DE2749971C2

DE2749971C2 - Verfahren zur Behandlung von Abwasser

Info

Publication number: DE2749971C2
Application number: DE2749971A
Authority: DE
Inventors: Richard V. Milton Ontario Laughton
Original assignee: CANADA MORTGAGE AND HOUSING CORP OTTAWA ONTARIO CA; Canada Mortgage And Housing Corp Ottawa Ontario
Current assignee: Canada Mortgage And Housing Corp Ottawa Ontario
Priority date: 1976-11-08
Filing date: 1977-11-08
Publication date: 1986-06-26
Also published as: FR2369999A1; DE2749971A1; FR2369999B1; GB1544341A; IL53293A; CA1062380A; ZA776470B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Abwasser nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Verfahren ist beschrieben in »JWPCF«, Vol. 34, Nr. 9, 1962, Seiten 920—93!. Bei diesem Verfahren enthält die aus dem zv-aiten Behälter in den ersten Behälter zurückgeführte Flüssigkeit beträchtliche Mengen an gelöstem Sauer»tcff, und wenn der Gehalt an gelöstem Sauerstoff im ersten Behälter zu hoch wird, muß daher die Menge der rückgt uhrten Flüssigkeit vermindert werden. Dadurch ist es bei dem bekannten Verfahren nicht möglich, mit einer hohen, im wesentlichen gleichbleibenden Rückführrate von Abwasser aus dem zweiten Behälter zu arbeiten.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein derartiges Verfahren, wie es im Oberbegriff des Patentanspruchs wiedergegeben wird, so weiterzubilden, daß bei hoher, im wesentlichen gleichbleibender Rückführrate von Abwasser aus dem zweiten, aerob betriebenen Behälter in den Denitrifikationsbehälter in letzterem die Aufrechterhaltung anosischer Bedingungen gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch die im Kennzeichen dieses Anspruchs wiedergegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren laufen die zum Abbau der Verunreinigungen führenden Reaktionen in jedem der beiden Behälter ab, während das Abwasser einen nach unten in den jeweiligen Behälter führenden Strömungsweg durchströmt. Üblicherweise läßt man dabei die Flüssigkeit im Inneren eines jeden Behälters unter der Einwirkung einer Lufthebung zirkulieren, um innerhalb des Behälters eine im wesentlichen gleichförmige Suspension, die sogenannte Mischflüssigkeit, zu erhalten, wobei im Denitrh'ikationsbehälter stets anoxische Verhältnisse vorliegen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein einziger gemischter Mikrobenschlamm verwendet. Die verschiedenen Reaktionen laufen ab, wenn ein solcher Schlamm die unterschiedlichen Bedingungen in den beiden Behältern durchläuft. Dabei hängen die dominierenden biologischen Reaktionen, die an einem bestimmten Punkt des Systems ablaufen, von der Form und Verfügbarkeit von Kohlenstoff, Stickstoff und gelöstem Sauerstoff an diesem Punkt ab.

Ein Abwasser, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt wurde und daher einen nur geringen Restgehalt an kohlenstoff- und stickstoffhaltigen Verunreinigungen hat, wird gewöhnlich einem Trennbehälter zugeführt, in dem der suspendierte Schlamm von dem behandelten Abwasser abgetrennt wird. Möglichkeiten für die Durchführung dieser Abtrennung sowie die Verwendung des abgetrennten Schlamms und die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens irn Rahmen einer komplexen Abwasserreinigung, die auch eine chemisehe Behandlungsstufe einschließt, können der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung bevorzugter Ausfütv ψ, rungsbeispiele entnommen werden.

••j Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert. Es

fS zeigt

»:l! 65 Fig. 1 ein Fließschema einer komplexen Abwasserbehandlungsanlage, innerhalb der in einer Kohlenstofft:. und Stickstoffentfernungseinheit das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird,

;':' F i g. 2 einen schematischen Querschnitt durch die Kohlenstoff- und Stickstoffentfernungseinheit zur Durch-

, ■? führung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

F i g. 3 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Trennbehälters, wie er bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird.

F i g. 1 zeigt eine stufenweise arbeitende Abwasserbehandlungsanlage 10 zur Entfernung der Verunreinigungen aus einem Abwasser.

Rohes Grundabwasser oder ein anderes zu behandelndes Abwasser wird durch eine Leitung 12 einem Sieb 14 zur Entfernung von groben Feststoffen zugeführt. Diese werden in der Leitung 16 gesammelt und verworfen. Es kann jede beliebige Siebform verwendet werden, und gewünschtenfalls kann das Sieb 14 auch weggelassen werden.

Das rohe gesiebte Abwasser wird dann durch eine Leitung 18 einer integrierten Kohlenstoff- und Stickstoffentfernungseinheit 20 zugeführt, in der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird. Diese Einheit 20 wird genauer im Zusammenhang mit den F i g. 2 und 3 beschrieben. In ihr werden kohlenstoffhaltiges Material und stickstoffhaltiges Material zusammen mit etwas PhosphatmateriaJ durch biologische Oxidations- und Reduktionsreaktionen mit einem aktiven Mikrobenschlamm und das Zellwachstum entfernt, wobei Luft durch eine Leitung 22 zugeführt wird.

Dabei gelangt das rohe gesiebte Abwasser durch die Leitung 18 in einen ersten Behälter, den Reaktionstank 24, dann durch eine Leitung 26 in einen zweiten Behälter, den Reaktionstank 28, und dann durch eine Leitung 30 in einen Trennbehälter, den Schlammseparator 32, bevor das von kohlenstoff- und stickstoffhaltigen Materialien abgereicherte Wasser aus der Behandlungseinheit 20 durch eine Leitung 34 ausgetragen wird.

In der Behandlungseinheit wird abgesetzter Aktivschlamm aus dem Schlammseparator 32 in den zweiten Reaktor 28 durch die Leitung 36 zurückgeführt Die Feststoffe der Mischflüssigkeit werden .on dem zweiten Reaktor 28 durch die Leitung 38 in den ersten Reaktor 24 zurückgeführt

Das behandelte Wasser in der Leitung 34 wird mit Alaun, der durch die Leitung 40 zugeführt wird, in einem chemischen Behandlungstank 42 kontaktierc, um eine Abscheidung von Phosphat zu bewirken.

Oberflüssiger Schlamm, der in der Behandlungseinheit 20 gebildet wird, kann aus dem Schlammseparator 32 mit der Flüssigkeit in der Leitung 34 in den Tank 42 zur chemischen Behandlung überfließen. Er wird darin zusammen mit dem chemischen Schlamm, der durch die Alaunbehandlung gebildet wird, gesammelt.

Der in den Tank 42 zur chemischen Behandlung gesammelte Schlamm v/ird periodisch oder kontinuierlich durch die Leitung 44 in einen Schlammverdicker 46 abgezogen. Die Flüssigkeit, die von dem Schlammverdicker 46 abgetrennt wird, kann durch die Leitung 48 in den ersten Reaktor 24 der Behandlungseinheit 20 geleitet werden. Sie kann auch durch die Leitung 49 in den Schlammseparator 32 geleitet werden oder in die Einlaßleitung 34 für die chemische Behandlung zurückgeführt werden, je nach der Wasserqualität der Flüssigkeit Der Abfallschlamm wird durch die Leitung 50 zum Verwerfen abgezogen.

