DE69202985T2

DE69202985T2 - Verfahren und system fuer biologische beseitigung von stickstoff aus abwaessern.

Info

Publication number: DE69202985T2
Application number: DE69202985T
Authority: DE
Inventors: Peter Kos
Original assignee: KRUEGER I SYSTEMS AS
Current assignee: KRUEGER I SYSTEMS AS
Priority date: 1991-09-09
Filing date: 1992-08-28
Publication date: 1995-11-23
Anticipated expiration: 2012-08-29
Also published as: AU656814B2; WO1993004990A1; AU2661292A; ATE123747T1; EP0603316B1; FI941086A; US5213681A; FI941086A0; HU9400469D0; EP0603316A1; DE69202985D1; CA2117084A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Belebtschlammsysteme zur Behandlung von Abwasser und insbesondere Verfahren der biologischen Nährstoffbeseitigung zum Beseitigen von Stickstoff und Phosphor aus Abwasser.

Hintergrund der Erfindung

Die Eutrophierung von Seen, Flüssen und anderen Wasservorräten erfährt weltweite Aufmerksamkeit. Das Vorliegen von Nährstoffen, wie Phosphor und Stickstoff, in der Umwelt ist eine der Hauptursachen für die Eutrophierung. Diese Nährstoffe begünstigen ein unerwünschtes Wachstum von Algen und anderen Wasserpflanzen, die gelösten Sauerstoff verbrauchen. In manchen Fällen werden die Konzentrationen an gelösten Sauerstoff auf weniger als den Wert verringert, der zur Unterhaltung des Besatzes an Fischen und anderen Tieren erforderlich ist.
Die Eutrophierung unserer Seen und Flüsse hat zu einer verstärkten Nachfrage nach einer Nährstoffkontrolle in Abwasserbehandlungsanlagen geführt. Regierungsbehörden haben immer strengere Vorschriften zur Kontrolle der Nährstoffmenge erlassen, die in aufnehmende Gewässer abgeführt werden kann. Da herkömmliche Behandlungsverfahren nur geringe Mengen an Stickstoff und Phosphor beseitigen, wird von Abwasserbehandlungsanlagen gefordert, daß sie ihre Verfahren abändern oder modifizieren, um diesen immer strengeren Vorschriften zu entsprechen. Leider hinkt die Technologie zur Erzielung der geforderten Entfernungswirksamkeiten hinter den Regelvorschriften her.
Ein Weg zur Erzielung einer Nährstoffbeseitigung ist die biologische Behandlung in einem modifizierten Belebtschlammsystem ohne chemische Zugabe. Zahlreiche biologische Nährstoffbeseitigungsverfahren sind entwickelt worden. Diese biologischen Nährstoffbeseitigungsverfahren verwenden typischerweise einen einzigen Schlammkreislauf, in dem das organische Material des Zuflusses als Kohlenstoff- und Energiequelle für die Stickstoff- und Phosphorbeseitigung verwendet wird. Dies führt zu niedrigeren Betriebskosten im Vergleich zu Mehrfach-Schlammsystemen und anderen physikalisch-chemischen Systemen.
Eines dieser üblicherweise angewendeten biologischen Nährstoffbeseitigungsverfahren ist als das Bardenpho-Verfahren bekannt. Das Bardenpho-Verfahren besteht aus einer einleitenden anaeroben Kontaktzone, gefolgt von vier alternierenden Stufen anoxischer und aerober Bedingungen. In der anaeroben Zone wird das gesamte rohe Abwasser mit dem Rückführungsschlamm gemischt. Die anaeroben Bedingungen in der einleitenden Kontaktzone sind zur Erzielung einer Phosphorbeseitigung nötig. Der anaeroben Zone folgt die erste anoxische Zone. Nitrate und Nitrite (NOx) werden der anoxischen Zone durch Rückführung von nitrifizierter Mischphase aus der folgenden aeroben Zone zugeführt. Das organische Material im rohen Abwasser wird von den denitrifizierenden Bakterien in der Denitrifikationszone als Kohlenstoffquelle verwendet. An die erste aerobe (oxische) Zone schließt sich eine zweite anoxische Zone an, in der jegliche verbleibenden Nitrite in der Mischphase durch die endogene Atmung des Belebtschlammes reduziert werden. Die abschließende Stufe ist aerob, wobei die Mischphase vor Erreichen der abschließenden Klärvorrichtung erneut belüftet wird. Der gelöste Sauerstoff des Abwasserausflusses wird erhöht. um eine weitere Denitrifikation in der Klärvorrichtung zu verhindern und die Freisetzung von Phosphaten an die Flüssigkeit in der Klärvorrichtung zu vermeiden.
Das Bardenpho-Verfahren ist in der Lage, eine hohe prozentuale Beseitigung an Stickstoffverbindung sowie eine Phosphorbeseitigung zu erreichen. Das Bardenpho-Verfahren erfordert jedoch erheblich größere Tankvolumina als herkömmliche Belebtschlammverfahren, was höhere Kapitalkosten bedeutet. Zusätzlich stützt sich das Bardenpho-System auf eine endogene Atmung im zweiten anoxischen Reaktor, und dies ist ein relativ langsamer Prozess. Seine Anwendung ist somit auf kleine Anlagen beschränkt.
Ein anderes häufig angewendetes Verfahren zur biologischen Nährstoffbeseitigung ist in der Industrie als AAO-Verfahren (oder A²O-Verfahren) bekannt. Das A²O-Verfahren besteht aus drei Behandlungszonen - anaerob, anoxisch und aerob. Das Abwasser und der zurückgeführte Schlamm werden in der ersten Behandlungszone gemischt, die zur Begünstigung der Phosphorbeseitigung unter anaeroben Bedingungen gehalten wird. An die anaerobe Zone schließt sich eine anoxische Denitrifikationszone an. Die dritte Behandlungszone ist eine aerobe Zone, in der die Nitrifikation der Mischphase erreicht wird. Die nitrifizierte Mischphase wird zur anoxischen Denitrifikationszone zurückzirkuliert, wo das Nitrat und Nitrit durch denitrifizierende Organismen zu elementarem Stickstoff reduziert werden. Das A²O-System hat eine hohe Rate der Stickstoffbeseitigung und erfordert ein gesamtes Tankvolumen, das demjenigen von herkömmlichen Belebtschlammsystemen vergleichbar ist. Somit ist das A²O-System ein kostenwirksames System zur Nährstoffbeseitigung. Das A²O- System erreicht jedoch keine hohe Effizienz der Stickstoffbeseitigung. Die geringe Stickstoffbeseitigungseffizienz ist eine inhärente Beschränkung des A²O-Verfahrens. Die maximale theoretische Stickstoffbeseitigungseffizienz kann gemäß der folgenden Formel berechnet weden:
worin
CNO = Konzentration von NO&sub3; und NO&sub2; im Ausfluß der Anlage (g/l)
TNin = Konzentration an Gesamtstickstoff im Zufluß (g/l)
NB = Konzentration des durch ein übliches Belebtschlammverfahren beseitigten Stickstoffs (der durch Biomasse zur Erzeugung von neuem Zellmaterial entfernte Stickstoff)
IR = interne Rückführungsrate der Mischphase
Q = Fließrate des Zuflusses
RS = Fließrate des Rückführungsschlammes
Die Gleichung nimmt an, daß es in der aeroben Zone eine vollständige Nitrifikation und in der anoxischen Zone eine vollständige Denitrifikation gibt. Ferner wird angemommen, daß genügend BOD für eine vollständige Denitrifikation verfügbar ist.
Im A²O-System ist die Schlammrückführungsrate typischerweise gleich 100 % des Zuflusses, während die interne Mischphasenrückführung gleich 200 % des Zuflusses ist. Unter Anwendung dieser Werte wäre die Konzentration an Gesamtstickstoff im Ausfluß etwa 1/4 des Gesamtstickstoffs im Zufluß. Dies entspricht einer Beseitigungseffizienz von etwa 75 %.
Gemäß der Formel kann die Beseitigungseffizienz durch Erhöhen des Mischphasenrückflusses aus der aeroben Zone erhöht werden. Wenn man z.B. die Mischphasenrückführung auf 400 % der Zuflußfließrate erhöhen würde, wäre die Konzentration an Gesamtstickstoff im Ausfluß gleich 1/6 des Gesamtstickstoffs im Zufluß für eine Beseitigungseffizienz von etwa 83 %.
In der Praxis verbessert eine Erhöhung, der Mischphasenrückführung auf mehr als 200 % der Zuflußfließrate die Stickstoffbeseitigung nicht. Indem die Mischphasenrückführung erhöht wird, verdünnt die rezirkulierte Mischphase den löslichen BOD in der anoxischen Zone und verringert somit die Denitrifikationsrate in der anoxischen Zone. Der verstärkte Fluß verringert auch die tatsächliche Verweilzeit der Mischphase in der anoxischen Zone und spült löslichen BOD in die oxische Zone hinein, wo er für eine Denitrifikation nicht zur Verfügung steht.
Die WO-A-88/08410 offenbart ein Belebtschlammverfahren zur Behandlung von Abwasser, bei dem Mischphase in mehrstufigen Reaktorzonen, d.h. Reaktorzonen, die jeweils eine Mehrzahl von Zellen umfassen, anaeroben, anoxischen und aeroben Behandlungen unterworfen wird.
Die US-A-3 964 998 offenbart ein anderes Belebtschlammverfahren, bei dem das Abwasser nach Passieren durch eine erste anoxische Behandlungszone (Denitrifikationszone) und eine zweite aerobe Behandlungszone (Nitrifikationszone) mit Mitteln zum Hin- und Zurückzirkulieren von Mischphase zwischen diesen Zonen zu einer dritten anoxischen Zone (Denitrifikationszone) überführt wird. Das Verfahren kann eine vierte Stufe in Form einer Belüftungsstufe einschließen. Der Zweck der vierten Stufe besteht im Austreiben von Gasblasen, die die Feststoffabtrennung behindern können, und im Stabilisieren des Schlammes zur leichteren Feststoffabtrennung in der anschließenden Klärstufe. Die vierte Stufe kann auch in Form einer Nitrifikationsstufe betrieben werden, um den möglicherweise in der dritten Stufe freigesetzten Ammoniak zu nitrifizieren. Da es jedoch keine Rückführung zwischen der vierten und der dritten Stufe gibt, verbleiben diese Nitrate in der Mischphase.
Demgemäß besteht Bedarf an einem Verfahren der biologischen Nährstoffbeseitigung, das hohe Stickstoffbeseitigungswirksamkeiten bei hohen Reaktionsraten erreicht und die Rezirkulierung von Mischphase minimiert.

