EP0938455A2 - Verfahren und vorrichtung zur biologischen abwasserreinigung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur biologischen abwasserreinigung

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EP0938455A2
EP0938455A2 EP97948783A EP97948783A EP0938455A2 EP 0938455 A2 EP0938455 A2 EP 0938455A2 EP 97948783 A EP97948783 A EP 97948783A EP 97948783 A EP97948783 A EP 97948783A EP 0938455 A2 EP0938455 A2 EP 0938455A2
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EP
European Patent Office
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oxygen
activated sludge
containing gas
wastewater
pure oxygen
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Ceased
Application number
EP97948783A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Monica Hermans
Ulrich Hermanns
Sigurd Schlegel
Andreas Stein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Messer Griesheim GmbH
Original Assignee
Messer Griesheim GmbH
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Filing date
Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/12—Activated sludge processes
    • C02F3/26—Activated sludge processes using pure oxygen or oxygen-rich gas
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for biological wastewater treatment according to the preamble of claim 1.
  • the activated sludge process is mostly used for biological wastewater treatment in sewage treatment plants.
  • the different water constituents are breathed in a first process stage, the so-called revitalization, by microorganisms (bacteria) floating in the wastewater in a revitalization basin or used in part to build up new biomass.
  • nitrate is converted to molecular nitrogen (denitrification) and CO 2 is formed.
  • a large part of the gases is removed by ventilation and mechanical circulation and leaves the system via the gas phase.
  • the so-called secondary clarification the bacteria are then separated from the water in a secondary clarifier by sedimentation and can then be returned to the aeration tank.
  • Such sewage treatment plants and processes are described, for example, in "Abwassertechnik", Hosang and Bischof, 9th edition, Verlag BG Teubner, 1989.
  • a permanent or intermittent sludge flotation can lead to an undesired discharge of the sludge from the sewage treatment plant, whereby the permissible limit values, for example for chemical oxygen demand (COD), biochemical oxygen demand (BOD 5 ), nitrogen and suspended matter, can be exceeded.
  • the permissible limit values for example for chemical oxygen demand (COD), biochemical oxygen demand (BOD 5 ), nitrogen and suspended matter.
  • the bacterial mass decreases due to the loss of activated sludge, which reduces the cleaning performance of the sewage treatment plant.
  • DE 43 29 239 A1 also discloses a method and a device for biological wastewater purification, in which and in which water constituents are breathed in by the supply of air or oxygen, the bacteria content in the aeration tank being increased by slat packs arranged at an incline or the activated sludge is thickened and the lamella packs are arranged at a distance at the flow path end of the activated sludge tank before the discharge.
  • This process is intended to significantly reduce the volume of the aeration tanks, with a width of 5 m, a length of 10 m and a depth of 4 m being mentioned as exemplary aeration tank dimensions.
  • This method and device do not relate to deep activation tanks or the problem of sludge flotation.
  • the invention has for its object to improve the method mentioned in such a way that the sludge flotation in the secondary clarifier is avoided relatively safely.
  • the process should not require any further process steps or complex additional installations in settling tanks.
  • This object is achieved in that, at least in part of the aerobic pool volume of the activated sludge tank, an oxygen-containing gas with an oxygen content that is higher than that of air or pure oxygen is fed continuously or temporarily to the waste water / activated sludge mixture.
  • an oxygen-containing gas with an oxygen content that is higher than that of air or pure oxygen is fed continuously or temporarily to the waste water / activated sludge mixture.
  • sludge flotation in the secondary settling tank is avoided relatively reliably by increasing the oxygen input into the activation stage.
  • Oxygen content or pure oxygen is added to the wastewater / activated sludge mixture until the proportion of dissolved oxygen in the total content of dissolved gases is so high that the use of nitrate or nitrite in the secondary settling tank contained oxygen is prevented by the bacteria.
  • oversaturation with nitrogen can be prevented if the oxygen-containing gas or pure oxygen is used in the entire aerobic part of the activation stage.
  • oxygen-containing gas or pure oxygen is only supplied in a section of the aerobic part of the activation stage, the preceding aeration or denitrification in the anoxic part / process step initially results in an increase in the dissolved gas content in the wastewater / activated sludge mixture, however Before leaving the aeration tank, it is reduced with the help of the oxygen-containing gas or pure oxygen. At the same time, the necessary supply with
  • the wastewater / activated sludge mixture is supplied with a large amount of the oxygen-containing gas or pure oxygen until an oxygen content of at least approximately 1 to 2 mg / l has been established therein.
  • the optimal oxygen content and the optimal amount of oxygen to be supplied depend on the wastewater to be cleaned, the sewage treatment plant and its special procedure and can be determined by a few simple tests.
  • a particular advantage of the method according to the invention is that, in principle, no further installations in the activation tank are required to carry it out.
