DE2532199B2 - Verfahren zur steuerung des biochemischen reaktionsablaufs in einer biologischen abwasserreinigungsanlage und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents
Verfahren zur steuerung des biochemischen reaktionsablaufs in einer biologischen abwasserreinigungsanlage und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des biochemischen Reaktionsablaufs bei Änderungen
von Menge und/oder Zusammensetzung des zu reinigenden Abwassers in einer biologischen Abwasserreinigungsanlage,
die nach dem Schlammwiederbelüftungsverfahren betrieben wird und mindestens einen
Abwasserbelüftungsreaktor, ein Nachklärbecken und einen Schiammwiederbelüftungsreaktor aufweist, wobei
in der Flüssigphase beider Reaktoren mindestens je Sauerstoffkonzentration, Trübung, pH-Wert und Temperatur
sowie zusätzlich der dem Abwasserbelüftungsreaktor pro Zeiteinheit zufließende Abwasserstrom
kontinuierlich gemessen werden.
Bei der Reinigung von Abwässern mittels der sogenannten Belebtschlammverfahren wird der Abbau
von organischen Schadstoffen mit Hilfe von Mikroorganismen durchgeführt, wobei die meisten Verfahren mit
aeroben Organismen arbeiten, die für ihr Wachstum und
hs damit für den Schadstoffabbau Sauerstoff benötigen.
Das angestrebte Endziel jeder biologischen Abwasserreinigung ist es, das einlaufende Abwasser unabhängig
von evtl. Schwankungen in Menge und Zusammen-
Setzung möglichst quantitativ von den unerwünschten Stoffen zu befreien. Zur Erreichung dieses Ziels muß
eine derartige Reinigungsanlage daher sehr häufig so manipuliert werden, daß für die den Schadstoff abbau
fördernden Mikroorganismen optimale Bedingungen geschaffen werden.
Auf Änderungen der Umwelt, d. h. der Menge und
Zusammensetzung der zu reinigenden Abwässer, reagieren Mikroorganismen wegen ihrer relativ hohen
Wachstumsgeschwindigkeit sehr schnell. Damit sich ι ο diese Reaktionen in der Abwasserreinigungsanlage
nicht negativ auf den Reinigungsprozeß auswirken, muß steuernd eingegriffen werden. Diese Eingriffe lassen
sich im Labor über eine genaue und detaillierte, analytische Kontrolle aller für den mikrobiellen Abbau
und für das Wachstum der Organismen bedeutungsvollen Parameter durchführen. Diese Analysen sind aber
für die Praxis einer Kläranalge und für eine automatische Steuerung meistens unbrauchbar, da die Analysenmethoden
derartig kompliziert, störanfällig und wartungsintensiv sind, daß ein Einsatz im rauhen Betrieb der
Praxis einer Kläranlage nicht möglich ist oder zumindest einen unzulässig hohen Aufwand erfordert
Ein solches Verfahren zeigt z. B. die DT-AS 20 07 727; dieses Verfahren arbeitet mit Probenentnahmen, wobei
in bestimmten Zeitabständen diskontinuierlich ein Kurz-BSB ermittelt wird, aus dem dann der benötigte
Sauerstoffbedarf bestimmt wird.
Andere derartige Verfahren für die eingangs erwähnte Steuerung ergeben nur ungenügende Resultate.
So erfolgt bei einem in dem Aufsatz »Automatisierung bei Kläranlagen« (»wasser, luft und betrieb«, 1965,
Heft 2, Seite 80-86) beschriebenen Verfahren, das in seiner allgemeinen Zielsetzung der vorliegenden Anmeldung
ähnlich ist, eine Regelung des Sauerstoffgehaltes in einem Reaktor bezogen auf das im Reaktor
vorhandene Flüssigkeitsvolumen. Der Sauerstoffgehalt wird hier unabhängig davon ermittelt, wie groß in dem
vorhandenen Flüssigkeitsvolumen der Schlammanteil bzw. der Anteil an Verunreinigungen ist und wie diese
Verunreinigungen in ihrer Zusammensetzung beschaffen sind und auf die für ihren Abbau notwendigen
Mikroorganismen wirken. Der Aufsatz »Meß- und Steuertechnik auf kommunalen Klärwerken« (»wasser,
luft und betrieb«, 1967, Seite 259-265) befaßt sich lediglich mit den verschiedenenen Möglichkeiten der
Messung von Kenngrößen in Abwasserar' jsn, ohne
daß diese Kenngrößen zu einem automatischen Verfahren für die Steuerung einer biologischen
Abwasserreinigungsanlage geeignet miteinander verknüpft werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung des biochemischen Reaktionsablaufes in
einer biologischen Abwasserreinigungsanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, das in der Praxis mit
vertretbarem Aufwand durchführbar, relativ einfach, wenig störanfällig und möglichst wartungsarm ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß in dem
Abwasserbelüftungs- und in dem Schlammwiederbelüftungsreaktor jeweils aus der Sauerstoffkonzentration
und der Trübungsmessung automatisch ein von der jeweiligen Temperatur abhängiger, spezifischer Sauerstoffbedarf
ermittelt wird, der auf der Basis vorbestimmter Zusammenhänge ein Maß für die biologischen 6i
Aktivitäten der Mikroorganismen ist, und daß bei durch dosierte Zugabe von Säuren oder Laugen konstant und
untereinander gleich gehaltenen pH-Werten in beiden Reaktoren nach Maßgabe von Änderungen im spezifischen
Sauerstoffbedarf im Abwasserbelüftungsreaktor automatisch die Parameter verändert werden, welche
die biologischen Aktivitäten der Organismen beeinflussen, welche Parameter beispielsweise der Mengenstrom
und/oder Aktivität des zufließenden Belebtschlammes und/oder die Belüftungsrate, d. h. der zugeführte
Gasmengenstrom, und/oder der Mengenstrom und/ oder die Zusammensetzung der zugesetzten Nährlösungen
für mindestens einen Reaktor sind.
Eine zugehörige Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bei der in beiden Reaktoren der Anlage
Meßfühler bzw. Meßanordnungen für den pH-Wert, die Temperatur, die Sauerstoffkonzentration und die
Trübung sowie für den, dem Abwasserbelüftungsreaktor zufließenden Abwassermengenstrom vorhanden
sind zeichnet sich dadurch aus, daß Meßfühler und -anordnungen über erste Signalleitungen an ein
Rechengerät angeschlossen sind, in dem ein Teil der Meßwerte zu der Kenngröße des spezifischen Sauerstoffbedarfs
verknüpft wird, und daß ferner auf Grund dieser Verknüpfung ausgegebene Stellsignale über
zweite Signalleitungen zu Dosiereinrichtungen in je einer Zulaufleitung jedes Reaktors für eine Säure, eine
Lauge und eine Nährlösung, sowie zu Durchflußregelorganen und/oder regelbaren Fördereinrichtungen in
Zuführleitungen für Belebtschlamm und/oder Belüftungsgas zumindest einem der beiden Reaktoren
geführt sind. Der Begriff »Strom« wird dabei in üblicher Weise für einen Mengenfluß pro Zeiteinheit gebraucht.
