DE3842809A1 - Plant for the mechanical and biological purification of waste waters - Google Patents

Abstract

The invention relates to a plant for the combined mechanical and biological purification of waste waters (effluents) composed of two cylindrical vessels having an interior divided into three independent zones. The object of the invention is to create a simply constructed waste water purification plant for the combined mechanical and biological purification of waste waters by the activation principle, including nitrification and denitrification, which achieves by simple means highly satisfactory degrees of purification of the water. The invention is that the plant operates by the principle of activation including nitrification and denitrification, that the inner zone of the first vessel represents a sedimentation zone, that the inner zone of the second vessel represents a secondary purification zone, that both are conically constructed and are furnished with a sludge outlet, that the central zones of both vessels represent denitrification zones and the outer zones represent nitrification zones, that the outer zones are furnished with an aeration apparatus and a pump and that both vessels are connected together by a line for the prepurified water, a line for the activation mixture and a line for the activated sludge.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur kombinierten mechanisch-biologischen Reinigung von Abwässern, be­ stehend aus zwei zylinderförmigen Behältern mit einem in drei selbständige Zonen geteilten Innenraum.The invention relates to a system for combined mechanical-biological treatment of waste water, be standing out of two cylindrical containers with one interior divided into three separate zones.

Bei bekannten, insbesondere für konzentrierte Ab­ wässer bestimmten Abwasserreinigungsanlagen, beispiels­ weise für flüssige Schweineexkremente, wird oftmals die erforderliche Qualität der Reinigung des Wassers nicht erreicht, oftmals ist auch deren Betrieb nicht stabil. Infolgedessen werden an die Investitionen und Techno­ logie hohe Ansprüche gestellt. In derartigen Abwasser­ reinigungsanlagen wird entweder überhaupt keine oder eine nur unbefriedigende mechanische Vorreinigung erhal­ ten. In einigen Fällen werden bei der Vorreinigung der Abwässer verschiedene Koagulationsmittel (Kalziumhydroxid Ca(OH)₂, Eisen(III)chlorid FeCl₃, gegebenenfalls Alumi­ niumsulfat Al₂(SO₄)₃ eingesetzt, wobei allerdings eine große Menge eines sogenannten chemischen Schlammes ent­ steht. Dadurch wird der Betrieb kompliziert. Bei der biologischen Reinigung wird die Beseitigung von Stick­ stoff mit Hilfe einer hochwirksamen Denitrifizierung entweder nicht vorgesehen oder die Denitrifizierung wird in die Reinigungstechnologie nicht ordnungsgemäß eingegliedert. Das macht sich dann, insbesondere wenn flüssige Exkremente gereinigt werden, in einer unge­ nügenden Stabilität des Aktivierungsprozesses und in einer schlechten Trennwirkung des aktivierten Schlammes bemerkbar. Oftmals sind auch Reinigungsan­ lagen mit rechtwinkligen Becken in Kombination mit ring­ förmigen ausgestattet, was beim Aufbau Schwierigkeiten bereitet und die Zeit für die Inbetriebsetzung der Abwasserreinigungsanlagen verlängert.In known, especially for concentrated Ab certain wastewater treatment plants, for example wise for liquid pig excrement, is often the not required quality of water purification achieved, often their operation is not stable. As a result, investment and techno high demands. In such wastewater cleaning systems will either not or receive an unsatisfactory mechanical pre-cleaning In some cases, the Various coagulants (calcium hydroxide Ca (OH) ₂, iron (III) chloride FeCl₃, optionally aluminum niumsulfate Al₂ (SO₄) ₃ used, although one large amount of a so-called chemical sludge ent stands. This complicates the operation. In the  biological cleaning will eliminate stick fabric with the help of a highly effective denitrification either not provided or denitrification will not work properly in cleaning technology incorporated. That is especially true when Liquid excrement can be cleaned in a mess sufficient stability of the activation process and in a poor separation effect of the activated Noticeable mud. Often there are also cleaning agents lay with rectangular basins in combination with ring shaped equipped, which is difficult in building prepares and the time for the commissioning of the Wastewater treatment plants extended.