  • the oxygen-containing gas or the pure oxygen can be supplied via the same device which is also used to introduce the air into the waste water / activated sludge mixture.
  • all conventional ventilation devices can be used, with devices for fine-bubble pressure ventilation, such as candle aerators or plate aerators, being preferred. It is also intended to use devices designed specifically for pure oxygen, for example a gassing hose, an ejector (pump with venturi tube and mixing chamber) or oxidizer (pressure vessel through which water flows), but preferably a gassing hose.
  • the aforementioned devices advantageously cause relatively low investment costs and do not require any additional space.
  • the supply of compressed air and oxygen-containing gas or the pure oxygen can be spatially separated, which means that the supply takes place in different sections of the Activation basin or different, individual basin of activation.
  • the supply can also be carried out at different times, for example in a round, relatively large activation tank of a smaller sewage treatment plant.
  • the method according to the invention saves energy costs for the pressurized aeration, and an adequate oxygen supply to the activation stage is ensured even when the sewage treatment plant is subjected to a shock.
  • Pure oxygen is preferably used as the oxygen-containing gas.
  • the term "pure oxygen” here means oxygen, which is one
  • Saturation value less than 150%, preferably less than 110%, is before the wastewater / activated sludge mixture is sent to the clarification.
  • the total gas content here is the sum of the gas contents in% of the partial pressure of the corresponding gas in the ambient air, which is contained in the wastewater / activated sludge mixture, based on atmospheric pressure and at a given temperature.
  • the gases are mainly nitrogen, carbon dioxide and oxygen.
  • the oxygen-containing gas or pure oxygen is fed to the activation tank in the last third of the activation tank or in the last aerobic tank of a tank cascade. It is advantageous that the oxygen-containing gas or pure oxygen replaces the conventional ventilation only temporarily, but preferably for 15 to 45 minutes per hour.
  • the oxygen-containing gas or pure oxygen preferably replaces the conventional ventilation with an increased hydraulic load, which can occur, for example, as a result of a rain event.
  • the addition of oxygen-containing gas or pure oxygen takes place according to the level of the sludge level in the secondary clarifier. It is also envisaged to regulate the addition of oxygen-containing gas or pure oxygen as a function of the total gas content in the wastewater / activated sludge mixture.
  • the entry of the oxygen-containing gas or pure oxygen can also be carried out according to two temporally and / or spatially separated setpoints for the oxygen content in the waste water / activated sludge mixture or according to a specified setpoint value for the oxygen content and a specified setpoint value for the total gas content in the waste water / activated sludge.
  • Mixture can be regulated.
  • the control is advantageously carried out in such a way that the oxygen content in the wastewater / activated sludge mixture at the outlet of the
  • Activation level is not less than 1 to 2 mg / l and not higher than 10 mg / l, with the total gas content in the
  • Waste water / activated sludge mixture is simultaneously less than 110%. Regulation according to two setpoints that are predefined in terms of time and / or space is particularly advantageous when the waste water is relatively low
  • the oxygen-containing gas or pure oxygen can be supplied via all conventional supply methods, for example a liquid storage tank, on-site process or a pipeline.
  • the term "pipeline” here means an existing pipeline of a fixed pipeline network or a pipeline to a neighboring source for the oxygen-containing gas or pure oxygen, for example an adjacent air separation plant.
  • the supply via a pipeline is preferred because it enables a relatively high level of operational security and great security of supply with a relatively low technical outlay and a small space requirement.
  • the oxygen-containing gas or pure oxygen is additionally supplied to the wastewater / activated sludge mixture in the event of load impacts on the wastewater with an increased oxygen requirement or with an increased energy requirement of the sewage treatment plant.
  • the pressure ventilation can be reduced or even completely interrupted and partially or completely replaced by the supply of the oxygen-containing gas or pure oxygen.
  • the invention is further achieved by a device for biological wastewater treatment with activated sludge tanks with a depth greater than approx. 5 m, in which the sludge tank is assigned a device for supplying an oxygen-containing gas with an oxygen content that is higher than air or pure oxygen into the waste water / activated sludge mixture , which is suitable for fine-bubble pressure ventilation.
  • the sludge tank is assigned a device for supplying an oxygen-containing gas with an oxygen content that is higher than air or pure oxygen into the waste water / activated sludge mixture , which is suitable for fine-bubble pressure ventilation.
  • Plate aerators or are preferably used as devices for fine-bubble pressure ventilation
  • Candle aerator is used and the device is advantageously assigned a pipeline for supplying an oxygen-containing gas with an oxygen content that is higher than that of air or pure oxygen. It is provided according to the invention to arrange devices for measuring the oxygen content in the wastewater / activated sludge mixture in the aerobic region of the activation tank and preferably to measure the oxygen content with the aid of probes.