Es hat sich nämlich gezeigt, daß Meßgrößen, die den Anforderungen der Praxis genügen, beispielsweise der
pH-Wert, die Temperatur, die Trübung und der gelöste Sauerstoff in einem Abwasserbelüftungsreaktor sind.
Weiterhin hat es sich erwiesen, daß sich die geforderte Überwachung und Regelung einer biologischen Abwasserreinigungsanlage
oder -stufe besonders wirkungsvoll durchführen lassen, wenn die Anlage nach dem sogenannten Schlammwiederbelüftungsverfahren arbeitet,
wie es beispielsweise beschrieben ist auf Sei*."· 124
des Buches von W. T r i e b e 1 »Leitfaden für den Betrieb von Kläranlagen«, herausgegeben im Jahre 1971 von
der Gesellschaft zur Förderung der Abwassertechnik, Bonn.
Der bei Anlagen dieser Art vorhandene Schlammwiederbelüftungsreaktor
dient dabei dazu, die biologische Aktivität des in den Abwasserbelüftungsreaktor
zugeführten Belebtschlamm aufzubereiten und zu regenerieren, während der eigentliche Reinigungsprozeß
in dem Abwasserbelüftungsreaktor stattfindet. Bei diesem Wiederbelüftungsverfahren ist es daher möglich,
den zurückgeführten Belebtschlamm in seiner biologischen Aktivität an die Menge und Zusammensetzung
des Rohwassers anzupassen.
Das erfindungsgemäße Verfahren basiert dabei ferner auf der durch Versuche erhärteten, von einer
bestimmten Modellvorstellung für die mit Hilfe der Mikroorganismen ablaufenden, biologischen, sauerstoffverbrauchenden
Reaktionen ausgehenden Arbeitshypothese, daß ein eindeutiger und reproduzierbarer
Zusammenhang zwischen der biologischen Aktivität der Mikroorganismen und dem spezifischen Sauerstoffbedarf
in dem oder den Belüftungsreaktoren der Anlage besteht, wobei unter »spezifischer Sauerstoffbedarf«
der Sauerstoffverbrauch pro Mengeneinheit Belebtschlamm und pro Zeiteinheit verstanden wird; dieser
Sauerstoffverbrauch wird durch Messung der tatsächlichen Sauerstoffkonzentration relativ zu der bei der
vorhandenen Temperatur gegebenen Sättigungskonzentration in jedem der beiden Reaktoren gemessen.
Den im vorhergehenden erläuterten und definierten spezifischen Sauerstoffbedarf ermittelt man dabei
beispielsweise durch Messung des Partialdrucks des in jedem der beiden Reaktoren gelösten Sauerstoffs; die
für die Ermittlung des spezifischen Sauerstoffbedarfs notwendige Belebtschlammkonzentration wird aus
einer Trübungsmessung bestimmt, bei der das Meßgerät der Einfachheit halber direkt in Schlammkonzentration/l
Flüssigphase geeicht sein kann.
Da bekanntlich Menge und Aktivität der Mikroorganismen stark beeinflußt werden vom pH-Wert ihres
Lebensraums, d. h. vom pH-Wert des Belebtschlammes bzw. der Flüssigphase der Anlage, müssen weiterhin die
pH-Werte in den Reaktoren überwacht und konstant und in beiden Reaktoren gleich gehalten werden. Die
Steuerung des pH-Wertes erfolgt dabei durch Zugabe von Säure oder Lauge in die Reaktoren, wobei
beispielsweise mit Vorteil etwa 20%ige wäßrige Lösungen von Schwefelsäure bzw. von Natronlauge
verwendet werden.
Schließlich ist eine Temperaturmessung erforderlich, weil die Sättigungskonzentration des Sauerstoffs und
damit auch der spezifische Sauerstoffbedarf in erster Näherung eine Funktion der Temperatur der Flüssigphase
der Reaktoren ist; dabei ist es nicht erforderlich, die Temperatur in den Reaktoren gleich und konstant zu
halten, was sehr große Anlage- und Betriebskosten erforderte, sondern es reicht aus, die jeweilige
Temperatur zu kennen, um für die in jedem Reaktor herrschende Temperatur die Sättigungskonzentration
für Sauerstoff zu bestimmen. Die Sättigungskonzentration wird dabei mit ausreichender Genauigkeit unter
Berücksichtigung des herrschenden Atmosphärendrucks den temperaturabhängigen Löslichkeitswerten
von Sauerstoff im Wasser aus Tabellen entnommen; diese Werte können nötigenfalls in bekannter Weise
noch durch Berücksichtigung des Einflusses von im Wasser gelösten Salzen auf die Sauerstofflöslichkeit
verfeinert werden.
Die geschilderten Zusammenhänge lassen sich mathematisch in folgender Gleichung zur Ermittlung des
spezifischen Sauerstoffbedarfs festhalten:
<jO2 = QO7/X = kL- a (c- c)/X
Hierbei bedeuten:
Hierbei bedeuten:
<jC>2 = spez. Sauerstoffbedarf in (gO^/g Belebtschlamm
· h);
QO2 = Sauerstoffbedarf pro Zeiteinheit (g(Vh);
X = Belebtschlammkonzentration (g/l);
ki ■ a = volumetrischer Stoffübergangskoeffizient
X = Belebtschlammkonzentration (g/l);
ki ■ a = volumetrischer Stoffübergangskoeffizient
(h-1);
c — Sättigungskonzentration des Sauerstoffs bei
c — Sättigungskonzentration des Sauerstoffs bei
der jeweils herrschenden Temperatur 7"(g/l);
c = reale Sauerstoffkonzentration im jeweiligen Reaktor (g/l).
c = reale Sauerstoffkonzentration im jeweiligen Reaktor (g/l).
Der volumetrische Stoffübergangskoeffizient ki. ■ a,
der als Geschwindigkeitskonstante für den Sauerstofftransport aus der Gasphase in die Flüssigphase gedeutet
werden kann, ist dabei durch die Geometrie und die apparativen Gegebenheiten des Sauerstoffeintragsystems
des jeweiligen Reaktors bestimmt; er wird als Apparatekonstante des Reaktors und des Eintragsystcnis
in Eichkurven festgelegt.
