DE2654431A1 - Verfahren zur aeroben biologischen abwasserreinigung mit einem modifizierten belebungsverfahren - Google Patents

Description

• Verfahren zur aeroben biologischen Abwasserreinigung mit
• einem modifizierten 3elebmmgsverfahre Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur aeroben biologischeu Abwasserreinigung mit einem Belebungsverfahren.
• Ein solches Belebungsverfahren arbeitet mit zwei hinlereinander betriebenen Becken, dem Belebungsbecken und dem Nachklärbecken, Im Belebungsbecken werden belebter Schlamm und das zu reinigende Abwasser unter Sauerstoffzufuhr gemischt, im l-Tacllklärbecken erfolgt die Schlammabtrennun6C durch Sedimentation oder Flotation. Der Nachklärbeckenablauf wird einem Vorfluter oder einer weiteren Behandlungsstufe zugeführt, während der abgeschiedene Schlamm in das Belebungsbecken zurückgegeben oder, teilweise, als Überschuß schlamm entfernt wird.
• Eine besondere Betriebsweise des Belebungsverfahrens stellt die getrennte Regenerierung des Rücklaufschlammes aus dem Nachklärbecken dar. Diese Verfahrensvariante ist unter der Bezeichnung "Biosorption", "Kontakt-Stabilisation" oder "Schlamm-Kontakt-Verfahren" bekannt. Bei diesem Verfahren wird das Belebungsbecken unterteilt in ein Wontaktbecken, in dem Abwasser und wiederbelüftotor Rücklaufschlamm gemischt und belüftet werden, und in ein Rücklaufschlamm-Wiederbelüftungsbecken. Dabei gelangt der Schlamm aus dem Machklärbecken mit der dort erzielten hohen Feststoffkonzentration zuerst in dos Wiederbelüftungsbecken und wird erst nach einer vorgegebenen Verweilzeit in diesem Becken lli- dem zu reinigenden Abwasser im Kontaktbecken vermischt. Das Verfahren bietet gegenüber dem üblichen Betrieb einorsei Ls verschiedene Vorteile: - Die unter Belüftung gehaltene Belebtschlammenge ist, bezogen auf Trockensubstanz (Biomasse), erheblich größer als befti. -üblichen Betrieb.
• - Der im Wiederbelüftungsbecken defindliche Schlamm ist als ständig vorhandene Einsatzreserve für den Fall vorhanden, claß Stoffe mit giftig wirkenden Bestandteilen, die in gemischten häuslichen und gewerblich-indusiriollen Abwässern erfahrungsgemäß häufig kurzzeitig auftreten, den im Kontaktbecken vorhandenen Schlamm schädigen.
• - Die Schlammindexwerte (Schlammirockensubstanz in Gramm pro Milliliter abgesetsten Schlammes aus einem Liter Belebungsbeckeninhalt nach 30 Minuten Absetzzeit) sind kleiner als bei dem üblicherweise angewandten Belebtschlammverfahren.
• Damit verbessern sich die Abtrenneigenschaften des Schlammes im Nachklärbecken, und das Kontaktbecken kann mit höheren Feststoffgehalten (Biomasse) betrieben werden, als dies beim üblichen Belebtschlammverfahren möglich ist.
• Es hat sich ezeigt, daß das Verfahren unter Verwendung einer Anlage mit Schlamm-Kontakt-Verfahren als erste Stufe einer zweistufigen Belebungsanlage zur Reinigung schwieriger erlischt er häuslicher und industrieller tswässer gut geeignet ist.
• Andererseits ist dieses Verfahren als alleinige Stufe zur Abwasserreinigung auf die normalerweise vom oen Aufsichtsbehörden geforderten 20 mg BSB5 (Biochemischer Sauerstoffbedarf in 5 Tagen) im Endablauf für Abwasser mit starken Schwankungen der Abwassermengen, wie z.B.
• im Falle statischer Abwässer, nicht geeignet, weil bei der bisher durchgeführten Raumaufteilung die Raumgrößen für das Kontaktbecken und das Wiederbelüftungsbecken unveränderlich festgelegt waren und sich daraus in dem Kontaktbecken sehr unterschiedlich lange Abwasserbehandlungszeiten ergeben haben, die dem Ziel des Verfahrens, eine Rücklösung von adsorbierten Stoffen durch Begrenzung der Kontaktzeit zu verhindern, entgegenstehen.
• Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung dieser Nachteile eine flexible Anpassung der Belüftungszeit im Kontaktbecken an den Abwasserzufluß und damit die zur Erzielung eines guten BSB-Abbaues erwünschten möglichst gleichmäßigen Belüftungszeiten im Kontalitbecken zu erreichen.