Zusammenfassung und Aufgaben der Erfindung

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein Belebtschlammverfahren, das eine hohe Beseitigungsrate von Stickstoffverbindungen und eine hohe Effizienz der Beseitigung erreicht. Das erfindungsgemäße Belebtschlammverfahren schließt mehrere Stickstoffbeseitigungsstufen ein, die jeweils eine anoxische Zone und eine aerobe Zone einschließen. In der aeroben Zone werden der im Zufluß vorliegende Ammoniak und organischer Stickstoff durch nitrifizierende Organismen in Nitrat und Nitrit umgewandelt. Die nitrifizierte Mischphase wird zu der anoxischen Zone überführt, wo denitrifizierende Organismen das Nitrat und Nitrit zu elementarem Stickstoff reduzieren. Aus der abschließenden Stickstoffbeseitigungsstufe läuft die Mischphase zu einer Klärvorrichtung, wo abgesetzte Festoffe vom klaren Ausfluß abgetrennt werden. Mindestens ein Teil der abgesetzten Feststoffe wird zum Mischen mit zufließenden Abwasser zurückgeführt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Stickstoffbeseitigungsstufen durch die anoxischen Behandlungszonen verbunden. Bei dieser Anordnung wird ein Teil der Mischphase in der ersten anoxischen Zone zu der ersten aeroben Zone überführt. Der verbleibende Anteil wird zu der zweiten anoxischen Zone überführt. Die Mischphase in der ersten aeroben Zone wird zu der anoxischen Zone zurückgeführt. Verglichen z.B. mit dem Bardenpho-Verfahren läuft bei dieser Anordnung ein größerer Anteil des zufließenden BOD zur zweiten anoxischen Zone. Dadurch ist die BOD-Konzentration in der zweiten anoxischen Zone größer, und demgemäß wäre die Denitrifikationsrate höher.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind die Stickstoffbeseitigungsstufen durch die aeroben Behandlungszonen verbunden. Bei dieser Ausführungsform sind die anoxischen Zonen in jeder Stufe, mit Ausnahme der ersten Stufe, in einer geschlossenen Schleife angeordnet, so daß die Mischphase in der anoxischen Zone durch die aerobe Zone zurücklaufen muß, bevor sie zur nächsten Stufe gelangt.
Die Erfindung kann vor der ersten Stickstoffbeseitigungsstufe auch eine anaerobe Behandlungszone einschließen, um die Bildung eines nicht-fadenförmigen Schlammes, der phosphorspeichernde Mikroorganismen enthält, zu begünstigen. Der anaerobe Stresszustand bewirkt die Umwandlung von löslichem BOD in Acetat und andere Fermentationsprodukte, die dann von den phosphorspeichernden Mikroorganismen assimiliert und gespeichert werden. Die Assimilierung der Fermentationsprodukte, die von der teilweisen Freisetzung des gespeicherten Phosphors begleitet wird, ermöglicht dann unter den anschließenden aeroben Bedingungen die Assimilierung und Speicherung größerer als der normalen Phosphormengen.
Zur weiteren Begünstigung der Phosphor- und Stickstoffbeseitigung wird in der Praxis die Zugabe der Fermentationsprodukte (aus dem Fermentieren von Primärschlamm) angewendet. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden die Fermentationsprodukte in die abgesetzten Feststoffe gegeben und für eine Zeitspanne in Kontakt belassen, bevor man erneut mit dem ankommenden Zufluß mischt. Die Fermentationsprodukte können auch direkt in den Zufluß oder in die anaerobe oder anoxische Zone gegeben werden.
Auf der Grundlage der obigen Ausführungen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Belebtschlammverfahren zur Entfernung von BOD, Stickstoff und Phosphor aus einem Abwasserzufluß bereitzustellen.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Belebtschlammverfahrens, das relativ hohe Reaktionsraten und hohe Beseitigungswirksamkeiten in einem Einzelschlammsystem erreicht.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Belebtschlammverfahrens zur Entfernung von BOD und Nährstoffen aus einem Abwasserzufluß, bei dem die gesamte Verweilzeit derjenigen eines herkömmlichen Belebtschlammsystems vergleichbar ist.
Eine weitere Aufgrabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines verbeserten Belebtschlammverfahrens zur biologischen Entfernung von BOD und Nährstoffen aus einem Abwasserzufluß bei relativ geringen Kosten, verglichen mit anderen biologischen Nährstoff-Entfernungssystemen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Belebtschlammverfahrens zur biologischen Entfernung von BOD und Nährstoffen aus einem Abwasserzufluß, das relativ geringe Kapitalkosten zur Aufrüstung herkömmlicher Belebtschlammsysteme erfordert.
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus einer Untersuchung der nachfolgenden Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen hervor, die diese Erfindung nur veranschaulichen sollen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm, das die grundsätzlichen Verfahrensschritte gemäß der vorliegenden Erflndung zeigt.
Fig. 2 ist ein Fließdiagramm, das die grundsätzlichen Verfahrensschritte gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das die grundsätzlichen Verfahrensschritte gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 4 ist ein Fließdiagramm, das schematisch das grundsätzliche Verfahren von Fig. 2 zeigt, das unter Einschluß einer vorhergehenden anaeroben Behandlungsstufe modifiziert ist.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Mit Bezug auf die Zeichnungen ist dort schematisch ein modifiziertes Belebtschlammverfahren dargestellt und allgemein durch die Ziffer 10 angezeigt. Das Belebtschlammsystem ist ein Einzelschlammsystem mit drei Stickstoffbeseitigungstufen. Jede Stickstoffbeseitigungstufe schließt eine bei A1, A2 und A3 angezeigte anoxische Behandlungszone und eine bei B1, B2 und B3 angezeigte aerobe Behandlungszone ein. Für die Zwecke dieser Anmeldung bedeutet "anoxisch" nicht-belüftete Bedingungen, die zu einer Denitrifikation führen. Unter anoxischen Bedingungen wird Nitrat oder Nitrit hauptsächlich für den Stoffwechsel von Mikroorganismen verwendet, und die Konzentration an gelöstem Sauerstoff ist nahe Null. Die Bezeichnung "anaerob" bedeutet einen Zustand, in dem weder gelöster Sauerstoff noch Nitate/Nitrite vorliegen und die Mikroorganismen hauptsächlich eine aus der Hydrolyse von Polyphosphaten abgeleitete Energie zur BOD- Resorption benützen.