Eine Messung des spezifischen Sauerstoffbedarfs im Schlammwiederbclüftuiigsrcaktor sowie des zufließenden
Rohwasserstroms sind erforderlich, um einerseits die biologische Aktivität festzulegen, die mit dem
belebten Rücklaufschlamm in den Abwasserbelüftungsreaktor eingespeist wird, und andererseits zu entscheis
den, ob eine gegebenenfalls registrierte Änderung der biologischen Aktivität im Abwasserbelüftungsreaktor
auf eine Mengen- oder eine Zusammensetzungsvariation des eingespeisten Rohwassers zurückzuführen ist.
Die die biologische Aktivität der Anlage beeinflussenden Parameter, die zur Regelung herangezogen werden, sind, wie bereits erwähnt, der Mengenstrom und/oder die Aktivität des zufließenden Belebtschlamms und/oder die Belüftungsrate und/oder der Mengenstrom und/oder die Zusammensetzung der zugesetzten
Die die biologische Aktivität der Anlage beeinflussenden Parameter, die zur Regelung herangezogen werden, sind, wie bereits erwähnt, der Mengenstrom und/oder die Aktivität des zufließenden Belebtschlamms und/oder die Belüftungsrate und/oder der Mengenstrom und/oder die Zusammensetzung der zugesetzten
is Nährlösungen für mindestens einen Reaktor; selbstverständlich
ist es jedoch auch möglich, diese Parameter für beide Reaktoren zu beeinflussen. Weiterhin ist es
andererseits nicht erforderlich, bei einer bestimmten Störung der biologischen Aktivität — beispielsweise bei
einer Erhöhung der Abwassermenge oder Änderung ihrer Zusammensetzung — alle genannten Parameter
zu variieren. Welche Parameter in jedem einzelnen Fall einer Störung vorteilhafterweise geändert werden, läßt
sich teilweise aus der Arbeitshypothese über die in der Anlage ablaufenden biologischen Prozesse und teilweise
durch Versuch empirisch oder halbempirisch ermitteln. Die Einspeisung von Nährlösungen, die im
wesentlichen die für die Lebensvorgänge der Mikroorganismen notwendigen Elemente Stickstoff, Phosphor
und Kohlenstoff enthalten müssen, dienen in erster Linie dazu, die biologische Aktivität der Mikroorganismen zu
erhalten, wenn mit dem Rohwasser, beispielsweise durch giftige Schmutzstoffe oder bei Unterbrechungen
des Rohwasserstroms, nicht mehr genügend Nährstoffe geliefert werden.
Während alle oder eine Vielzahl von Möglichkeiten umfassende Anlagen vorzugsweise bei der Reinigung
kommunaler Abwässer eingesetzt werden, sind einfachere Regelsysteme vor allem bei Anlagen für die
Reinigung der Abwässer einzelner Industrien gegeben. Ein Spezialfall ist beispielsweise die Anpassung der
Biologie der Anlage an schwankende Abwassermengen immer gleicher oder nahezu gleicher Zusammensetzung,
wie sie beispielsweise in der Industrie während Kurzarbeitsperioden auftreten. Ein weiterer, praktisch
ausschließlich bei Industrieanlagen auftretender Sonderfall ist die Aufrechterhaltung einer funktionsfähigen
Biologie bei Unterbrechungen des Abwasseranfalls für mehr oder weniger lange Zeiten, wie sie beispielsweise
bei Produktionsunterbrechungen an Wochenenden, während Betriebsferien oder infolge von Wartungs- und
Reparaturarbeiten vorkommen. Für diesen Spezialfall ist es vorteilhaft, wenn vor einer Unterbrechung der
Abwasserzufuhr die letzten, die biologische Aktivität
μ der Mikroorganismen in beiden Reaktoren bestimmenden
Meßdaten festgehalten werden, wenn weiterhin bei Ausbleiben des Abwasserstroms der Abwasserbelüftungsreaktor
entleert und in dem Schlammwiederbelüftungsreaktor unter Beibehaltung des während des
ho Betriebs gemessenen pH-Wertes durch Zugabe einer
biologisch verwertbaren mindestens Kohlenstoff-, Stickstoff- und/oder Phosphorquellcn enthaltenden
Nährlösung eine empirisch bestimmte, biologische Restaktivität aufrechterhalten wird, die mindestens 1 %
ι,', der zuletzt im Abwasserbelüftungsreaktor enthaltenden Aktivität beträgt und deren Größe von dem minimalen,
für die Wiedcrauffüllung dieses Reaktors benötigten Zeitintervalle abhängt, und wenn schließlich bei
wiedereinsetzendem Abwasserstrom der Abwasserbelüftungsreaktor unter gleichzeitiger Einspeisung von
belebtem Rücklaufschlamm aus dem Schlammwiederbelüftungsreaktor gefüllt und in beiden Reaktoren
während der Füllung des Abwasserbelüftungsreaktors die vor seiner Entleerung herrschenden biologischen
Aktivitäten für den Betrieb hergestellt werden. Dabei kann der Abwasserbelüftungsreaktor zweckmäßigerweise
mit einer Durchflußrate geleert und wieder gefüllt werden, die derjenigen des normalen Betriebs entspricht.
Weiterhin ist es möglich, falls die genannten Unterbrüche der Rohwasserzufuhr öfter auftreten, die
beim Entleeren des Abwasserbelüftungsreaktors anfallende Flüssigphase in dem Nachklärbecken zu reinigen
und den anfallenden Schlamm dem Schlammwiederbelüftungsreaktor zuzuführen, wodurch die Wirtschaftlichkeit
des Verfahrens verbessert wird. Einsparungen an Energie lassen sich erreichen, wenn mindestens
während der Stillstandszeit des Abwasserbelüftungsreaktors die Sauerstoffzufuhr zu dem Schlammwiederbelüftungsreaklor
reduziert wird.
Apparativ kann dem genannten Spezialverfahren bei Unterbruch des Rohwasseranfalls in der Anlage
Rechnung getragen werden, wenn der Abwasserbelüftungsreaktor eine mit einer Fördereinrichtung versehene
Entleerungsleitung aufweist, die vorteilhafterweise in das Nachklärbecken einmündet.
Im folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert:
Die Figur zeigt' schematisch eine Anlage zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Wie bereits beschrieben, eignen sich für die Steuerung und Überwachung der biologischen Aktivität besonders
Anlagen, bei denen in Strömungsrichtung des Abwassers gesehen ein Abwasserbelüftungsfaktor A, ein
Absetz- oder Nachklärbecken B und ein Schlammwiederbelüftungsreaktor Cvorgesehen sind. Die beiden
Reaktoren A und C sind im gezeigten Beispiel als Blasensäulenreaktoren ausgebildet, können jedoch auch
begaste Rührwerkskessel oder mit Mischelementen ausgerüstete Reaktoren sein. Sie haben je einen
Düsenboden 2, der jeweils in der Nähe des Bodens jedes Reaktorgefäßes 1 bzw. 3 angeordnet ist. Die Belüftung
der Reaktoren A und C erfolgt über, als einfache, unterbrochene Linien gezeichnete Zuführleitungen 4, 5
für Gas; die Leitung 4 geht dabei von einem Windkessel 6 aus, in dem von einem Gebläse 7, überwacht durch ein
Manometer 8, ein Überdruck von etwa 6 atü mit einer Schwankungsbreite von etwa ±0,3 atü gehalten wird.
