DE3833039C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Abwasser, das Phosphat und Stickstoffverbindungen enthält, wobei

• (a) unter biologischer Elimination von Phosphor und Stick­ stoffverbindungen, durch Nitrifikation/Denitrifikation, aus dem Abwasser eine Biomasse mit hohem Phosphorgehalt erzeugt wird,
• (b) die entstandene Biomasse abgetrennt wird,
• (c) die abgetrennte Biomasse einem anaeroben Faulungsprozeß unterworfen wird, wobei ein Phosphat- und Ammoniumionen- haltiges Filtrat erhalten wird,
• (d) aus dem Filtrat das Phosphat ausgefällt wird, und der ausgefällte Feststoff von der wäßrigen Phase abgetrennt wird.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, mit einer Belebtschlammanlage zum Erzeugen einer Biomasse mit hohem Phosphorgehalt, mit Mitteln zum Abtrennen der Biomasse und zum Zuführen der erzeugten Biomasse zu einer Faulanlage, in der ein Phosphat- und Ammonium-haltiges Filtrat entsteht, wobei das Filtrat einer Fällungsanlage zuführbar ist, in der das Phosphat ausfällbar und das ausge­ fällte Produkt entfernbar ist.

Ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 35 07 388 bekannt.

Bei dem bekannten Verfahren wird das zu reinigende Abwasser zuerst in eine als Absorptionsstufe betriebene Hochlast-Bele­ bungsstufe, danach über eine Zwischenklärstufe mit Schlammabzug sowie im Anschluß daran in eine Schwachlaststufe eingeführt, an die eine Nachklärstufe mit Schlammabzug anschließt. Die Mikroorganismen werden sowohl anaeroben als auch aeroben Bedingungen nacheinander ausgesetzt, wodurch die Mikroorganismen zu einer erhöhten Phosphorbindung in ihrer Biomasse angeregt werden, d. h. neben einer an sich normalen Stickstoffverwertung bzw. Aufnahme einer erhöhten Phosphorelimination aus dem Abwasser durchführen.

In der Abwassertechnik sind verschiedene Verfahren zur ge­ steigerten Phosphorelimination in Belebungsanlagen für kommunale und industrielle Abwässer bekannt, die im Gegensatz zu gebräuch­ lichen Verfahren zu einer Biomasse mit übermäßig hohem Phosphor­ gehalt führen.

Solche Verfahren sind unter dem Namen Phostrip-Verfahren (US- PS 32 36 766, US-PS 40 42 493, US-PS 41 41 822) bekannt gewor­ den, wobei ferner auch das sogenannte Bardenpho-Verfahren (US-PS 39 64 998), Journal WPCF, 54 (1982), S. 1078-1086 bekannt geworden ist.

Bei diesen Verfahren gelingt es, durch geeignete Verfahrens­ führung des belebten Schlamms im Belebungsbecken, das in anaerobe, anoxische und aerobe Zonen unterteilt ist, im Abwasser enthaltene Kohlenstoff-Verbindungen zu oxidieren, Stickstoff­ verbindungen zuerst zu oxidieren und dann zu reduzieren, und außerdem eine Festlegung der im Abwasser enthaltenen Phosphor­ verbindungen in der Biomasse zu erzielen.

Anaerobe Verhältnisse liegen vor, falls den Mikroorganismen des belebten Schlamms weder gelöster Sauerstoff noch Nitrit oder Nitrat als terminaler Wasserstoffakzeptor zur Verfügung stehen. Durch die zuvor erwähnten geeigneten Verfahrensführungen macht man sich die Fähigkeit bestimmter Mikroorganismen zunutze, unter den eingestellten Bedingungen einen Selektionsvorteil gegenüber anderen Mikroorganismen zu haben. Diese Mikroorganis­ men sind nämlich in der Lage, mehr Phosphorverbindungen in ihrem Zellinnern zu speichern, als sie eigentlich für die Aufrechterhaltung ihrer Stoffwechselaktivitäten benötigen.