Die Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der Technik. Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine einfach aufgebaute Abwasserreinigungsanlage zur kombinierten mechanisch-biologischen Reinigung von Abwässern nach dem Prinzip der Aktivierung samt Nitrifizierung und De­ nitrifizierung zu schaffen, die mit einfachen Mitteln sehr zufriedenstellende Reinigungsgrade des Wassers er­ reicht.The invention avoids the disadvantages of the prior art Technology. It is the object of the invention, a simple one assembled wastewater treatment plant for combined mechanical-biological treatment of waste water after the principle of activation including nitrification and De to create nitrification by simple means very satisfactory levels of water purification enough.

Die Erfindung besteht darin, daß die Anlage nach dem Prinzip der Aktivierung samt Nitrifizierung und Denitri­ fizierung arbeitet, daß die innere Zone des ersten Be­ hälters eine Sedimentationszone darstellt, daß die innere Zone des zweiten Behälters eine Nachreinigungszone dar­ stellt, daß beide konisch gebaut und mit einem Schlamm­ ablaß versehen sind, daß die mittleren Zonen beider Be­ hälter Denitrifizierungszonen und die äußeren Zonen Nitrifizierungszonen darstellen, daß die äußeren Zonen mit einer Belüftungsvorrichtung und einer Pumpe versehen sind, und daß beide miteinander mit einer Lei­ tung für das vorgereinigte Wasser, einer Leitung für das Aktivierungsgemisch und einer Leitung für den aktivierten Schlamm verbunden sind.The invention is that the system after Principle of activation including nitrification and denitri fication works that the inner zone of the first loading a sedimentation zone that the inner Zone of the second container is a post-cleaning zone represents that both are conical and with a mud are provided that the central zones of both Be deeper denitrification zones and the outer zones  Nitrification zones represent the outer zones provided with a ventilation device and a pump are, and that both together with a lei treatment for the pre-cleaned water, a pipe for the Activation mixture and a line for the activated Mud are connected.

Die Reinigung der Abwässser verläuft in der Anlage der Er­ findung nach einer vorhergehenden Vorreinigung von gro­ ben Verunreinigungen, beispielsweise durch Filtrieren über einen Schutzrechen und ein Fallsieb. Die Abwässer werden während des Reinigungsprozesses von absetzbaren Stoffen, organischen Verunreinigungen, stickstoff- und phosphorhaltigen Verbindungen befreit. Die Reinigung verläuft in beiden Behältern praktisch parallel. Es wird dabei ein sogenanntes Ein-Schlamm-Verfahren angewandt, bei dem der aktivierte Schlamm abwechselnd anoxischen (anaeroben) in den Denitrifizierungszonen und oxischen (aeroben) Bedingungen in den Nitrifizierungszonen unterwor­ fen wird. Durch Wechseln der Zonen und durch Ausnutzen der primär in den Abwässern enthaltenen organischen Stoffen für den Denitrifizierungsprozeß wird eine Herabset­ zung der Betriebskosten erzielt, die Stabilität des Be­ triebes und die Qualität der gereinigten Abwässer erhöht. Zur Qualität der Reinigung trägt auch die Wahl der ge­ eigneten Volumenproportionen einzelner Zonen und deren eventuelle innere Gliederung bei. Die absetzbaren, in der Sedimentationszone festgehaltenen Stoffe werden als Schlamm zur weiteren Verarbeitung (durch Entwässerung) abgeleitet, sie können auch zur Düngung benutzt werden. Der überschüssige aktivierte Schlamm (aus der inneren Zone des zweiten Behälters) wird ebenfalls zur weiteren Verarbeitung abgeleitet.The waste water is cleaned in the Er system finding after a previous pre-cleaning of gro ben impurities, for example by filtration over a protective rake and a fall strainer. The sewage become removable during the cleaning process Substances, organic contaminants, nitrogen and exempted phosphorus-containing compounds. The cleaning runs practically parallel in both containers. It will using a so-called one-sludge process, where the activated sludge alternately anoxic (anaerobic) in the denitrification zones and oxic (aerobic) conditions in the nitrification zones will. By changing the zones and by exploiting them the organic contained primarily in the waste water Substances for the denitrification process will be reduced achieved operating costs, the stability of the loading drive and the quality of the purified wastewater increased. The choice of ge also contributes to the quality of the cleaning suitable volume proportions of individual zones and their possible internal structure at. The deductible, in substances in the sedimentation zone are classified as Sludge for further processing (by dewatering) derived, they can also be used for fertilization. The excess activated mud (from the inner Zone of the second container) also becomes another Processing derived.

