Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur biologischen Mineralisierung von anaeroben
Schlamm in stehenden, fließenden und künstlichen Gewässern sowie eine Anlage zur
Durchführung des Verfahrens. Einer weitergehenden Entrophierung der Gewässer wird
durch Nährstoffentzug, insbesondere durch Phosphat, entgegengewirkt. Der vorhandene
Phosphatkreislauf ist damit unterbrochen, der ursächlich die Algenbildung im Gewässer
fördert und den zur Verfügung stehenden Sauerstoff bis zum "Umkippen" des Gewässers
zehrt. In der Folge stirbt die Biomasse ab und setzt sich als anaerober Schlamm am
Gewässerboden ab. Unter diesen Bedingungen kommt es mit den geschilderten Folgen zu
Phosphatrücklösungen im Gewässer, die es zu unterbrechen gilt.The invention relates to a method for the biological mineralization of anaerobic
Sludge in standing, flowing and artificial waters as well as a facility for
Execution of the procedure. A further de-watering of the water
counteracted by nutrient withdrawal, especially by phosphate. The existing one
This breaks the phosphate cycle, which causes algae formation in the water
promotes and the available oxygen until the water "tips over"
consumes. As a result, the biomass dies and settles on as an anaerobic sludge
Body of water. Under these conditions, the consequences described will occur
Phosphate redissolutions in water that need to be interrupted.
Verfahren mit gleicher und ähnlicher Zielstellung sind in der DE 41 24 779, DB 40 02 090,
DE 39 26 829 und in der DE 37 24 629 dargestellt. Andere Verfahren nutzen die
Möglichkeit der mechanischen Entschlammung mit weitergehender biologischen Auf
bereitung des Trübwassers wie in der DE 36 20 700, P 25 22 868 oder der DE 39 23 113,
die insgesamt sehr kostenintensiv sind und die Entsorgung des verbleibenden
Schlammes weitestgehend unberücksichtigt lassen. Den genannten biologischen
Verfahren wird unterstellt, daß durch die Mineralisierung einer "oberen Schicht" diese
eine Trennung zu den nährstoffreichen Schichten vornimmt. Völlig offen ist die
Sicherstellung einer Mindestschichtdicke, die den gewünschten Effekt gewährleistet
bzw. die Verletzung der Schicht durch unkontrollierte Störungen wie Steinwürfe,
Strömungen im Gewässer, Fischfang oder Freizeitsport verhindert. Auch die Abdeckung
mit gasdurchlässigen Folien wie in der DE 40 02 090 beschrieben, erscheint angesichts
von Flächen über mehrere ha fraglich, insbesondere die Abdichtung an den Rändern.
Beabsichtigte Abdichtungen mit Sedimenten haben zur Folge, daß diese aufgrund ihrer
höheren Dichte in den Schlamm eindringen.Methods with the same and similar objectives are described in DE 41 24 779, DB 40 02 090,
DE 39 26 829 and shown in DE 37 24 629. Other methods use the
Possibility of mechanical desludging with further biological opening
preparation of the cloudy water as in DE 36 20 700, P 25 22 868 or DE 39 23 113,
which are very expensive overall and the disposal of the remaining
As far as possible, ignore sludge. The biological mentioned
Process is believed to mineralize an "upper layer" of this
separates them from the nutrient-rich layers. It is completely open
Ensuring a minimum layer thickness that ensures the desired effect
or damage to the layer due to uncontrolled disturbances such as stone throwing,
Currents in the water, fishing or recreational sports prevented. Even the cover
with gas-permeable films as described in DE 40 02 090 appears in view
of areas over several ha questionable, especially the sealing around the edges.
Intended seals with sediments have the consequence that this due to their
penetrate the mud at a higher density.
