DE3301643A1 - Verfahren und vorrichtung zur biologischen reinigung von abwasser - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur biologischen reinigung von abwasserInfo
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Description
LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
(H 1306) H 83/02
Sti/fl 17.1.1983
Verfahren und Vorrichtung zur biologischen Reinigung von Abwasser
__
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur biologischen Reinigung von phosphathaltigem Abwasser,
bei dem das Abwasser in Gegenwart von zumindest teilweise auf einem Trägermaterial fixierten Belebtschlamm in mindestens
einer aeroben, .einer anaeroben und gegebenenfalls einer anoxisehen
Zone behandelt und ein im wesentlichen phosphatfreier Abwasserstrom abgezogen wird.
Aus der DE-AS 28 39 |872 ist ein Verfahren bekannt, bei dem
mit auf Trägermaterial fixierten Mikroorganismen nicht nur organische Kohlenwasserstoffverbindungen abgebaut werden,
sondern auch Nitrifikation und Denitrifikation durchgeführt werden kann, sowie Phosphate auf.chemischem Wege aus dem Abwasser
entfernt werden. Bei der Phospha-tentfernung aus Abwasser muß die Biomasse abwechselnd aeroben und anaeroben
Bedingungen unterworfen werden. Um dies auch auf relativ dichtgepackte Reaktoren anzuwenden, wurde von der Anmelderin
in einer älteren Patentanmeldung P 32 15 404.6 vorgeschlagen, ein ortsfestes Trägermaterial zu verwenden und den Wechsel
aerob/anaerob zur Phosphatelimination durch Schaltzyklen zu bewirken.
Form. 5729 7.78
Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein weiteres Verfahren der eingangs genannten Art zur Verfügung
zu stellen, mit dem bei geringem technischem Aufwand eine hohe Reinigungswirkung in Bezug auf die Phosphatentfernung
erzielt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
Belebtschlamm auf einem bewegten Trägermaterial angesiedelt wird, daß das Trägermaterial von der anaeroben,.gegebenenfalls
über die ä&Qxische'zur aeroben Zone befördert und gleichzeitig
eine gleiche Menge an Trägermaterial aus der aeroben Zone, gegebenenfalls über die anoxische zur anaeroben Zone zurückbefördert
wird, wobei sich die Phosphate im Belebtschlamm anreichern, und daß ein Teil des mit Phosphaten angereicherten
Belebtschlammes abgetrennt wird.
Die auf dem Trägermaterial fixierte Biomasse wird in die verschiedenen
Reaktionszonen geführt und auf diese Weise nacheinander
aeroben und anaeroben und, bei Durchführung von Nitrifikation
bzw. Denitrifikation, anoxischen Bedingungen unterworfen.
Dabei wird die bekannte Tatsache genutzt, daß das von den Mikroorganismen unter aeroben Bedingungen aufgenommene
Phosphat unter anaeroben Bedingungen wieder aus den Zellen der Mikroorganismen freigesetzt und in die flüssige Phase
25"des Belebtschlammes abgegeben wird.
Am günstigsten ist es dabei, wenn der Abwasserzulauf zur anaeroben
Zone erfolgt und das Trägermaterial bei entsprechender Beschaffenheit und Strömungsgeschwindigkeit des Abwassers
von äiesem aus der anaeroben in die aerobe Zone getragen wird. Als Trägermaterial eignen sich insbesondere makroporöse St.offteiöLchen
mit geringem spezifischem Gewicht. Sollte die Strömungsgeschwindigkeit des Abwassers jedoch nicht ausreichend
groß sein, kann das Trägermaterial mittels einer Fördereinrichtung
ν©ή der anaeroben in die aerobe Zone befördert werden.
Form. 5729 7.78
Zur Erlangung größtmöglicher Phosphateliminierung ist es erforderlich,
daß das Abwasser vor Abgabe in den Ablauf einer aeroben Behandlung unterworfen wird. Auf diese Weise kann
das unter anaeroben Bedingungen freigesetzte Phosphat von den Mikroorganismen vollständig resorbiert und ein phosphatfreies
Wasser abgezogen werden.
Die Verwendung von bewegtem Trägermaterial bietet den großen Vorteil, daß das erfindungsgemäße Verfahren ohne großen Aufwand
auch bei bereits bestehenden Abwasserreinigungsanlagen zur Phosphateliminierung eingesetzt werden kann.
Da nicht der gesamte Belebtschlamm auf dem Trägermaterial fixiert ist, wird mit dem phosphatfreien Ablauf auch ein Teil
des mit Phosphaten angereicherten Belebtschlammes ausgetragen. Aus diesem Grunde ist es zweckmäßig, den Belebtschlamm in
einer Nachklärung von dem gereinigten Wasser abzutrennen. Ein Teil des abgetrennten Schlammes kann zu einer der Behandlungszonen,
vorzugsweise der anaeroben, zurückgeführt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist vorgesehen, daß kompressibles Trägermaterial verwendet und daß zur Abtrennung phosphatreicher Flüssigkeit
das Trägermaterial zusammengepreßt wird.
