DE3933326A1

DE3933326A1 - Verfahren zur biologischen elimination von phosphat in kombination mit nitrifikation und denitrifikation im abwasser

Info

Publication number: DE3933326A1
Application number: DE3933326A
Authority: DE
Inventors: August Dor
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-10-06
Filing date: 1989-10-06
Publication date: 1991-04-18

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur biologischen Elimina tion von Phosphat in Kombination mit Nitrifikation und Denitri fikation im Abwasser, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Durch das der Erfindung entsprechende Verfahren wird eine bio logische Elimination der im Abwasser enthaltenen Nährstoffe Stickstoff und Phosphor erreicht, wodurch die zum Problem ge wordene Eutrophierung der Gewässer begrenzt werden kann. Während die biologische Stickstoffelimination bereits auf meh reren Kläranlagen ohne Probleme betrieben wird, befindet sich die biologische Phosphorelimination noch im Versuchsstadium. Alle bekannten Verfahren zur biologischen Phosphorelimination basieren darauf, daß der Belebtschlamm unter anaeroben Verhält nissen an das umgebende Wasser Phosphor abgibt (Phosphorrücklö sung). Wird der Belebtschlamm daraufhin wieder belüftet, so wird im nun aeroben Milieu der Phosphor in verstärktem Maße wieder aufgenommen. Da die Phosphoraufnahme in der Regel grö ßer ist als die Abgabe, ergibt sich eine Netto-Phosphorelimi nation. Der nun an die Schlammflocke angelagerte Phosphor wird mit dem abgezogenen Überschußschlamm dem Abwasser entzogen. Es hat sich gezeigt, daß die Größe der Phosphorelimination sehr stark von der Intensität der vorausgegangenen Phosphor abgabe abhängt. Ausreichend zur Verfügung stehende leicht ab baubare organische Säuren steigern die Phosphorrücklösung, da gegen kann das Vorhandensein von Nitrat und Nitrit die Phos phorrücklösung und damit die Phosphorelimination zum Erliegen bringen.

Bekannte Verfahren sind im Heft "Abwasserkorrespondenz" (ATV) Nr. 8, August 1989 aufgeführt. Es handelt sich hierbei um das A/O-Verfahren, UCT-Verfahren, Bardenpho-Verfahren, Phostrip- Verfahren und das EASC-Verfahren.

Nachteile dieser Verfahren sind der dafür in der Regel notwen dige hohe Investitionsaufwand, der komplizierte Betriebsablauf und die Unsicherheit bezüglich der Einhaltung behördlicher Auflagen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff 1. des Patentanspruches zu entwickeln mit einem geringeren Investitionsaufwand, einem einfacheren Betriebsablauf und einer verbesserten, kontinuierlichen Phos phorelimination.

Diese Aufgabe wurde mit einem gattungsgemäßen Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.-4. (mit Vor klärung) bzw. des Anspruches 1.+5. (ohne Vorklärung) gelöst. Das neue Verfahren wurde in einem sechsmonatigen großtechni schen Versuch auf einer zu 80% mit Industrie- und häuslichem Abwasser ausgelasteten Kläranlage mit zwei vorhandenen Bele bungsbecken, jeweils mit Nitrifikations- und Denitrifikations stufe getestet. Voraus gingen umfangreiche Versuche auch mit anderen Verfahren.

Durch die für den Versuch vorteilhafte zweistraßige Anordnung der Belebungsbecken war es möglich, verschiedene Versuchsver fahren parallel zu betreiben. Um die Funktion des neuen Ver fahrens auch bei einer anderen Abwasserzusammensetzung zu testen, wurde zusätzlich auf einer mit hauptsächlich häusli chem Abwasser belasteten Kläranlage ein Versuch durchgeführt. Zur Kontrolle des Versuchsablaufes wurden zwei kontinuierlich messende Phosphormeßgeräte eingesetzt.

Es wurde festgestellt, daß bei ausreichend vorhandenen leicht abbaubaren organischen Substanzen das im Rezirkulationsschlamm enthaltene Nitrat und Nitrit in der Denitrifikations-/Anaerob stufe sehr schnell eliminiert wird und dadurch kaum eine Be einträchtigung der Phosphatrücklösung erfolgt.

