DE2520397C3 - Anlage zur Reinigung von Abwasser nach dem Belebtschlammverfahren - Google Patents
Anlage zur Reinigung von Abwasser nach dem BelebtschlammverfahrenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Reinigung von Abwasser nach dem Belebtschlammverfahren, mit
einem Oxydationsgraben und Nachklärbecken, wobei der Oxydationsgraben eine Einrichtung für die geregelte
Zugabe des zu reinigenden Abwassers, zumindest eine Umwälzbelüftungseinrichtung mit horizontalachsigem
Walzenrotor für die Belüftung und für die Umwälzung der Abwasser/Belebtschlamm-Emulsion
aufweist und wobei dem Abzug zum Nachklärbecken ein höhenverstellbares Überlaufwehr zugeordnet ist,
welches nach Maßgabe des Sauerstoffgehaites der Abwasser/Belebtschlamrr-Emulsion im Bereich des
Abzuges höhenverstellbar ist und an das Nachkläirbekken eine Einrichtung für die geregelte Rückführung von
Rückführschlamm angeschlossen ist, die im Oxydationsgraben mündet.
Unter den Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwasser aller Art gewinnt das Belebtschlammverfahren
zunehmend an Bedeutung. Es sind dafür verschiedene Verfahrensweisen vorgeschlagen worden. Stets
erfolgt der Reinigungsablauf in verschiedenen Phasen, wobei sich die einzelnen reaktionskinetischen Vorgänge
in besonderen Merkmalen unterscheiden und, obwohl sie ineinander übergehen, in ihrem Ablauf voneinander
abgegrenzt werden können. Die Abwasserreinigung nach dem Belebtschlammverfahren wird verständlich
über die biochemischen und molekular-biologischen Vorgänge. Vergleichende Untersuchungen zwischen
dem Belebtschlammverfahren zur Abwasserreinigung und dem modernen biotechnischen Produktionsverfahren
mittels einstufiger Bioreaktoren haben Hinweise ergeben auf die besonderen Faktoren, die für die
Umsetzung eine wichtige Rolle spielen. Dazu gehören hauptsächlich: Durchmischungsgrad von Biomasse,
abwassertechnisch ausgedrückt von Belebtschlammmasse und Nährstofflösung, von Sauerstoffangebot und
Umsetzungsproduktion sowie die hierbei herrschenden Konzentrationsverhältnisse und Milieubedingungen;
Gleichgewicht zwischen Wachstum und Ausschwemmung der Bakterien oder sonstigen Mikroorganismen.
Bei der biologischen Abwasseraufbereitung und insbes. beim Belebtschlammverfahren ist die Elimination
der Abwasserinhaltsstoffe eindeutiger Zweck des Verfahrens und die Produktion und Erhaltung der als
Belebtschlamm bezeichneten Biomasse nur Mittel für
« diesen Zweck.
Bei einer bekannten Anlage erfolgt der Einlauf des Abwassers an einer bestimmten Stelle des Oxydationsgrabens (Lehr- und Handbuch der Abwassertechnik,
Band II, 1969, S. 584) oder über einen einfachen
!·> wehrartigen Überlauf bzw. über ein einmündendes Rohr
mit vorgesetzter Prallplatte (Lehr- und Handbuch der Abwassertechnik, Band II, 1974, S. 157) in einem
verhältnismäßig breiten Strom. Der Rückführschlamm wird in ähnlicher Weise und an anderer Stelle geregelt
*5 eingeführt Es ist auch bekannt (Berichte der Abwassertechnischen
Vereinigung e. V, die Münchener Tagung I960, ZFGW-Verlag 1961, Seite 163) zur Regelung des
Sauerstoffeintrags ein höhenverstellbares Überlaufwehr anzuordnen. Es versteht sich, daß für die geregelte
Rückführung von Rückführschlamm und für die Regelung des Sauerstoffeintrags Meßverfahren entwikkelt
worden sind, auf denen die Regelung beruht (Umweltschutz-Städtereinigung 1972, Heft 2, Seite 31,
bzw. gwf-wasser/abwasser, 1970, Heft 4, Seite 204).