Der Primärausfluß aus einer primären Behandlungszone (nicht gezeigt) betritt die anoxische Behandlungszone A1 der ersten Stufe durch Leitung 12, wo er mit aus einer abschließenden Klärvorrichtung 14 zurückgeführtem Belebtschlamm zur Bildung einer Mischphase gemischt wird. Eine anerobe Behandlungszone B1 schließt sich der anoxischen Behandlungszone A1 in der ersten Stufe an. Mischphase fließt aus der anoxischen Behandlungszone A1 durch Leitung 18 zur aeroben Zone B1. Die aerobe Zone B1 ist in einer geschlossenen Zirkulationsschleife angeordnet, so daß der Ausfluß aus der aeroben Zone B1 durch eine interne Rückführungsleitung 20 zur anoxischen Behandlungszone A1 zurückläuft.
Jede anschließende Stickstoffbeseitigungstufe schließt eine anoxische Behandlungszone A2 bzw. A3 ein, der sich eine aerobe Behandlungszone B2 bzw. B3 anschließt. In der zweiten Stufe läuft die Mischphase aus der anoxischen Zone A2 durch Leitung 24 zur aeroben Zone B2. Die aerobe Zone B2 in der zweiten Stickstoffbeseitigungstufe befindet sich ebenfalls in einer geschlossenen Zirkulationsschleife, so daß Ausfluß aus der aeroben Zone B2 durch die interne Rückführungsleitung 26 zur anoxischen Zone A2 zurücklaufen muß. In der dritten Stufe läuft Mischphase aus der anoxischen Behandlungszone A3 durch Leitung zur aeroben Zone B3 und kehrt durch die interne Rückführungsleitung 32 zur anoxischen Zone zurück.
Die einzelnen Stickstoffbeseitigungsstufen sind in sequentieller Weise verbunden, so daß die Mischphase sequentiell aus der ersten Stufe durch jede anschließende Stufe bis zur abschließenden Stufe läuft. In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform sind die anoxischen Zonen A1, A2 und A3 jeder Stickstoffbeseitigungsstufe verbunden. Mischphase läuft aus der ersten anoxischen Stufe A1 zur zweiten anoxischen Stufe A2 und von jeder zweiten anoxischen Stufe A2 zur dritten anoxischen Stufe A3. In der abschließenden Behandlungsstufe fließt die Mischphase aus der aeroben Behandlungszone B3 durch Leitung 34 zur abschließenden Klärvorrichtung 14. In der abschließenden Klärvorrichtung 14 können sich die suspendierten Feststoffe am Boden der Klärvorrichtung absetzen. Dle abgesetzten Feststoffe werden durch Leitung 16 zur anoxischen Zone A1 der ersten Stufe zurückgeführt. Der klare Überstand (Ausfluß oder behandeltes Abwasser) wird mit oder ohne weitere Behandlung zu aufnehmenden Vorflutern oder Reservoiren geleitet.
Beim Betrieb bleiben der Ammoniak und organische Stickstoff im Zufluß unverändert, während sie durch die anoxische Zone A1 der ersten Stufe zur aeroben Zone B1 laufen. In der aeroben Behandlungszone B1 wird die Mischphase belüftet, um eine Konzentration von gelöstem Sauerstoff von mindestens 0,5 mg/l und vorzugsweise im Bereich von 2,0 bis 4,0 mg/l aufrechtzuerhalten. Nitrifizierende Organismen wandeln den in der Mischphase vorliegenden Ammoniak und organischen Stickstoff in Nitrat und Nitrit (NOx) um. Es erfolgt auch eine Aufnahme von organischem Material und Phosphor.
Die in der aeroben Zone gebildete nitrifizierte Mischphase wird zur anoxischen Zone A1 der ersten Stufe zurückgeführt. In der anoxischen Behandlungszone A1 wird die Mischphase gerührt, jedoch nicht belüftet, um die Feststoffe in Suspension zu halten und einen gründliichen Kontakt zwischen dem zurückgeführten Schlamm und dem zufließenden Abwasser aufrechtzuerhalten. Das in der Mischphase vorliegende Nitrat und Nitrit wird von denitrifizierenden Organismen als terminaler Elektronenakzeptor verwendet und in elementaren Stickstoff umgewandelt. Der Stickstoff wird an die Atmosphäre freigesetzt, was zur Stickstoffbeseitigung führt. Die Rückführungsrate liegt vorzugsweise zwischen 100 und 200 % der Zuflußfließrate. Rückführungsraten von mehr als 200 % verdünnen die BOD-Konzentration in der anoxischen Zone, was die Reaktionsraten vermindern und die Stickstoffbeseitigung beeinträchtigen würde.
Die zurückgeführten internen Mischphasenströme können, falls nötig, mit einem Haltetank E versehen sein, in dem die Mischphase für eine Dauer zwischen 15 und 30 min gehalten wird. Während dieser Haltedauer wird jeglicher gelöster Sauerstoff in der aus der aeroben Zone zurückgeführten Mischphase ausgetrieben. Entsprechend gibt es wenig oder keine Sauerstoffeinführung in die anoxische Zone. Durch Vermeidung einer Sauerstoffeinführung in die anoxische Zone wird ein größerer Prozentsatz des zufließenden BOD zur Denitrifikation verwendet.