Das Wesen der Erfindung ist nachstehend an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispie­ les näher erläutert. Die Zeichnung zeigt im Schnitt eine Anlage zur kombinierten mechanisch-biologischen Reini­ gung von Abwässern gemäß der Erfindung.The essence of the invention is based on one in the Drawing schematically illustrated exemplary embodiment les explained in more detail. The drawing shows an average Plant for combined mechanical-biological cleaning supply of waste water according to the invention.

Die Anlage besteht aus zwei zylinderförmigen Behältern 1, 2 mit einem in drei selbständige konzentrische Zonen geteilten Innenraum. Die innere Zone 11 des ersten Be­ hälters 1 dient als eine Sedimentationszone und ist mit einem Schlammablaß 111 für den Rohschlamm versehen. Die innere Zone des zweiten Behälters 2 dient als eine Nach­ reinigungszone 21 und ist mit einem Schlammablaß 211 für den aktivierten Schlamm versehen. Beide inneren Zo­ nen 11, 12 sind konisch gebaut. Die mittleren Zonen 12, 22 beider Behälter 1, 2 dienen als Denitrifizierungszonen. Die äußeren Zonen 13, 23 beider Behälter 1, 2 dienen als Nitrifizierungszonen. Die äußeren Zonen 13, 23 sind mit Belüftungsvorrichtungen 131, 132 und Pumpen 132, 232 versehen. Beide Behälter 1, 2 sind miteinander mit einer Leitung 3 für das vorgereinigte Wasser, einer Leitung 4 für das Aktivierungsgemisch und einer Leitung 5 für den aktivierten Schlamm verbunden.The system consists of two cylindrical containers 1, 2 with an interior divided into three independent concentric zones. The inner zone 11 of the first loading container 1 serves as a sedimentation zone and is provided with a sludge outlet 111 for the raw sludge. The inner zone of the second container 2 serves as an after cleaning zone 21 and is provided with a sludge outlet 211 for the activated sludge. Both inner zen 11, 12 are conical. The middle zones 12, 22 of both containers 1, 2 serve as denitrification zones. The outer zones 13, 23 of both containers 1, 2 serve as nitrification zones. The outer zones 13, 23 are provided with ventilation devices 131 , 132 and pumps 132, 232 . Both containers 1, 2 are connected to one another by a line 3 for the pre-cleaned water, a line 4 for the activation mixture and a line 5 for the activated sludge.