■'..·■■ Ferner besteht die Möglichkeit, zum Abtrennen der Phosphate
das Trägermaterial während oder nach der anaeroben Behandlung mit einer Flüssigkeit, zum Beispiel einem Teilstrom
des zu reinigenden'Abwassers, zu spülen und die Phosphate
aus der Flüssigkeit auszufällen. Dabei kann ein Teil der mit Phosphat angereicherten Spülflüssigkeit zum Spülen zurückgeführt
werden.
Bei Anwendung des erfindunfsgemäßen Verfahrens werden während
der anaeroben Phase optimale Temperatur- und pH-Werte einge-
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stellt. Zweckmäßigerweise wird das mit phosphathaltigem Belebtschlamm
beladene Trägermaterial bei oder nach der anaeroben Behandlung zumindest teilweise entwäßert und in dem entnommenen
Wasser das Phosphat ausgefällt.
Die Erfindung betrifft überdies eine Vorrichtung zur Durch-.
führung des Verfahrens mit einer mit Trägermaterial gefüllten anaeroben und einer mit dieser in Verbindung stehenden
aeroben Zone, die durch eine Fördereinrichtung für das Trägermaterial von der aeroben gegebenenfalls über die anoxische
Zone iri die anaerobe Zone gekennzeichnet ist. Außerdem kann eine weitere Fördereinrichtung für das Trägermaterial
von der anaeroben gegebenenfalls über die anoxische Zone in die aerobe Zone vorgesehen sein. In bevorzugter Weiterbildung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann überdies die anaerobe
Zone als Wanderbett ausgebildet sein.
Im folgenden sei die Erfindung anhand von in drei Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine Abwasserreinigungsanlage mit in einem Becken angeordneten Behandlungszonen
Figur 2 eine Abwasserreinigungsanlage mit getrennten
Becken für anaerobe und aerobe Behandlung
Figur 3 eine Abwasserreinigungsanlage mit Becken ,- für die aerobe Behandlung und Wanderbett
für die anaerobe Behandlung.
Gemäß Figur 1 wird zu reinigendes, phosphathaltiges Abwasser über einen Zulauf 1 einem Abwasserreinigungsbecken 2 züge-
j - ,.. .
Form. 5729 7.78
Form. 5729 7.78
führt, das im wesentlichen aus einer anaeroben Zone 3, gegebenenfalls
einer anoxischen Zone 4 und einer aeroben Zone 5 besteht. Zone 3 und 4 können gegenüber der Atmosphäre geschlossen
ausgebildet sein und sind mit je einer Mischvorrichtung 3a bzw. 4a versehen, während Zone 5 mit einer Luft- oder
Sauerstoffeintragsvorrichtung 5b und gegebenenfalls einer Mischvorrichtung 5a ausgestattet ist. In dem Reinigungsbecken
ist bewegtes Trägermaterial .für Biomasse angeordnet. Dieses Trägermaterial, z.B. Teilchen aus offenzelligem PoIyurethanschaum
oder anderen Schaumstoffen, wird infolge seines geringen spezifischen Gewichts und kleinen geometrischen Abmessungen
mit der Strömung des Abwassers von der ersten Zone 3 bis in die Zone 5 mitgetragen. Von dort wird das Trägermaterial
mittels einer Fördereinrichtung 6, die als Förderband ausgebildet sein kann, zurück in die anaerobe Zone 3 gefördert.
In der anaeroben Behandlungszone 3 setzen die auf dem Trägermaterial
fixierten Mikroorganismen die in ihren Zellen in polymerer Form eingelagerten Phosphate in die Flüssigkeit
frei und nehmen kein Phosphat aus dem Abwasser auf. In der nachfolgenden anoxischen Behandlungszone 4 wird gegebenenfalls
eine Denitrifikation durchgeführt und in der aeroben Behandlungszone 5 nehmen die Mikroorganismen das im Abwasser
enthaltene Phosphat auf und lagern es in ihren Zellen ein,
so daß über Leitung 7 ein phosphatfreier Ablauf abgezogen werden kann. In Zone 5 kann gegebenenfalls eine Nitrifikation
durchgeführt werden.
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Da nicht der gesamte Belebtschlamm auf dem Trägermaterial fixiert ist, wird mit dem Wasser auch etwas Belebtschlamm
mit ausgetragen. In einer nachfolgenden Nachklärung 8 kann dieser Belebtschlamm vom Wasser abgetrennt werden, das über
Leitung 9 abläuft. Aus dieser Nachklärung 8 kann phosphatreicher Uberschußschlamm über Leitung 10 abgezogen werden.
Um zu verhindern, daß Trägermaterial aus der aeroben Zone mit dem Wasser mit ausgetragen wird, ist diese mit einem
Sieb 11"zum Zurückhalten des Trägermaterials versehen. Uberdies
ist die anoxische Zone mit einem Abwasserrücklauf 12
aus der aeroben Zone versehen.