• Zur Lösung dieser Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß ein modifiziertes Belebungsverfahren vorgeschlagen, bei dem das beliiftete oder in sonstiger Weise mit Sauerstoff versorgte Belebungsbecken in eine Vielzahl von Kammern unterteilt ist, die miteinander in Verbindung stehen, und bei dem eine oder mehrere dieser Kammern wahlweise zur getrennten Regeneration des Rücklaufsohlammes aus der Nachklärung oder zur Vermischung und Belüftung von Abwasser und wiederbelüftetem Rücklauf schlamm eingesetzt werden.
• Zur Durchführung des Verfahrens kann das Belebungsbecken derart unterteilt sein, daß es aus einem Kontaktbecken und einell Wiederbelüftungsbecken sowie aus einer oder mehreren Kammern besteht, die wahlweise als (weitere) Kontaktbecken und/oder Wiederbelüftungsbecken eingesetzt werden können.
• Vorzugsweise ist das Wiederbelüftungsbecken in derartige Kammern aufgeteilt.
• Die- Anordnung ?er Becken bzw. Kammern kann so getroffen sein, daß ein Becken und/oder eine Kammer stets als Kontaktbecken und ein Becken und/oder eine Kammer stets als Wiederbelüftungsbecken dienen, während die übrigen Kammern wahlweise als (weitere) Kontaktbecgen oder Wi ederbelt'ftungsbecken eingesetzt werden.
• Dabei kann so verfahren werden, daß das Kontaktbecken stets mit Rohwasser (Abwasser ) beschickt wird, während Rücklaufschlamm aus dem Nachklärbecken zunächst in das Wiederbelüftungsbecken bzw. in eine stets der Wiederbelüftung dienende Kammer im Wiederbelüftungsbecken und von dort in eine oder mchrere Kammern geleitet wird, in denen bei geringen Rohwasserzufluß eine (weitere) Schlammwiederbelüftung stattfindet, während bei ansteigendem Rohwasserzufluß darin, ggfs. stufenweise von Kammer zu Kammer, zum Kontaktbetrieb übergegangen wird, bei dem Abwasser und wiederbelüfteter Rücklaufschlamm gemischt und belüf tot werden.
• Vorzugsweise wird der wahlweise Betrieb der Wiederbelüftung (Regeneration des Rücklaufschlamms) oder des Kontaktbeckens (Vermischung des Rohwassers mit dem wiederbelüftete Rücklaufschlamm unter Sauerstoffzufuhr) mittels selbsttätig arbeitender Rohwasserverteilung erreicht, die vorteilhaft mit einer festzulegenden Grundlast ein Becken bzw. eine Kammer, die stets als Kontaktbecken dient, mit Rohwasser beschickt und bei und je nach steigendem Rohwasserzufluß eine oder mehrere weitere Kammern mit deri die Grundlast übersteigendem Rohwasser beschickt.
• Dabei kann auch so vorgegangen werden, daß von Becken bzw. Kammer zu Kammer mit wiederbelüftetem Rücklaufschlamm vermischtes Abwasser abgegeben wird.
• Lediglich ein Becken bzw. eine Kammer muß zweckmäßigerweise stets der Regeneration des aus der Wachklärung stammenden Rücklaufschlamms (Wiederbelüftung) vorbehalten bleiben.
• Die Zuführung des Rücklaufschlamms aus dem Hachklärbecken kann entweder in das Becken bzw. die Kammer, die nur der Wiederbelüftung dient, und je nach Bedarf direkt in eine oder mehrere der für wahlweisen Betrieb vorgeseheqen Kammern erfolgen oder zunächst in das Widerbelüftungsbecken vorgenommen und von diesem als wiederbelüftet er Rücklaufschlamm, ggfs. von Kammer zu Kammer, in die für wahlweisen Betrieb vorgesehenen Kammern geleitet werden.
• Bei dem erfindungsgemäßen Verb wahren wird somit vorzugsweise ein Teil des Rücklaufschlammwiederbelüftungsbeckens in mehrere, von Fall zu Fall in verschieden großer Anzahl einzurichtende und miteinander in Verbindung stehende Kammern unterteilt, die bei geringeren Abwasserzuflüssen zur Schlammwiederbelüftung dienen, bei größeren Abwasserzuflüssen dagegen selbsttätig in Anpassung an die Abwassermengen die gleiche Funktion wie das Kontaktbecken übernehmen und damit dessen Nutzvolumen vergrößern.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben: B e i s p i e l lack dem Erlaß des Ministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Umwelt des Landes Baden-Württember über die Richtwerte für die Bemessung von Kläranlagen (Gemeinsames Amtsblatt des Landes Baden-Württemberg, Ausgabe A, 22. Jahrgang, 1974 Nr. 14 v. 14.6.1974) sind für die Bemessung von Klärwerken im Regelfall anzusetzen: Spezifischer Schmutzanfall für z. B. 50.000 Einwohner: 220 Liter Abwasser/Einwohner und Tag.