Die Abwässer - flüssige Exkremente - werden nach Beseitigung von gröberen Verunreinigungen in die innere Sedimenta­ tionszone 11 des Behälters 1 zugeführt, wo die Sedimen­ tation verläuft. Das vorgereinigte von sedimentierten Stoffen befreite Wasser wird von der Oberfläche der inneren Sedimentationszone 11 abgezogen und teilweise in die mittlere Denifizierungszone 12 des Behälters 2 und teilweise, durch die Leitung 3 des vorgereinigten Wassers, in die mittlere Zone 22 des Behälters 2 abge­ leitet. Die abgesetzten Stoffe werden als Rohschlamm vom Boden der inneren Zone 11 abgezogen und durch den Schlammablaß 111 ausgelassen und zur Weiterverarbeitung oder direkten Ausnutzung abgeleitet. In die mittlere Denitrifizierungszone 12 des Behälters 1 wird gleich­ zeitig mit der Pumpe 132 das Aktivierungsgemisch aus der äußeren Nitrifizierungszone 13 in die mittlere De­ nitrifizierungszone 12 umgepumpt und mit der Leitung 5 für den aktivierten Schlamm wird darin der rezirkulier­ te aktivierte Schlamm vom Boden der inneren Nachreini­ gungszone 21 des Behälters 2 zugeführt. In der mittle­ ren Denitrifizierungszone 12 veläuft die Denitrifi­ zierung und die Sorption von organischen Stoffen an die Flocken des aktivierten Schlammes. Auf ähnliche Weise wird in die mittlere Denitrifizierungszone 22 des Be­ hälters 2 mit der Pumpe 232 das Aktivierunggemisch aus der äußeren Nitrifizierungszone 23 umgepumpt. Durch Um­ pumpen des Aktivierungsgemisches wird in beiden mittle­ ren Denitrifizierungszonen 12, 22 die Durchmischung des Aktivierungsgemisches mit dem zugeführten vorgereinig­ ten Wasser gesichert und es findet keine unerwünschte Sedimentation des aktivierten Schlammes in diesen Räumen statt. Das von den oxidierten Formen des Stickstoffs be­ freite Abwasser läuft zusammen mit dem aktivierten Schlamm über oder wird in die äußeren mit einer Belüf­ tungsvorrichtung (eingetauchten Belüftungselementen) versehenen Nitrifizierungszonen 13, 23 umgepumpt, wo die Oxidation von organischen Stoffen und Ammoniak durch die Wirkung von Mikroorganismen des aktivierten Schlammes erfolgt. Das Aktivierungsgemisch wird durch die Leitung 4 des Aktivierungsgemisches ebenfalls aus der äußeren Ni­ trifizierungszone 13 des Behälters 1 in die mittlere De­ nitrifizierungszone 22 des Behälters 2 zugeführt, wo die oxidierten Formen des Stickstoffs und ein Teil der or­ ganischen zusammen mit dem Abwasser zugeführten Stoffen beseitigt werden. Aus der mittleren Denitrifizierungszone 22 des Behälters 2 wird das Aktivierungsgemisch in die äußere Nitrifizierungszone 23 dieses Behälters geleitet, wo wiederum die Oxidation von organischen Verunreinigun­ gen und Ammoniak verläuft. Aus der äußeren Nitrifizie­ rungszone 23 wird das Aktivierungsgemisch in die innere Nachreinigungszone 21 des Behälters 2 abgeleitet, wo die Abtrennung des aktivierten Schlammes von dem gereinig­ ten Wasser statffindet, welches aus der Anlage abgeführt wird. Der abgesetzte aktivierte Schlamm wird durch die Leitung 5 des aktivierten Schlammes in die mittlere Deni­ trifizierungszone 18 des Behälters 1 abgeführt. Der über­ flüssige aktivierte Schlamm wird durch den Ablaß 211 zur weiteren Verarbeitung abgeführt.The wastewater - liquid excrement - are fed after removal of coarser impurities in the inner sedimentation zone 11 of the container 1 , where the sedimentation runs. The pre-cleaned of sedimented water is withdrawn from the surface of the inner sedimentation zone 11 and partly in the middle denification zone 12 of the container 2 and partly, through the line 3 of the pre-cleaned water, in the middle zone 22 of the container 2 . The settled substances are drawn off as raw sludge from the bottom of the inner zone 11 and discharged through the sludge outlet 111 and discharged for further processing or direct use. In the middle denitrification zone 12 of the container 1 , the activation mixture is pumped simultaneously from the outer nitrification zone 13 into the middle de-nitrification zone 12 with the pump 132 and with the line 5 for the activated sludge the recirculated activated sludge from the bottom of the inner re-cleaning is therein supply zone 21 of the container 2 supplied. In the middle denitrification zone 12 runs denitrification and sorption of organic substances on the flakes of the activated sludge. Similarly, 22 of Be is hälters 2 pumped by the pump 232, the activation mixture from the outer Nitrifizierungszone 23 in the middle Denitrifizierungszone. By pumping the activation mixture in both middle denitrification zones 12, 22 the mixing of the activation mixture with the supplied pre-cleaned water is ensured and there is no undesired sedimentation of the activated sludge in these rooms. The wastewater freed from the oxidized forms of nitrogen overflows with the activated sludge or is pumped into the outer nitrification zones 13, 23 provided with a ventilation device (submerged aeration elements), where the oxidation of organic substances and ammonia by the action of microorganisms activated sludge. The activation mixture is also fed through line 4 of the activation mixture from the outer nitrification zone 13 of the container 1 into the middle de-nitrification zone 22 of the container 2 , where the oxidized forms of nitrogen and part of the organic substances supplied together with the waste water are removed . From the central denitrification zone 22 of the container 2 , the activation mixture is passed into the outer nitrification zone 23 of this container, where in turn the oxidation of organic impurities and ammonia takes place. From the outer nitrification zone 23 , the activation mixture is derived into the inner post-cleaning zone 21 of the container 2 , where the separation of the activated sludge from the purified water, which is discharged from the system. The deposited activated sludge is discharged through the line 5 of the activated sludge into the central deni trification zone 18 of the container 1 . The liquid activated sludge is discharged through the outlet 211 for further processing.