  • Membrane electrodes so-called “Clark electrodes”, can preferably be used as probes for oxygen concentration measurement.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur biologischen Abwasserreinigung in einer Kläranlage mit Belebungsbecken einer Tiefe größer ca. 5 m wird zumindest in einem Teil des aeroben Beckenvolumens des Belebungsbeckens kontinuierlich oder zeitweise ein sauerstoffhaltiges Gas mit einem gegenüber Luft erhöhten Sauerstoffgehalt oder reiner Sauerstoff dem Abwasser/Belebtschlamm-Gemisch zugeführt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur biologischen Abwasserreinigung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur biologischen Abwasserreinigung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zur biologischen Abwasserreinigung in Kläranlagen wird meist das Belebtschlammverfahren eingesetzt. Bei diesem Verfahren werden die unterschiedlichen Wasserinhaltsstoffe in einer ersten Verfahrensstufe, der sogenannten Belebung, von im Abwasser schwimmenden Mikroorganismen (Bakterien) in einem Belebungsbecken veratmet beziehungsweise teilweise zum Aufbau neuer Biomasse verwendet. Hierbei wird Nitrat zu molekularem Stickstoff umgewandelt (Denitrifikation) und CO2 gebildet. Ein großer Teil der Gase wird durch eine Belüftung und mechanische Umwälzung entfernt und verläßt das System über die Gasphase. In einer zweiten Verfahrensstufe, der sogenannten Nachklärung, werden die Bakterien anschließend vom Wasser in einem Nachklärbecken durch Sedimentation getrennt und können danach in das Belebungsbecken zurückbefördert werden. Derartige Kläranlagen und Verfahren sind zum Beispiel beschrieben in "Abwassertechnik", Hosang und Bischof, 9. Auflage, Verlag B.G. Teubner, 1989.
Durch Verschärfung von gesetzlichen Anforderungen an die Abwasserreinigung und gegebenenfalls durch Zunahme der Schmutzfracht des Abwassers wird oft eine Erweiterung bestehender Kläranlagen erforderlich, um deren Reinigungsleistung zu verbessern. Meistens müssen dafür die Beckenvolumina vergrößert werden. Bei den Nachklärbecken ist in der Regel eine Vergrößerung der Oberfläche notwendig, während bei den Belebungsbecken eine Volumenvergrößerung auch durch eine Vergrößerung der Beckentiefe bei gleichbleibender Oberfläche erzielt werden kann, was den Flächenverbrauch und die Baukosten senkt.
Es hat sich aber gezeigt, daß in Kläranlagen mit größer werdender Tiefe des Belebungsbeckens zunehmend das Problem einer Schiammflotation im Nachklärbecken auftritt. Dadurch entstehen relativ große Probleme beim Betreiben der Kläranlage und es sind relativ hohe Aufwendungen notwendig, um eine derartige Schlammflotation zu beherrschen.
Eine ständig oder zeitweise auftretende Schlammflotation kann zu einem unerwünschten Austrag des Schlammes aus der Kläranlage führen, wodurch die zulässigen Grenzwerte, beispielsweise für chemischen Sauerstoffbedarf (CSB), biochemischen Sauerstoffbedarf (BSB5), Stickstoff und Schwebstoffe, überschritten werden können. Zudem nimmt aufgrund des Verlustes an Belebtschlamm die Bakterienmasse ab, wodurch die Reinigungsleistung der Kläranlage verringert wird.
Mit steigendem hydrostatischen Druck bei zunehmender Tiefe der Belebungsbecken wird ein höherer Anteil an Gas im Abwasser/Belebtschlamm- Gemisch gelöst, was zu einer Schlammflotation durch Bildung von Gasbläschen im Belebtschlamm im weniger tiefen Nachklärbecken führt. Ferner verursacht ein übermäßig hoher Sauerstoffeintrag in der Denitrifikationsstufe des Belebungsbeckens eine Beeinträchtigung der Denitrifikation. Dadurch kann eine unkontrollierte Denitrifikation im Nachklärungsbecken stattfinden und eine Schlammflotation hervorrufen.
Zur Lösung des Problems einer übermäßigen Schlammflotation in Kläranlagen wurde versucht, den Sauerstoffgehalt besser zu regeln oder den Eintrag des Luftsauerstoffs in der Denitrifikationsstufe des Belebungsbeckens zu verhindern. Es wurde auch vorgeschlagen, anstelle einer konventionellen Nachklärung eine Entspannungsflotation vorzusehen oder eine zusätzliche Entgasungszone bzw. ein flaches Entgasungsbecken mit einer grob- oder mittelblasigen Belüftung einzusetzen. Des weiteren wurde die Verwendung eines Wehres mit spezieller Überfallkante, einer Wehrkaskade und ggf. einer zusätzlichen Tauchwand mit einer Möglichkeit zum Abziehen von Schaum beschrieben (Korrespondenz Abwasser, 43. Jahrgang, Nr. 6, Juni 1996, Seite 1083-1086, Arbeitsbericht des ATV-Fachausschusses 2.6: "Aerobe biologische Abwasserreinigungsverfahren"). Die zuvor genannten Maßnahmen vergrößern aber entweder den Flächenbedarf der Belebungsstufe und sind kostenintensiv im Bau und Betrieb, oder sie verhindern eine Flotation nur teilweise.