Die chemisch behandelte Flüssigkeit wird durch die Leitung 51 in eine Ozonbehandlungskolonne 52 eingeleitet, in die Ozon durch die Leitung 54 eingeleitet wird, um weitere Verunreinigungen zu entfernen, bevor sie durch die Leitung 56 in ein Filtrationsbett 58 eingeleitet wird, um suspendierte Feststoffe zu entfernen.

Das Filtrationsbett kann von Zeit zu Zeit rückgewaschen werden, um angesammelte Feststoffe zu entfernen. Der Rückwaschabstrom kann gelagert werden und dem Tank 42 zur chemischen Behandlung während des Betriebs der Abwasserbehandlungsanlage 10 zugeführt werden.

Die gereinigte Flüssigkeit aus dem Filtrationsbett 58 kann zur Lagerung oder durch die Leitung 60 in einen Desinfektionstank 62 geleitet werden, in den Ozon durch die Leitung 64 eingeführt wird, bevor der Abstrom durch die Leitung 66 ausgetragen wird.

Die F i g. 2 zeigt eine Ausführungsform der Behandlungseinheit 20 genauer. Die einzelnen Tanks, nämlich der erste Reaktor 24, der zweite Reaktor 28 und der Schlammseparator 32, liegen in Form eines aufrechten zylindrischen Tanks mit einem kegelstumpfartigen Einsatz am unteren Teil vor, um die Ansammlung von Schlamir in den Bodenecken jedes Tanks zu verhindern.

In dem ersten Reaktortank 24 ist ein umgekehrter Trichter 110 angeordnet, wodurch der Tank 24 in eine erste Zone 112, die zwischen der Innenwand des Tanks 24 und der äußeren Oberfläche des umgekehrten Trichters 110 angeordnet ist, und eine zweite Zone 114, die innerhalb des Trichters 110 angeordnet ist und die mit der ersten Zone 112 nur am untren Ende des Trichters 110 in Verbindung steht, aufgeteilt wird. Es wird daher ein Flüssigkeitsströmungsweg durch den ersten Reaktionstank 24 in Abwärtsrichtung durch die erste Zone 112 von der Einlrßleitung 18 für das gesiebte rohe Abwasser und in Aufwärtsrichtung durch die zweite Zone 114 zu dem Austragungsrohr 26 ausgebildet, welches mit dem Hals 116 des umgedrehten Trichters 110 in Verbindung steht.

Bei einer anderen Ausführungsform kann der umgekehrte fnchter 110 vollständig weggelassen sein. Um einen Kurzschluß des Flüssigkeitsstroms durch den Tank 24 zu verhindern, kann sich das Austragungsrohr 26 nach unten in den Tank 24 erstrecken, um mit der Flüssigkeit an einem Zwischenniveau in dem Tank 24 in Verbindung zu stehen. Eine ähnliche Anordnung wird unten im Zusammenhang mit dem Tank 28 beschrieben.

Ein Rohr 118 erstreckt sich axial des umgekehrten Trichters 110 durch den Hals 116 und die zweite Zone 114 zu einem Ort, der an den Boden des Tanks 24 angrenzt.

Ein Paar Arme 120,122 erstrecken sich radial des Reaktionstanks 24 von dem oberen Ende des Rohrs 118 zu einem Ort angrenzend an die Innenwand des Tanks 24, wo sie mit Austragungsrohren 124,126 in Verbindung stehen, welche angrenzend an das vorgesehene Flüssigkeitsniveau in der ersten Zone 112 angeordnet sind.

Das Rohr 118, die Arme 120,122 und die Austragungsrohre 124,126 ergeben einen Strömungsweg von dem unteren Ende des Tanks 24 zu dem oberen Teil der ersten Zone 112 und gestatten so eine Umwälzung der Mischflüssigkeit in dem Tank 24.

Ein zweites axiales Rohr 128 erstreckt sicii durch das Rohr 118 zu dessen unteren Ende. Es dient dazu, Luft oder ein anderes saü^stoffhaltiges Gas in den Tank 24 am unteren Ende des Rohrs 118 einzuleiten, um eine innere Flüssigkeitszurückführung aufrechtzuerhalten.

Der zweite Reaktionstank 28 hat eine zylindrische Buchse 130, die sich axial des Tanks 28 erstreckt und eine

erste Zone 132 definiert, welche zwischen der Innenwand des Tanks 28 und der äußeren Oberfläche der Buchse 130 angeordnet ist. Die Buchse 130 kann gewünschtenfalls weggelassen werden.

Es wird daher ein Flüssigkeitsströmungsweg durch den zweiten Reaktionstank 28 in Abwärtsrichiung durch die erste Zone 132 von dem Einlaßrohr 26 zu dem Austragungsrohr 30, welches sich zum unteren Ende der Buchse 130 erstreckt, ausgebildet. Die Flüssigkeit strömt daher durch die Kombination der zwei Reaktionstanks 24 und 28 von dem Abwassereinlaßrohr 18 in Abwärtsrichtung um die Außenseite des umgekehrten Trichters 110 herum, in Aufwärtsrichtung zu dem Austragungsrohr 26 innerhalb des umgekehrten Trichters 110 und in Abwärtsrichtung von dem Eintrittsrohr 26 um die Außenseite der Buchse 130 herum zu dem Austragungsrohr 30 innerhalb der Buchse 130. Wenn der Trichter 110 weggelassen wird und sich das Austragungsrohr 26 nach unten

ίο in den Tank 24 hineinerstreckt, dann strömt die Flüssigkeit in dem ersten Tank 24 in Abwärtsrichtung von dem Abwassereintrittsrohr 18 zu dem Austragungsrohr 26.

Gewünschtenfalls kann der zweite Reaktionstank 28 mit einem umgekehrten Trichter in identischer Weise zu dem Tank 24 versehen sein, wobei die Austragungsleitung 30 mit dem oberen Ende des umgekehrten Trichters in Verbindung steht. In diesem Falle strömt Flüssigkeit innerhalb des Trichters nach oben zu dem Austragungsrohr 30.

Ein Rohr J36 erstreckt sich axial der Buchse 130 von deren Oberseite durch die !nnenzone 134 der Buchse 130 und grenzt dann an den Boden des Tanks 28 an. Ein Paar Arme 138 und 140 erstrecken sich radial des Reaktionstanks 28 vom oberen Ende des Rohrs 136 zu einer Stelle, angrenzend an die Innenwand des Tanks 28, wo sie mit den Austragungsrohren 142 und i44 in Verbindung stehen, die angrenzend an das vorgesehene Flüssigkeitsniveau in der ersten Zone 132 angeordnet sind.

Die Rohre 136, die Arme 138,140 und die Austragungsrohre 142, 144 bilden einen Strömungsweg zwischen dem unteren Ende des Tanks 28 zu dem oberen Teil der ersten Zone 132 und gestatten so eine Umwälzung der Mischflüssigkeit in dem Tank 28.
Ein zweites axiales Rohr 146 erstreckt sich durch das Rohr 136 zu dessen unterem Ende. Es dient dazu, Luft oder ein anderes molekularen Sauerstoff enthaltendes Gas in den Tank 28 am unteren Ende des Rohrs 136 einzubringen, um die Umwälzung der Flüssigkeit aufrechtzuerhalten und den erforderlichen Sauerstoff zur Verfügung zu stellen, wie es unten näher beschrieben werden wird.