Von ihr zweigt die Leitung 5 ab; beide führen über als Motorstellventil ausgebildete Durchflußregelorgane 9
und 10 in den Boden jedes Reaktorgefäßes 1 bzw. 3. Im Reaktor A endet eine Leitung 11 für die Ab- oder
Rohwasserzuführung, die — wie alle Flüssigkeiten oder Schlamm führenden Leitungen — als Doppellinien
dargestellt ist. In der Leitung 11, in die vor dem Reaktor
A eine Zuführleitung 12 für den aus dem Reaktor C zurückgeführten Rücklaufbelebtschlamm einmündet, ist
eine Meßanordnung 13 in Gestalt eines Durchflußmessers für den Rohwasserstrom vorgesehen.
Nahe des oberen Randes des Gefäßes 1 verläßt eine
weitere Leitung 14 den Reaktor A und führt die im Reaktor A biologisch aufbereitete Flüssigphase des
Abwassers über ein Entweder-Oder-Dreiweg-Magnetventil 15 in das Nachklärbecken B. Aus dem
Bodenbereich des Gefäßes 1 schließlich führt eine Leitung 16, in der eine Förderpumpe bzw. -einrichtung
17 angeordnet ist, zum Ventil 15; sie dient der Entleerung des Reaktors A bei Unterbruch der
Rohwasserzufuhr, wie später noch ausführlich beschrieben wird.
Im Becken B erfolgt eine Trennung der Flüssigphase
in Reinwasser, das über eine Leitung 18 aus der Anlage weggeführt wird, und Schlamm, der von einer weiteren
Pumpe 19 über eine Leitung 20 in das Gefäß 3 des Schlammwiederbelüftungsreaktors C auf der Höhe des
Düsenbodens 2 eingespeist wird. Schlammüberschuß kann während des Betriebs aus dem Reaktorgefäß 3
über eine Leitung 21 weggeführt werden, während die Zuführleitung 12 für den Rücklaufbelebtschlamm das
Gefäß 3 im Bereich des Düsenbodens 2 verläßt und über eine Fördereinrichtung 22 und ein weiteres, dem Ventil
15 gleichartiges Entweder-Oder-Ventil 23 in die Leitung 11 führt, wobei der dritte Weg 65 des Ventils 23 zum
Abführen von Überschußschlamm in dem Spezialfall der zweitweisen Stillegung der Anaige dient.
Jeder Reaktor A bzw. C, ist darüber hinaus mit Zulaufleitungen 25 bis 30 versehen, in denen je eine
Dosiereinrichtung 31 bis 36 vorhanden ist; über die Einrichtungen 31, 32 bzw. 34, 35 und Leitungen 25, 26
und 28, 29 können zur Korrektur und Konstanthaltung des pH-Wertes dem zugehörigen Reaktor Säuren (S)
oder Laugen (L) zugeführt werden; die Leitungen 27 und 30 dienen für die Zugabe von Nährlösungen (N) die
beispielsweise Ammoniumchlorid (NH4Cl) als Stickstoffquelle,
Kaliumhydrophosphat (K2HPO4 oder KH2PO4) als Phosphatquelle und als Kohlenstoffquelle
Melasse oder Zellstoffmasse enthalten.
Jeder Reaktor A bzw. C ist mit einer Reihe von — in
der Zeichnung nur schematisch angedeuteten — Meßgeräten ausgerüstet, von denen — als einfache,
durchgezogene Linien symbolisierte — Meßsignalleitungen zu einem Prozeßrechner bzw. Rechengerät 37
führen. In je einem mit öffnungen für den Durchtritt der zu messenden Flüssigphase versehenen Tauch- und
Schutzrohr ist in jedem Reaktor A bzw. C eine Meßfühleranordnung 38 bzw. 39 vorgesehen, in der je
ein Temperaturfühler T, eine polarographische Sauerstoffelektrode qO2 für die Messung der Sauerstoffkonzentration
und ein pH-Wert-Messer pH zusammengefaßt sind. Um die Klarheit der Darstellung zu
verbessern, führen die Signalleitungen 40 und 41 der pH-Wertmesser in eigene Steuergeräte 42 und 43, von
denen die — generell mit strichpunktierten Linien dargestellten - Verbindungen 61 bis 64 für Stellsignale
zu den Dosiereinrichtungen 31, 32 bzw. 34, 35 für die Säure- bzw. Laugezugabe führen. Selbstverständlich ist
es möglich, auch die pH-Wert-Überwachung und -Regelung vom Rechengerät 37 durchführen zu lassen.
Die Temperaturmeßwerte Tgelangen über Signalleitungen
44 bzw. 45 und die Sauerstoffpartialdrücke qO2
über Leitungen 46 bzw. 47 vom jeweiligen Reaktor A bzw. Czum Rechengerät 37, während über eine weitere
Meßsignalleitung 66 die von der Meßanordnung 13 gemessenen Werte für den mit dem Reaktor A
zufließenden Roh- oder Abwasserstrom dem Rechengerät 37 übermittelt werden.
Schließlich hat jeder Reaktor A bzw. C, am Boden seines Gefäßes 1 bzw. 3 angeordnet, eine Meßanordnung
48,49 in Gestalt eines Trübungsmessers, der über eine Signalleitung 50 bzw. 51 mit dem Rechengerät 37
verbunden ist. Die Trübungsmessung Tr dient dabei zur Bestimmung der Bclcblschlammkonzentration in dem
zugehörigen Reaktor.