In der DE 43 29 239 A1 ist ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung zur biologischen Abwasserreinigung bekannt geworden, bei dem und in der unter Luft- bzw. Sauerstoffzufuhr Wasserinhaltsstoffe von den Bakterien veratmet werden, wobei der Bakterienanteil im Belebungsbecken durch schräg ansteigend verlaufend angeordnete Lamellenpakete erhöht bzw. der Belebtschlamm eingedickt wird und wobei die Lamellenpakete am Strömungswegende des Belebungsbeckens vor dem Ablauf in einem Abstand angeordnet sind. Durch dieses Verfahren sollen die Volumina der Belebungsbecken deutlich verkleinert werden, wobei als beispielhafte Belebungsbeckenabmessungen eine Breite von 5m, eine Länge von 10m und eine Tiefe von 4m genannt sind. Dieses Verfahren und diese Vorrichtung bezieht sich nicht auf tiefe Belebungsbecken oder die Problematik der Schlammflotation.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren derart zu verbessern, daß die Schlammflotation im Nachklärbecken relativ sicher vermieden wird. Darüber hinaus sollen bei dem Verfahren keine weiteren Verfahrensstufen oder aufwendige, zusätzliche Einbauten in Klärbecken erforderlich sein.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zumindest in einem Teil des aeroben Beckenvolumens des Belebungsbeckens kontinuierlich oder zeitweise ein sauerstoffhaltiges Gas mit einem gegenüber Luft erhöhten Sauerstoffgehalt oder reiner Sauerstoff dem Abwasser/Belebtschlamm-Gemisch zugeführt wird. Im Gegensatz zu den bislang bekannten Verfahren zur Verhinderung der Schlammflotation wird hier durch eine Erhöhung des Sauerstoffeintrags in die Belebungsstufe eine Schlammflotation im Nachklärbecken relativ sicher vermieden. Das sauerstoffhaltige Gas mit einem gegenüber Luft erhöhten
Sauerstoffgehalt oder reiner Sauerstoff wird dabei dem Abwasser/Belebtschlamm- Gemisch zugeführt, bis der Anteil gelösten Sauerstoffs am Gesamtgehalt gelöster Gase so hoch ist, daß im Nachklärbecken die Nutzung des im Nitrat oder Nitrit enthaltenen Sauerstoffs durch die Bakterien unterbunden wird. Eine Übersättigung mit Stickstoff kann einerseits verhindert werden, wenn im gesamten aeroben Teil der Belebungsstufe das sauerstoffhaltige Gas oder reiner Sauerstoff eingesetzt wird. Falls andererseits nur in einem Abschnitt des aeroben Teils der Belebungsstufe sauerstoffhaltiges Gas oder reiner Sauerstoff zugeführt wird, ergibt sich durch die vorangegangene Belüftung bzw. Denitrifikation im anoxischen Teil/Verfahrensschritt zwar zunächst eine Erhöhung des Gehalts an gelöstem Gas im Abwasser/Belebtschlamm-Gemisch, aber vor Verlassen des Belebungsbeckens wird dieser mit Hilfe des sauerstoffhaltigen Gases oder reinen Sauerstoffs reduziert. Gleichzeitig wird die erforderliche Versorgung mit
Sauerstoff sichergestellt. Im einfachsten Fall wird dem Abwasser/Belebtschlamm- Gemisch eine so große Menge an dem sauerstoffhaltigen Gas oder reinem Sauerstoff zugeführt, bis sich darin ein Sauerstoffgehalt von mindestens ca. 1 bis 2 mg/l eingestellt hat. Der optimale Sauerstoffgehalt und die optimale Menge an zuzuführendem Sauerstoff ist von dem zu reinigenden Abwasser, der Kläranlage und dessen spezielle Verfahrensweise abhängig und kann durch wenige, einfache Versuche ermittelt werden. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, daß zu dessen Durchführung im Prinzip keine weiteren Einbauten im Belebungsbecken erforderlich sind. Das sauerstoffhaltige Gas oder der reine Sauerstoff kann über dieselbe Einrichtung zugeführt werden, welche auch zum Einbringen der Luft in das Abwasser/Belebtschlamm-Gemisch verwendet wird. So können alle herkömmlichen Belüftungseinrichtungen nach dem Stand der Technik eingesetzt werden, wobei Einrichtungen für eine feinblasige Druckbelüftung, wie Kerzenbelüfter oder Tellerbelüfter, bevorzugt sind. Ferner ist es vorgesehen, speziell für reinen Sauerstoff konzipierte Einrichtungen, zum Beispiel einen Begasungsschlauch, einen Ejektor (Pumpe mit Venturirohr und Mischkammer) oder Oxidator (wasserdurchströmter Druckbehälter), vorzugsweise jedoch einen Begasungsschlauch, zu verwenden. Die zuvor genannten Einrichtungen verursachen vorteilhaft nur relativ geringe Investitionskosten und benötigen keinen zusätzlichen Platzbedarf. Die Zufuhr von Druckluft und von sauerstoffhaltigem Gas oder der reinem Sauerstoff kann räumlich getrennt sein, daß bedeutet die Zufuhr erfolgt in verschiedenen Abschnitten des Belebungsbeckens oder verschiedenen, einzelnen Becken der Belebung. Die Zufuhr kann aber auch zeitlich getrennt, beispielsweise in einem runden, relativ großen Belebungsbecken einer kleineren Kläranlage, durchgeführt werden. Insbesondere bei einem Einsatz von reinem Sauerstoff werden durch das erfindungsgemäße Verfahren Energiekosten für die Druckbelüftung eingespart und auch bei einer Stoßbelastung der Kläranlage ist eine ausreichende Sauerstoffversorgung der Belebungsstufe gewährleistet.
