Gleichzeitig bleiben die Luftbläschen länger im Wasser, da die Trägerkörper des Wirbelbettes einen schnellen Aufstieg verhin dern. Der Sauerstoffeintrag wird dadurch wesentlich verbessert und die Betriebskosten verringert.Due to the constant movement of the carrier body, the air bubbles crushed in the animation and get one larger specific surface for better gas exchange. At the same time, the air bubbles remain in the water longer because the Carrier body of the fluidized bed prevents a rapid rise other. This significantly improves the oxygen input and reduces operating costs.
Beim Wirbelbettbelebungs-Verfahren kann auch mit geringerem Beckenvolumen eine Nitrifikation erzielt werden. Die langsam wachsenden Nitrifikanten siedeln sich auf der Oberfläche der Trägerkörper des Wirbelbettes an, bleiben im Belebungsbecken und stehen permanent für die Nitrifikation zur Verfügung. The fluidized bed activation process can also be done with less A nitrification can be achieved. The slow growing nitrificants settle on the surface of the Carrier body of the fluidized bed, remain in the aeration tank and are permanently available for nitrification.
In den Zeichnungen gemäß den Fig. I.1 bis VI.2 sind einige Ausführungsbeispiele zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Wirbelbettbelebungs-Verfahrens in einem Kaskaden- bzw. Umlauf becken schematisch dargestellt und nachstehend 2 Beispiele mit Denitrifikation und Nitrifikation im Langbecken (Kaskadenbecken und im Umlaufbecken näher erläutert. Ein Umlaufbecken kann selbstverständlich auch kreisförmig ausgebildet sein.In the drawings according to FIGS. I.1 to VI.2, some exemplary embodiments for carrying out a fluidized bed activation process according to the invention in a cascade or circulation tank are shown schematically and below 2 examples with denitrification and nitrification in the long tank (cascade tank and in the circulation tank) A circulation basin can of course also be circular.
Bei dem in Fig. II.1 und II.2 gezeigten Kaskadenbecken wird das Rohabwasser über den Zulauf 1 in das Belebungsbecken 2 eingelei tet. Das Abwasser vermischt sich in der Zone 2.2 mit Belebt schlamm, durchfließt das Belebungsbecken 2 weiter und wird dabei unter Zugabe von Luftsauerstoff 2.5 biologisch gereinigt.In the cascade basin shown in Fig. II.1 and II.2, the raw sewage is introduced via the inlet 1 into the aeration tank 2 . The wastewater mixes with activated sludge in zone 2.2 , flows through the activation tank 2 further and is biologically cleaned with the addition of atmospheric oxygen 2.5 .
Im Belebungsbecken 2 wird zunächst in der Denitrifikationszone 2.2, durch eine oder mehrere Rühreinrichtung(en) 2.7 und/oder hydraulische Mischeinrichtung(en) eine Durchmischung des Trägermaterials mit dem Abwasserbelebtschlammgemisch erzeugt und so das Wirbelbett gebildet. Danach fließt das Gemisch in die Ni trifikationszone 2.3 und wird belüftet. Die Belüftung 2.5 sorgt neben der Sauerstoffversorgung für die Mikroorganismen dafür, daß das Trägermaterial im Abwasser auf den gesamten Beckenquerschnitt durchmischt wird, dies kann gegebenenfalls durch hydraulische und/oder mechanische Einwirkung unterstützt werden.In the activation tank 2 , in the denitrification zone 2.2 , through one or more stirring device (s) 2.7 and / or hydraulic mixing device (s), a thorough mixing of the carrier material with the wastewater activated sludge mixture is generated, thus forming the fluidized bed. The mixture then flows into the trification zone 2.3 and is aerated. In addition to the oxygen supply for the microorganisms, the aeration 2.5 ensures that the carrier material in the wastewater is mixed over the entire cross-sectional area of the pool; this can be supported by hydraulic and / or mechanical action if necessary.
Nach Durchfließen der Nitrifikationszone 2.3 ist eine erfindungs gemäße Beruhigungszone 2.4 angeordnet, in der sich das Träger material vom Abwasserbelebtschlammgemisch trennt. Durch Einbau einer Leitwand 2.6 zu Beginn der Beruhigungszone wird das Aufschwimmen des Trägermaterials begünstigt, so daß die Beruhi gungszone verkürzt werden kann. Das Trägermaterial sammelt sich im oberen Bereich des Beckenquerschnittes an der Wasserober fläche. Das Trägermaterial aus der Beruhigungszone 2.4 wird mit der für die Denitrifikation erforderlichen Rezirkulation 7 in die Denitrifikationszone 2.2 zurückgefördert. Im unteren Bereich der Beruhigungszone 2.4 wird das Abwasserbelebtschlammgemisch abge zogen und dem Nachklärbecken 3 zugeführt. Der Schlamm wird dort abgesetzt und als Rücklaufschlamm 4 dem Zulauf des Belebungs beckens 1 zugeführt. Der Überschußschlamm 5 wird abgezogen und in die Schlammbehandlung geleitet. Das gereinigte Abwasser 6 wird zum Vorfluter (Gewässer) abgeleitet.After flowing through the nitrification zone 2.3 , a calming zone 2.4 according to the invention is arranged, in which the carrier material separates from the wastewater activated sludge mixture. By installing a guide wall 2.6 at the beginning of the calming zone, the floating of the carrier material is favored, so that the calming zone can be shortened. The carrier material collects in the upper area of the pool cross-section on the water surface. The carrier material from the calming zone 2.4 is conveyed back into the denitrification zone 2.2 with the recirculation 7 required for the denitrification. In the lower area of the calming zone 2.4 , the wastewater activated sludge mixture is drawn off and fed to the secondary clarifier 3 . The sludge is deposited there and fed to the inlet of the activation tank 1 as return sludge 4 . The excess sludge 5 is drawn off and passed into the sludge treatment. The cleaned wastewater 6 is discharged to the receiving water (body of water).
