DE3933326A1

DE3933326A1 - Biological removal of phosphorus and denitrification of waste water - by addn. of easily degradable organic acids during denitrification-anaerobic stage

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

Abstract

In the biological elimination of P, combined with nitrification and denitrification of waste water, easily degradable organic acids are added to the denitrification/anaerobic stage, these acids being liberated during the anaerobic treatment of the raw waste water. The space loading for N breakdown is 30 vols.% for denitrification and 70% for nitrification, with 300% recirculation of the activated sludge resulting from the aerobic stage of the denitrification stage, at the same time as the P elimination. Later clarification and removal of excess sludge are carried out by the process of an activated sludge plant; excess sludge may be removed before the settling step in the later clarification, to avoid unwanted recycling of P in the later clarification. The ratio of recycled sludge is 80%. The sludge level in the pre-clarification is held constant at 0.6 m, when easily degradable organic acids are liberated in an anaerobic process (acid fermentation). The sludge is mixed by means of a plate or propeller pumps. Excessive thickening of the sludge is prevented by briefly pressing in air, e.g. through a sand trap jet, before withdrawal of the sludge. ADVANTAGE - Eutrophication of watercourse is limited, in a cheaper, simple process.

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.The invention relates to a method for biological Elimina phosphate in combination with nitrification and denitri fication in wastewater, according to the preamble of claim 1. By the method according to the invention is a bio logical elimination of the nutrients contained in the wastewater Nitrogen and phosphorus reached, whereby the problem ge eutrophication of the waters can be limited. While the biological nitrogen elimination already on meh is operated without problems, is located the biological phosphorus elimination still in the experimental stage. All known methods for biological phosphorus removal based on the fact that the activated sludge under anaerobic behavior dissipate phosphorus to the surrounding water (phosphorus reversal measurement). If the activated sludge is then re-aerated, then In the now aerobic environment, the phosphorus becomes increasingly strong resumed. Since the phosphorus uptake usually grö If the charge is higher than the tax, the net phosphorus is calculated nation. The now attached to the mud flake phosphorus is withdrawn with the deducted excess sludge wastewater. It has been shown that the size of the phosphorus elimination very strong on the intensity of the previous phosphorus deduction depends. Sufficient available buildable organic acids increase the phosphorus rejuvenation since against the presence of nitrate and nitrite the Phos phorrücklösung and thus the phosphorus elimination to a halt bring.

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.Known methods are in the booklet "Abwasserkorrespondenz" (ATV) No. 8, August 1989. It is this A / O method, UCT method, Bardenpho method, Phostrip Procedure and the EASC procedure.

Nachteile dieser Verfahren sind der dafür in der Regel notwen dige hohe Investitionsaufwand, der komplizierte Betriebsablauf und die Unsicherheit bezüglich der Einhaltung behördlicher Auflagen.Disadvantages of these methods are usually necessary for this Dige high capital expenditure, the complicated operation and uncertainty about regulatory compliance Pads.

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.The invention is therefore based on the object, a method to develop according to the preamble of claim 1 with a lower investment, a simpler Operation and improved, continuous 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.This task was performed by a generic method the characterizing features of claim 1.-4. (with Vor clarification) or claim 1. + 5. (without primary treatment) solved. The new process was completed in a six-month large-scale on one to 80% with industrial and domestic Wastewater-polluted wastewater treatment plant with two existing Bele treatment tanks, each with nitrification and denitrification stage tested. Before extensive tests were also with other procedures.

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.By advantageous for the trial two-line arrangement The aeration tank it was possible to different Versuchsver drive in parallel to operate. To use the function of the new Ver also works with another wastewater composition In addition, it was tested on a mainly häusli chem wastewater contaminated sewage treatment plant carried out a trial. To control the experimental procedure, two were continuous used measuring phosphorous measuring instruments.

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.It has been found that with sufficient existing easily degradable organic substances in the recirculation sludge contained nitrate and nitrite in the denitrification / anaerobic level is eliminated very quickly and thus hardly a Be impairment of the phosphate back-up takes place.

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:During the six-month large-scale pilot plant with the new sewage treatment process at häusli Chem sewage corresponding pollution levels in the inlet the sewage treatment plants achieved on average the following discharge values:

Phosphor gesamt, g/m³Total phosphorus, g / m³ <0,6<0.6 Ammonium (N), g/m³Ammonium (N), g / m³ <1<1 Nitrat (N), g/m³Nitrate (N), g / m³ <4<4 CSB homogenisiert, g02/m³COD homogenized, g02 / m³ <25<25 BSB (mit ATH), g02/m³BOD (with ATH), g02 / m³ <5<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.The diagram below shows the orthophosphate hydrograph in the course of a trial month, the curve "normal pelvis" the new procedure with anaerobic treatment treatment of the wastewater in the primary treatment (claim 1-4). The curve "test basin" shows the achieved procedure values with a parallel experimental procedure with separate arrangement of Denitrifikationsstufe and An aerobic stage.

Betriebsdaten der zwei Kläranlagen für die Versuchsdurchführung sowie Erläuterung des jeweiligen Verfahrensschemas.Operating data of the two sewage treatment plants for the experimental procedure as well as Explanation of the respective process scheme.

Kläranlage 1 Wastewater treatment plant 1

Verfahren mit Vorklärung (Anspruch 1-4) Method with primary treatment (claims 1-4)

Kläranlage 2 WWTP 2

Verfahren ohne Vorklärung (Anspruch 1 und 5) Process without primary treatment (claims 1 and 5)

Claims

1. A process for biological phosphorus removal in combination with nitrification and denitrification in wastewater, characterized by the fact that the denitrification / anaerobic stage readily biodegradable organic acids are supplied, which were released by an anaerobic treatment of the raw sewage.

2. The method according to claim 1, characterized in that in one with regard to the space load for nitrogen decomposition be measured basin with about 30% volume fraction denitrification and 70% nitrification and activated sludge recirculation in a reflux ratio of about 300%, carried out by the Aerobic stage for fully mixed denitrification stage, too equal to the phosphorus removal is made. The Nachklä tion and the excess sludge discharge take place according to the method an activated sludge plant, wherein the excess sludge withdrawal to Avoidance of unwanted phosphorus redemption in the aftermath clarification, even before settling in the secondary clarification, suc can. The return sludge becomes the denitrification / on fed aerobstufe. The return sludge ratio is about 80%.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized that the sludge level in the primary treatment remains constant at approx. 0.6 m, resulting in an anaerobic process (acidic Fermentation) u. a. readily biodegradable organic acids released become. The mixing of the mud is done by a Räu merschild or by propeller pumps. Too much thickening the sludge in the discharge funnel is due to brief Luftein Pressing (eg by grit blower) before sludge removal prevented.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized that in the primary treatment by an anaerobic process free set easily biodegradable organic acids with the pre Clarified wastewater fed to the denitrification / anaerobic stage become.

5. The method according to claim 1 and 2, characterized in that no primary treatment is provided and the raw sewage is introduced directly into the denitrification / anaerobic stage. In Denitrifikations- / Anaerobstufe only a Teildurchmi research, thereby anaerobic areas are formed by depositing sludge in which, inter alia, easily degradable bare organic acids are released, which then the biomass are available.
The recirculation of the activated sludge takes place in contrast to claim 2 together with the return sludge in a reflux ratio of about 350% of the final clarification tion / denitrification / anaerobic stage.
The residence time in the denitrification / anaerobic stage is about three hours.