In Verbindung mit Nachklärbecken gelingt die Anreicherung dieser Mikroorganismen und demzufolge tritt ein Anstieg des Phosphorgehalts des belebten Schlamms ein. Während der Phos­ phorgehalt des belebten Schlamms bei konventionellen Belebungsver­ fahren bei ca. 1,5 bis 2%, bezogen auf die Trockensubstanz, liegt, kann dieser Phosphorgehalt durch die zuvor erwähnten Verfahren auf ca. 4 bis 5% erhöht werden.

Der der flüssigen Phase entzogene Phosphor ist jedoch nicht abgebaut, d. h. in eine nicht umweltbelastende Form übergeführt worden, sondern er ist nur durch den entstehenden Überschuß Schlamm aus der Belebungsanlage abgezogen worden. Der Über­ schußschlammanfall ist stark abhängig vom gewünschten Reini­ gungsziel der Anlage. Werden Anlagen beispielsweise nur als schwachbelastete Belebungsanlagen mit der Zielsetzung der Oxidation der reduzierten Stickstoff-Verbindungen ausgeführt, ist der Überschußschlammanfall relativ gering. Es ist jedoch durch geeignete Führung der Anlage möglich, daß auch unter Entfernung von Stickstoffverbindungen bzw. unter Bindung von Stickstoff in der Biomasse des Schlamms eine hohe Schlamm­ menge mit hohem Phosphorgehalt anfällt.

Der entstehende Überschußschlamm wird ggf. zusammen mit in ver­ schiedenen Vorklärbecken anfallenden Primärschlämmen einem anaeroben Faulungsprozeß unterworfen.

Bei diesem Faulungsprozeß entstehen wasserlösliche Phosphat- und Ammoniumionen. Bei dieser Verfahrensweise ist es zwar zunächst möglich, phosphat- und stickstoffhaltige Verbindungen aus dem ursprünglich zu behandelnden Abwasser zu entfernen, durch den Faulprozeß entstehen jedoch wieder phosphat- und ammoniumhaltige Lösungen. Es wäre zwar prinzipiell möglich, den Belebtschlamm auf Deponien verfaulen zu lassen, dies würde jedoch neben einer erheblichen Geruchsbelästigung auch zu einer erheblichen Belastung des Grundwassers im Bereich solcher Deponien mit Phosphat und Ammonium bedeuten. Hohe Phosphatmengen im Grundwasser bzw. in Flüssen können einen Überwuchs an Organismen, wie z. B. Algen, verursachen, die im Jahr 1988 bei­ spielsweise zu weithin sichtbaren Schäumen an den Stränden der Nordsee führten.

Bei der eingangs genannten DE-OS 36 27 253 wird vorgeschlagen, das vom Faulturm abgezogene Phosphationen-haltige Filtrat einer Fällung durch Zusatz von Kalk, Erdalkali oder Eisenionen zu unterziehen. Die dabei entstehenden verschiedenen Calcium­ phosphate weisen zum Teil noch eine gewisse Wasserlöslichkeit auf, so daß letztendlich wäßrige Lösungen verbleiben, die noch einen relativ hohen Ammoniumgehalt und auch einen Rest­ gehalt an Phosphat aufweisen. Da im Hinblick auf die strengen Umweltvorschriften es nicht möglich ist, derartige Lösungen in die Umwelt abzugeben oder gar in den Trinkwasserkreislauf zurückzuführen, werden diese wieder in den Anfang des Abwasser­ aufbereitungs-Kreislaufprozesses rückgeführt. Das heißt, ein Teil des während des biologischen Reinigungsverfahrens aus der Lösung entnommenen Phosphat- bzw. Stickstoffgehalts wurde nach dem Faulungsprozeß wieder in Lösung übergeführt und in einem ewigen Kreislaufprozeß dem Verfahren immer wieder rück­ geführt. Nachteilig daran ist, daß die Effektivität eines solchen Verfahrens bzw. einer solchen Anlage im Hinblick auf den tatsächlich aus dem Kreislauf entzogenen Phosphatgehalt bzw. Stickstoffgehalt erheblich vermindert wird.

Aus der DE-OS 36 27 253 ist zwar bekannt, in zwei getrennten Stufen nacheinander und durch verschiedene Fällungsprozesse Phosphat- und Ammoniumionen einmal als Calciumphosphat und als Ammoniumsulfat zu fällen, diese Verfahrensweise ist jedoch äußerst umständlich, zeit- und materialaufwendig, somit un­ wirtschaftlich.