Ein drittes Rohr 148 erstreckt sich im Inneren der Buchse 13C parallel zu dem Rohr 136 zu einem Ort, angrenzend an das untere Ende des Tanks 28. Es steht an seinem oberen Ende mit dem Zurückführungsrohr 38 in Verbindung, welches sich in den ersten Tank 24 erstreckt. Das dritte Rohr 148 und das Rohr 38 bilden einen Strömungsweg vom unteren Ende des zweiten Tanks 28 zum oberen Teil der ersten Zone ί 12 in dem ersten Tank 24 zur Zurückführung der Mischflüssigkeit aus dem zweiten Tank 28 in den ersten Tank 24 aus.

Ein viertes Rohr 150 erstreckt sich axial des Rohrs 148, um an dessen unteres Ende anzugrenzen. Es dient dazu. Luft in das Rohr 148 einzuleiten, um eine Luftförderung der gemischten Flüssigkeit entlang des Zurückführungs-Strömungswegs von dem zweiten Tank 28 zu dem ersten Tank 24 zu erzielen.

In dem Schlammseparatortank 32 ist ein umgekehrter Trichter 152 angeordnet, wodurch die Kläreinheit in Zonen aufgeteiii wird, daß ein Sirömungsweg der Flüssigkeit von dem Einlaßrohr 30 zunächst in Abwärtsrichtung zwischen der äußeren Wand des umgekehrten Trichters 152 und der inneren Wand des Tanks 32 und sodann in Aufwärtsrichtung im Inneren des umgekehrten Trichters zu dem Auslaßrohr 34 ausgebildet wird.

Ein Rohr 154 erstreckt sich axial des umgekehrten Trichters 152 durch den Hals 156 zu einer Stelle, die an den Boden des Schlammseparatortanks 32 angrenzt Das Rohr 154 steht an seinem oberen Ende mit dem Zurückführungsrohr 36 in Verbindung, so daß die Rohre 154 und 36 einen Strömungsweg zwischen dem unteren Ende des Tanks 32 und dem oberen Teil der ersten Zone 132 in dem zweiten Reaktionstank 28 zur Zurückführung des abgesetzten Schlammes in den zweiten Reaktionstank 28 ausbilden.

Ein zweites Rohr 158 erstreckt sich im Inneren des Rohrs 154 zu einer Stelle, angrenzend an dessen unteres Ende, um Luft in das Rohr 154 einzuleiten, damit Schlamm entlang des Zurückführungsströmungswegs aus dem Klärtank 32 in den zweiten Reaktionstank 28 luftgefördert wird.

Der Schlamm, der durch die Behandlungseinheit 20 strömt, ist ein Blähschlamm, d. h. eine Kombination aus fadenförmigen Organismen und Stickstoffgasbläschen, die innerhalb der Mischflüssigkeit enthalten sind. Es

so wurde festgestellt, daß ein mäßiges Rühren der Mischflüssigkeit das Absetzen verstärkte, wodurch eine Koapulierung der Schlammteilchen zu einer schwereren Masse bewirkt wurde. Es wird bevorzugt, die einströmende Flüssigkeit in den Schlammseparatortank 32 als langsam rotierende Masse außerhalb des umgekehrten Trichters 152 vorzusehen, um eine Flockulierung des Schlamms um den umgekehrten Trichter 152 herum zu verbessern und die Absetzbarkeit des Schlamms zu erhöhen. Eine typische Umdrehungsgeschwindigkeit ist etwa 1,5 Umdrehungen pro min.

Wie aus der Draufsicht der F i g. 3 ersichtlich wird, kann eine Rotation der Flüssigkeit innerhalb des Klärtanks 32 erhalten werden, indem man die eintretende Beschickung in der Leitung 30 in drei gesonderte Ströme 160,162 und 164 auftrennt, die um die Außenseite des Trichters 152 in ungefähr tangentialer Weise ausgetragen werden.
Beim Betrieb der Behandlungseinheit 20 wird Kloakenwasser oder ein anderes Abwasser, das durch die

eo Leitung 18 in den ersten Reaktionstank 24 eingeleitet wird, mit zurückgeführter Mischflüssigkeit von dem zweiten Tank 28 und der im Tank 24 umgewälzten Mfschflüssigkeit vermischt Die Rezirkulierungsgeschwindigkeit der Mischflüssigkeit innerhalb des Tanks 24 ist ausreichend, um den Schlamm innerhalb des Tanks 24 in im wesentlichen gleichförmiger Suspension zu halten.

Der in der Flüssigkeit an der Oberseite der Zone 112 gelöste Sauerstoff und Sauerstoff, der durch Einspritzen der Zurückführungsströme in die Flüssigkeit im ersten Tank aufgenommen wird, wobei ein momentan höherer Gehalt an gelöstem Sauerstoff erhalten wird als in der Flüssigkeit, die den Tank 28 durch die Leitung 38 verläßt, ist ausreichend, daß zuerst aerobe Reaktionen im Strömungsweg der Flüssigkeit durch den Tank 24 aufrechterhalten werden mit Einschluß einer Umwandlung von ammoniakalischem Stickstoff zu Nitrat- und/oder Nitrit-

stickstoff und Umwandlung von kohlenstoffhaltigem Material zu Kohlendioxid. Es wird bevorzugt, an der Oberseite der Zone 112 eine Konzentration an gelöstem Sauerstoff von weniger als etwa 0,5 mg/1 vorzusehen.

Wenn sich die Flüssigkeit nach unten durch die Zone 112 bewegt, wird der für aerobe Reaktionen verfügbare Sauerstoff rasch verringert und es beginnt eine anoxische Umwandlung von Nitrat· und/oder Nitritstickstoff zu Slicksloffgiis (Denitrifikation) mit einem damit verbundenen Verbrauch an gelöstem Kohlenstoff. Dies führt zu einer typischen Konzentration von gelöstem Sauerstoff am unteren Ende des Tanks von weniger als 0,1 mg/1. Durch die Denitrifikation wird die Nitrat- und/oder Nitritkonzentration der Flüssigkeit zu einem niedrigen Wert vermindert.

Anoxische Reaktionen herrschen in dem Reaktionstank 24 vor. Durch diese Reaktionen wird zusammen mit dem Zellwachstum der Kohlenstoffgehalt des eintretenden Abwassers fast vollständig eliminiert. Das Zeliwachsturn trägt auch zu einer gewissen Stickstoff- und Sauerstoffentfernung bei. Etwas Mischflüssigkeit wird innerhalb des Tanks 24 durch das Rohr 118 zurückgeführt. Diese zurückgeführte Mischflüssigkeit wird während der Zurückführung oxygeniert, wodurch der erforderliche gelöste Sauerstoff in der Mischflüssigkeit erhalten wird, und die Mischflüssigkeit wird durchgemischt. Gase, die sich in dem ersten Reaktionstank 24 bilden, werden abgelassen.

Die Rezirkulationsgeschwindigkeit der gemischten Flüssigkeit von dem zweiten Tank 28 durch die Leitung 38 ist größer als die Fließgeschwindigkeit der zugeführten Flüssigkeit durch die Leitung 18. Bei steigender Zurückrührungsgeschwindigkeit nimmt die Schlammkonzentration im Tank 24 zu, wodurch die Stickstoffentfernungsfähigkeit des Keaktors auf ein Maximum erhöht wird. Gewöhnlich beträgt die Zurückführungsgeschwindigkeii durch die Leitung 38 etwa 200 bis etwa 500% der Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit in den Tank 24 durch die Leitung 18.