Die dargestellte Verfahrensdurchführung in der DE 41 24 779, zur Einleitung einer
Denitrifikation, setzt den Abbau von kohlenstoffhaltigen Verbindungen im Schlamm und
die Bildung von Ammoniumstickstoff zu Nitrat voraus. Die hierfür notwendigen
Mikroorganismen müssen ein bestimmtes Schlammalter aufweisen, um Nitrat bilden zu
können. Darstellungsgemäß ist das in der geschilderten punktuellen Vorgehensweise
nicht möglich. Es ist zu befürchten, daß die bei anderen Verfahren kritisch bewerteten
Nachteile ebenfalls auftreten.The process implementation shown in DE 41 24 779, to initiate a
Denitrification, continues the breakdown of carbonaceous compounds in the sludge and
the formation of ammonium nitrogen to nitrate. The necessary for this
Microorganisms must have a certain sludge age in order to form nitrate
can. According to the illustration, this is in the punctual approach described
not possible. It is to be feared that the critically evaluated with other procedures
Disadvantages also occur.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß über ein flexibles Rohrsystem,
das sich im Schlamm befindet, laminar sauerstoffreiches Wasser von der
Gewässeroberfläche in den Schlamm eingeleitet wird. Infolge des Dichteunterschiedes
(Temperatur und/oder gelöster Sauerstoff) des eingeleiteten Wassers, steigt das "leichtere
Wasser" durch die darüberliegende Schlammschicht. Auf diesem Weg erfolgt die
Sauerstoffzehrung durch aerobe Mikroorganismen, die sich unter diesen Bedingungen
ansiedeln. Gefördert wird dieser Prozeß durch den zeitgleichen Eintrag von
Wärmeenergie des spezifisch wärmeren Oberflächenwassers des Gewässers. Nachdem
die im Schlamm enthaltenen Kohlenstoffverbindungen lokal abgebaut wurden, kann der
in Form von NH₄-N vorhandene Stickstoff zu NO₃- nitrifiziert werden. Durch
zeitweises Unterbrechen der Zufuhr des sauerstoffreicheren Wassers, stellen sich die
Mikroorganismen in der weiteren Umgebung der Dosierleitungen auf Nitratatmung um.
Da in der näheren Umgebung der Dosierleitungen nicht mehr ausreichend
Kohlenstoffverbindungen zur Verfügung stehen, erfolgt anschließend die zeitweise
Einleitung von sauerstoffarmen Wasser auch hier die Umstellung der Bakterien auf
Nitratatmung, die eine Denitrifikation ermöglicht. Die Temperatur des Wassers sollte
dabei nicht unter 10°C sinken. Dieser Prozeß ist im regelmäßigen Wechsel
durchzuführen, so daß der beschriebene Ablauf auch zu simultan ablaufenden Abbau
leistungen der Mikroorganismen führt. Im Ergebnis erfolgt der Austrag/die Entfernung
von Stickstoff. Den Abschluß der Prozeßkette bildet die Dosierung von Kalkmilch zur
Bindung des Phosphates in das in den Schlamm eingeleitete Wasser. Bei Verwendung
von Salzen als Fall mittel ist eine Versalzung des Gewässers u. a. mit Clorionen zu
verzeichnen. Zugleich wird mit der Kalkmilchdosierung die Säurekapazität des Wassers
im Schlamm gesichert, die für eine erfolgreiche Nitrifikation erforderlich ist. Dieser
Prozeß ist solange zu wiederholen, bis der gesamte Schlamm mineralisiert ist.According to the invention the object is achieved in that a flexible pipe system,
which is in the mud, laminar oxygenated water from the
Water surface is discharged into the mud. As a result of the difference in density
(Temperature and / or dissolved oxygen) of the water introduced, the "lighter
Water "through the layer of mud above
Oxygen depletion by aerobic microorganisms that occur under these conditions
settle. This process is supported by the simultaneous entry of
Thermal energy of the specifically warmer surface water of the body of water. After this
The carbon compounds contained in the sludge have been broken down locally
existing nitrogen in the form of NH₄-N can be nitrified to NO₃-. By
temporarily interrupting the supply of oxygen-rich water, the
Microorganisms in the wider area of the metering lines switch to nitrate breathing.