Das oben beschriebene Denitrifikationsverfahren wird in der zweiten und dritten Stickstoffbeseitigungsstufe wiederholt. Die Kohlenstoff- und Energiequelle zur Denitrifikation wird durch den im zufließenden Abwasser enthaltenen BOD geliefert. Aufgrund der neuen Anordnung läuft ein Teil des in der ersten anoxischen Zone A1 nicht absorbierten zufließenden BOD in die zweite anoxische Zone A2, anstatt in der ersten aeroben Zone B1 oxidiert zu werden. Daher schließt die von A1 nach A2 laufende Mischphase eine signifikante Menge BOD ein, die in A2 für Denitrifizierungszwecke verwendet werden kann. Wenn zusätzliches organisches Material zur Denitrifikation in der zweiten oder dritten Stufe nach der Anfangsstufe benötigt wird, kann es durch Einführen von Fermentationsprodukten (aus dem Fermentieren von Primärschlamm) geliefert werden. Während der anoxischen Behandlung wird BOD durch denitrifizierende Bakterien unter Verwendung von NOx oxidiert. Zusätzlich wird jeglicher aus der anoxischen Zone in die aerobe Zone eindringender BOD durch Organismen in der aeroben Zone absorbiert und metabolisiert. Somit kombiniert die vorliegende Erfindung eine BOD-Beseitigung, Nitrifikation und Denitrifikation in einem Belebtschlammverfahren mit einem einzigen Schlamm, bei dem die einzige Energiequelle durch den BOD im Zufluß geliefert wird. Die vorliegende Erfindung überwindet einige der mit den A²O- und Bardenpho-Verfahren assoziierten Nachteile. Das erfindungsgemäße Verfahren bewahrt eine relativ hohe Reaktionsrate in der anfänglichen anoxischen Zone. Dies wird erreicht, indem man den internen Mischphasenrückfluß im Bereich von 100 bis 200 % der gesamten Zuflußfließrate hält. Ferner werden größere Anteile des zufließenden BOD für eine Denitrifikation verfügbar gemacht, verglichen mit den A²O- und Bardenpho-Verfahren. Insbesondere erlaubt es die vorliegende Erfindung, daß ein Teil des BOD-Zuflusses direkt aus der ersten anoxischen Stufe zur zweiten anoxischen Stufe fließen kann, wo er von Mikroorganismen zur Denitrifikation verwendet werden kann. Im Gegensatz zum Bardenpho-Verfahren verläßt sich die vorliegende Erfindung daher nicht auf die endogene Atmung zur Stickstoffbeseitigung in der zweiten anoxischen Stufe. Zusätzlich beschränkt der Haltetank E in den Mischphasen-Rückführungsströmen die Einführung von Sauerstoff in die anoxische Zone, was zu einer Störung des Denitrifikationsprozesses führen könnte.
Mit Bezug auf Fig. 2 wird nun eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt und allgemein bei 40 angegeben. Die zweite Ausführungsform schließt, wie die erste Ausführungsform, drei Stickstoffbeseitigungsstufen ein. Jede Stickstoffbeseitigungsstufe schließt eine bei C1, C2 und C3 angegebene anoxische Zone und eine bei D1, D2 und D3 angegebene aerobe Behandlungszone ein. Der Zufluß fließt durch Leitung 42 in die anoxische Zone C1 der ersten Stufe, wo er mit Rückführungsbelebtschlamm gemischt wird, der aus der abschließenden Klärvorrichtung 44 zurückgeführt ist. In der ersten Stickstoffbeseitigungsstufe läuft die Mischphase zwischen der anoxischen Behandlungszone und der aeroben Behandlungszone durch Leitungen 48 bzw. 50. In der zweiten Stickstoffbeseitigungsstufe läuft die Mischphase zwischen der anoxischen Behandlungszone und der aeroben Behandlungszone durch Leitungen 54 unf 56. In der dritten und abschließenden Behandlungsstufe läuft die Mischphase zwischen der anoxischen Behandlungszone C3 und der aeroben Behandlungszone D3 durch Leitungen 60 und 62.
Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform sind die aeroben Zonen jeder Behandlungsstufe und nicht die anoxischen Zonen verbunden. Daher läuft Mischphase aus der aeroben Zone D1 der ersten Stufe durch Leitung 52 zur aeroben Zone D2 der zweiten Stufe und aus der aeroben Zone D2 der zweiten Stufe durch Leitung 58 zur aeroben Zone D3 der dritten Stufe. Nach Klärung in der abschließenden Klärvorrichtung 44 wird der abgesetzte Schlamm durch die Rückführungsleitung 46 zur anoxischen Zone C1 der ersten Stufe zurückgeführt, und der Überstand wird in den aufnehmenden Vorfluter abgegeben.
In Fällen, wo dem Verfahren Fermentationsprodukte oder eine andere Kohlenstoffquelle zugegeben werden, könnte man den Abwasserzufluß und den Rückführungsschlamm direkt zur ersten aeroben Zone D1 der ersten Stufe leiten. Diese Option ist in Fig. 2 dargestellt. Dabei repräsentiert die gestrichelte Linie sowohl den Abwasserausfluß als auch den Rückführungsbelebtschlamm, die in die aerobe Zone D1 gerichtet sind.
Beim Betrieb ist das in Fig. 2 gezeigte System im wesentlichen das gleiche wie das in Fig. 1 gezeigte System. Ammoniak und organischer Stickstoff im Abwasserzufluß laufen im wesentlichen unbeeinflußt durch die anoxische Zone. In der aeroben Reaktorzone wandeln nitrifizierende Organismen den ursprünglich im Zufluß vorliegenden Ammoniak und organischen Stickstoff in Nitrat und Nitrit um. Auch die Aufnahme von restlichem organischen Material erfolgt in dieser Zone. Die nitrifizierte Mischphase wird aus der aeroben Reaktorzone zurück in die anoxische Reaktorzone geführt, wo das in der Mischphase enthaltende Nitrat und Nitrit durch denitrifizierende Mikroorganismen zu elementarem Stickstoff reduziert werden.
In manchen Fällen wird es auch wünschenswert sein, Phosphate aus dem zufließenden Abwasser zu entfernen. Fig. 3 veranschaulicht eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die insbesondere zur Beseitigung von Stickstoff und Phosphor aus dem zufließenden Abwasser ausgelegt ist. Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform wird der Abwasserzufluß zuerst durch Leitung 72 in eine die Zellen E1, E2 und E3 umfassende anaerobe Behandlungszone eingeführt. Die Zellen E1, E2 und E3 sind hydraulisch getrennte Abschnitte, die einer Kolbenstromkonfiguration ähnlich sind. Die Verwendung einer gestuften Reaktorkonfiguration würde die Gesamtrate der Phosphorfreisetzung erhöhen, weil die Konzentration an organischem Material in der ersten Zelle relativ hoch wäre.