Bei der Beschreibung der Bedingungen, die in dem ersten Tank 24 vorliegen, wird die Bezeichnung »anoxische« im Gegensatz zu »anaerob« bevorzugt, da letztere Bezeichnung auf eine vollständige Abwesenheit von Sauerstoff hinweist, während die erstere Bezeichnung die Anwesenheit von Sauerstoff, wie es im Tank 24 der Fall ist, zuläßt.

Mischflüssigkeit, die von dem Tank 24 in den zweiten Tank 28 überfließt und die einen niedrigen Gehalt an gelöstem kohlenstoffhaltigem Material und Nitrat- und/oder Nitritstickstoff aufweist, die jedoch immer noch die Hauptmenge des ammoniakalischen Stickstoffs des ursprünglichen Abwassers enthält, wird mit dem zurückgeführten abgesetzten Schlamm vom Schlammseparator 32 und umgewälzter oxygenierter Mischflüssigkeit im Tank 28 vermischt, wodurch eine Mischflüssigkeit an der Oberseite der Zone 132 erhalten wird, welche eine hohe Konzentration an gelöstem Sauerstoff hat.

Die Umlaufgeschwindigkeit der Mischflüssigkeit im Reaktionstank 28 ist erheblich höher als innerhalb des Tanks 24, und zwar wegen der erforderlichen höheren Konzentration an gelöstem Sauerstoff in dem Tank 28. Sie dient dazu, die Aufschlämmung innerhalb des Tanks 28 in im wesentlichen gleichförmiger Suspension zu halten.

In dem Tank 28 sollte die Konzentration des gelösten Sauerstoffs in der Mischflüssigkeit an der Oberseite der Zone 132 ausreichend sein, daß hauptsächlich aerobe Bedingungen innerhalb der Zone 132 ausgebildet werden. Vorzugsweise ist die Konzentration an gelöstem Sauerstoff mehr als 2 mg/1.

Die aeroben Bedingungen, die in dem Tank 28 vorherrschen, führen zu einer Umwandlung von ammoniakalischem Stickstoff in Nitrat- und/oder Nitritstickstoff, bis der Sauerstoffgehalt nicht ausreicht, daß aerobe Bedingungen aufrechterhalten werden und anoxische Reaktionen stattfinden. Die Konzentration an gelöstem Sauer- 41" stoff der Mischflüssigkeit, die in das Rohr 148 eintritt, um in den ersten Reaktionstank 24 zurückgeführt zu werden, ist ungefähr genauso groß wie diejenige der Mischflüssigkeit an der Oberseite der Zone 112 in dem Tank 24 und vorzugsweise weniger als 0,5 mg/1.

Das Sauerstoffvolumen, das in der Behandlungseinheit 20 zur Entfernung von stickstoffhaltigen und kohlenstoffhaltigen Verunreinigungen verwendet wird, ist erheblich geringer als von der Environmental Protection Agency (EPA), USA. für ausgedehnte belüftete Abwasserbehandlungsanlagen — denen das erfindungsgemäße System am stärksten ähnlich ist — empfohlen wird.

Bei dem erfindungsgemäß vorgesehenen Abwasserbehandlungssystem werden kohlenstoffhaltige Verunreinigungen in dem eintretenden Abwasser hauptsächlich durch Oxidation durch den Sauerstoff, der mit Stickstoff in dem Nitrat und/oder Nitrit chemisch gebunden ist, in dem ersten Tank 24 unter anoxischen Bedingungen entfernt, obgleich eine gewisse Entfernung des kohlenstoffhaltigen Materials durch eine direkte Oxidation unter aeroben Bedingungen und ein Zellwachstum stattfindet Die Anwendung von chemisch gebundenem Sauerstoff zur Oxidation von kohlenstoffhaltigem Material führt auch zur Umwandlung von Nitrat und/oder Nitrit in Stickstoffgas, wodurch diese Verunreinigung entfernt wird.

Gemäß der Erfindung ist Sauerstoff in dem System hauptsächlich deswegen erforderlich, um ammoniakalisehen Stickstoff in dem eintretenden Abwasser zu Nitratstickstoff zu oxidieren. Diese Sauerstoffanwendung steht im ausgeprägten Gegensatz zu herkömmlichen Abwasserbehandlungssystemen, wo Sauerstoff dazu verwendet wird, um sowohl kohlenstoffhaltiges Material als auch ammoniakalischen Stickstoff zu oxidieren, bevor eine nachfolgende Entfernung des resultierenden Nitrat- und/oder Nitritstickstoffs durch biologische Denitrifikation unter Anwendung einer zugesetzten Kohlenstoffquelle, wie z. B. Methanol, erfolgt Dieser fundamentale ω Unterschied ermöglicht die Anwendung von erheblich weniger Sauerstoff als es vom EPA für ausgedehnte belüftete Anlagen empfohlen wird.

Der Sauerstoff, der in den zweiten Tank 28 eingeleitet wird, wird so kontrolliert, daß die obenerwähnten hauptsächlich aerobischen Bedingungen erhalten werden. Vorzugsweise wird die Sauerstoffbeschickungsgeschwindigkeit so kontrolliert, daß gewährleistet wird, daß anoxische oder im wesentlichen anoxische Bedingun- &5 gen in der Flüssigkeit vorherrschen, welche den Tank 28 zur Zurückführung in den Tank 24 verläßt, so daß hauptsächlich anoxische Bedingungen in dem Tank 24 vorliegen und wirksame anoxische Reaktionen stattfinden

Die Beschickungsgeschwindigkeit des Abwassers durch die Leitung 18 in die Behandlungseinheit 20 kann durch Anwendung geeigneter Fließausgleichungssysteme im wesentlichen vonstant gehalten werden. Eine der Vielseitigkeiten der Behandlungseinheit 20 besteht jedoch darin, daß diese dazu imstande ist. variierbare Ströme des eintretenden Abwassers bis zu der hydraulischen Grenze des Systems sowie variierbare Konzentrationen der Verunreinigungen in dem eintretenden Abwasser zu handhaben und daraus wirksam stickstoffhaltige und kohlenstoffhaltige Materialien zu entfernen. Wenn die Einheit 20 unter variierbaren Strömungsbedingungen betrieben wird, dann wird es gleichfalls bevorzugt, die Sauerstoffströmungsgeschwindigkeit in den zweiten Tank 28 zu variiere), daß in diesem Tank hauptsächlich aerobe Bedingungen und in dem Tank 24 hauptsächlich anoxische Bedingungen aufrechterhalten werden.

ίο Bei dem in der gezeigten Ausführungsform der Erfindung verwendeten Zwei-Reaktionstank-System sind die Verunreinigungen in dem eintrstenden Abwasser einem symbiotischen Prozeß mit einem einzigen biologischen Schlamm unterworfen, bei dem die Verunreinigungen zunächst aeroben Reaktionen über einen kurzen Zeitraum und sodann anoxischen Bedingungen in dem Tank 24 unterworfen werden und sodann aeroben Bedingungen über einen langen Zeitraum und hierauf anoxischen Bedingungen in dem Tank 28 unterworfen werden, wobei eine Zurückführung von dem Tank 28 in den Tank 24 vorgesehen ist, um eine Verarmung an Nitrat- und/oder Nitritstickstoff zu bewirken.