Parameter des eintretenden und gereinigten Wassers Parameters of the entering and purified water

Diese Anlage eignet sich zur Reinigung von Abwässern nach dem Prinzip der Aktivierung samt Nitrifizierung. Sie besteht aus zwei zylindrischen Behältern 1, 2 mit einem in drei selbständige Zonen geteilten Innenraum. Das Prinzip der Anlage liegt darin, daß die innere Zone 11 des ersten Behälters 1 eine Sedimentations­ zone, die innere Zone 21 des zweiten Behälters 2 eine Nachreinigungszone darstellt, und daß beide ko­ nisch gebaut und mit einem Schlammablaß 111, 211 ver­ sehen sind. Die mittleren Zonen 12, 22 beider Behäl­ ter 1, 2 sind Denitrifizierungszonen und die äußeren Zonen 13, 23 Nitrifizierungszonen. Die äußeren Zonen sind mit einer geeigneten Belüftungsvorrichtung 131, 231 und einer Pumpe 132, 232 versehen. Beide Behäl­ ter sind miteinander mit einer Leitung 3 für das vorgereinigte Wasser, einer Leitung 4 für das Akti­ vierungsgemisch und einer Leitung 5 für den aktivier­ ten Schlamm verbunden. Diese Anlage ist befähigt, hochkonzentrierte Abwässer sehr wirksam zu reini­ gen.This system is suitable for the treatment of waste water based on the principle of activation including nitrification. It consists of two cylindrical containers 1, 2 with an interior divided into three independent zones. The principle of the system is that the inner zone 11 of the first container 1 is a sedimentation zone, the inner zone 21 of the second container 2 is a post-cleaning zone, and that both are built ko nically and are seen with a sludge outlet 111 , 211 . The middle zones 12 , 22 of both containers 1, 2 are denitrification zones and the outer zones 13, 23 nitrification zones. The outer zones are provided with a suitable ventilation device 131 , 231 and a pump 132, 232 . Both container ter are interconnected with a line 3 for the pre-cleaned water, a line 4 for the activation mixture and a line 5 for the activated sludge. This system is capable of cleaning highly concentrated waste water very effectively.

Claims (1)

Anlage zur kombinierten mechanisch-biologischen Reini­ gung von Abwässern,
bestehend aus zwei zylinderförmigen Behältern mit einem in drei selbständige Zonen geteilten Innenraum,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anlage nach dem Prinzip der Aktivierung samt Nitrifizierung und Denitrifizierung arbeitet,
daß die innere Zone (11) des ersten Behälters (1) eine Sedimentationszone darstellt,
daß die innere Zone (21) des zweiten Behälters (2) eine Nachreinigungszone darstellt,
daß beide konisch gebaut und mit einem Schlammablaß (111, 211) versehen sind,
daß die mittleren Zonen (12, 22) beider Behälter (1, 2) Denitrifizierungszonen und die äußeren Zonen (13, 23) Nitrifizierungszonen darstellen,
daß die äußeren Zonen (13, 23) mit einer Belüftungsvor­ richtung (131, 231) und einer Pumpe (132, 232) ver­ sehen sind,
und daß beide Behälter miteinander mit einer Leitung (3) für das vorgereinigte Wasser, einer Leitung (4) für das Aktivierungsgemisch und einer Leitung (5) für den aktivierten Schlamm verbunden.Plant for the combined mechanical-biological treatment of waste water,
consisting of two cylindrical containers with an interior divided into three independent zones,
characterized by
that the system works on the principle of activation including nitrification and denitrification,
that the inner zone ( 11 ) of the first container ( 1 ) represents a sedimentation zone,
that the inner zone ( 21 ) of the second container ( 2 ) represents a post-cleaning zone,
that both are conical and have a sludge drain ( 111, 211 ),
that the middle zones ( 12, 22 ) of both containers ( 1, 2 ) represent denitrification zones and the outer zones ( 13, 23 ) nitrification zones,
that the outer zones ( 13, 23 ) with a ventilation device ( 131, 231 ) and a pump ( 132, 232 ) are seen ver
and that both containers are connected to one another by a line ( 3 ) for the pre-cleaned water, a line ( 4 ) for the activation mixture and a line ( 5 ) for the activated sludge.