Aus der DE-OS 37 32 896 ist ein Verfahren zur Eliminierung von Ammonium und Phosphat aus Abwasser und Prozeßwasser bekannt, bei dem die Fällung von Ammonium und Phosphat als Magnesium­ ammoniumphosphat durchgeführt wird. Dieses Verfahren ist jedoch darauf ausgerichtet, die im anfallenden Abwasser bereits vorhandene Ammoniummenge zusammen mit vorhandenem Phosphat auszufällen. Ist im Abwasser Stickstoff in anderer Form als Ammonium enthalten, beispielsweise als Nitrit, als Nitrat, als organisch gebundener Stickstoff oder in Form von Biomasse, so kann dieser Stickstoff durch dieses Verfahren nicht eliminiert werden. Bei den üblich anfallenden kommunalen und industriellen Abwässern, die Ziel der vorliegenden Anmeldung sind, liegt je­ doch der Stickstoff in überwiegendem Maße nicht als Ammonium vor. Daher ist es bei dem Verfahren der DE-OS 37 32 896 zwingend notwendig, nach der Fällung von Ammonium und Phosphat als Mag­ nesiumammoniumphosphat eine Nitrifikation/Denitrifikation nach­ zuschalten. Das Verfahren ist darauf ausgerichtet, das bereits vorhandene Ammonium nicht in andere Stickstoffverbindungen oder gar in elementaren Stickstoff umzuwandeln, sondern dieses Ammonium vorab zu binden. Abgesehen davon, daß dieses Verfahren, wie zuvor erwähnt, zeitaufwendig und umständlich ist, hat es den erheblichen Nachteil, daß die Fällung aus einer Lösung erfolgt, in der die Konzentrationen des Ammoniums und des Phosphats, wie es in kommunalen oder gewerblichen Abwässern üb­ licherweise anfällt, äußerst gering sind, wobei diese im Bereich von etwa 20 mg/l vorliegen. Ein Ausfällen von Magnesiumammonium­ phosphat aus den in großen Mengen anfallenden Abwässern mit der geringen Konzentration an auszufällenden Substanzen, ist apparativ sehr aufwendig, zeitaufwendig und führt zu einer zusätzlichen Belastung des zu reinigenden Wassers. Die anfallen­ den Abwässer sind nicht nur im Ammonium und Phosphat verun­ reinigt, sondern weisen noch zahlreiche weitere Verunreinigungen oder Schwebeteilchen auf, die bei einer Fällung mitgerissen werden können, somit ein Magnesiumammoniumphosphat entsteht, das mit nicht erwünschten Abfallstoffen behaftet ist. Ferner ist notwendig, um aus derart verdünnten Lösungen überhaupt eine quantitative Fällung zu erreichen, den pH-Wert der Lösung auf einen für die Fällung von Magnesiumammoniumphosphat günsti­ gen pH-Wert von 8 bis 9 einzustellen, wobei die üblicherweise anfallenden kommunalen und industriellen Abwässer einen eher neutralen pH-Wert aufweisen. Es ist daher notwendig, durch entsprechende Laugenzugaben den pH-Wert zu verschieben, was eine erhebliche Aufsalzung des Abwassers nach sich führt. So fallen beispielsweise in kommunalen Abwässern täglich mehrere tausend Kubikmeter an, in die, falls sie beispielsweise von einem pH-Wert von 6,5 auf pH 8,5 gebracht werden sollen, d. h. also die Wasserstoffionenkonzentration um 2 Zehnerpotenzen erniedrigt werden soll, erhebliche Mengen an Lauge gegeben werden müssen. Ferner ist es notwendig, bei der großen anfallen­ den Menge von Abwasser mit den äußerst geringen Konzentra­ tionen an Ammonium und Phosphat einen erheblichen apparativen Aufwand zu betreiben, um die zuzugebenden Magnesiumsalze überhaupt mit den Ammonium- und Phosphationen in Verbindung zu bringen, d. h. es müssen aufwendige apparative Maßnahmen zum Durchrühren und Vermischen vorgesehen sein. Das Grund­ konzept der Entfernung von Ammonium und Phosphat durch Fällen von Magnesiumammoniumphosphat als solches ist sinnvoll, die Durchführung, wie sie in der DE-OS 37 32 968 oder in der Veröf­ fentlichung "R. Schulze-Rettmer, Kritische Gedanken zur Denitri­ fizierung und Alternativen, Korrespondenz Abwasser, 34 (1987), Seiten 218 bis 222", aufgeführt ist, ist für eine großtechnische Anwendung mit erheblichen Nachteilen behaftet und daher nicht effektiv, führt dagegen sogar zu einer weiteren Belastung der Abwässer.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, hier Abhilfe zu schaffen und ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß eine effektive Phosphor- und Stickstoffelimination erhalten wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Verfahren dadurch gelöst, daß in Schritt (d) in einem gemeinsamen Fällungsvorgang gleichzeitig Phosphat- und Ammoniumionen als Magnesiumammonium­ phosphat (MgNH₄PO₄ · 6 H₂O) ausgefällt werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Vorrichtung dadurch gelöst, daß in der Fällungsanlage eine Meßeinheit und eine Dosiervorrichtung zum Messen und Dosieren von Magnesiumsalz- und Phosphatlösungen zum gleichzeitigen Fällen von Phosphat- und Ammoniumionen als Magnesiumammonium­ phosphat vorgesehen sind, und daß eine Sedimentationseinheit zum Sammeln und Abführen des entstandenen Festprodukts aus der Fällungsanlage vorgesehen ist.