Bei den bekannten Anlagen ist jedoch einerseits der oben gewähnte Durchmischungsgrad und andererseits
das Gleichgewicht zwischen Wachstum und Ausschwemmung der Bakterien und sonstigen Mikroorganismen
häufig verbesserungsbedürftig. Erhebliche ZeIl-Überschußproduktion
sowie dementsprechend eine erhebliche Schlammproduktion kann die Folge sein. Die
Beseitung dieses Überschußschlammes wirft neue und zusätzliche Probleme auf und verlagert nur die
Probleme der Abwasserreinigung auf die der Schlammbeseitigung. Bei niederbeiasteten Anlagen, auf die sich
die Erfindung hauptsächlich bezieht, führen die beschriebenen Mangel dazu, daß die Verhältnisse nur bis
zu 2000 bis 3000 Einwohnergleichwerten beherrschbar sind. Bei höherer Belastung wird keine ausreichende
Reinigung erreicht oder muß die Erzeugung von Überschußschlamm in Kauf genommen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Anlage so auszubilden, daß sie
betriebssicher und biologisch stabil so gefahren werden
<" kann, daß Überschußschlamm in störendem Maße nicht
mehr produziert wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Bereich des Walzenrotors bzw. der Walzenrotoren die Einlauf-
einrichtung zumindest einen Abwasser-Feinverteiler, die Rückführeinrichtung zumindest einen Rückführ-Feinverteiler
aufweisen, wobei die Feinverteiler als über die Breite des Oxydationsgrabens quer zur Strömungsrichtung sich erstreckende Verteilerrinnen mit z.B.
begrenzenden Zackenbändern ausgebildet und in Strönuingsrichtung vor und achsparallel zu dem
Walzenrotor angeordnet sind.
Mit der erfindungsgemäßen Anlage können Durchmischungsgrad und Gleichgewicht zwischen Wachstum
und Ausschwemmung der Bakterien oder sonstigen Organismen ohne Schwierigkeiten so eingestellt, gesteuert
oder geregelt werden, daß eine Überschußschlammproduktion jedenfalls in störendem MaBe nicht
mehr eintritt Dementsprechend entfallen auch Probleme
der Schlammbeseitigung. Im einzelnen erfolgt die Abwasserreinigung in der beschriebenen Anlage in zwei
sich unterscheidenden und aufeinanderfolgenden Stufen mit verschiedenen Geschwindigkeitslauf. Die erste
Stufe umfaßt die Absorption der organischen Verunreinigungen des Abwassers an und in der Belebtschlämmflocke.
Dieser Vorgang verläuft verhältnismäßig rasch, in Verlauf von Minuten sowie in Abhängigkeit von der
Intensität der Durchmischung von Abwasser und aktivem Belebtschlamm, d. h. den Rückführschlamm- In 2s
der zweiten Stufe werden die von der Belebtschlammflocke absorbierten Stoffe auf enzymatischem Wege
umgewandelt und von den Bakterienzellen biologisch aufgearbeitet, d. h. aufoxydiert und zum Zellsubstanzaufbau
verwendet Diese zweite Stufe, die wesentlich langsamer verläuft kann bis zu mehreren Standen
benötigen, bis schließlich das aufgenommene Abwasser umgewandelt und die Rocke wieder für die erste
Abbaustufe regeneriert wird. Diese beiden Stufen verlaufen im Oxydationsbecken nebeneinander ab.
Infolge der angegebenen Feinverteilung des Rückführschlammes wird der regenerierte Schlamm kurzfristig
mit den Verunreinigungen im Abwasser durch Absorption aufgeladen, wobei die Regelung so einstellbar ist
daß die Reaktionspartner weitgehend ausgenutzt werden können. Anschließend erfolgt dann die Biosorption,
d. h. die biomolekulare Oxydationsreaktion, sowie der enzymatische Aufbau neuer Zellsubstanz. Dementsprechend
können die beiden biochemisch'.η und molekularbiologisch differenzierten Stufen au.h differenziert
durchgeführt, gesteuert bzw. geregelt werden.
Für die erste Stufe ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der
Abwasser-Feinverteiler und der Rückführschlamm-Feinverteiler mit dem Walzenrotor baulich vereinigt
sind. Dadurch läßt sich erreichen, daß die Absorption weitgehend an der Grenze des Zweiphasensystems
Flüssigkeit/Luft sowie, vermutlich infolge der Gegenwart von gasförmigem Sauerstoff, beschleunigt erfolgt
Bei gattungsgemäßen Anlagen sind ggf. Hilfsstoff-ZugaDeeinrichtungen
vorgesehen, die dazu dienen, Hilfsstoffe,
wie Flockungsmittel, Aktivierungsmittel, Zusatznährstoffe u. dgl. in das Belebtschlammverfahren einzuführen.
