DE3933513A1

DE3933513A1 - Nach der adsorptionsstufe arbeitende biologische abwasserreinigungsanlage

Info

Publication number: DE3933513A1
Application number: DE19893933513
Authority: DE
Inventors: Botho Prof Dr Ing Dr Boehnke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-10-06
Filing date: 1989-10-06
Publication date: 1991-04-18
Also published as: DE3933513C2

Description

Die Erfindung betrifft eine nach der Adsorptionsstufe arbei tende, biologische Abwasserreinigungsanlage, - mit Zulauf für das Rohabwasser, hochbelastetem Adsorptionsbecken, Zwischen klärung, zumindest einem Schwachlastbelebungsbecken, Nach klärung, Filterstufe, und Ablauf für das gereinigte Wasser, wobei die Filterstufe als biologisch intensivierte Filter anlage mit Rückspüleinrichtung für die Nitrifizierung der im Ablauf aus dem Schwachlastbelebungsbecken noch enthaltenen (NH₄-N)-Belastung ausgeführt ist und wobei eine Behandlungs anlage für den Überschußschlamm zugeordnet ist. Die Adsorp tionstechnologie ist z. B. beschrieben in der Literaturstelle "Korrespondenz Abwasser", 30. Jahrgang, Heft 7, S. 452 ff. Die Bezeichnung (NH₄-N) meint Stickstoff in Form von NH₄. Abwasser meint insbesondere kommunales Abwasser.

Die nach der Adsorptionstechnologie arbeitende, biologische Abwasserreinigungsanlage, von der die Erfindung ausgeht, hat sich in bezug auf den Reinigungsgrad und die Reinigungs leistung bewährt. Eine als biologisch intensivierte Filteran lage ausgeführte Reinigungsstufe wird nachgeschaltet, wenn entweder das gereinigte Wasser im Ablauf einen zu hohen Gehalt an (NH₄-N) aufweist bzw. ein zu hoher Schwebstoffanteil zu erwarten ist, der beseitigt werden muß. Es erfolgt in der nachgeschalteten Filteranlage eine Umbildung des Stickstoffs zu NO₃. Die Stickstofffracht, die der Ablauf aus der Schwach lastbelebungsstufe mitbringt, findet sich folglich in dem gereinigten Abwasser hinter der für die beschriebene Nitrifi zierung eingerichteten Filteranlage wieder. Sie kann im Rahmen der bekannten Maßnahmen durch die Behandlung des Ab laufs in der Filterstufe nicht minimiert werden. Um die Stickstofffracht zu minimieren, muß die der Filteranlage vor geschaltete Schwachlastbelebungsstufe entsprechend ausgelegt und für eine ausreichende Denitrifizierung eingerichtet wer den. Das führt zu einem störend großen Flächen- und Raumbe darf der Schwachlastbelebungsstufe. Im übrigen kann ohne weiteres nicht verhindert werden, daß der Ablauf des gereinig ten Wassers noch sogenannte Mikroverschmutzungen in Form von organischen, zum Teil toxischen Substanzen, in geringer Konzentration aufweist.

Im einzelnen ist in bezug auf die Abwasserreinigungstechnik folgendes zu beachten: An die Abwasserreinigung werden hin sichtlich der Stickstoff-, Phosphor- und CSB-Eliminierung in zunehmendem Maße erhebliche Ansprüche gestellt. Besondere Schwierigkeiten sind bei der Elimination von Stickstoff auf Werte von 10 bis 12 mg N_ges/1 bzw. auf Ammoniakgehalte von 3 mg/l zu erwarten. Im übrigen verlangt es der Umweltschutz, daß auch die in geringen Konzentrationen im Abwasser ent haltenen organischen und zum Teil toxischen Substanzen, die schon genannten Mikroverschmutzungen, weitgehend entfernt werden. Bereits die geltenden Forderungen führen dazu, daß in vielen Fällen die Belebungsstufe auf Schlammbelastungen von 0,07 bis 0,08 ausgelegt werden müssen. Bei einem zu kleinen BSB₅/N-Verhältnis und tieferen Temperaturen des Abwassers im Winter müssen Belebungsstufen häufig sogar auf B_TS = 0,05 aus gelegt werden. Das führt zu Belebungsstufen und auch zu Schwachlastbelebungsstufen im Rahmen der einstufigen Bele bungstechnologie und in weniger starkem Maße der Adsorptions technologie, die sehr groß ausgelegt werden müssen. Die er forderlichen Flächen sind nur mit Mühe in den Stadtbereichen zu finden.