Durch die gleichzeitige Fällung von Phosphat- und Amminiumionen als Magnesiumammoniumphosphat können in einem einzigen Fäl­ lungsprozeß beide umweltbelastende und die Effektivität einer solchen Anlage durch zwangsweise Rückführung verminderte Sub­ stanzen entfernt werden. Das entstehende Produkt Magnesiumam­ moniumphosphat ist ein hervorragender Stickstoff-Phosphatdünger, so daß ein wiederverwertbares Produkt entsteht, das nicht auf Deponien endgelagert werden muß.

Ferner weist Magnesiumammoniumphosphat eine geringe Wasserlös­ lichkeit und gute Kristallisationsfähigkeiten auf, so daß es möglich ist, nahezu quantitativ und in einem raschen Fällvorgang Phosphat und Ammonium auszufällen. Durch die guten Kristalli­ sationseigenschaften ist es auch möglich, das entstandene Produkt rasch, einfach und vollständig von der wäßrigen Phase abzutrennen. Die wäßrige Phase hat dann eine solche Qualität, daß sie bedenkenlos in die Umwelt oder, sofern weitere Parameter gegeben sind, auch direkt ins Trinkwasser zurückgeführt werden kann. Gegenüber den gebräuchlichen Fällungsmethoden mit Eisen oder Kalk weist die Methode ferner den Vorteil auf, daß keine Schwermetallionen (z. B. Eisen) verwendet werden müssen, und ferner keine die Härte des Wassers erhöhenden (nämlich Calcium) Substanzen zugegeben werden müssen. Magnesiumionen sind um­ weltneutral, d. h. selbst in der wäßrigen Phase verbleibende Restmengen an Magnesium stellen keine Gefahr für die Umwelt dar.

Somit wird die Aufgabe vollkommen gelöst.