Als sauerstoffhaltiges Gas wird vorzugsweise reiner Sauerstoff eingesetzt. Unter dem Begriff "reiner Sauerstoff" ist hier Sauerstoff gemeint, welcher eine
Mindestreinheit von ca. 80 Vol.-% aufweist. Es kann zum Beispiel technischer Sauerstoff, welcher durch Verflüssigung der Luft hergestellt wird und typisch den Reinheitsspezifikation „Sauerstoff 2.0"(Mindestreinheit 99 Vol.-%) oder „Sauerstoff 2.5" (Mindestreinheit 99,5 Vol.-%) erfüllt, verwendet werden. Ein Einsatz derartiger, „technisch reiner" Sauerstoffgase ist dann möglich, wenn sich damit noch eine wirtschaftliche Verfahrensweise erreichen läßt.
Es ist nach der Erfindung vorgesehen, das sauerstoffhaltige Gas oder reinen Sauerstoff dem Abwasser/Belebtschiamm-Gemisch zuzuführen, bis der Gesamtgehalt an Gas im Abwasser/Belebtschlamm-Gemisch, bezogen auf den
Sättigungswert, kleiner 150 %, vorzugsweise kleiner 110 %, beträgt, bevor das Abwasser/Belebtschlamm-Gemisch der Nachklärung zugeführt wird. Unter Gesamtgehalt an Gas ist hier die Summe der Gasgehalte in % vom Partialdruck des entsprechenden Gases in der Umgebungsluft zu verstehen, welche im Abwasser/Belebtschlamm-Gemisch, bezogen auf Atmosphärendruck und bei einer gegebenen Temperatur, enthalten ist. Die Gase sind vorwiegend Stickstoff, Kohlendioxid und Sauerstoff.
Erfindungsgemäß wird das sauerstoffhaltige Gas oder reiner Sauerstoff dem Belebungsbecken im letzten Drittel des Belebungsbeckens oder im letzten aeroben Becken einer Beckenkaskade zugeführt. Es ist vorteilhaft, daß das sauerstoffhaltige Gas oder reiner Sauerstoff nur zeitweise, vorzugsweise jedoch für 15 bis 45 Minuten pro Stunde, die konventionelle Belüftung ersetzt. Vorzugsweise ersetzt das sauerstoffhaltige Gas oder reiner Sauerstoff die konventionelle Belüftung bei einer erhöhten hydraulischen Belastung, welche beispielsweise als Folge eines Regenereignisses auftreten kann.
Nach der Erfindung ist es vorgesehen, daß die Zugabe von sauerstoffhaltigem Gas oder reinem Sauerstoff nach der Höhe des Schlammspiegels im Nachklärbecken erfolgt. Es ist ebenso vorgesehen, die Zugabe von sauerstoffhaltigem Gas oder reinem Sauerstoff in Abhängigkeit vom Gesamtgasgehalt im Abwasser/Belebtschlamm-Gemisch zu regeln.