As in the vicinity of the metering lines is no longer sufficient
Carbon compounds are available, then takes place temporarily
Introduction of oxygen-poor water here too the conversion of the bacteria
Nitrate breathing, which enables denitrification. The temperature of the water should
do not drop below 10 ° C. This process changes regularly
perform so that the process described also for simultaneous dismantling
performance of the microorganisms. As a result, the discharge / removal takes place
of nitrogen. The dosing of milk of lime forms the end of the process chain
Binding of the phosphate into the water discharged into the sludge. Using
of salt as a medium case is salinization of the water u. a. with clorions too
record. At the same time, with the milk of lime, the acid capacity of the water
secured in the sludge, which is necessary for successful nitrification. This
The process must be repeated until all of the sludge has mineralized.
Das geschilderte Verfahren ist mit der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Anlage zu
realisieren. Hierfür kann mit einer Zusatzbelüftung 9, die fest oder schwimmend zu
installieren ist, Oberflächenwasser mit Sauerstoff angereichert werden. Über eine
Pumpstation 12 wird das sauerstoffreiche/-arme Wasser 10/19 zunächst durch flexible
Versorgungsleitungen 15 und schließlich über Dosierleitungen 16 in den Schlamm 3
eingeleitet. Die Tiefe der Dosierleitungen 16 kann über ein an der Dosierleitung 16
befindliches Seil 21, welches am anderen Ende an einer Boje 13 befestigt ist, eingestellt
werden. Die Anzahl der Bojen 13 richtet sich nach den örtlichen Verhältnissen und den
Leitungslängen. Mit zunehmender Mineralisierung sind die Dosierleitungen tiefer zu
legen. Der Wechsel von sauerstoffreichen Wasser 10 zu sauerstoffarmen Wasser 19
erfolgt über die Stellklappe 26, indem über das Saugrohr 25 das sauerstoffarme Wasser
19 angesaugt wird. Über eine Dosierstation 8 erfolgt die Zumischung von Kalkmilch in
das Wasser.The described method can be implemented with the system shown in FIGS. 1 and 2. For this purpose, surface water can be enriched with oxygen with additional aeration 9 , which is to be installed in a fixed or floating manner. Via a pump station 12 , the oxygen-rich / low-water 10/19 is first introduced into the sludge 3 through flexible supply lines 15 and finally via metering lines 16 . The depth of the metering lines 16 can be adjusted via a rope 21 located on the metering line 16 and attached to a buoy 13 at the other end. The number of buoys 13 depends on the local conditions and the line lengths. With increasing mineralization, the dosing lines have to be lowered. The change from oxygen-rich water 10 to oxygen-poor water 19 takes place via the adjusting flap 26 , in that the oxygen-deficient water 19 is sucked in via the suction pipe 25 . Lime milk is added to the water via a metering station 8 .
Ist eine Teilfläche des am Gewässerbodens befindlichen Schlammes mineralisiert, kann
der Mineralisierungsprozeß an einer anderen Stelle des Gewässers fortgesetzt werden, bis
das Gewässers vollständig gereinigt wurde.If a part of the sludge on the water floor is mineralized, can
the mineralization process will continue at another point in the body of water until
the water has been completely cleaned.
BezugszeichenlisteReference list
1 Gewässeroberfläche
2 Gewässerkörper
3 Schlamm
4 Gewässergrund
5 Ufer
6
7 Wasserzulauf
8 Dosierstation für Kalkmilch
9 Zusatzbelüftung
10 Sauerstoffteiches Wasser
11 Elektroversorgung
12 Pumpstation
13 Boje
14
15 Flexible Versorgungsleitung
16 Dosierleitung
17 Dosierungsbohrungen
18 inerter Aufwuchsträger
19 Sauerstoffarmes Wasser
20 Seil für Zugbeanspruchung
21 Seil für Tiefeneinstellung
22 Übergangsstück
23 Klammer
24 Ponton
25 Saugrohr
26 Stellklappe
31 Verminderte Schlammablagerungen 1 water surface
2 bodies of water
3 mud
4 water bed
5 banks
6
7 water inlet
8 dosing station for milk of lime
9 Additional ventilation
10 oxygen pond water
11 Electrical supply
12 pumping station
13 buoy
14
15 Flexible supply line
16 dosing line
17 dosing holes
18 inert growth carriers
19 Low oxygen water
20 rope for tensile stress
21 Rope for depth adjustment
22 transition piece
23 bracket
24 pontoon
25 suction pipe
26 butterfly valve
31 Reduced sludge deposits