Während des sechsmonatigen großtechnischen Versuchsbetriebes mit dem neuen Abwasserreinigungsverfahren wurden bei häusli chem Abwasser entsprechenden Verschmutzungswerten im Zulauf der Kläranlagen im Durchschnitt folgende Ablaufwerte erzielt:

Phosphor gesamt, g/m³
<0,6
Ammonium (N), g/m³	<1
Nitrat (N), g/m³	<4
CSB homogenisiert, g02/m³	<25
BSB (mit ATH), g02/m³	<5

Das nachfolgende Diagramm zeigt die Orthophosphat-Ganglinie im Ablauf während eines Versuchsmonates, wobei die Kurve "normales Becken" dem neuen Verfahren mit anaerober Behand lung des Abwassers in der Vorklärung entspricht (Anspruch 1-4). Die Kurve "Versuchsbecken" zeigt die erzielten Ablauf werte mit einem parallel betriebenen Versuchsverfahren mit getrennter Anordnung der Denitrifikationsstufe und der An aerobstufe.

Betriebsdaten der zwei Kläranlagen für die Versuchsdurchführung sowie Erläuterung des jeweiligen Verfahrensschemas.

Kläranlage 1

Verfahren mit Vorklärung (Anspruch 1-4)

Kläranlage 2

Verfahren ohne Vorklärung (Anspruch 1 und 5)

Claims

1. Verfahren zur biologischen Phosphorelimination in Kombina tion mit Nitrifikation und Denitrifikation im Abwasser, ge kennzeichnet dadurch, daß der Denitrifikations-/Anaerobstufe leicht abbaubare organische Säuren zugeführt werden, welche durch eine anaerobe Behandlung des Rohabwassers freigesetzt wurden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem hinsichtlich der Raumbelastung für Stickstoffabbau be messenen Becken mit ca. 30% Volumenanteil Denitrifikation und 70% Nitrifikation sowie einer Belebtschlammrezirkulation in einem Rücklaufverhältnis von ca. 300%, erfolgend von der Aerobstufe zur volldurchmischten Denitrifikationsstufe, zu gleich die Phosphorelimination vorgenommen wird. Die Nachklä rung und der Überschußschlammabzug erfolgen nach dem Verfahren einer Belebtschlammanlage, wobei der Überschußschlammabzug zur Vermeidung einer unerwünschten Phosphorrücklösung in der Nach klärung, auch vor dem Absetzvorgang in der Nachklärung, erfol gen kann. Der Rückführschlamm wird der Denitrifikations-/An aerobstufe zugeführt. Das Rücklaufschlammverhältnis beträgt ca. 80%.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlammspiegel in der Vorklärung konstant auf ca. 0,6 m gehalten wird, wodurch in einem anaeroben Prozeß (saure Gärung) u. a. leicht abbaubare organische Säuren freigesetzt werden. Die Durchmischung des Schlammes erfolgt durch ein Räu merschild oder durch Propellerpumpen. Eine zu starke Eindickung des Schlammes im Ablaßtrichter wird durch kurzzeitige Luftein pressung (z. B. durch Sandfanggebläse) vor dem Schlammabziehen verhindert.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Vorklärung durch einen anaeroben Prozeß frei gesetzten leicht abbaubaren organischen Säuren mit dem vorge klärten Abwasser der Denitrifikations-/Anaerobstufe zugeführt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß keine Vorklärung vorgesehen ist und das Rohabwasser direkt in die Denitrifikations-/Anaerobstufe eingeleitet wird. In der Denitrifikations-/Anaerobstufe erfolgt nur eine Teildurchmi schung, dadurch werden in dieser Stufe anaerobe Bereiche durch sich ablagernden Schlamm gebildet, in denen u. a. leicht abbau bare organische Säuren freigesetzt werden, welche dann der Bio masse zur Verfügung stehen.
Die Rezirkulation des Belebtschlammes erfolgt im Gegensatz zu Anspruch 2 zusammen mit dem Rückführschlamm in einem Rücklauf verhältnis von ca. 350% von der Nachklärung zur Denitrifika tions-/Anaerobstufe.
Die Aufenthaltszeit in derDenitrifikations-/Anaerobstufe be trägt ca. drei Stunden.