Erfindungsgemäß kann der Eintrag des sauerstoffhaltigen Gases oder reinen Sauerstoffs auch nach zwei zeitlich und/oder räumlich getrennt vorgegebenen Sollwerten für den Sauerstoffgehalt im Abwasser/Belebtschlamm-Gemisch oder nach einem vorgegebenen Sollwert für den Sauerstoffgehalt und einem vorgegebenen Sollwert für den Gesamtgasgehalt im Abwasser/Belebtschlamm- Gemisch geregelt werden. Die Regelung erfolgt vorteilhaft in der Weise, daß der Sauerstoffgehalt im Abwasser/Belebtschlamm-Gemisch am Ausgang der
Belebungsstufe nicht geringer als 1 bis 2 mg/l und nicht höher als 10 mg/l liegt, wobei besonders bevorzugt der Gesamtgehalt an Gas im
Abwasser/Belebtschlamm-Gemisch gleichzeitig kleiner 110 % ist. Eine Regelung nach zwei zeitlich und/oder räumlich getrennt vorgegebenen Sollwerten ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Abwässer eine relativ geringe
Säurekapazität aufweisen oder stark verschmutzt sind. Denn in diesem Fall muß das Kohlendioxid in ausreichendem Maße entfernt werden, damit der pH-Wert nicht kleiner ca. 6,5 wird. Ferner kann eine derartige Regelung bei einer besonderen Zusammensetzung von Abwässern, beispielsweise bei Abwässer mit einem relativ geringen Schmutzinhalt (CSB, BSB5, Stickstoff und Schwebstoffe) notwendig sein, wenn der Sauerstoffbedarf bereits gedeckt wird, bevor die erforderliche Menge an Stickstoff entfernt werden kann. Das sauerstoffhaltige Gas oder reiner Sauerstoff kann über alle üblichen Versorgungsmethoden, zum Beispiel Flüssig-Speichertank, On-site-Verfahren oder eine Rohrleitung, zugeführt werden. Unter dem Begriff „Rohrleitung" ist hier eine bereits vor Ort vorhandene Leitung eines festen Rohrleitungsnetzes oder eine Rohrleitung zu einer benachbarten Quelle für das sauerstoffhaltige Gas oder reinen Sauerstoff, zum Beispiel eine benachbarte Luftzerlegungsanlage, zu verstehen. Die Versorgung über eine Rohrleitung ist bevorzugt, denn sie ermöglicht einen relativ hohe Betriebssicherheit und große Versorgungssicherheit bei einem relativ geringen technischen Aufwand und kleinem Platzbedarf.
Es ist ferner nach der Erfindung vorgesehen, daß das sauerstoffhaltige Gas oder reiner Sauerstoff zusätzlich bei Belastungsstößen des Abwassers mit erhöhtem Sauerstoffbedarf oder bei einem erhöhten Energiebedarf der Kläranlage dem Abwasser/Belebtschlamm-Gemisch zugeführt wird. In derartigen Fällen kann zum Beispiel die Druckbelüftung vermindert oder sogar ganz unterbrochen werden und teilweise oder ganz durch die Zufuhr des sauerstoffhaltigen Gases oder reinen Sauerstoffs ersetzt werden.
Die Erfindung wird ferner durch eine Vorrichtung zur biologischen Abwasserreinigung mit Belebungsbecken einer Tiefe größer ca. 5m gelöst, bei der dem Belebungsbecken eine Einrichtung für die Zufuhr eines sauerstoffhaltigen Gases mit einem gegenüber Luft erhöhten Sauerstoffgehalt oder reinen Sauerstoffs in das Abwasser/Belebtschlamm-Gemisch zugeordnet ist, die geeignet ist für eine feinblasige Druckbelüftung. Als Einrichtungen für eine feinblasige Druckbelüftung werden vorzugsweise Tellerbelüfter oder
Kerzenbelüfter verwendet und der Einrichtung vorteilhaft eine Rohrleitung zur Versorgung mit einem sauerstoffhaltigen Gas mit einem gegenüber Luft erhöhten Sauerstoffgehalt oder reinem Sauerstoff zugeordnet. Es ist nach der Erfindung vorgesehen, Einrichtungen zum Messen des Sauerstoffgehalts im Abwasser/Belebtschlamm-Gemisch im aeroben Bereich des Belebungsbeckens anzuordnen und vorzugsweise den Sauerstoffgehalt mit Hilfe von Sonden zu messen. Als Sonden zur Sauerstoffkonzentrationsmessung können vorzugsweise Membran-Elektroden, sogenannte „Clark-Elektroden", eingesetzt werden. Ebenso ist es möglich, die Sauerstoffkonzentration mit Hilfe von den sogenannten „Züllig- Elektroden" oder mit potentiometrischen Methoden zu messen. Diese Meßeinrichtungen sind zum Beispiel in „Kleine Oxi-Fibel, Technologie und Methodik zur Messung des Gelöst-Sauerstoffs mit Membran Elektroden", Chem. Ing. Horst Nösel, WTW GmbH, Weilheim, beschrieben.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Bei Kläranlagen mit Belebungsbecken einer Tiefe von 6 bis 10 m, welche zur Reinigung von Abwässern mit einer durchschnittlichen Abwasserbelastung von ca. 200 bis 300 mg/l Sauerstoff (BSB5) und 50 bis 100 mg/l Stickstoffgehalt (TKN) eingesetzt wurden, wurde reiner Sauerstoff über Begasungsschläuche oder Belüfter dem Abwasser/Belebtschlamm-Gemisch zugeführt. Es wurde ein Volumenstrom an reinem Sauerstoffs von 0,1 bis 0,8 kg Sauerstoff pro m3 Abwasser eingestellt, so daß der Sauerstoffgehalt immer in einem Bereich von 1 bis 10 mg/l lag. Zum Beispiel wurde bei einer Kläranlage mit einer