Das gilt insbes. dmn, wenn es sich um die
Behandlung von einseitigen Industrieabwässern handelt to
Für diese Ausführungsform lehrt die Erfindung in Kombination zu den beschriebenen Maßnahmen, daß
die Hilfsstoff-Zugabeeinrichtung einen Hilfsstoff-Feinverteiler
aufweist und der Hilfsstoff-Feinverteiler
ebenfalls im Bereich des Walzenrotors, in Strömungs- h5
richtung der Abwasser/Belebtschlamm-Emulsion vor dem Walzenrotor und/oder vordem Abwasser-Fein verteiler
bzw. vor dem Rückführschlamm-Feinverteiler angeordnet sind.
Alle Feinverteiler der erfindungsgemäßen Anlage führen das Abwasser, den Rückführschlamm bzw. die
Hilfsstoffe so zu, daß sich in der Abwasser/Belebtschlamm-Emulsion
ohne weiteres und kurzfristig eine feine Verteilung einstellt in der alle Reaktionspartner
mehr oder weniger gleichmäßig verteilt sind. Da die Aufgabe im Bereich der arbeitenden Belüfter erfolgt,
erfolgt gleichzeitig auch eine intensive Durchmischung. Durch Regelung kann z. B. die Zumischung des
Rückführschlammes zum Abwasser stets so eingestellt werden, daß die Belastung des Abwassers an abzubauenden
Substanzen und die aktive Biomasse jeweils so übereinstimmen, daß die erste Phase des Reinigungsablaufes, die rasch verlaufende Anfangsabnahme, voll
aasgenützt werden kann, während die zweite langsamer fortschreitende Phase mit Zellaufbau in den weiteren
Strömungszonen optimal abläuft Im Ergebnis läßt sich erreichen, daß bei biologischer Vollreinigung ein
Minimum an Überschußschlamm gebildet wird, und zwar bei einer Optimierung der Abwasserreinigung
insgesamt Klassische niederbelastete Anlagen, die erfindungsgemäß betrieben und entsprechend umgerüstet
werden, lassen sich höher belasten. Entsprechende Neuanlagen können bei vorgegebener Belastung
baulich kleiner ausgeführt werden als klassische.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung
ausführlicher erläutert
Die Figur zeigt eine Anlage zur Reinigung von Abwasser nach dem Belebtschlammverfahren in einer
schematischen Darstellung.
Das aus einem mechanischen Absetzbecken kommende Abwasser wird zum weiteren Ausgleich von
Mengen und Belastungsschwankungen durch ein Pufferbecken 1 geleitet. Darin hat das Abwasser eine
durchschnittliche Verweilzeit von 6 bis 8 Stunden. Zur Durchmischung und Sauerstoffeintrag ist dieses Pufferbecken
1 mit einem Rotor versehen, welcher das Wasser zusätzlich umwälzt. Das aus dem Pufferbecken 1
ablaufende Abwasser wird dem Oxydationsgraben 2 zugeführt dessen Inhalt so bemessen ist, daß eine
durchschnittliche Verweilzeit von 20 bis 24 Stunden gewährleistet ist.
Umwälzbelüftungsein-ichtungen mit Walzenrotoren 3 setzen das Wasser im Oxydationsgraben 2 in
Bewegung und belüften es in der Weise, daß ein glei:hmäßigerO2-Spiegel aufrechterhalten wird.
Vor den Walzenrotoren 3 (in Bewegungsrichtung gesehen) sind in ihrer ganzen Breite als Verteilerrinnen
ausgebildete Abwasser-Feinverteiler 4, Rückführschlamm-Feinverteiler .5 angeordnet, die als Überlaufrinnen
mit Zackenkante ausgebildet sind. Über die Zackenkante der Verteiilerrinne des Abwasser-Feinverteilers
4 wird von der einen Seite her Abwasser 7 über die ganze Breite des Oxydationsgrabens 2 in dieses
eingeleitet und von der anderen Seite her Rückführschlamm 8 aus dem Nachklärbecken 9.
Vom Oxydationsgraben 2 wird die Abwasser-Belebtschlamm-Emulsion 10 in bekannter Weise dem Nachklärbecken
9 zugeleitet zur Abtrennung von Schlamm 12 vom gereinigten Wasser 11. Alle Zulaufmengen
können an jeder der Veneilerrinnen getrennt dosiert werden, wie auch die Intensität der Belüftung durch die
Eintauchtiefe und Drehzahl der zugeordneten Rotoren 3 regelbar ist.