Wie schon erwähnt, sind die Signalwcge für die vom
pH-Steuergerät 42 bzw. 43 oder vom Rechengerät 37 ausgehenden Stellsignale zu den die biologische
Aktivität der Anlage beeinflussenden Stellgliedern generell strichpunktiert gezeichnet. Im einzelnen führen
die Signalwege 52,54 und 57 zu den Fördereinrichtungen 22, 19 und 17, während Stellbefehle zu den beiden
Motorstellventilen bzw. Durchflußregelorganen 9 und 10 auf den Wegen 58 und 59 gelangen. Die Leitungen 53
und 56 führen zu den Entweder-Oder-Ventilen 23 und 15; zu den Dosiereinrichtungen 36 bzw. 33 werden die
Stellbefehle schließlich über die Signalwege 55 und 60 gebracht
Im Gleichgewichtszustand des Systems, d. h. während des normalen Betriebs bei Anfall der für die Auslegung
der Anlage zugrundegelegten, durchschnittlichen Abwassermenge mit zuvor ermittelter, ebenfalls durchschnittlicher
Menge und Zusammensetzung an Schmutzstoffen, sind alle Parameter vom Rechengerät
37 so eingestellt, daß für die zufließende Abwassermenge der von der biologischen Anlage geforderte
Reinheitsgrad erreicht wird; als Maß für diesen Reinheitsgrad werden beispielsweise der BSB5-Wert
(der biologische Sauerstoffbedarf in 5 Tagen des die Anlage bzw. Anlagenstufe verlassenden Reinwassers)
oder die zulässige Restkonzentration an Schmutzstoffen im Reinwasser — beide Werte sind im allgemeinen
behördlich vorgeschrieben — angegeben.
Das Rechengerät 37 steuert im normalen Betrieb die Parameter so, daß die biologische Aktivität des
Belebtschlamms im Abwasserbelüftungsreaktor A einen bestimmten Bruchteil, beispielsweise 80%, seiner
maximal möglichen Aktivität beträgt. Dieser Wert, der zuvor in Versuchen im Labor oder in Pilotanlagen mit
Abwässern der während des Betriebs anfallenden Zusammensetzung ermittelt worden ist, wird als optimal
betrachtet, weil bei höheren Aktivitäten während des normalen Betriebs Steigerungen des Gehalts an
abzubauenden Schmutzstoffen im Abwasser von den Meßfühlern nicht mehr oder nur noch schlecht
wahrgenommen werden können. Die Aktivitäten in beiden Reaktoren A bzw. C werden dabei auf der Basis
ihres Zusammenhangs mit den in den Gefäßen 1 und 3 vorhandenen Sauerstoffkonzentrationen, die über die
Sauerstoffelektroden <jÜ2 gemessen werden, nach den
angegebenen Formeln vom Rechengerät 37 berechnet und mit den eingestellten Sollwerten verglichen, wobei,
wie bereits angedeutet, neben dem qC>2 die Temperaturwerte T und die Belebtschlammkonzentrationen X,
ermittelt in jedem Reaktor aus der Trübung Tr, für die Berechnung des spezifischen Sauerstoffbedarfs und
damit für die Bestimmung der biologischen Aktivität berücksichtigt werden.
Bei Abweichungen von den Sollwerten beeinflußt das Rechengerät 37 dann — je nach der von ihm ermittelten
Störung und nach dem ihm zu dieser Störung eingegebenen Programm — die die biologischen
Aktivitäten beeinflussenden Parameter, beispielsweise die Rücklaufschlammenge zum Reaktor -4 — durch
Steuerung der Fördereinrichtung 22 — oder die Begasungs- oder Belüftungsrate für einen der Reaktoren
A bzw. Coder für beide Reaktoren durch Änderung der Durchflußquerschnitte in den Regelorganen 9 oder
10.
Die Steuerung der Anlage erfolgt dabei im allgemeinen so, daß im Reaktor A bzw. C zumindest nahezu eine
minimale Konzentration an gelöstem Sauerstoff aufrechterhalten wird, jedoch ein kritischer Grenzwert, der
etwa 2 mg (Vl beträgt, nicht unterschritten wird. Dieser kritische Grenzwert, der in bekannter Weise experimentell
ermittelt werden kann, ist die Sauerstoffkonzentration, bei der gerade noch kein Einfluß dieser
Konzentration auf die Wachstumsgeschwindigkeit der Mikroorganismen zu beobachten ist. Auf der anderen
Seite sind Überschüsse an Sauerstoff, die von den Organismen nicht verarbeitet werden können, jedoch
unnötig und beeinträchtigen Wirkungsgrad und Wirtschaftlichkeit der Anlage. Im Prozeßrechner bzw.
ίο Rechengerät 37 wird daher die kritische Sauerstoffkonzentration,
zumindest in etwa, als Sollwert für die qO2-Messung und für die Regelung der Belüftungsrate
über die Durchflußregelorgane 9 und 10 eingesetzt Im Normalbetrieb der Anlage gelangt das mit
Schmutzstoffen beladene Abwasser, in das aus der Leitung 12 eine bestimmte Menge an belebtem
Rücklaufschlamm mit einer bestimmten, bekannten biologischen Aktivität eingespeist worden ist, in den
Abwasserbelüftungsreaktor A. Während seiner Verweilzeit in diesem Reaktor, die von den Gefäßdimensionen
des Gefäßes 1 und von der Geschwindigkeit des Speisestromes abhängt, werden die Schmutzstoffe im
gewünschten Maß durch die biologischen Prozesse der Mikroorganismen, von denen die für das zu reinigende
Abwasser optimal wirksamen und daher erwünschte Art oder Arten in Vorversuchen ermittelt worden sind,
abgebaut. Die im Reaktor A erhaltene Flüssigphase wird dann durch die Leitung 14 in das Nachklärbecken B
übergeführt, wobei das Ventil 15 den Weg vom Überlauf des Gefäßes 1 zum Becken B freigibt. Im Becken B
erfolgt die Trennung der Flüssigphasc in Schlamm und Reinwasser durch Absetzen des Schlamms. Das Wasser
verläßt die Anlage durch die Leitung 18, während der Schlamm, dessen noch vorhandene Restaktivitäten von
seiner Verweilzeit im Becken B abhängt, — je langer die Verweilzeiten desto geringer die Restaktivitäten und
umgekehrt — von der Fördereinrichtung 19 durch die Leitung 20 zum Schlammwiederbelüftungsreaktor C
gefördert wird. In diesem wird — gegebenenfalls durch dosierte Zugabe von Nährlösung N über die Leitung 30
— der als Rücklaufschlamm zum Abwasserbelüftungsreaktor A zurückzuführende Belebtschlamm entsprechend
der Menge und Zusammensetzung des zu reinigenden Abwassers geeignet aufbereitet, d. h. auf
eine bestimmte biologische Aktivität gebracht, die ausreicht, um während des Verweilens der Flüssigphase
im Reaktor A das Abwasser im Zusammenwirken mit einem bestimmten Mengenstrom des Rücklaufschlamms
im gewünschten Grad biologisch zu reinigen.
so Die Leitung 21 dient dabei zum Abführen von Überschußschlamm aus dem Reaktor C während des
Betriebs, wohingegen das Ventil 23 ein Wegführen des während des Stillstands der Anaige im Reaktor C
produzierten Überschußschlamm ermöglicht, wie noch beschrieben wird.