• Als stündliche Treckenwetterspitze 1/14 der Tagesabwassermenge in m³/h, d.s. ############# = 786 m³/h, Als gelöste, nicht absetzbare Gesamtverschmutzung 45 g BSB5/Einwohner und Tag, d.s. 50.000 . 0,045 = 2.250 kg BSB5/d.
• Bemessung von Belebungsbecken nach dem Erlaß: Zur Erzielung eines Rest-BSB5 von 20 mg/l soll eine BSB-Raumbelastung von 1,0 kg BSB5/m³ Beckenvolumen und Tag eingehalten werden. Das Schlammtrockengewicht im Becken ist mit 3,3 kg TS/M³ anzusetzen.
• Folgende Belüftungszeiten sollen nicht unterschritten werden: 2 Stunden bei Trockenwetterzufluss Stunde bei Regenwetterzufluss.
• 3ei Einhaltung der Bemossungswerte des Brlasses hat das Belebungsbecken 2.250 m³ Nutzvolumen. Die unter Belüftung stehende Belebtschlammtrockensubstanz beträgt 2.250 . 3,3 = 7.425 kg TS und damit die Schlammbelastung 2.250 # 7.425 = 0,3 kg BSB5/kg TS und Tag.
• Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird wie folgt bemessen (Bemessungsbeispiel): Für 50.000 Einwohner Trockenwetterspitze 1/14 786 m³/h Tagesmittel bei Trockenwetter 1/8 611 m³/h Nachmittel bei Trockenwetter 1/36 306 m3/h a) Gesamtgröße Kontaktbecken plus Wiederbelüftungsbecken 3. Trockenwetter (3 # 786) 2.358 m³ aufgerundet auf 2.400 m³ Gesamtnutzvolumen b) Mindestgröße für das Kontaktbecken 2,5 # Nachmittel (2,5 # 3,6) 765 m³ aufgerundet auf 800 m³ Nutzvolumen c) Größtes Volumen für das Wiederbelüftungsbecken 2.400 - 800 1.600 m³ Nutzvolumen d) Kleinstes Volumen für das Wiederbelüftungsbecken, Belüftungszeit eine Stunde für 100 % Rücklaufschlamm bei Trockenwetterspitze 1. Trockenwetterspitze 786 m³ aufgerundet auf 800 m³ Nut zvolumen e) Aufteilung des verbleibenden Nutzvolumen von 800 m3 in 5 Kammern à 160 m³ Nutzvolumen, die in selbsttätiger Anpassung an die zufließende Abwassermenge eine Auf enthaltszeit von mindestens zwei Stunden in Kontaktbecken gewährleisten.
• f) Beispiel für Trockenwetter f1 @achtmittelzufluß 306 m3/h Theoretische Aufenthaltszeit im Kontaktbecken 800 : 30 2, Stunden Rücklaufschlammförderung 400 m3/h Theoretische Aufenthaltszeit im Wiederbelüftungsbecken 1.600 : 400 4 Stunden f2 Tagesspitzenzufluß 786 m3/h Theoretische Aufenthaltszeit im Kontaktbecken (800 + 800) : 786 2,04 Stunden Rücklaufschlammförderung 400 m3/h Theoretische Aufenthaltszeit im Wiederbelüftungsbecken 800 : 400 2 Stunden Durch eine besondere Bauart des Nachklärbeckens, die nicht Gegenstand dieser Anmeldung ist, kann eine optireale Eindickung des Rücklauf schlammes erzielt werden.
• Die Rücklaufschlamm-engen können deshalb kleiner gehalten werden als bei Nachklärbecken üblicher Bauart.
• @- Tasesmittelzufluß 611 m3/h ) Theoretische Aufenthaltszeit im Kontaktbecken (800 + 450) : 611 2,05 Stunden Rücklaufschlammförderung 400 m3/h Theoretische Aufenthaltszeit im 2,88 Stunden Wiederbelüftungsbecken Die Kammern des Wiederbelüftungsbeckens stehen miteinander in Verbindung und übernehmen zum Teil wahlweise die Funktion der getrennten Regeneration des Rücklaufschlammes aus der Machklärung oder die des Kontaktbeckens bei Vermischung des zu reinigenden Abwassers mit dem Rücklaufschlamm.
• Der wahlweise Betrieb wird erreicht durch eine selbsttätig arbeitende Rohwasserverteilung. Diese beschickt mit einer festzulegenden Grundlast das Kontaktbecken.