Durch die beschriebene Anordnung der Abwassereinleitung einerseits und der Rückführschlammdosierung
andererseits kann in einfacher und technisch zweckmäßiger Weise die für den Ablauf des Klärvorganges
wichtige technologische Forderung erfüllt werden, daß die Vermischung von regeneriertem und konzentriertem
Belebtschlamm mit Abwasser 7 möglichst rasch und vollständig sowie in einstellbaren dosierten Mengen
erfolgen kann. Als erste Phase des Reinigungsvorganges erfolgt dann in der Zone intensiver Durchlüftung rasch
die Absorption wesentlicher Teile der BSBs-Last des Abwassers an die Belebtschlammflocke, während auf
dem weiteren Weg durch den Oxydationsgraben 2 in der zweiten Phase bevorzugt der Abbau der Schmutzstoffe
durch Biosorption, d.h. durch biomolekulare Oxydation in der Zelle sowie durch Aufbau neuer
aktiver Biomasse erfolgen kann. Dieser Vorgang verläuft wesentlich langsamer in einem Zeitablauf von
mehreren Stunden und in Abhängigkeit von dem biochemischen Massenwirkungsgesetz (Substratangebot,
aktive Biomasse und Sauerstoffangebot).
den Reinigungsvorgang maßgebenden Faktoren — Nährstoffangebot, Biomasse, 02-Angebot, Durchmischung
— läßt sich die Anlage anhand der ermittelten Kennzahlen und Bemessungsgrößen so fahren, daß ein
optimaler Reinigungsablauf erreicht wird unc die
Bildung von Überschußschlamm auf ein Minirr un beschränkt werden kann. Da die Beseitigung von
Überschußschlamm gleichfalls Probleme aufwirft, ist darin ein weiterer wesentlicher Fortschritt bei dem
beschriebenen Verfahren zur biologischen Abwasser-
'5 reinigung zu sehen.
Claims (3)
1. Anlage zur Reinigung von Abwasser nach dem
Belebtschlammverfahren, mit einem Oxydationsgraben und Nachklärbecken, wobei der Oxydationsgraben
eine Einrichtung für die geregelte Zugabe des zu reinigenden Abwassers, zumindest eine Umwälzbelüftungseinrichtung
mit horizontalachsigem Walzenrotor für die Belüftung und für die Umwälzung der Abwasser/Belebtschlamm-Emulsion aufweist und
wobei dem Abzug zum Nachklärbecken ein höhenverstellbares Oberlaufwehr zugeordnet ist,
welches nach; Maßgabe des Sauerstoffgehaltes der Abwasser/Belebtschlamm-Emulsion im Bereich des
Abzuges höhenverstellbar ist und an das Nachklärbecken eine Einrichtung für die geregelte Rückführung
von Rückführschlamm angeschlossen ist, die im OxydatioMSgraben mündet, dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich des Walzenrotors (3) bzw. der Walzenrotoren die Einlaufeinrichtung
zumindest einen Abwasser-Feinverteiler (4), die Rückführeinrichtung zumindest einen Rückführ-Feinverteiler
(5) aufweisen, wobei die Feinverteiler (4, 5) als über die Breite des Oxydationsgrabens (2)
quer zur Sürömungsrichtung sich erstreckende Verteilerrinnen mit z. B. begrenzenden Zackenbändern
ausgebildet und in Strömungsrichtung vor und achsparallel zu dem Walzenrotor (3) angeordnet
sind.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abwasser-Feinverteiler (4) und der
Rückführschlamm-Feinverteiler (5) mit dem Walzenrotor (3) baulich vereinigt sind.
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2 in der Ausführungsform mit Hilfsstoff-Zugabeeinrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsstoff-Zugabeeinrichtung einen Hilfsstoff-Feinverteiler aufweist
und der Hilfsstoff-Feinverteiler ebenfalls im Bereich des Walzenrotors (3), in Sirömungsrichtung der
Abwasser/Belebtschlamm-Emulsion (10) vor dem Walzenrotor (3) und/oder vor dem Abwasser-Feinverteiler
(4) bzw. vor dem Rückführschlamm-Feinverteiler (5) angeordnet sind.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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