Bei einem nicht-stöchiometrischen Verhältnis von Phosphat und Ammonium wird die unterstöchiometrische Komponente beim Fällungsvorgang neben Magnesium zugesetzt.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß, falls beispielsweise Ammonium im Unterschuß vorliegt, soviel Ammonium zugegeben wird, daß ein Verhältnis von Magnesium : Stickstoff : Phosphor wie 1 : 1 : 1 vorliegt. Gleichermaßen wird verfahren, falls Phosphat im Unterschuß vorliegen sollte. Dadurch ist sichergestellt, daß auch bei nicht-stöchiometrischem Verhältnis der beiden auszufällenden Komponenten untereinander jeweils die vorhandene Gesamtmenge der Einzelkomponenten aus der Lösung entfernt wird. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung können dazu ent­ sprechende Analysegeräte vorhanden sein, die jeweils den aktuellen Phosphat- und Ammoniumgehalt messen und dann über entsprechende Dosieranlagen die Fehlkomponente neben Magnesium zugeben.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Fällung bei erhöhter Temperatur durchgeführt.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß eine besonders rasche Kristallbildung des Magnesiumammoniumphosphathexahydrats gebildet wird, das in einer gut kristallinen Form aus der Lösung ausfällt.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Fällung zeitlich sofort anschließend an Schritt (c) unter Ausnutzung der beim Faulprozeß eingestellten Temperatur des Schlamms durchgeführt.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß, wie zuvor erwähnt, eine erhöhte Temperatur zu einer besseren Kristallisationsbildung führt, wobei diese Temperaturerhöhung besonders wirtschaftlich unter Ausnutzung der bereits vorhandenen Wärme durchgeführt wird. Diese Maßnahme hat auch den Vorteil, daß durch die anschließende Abkühlung der Lösung nach der Kristallisations­ keimbildung aufgrund der Gesetze der Thermodynamik die unlös­ liche Substanz Magnesiumammoniumphosphat verstärkt durch Abkühlung ausfällt.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden der Primärschlamm aus der Vorklärung, ohne vorherige Eindickung gemeinsam mit der in Schritt a) entstandenen Biomasse im gleichen Faulreaktorgefäß vereinigt, dem Faulprozeß unterworfen.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß sämtliche entstehenden Schlämme bzw. Biomasse rasch und ohne Zwischenlagerung oder weitere Behandlungsprozesse dem Faulprozeß zugeführt werden. Dadurch ist sichergestellt, daß vor dem Eintreten des Schlamms in den Faulbehälter keine Gärungsprozesse stattfinden, d. h. daß nicht bereits Phosphat- oder Ammoniumionen in wäßrige Lösung übergehen. Dadurch ist sichergestellt, daß überhaupt keine durch Faulungsprozesse entstandenen Phosphat- oder Ammoniumionen aus dem Kreislauf abgeführt und gegebenenfalls in die Umwelt gelangen können.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach­ stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen und in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines ausgewählten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher beschrieben und erläutert.

Es zeigt dabei die einzige Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, auf der ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt wird.

Eine in Fig. 1 schematisch dargestellte Vorrichtung 10 weist eine Belebtschlammanlage 14 auf, die von einer Abwasserquelle 12 mit phosphat- und stickstoffhaltigem Abwasser versorgt wird.

Die Belebtschlammanlage 14 ist in eine anaerobe Zone 15, eine aerobe Zone 17 und eine sogenannte gemischte Zone 16 unterteilt. Durch die wechselnden Bedingungen in den Zonen 15, 16 und 17 werden die darin enthaltenen Mikroorganismen, die den Schlamm bilden, zu einer erhöhten Phosphorspeicherung in ihren Zellen angeregt. Dies kann so erklärt werden, daß die wechselnden Zustände in der Belebtschlammanlage für die Mikroorganismen einen erhöhten Streß darstellen, dem diese dadurch zu begegnen suchen, daß sie sich ein erhöhtes Phosphatpolster anlegen, um dem bei Streß erhöhten Stoffwechsel in ihren Zellen vorzusorgen.

Von der Belebtschlammanlage 14 wird der sogenannte Überschuß­ schlamm über eine Leitung 18 in einen maschinellen Eindicker 22 überbracht. Überschußschlamm ist diejenige Menge, die nicht mehr benötigt wird, um die Belebtschlammanlage biologisch aufrechtzuerhalten. Anders ausgedrückt, eine gewisse Menge der entstandenen Biomasse wird immer wieder als Belebtschlamm in die Anlage rückgeführt, um einen Grundstock für die zuvor erwähnte Biomasse zu bilden.