• Andererseits gelangt der Rücklaufschlamm aus der Nachklärung in das Kontaktbecken, nachdem er zur Regeneration ein stets bleibendes Wiederbelüftungsbeckenvolumen und eine Vielzahl von Kammern passiert hat, die bei geringem Abwasserzufluß zur Schlammwiederbelüftung dienen uno mi steigendem Rohwasserzufluß durch die Rohwasserverteilung stufenweise zum kontaktbeckenbetrieb übergehen, so daß das Kontaktbeckenvolumen ver;;röß e rt wird.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht so gegenüber dem bekannten Schlamm-Kontakt-Verfahren eine flexible Anpassung der Belüftungszeit im Kontaktbecken an den Abwassermengenzufluß. Zur Erzielung eines guten BSB-Abbaues werden dadurch möglichst gleichmäßige Belüftungszeiten im Kontaktbecken erreicht. Die Rücklöglichkeit von BSB5-verurschenden Stoffen infolge zu langer Belüftungszeit im Kontaktbecken beim Machtzufluß mit dem bekannten Verfahren entfällt. Raum- und Schlammbelastungen sowie Verweilzeiten im Kontakt becken werden im Verlauf des Tages- in einem nur gering schwankenden Bereiclt gehalten, wogegen sie bei dem bekannten Verfahren stark wechseln, was zur Verschlechterung der Endablaufqualität beigetragen hat.
• Patentansprüche:

Claims (10)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur aeroben biologischen Abwasserreinigung mit einem Belebungsverfahren unter Verwendung eines belüfteten oder in sonstiger Weise mit Sauerstoff versorgten Belebungsbeckens und eines Machklärbeckens, wobei im Belebungsbecken voneinander getrennt die Vermischung und Belüftung von Abwasser und Rücklaufschlamm sowie die Wiederbelüftung aus der Nachklärung zugefübrte Rücklaufsshlammes erfolgen und der Rücklaufschlamm aus dem Nachklärbecken zunächst wiederbelüftet und darauf zur Abwaserreinigung unter Sauerstoffzufuhr mit dem Abwasser vermischt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Belebungsbecken in eine Vielzahl von Kammern unterteilt ist, die niteinander in Verbindung stehen, und daß in einer oder mehreren dieser Kammern wahlweise eine Wiederbelüftung des Rücklaufschlammes oder eine Vermischung und Belüftung von Abwasser und wiederbelüftetem Rücklaufschlamm durchgeführt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Belebungsbecken aus einem Kontalitbecken und einem Wiederbelüftungsbecken sowie aus einer oder mehrere Kammern besteht, die wahlweise als (weitere) Kontaktbecken und/oder Wiederbelüftungsbecken eingesetzt werden können.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Belebungsbecken aus einem Kontaktbecken sowie aus einem in zwei oder mehr Kammern unterteilten l-tiederbelüftungsbecken besteht.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenzeichnet, daß ein Becken und/oder eine Kammer stets als Kontaktbecken und ein Becken und/oder eine Kammer stets als Wiederbelüftungsbecken arbeiten, während die iibrigen Kammern wailiweise als Kontaktbecken oder als Wiederbelüftungsbecken eingesetzt werden.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktbecken stets mit Rohwasser beschickt wird, während Rücklaufschlamm aus dem Nachklärbecken zunächst in das Wiederbelüftungsbecken und von dort in eine oder mehrere Kammern geleitet wird, in denen bei geringem Rohwasserzufluß eine weitere Schlammwiederbelüftung erfolgt, während in ihnen bei ansteigendem Rohwasserzufluß, ggfs. stufenweise von Kammer zu Kammer.

   zum Kontaktbetrieb übergegangen wird.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der wahlweise Betrieb der Kammern durch eine selbsttätig arbeitende Rohwasserverteilung gesteuert wird.
7. @. Verfahren nach einem der @nsprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei ansteigendem Rohwasserzufluß von Becken bzw. Kammer zu kammer mit wiederbelüftetem Rücklaufschlamm vermischtes Abwasser abgegeben wird.
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß die Zuführung des Rücklaufschlammes aus dem Nachklärbecken in das Wiederbelüftungsbecken bzw. in die der Wiederbelüftung dienende Kammer und je nach Rohwasserzufluß direkt in eine oder mehrere der iw. wahlweisen Betrieb vorgesenenewl Kammern erfolrt.
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß der Rücklaufschlamm aus dem Hachklärbecken in das Wiederbelüftungsbecken bzw. in die der Wiederbelüftung dienende Kammer geleitet und hieraus wiederbelüfteter Rücklaufschlamm je nach Rohwasserzufluß, ggfs. von Kammer zu Kammer, in eine oder mehrere der für wahlweisen Betrieb vorgesehenen Kammern abgegeben wird.
10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einem Becken bzw.

    einer Kammer stets Vermischung von Abwasser mit belüftetem Rücklaufschlamm unter Sauerstoffzufuhr und in wenigstens einer anderen Kammer bzw. einem Becken stets Wiederbelüftung von Rücklauf schlamm stattfinden.