Als erstes Beispiel für einen Funktionsablauf bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sei nun als Störung der
Fall beschrieben, bei dem, ausgehend vom normalen Betriebszustand, das Abwasser in seiner Menge zwar
konstant bleibt, jedoch seine Schmutzfracht sich zunächst verringert und anschließend wieder steigt,
ohne daß die Zusammensetzung des Schmutzes ins Gewicht fallend verändert wird.
Bei sinkender Schmutzfracht und gleichem Durchsatz erniedrigt sich zunächst die biologische Aktivität im
Abwasserbelüftungsreaktor A durch das verminderte Nührstoffungebot bei zunächst gleichbleibender Belebtschlamnikonzcntration.
Dies äußert sich bei — durch
unveränderte Einstellung des Durchflußregelorgans 9 — gleichbleibender Belüftungsrate für den Reaktor A in
einem Anstieg der Sauerstoffkonzentration im Reaktor A. Das so durch eine Erhöhung des Meßwertes qÖ2
angesprochene Rechengerät 37 reduziert nun die Menge an Rücklaufschlamm durch Drosselung der
Fördereinrichtung 22 so lange, bis die biologische Aktivität im Reaktor A wieder den alten Wert von etwa
80% der maximalen biologischen Aktivität erreicht hat. Dies führt zu einer Erniedrigung der Schlammkonzen- to
tration im Reaktor A. Da weniger Schlamm jedoch auch weniger Sauerstoff benötigt, wird auch das Durchflußregelorgan
9 gedrosselt, wobei allerdings der gelöste Sauerstoff im Reaktor A den kritischen Grenzwert nicht
unterschreiten darf. Diese Anpassung des Luftbedarfs an den jeweiligen Betriebszustand führt zu einer
Einsparung an Energiekosten, da jeweils nur soviel Luft zugegeben wird, wie auch tatsächlich benötigt wird.
Durch die reduzierte Schlammrückführung in den Abwasserbelüftungsreaktor A über die Fördereinrichtung
22 erhöht sich die Verweilzeit des Schlamms im Schlammwiederbelüftungsreaktor C Dadurch wird dort
die biologische Aktivität unter den normalen Wert sinken. Das Rechengerät 37 reagiert darauf dadurch,
daß über die Leitung 30 und die Dosiereinrichtung 36 eine Zugabe von Nährlösung Nin den Reaktor Cerfolgt
oder — bei permanenter Zugabe von Nährlösung — diese Zugabe erhöht wird. Die Belüftungsrate für den
Reaktor Cwird auch hier — über das Durchflußregelorgan 10 — so geregelt, daß die kritische Sauerstoffkonzentration
in etwa gehalten, aber nicht unterschritten wird. Dabei erniedrigt das Rechengerät 37 zunächst den
Querschnitt des Regelorgans 10, da bei sinkender Aktivität der Sauerstoffbedarf ebenfalls sinkt, die
gemessene Konzentration also zunächst steigt Durch die oder die vermehrte Zugabe von Nährlösung wird die
Aktivität im Reaktor Cjedoch erhöht, der Sauerstoffbedarf steigt und das Rechengerät 37 öffnet das
Regelorgan 10, bis die minimale Grenzkonzentration erreicht ist.
Steigt nun die Schmutzfracht im Abwasser wieder, so ergibt dies ein Ansteigen der biologischen Aktivität im
Abwasserbelüftungsreaktor A. Das Rechengerät 37 erhöht als Antwort darauf die Förderleistung der
Fördereinrichtung 22 für den Rücklaufschlamm wieder, so daß die biologische Aktivität im Reaktor A wieder
auf den normalen Wert (80%) zurückg Mhrt wird. Gleichzeitig wird durch Steigerung der Luftzufuhr über
das Regelorgan 9 dafür gesorgt, daß die Sauerstoffkonzentration im Reaktor A den kritischen Wert nicht
unterschreitet Auch im Schlammwiederbelüftungsreaktor C wird wegen der kürzeren Verweilzeit, auf Grund
der Erhöhung der Rücklaufschlammenge zum Reaktor A, die biologische Aktivität wieder steigen, so daß hier
durch eine Verringerung oder eine völlige Unterbrechung der Nährlösungszugabe über die Einrichtung 36
der Normalwert der Aktivität im Reaktor C wieder eingestellt wird; gleichzeitig wird die Belüftungsrate für
diesen Reaktor durch Regelung des Regelorgans 10 wieder an den momentanen Sauerstoffbedarf angepaßt.
Zwar führt ein Absinken der Schmutzfracht auch bei einer ungesteuerten, biologischen Abwasserreinigungsanlage
zu keiner Verschlechterung der Reinwasserqualität. Bei einem erneuten Anstieg der Schmutzfracht
jedoch erfolgt die Anpassung des ungeregelten Systems an diese erhöhte Schmutzfracht relativ langsam, so daß
es zu mehr oder weniger starken Überschreitungen der Beforderten Restkonzentration an Schmut/.stoffcn im
Reinwasser kommt. Durch die Konstanthaltung der biologischen Aktivität auch bei verminderten Schmutzfrachten
paßt sich die Anlage bei erneutem Anstieg der Schmutzfracht aber sehr viel schneller an die neuen
Gegebenheiten an und die Restkonzentration an Schmutzstoffen im Reinwasser kann weitgehend konstant
gehalten werden.
Dies ist von besonderer Bedeutung für die Funktionsfähigkeit von anderen, der biologischen Reinigungsstufe
gegebenenfalls nachgeschalteten Reinigungsverfahren, wie beispielsweise einer nachgeschalteten Ozonisierung
oder Adsorption zur Entfernung von Farbstoffen.
Als zweites Beispiel für das erfindungsgemäße Verfahren sei der Spezialfall eines längeren Unterbruchs
der Abwasserzufuhr beschrieben. In diesem Fall ist die Aufgabe des Verfahrens bei erneutem Anfall von
Abwasser, die Anlage so anfahren zu lassen, daß sie sofort wieder mit der vor dem Unterbruch vorhandenen
biologischen Qualität und Reinigungsleistung arbeitet. Selbstverständlich ist es nicht möglich, mit dem neuen
Verfahren eine direkte Anpassung einer Anlage an Abwasser zu erreichen, das nach einem Unterbruch mit
wesentlich anderer Zusammensetzung als vorher in die Anlage einströmt, sondern es gelingt nur, den vor dem
Unterbruch gegebenen Zustand der Anlage sofort beim Wiedereinsetzen des Abwasserstroms automatisch
wiederherzustellen. Wie bereits erwähnt, sind Fälle, bei denen die Zusammensetzung des Abwassers nach einem
Stillstand grundlegend geändert ist, auch praktisch kaum gegeben, da Unterbrüche im allgemeinen nur bei
Industrieanlagen auftreten und die Abwasser eines Industriebetriebs sich — abgesehen von Sonderfällen —
vor und nach einem Unterbruch nicht grundlegend ändern.