Von der Belebtschlammanlage 14 wird die freischwebende Biomasse einem Nachklärbecken 20 zugeführt, in dem sich am Boden nach und nach die Biomasse absetzt. Je nach Ausgestaltung der Belebtschlammanlage 14 kann das im Nachklärbecken 20 überstehende Wasser direkt über eine Leitung 19 zu einer Verbraucherstelle 24, beispielsweise einem Gewässer oder gegebenenfalls einer Brauchwasserstelle zugeführt werden. Durch die anaeroben und aeroben Bedingungen wurden stickstoffhaltige Verunreinigungen, wie Nitrat und Nitrit, über Dinitrifikationen in Stickstoff übergeführt bzw. Stickstoffverunreinigungen in Form von Ammonium in Stickstoff bzw. in Nitrit oder Nitrat übergeführt. Phosphat­ ionen wurden, wie bereits erwähnt, durch Einbau in die Biomasse aus der Lösung entfernt.

Die im maschinellen Eindicker 22 vereinigten Schlämme werden dort maschinell eingedickt, beispielsweise durch Zentrifugen, Filter od. dgl., wobei das verbleibende Wasser über eine Leitung 23 ebenfalls wieder direkt einer Verbraucherstelle 24 zugeführt werden kann. Die rasche maschinelle Eindickung im maschinellen Eindicker 22 führt dazu, daß im Schlamm keine aneroben Fau­ lungsprozesse stattfinden können, bei denen, wie nachfolgend beschrieben, wieder Ammoniumionen oder Phosphationen freigesetzt werden können.

Zu diesem Zweck werden die eingedickten Schlämme sofort über eine Leitung 25 einem Faulturm 26 zugeführt, in dem diese einem anaeroben Faulungsprozeß unterworfen werden.

Beim Faulungsprozeß entsteht ein Phoshat- und Ammoniumionen- haltiges Filtrat 31, das von der festen verbleibenden Phase nach dem Faulturm 26 in einer Entwässerungseinheit 33 abgetrennt und über eine Leitung 29 einem Fällungsbecken 30 zugeführt wird. Die in der Entwässerungseinheit 33 verbleibende biolo­ gische Masse wird über einen Austrag 27 entnommen und gegebe­ nenfalls durch einen nachgeschalteten Trocknungsprozeß in ein festes Produkt 28 übergeführt, das beispielsweise als Dünger verwendet werden kann.

Das Fällungsbecken 30 ist mit einem Rührer 32, mit einer Meß­ einheit 34, einer Dosiervorrichtung 36 und mit einer Heizung 38 versehen.

Die Meßeinheit 34 ist mit einem Fühler 35 ausgestattet, der aktuelle Parameter des Filtrats 31, wie Temperatur, pH-Wert, Ammoniumgehalt und Phosphatgehalt mißt. Die von der Meßeinheit erfaßten Meßwerte werden einer Dosiervorrichtung 36 übermittelt, die eine Magnesiumsalzlösung, beispielsweise Magnesiumchlorid, eine Ammoniumsalzlösung, beispielsweise Ammoniumchlorid, und eine Phosphatsalzlösung, beispielsweise Natriumphosphat, sowie Mittel zum Regulieren des pH-Wertes, beispielsweise Natronlauge und Salzsäure, enthält. Je nach aktuellem Zustand des vom Faulturm 26 kommenden Filtrats 31 werden im Fällungsbecken 30 solche Verhältnisse dargestellt, daß Magnesium, Phosphat- und Ammoniumionen im Verhältnis 1 : 1 : 1 vorhanden sind. Diese Ver­ hältnisse führen zu einer Fällung von Magnesiumammoniumphosphat in Form eines Hexahydrats. Durch den Rührer 32 wird eine intensive Vermischung der verschiedenen Komponenten erreicht, und zur erhöhten Kristallisationskeimbildung kann die Tempe­ ratur mittels der Heizung 38 angehoben werden. In den Sommer­ monaten oder bei hohem Flüssigkeitsanfall aus dem Faulturm 26, wobei die Flüssigkeit aufgrund der Faulungsvorgänge auf ca. 30-40°C erwärmt ist, kann auf ein zusätzliches Heizen verzichtet werden. Der pH-Wert wird vorzugsweise bei 8,2 eingestellt, wobei besonders günstige Verhältnisse zum Fällen von Magnesiumammoniumphosphat vorliegen. Die üblichen Werte für ein Filtrat liegen beispielsweise bei 500 mg/l Ammonium­ stickstoff und etwa 100 mg/l Gesamtphosphorgehalt. Bei dieser Konstellation muß der Lösung etwas Phosphat zugegeben werden, um die stöchiometrischen Verhältnisse von 1 : 1 : 1 von Stickstoff, Magnesium und Phosphor zu erhalten. Das entstandene Endprodukt 43 wird über eine Sedimentationsanlage vom Fällungsbecken 30 entfernt und kann aufgrund seines hohen Düngewertes unmittelbar wieder in den Wirtschaftskreislauf eingebracht werden.