Nach Verlassen der letzten Zelle E3 der anaeroben Zone läuft die Mischphase zur ersten einer Mehrzahl von Stickstoffbeseitigungsstufen. Die Stickstoffbeseitigungsstufen in dieser Ausführungsform sind in der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform der Erfindung angeordnet. Der Zufluß aus der abschließenden Zelle E3 der anaeroben Zone betritt die anoxische Zone F1 der ersten Stickstoffbeseitigungsstufe durch Leitung 74. Eine anerobe Behandlungszone G1 ist im Anschluß an die anoxische Zone F1 angeordnet. Mischphase fließt zwischen der anoxischen Zone F1 und der aeroben Zone G1, durch die Leitungen 76 bzw. 78. Mischphase fließt auch von der anoxischen Zone F1 der ersten Stufe durch Leitung 80 zur anoxischen Zone F2 der zweiten Stufe und aus der anoxischen Zone F2 der zweiten Stufe durch Leitung 86 zur anoxischen Zone F3 der dritten Stufe. In der zweiten Stufe läuft Mischphase zwischen der anoxischen Zone F2 durch Leitung 80 und der aeroben Zone G2 durch Leitungen 82 und 84. In der dritten und abschließenden Behandlungszone läuft Mischphase aus der anoxischen Behandlungszone F3 durch Leitung 88 zur aeroben Behandlungszone G3 und kehrt durch Leitung 90 zur anoxischen Zone zurück. In der abschließenden Stickstoffbeseitigungsstufe fließt Mischphase aus der aeroben Behandlungszone G3 durch Leitung 92 zur abschließenden Klärvorrichtung 94. Suspendierte Feststoffe werden vom Überstand oder behandelten Abwasser abgetrennt und durch Leitung 96 zur ersten Zelle der anaeroben Zone E1 zurückgeführt. Der gereinigte Überstand wird dann zur weiteren Behandlung oder in einen aufnehmenden Vorfluter geleitet.
Beim Betrieb begünstigt das in Fig. 3 dargestellte System die Proliferation phosphorspeichernder Mikroorganismen. Die phosphorspeichernden Organismen können das im Abwasserzufluß vorliegende organische Material durch Hydrolysieren gespeicherter Polyphosphate leicht assimilieren, um Energie für die BOD-Absorption zu liefern. Indem Organismen BOD absorbieren, wird Phosphor in die Flüssigkeit freigesetzt. Wenn die Mischphase anschließend belüftet wird, wird der absorbierte BOD oxidiert. Die Oxidationsenergie wird von den phosphatspeichernden Organismen zum Zellwachstum und zur Aufnahme von löslichem Phosphor in der Flüssigkeit verwendet, der als Polyphosphate gespeichert werden kann. Während der aeroben Behandlung werden die Werte löslicher Phosphate in der Mischphase schnell herabgesetzt. Der Phosphor wird dann durch Ausscheiden eines Teils des Schlammes aus der abschließenden Klärvorrichtung aus dem System entfernt.
Um sicherzugehen, daß kein Phosphor aufgrund anaerober oder anoxischer Bedingungen in der abschließenden Klärvorrichtung freigesetzt wird, wird die Konzentration an gelöstem Sauerstoff in der aeroben Zone G3 der abschließenden Stickstoffbeseitigungsstufe zwischen 2,0 und 4,0 mg/l gehalten. Durch Aufrechterhalten einer relativ hohen Konzentration an gelöstem Sauerstoff in der abschleßenden aeroben Zone wird auch das Auftreten von Schwebschlamm eliminiert.
Die Stickstoffbeseitigung in der dritten Ausführungsform erfolgt in der gleichen Weise wie bei den ersten beiden Ausführungsformen. Der Ammoniak und die organischen Stickstoffverbindungen im Abwasserzufluß laufen unangetastet durch die anaerobe Zone. Die Nitrifikation der Mischphase erfolgt in den aeroben Zonen G1 bis G3, und die Denitrifikation von Nitrat und Nitrit zu elementarem Stickstoff erfolgt in den anoxischen Zonen F1 bis F3. Daher kombiniert die dritte Ausführungsform eine BOD- Entfernung, Stickstoffbeseitigung und Phosphorbeseitigung in einem Belebtschlammverfahren mit einem einzigen Schlamm, bei dem die einzige Energiequelle durch den im Zufluß enthaltenen BOD geliefert wird.
Fig. 4 ist ein Fließschema, das eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Das Fließschema von Fig. 4 ist dem Fließschema von Fig. 3 ähnlich, wobei dasjenige von Fig. 4 jedoch eine weitere Modifikation des grundsätzlichen in Fig. 2 gezeigten Stickstoffbeseitigungsverfahrens ist.
In Fig. 4 ist ersichtlich, daß der Abwasserzufluß das Verfahren durch Leitung 102 betritt. Leitung 102 ist in eine Reihe von anaeroben Behandlungszonen H1, H2 und H3 gerichtet. Aus der abschließenden anaeroben Behandlungszone H3 läuft die Mischphase durch Leitung 104 und betritt eine erste anoxische Zone I1. Die die Behandlungszone I1 betretende Mischphase wird über Leitung 106 zur aeroben Behandlungszone J1 überführt. Eine interne Rückführung zurück zur anoxischen Zone I1 erfolgt durch Leitung 108. Wie bei der anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bilden die anoxische Zone I1 und die aerobe Zone J1 die erste Stickstoffbeseitigungsstufe.
Mischphase aus der ersten Stickstoffbeseitigungsstufe wird aus Zone J1 durch Leitung 110 zur aeroben Zone J2 überführt. Mischphase wird zwischen der aeroben Zone J2 und der anoxischen Zone 12 durch Leitungen 112 und 144 hin- und zurückgeführt. In gleicher Weise wird die Mischphase der zweiten Stickstoffbeseitigungsstufe aus der aeroben Zone J2 durch Leitung 116 zur aeroben Zone J3 geführt, wo die gleiche Mischphase über die Leitungen 118 und 120 zur dritten anoxischen Zone 13 zurückgeführt wird. Schließlich wird die Mischphase aus der aeroben Zone J3 durch Leitung 122 in die abschließende Klärvorrichtung 124 geführt, wo die Abtrennung des Schlammes vom gereinigten Überstand erfolgt. Der Schlamm wird aus der abschließenden Klärvorrichtung 124 durch Leitung 126 geleitet und zur Leitung 102 zurückgeführt, wo er mit Abwasserzufluß zur Bildung von Mischphase gemischt wird. Der gereinigte Überstand wird durch Leitung 128 abgeführt. Grundsätzlich werden Phosphor und Stickstoff in der gleichen Weise wie oben beschrieben durch das in Fig. 4 dargestellte Verfahren entfernt.