Während kurze Schwankungen und Unterbrüche im Abwasserstrom im allgemeinen durch ein als Puffer
wirkendes Vorklärbecken aufgefangen werden, gelingt es, bei längerem Fehlen von zu reinigendem Wasser die
Forderung nach einem sofortigen automatischen biologischen Abbau mit der gleichen Intensität wie vor dem
Stillstand auf folgende Weise zu erfüllen.
Die Anlage befinde sich zunächst wieder im Gleichgewicht während des normalen Betriebs, wobei
alle für die Bestimmung der biologischen Aktivität notwendigen Messungen im Rechengerät 37 sowie in
den Steuergeräten 42 und 43 laufend durchgeführt und die Meßwerte registriert werden.
Bei Ausfall des Abwasserstroms, der laufend durch die Meßanordnung 13 gemessen wird, veranlaßt das
Rechengerät 37, in dem gleichzeitig mindestens die vor dem Ausfall letzten, für die Bestimmung der biologischen
Aktivität im Reaktor A notwendigen Meßwerte festgehalten wird, daß das Ventil 15 umgeschaltet und
daß anschließend der Inhalt des Abwasserbelüftungsreaktors A über die Entleerungsleitung 16 mit Hilfe der
Pumpe 17 vollständig in das Becken B abgepumpt wird, wobei vorteilhafterweise die im normalen Betrieb
gegebene Durchflußgeschwindigkeit in den Leitungen 16, 14 eingehalten wird. Die Belüftung des leeren
Gefäßes 1 wird, ebenfalls durch das Rechengerät 37 veranlaßt, durch Schließen des Durchflußregelorgans 9
eingestellt.
Im Becken B erfolgt die übliche Trennung in Reinwasser und Schlamm durch Absetzen, wobei der
Schlamm vollständig mit Hilfe der Fördereinrichtung 19 in den Schlammwiederbelüftungsreaktor C abgeführt
wird, während das restliche Wasser im Becken B verbleibt.
Vom Steuergerät 43 wird der pH-Wert, der im Reaktor A vor seiner Leerung vorhanden war, im
Reaktor Cauch bei Unterbruch des Rohwasseranfalls in der für den Normalbetrieb vorgeschriebenen Weise
gehalten; das Rechengerät 37 registriert die vor dem Abpumpen der Flüssigkeit aus dem Abwasserbelüftungsreaktor
A in diesem zuletzt vorhandene biologische Aktivität und hält über die Zugabe von Nährlösung
Nmit Hilfe der Leitung 30 und der Dosiereinrichtung 36
die Aktivität im Schlammwiederbelüftungsreaktor Cauf
einem Wert, der einem festen Bruchteil der letzten im Reaktor A ermittelten Aktivität entspricht.
Dieser Bruchteil wird nach dem Kriterium ausgewählt, daß die im Reaktor C aufrechterhaltene
Restaktivität ausreichen muß, um bei Wiedereinsetzen des Abwasserstroms während des Zeitraums, der bei
maximalem Zufluß von Abwasser für die Füllung des Reaktors A verstreicht, bei mindestens annähernd mit
dem Einsetzen des Abwasserstroms ebenfalls beginnendem Wiedereinspeisen von mit der Restaktivität
versehenem Rücklaufschlamm in die Leitung 11 eine Reaktivierung der biologischen Aktivität im Abwasserbelüftungsreaktor
A auf die vor dem Unterbruch gegebenen Werte zu gewährleisten. Erfolgt die
Wiederfüllung von Reaktor A nicht mit der maximal möglichen Geschwindigkeit, so ist mit der vorstehenden
Bedingung am Ende des Zeitraums die verlangte Aktivität ebenfalls sichergestellt. In diesem Fall ist es
jedoch auch möglich, über den Rechner regelnd einzugreifen, beispielsweise durch Reduktion des
Mengenstroms an rückgeführtem Belebtschlamm.
Während des Stillstands der Anlage muß im Schlammwiederbelüftungsreaktor C zusätzlich nur die
relativ geringe Menge an Belebtschlamm vorhanden sein, die beim normalen Betrieb der Anlage im Reaktor
A und im Absetzbecken B vorhanden ist. Längerer Stillstand der Abwasserzufuhr führt daher zu einer
Überproduktion von Belebtschlamm im Reaktor C, da in diesen laufend Nährlösung eingespeist wird, um die
Restaktivität aufrechtzuerhalten. Dieser Überschußschlamm wird über das Ventil 23, das in diesem Fall den
Durchgang zur Ablaufleitung 65 freigibt, mit Hilfe der Fördereinrichtung 22 weggeführt.
Gleichzeitig mit der vom Rechengerät 37 gesteuerten Verminderung der biologischen Aktivität wird in der
bereits beschriebenen Weise auch die Belüftungsrate für den Reaktor Centsprechend vermindert, um unnötigen
Sauerstoffeintrag zu vermeiden.
Mit Beginn eines erneuten Abwasseranfalls füllt sich zunächst der leere Abwasserbelüftungsreaktor A.
Gesteuert durch das Rechengerät 37 fördert dabei die Pumpe bzw. Fördereinrichtung 22 nach Umschalten des
Ventils 23, im wesentlichen gleichzeitig mit dem erneuten Abwasserstrom beginnend, soviel Belebtschlamm
aus dem Schlammwiederbelüftungsreaktor C in den Reaktor A, wie bei normalem Betrieb in diesem
vorhanden ist, wobei die nach dem entsprechenden Programm des Rechengeräts 37 in den Reaktor A
geförderte Belebtschlammenge über die Meßanordnung 48 mit dem Trübungsmesser gemessen und
gesteuert wird, der daher mindestens nahezu au der tiefsten Stelle des Reaktors A angeordnet ist
Wie bereits angedeutet, dient die Zeit für die Auffüllung des Abwasserbelüftungsreaktors A bis zum
Überlauf in das Nachklärbecken B, und damit bis zur Produktion von gereinigtem Wasser, zur Anpassung des
mit der niedrigen Restaktivität des Schlammwiederbelüftungsreaktors Causgestatteten Belebtschlamm an die
normalen, vor dem Unterbruch des Abwasserstroms gegebenen und im Rechner bzw. Rechengerät 37
festgehaltenen Betriebsbedingungen.
Selbstverständlich wird im Einsetzen des Abwasserstroms auch die Belüftungsrate nach Maßgabe der in
beiden Reaktoren A und C steigenden biologischen Aktivität an die vorher gegebenen Werte angepaßt
Die Einstellung tier Restaktivität des Belebtschlamms
im Schlammwiederbelüftungsreaktor C während der Ruheperiode kann dabei durch entsprechende Vorversuche
so genau erfolgen, daß die gewünschte Reinwasserqualität sofort nach dem erneuten Anlaufen des
biologischen Reinigungsprozesses erhalten wird.