Das im Fällungsbecken 30 verbleibende Wasser nach Abtrennen des Produktes 43 weist einen derart geringen Restgehalt an Ammonium und Phosphationen auf, daß dieses Wasser über eine Leitung 40 beispielsweise einem Gewässer problemlos zugeführt werden kann.

Es ist auch möglich, das Wasser aus dem Fällungsbecken 30 über eine Leitung 41, wie dies in Fig. 1 durch unterbrochene Linien angedeutet ist, wieder der Belebtschlammanlage 14 zurückzuführen. Diese Rückführung ist empfehlenswert, falls die insgesamt anfallenden Wassermengen aus dem Faulturm 26 nicht besonders groß sind, so daß auch in Störfällen sicher­ gestellt ist, daß nach Freisetzen von Phosphat und Ammonium im Faulturm keine Flüssigkeit aus dem Kreislauf entzogen wird.

Claims (6)

1. Verfahren zum Reinigen von Abwasser, das Phosphat und Stickstoffverbindungen enthält, wobei

• a) unter biologischer Elimination von Phosphor und Stickstoffverbindungen, durch Nitrifikation/Denitrifikation, aus dem Abwasser eine stickstoffhaltige Biomasse mit hohem Phosphorgehalt erzeugt wird,
• b) die entstandene Biomasse abgetrennt wird,
• c) die abgetrennte Biomasse einem anaeroben Faulungs- Prozeß unterworfen wird, wobei ein Phosphat- und Ammoniumionen-haltiges Filtrat (31) erhalten wird,
• d) aus dem Filtrat (31) das Phosphat ausgefällt wird, und der ausgefällte Feststoff von der wäßrigen Phase abgetrennt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt d) in einem gemeinsamen Fällungsvorgang gleich­ zeitig Phosphat und Ammonium als Magnesiumammonium­ phosphat (MgNH₄PO₄ · 6 H₂O) ausgefällt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fällung in Schritt d) bei erhöhter Temperatur durchgeführt wird, um eine große Kristallkeimzahl zu bilden, und daß anschließend die Reaktionsmischung auf Umgebungstemperatur abgekühlt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fällung zeitlich sofort anschließend an Schritt c) unter Ausnutzung der beim Faulprozeß eingestellten Temperatur durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Primärschlämme aus Vorklärbecken ohne vorherige Eindickung gemeinsam mit der in Schritt a) entstandenen Biomasse dem Faulungsprozeß zugeführt werden.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einer Belebtschlammanlage (14) zum Erzeugen einer Biomasse mit hohem Phosphor­ gehalt, mit Mitteln zum Abtrennen der Biomasse und zum Zuführen der erzeugten Biomasse zu einer Faulanlage (26), in der ein phosphat- und ammoniumhaltiges Filtrat (31) entsteht, wobei das Filtrat (31) einer Fällungs­ anlage (30) zuführbar ist, in der Phosphat ausfällbar und das ausgefällte Produkt abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Fällungsanlage (30) eine Meßeinheit (34) und eine Dosiervorrichtung (36) zum Messen und Dosieren von Magnesiumsalz- und Phosphat­ salzlösungen zum gleichzeitigen Fällen von Phosphor- und Ammoniumionen als Magnesiumammoniumphosphat (MgNH₄PO₄ · 6 H₂O) vorgesehen sind, und daß eine Sedimentationseinheit zum Sammeln und Abführen des entstandenen Festprodukts aus der Fällungsanlage (30) vorgesehen ist.