In einer anderen Ausführungsform gemäß Figur 2 wird das
phosphathaltige Abwasser über Leitung 1 der aeroben Behandlungszone
5 zugeführt. Die Mikroorganismen nehmen während der-aeroben Bedingungen aus dem zu reinigenden Abwasserstrom
Phosphat auf, so daß über Leitung 7 ein an Phosphaten verarmter Strom abgezogen werden kann. Das mit nunmehr phosphathaltigem
Belebtschlamm beladene Trägermaterial wird über das Förderband 6 in die anaerobe Behandlungszone 3 eingebracht,
während gleichzeitig über ein Förderband 13 eine gleiche Menge an Trägermaterial aus der anaeroben in die'aerobe Zone
befördert wird. In der anaeroben Zone wird das Trägermaterial mit einer Flüssigkeit, z.B. über Leitung 14 vom Zulauf 1 abgezweigtes,
zu reinigendes Abwasser, durchspült. Aus der Spülflüssigkeit, der über Leitung 15 schon mit Phosphat angereicherte
Flüssigkeit zugeführt werden kann, wird in einer in Leitung 16 angeordneten Phosphatfällung 17 mittels entsprechender
Fällungsmittel ein phosphatreicher Fällungsschlamm I abgetrennt (Leitung 18) und über Leitung 19 ein Ablauf abgezogen,
der gegebenenfalls zur Vorklärung geleitet werden kann. .
Gemäß Figur 3 ist die anaerobe Behandlungszone 3_ aus Figur
als :Wandieji^tit' (geringes Volumen) mit einer Fördereinrich-
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1 tung 20 ausgebildet. Das Trägermaterial gelangt aus der aeroben Zone über das Förderband in die anaerobe Behandlung
und insbesondere auf die Fördereinri.chtung 20. Während der anaeroben Behandlung setzen die Mikroorganismen das in ihren
5 Zellen eingelagerte Phosphat in die Flüssigkeit frei. Aus diesem Grund kann das Trägermaterial auf eine Preßeinrichtung
21 befördert werden, durch die die im Trägermaterial befindliche Flüssigkeit und damit die Phosphate ausgepreßt
werden. Das Trägermaterial wird zur aeroben Behandlungszone
10 5 zurückgeführt (22). Die ausgepreßte Flüssigkeit wird in einem Behälter 23 gesammelt und über Leitung 16 einer Phosphatfällung
17 zugeführt.
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Claims (10)
1. Verfahren zur biologischen Reinigung von phosphathaltigem
Abwasser, bei dem das Abwasser in Gegenwart von zumindest teilweise auf einem Trägermaterial fixiertem Belebtschlamm
in mindestens einer aeroben, einer anaeroben und gegebenenfalls einer anoxischen Zone behandelt und ein im wesentliehen
phosphatfreier Abwasserstrom abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Belebtschlamm auf einem
bewegten Trägermaterial angesiedelt wird, daß das Trägermaterial von der anaeroben, gegebenenfalls über die anoxische
zur aeroben Zone befördert und gleichzeitig eine gleiche Menge an Trägermaterial aus der aeroben Zone, gegebenenfalls
über die anoxisch© zur anaeroben Zone zurückbefördert wird, wobei sich die Phosphate im Belebtschlamm
anreichern, und daß ein Teil des mit Phosphaten angereicherten Belebtschlammes abgetrennt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennung des Belebtschlammes in einer Nachklärung
durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
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kompressibles Trägermaterial verwendet und zur Abtrennung
phosphatreicher Flüssigkeit das Trägermaterial zusammengepreßt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zum Abtrennen der Phosphate das Trägermaterial während oder nach der anaeroben Behandlung mit einer Flüssigkeit
gespült wird und die Phosphate aus der Flüssigkeit ausgefällt werden.
10
10
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
als Flüssigkeit ein Teilstrom des zu reinigenden Abwassers verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der mit Phosphat angereicherten Spülflüssigkeit
zum Spülen zurückgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das mit phosphathaltigem Belebtschlamm beladene Trägermaterial bei oder nach der anaeroben Behandlung
zumindest,teilweise entwäßert und in dem entnommenen
Wasser das Phosphat ausgefällt wird.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einer mit Trägermaterial gefüllten
anaeroben und einer mit dieser in Verbindung stehenden aeroben Zone gekennzeichnet durch eine Fördereinrichtung
für das Trägermaterial von der aeroben gegebenenfalls über eine anoxische in die anaerobe Zone.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, d.adurch gekennzeichnet, daß eine weitere Fördereinrichtung für das Trägermaterial
von der anaeroben gegebenenfalls über die anoxische Zone in die aerobe Zone vorgesehen ist.
Form, 5729 7.78
1
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die anaerobe Zone als Wanderbett ausgebildet ist,
Form. 5729 7.78
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