Erhöhung und Erniedrigung der biologischen Aktivitäten
werden dabei beispielsweise durch entsprechende Sollwertänderungen vorgenommen, an die die Istwerte
von dem Prozeßrechner bzw. Rechengerät 37 automa-
tisch durch Änderungen mindestens einiger der durch Stellsignale des Rechners beeinflußbaren Parameter
angepaßt werden.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Beispiele beschränkt Bei der
Vielzahl der in einer Abwasserreinigung gegebenen Störungen und der relativ großen Zahl der beeinflußbaren
Parameter, ist es nicht möglich, alle Variationen des neuen Verfahrens in Beispielen zu beschreiben, zumal es
darüber hinaus für einzelne Störungen unter Umständen mehrere Wege zu ihrer Beseitigung gibt von denen
dann im Betrieb und bei der Programmierung des Rechners 37 und bei Berücksichtigung aller — unter
Umständen sogar für die jeweilige, einzelne Anlage spezifischen — individuellen Einflüsse der wirtschaftlichste
und beste — gegebenenfalls im Experiment — gesucht wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Verfahren zur Steuerung des biochemischen Reaktionsablaufs bei Änderungen von Menge
und/oder Zusammensetzung des zu reinigenden Abwassers in einer biologischen Abwasserreinigungsanlage,
die nach dem Schlammwiederbelüftungsverfahren betrieben wird und mindestens einen
Abwasserbelüftungsreaktor, ein Nachklärbecken und einen Schiammwiederbelüftungsreaktor aufweist,
wobei in der Flüssigphase beider Reaktoren mindestens je Sauerstoffkonzentration, Trübung,
pH-Wert und Temperatur sowie zusätzlich der am Abwasserbelüftungsreaktor pro Zeiteinheit zufließende
Abwasserstrom kontinuierlich gemessen werden, dadurch gekennzeichnet, daß in
dem Abwasserbelüftungs- und in dem Sehlammwiederbelüftungsreaktor
jeweils aus der Sauerstoffkonzentration ((JO2) und der Trübungsmessung (Tr)
automatisch ein von der jeweiligen Temperatur (T) abhängiger, spezifischer Sauerstoffbedarf (<fii)
ermittelt wird, der auf der Basis vorbestimmter Zusammenhänge ein Maß für die biologischen
Aktivitäten der Mikroorganismen ist, und daß bei durch dosierte Zugabe von Säuren (S) oder Laugen
(L) konstant und untereinander gleich gehaltenen pH-Werten in beiden Reaktoren (A, C), nach
Maßgabe von Änderungen im spezifischen Sauerstoffbedarf im Abwasserbelüftungsreaktor (A) automatisch
die Parameter verändert werden, welche die biologischen Aktivitäten der Organismen beeinflussen,
welche Parameter beispielsweise der Mengenstrom und/oder Aktivität des zufließenden Belebtschlammes
und/oder die Belüftungsrate, d. h. der zugeführte Gasmengenstrom, und/oder Mengenstrom
und/oder die Zusammensetzung der zugesetzten Nährlösungen für mindestens einen Reaktor (A
oder C) sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor einer Unterbrechung der Abwasserzufuhr
die letzten, die biologische Aktivität der Mikroorganismen in beiden Reaktoren bestimmenden
Meßdaten festgehalten werden, daß weiterhin bei Ausbleiben des Abwasserstroms der Abwasserbelüftungsreaktor
^entleert und in dem Schiammwiederbelüftungsreaktor
(C) unter Beibehaltung des während des Betriebs gemessenen pH-Wertes durch
Zugabe einer biologisch verwertbaren mindestens Kohlenstoff-, Stickstoff- und/oder Phosphorquellen
enthaltenden Nährlösung (N) eine empirisch bestimmte, biologische Restaktivität aufrechterhalten
wird, die mindestens 1 % der zuletzt im Abwasserbelüftungsreaktor (A) enthaltenen Aktivität beträgt
und deren Größe von dem minimalen, für die Wiederauffüllung dieses Reaktors (A) benötigten
Zeitintervall abhängt, und daß schließlich bei wiedereinsetzendem Abwasserstrom der Abwasserbelüftungsreaktor
(A) unter gleichzeitiger Einspeisung von belebtem Rücklaufschlamm aus dem
Schiammwiederbelüftungsreaktor (C) gefüllt und in beiden Reaktoren (A, C) während der Füllung des
Abwasserbelüftungsreaktors (A) die vor seiner Entleerung herrschenden, biologischen Aktivitäten
für den Betrieb hergestellt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Abwasserbelüftungsreaktor (A)
mit einer Durchflußrate geleert und wieder gefüllt wird, die derjenigen des normalen Betriebs entspricht.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens während der
Stillstandszeit des Abwasserbelüftungsreaktors (A) die Sauerstoffzufuhr zu dem Schiammwiederbelüftungsreaktor
(^ reduziert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Entleeren des Abwasserbelüftungsreaktors
(A) anfallende Flüssigphase in dem Nachklärbecken (B) gereinigt und der anfallende
Schlamm dem Schiammwiederbelüftungsreaktor (C) zugeführt wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bei der in beiden Reaktoren der
Anlage Meßfühler bzw. Meßanordnungen für den pH-Wert, die Temperatur, die Sauerstoffkonzentration
und die Trübung sowie für den, im Abwasserbelüftungsreaktor zufließenden Abwassermengenstrom
vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß Meßfühler und -anordnungen (13,38,39,48,49) über
erste Signalleitungen (40,41,44 bis 47,50,51) an ein
Rechengerät (37) angeschlossen sind, in dem ein Teil der Meßwerte zu der Kenngröße des spezifischen
Sauerstoffbedarfs (qO2) verknüpft wird, und daß
ferner auf Grund dieser Verknüpfung ausgegebene Stellsignale über zweite Signalleitungen (52 bis 64)
zu Dosiereinrichtungen (31 bis 36) in je einer Zulaufleitung (25 bis 30) jedes Reaktors (A, C) für
eine Säure (S), eine Lauge (L) und eine Nährlösung (N), sowie zu Durchflußregelorganen (9, 10)
und/oder regelbaren Fördereinrichtungen (19,22) in Zuführleitungen (12, 30, 4, 5) für Belebtschlamm
und/oder Belüftungsgas zumindest einem der beiden Reaktoren (A, C) geführt sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abwasserbelüftungsreaktor (A)
eine mit einer Fördereinrichtung (17) versehene Entleerungsleitung (16) aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Entleerungsleitung (16) in das
Nachklärbecken ^einmündet.
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