Der biologische Schlamm in beiden Tanks ist zwar der gleiche, doch treten unterschiedliche Reaktionen auf, da sich gemischte Mikrobenpopulationen durch verschiedene Umweltbedingungen innerhalb der Tanks bewegen. Die Form und die Verfügbarkeit von Kohlenstoff, Stickstoff und gelöstem Sauerstoff an jedem Punkt des Tanks bestimmen die vorwiegenden mikrobiellen Reaktionen, die an diesem Punkt stattfinden.

Der Gehalt an verunreinigenden kohlenstoffhaltigen und stickstoffhaltigen Materialien wird in den Tanks durch aerobe und anoxische Reaktionen, die darin stattfinden, im Kombination mit dem Schlammzellenwachstum auf niedrige Werte gesenkt. Phosphatmaterial wird ebenfalls durch das Zellwachstum des Schlamms entfernt.

Die Mischflüssigkeit aus dem zweiten Reaktionstank 28 fließt in den Schlammseparator 32 über, worin ein Absetzen von Schlamm stattfindet, was gestattet, daß ein überstehender klarer Abstrom durch die Leitung 34 entfernt werden kann. Die periodische Verwerfung von überschüssigem Schlamm aus dem System ist erforderlieh. Dies wird in der Weise erzielt, daß Schlamm mit dem Abstrom in der Leitung 34 zu dem Tank 42 für die chemische Behandlung überfließen kann, aus dem er mit dem chemischen Schlamm durch die Leitung 44 in den Schlammverdicker 46 abgezogen wird. Alternativ kann der Schlamm auch von dem Schlammseparatortank 32 verworfen werden, indem eine Schlammpumpe verwendet wird, die mit dem Tank 32 und der Zuführungsleitung 36 verbunden ist.

Die Zurijckführungsgeschwindigkeit des abgesetzten Schlamms von dem Schlammseparator 32 durch die Leitung 36 in den Tank 28 beträgt im allgemeinen mindestens 300% des Flusses des Abwassers in den Tank 24.

Sie ist mindestens ausreichend, daß eine genügende Rotation des Schlammes in dem Tank 32 erhalten wird, daß eine Flockulierung bewirkt wird und eine hydraulische Last auf den Schlammseparator 32 ausgeübt wird, welche eine anaerobe Zersetzung des Schlamms in dem Separator verhindert.

Die Schlammkonzentration im zweiten Tank 28 variiert in einem Bereich von etwa 2500 bis etwa 6000 mg/i, vorzugsweise etwa 3400 bis etwa 4500 mg/1.

Wie oben erwähnt, bestimmt sich die Konzentration der Mischflüssigkeit in dem ersten Tank 24 durch die Zurückführungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit von dem zweiten in den ersten Tank durch die Leitung 38 im Vergleich zu dem eintretenden Strom des Abwassers durch die Leitung 18. Da die Konzentration des Nitrat-Stickstoffs in der Flüssigkeit, der aus dem Tank 24 in den Tank 28 strömt, durch eine erhöhte Schlammkonzentration in der Mischflüssigkeit in dem Tank 24 vermindert wird, wie es oben erwähnt wurde, ist das Verhältnis der Schlammkonzentration in der Mischflüssigkeit in dem Tank 24 zu derjenigen in dem Tank 28 ungewöhnlich hoch und reicht an 1 :1 heran und beträgt typischerweise etwa 0,8 :1.

Es hat sich gezeigt, daß die Behandlungseinheit 20 wirksam stickstoffhaltige und kohlenstoffhaltige Verunreinigungen entfernt. Pro einen Liter Abwasser entfernt sie etwa 0,006 bis etwa 0,057 g ammoniakalischen Stickstoff pro Tag, bezogen auf die Schlammkonzentration, vorzugsweise etwa 0,02 g NH3—N. etwa 0.011 bis etwa 0,054 g Gesamtstickstoff pro Tag, bezogen auf die Schlammkonzentration, vorzugsweise etwa 0,031 g Gesamtstickstoff, und etwa 0,017 bis etwa 0,112 g lösliche organische Kchlenstoffwerte pro Tag, bezogen auf die Schlammkonzentration, vorzugsweise etwa 0,040 g lösliche organische Kohlenstoffwerte.

Obgleich die Wirksamkeit der Entfernung der Verunreinigungen aus eintretendem Rohabwasser in dem System gemäß den F i g. 1 bis 3 entsprechend verschiedenen Faktoren variieren kann, sind doch im Einklang stehende Gesamtleistungen bei längeren Betriebszeiten von mehr als etwa 80% Stickstoffentfernung, mehr als etwa 90% Gesamtkohlenstoffentfernung und mehr als etwa 95% BODs-Entfernung durch die Behandlungseinheit 20 sowie von mehr als etwa 95% Phosphorentfernung durch die Behandlungseinheit 20 und den Tank 42 zur chemischen Behandlung festgestellt worden.
Die BOD₅-Werte sind die Werte des biochemischen Sauerstoffbedarfs von 5 Tagen.

Die Behandlungseinheit 20 arbeitet in Abwesenheit von zugesetzter Aktivkohle wirksam. Es hat sich gezeigt, daß die Anwesenheit von zugesetzter Aktivkohle wenig oder keinen Effekt auf die Entfernung der verunreinigenden Stoffe ausübt, obgleich das Vorhandensein von Aktivkohle die Absetzbarkeit des Schlamms verbessern kann.
Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert.

Beispiel 1

Ein Abwasserbehandlungssystem gemäß Fig. 1 wurde kontinuierlich unter Versuchsanlagebedingungen bei einer durchschnittlichen Umgebungstemperatur von etwa 14°C über einen Zeitraum von 16 Wochen betrieben. Es wurden Haushaltsabwässer eines angrenzenden Wohngebiets behandelt. Dem System wurde keine Aktivkohle zugesetzt. Die Dimensionen der Einheiten des Systems sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt.

Tabelle I	Höhe(m)	effektiv	Durchmesser	effektives Volumen
Einheit	Gesamt	2,9	(m)	(I)
	3,1	2,9	2,0	7760
Reaktor 24	3,1	2,9	2,0	7760
Reaktor 28	3,1	2,7	2,0	3736
Separator 3^	3,1	4,6	2,0	7509
chemische Behandlung 42	4.6	1,8	C.l	83
Ozonkolonne 52	3,1	4.6	0,6	893
Filter 58	4.6	3,0	0,6	1336
Desinfektion 62	3,2		1,2	3452
Verdicker 45

Der Volumendurchsatz der Flüssigkeit und der Luft durch das System ist inderTabelle II zusammengestellt: Tabelle!!