Beispiel I

Das erfindungsgemäße Belebtschlammverfahren wurde durch eine Studie in einer Pilotanlage gezeigt. Das verwendete System war die in Fig. 3 gezeigte dritte Ausführungsform. Die während der Untersuchung aufrechterhaltenen Betriebsbedingungen sind in Tabelle I gezeigt. Tabelle I - Betriebsbedingungen Zuflußfließrate; gpm Gesamt-HRT; h anaerobe HRT; h anoxische HRT; h aerobe HRT; h oxische SRT; Tage Gesamt-SRT; Tage interne Rückführungen; gpm RAS-Rückführung; gpm pH von Zufluß pH von Ausfluß Alkalinität von Zufluß; mg/l CaCO&sub3; Alkalinität von Ausfluß; mg/l CaCO&sub3;

Abkürzungen

HRT - hydraulische Verweilzeit
SRT = Schlammverweilzeit
RAS = Rückführungsbelebtschlamm
MLSS= suspendierte Feststoffe der Mischphase
Mit Bezug zu der hydraulischen Verweilzeit betrug die gesamte anaerobe Verweilzeit 1,4 h. Diese Zeit wurde gleichmäßig auf jede anaerobe Zelle verteilt. In ähnlicher Weise betrug die gesamte anoxische Zeit 1,4 h und war gleichmäßig zwischen den anoxischen Zonen F1 bis F3 verteilt. Die gesamte aerobe Zeit betrug 8,2 h und war gleichmäßig zwischen den aeroben Zonen G1 bis G3 verteilt. Die in Tabelle I gezeigten Zahlen bedeuten Durchschnittzahlen einer Dauer von 13 Tagen. Die Leistung des Pilot-Tests ist in Tabelle II zusammengefaßt. Tabelle II - Leistungsergebnisse Zufluß Ausfluß % Beseitigung Gesamt-P ortho-P n/b = nicht bewertet
Die Pilotanlage erzielte ausgezeichnete Beseitigungswirksamkeiten für BOD, Stickstoff und Phosphor. Zusätzlich war die Absetzfähigkeit des Schlammes ausgezeichnet, wie durch einen SVI- Wert von 199 gezeigt.