Belebungsbeckentiefe von 9,3 m, mit welcher Abwässer einer durchschnittlichen Abwasserbelastung von ca. 2000 Einwohnerwerten gereinigt wurden, dem Abwasser/Belebtschlamm-Gemisch reiner Sauerstoff über feinblasige Tellerbelüfter zugeführt, wobei der Volumenstrom an reinem Sauerstoffs bis zu 0,5 m3 Sauerstoff pro m3 Abwasser betrug, so daß der Sauerstoffgehalt immer in einem Bereich von 2 bis 3 mg/l lag. Probleme mit einer Schlammflotation im Nachklärbecken traten nicht auf.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur biologischen Abwasserreinigung in einer Kläranlage mit Belebungsbecken einer Tiefe größer ca. 5m, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in einem Teil des aeroben Beckenvolumens des Belebungsbeckens kontinuierlich oder zeitweise ein sauerstoffhaltiges Gas mit einem gegenüber Luft erhöhten Sauerstoffgehalt oder reiner Sauerstoff dem Abwasser/Belebtschlamm-Gemisch zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß als sauerstoffhaltiges Gas technischer Sauerstoff verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das sauerstoffhaltige Gas oder reiner Sauerstoff dem Abwasser/Belebtschlamm-Gemisch zugeführt wird, bis der Gesamtgehalt an Gas im Abwasser/Belebtschlamm-Gemisch kleiner 150 % beträgt, bevor das Abwasser/Belebtschlamm-Gemisch der Nachklärung zugeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das sauerstoffhaltige Gas oder reiner Sauerstoff dem Belebungsbecken im letzten Drittel des Belebungsbeckens oder im letzten aeroben Becken einer Beckenkaskade zugeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das sauerstoffhaltige Gas oder reiner Sauerstoff in Intervallen für eine
Zeitdauer von 15 bis 45 Minuten pro Stunde die konventionelle Belüftung ersetzt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das sauerstoffhaltige Gas oder reiner Sauerstoff bei erhöhter hydraulischer Belastung die konventionelle Belüftung ersetzt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintrag des sauerstoffhaltigen Gases oder reinen Sauerstoffs nach der Höhe des Schlammspiegels in der Nachklärung geregelt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintrag des sauerstoffhaltigen Gases oder reinen Sauerstoffs nach der Höhe des Gesamtgasgehalts im Abwasser/Belebtschlamm-Gemisch geregelt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintrag des sauerstoffhaltigen Gases oder reinen Sauerstoffs nach zwei zeitlich und/oder räumlich getrennt vorgegebenen Sollwerten für den
Sauerstoffgehalt im Abwasser/Belebtschlamm-Gemisch oder nach einem vorgegebenen Sollwert für den Sauerstoffgehalt und einem vorgegebenen Sollwert für den Gesamtgasgehalt im Abwasser/Belebtschlamm-Gemisch geregelt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das sauerstoffhaltige Gas oder reiner Sauerstoff über eine Rohrleitung dem Belebungsbecken zugeführt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das sauerstoffhaltige Gas oder reiner Sauerstoff zusätzlich bei Belastungsstößen des Abwassers mit erhöhtem Sauerstoffbedarf oder bei einem erhöhten Energiebedarf der Kläranlage dem Abwasser/Belebtschlamm-Gemisch zugeführt wird.
12. Vorrichtung zur biologischen Abwasserreingung mit Belebungsbecken einer Tiefe größer ca. 5m, dadurch gekennzeichnet, daß dem Belebungsbecken eine Einrichtung für die Zufuhr eines sauerstoffhaltigen Gas mit einem gegenüber Luft erhöhten Sauerstoffgehalt oder reinen Sauerstoffs in das Abwasser/Belebtschlamm-
Gemisch zugeordnet ist, die geeignet ist für eine feinblasige Druckbelüftung.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für eine feinblasige Druckbelüftung ein Begasungsschlauch ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Einrichtung für eine feinblasige Druckbelüftung eine Rohrleitung zur Versorgung mit einem sauerstoffhaltigen Gas mit einem gegenüber Luft erhöhten Sauerstoffgehalt oder reinem Sauerstoff zugeordnet ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß im aeroben Bereich des Belebungsbeckens Einrichtungen zum Messen des Sauerstoffgehalts im Abwasser/Belebtschlamm-Gemisch angeordnet sind.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoffgehalt im Abwasser/Belebtschlamm-Gemisch mit Hilfe von Membran-Elektroden gemessen wird.
