DE3933513C2

DE3933513C2 -

Info

Publication number: DE3933513C2
Application number: DE19893933513
Authority: DE
Inventors: Botho Prof. Dr.-Ing. Dr.H.C. 5100 Aachen De Boehnke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-10-06
Filing date: 1989-10-06
Publication date: 1992-07-02
Also published as: DE3933513A1

Description

Die Erfindung betrifft eine nach der Adsorptionstechnologie arbei tende, biologische Abwasserreinigungsanlage, - mit Zulauf für das Rohabwasser, hochbelastetem Adsorptionsbecken, Zwischenklärung, zumindest einem Schwachlastbelebungsbecken, Nach klärung, Filterstufe, und Ablauf für das gereinigte Wasser, wobei die Filterstufe als biologische intensivierte Filteranlage 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 aus dem Adsorptionsbecken zugeordnet ist. Die Adsorptionstechnologie 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 Reinigungsleistung bewährt. Eine als biologisch intensivierte Filteranlage ausge führte 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 Stick stofffracht, die der Ablauf aus der Schwachlastbelebungsstufe mitbringt, findet sich folglich in dem gereinigten Abwasser hinter der für die beschriebene Nitrifizierung eingerichteten Filteranlage wieder. Sie kann im Rahmen der bekannten Maßnah men durch die Behandlung des Ablaufs in der Filterstufe nicht minimiert werden. Um die Stickstofffracht zu minimieren, muß die der Filteranlage vorgeschaltete Schwachlastbelebungsstufe entsprechend ausgelegt und für eine ausreichende Denitrifi zierung eingerichtet werden. Das führt zu einem störend großen Flächen- und Raumbedarf der Schwachlastbelebungsstufe. Im übrigen kann ohne weiteres nicht verhindert werden, daß der Ablauf des gereinigten Wassers noch sogenannte Mikroverschmut zungen 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 aus Werte von 10 bis 12 mg_ges/l bzw. auf Ammoniakgehalte von <3 mg/l zu erwarten. Im übrigen verlangt es der Umweltschutz, daß auch die in geringen Konzentrationen im Abwasser enthaltenen organischen und zum Teil toxischen Substanzen, die schon ge nannten Mikroverschmutzungen, weitgehend entfernt werden. Be reits 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-Ver hältnis und tieferen Temperaturen des Abwassers im Winter müs sen Belebungsstufen häufig sogar auf B_TS = 0,05 ausgelegt wer den. Das führt zu Belebungsstufen und auch zu Schwachlastbele bungsstufen im Rahmen der einstufigen Belebungstechnologie und in weniger starkem Maße der Adsorptionstechnologie, die sehr groß ausgelegt werden müssen. Die erforderlichen 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 Reinigung von Abwasser mit einer biologischen Schwachlastbelebungsstufe und einer nachgeschalteten biologisch intensivierten Filteran lage mit Rückspüleinrichtung vorgeschlagen worden, die zwei Filterstufen aufweist, die beide biologisch intensiviert sind und in bezug auf die Strömung des Ablaufs hintereinanderge schaltet sind, wobei die in bezug auf die Strömung erste Filterstufe als Nitrifizierungsstufe, die zweite als Denitrifi kationsstufe eingerichtet ist (vgl. DE 39 16 679 A1). Die bei den Filterstufen bewirken sowohl einen Abbau der noch enthal tenen (NH₄-N)-Belastung und zusätzlich auch eine physikalische Reinigung. Letzteres ist auch Teil dieser Erfindung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer nach der Adsorptionstechnologie arbeitenden biologischen Abwasserreini gungsanlage des eingangs beschriebenen grundsätzlichen Aufbaus die Stickstofffracht zu minimieren und gleichzeitig die Mög lichkeit zu schaffen, auch sogenannte Mikroverschmutzungen weitgehend zu eliminieren.