Volumendurchsatz

Flüssigkeit cmVs	Luft cm^J/s
473
3 786	2 360
757	236

Leitung 12 für roh^s Abwasser

⁶ 30

Reaktor 24 für die innere Zurückführung

Reaktor 28 zu Reaktor 24
Leitung 38

Schlammverdickerflüsstgkeit in 126 118 35

Leitung 48 oder Leitung 49

Leitung 26 ! 357

Reaktor 28 zur inneren Zurückführung 15 144 11800

Separator 32 zu Reaktor 28 1388 944 ⁴⁰

Leitung 36

Leitung 30 1 988

Leitung 34 600

Eingang in die chemische Behandlung 42 1073 236

Zurückführung in der chemischen Behandlung 42 473

Leitung 51 473

Leitung 44 126 ⁵⁰

Leitung 56 473

Leitung 60 473

Leitung 66 473 55

Während der Testperiode wurde die Wasserqualität des eintretenden Abwassers und des Endabstroms anhand von Proben bestimmt, welche 24 h pro Tag alle 15 min abgenommen wurden. Daraus wurden die wöchentlichen Mittelwerte für die verschiedenen verunreinigenden Stoffe bestimmt. Diese sind in der Tabelle III zusammengestellt 60

Tabelle III

to

15

20

23

30

35

40

45

50

55

Woche	NH₃-N. mg/I	Abstrom	Abstrom	NO₃-N. mg/1	Abstrom	Abstrom	NO₂- N. mg/1	Abstrom	G KN. mg/I	Abstrom
Nr.	Abwasser	0,25	Abwasser	8,64	Abwasser	0,02	Abwasser	03
1	21.4	0,07	0,1	7,49	0,1	0,01	31,4	03
2	24,0	0,14	0,17	8,0	0.03	0,01	263	02
3	20,1	0,07	0,15	5,69	0,08	0,02	30,5	02
4	22,6	0,10	0,18	331	027	0,01	313	03
5	192	0.05	2,09	4,62	1,04	0	25.7	02
6	19,7	0,27	3,04	235	0,56	—	233	1,02
7	193	0,24	126	2,86	0,18	—	24,8	025
8	19,4	0,06	128	4,53	0,16		24.8	035
9	183	0.15	1,61	4,03	0,16	—	273	0,40
10	182	—	1.07	6,04	0,17	—	28,1	—
11	—	0,17	2,40	3,10	0,44	—		030
12	37,5	0,05	231	238	0,69	0,01	38,0	030
13	31,6	0,27	431	338	0.42		33,4	030
14	29.0	0,67	2.87	4,11	0.43	0,01	30.8	1.79
15	23,7	127	5,64	5.11	0,18	0.01	37,5	2,60
16	20,6	IH (Fortsetzung)	531		030		423
Tabelle	GP, mg/I		IPO₄-P, mg/1
Woche	Abwasser	Abwasser	GOK. mg/1	Abstrom	BODs, mg/1	Abstrom
Nr.		Abwasser	Abwasser

1	53	Fußnoten:
2	53
3	5.8
4	4,9
5	62
6	4,8
7	5.7	NH₃-N
8	4,4	NO₃-N
9	43	NO₂-N
10	5.0	GKN
11	—	GP
12	23
13	3.6
14	5,6
15	6.4
16	5.5

0,19
0,12
0,19
0,08
034
0,08
0,07
0,05
0,02

0,1
0,1
0,1
0,1
0,1

3,7 4,1 33 3,4 33 23 33 32 33 2,9 23 23 2.4 4,0 3,7 4,4

0,16 0,16 0,11 0,13 026 0,07 0,03 0,05 0,05 0,03 0,02 0,05 0,03

0,02 0,05

60 53 55 84 96 91 78 81 75 81

4,8 6.O 53 33 3,7 23 53 62 43 3,7 6,0 2,4 23 32 4,2 42

213	5
189	5
407	2
394	4
425	4
173	5
143	3
122	3
146	2
118	2
138	5
147	1
119	1
121	1
139	2
IbI	2

bedeutet ammoniakalischen Stickstoff.

bedeutet Nitratstickstoff.

bedeutet Nitritstickstoff.

bedeutet Gesamt-Kjeldahl-Stickstoff.

bedeutet Gesamtphosphor. PO«— P bedeutet löslichen Phosphor. GOK bedeutet gesamtorganischen Kohlenstoff. BOD5 bedeutet biochemischen Sauerstoffbedarf.

Aufgrund der Werte der Tabelle III wurden die Entfernungsleistungen für Stickstoff, Kohlenstoff un< Phosphor des Systems bestimmt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle IV zusammengestellt.

60

65

Tabelle IV Woche Gesamtstickstoff Gesamtphosphor, mg/1 Gesamtkohlenstoff, mg/1 BOD₅, mg/1 Nr. GKN+ NO₃+ NO₂, mg/l Ab- Ab- %Ent- Ab- Ab- % Ent- Ab- Ab- % Ent- Ab- Ab- % Ent-

wasser strom fernung wasser strom fernung wasser strom fernung wasser strom fernung

1	31,51	9,16	703	53	0,1	96,4	60	54	90,8	143	3	973
2	26,70	8,00	70,0	5,5	0,12	97,8	53	6.2	883	122	3	974
3	30,73	8,21	733	5,8	0,19	96,7	55	43	91,1	146	2	98,6
4	31,95	531	81,5	43	0,15	99,0	84	3,7	95,6	118	2	983
5	28,83	3,62	87,4	6,2	034	94,5	96	6,0	93,8	138	5
6	27,10	4,82	722	4,8	0,08	983	91	2,4	97,4	147	1	993
7	26,24	3,57	86,4	5,7	0,07	98,7	78	24	96,8	119	1	99,2
8	26.24	3,11	88,1	4,4	0,05	98,5	81	32	96.1	121	1	99.2
9	29,27	4,88	83,1	43	0,02	99,5	75	42	94,4	139	2	98,6
10	2934	4,43	843	—	—	—	81	42	94,8	161	2	98,8
11	—	—	—	—	—	—
12	41,60	3,6	913	23	0,1	96.5
13	38,73	339	91,2	3,6	0,1	97,2
14	34.10	3.88	88.6	5.6	0.1	98.2
15	4332	531	86,4	6,4	0,1	98,4
16	48.11	7,72	84,0	5,5	0,1	98,2

Die mittlere Entfernungsieistung von 823% für Stickstoff, 933% für gesamtorganischen Kohlenstoff, 98,4% für BOD5 und 97,7% für Phosphor stellen sehr zufriedenstellende Ergebnisse dar.

Beispiel 2

Während des Tests des Beispiels 1 wurden Proben in zweiwöchigen Intervallen an der Eingabelei iung 18 am Äbstrom des Schlammseparators in der Leitung 34, am Abstrom der chemischen Kläreinheit in der Leitung 51 und am Endabstrom in der Leitung 66 genommen. Während der gleichen Periode wurden Bestimmungen in den zwei Reaktionstanks 24 und 28 der Schlammkonzentrationen, der Sauerstoffaufnahmegeschwindigkeiten und der spezifischen Aufnahmegeschwindigkeiten durchgeführt

In der folgenden Tabelle V sind die Schlammkonzentrationen (FSF) und die Aufnahmegeschwindigkeiten zusammengestellt. In Tabelle VI sind die wöchentlichen Durchschnittswerte der Verunreinigungen in den Proben an verschiedenen Stellen zusammengestellt

Tabelle V

Reaktions	Reaktor 24	SAG	SSAG	jerstoffaufnahr	Reaktor 28	SAG	SSAG	W j	45	I
bestimmung	FSF	mg/l/h	gOj/gFSF/h	negeschwindiekeit	FSF	mg/l/h	gOj/gFSF/h	j !
Nr.	mg/1	60	0,013	mg/1	60	0,016
1	4620	60	0,018	3800	60	0,018
2	3390	78	0,022	3390	72	0,016
3	3600	66	0,021	4580	60	0,019	50
4	3150	60	0,021	3080	64	0,020
5	2890			3130
Fußnote:			= Sauerstoffaufnahmegeschwindigkeit
SAG		= spezifische Sa
SSAG