EP97948783A 1996-10-31 1997-10-23 Verfahren und vorrichtung zur biologischen abwasserreinigung Ceased EP0938455A2 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19644080 1996-10-31
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10059441A1 (de) * 2000-11-30 2002-06-20 Messer Griesheim Gmbh Verfahren zur Flotation von Wasser
DE10059897A1 (de) * 2000-12-01 2002-06-20 Messer Griesheim Gmbh Verfahren zur biologischen Reinigung von organisch belasteten Abwässern
DE10061486A1 (de) * 2000-12-09 2002-06-20 Messer Tatragas S R O Verfahren und Vorrichtung zur biologischen Abwasserreinigung
DE50300678D1 (de) * 2003-02-07 2005-07-28 Delphin Umwelttechnik Gmbh Verfahren zur Beeinflussung des Schlammvolumenindex mit dem Ziel der Schwimmschlammvermeidung auf Kläranlagen
DE102004022766A1 (de) * 2004-05-05 2005-12-01 Bayer Chemicals Ag Schäume zur Entfernung von Schadstoffen und/oder Schwermetallen aus strömbaren Medien
US7699980B2 (en) 2007-08-24 2010-04-20 Praxair Technology, Inc. System for activated sludge wastewater treatment with high dissolved oxygen levels
US10669177B1 (en) * 2017-06-14 2020-06-02 Stallion Oilfield Services Ltd. Apparatus and method for recycling blackwater and greywater at oil and gas well sites

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3574331A (en) * 1968-12-18 1971-04-13 Mitsubishi Kakoki Kk Aeration tank for waste treatment
US3547812A (en) * 1969-07-02 1970-12-15 Union Carbide Corp High oxygen utilization in bod-containing water treatment
US3772187A (en) * 1971-07-14 1973-11-13 D Othmer Sewage treatment process
US4163712A (en) * 1973-01-08 1979-08-07 Boc Limited Treatment of liquid
US3968035A (en) * 1973-04-05 1976-07-06 Eli Lilly And Company Super-oxygenation method
US3954606A (en) * 1973-11-12 1976-05-04 Air Products And Chemicals, Inc. Wastewater treatment system with controlled mixing
DE2420076A1 (de) * 1974-04-25 1975-11-13 Bayer Ag Vorrichtung zum kontinuierlichen eintrag von sauerstoff in ein kontinuierlich betriebenes einstufiges belebtschlammbecken
US4202763A (en) * 1975-02-07 1980-05-13 Hitachi, Ltd. High-efficient activated sludge method
US3994802A (en) * 1975-04-16 1976-11-30 Air Products And Chemicals, Inc. Removal of BOD and nitrogenous pollutants from wastewaters
US4166790A (en) * 1975-04-17 1979-09-04 Bayer Aktiengesellschaft Single stage process for continuous introduction of oxygen-containing gases into effluent containing activated sludge
GB1593253A (en) * 1976-08-24 1981-07-15 Boc Ltd Biological treatment of aqueous waste material with oxygen
US4104167A (en) * 1976-10-08 1978-08-01 Ferdinand Besik Apparatus for purifying waste waters
US4374027A (en) * 1978-02-06 1983-02-15 International Telephone And Telegraph Corporation Process for the secondary treatment of wastewater
US4206047A (en) * 1978-07-13 1980-06-03 Houdaille Industries, Inc. Multi-stage systems for waste water oxidation
GB2071633B (en) * 1980-03-07 1984-02-08 Kubota Ltd Waste water treating apparatus
DE3028336C2 (de) * 1980-07-25 1985-08-01 Wilhelm Roediger Gmbh + Co, 6450 Hanau Verfahren zum biologischen Reinigen von Abwasser
DE3129926A1 (de) * 1981-07-29 1983-02-17 Bayerische Milchindustrie eG, 8000 München Vorrichtung zur biologischen reinigung organischer abwaesser
JPS58216788A (ja) * 1982-06-01 1983-12-16 Kurita Water Ind Ltd 汚水の曝気装置
DE3403298A1 (de) * 1984-01-31 1985-08-01 PREWAtec Metallbau und Wassertechnik GmbH & Co KG, 8900 Augsburg Verfahren und vorrichtung zur reinigung von abwaessern
DE3639572A1 (de) * 1986-11-20 1988-05-26 Anna Kursa Begasungsverfahren der abwaesser
JPH04200797A (ja) * 1990-11-30 1992-07-21 Mitsubishi Paper Mills Ltd 有機排水の活性汚泥処理方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO9818727A2 *

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US6280624B1 (en) 2001-08-28
DE19644080A1 (de) 1998-05-07

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