Der Betrieb einer Denitrifizierungsstufe erfordert nun stets die Zugabe von organischem Material als C/H-Donator für die Mikroorganismen, welche die Denitrifikation bewirken. Der Er findung liegt demnach zusätzlich die Aufgabe zugrunde, der Denitrifikations-Filteranlage organisches Material in leicht abbaubarer Form zuzuführen, das aus dem Prozeß selbst stammt. Zur Lösung dieser Gesamtaufgabe lehrt die Erfindung, daß der Filteranlage eine biologisch aktivierte, rückspülbare Denitrifikations-Filteranlage nachgeschaltet ist, die für anoxischen Betrieb eingerichtet ist, daß die Behandlungsanlage für den Überschußschlamm aus zwei Teilen besteht, wobei ein Teilstrom des Überschußschlammes auf übliche Weise aufgearbei tet wird und der andere Teilstrom eine beheiz ten Aufbereitungseinrichtung zugeführt wird und der so aufbe reitete Teil des Überschußschlammes über eine Siebstufe sowie ein Überführungsleitungssystem als organisches Material in die Denitrifikations-Filteranlage einführbar ist. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung weist die Denitrifikations-Fil teranlage eine Aktivkohlefüllung bzw. aktivierte Braunkohlen füllung 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 Überschußschlamm aus organischem Material der Denitrifikations-Filteranlage in leicht abbaubarer Form anzubieten. Dazu weist die beheizte Aufbereitungseinrichtung nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung einen Autoklaven auf, in dem diese Aufbereitung statt findet. Die Beheizung stellt keinen besonderen Aufwand dar. Beispielsweise kann für die Beheizung Faulgas aus der Behand lungsanlage 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-Filter anlage über einen Wärmetauscher geführt und die von dem Wärme tauscher aufgenommene fühlbare Wärme in die übrige Behandlungs anlage für den Überschußschlamm eingeführt wird. Im allgemeinen ist es ausreichend, etwa 20% des Überschußschlammes aus der Adsorptionsstufe in der beschriebenen Weise aufzubereiten und in die Denitrifikations-Filteranlage einzuführen.

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

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 3, 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 Schwachlastbele bungsbecken noch enthaltenen (NH₄N)-Belastung ausgeführt und arbeitet außerdem als Denitrifikations-Filteranlage 7. Zugeord net ist eine Behandlungsanlage 9 für den Überschußschlamm, die aus zwei Teilen besteht. Zu dem Teil, der die übliche Aufberei tung bewirkt, 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 Ni trifikation wird Luft eingeführt. Im übrigen können bei 15 che mische Substanzen als Ausfällungshilfe oder dergleichen beige geben werden. Der Filteranlage 6 ist eine biologisch aktivierte rückspülbare Denitrifikations-Filteranlage 7 nachgeschaltet, die für anoxischen Betrieb eingerichtet ist. Die Behandlungs anlage 9 für den Überschußschlamm besitzt gleichsam einen Ne benzweig 16 und darin eine beheizte Aufbereitungseinrichtung 17 für einen Teilstrom des Überschußschlammes aus dem Adsorp tionsbecken 2. Über das Überführungsleitungssystem 18 ist der aufbereitete Überschußschlamm aus dem Adsorptionsbecken 2 als organisches Material in die Denitrifikations-Filteranlage 7 einführbar. Die Denitrifikations-Filteranlage 7 mag eine Aktiv kohlefüllung aufweisen, was nicht gezeichnet wurde. Zur beheiz ten Aufbereitungseinrichtung 17 gehört ein Autoklav 19. Die Be heizung erfolgt beispielsweise in dem Beheizungsaggregat 20, welches dem Autoklav 19 vorgeschaltet ist und beispielsweise durch Faulgas aus der Schlammbehandlungsanlage 9 beheizt wird. Im Autoklaven 19 werden die Zellen aufgeschlossen. Im behandel ten Schlammgemisch ist ein gewisser Anteil inertes Material vorhanden (z. B. Zellwände, Feinstfasern etc.). Es empfiehlt sich, dieses Material nicht über das Denitrifikationsfilter zu leiten, sondern in einer Siebstufe 22 herauszuholen. Im übrigen entnimmt man der Zeichnung, daß das Überführungsleitungssystem 18 zwischen Aufbereitungseinrichtung 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 ge ringem Kostenaufwand die Stickstofffracht in dem ablaufenden Abwasser reduziert werden, ohne daß der Raum- und Flächenauf wand für die Schwachlastbelebung vergrößert werden müßte.

Claims

1. Nach der Adsorptionstechnologie arbeitende, biologische Abwasserreinigungsanlage, 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 Filteranla ge mit Rückspüleinrichtung für die Nitrifizierung der im Ablauf aus dem Schwachlastbelebungsbecken noch enthaltenen (NH₄-N)-Be lastung ausgeführt ist und wobei eine Behandlungsanlage für den Überschußschlamm aus dem Adsorptionsbecken (2) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter anlage (6) eine biologisch aktivierte, rückspülbare Denitrifi kations-Filteranlage (7) nachgeschaltet ist, die für anoxischen Betrieb eingerichtet ist, daß die Behandlungsanlage (9) für den Überschußschlamm aus zwei Teilen besteht, wobei ein Teilstrom des Überschußschlammes auf übliche Weise aufgearbeitet wird und der andere Teilstrom einer beheizten Aufbereitungseinrichtung (17) zugeführt wird, und der so aufbereitete Teil des Über schußschlamms über eine Siebstufe (22) sowie ein Überführungs leitungssystem (18) als organisches Material in die Denitrifi kations-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 Aufbereitungseinrich tung (17) einen Autoklav (19) aufweist.

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

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