	VI	Lei-	Lei	Lei	27	49	Lei	971	Lei	GKN	Lei	Lei	Lei
Tabelle		■ tung	tung	tung			tung		tung	Ab	tung	tung	tung
Woche		34	51	66	NO₃-N, mg/1	34		66	wasser	34	51	66
Nr.	NH₃- N, mg/1	1,0	030	0,10	Ab	7,06	Lei	9,18		1.8	_	<03
	Ab-	0.6	0,13	0,06	wasser	537	tung	7,03	47,9	32	—	<0,5
	wassei	4,2	0,16	0,02		438	51	6,79	58.4	—	—	<G3
1		6.8	Z85	0,69	0,12	1,48	5,63	3,70	553	9,0	—	0,84
2	27,8	23	0,19	0,20	0,28	33	7,49	334	36,4	253	—	0,04
3-4	28,4	03	0,13	—	0,16	1,74	4,10	3,72	34,7	23	—	0,03
5	323	2,8	031	0,15	0,11	430	138	332	602	6,2	—	0,85
6	143			0,44	Z61		52,5
7	18,8			0,16	1,21
8	3Z7			0.19	3,85
	293

1	8,0	4,28	2,12	088	4,4	3,6	1,0	—
2	8,2	3,53	0,12	0,13	52	3.4	<0,05	—
3-4	73	—	—	0,12	14,6	23	<0,05	—
5	5.7	—	—	027	33	2,9	<0,05	—
6	6.1	1830	0,09	0,09	3,4	0,8	<0,05	—
7	83	133	0,05	0,05	43	2,8	<0,05	0,05
8	9,0	5,05	0.06	005	4,2		0,09	<0,05
9	7,7	2,90	0,75	0,05	4,4	2,0	0,04	0,05
0	6,7	—	0,05	0,03	3,6	0,95	0,05	0,05
1	—	—	—	—	3,7	1,08	0,08	—
5	72	13	0.25	0,10	5,1	0,87	0.08	0,08

IU	33
103	23
8,8	3.0
8,2	3,4
8,6	3,1
73	32
123	2,4
73	73

9 3Z2 038 0,16 - 023 5,63 436 43 5Zl 1,00 038 -

10 233 1,00 - - 037 6,18 4,17 333 43,1 - 1,0 0,05

11 20,0 2,5 0,25 0,05 0,11 4,95 439 3,66 - - - 15 34,8 3,7 1,42 032 0,16 436 2,14 4,12 62,6 IZO 3,0 1,60

20 Tabelle VI (Fortsetzung)

Woche GP.mg/l l-PO-hmg/l GSK.mg/1 Nr. Ab- Lei- Lei- Lei- Ab- Lei- Lei- Lei- Ab- Lei- Lei- Lei-

wasser tung tung tung wasser tung tung tung wasser tung tung tung

34 51 66 34 51 66 34 51 66

25

6 6,1 1830 0,09 0,09 3,4 0,8 <0,05 -

7 83 133 0,05 0,05 43 2,8 <0,05 0,05

84,0 -

10 6,7 - 0,05 0,03 3,6 0,95 0,05 0,05 - - 63 2,0

- 7,5 2,6

141,0 - 7.4 3.0

Die Versuche dieses Beispiels zeigen den Effekt, den die Kohlenstoff- und Stickstoffbehandlungseinheit 20 und die chemische Behandlung in dem Gesamtabwasserbehandlungssystem der Fig. 1 haben. Cie detaillierten Ergebnisse sind im Beispiel 1 enthalten.

Beispiel 3

Während der Testperiode der Beispiele 1 und 2 wurden Bestimmungen von ammoniakalischem Stickstoff, Nitratstickstoff und löslichem organischem Kohlenstoff an verschiedenen Stellen der Behandlungseinheit 20 gemacht. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle VII zusammengestellt.

Tabelle VII

Bestimmung NHj-N,mg/l NO₃-N,mg/l l-OK,mg/l Nr. Lei- Lei- Lei- Lei- Lei- Lei- Lei- Lei- Lei- Lei- Lei- Lei- Lei- Lei- Lei

tung tung tung tung tung tung tung tung tung tung tung tung tung tung tung 18 26 38 30 34 18 26 38 30 34 18 26 38 30 34

1 31 12,8 1,04 1,32 0,68

2 34,5 9,3 0,22 0,22 0,22

3 35,7 13 137 3,31 1,5

4 35,4 6,6 0.26 0,35 0,26 60 Mittelwert 34,2 10,4 0.77 1,3 0,87

Fußnote:

I-OK = löslicher organischer Kohlenstoff, mg/1 Kohlenstoff

Die Ergebnisse der obigen Tabelle VII zeigen die verschiedenen Effekte der verschiedenen Komponenten der Einheit 20 auf die Verunreinigungen, die in dem eintretenden Abwasser enthalten sind.

10

0,11	0,05	3,90	2,40	2,70	30	9	8	9	6
0,21	0,09	1,70	0,55	0,81	43,2	11	10	9	9
0,18	0,47	5,70	4,30	5,10	40	11	10	9	9
0,18	0,23	4,0	2,87	3,85	43	15	16	18	15
0,17	0,21	3,85	2,53	3,2	39	11	11	11	10

Beispiel 4

Die Verfahrensweise des Beispiels 1 wurde unter Zugabe von verschiedenen Mengen Aktivkohle wiederholt Die Verunreinigungen wurden getestet wobei eine kontinuierliche Probeabnahme (d.h. alle 15min) gemäß Beispiel 1 erfolgte. Die Entfernungsleistungen wurden bestimmt Es wurden auch die Konzentrationen der Mischflüssigkeit und die Aufnahmegeschwindigkeiten beliebig bestimmt

Die erhaltenen Ergebnisse sind in den Tabellen VIII und IX zusammengestellt

Tabelle	VIII	Ab-	NO₃-N, mg/1	VIII (Fortsetzung)	Ab-	Fußnoten:	0,1	% Ent	Ab-	NO₂-N	Ab-	0,05	,mg/I	GKN,	Ab-	4,8	mg/I	GN, mg/1⁴)	Ab-	Vo Ent	20	Vo Ent
Woche		strom	Ab	GP, mg/1	wasser strom	0,04	fernung	strom	Ab	wasser strom	0,02	Ab-	Ab-	wasser strom	5,4	Ab-	Ab	strom	fernung		fernung _M
Nr.	NH₃-N, mg/1	132	wasser	Ab	7,2	0,08	98,6	5,03	wasser	4,0	0,03	strom	wasse	86	6,1	- strom	wasser	8,25	78,9 if	973
	Ab	0,58	638	6,4	0,10	99,4	6,59	0,18	5,0	0,03	0,05	313	102	63	3,17	39,06	8,25	78,5	99,0
1')	wasser	0,24	5,02	6,6	0,05	98,8	539	O35	3,4	—	0,01	33,5	75	6,2	1,65	3837	6,40	84,6	97,7
2·)	19,6	0,28	3,50	6,1		98,4	7,05	0,77	3,5		0,01	37,4	87		UOO	41,67	8,02	77,6	98,5 30
3²)	173	0,21	5,63	5.9		99,2	535	0,17	3,4		0,01	30,7	94		036	35,00	733	82,6	99,2
4')	213		5,63			036		0,01	36,1		137	42,09
50	19,5								mg/I
:. Tabelle	21,7	I-PC4, mg/1		GSK, mg/1		BOD₅.	Ab-
i Woche	Ab	Ab	Vo Ent	Ab	strom
; Nr. ,	fernung	wasser	4
	94,4	191	3
\ 1	94,7	293	3
V 2	91,9	133	2
¹ 3	92,1	129	1 ,
J 4	93,4	125
^:- 5