Bei dem in Fig. V.1 und V.2 gezeigten Umlaufbecken wird das Rohabwasser ebenfalls über den Zulauf 1 in das Belebungsbecken 2 eingeleitet. Das Abwasser vermischt sich in der Zone 2.2 mit Belebtschlamm, durchfließt das Belebungsbecken 2 weiter und wird dabei unter Zugabe von Luftsauerstoff 2.5 biologisch gereinigt.In the circulation tank shown in FIGS . V.1 and V.2, the raw waste water is also introduced into the activation tank 2 via the inlet 1 . The wastewater mixes in zone 2.2 with activated sludge, flows through the activated sludge tank 2 further and is biologically cleaned with the addition of atmospheric oxygen 2.5 .
Im Belebungsbecken 2 wird zunächst in der Denitrifikationszone 2.2 zu Beginn eines Umlaufs durch eine oder mehrere Rührein richtung(en) 2.7 und/oder hydraulische Mischeinrichtung(en) eine Durchmischung des Trägermaterials mit dem Abwasserbelebtschlamm gemisch erzeugt und so das Wirbelbett gebildet. Danach fließt das Gemisch in die Nitrifikationszone 2.3 und wird belüftet. Die Belüftung 2.5 sorgt neben der Sauerstoffversorgung für die Mi kroorganismen dafür, daß das Trägermaterial im Abwasser auf dem gesamten Beckenquerschnitt durchmischt wird, dies kann gegebenen falls durch hydraulische und/oder mechanische Einwirkung unterstützt werden.In the aeration tank 2 , a mixing of the carrier material with the activated sludge mixture is first generated in the denitrification zone 2.2 at the beginning of a circulation through one or more stirring device (s) 2.7 and / or hydraulic mixing device (s), thus forming the fluidized bed. The mixture then flows into the nitrification zone 2.3 and is aerated. The ventilation 2.5 ensures in addition to the oxygen supply for the microorganisms that the carrier material in the wastewater is mixed over the entire cross-section of the pool, this can be supported if necessary by hydraulic and / or mechanical action.
Nach Durchfließen der Nitrifikationszone 2.3 ist eine erfindungs gemäße Beruhigungszone 2.4 angeordnet, in der sich das Träger material vom Abwasserbelebtschlammgemisch trennt. Durch Einbau einer Leitwand 2.6 zu Beginn der Beruhigungszone, wird das Aufschwimmen des Trägermaterials begünstigt, so daß die Beruhi gungszone verkürzt werden kann. Das Trägermaterial sammelt sich dort im oberen Bereich des Beckenquerschnittes an der Wasserober fläche. Das Trägermaterial wird dann automatisch mit der Umlauf strömung in die Denitrifikationszone 2.2 zurückgeführt. Im unteren Bereich der Beruhigungszone 2.4 wird das Abwasserbelebtschlamm gemisch abgezogen und dem Nachklärbecken 3 zugeführt. Der Schlamm wird hier abgesetzt und als Rücklaufschlamm 4 dem Zulauf des Belebungsbeckens 1 zugeführt. Der Überschußschlamm 5 wird abgezogen und in die Schlammbehandlung geleitet. Das gereinigte Abwasser 6 wird zum Vorfluter (Gewässer) abgeleitet.After flowing through the nitrification zone 2.3 , a calming zone 2.4 according to the invention is arranged, in which the carrier material separates from the wastewater activated sludge mixture. By installing a guide wall 2.6 at the beginning of the calming zone, the floating of the carrier material is favored, so that the calming zone can be shortened. The carrier material collects there in the upper area of the pool cross-section on the water surface. The carrier material is then automatically returned to the denitrification zone 2.2 with the circulation flow. In the lower area of the calming zone 2.4 , the wastewater activated sludge mixture is drawn off and fed to the secondary clarifier 3 . The sludge is deposited here and fed to the inlet of the activation tank 1 as return sludge 4 . The excess sludge 5 is drawn off and passed into the sludge treatment. The cleaned wastewater 6 is discharged to the receiving water (body of water).
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