Beispiel II

In einem zweiten Test wurde die in Fig. 4 gezeigte Anlagenkonfiguration untersucht. Die Betriebsbedingungen des zweiten Tests sind in Tabelle III gezeigt. Tabelle III - Betriebsbedingungen Zuflußfließrate; gpm Gesamt-HRT; h anaerobe HRT; h anoxische HRT; h aerobe HRT; H oxische SRT; Tage Gesamt-SRT; Tage interne Rückführungen; gpm RAS-Rückführung; gpm pH von Zufluß 7,1 pH von Ausfluß 7,1 Alkalinität von Zufluß; mg/l CaCO&sub3; Alkalinität von Ausfluß mg/l CaCO&sub3;
Die Ergebnisse des zweiten Tests sind in Tabelle IV unten zusammengefaßt. Wie beim ersten Test wurden ausgezeichnete Beseitigungswirksamkeiten von BOD, Stickstoff und Phosphor erzielt. Tabelle IV - Leistungsergebnisse Zufluß Ausfluß % Beseitigung Gesamt-P ortho-P
Die vorliegende Erfindung bietet signifikante Vorteile gegenüber Systemen des Standes der Technik. Die vorliegende Erfindung erreicht in nur einem System eine hohe Beseitigungswirksamkeit von Stickstoffverbindungen bei hohen Reaktionsraten. Das erforderliche Tankgesamtvolumen ist demjenigen eines herkömmlichen Belebtschlammsystems vergleichbar. Daher können herkömmliche Belebtschlammsysteme aufgerüstet werden, um die vorliegende Erfindung bei relativ niedrigen Kapitalkosten einzuschließen. Außerdem erfordert die vorliegende Erfindung keine chemische Zugabe und einen relativ geringen Energieeingang. Daher bietet die vorliegende Erfindung eines der kostenwirksamsten Verfahren zur Abwasserbehandlung ohne Einbußen der Beseitigungswirksamkeiten.
Die vorliegende Erfindung kann selbstverständlich auf andere spezifische Weisen, als sie hier angegeben sind, durchgeführt werden, ohne vom Geist und den wesentlichen Charakteristika der Erfindung abzuweichen. Die vorliegenden Ausführungsformen sollen daher in jeder Hinsicht als veranschaulichend und nicht als einschränkend angesehen werden, und alle Abänderungen, die unter den Bedeutungs- und Äquivalenzbereich der beigefügten Ansprüche fallen, sollen als davon umfaßt beabsichtigt sein.

Claims

1. Belebtschlammverfahren zum biologischen Beseitigen von BOD und Stickstoff aus Abwässern, das die Schritte umfaßt:

(a) Bilden einer (Abwasser/Rückführschlamm)-Mischphase

(b) Hindurchleiten der Mischphase durch eine erste Stickstoffbeseitigungsstufe, indem man die Mischphase in und durch eine erste anoxische und aerobe Behandlungszone führt, das einschließt, daß die Mischphase innerhalb der ersten Behandlungszone eine spezifizierte Dauer unter anoxischen Bedingungen gehalten wird, damit denitrifizierende Organismen einen Teil der in der Mischphase vorliegenden Nitrate und Nitrite zu elementarem Stickstoff reduzieren können, Überführen eines Teils der Mischphase aus der ersten anoxischen Zone zu einer ersten aeroben Zone und Belüften der Mischphase während einer ausreichenden Dauer, damit nitrifizierende Organismen einen Teil des Ammoniaks und organischen Stickstoffs in der Mischphase in Nitrate und Nitrite umwandeln können, und Hin- und Zurückzirkulieren der Mischphase zwischen der ersten anoxischen Zone und der ersten aeroben Zone der ersten Stickstoffbeseitigungsstufe, um eine Denitrifikation und Nitrifikation zu bewirken;

(c) Überführen der Mischphase aus der ersten Stickstoffbeseitigungsstufe zu einer zweiten Stickstoffbeseitigungsstufe mit einer zweiten anoxischen Zone und einer zweiten aeroben Zone und Hin- und Zurückzirkulieren der Mischphase zwischen der zweiten anoxischen Zone und der zweiten aeroben Zone der zweiten Stufe, um eine weitere Denitrifikation und Nitrifikation zu bewirken;

(d) Überführen der in der ersten und zweiten Stickstoffbeseitigungsstufe behandelten Mischphase zu einer abschließenden Klärvorrichtung, wo der abgesetzte Schlamm vom gereinigten Überstand getrennt wird, und

(e) Rückführen mindestens eines Teils des abgesetzten Schlammes zur Bildung der Mischphase.

2. Belebtschlammverfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Hindurchleitens der Mischphase durch eine Mehrzahl von Stickstoffbeseitigungsstufen das Einleiten der Mischphase zuerst in die anoxische Zone in jeder Stickstoffbeseitigungsstufe einschließt.

3. Belebtschlammverfahren nach Anspruch 2, bei dem der Schritt der Überführung der Mischphase aus einer Stickstoffbeseitigungsstufe zur nächsten Stickstoffbeseitigungsstufe das Überführen der Mischphase aus der ersten anoxischen Zone zur zweiten anoxischen Zone einschließt.

4. Belebtschlammverfahren nach Anspruch 3, bei dem die erste aerobe Zone in der ersten Stickstoffbeseitigungsstufe in einem geschlossenen Kreislauf angeordnet ist, so daß von der ersten anoxischen Zone in die erste aerobe Zone überführte Mischphase zur ersten anoxischen Zone zurückgeführt wird, bevor sie zur zweiten Stickstoffbeseitigungsstufe geleitet wird.

5. Belebtschlammverfahren nach Anspruch 1, bei dem die Mischphase durch eine Mehrzahl von Stickstoffbeseitigungsstufen geführt wird und das Verfahren das anfängliche Einleiten der Mischphase in die erste anoxische Zone der ersten Stickstoffbeseitigungsstufe einschließt und für jede anschließende Stickstoffbeseitigungsstufe das Einleiten der Mischphase zuerst in die aerobe Zone einschließt.

6. Belebtschlammverfahren nach Anspruch 5, bei dem der Schritt der Überführung der Mischphase von einer Stickstoffbeseitigungsstufe zur nächsten Stickstoffbeseitigungsstufe die Überführung der Mischphase aus einer aeroben Zone einer vorhergehenden Stickstoffbeseitigungsstufe zu einer aeroben Zone einer anschließenden Stickstoffbeseitigungsstufe einschließt.

7. Belebtschlammverfahren nach Anspruch 6, bei dem die anoxische Zone in jeder Stickstoffbeseitigungsstufe mit Ausnahme der ersten Stickstoffbeseitigungsstufe in einer geschlossenen Schleife angeordnet ist, so daß Mischphase, die aus der aeroben Zone zu der anoxischen Zone einer Stickstoffbeseitigungsstufe geführt wird, zur aeroben Zone zurückgeführt wird, bevor zur nächsten Stufe fortgeschritten wird.

8. Belebtschlammverfahren nach Anspruch 1, das weiter die Behandlung der Mischphase in einer anaeroben Zone einschließt, bevor die Mischphase zur ersten Stickstoffbeseitigungsstufe geführt wird, und einschließt, daß die Mischphase in dieser anaeroben Zone eine ausreichende Dauer gehalten wird, um eine Selektion phosphatspeichernder Organismen zu bewirken.

9. Belebtschlammverfahren nach Anspruch 8, bei dem die anaerobe Zone eine Mehrzahl hydraulisch voneinander getrennter Abschnitte umfaßt.