') in den Wochen 1 und 2 wurden 200 mg/1 Aktivkohle zugesetzt

²) in Woche 3 wurden 400 mg/1 Aktivkohle zugesetzt

³) in den Wochen 4 und 5 wurden 800 mg/I Aktivkohle zugesetzt

GN = Gesamtstickstoff	Reaktor 24	SAG	SSAG	Reaktor28	SAG	SSAG
Tabelle IX	FSF	mg/I/h	gO₂/gFSF/h	FSF	mg/I/h	gOj/gFSF/h
Bestimmung	mg/I	90	0,028	mg/I	72	0,Oi 9
Nr.	3270	93	0,029	3770	84	0,024
	3260	102	0,026	3530	94	0,029
1	3850	100	0,028	3290	98	0,026
2	3580	105	0,023	3700	83	0,019
3	4510	32	0,009	4320	68	0,019
4	3090	57	0,009	3560	15	0,003
5	6680			4380
6
7

Fußnote:

Die Bestimmungen 1 bis 5 erfolgten in den Wochen 1 und 2. Die Bestimmung Nr. 6 erfolgte in der Woche 3 und die Bestimmung Nr. 7 in der Woche 5.

Aus den Werten der obigen Beispiele können spezifische bevorzugte Konstruktionsparameter für das erfindungsgemäße Verfahren mit denjenigen von herkömmlichen Aktivschlammpi cssessen verglichen werden, wie sie in dem Lehrbuch von Metcalf und Eddy »Wastewater Engineering-Collection, Treatment and Disposal«, McGraw-Hill Book Ompany, New York, USA (1972) enthalten sind. Dieser Vergleich ist in der Tabelle X

35 40 45

55

Die durchschnittlichen Entfernungsleistungen von 80,2% für Stickstoff, 93,3% für gesamtorganischen Kohlenstoff, 98,5% für BOD₅ und 98,9% für Phosphor stellen sehr zufriedenstellende Ergebnisse dar. Sie unterscheiden sich jedoch nicht signifikant von den Ergebnissen des Beispiels 1, welche ^;n Abwesenheit von zugesetzter Aktivkohle erhalten wurden.

Beispiel 5

65

Tabelle X

Verfahren	Tage¹)	g BOD₅/g	kg BOD₅/1000 m'	FSF mg/1	*V/Q²)*	Zurück-
		FSF/Tag			h	führung¹)
	10-20					*QrIQ*
gemäß der Erfindung	5-15	0,10-0,34	1,2 bis 4,4	4000-5000	7.2	3.0
herkömmlich	5-15	0,2-0,4	1.3 bis 2,5	1500-3000	4-8	0,25-0,5
vollständige Vermischung	5-15	0,2-0,6	3,1 bis 7,5	3000-6000	3-5	0,25-1,0
Stufenbelüftung	0,2-0.5	0,2-0,4	2,5 bis 3,8	2000-3500	3-5	0,25-0,75
modifizierte Belüftung	5-15	1,5-5,0	4,7 bis 9,4	200-500	1,5-3	0,05-0,15
Kontaktstabilisierung	20-30	0,2-0,6	3,8 bis 4,7	⁴)	"')	0,25-1,0
ausgedehnte Belüftung	5-10	0,05-0,15	0,6 bis 1,6	3000-6000	18-36	0,75-1,50
hohe Geschwindigkeit	8-20	0,4-1,5	6,3 bis 62,3	4000-10 000	0.5-2	1.0-0,5
Purox	0.25-1,0	6,3 bis 15,6	6000-8000	1-3	0,25-0,5

Fußnoten:

9c bedeutet die mittlere Zellenverweilzeit in dem Reaktor

V/Q bedeutet das Verhältnis des Keaktorvolumens zu der eintretenden Fiieügeschwindigkeit (hydraulische Ketentions

zeit)

QrIQ bedeutet das Verhältnis der FlieBgeschwindigkeit der eintretenden Flüssigkeit (Q) zu der Geschwindigkeit de Flüssigkeit, die aus einer Kläreinheit zurückgeführt wird (Qr)

Kontakteinheit (1000-3000)

Stabilisierung (4000-10 000)

Kontakteinheit (0.5—1.0) Stabilisierung (3—6) Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

12

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Behandlung von Abwasser, welches biologisch abbaubare kohlenstoffhaltige Materialien und stickstoffhaltige Materialien hauptsächlich in nichtnitratischer und nichtnitritischer Form enthält, mit einem aktiven Mikrobenschlamm, bei dem man das Abwasser nacheinander durch einen ersten und einen zweiten Behälter leitet, wobei im ersten Behälter vorwiegend anoxische Bedingungen zur Denitrifikation des Abwassers aufrechterhalten werden und wobei im zweiten Behälter vorwiegend aerobe Bedingungen zum Kohlenstoffabbau und zur Nitrifikation aufrechterhalten werden, bei dem man das Abwasser aus dem zweiten Behälter in den ersten Behälter zurückführt und den Ablauf aus dem zweiten Behälter in einen

ίο Trennbehälter einführt und aus diesem abgetrenntes behandeltes Abwasser abführt und den abgetrennten Schlamm in den vorausgehenden Reinigungsprozeß zurückführt, dadurch gekennzeichnet, daß man die Sauerstoffzuführung in den zweiten Behälter so steuert, daß die Konzentration an gelöstem Sauerstoff in der aus dem zweiten Behälter zurückgeführten Flüssigkeit ungefähr genauso groß ist wie die Konzentration an gelöstem Sauerstoff am zufuhrseitigen Ende des ersten Behälters.

^:

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß entlang des Strömungsweges des Abwassers

durch den ersten Behälter die Konzentration des gelösten Sauerstoffs von einem Wert von weniger als 0,5 mg/1 auf weniger als 0,1 mg/1 und entlang des Strömungswegs durch den zweiten Behälter von einem Wert von mehr als 2 mg/l auf einen Wert von weniger als 03 mg/1 abnimmt und daß Flüssigkeit mit der zuletzt genannten Konzentration in den ersten Behälter zurückgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Zurückführung der Flüssigkeit aus dem zweiten Behälter in den ersten Behälter und die Umwälzung der Flüssigkeit in jedem Behälter dadurch bewirkt, daß man ein molekularen Sauerstoff enthaltendes Gas in der Nähe des im unteren Bereich des jeweiligen Behälters angeordneten Einlasses eines umschlossenen Strömungsweges, beispielsweise eines Rohres, einleitet und daß man die anoxischen bzw. aeroben Bedingungen im ersten bzw. zweiten Behälter über die Strömungsgeschwindigkeit des eingeleiteten Gases steuert