Um bei biologischen Abwasserreinigungsanlagen den Raum- und Flächenbedarf zu reduzieren, ist eine Anlage für die Reini gung von Abwasser mit einer biologischen Schwachlastbelebungs stufe und einer nachgeschalteten biologisch intensivierten Filteranlage mit Rückspüleinrichtung bekannt (P 39 16 679 1-44, PatG § 3 (2), wobei die Filteranlage eine physikalische Reinigung bewirkt und die dem Ablauf aus der Schwachlast belebungsstufe noch enthaltene (NH₄-N)-Belastung nitrifiziert und organische Belastungen weiter abbaut sowie Feststoffan teile zurückhält. Diese Anlage ist dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Filterstufen aufweist, die beide biologisch intensiviert sind und in bezug auf die Strömung des Ablaufs hintereinandergeschaltet sind, wobei die in bezug auf die Strömung erste Filterstufe als Nitrifizierungsstufe, die zweite als Denitrifizierungsstufe eingerichtet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer nach der Adsorptionsstufe arbeitenden biologischen Abwasserreinigungs anlage des eingangs beschriebenen grundsätzlichen Aufbaus den Raum- und Flächenbedarf mit geringem Aufwand zu reduzie ren und gleichzeitig die Möglichkeit zu schaffen, auch so genannte Mikroverschmutzungen weitgehend zu eliminieren.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß der Filter anlage eine biologisch aktivierte, rückspülbare Denitrifika tions-Filteranlage nachgeschaltet ist, die für anoxischen Betrieb eingerichtet ist, daß die Behandlungsanlage für den Überschußschlamm eine beheizte Aufbereitungseinrichtung für einen Teilstrom des Überschußschlammes aus dem Adsorptions becken aufweist und daß der aufbereitete Überschußschlamm aus dem Adsorptionsbecken über ein Überführungsleitungssystem als organisches Material in die Denitrifikations-Filteranlage einführbar ist. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung weist die Denitrifikations-Filteranlage eine Aktivkohle füllung bzw. aktivierte Braunkohlenfüllung auf. Auf diese Weise kann gleichzeitig der Gehalt an Mikroverschmutzungen beachtlich reduziert werden.

Die Aufbereitung des Überschußschlammes in einer beheizten Aufbereitungseinrichtung findet statt, um den Überschuß schlamm aus organischem Material der Denitrifikations-Filter anlage in leicht abbaubarer Form anzubieten. Dazu weist die beheizte Aufbereitungseinrichtung nach bevorzugter Ausfüh rungsform der Erfindung einen Autoklaven auf, in dem diese Aufbereitung stattfindet. Die Beheizung stellt keinen be sonderen Aufwand dar. Beispielsweise kann für die Beheizung Faulgas aus der Behandlungsanlage für den Überschußschlamm verbrannt werden. Aus energetischen Gründen empfiehlt die Erfindung, die Anordnung und Auslegung so zu treffen, daß das Überführungsleistungssystem zwischen Aufbereitungseinrichtung und Denitrifikations-Filteranlage über einen Wärmetauscher geführt und die von dem Wärmetauscher aufgenommene fühlbare Wärme in die übrige Behandlungsanlage für den Überschuß schlamm eingeführt wird. Im allgemeinen ist es ausreichend, etwa 20% des Überschußschlammes aus der Adsorptionsstufe in der beschriebenen Weise aufzubereiten und in die Denitrifi kations-Filteranlage einzuführen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung und anhand eines Ausführungsbeispiels weiter erläu tert:

Die einzige Figur zeigt eine nach der Adsorptionstechnologie arbeitende, biologische Abwasserreinigungsanlage. Zum grund sätzlichen Aufbau gehören der Zulauf 1 für das Rohabwasser, ein hochbelastetes Adsorptionsbecken 2, welches gleichzeitig als Sandfilter ausgeführt und belüftbar ist, eine Zwischen klärung 2, ein Aggregat von zwei Schwachlastbelebungsbecken 4, eine Nachklärung 5, eine Filterstufe 6, 7 und ein Ablauf 8 für das gereinigte Wasser. Die Filterstufe 6, 7 ist als bio logisch intensivierte Filteranlage (6) mit Rückspüleinrichtung für die Nitrifizierung der im Ablauf aus dem Schwachlastbe lebungsbecken noch enthaltenen (NH₄N)-Belastung ausgeführt und arbeitet außerdem als Denitrifikations-Filteranlage (7). Zugeordnet ist eine Behandlungsanlage 9 für den Überschuß schlamm. Zu dieser Behandlungsanlage 9 für den Überschuß schlamm gehören ein Voreindicker 10, eine Hydrolysestufe 11, ein Faulraum 12, ein Nacheindicker 13 und eine Entwässerung 14. In die biologisch intensivierte Filteranlage 6 für die Nitrifikation wird Luft eingeführt. Im übrigen können bei 15 chemische Substanzen als Ausfällungshilfe oder dergleichen beigegeben werden. Der Filteranlage 6 ist eine biologisch aktivierte rückspülbare Denitrifikations-Filteranlage 7 nach geschaltet, die für anoxischen Betrieb eingerichtet ist. Die Behandlungsanlage 9 für den Überschußschlamm besitzt gleich sam einen Nebenzweig 16 und darin eine beheizte Aufbereitungs einrichtung 17 für einen Teilstrom des Überschußschlammes aus dem Adsorptionsbecken 2. Über das Überführungsleitungssystem 18 ist der aufbereitete Überschußschlamm aus dem Adsorptions becken 2 als organisches Material in die Denitrifikations- Filteranlage 7 einführbar. Die Denitrifikations-Filteranlage 7 mag eine Aktivkohlefüllung aufweisen, was nicht gezeichnet wurde. Zur beheizten Aufbereitungseinrichtung 17 gehört ein Autoklav 19. Die Beheizung erfolgt beispielsweise in dem Beheizungsaggregat 20, welches dem Autoklav 19 vorgeschaltet ist und beispielsweise durch Faulgas aus der Schlammbehand lungsanlage 9 beheizt wird. Im Autoklaven 19 werden die Zellen aufgeschlossen. Im behandelten Schlammgemisch ist ein gewisser Anteil interes Material vorhanden (z. B. Zellwände, Feinst fasern etc.). Es empfiehlt sich dieses Material nicht über das Denitrifikationsfilter zu leiten, sondern in einer Sieb stufe 22 herauszuholen. Im übrigen entnimmt man der Zeichnung, daß das Überführungsleitungssystem 18 zwischen Aufbereitungs einrichtung 17 und Denitrifikations-Filteranlage 7 über einen Wärmetauscher 21 geführt und daß die von dem Wärmetauscher aufgenommene fühlbare Wärme in die übrige Behandlungsanlage 9 für den Überschußschlamm einführbar ist.

Im Ergebnis kann mit geringem technologischen Aufwand und geringem Kostenaufwand die Stickstofffracht in dem ablaufen den Abwasser reduziert werden, ohne daß der Raum- und Flächen aufwand für die Schwachlastbelebung vergrößert werden müßte.

Claims

1. Nach der Adsorptionsstufe arbeitende, biologische Abwasser reinigungsanlage, mit

- Zulauf für das Rohabwasser,
- hochbelastetem Adsorptionsbecken,
- Zwischenklärung,
- zumindest einem Schwachlastbelebungsbecken,
- Nachklärung,
- Filterstufe, und
- Ablauf für das gereinigte Wasser, wobei die Filterstufe als biologisch intensivierte Filteran lage mit Rückspüleinrichtung für die Nitrifizierung der im Ablauf aus dem Schwachlastbelebungsbecken noch enthaltenen (NH₄-N)-Belastung ausgeführt ist und wobei eine Behandlungs anlage für den Überschußschlamm zugeordnet ist, da durch gekennzeichnet,
daß der Filter anlage (6) eine biologisch aktivierte, rückspülbare Denitrifi kations-Filteranlage (7) nachgeschaltet ist, die für anoxi schen Betrieb eingerichtet ist,
daß die Behandlungsanlage (9) für den Überschußschlamm eine beheizte Aufbereitungseinrichtung (17) für einen Teilstrom des Überschußschlammes aus dem Adsorptions becken (2) aufweist,
und daß der aufbereitete Überschußschlamm aus dem Adsorptions becken (2) über eine Siebstufe (22) sowie ein Überführungs leitungssystem (18) als organisches Material in die Denitri fikations-Filteranlage (7) einführbar ist.

2. Abwasserreinigungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Denitrifikations-Filteranlage (7) eine Aktivkohlefüllung aufweist.

3. Abwasserreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beheizte Aufbereitungsein richtung (17) einen Autoklav (19) aufweist.

4. Abwasserreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Überführungsleitungssystem (18) zwischen Aufbereitungseinrichtung (17) und Denitrifi kations-Filteranlage (7) über einen Wärmetauscher (21) geführt und die von dem Wärmetauscher (21) aufgenommene fühlbare Wärme in die übrige Behandlungsanlage (9) für den Überschuß schlamm einführbar ist.

5. Abwasserreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 20% des Überschußschlam mes aus dem Adsorptionsbecken (2) in die Denitrifikations- Filteranlage (7) einführbar sind.