10. Belebtschlammverfahren nach Anspruch 1, bei dem die Rückführung von einer Zone zur anderen in jeder Stickstoffbeseitigungsstufe 100 bis 200 % des Abwasserzuflusses zu dem Verfahren beträgt.

11. Belebtschlammverfahren nach Anspruch 1, das den Schritt der Zugabe von Methanol in mindestens eine der anoxischen Behandlungszonen einschließt.

12. Belebtschlammverfahren nach Anspruch 1, das den Schritt der Zugabe eines fermentierten Produktes in das Verfahren einschließt.

13. Belebtschlammverfahren nach Anspruch 1, bei dem während der Hin- und Zurückführung der Mischphase zwischen anoxischen und oxischen Zonen die Mischphase aus einer oxischen Zone zu einer anoxischen Zone zurückgeführt wird und bei dem das Verfahren das Halten einschließt, daß die Mischphase, die aus mindestens einer oxischen Zone zurückgeführt wird, in einem Entgasungshaltetank eine ausgewählte Zeitdauer lang zwischengespeichert und der gelöste mit der Mischphase assoziierte Sauerstoff ausgetrieben wird, bevor die Mischphase zu der anoxischen Zone zurückgeführt wird.

14. Belebtschlammverfahren nach Anspruch 13, das den Schritt des Zwischenspeicherns der Mischphase in dem Haltetank zum Austreiben des gelösten Sauerstoffs während einer ausreichenden Dauer einschließt, um in der Mischphase die Konzentration an darin gelöstem Sauerstoff auf unter 0,6 ppm zu verringern.

15. Belebtschlammverfahren nach Anspruch 1, bei dem die gebildete Mischphase BOD einschließt und bei dem das Verfahren einen Schritt einschließt, der die vollständige Abreicherung von BOD aus der Mischphase während der Behandlung in der ersten Stickstoffbeseitigungsstufe vermeidet, indem man die BOD enthaltende Mischphase aus der ersten Stickstoffbeseitigungsstufe zur zweiten Stickstoffbeseitigungsstufe führt und BOD verwendet, der durch die erste Stickstoffbeseitigungsstufe in die anoxische Zone der zweiten Stickstoffbeseitigungsstufe gelaufen ist, um eine weitere Denitrifikation zu bewirken.

16. Belebtschlammverfahren nach Anspruch 15, das den Schritt der Überführung der BOD enthaltenden Mischphase in die anoxische Stufe der ersten Stickstoffbeseitigungsstufe und der Überführung BOD enthaltender Mischphase aus der ersten anoxischen Zone zu der zweiten anoxischen Zone einschließt, bevor der mit der Mischphase assoziierte BOD abgereichert ist, wodurch die Verwendung von BOD zum Bewirken einer Denitrifikation in der zweiten anoxischen Zone sichergestellt wird.

17. Belebtschlammverfahren nach Anspruch 12, das den Schritt der Zugabe des fermentierten Produktes zur ersten anoxischen Zone der ersten Stickstoffbeseitigungsstufe einschließt.

18. Belebtschlammverfahren nach Anspruch 1, bei dem die gebildete Mischphase zuerst in die anoxische Zone der ersten Stickstoffbeseitigungsstufe eingeleitet wird.

19. Belebtschlammverfahren nach Anspruch 1, bei dem die gebildete Mischphase zuerst in die aerobe Zone der ersten Stickstoffbeseitigungsstufe eingeleitet wird.

20. System zum biologischen Beseitigen von BOD und Stickstoff aus Abwässern, umfassend:

(a) eine erste Stickstoffbeseitigungsstufe mit einer ersten anoxischen Behandlungszone und einer zweiten oxischen Behandlungszone;

(b) Mittel, um die BOD enthaltende Mischphase in die erste anoxische Zone der ersten Stickstoffbeseitungsstufe zu leiten;

(c) Mittel, um einen Teil der Mischphase aus der ersten anoxischen Zone in die erste oxische Zone zu lenken und mindestens einen Teil der Mischphase aus der oxischen Zone zur ersten anoxischen Zone zurückzuzirkulieren, so daß die erste Stickstoffbeseitigungsstufe zur Denitrifikation und Nitrifikation erfolgt;

(d) eine zweite Stickstoffbeseitigungsstufe mit einer zweiten anoxischen Behandlungszone und einer zweiten oxischen Behandlungszone;

(e) Mittel, um die Mischphase aus der ersten Stickstoffbeseitigungsstufe zu der zweiten Stickstoffbeseitigungsstufe zu leiten;

(f) Mittel, um die Mischphase zwischen der zweiten anoxischen Behandlungszone und der zweiten oxischen Behandlungszone hin- und zurückzuzirkulieren, um eine Denitrifikation und Nitrifikation innerhalb der zweiten Stickstoffbeseitigungsstufe zu bewirken, und

(g) Mittel, um die in den ersten und zweiten Stickstoffbeseitungsstufen behandelte Mischphase zu einer abschließenden Klärvorrichtung zu führen und abgesetzten Schlamm vom gereinigten Überstand abzutrennen und mindestens einen Teil des abgesetzten Schlammes zur Bildung der Mischphase zurückzuführen.

21. System nach Anspruch 20, bei dem das Mittel zur Überführung von Mischphase aus der ersten Stickstoffbeseitigungsstufe zur zweiten Stickstoffbeseitigungsstufe Mittel zum Überführen der Mischphase aus der ersten anoxischen Zone zur zweiten anoxischen Zone einschließt.

22. System nach Anspruch 20, bei dem das Mittel zum Überführen von Mischphase aus der ersten Stickstoffbeseitigungsstufe zur zweiten Stickstoffbeseitigungsstufe Mittel zum Überführen von Mischphase aus der ersten oxischen Behandlungszone zur zweiten oxischen Behandlungszone einschließt.

23. System nach Anspruch 20, das ferner eine anaerobe Behandlungszone einschließt, die der ersten Stickstoffbeseitigungsstufe vorangeht.

24. System nach Anspruch 20, das mindestens einen Haltetank zum Austreiben von gelöstem Sauerstoff einschließt, der operativ innerhalb einer Rückführungsleitung angeschlossen ist, die zwischen mindestens einer oxischen Behandlungszone und einer anoxischen Behandlungszone angeschlossen ist, bei dem der Haltetank zum Austreiben von gelöstem Sauerstoff dazu dient, die Konzentration an gelöstem Sauerstoff der Mischphase zu verringern, die aus der entsprechenden oxischen Behandlungszone zur anoxischen Behandlungszone zurückgeführt wird.