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1 Kommentar zum Arbeitsblatt ATV-DVWK-A 131 und Merkblatt ATV-M 210 Bemessung von Belebungs- und SBR-Anlagen Mai 2001 Prof. Dr.-Ing. Rolf Kayser 122 Seiten, DIN A4 ISBN * 69,50 *Fördernde DWA-Mitglieder erhalten 20 % Rabatt Inhalt Zum Kommentar... 7 Einführung... 9 Vorwort ATV-DVWK-A 131 Bemessung von einstufigen Belebungsanlagen 1 Anwendungsbereich Vorbemerkung Zielsetzung Geltungsbereich Kurzzeichen Beschreibung des Verfahrens und Ablauf der Bemessung Allgemeines Belebungsbecken Nachklärbecken Ablauf der Bemessung Bemessungsgrundlagen Belastung mit Abwasser Belastung mit Schlammwasser und externen Schlämmen Bemessung des Belebungsbeckens Bemessung auf der Grundlage von Versuchen Bemessung auf der Grundlage von Erfahrungen Erforderliches Schlammalter Ermittlung des Volumenanteils für Denitrifikation (V D /V BB ) Phosphorelimination Ermittlung der Schlammproduktion Annahme des Schlammindexes und des Trockensubstanzgehaltes Volumen des Belebungsbeckens Erforderliche Rückführung bzw. Taktdauer Sauerstoffzufuhr Säurekapazität Bemessung eines aeroben Selektors Bemessung der Nachklärung... 57

2 6.1 Anwendungsgrenzen und Ablaufbeschaffenheit Schlammindex und zulässige Eindickzeit Trockensubstanzgehalt des Rücklaufschlammes Rücklaufverhältnis und Schlammtrockensubstanzgehalt im Zulauf zur Nachklärung Flächenbeschickung und Schlammvolumenbeschickung Beckenoberfläche Beckentiefe Überprüfung und Nachrechnung von bestehenden Nachklärbecken Auslegung der Schlammräumung Schlammräumung und Räumsysteme Kurzschlussschlammstrom und Feststoffbilanz Räumer in horizontal durchströmten Rundbecken Räumer in Rechteckbecken Nachweis der Feststoffbilanz Optimierung der Volumina von Belebungsbecken und Nachklärbecken Planerische und betriebliche Aspekte Belebungsbecken Beckenkonstruktion Ansammlung von Schaum und Schwimmschlamm Regelung der Pumpen für die interne Rezirkulation Nitritbildung in nicht für Nitrifikation bemessenen Anlagen Nachklärbecken Allgemeines Vorwiegend horizontal durchströmte Becken Vorwiegend vertikal durchströmte Becken Rücklaufschlamm Dynamische Simulation Kosten und Umweltauswirkungen Einschlägige Bestimmungen, Richtlinien und Normen Literatur Anhang A1 Bemessungsgrundlagen A2 CSB-Bilanz A3 Berechnung der Schlammproduktion A4 Berechnung des Sauerstoffverbrauches... 85

3 Merkblatt ATV-M 210 Belebungsanlagen mit Aufstaubetrieb 1 Einführung Allgemeines Definitionen Gültigkeitsbereich Geschichtlicher Hintergrund Grundlagen Verfahrens- und Betriebsvarianten Anwendungsgebiete Technik des Belebungsverfahrens mit Aufstaubetrieb Allgemeines Anlagenkonzept Anlagentechnik Vorspeicher und Pumpstation Aufstaubecken Ablaufspeicher Messtechnische Ausrüstung Vorspeicher Aufstaubecken Elektrotechnische Ausstattung, Steuerungstechnik Bautechnik Bemessung von Belebungsanlagen mit Aufstaubetrieb Bemessungsgrundlagen Feststellung der Zyklusdauer nach Erfahrungswerten Bemessung auf der Basis der ATV-Arbeitsblätter Grundsätzliches Bestimmung des erforderlichen Schlammalters Berechnung der erforderlichen Masse an Schlamm Volumen der Aufstaubecken Volumenaustauschverhältnis Technische Bedingungen für die Denitrifikation Berechnung des Sauerstoffbedarfes Überschussschlammanfall Volumen eines Vorspeichers Phosphorelimination Beispiel für die Bemessung einer Aufstauanlage Belastung und Anforderungen Berechnungen nach dem Arbeitsblatt ATV-DVWK-A 131 (2000) Aufstauanlage mit kontinuierlicher Beschickung Aufstauanlage mit zwei abwechselnd beschickten Becken Aufstauanlage mit zwei abwechselnd aus einem Vorspeicher schubweise beschickten Becken Fortsetzung Berechnungsbeispiel aus Teil Rechnergestützte Dimensionierung Grundlagen Anwendung Betrieb Betriebseinstellungen Betriebsüberwachung Bezeichnungen Schrifttum Zusätzliche Literatur zu Teil 1 und Teil

4 Zum Kommentar Mit der Herausgabe von Kommentaren zum ATV-DVWK-Regelwerk stellt die ATV-DVWK eine neue Publikationsreihe vor. Bei der Bearbeitung von Arbeits- und Merkblättern muss darauf geachtet werden, dass diese kurz aber verständlich abgefasst werden. Erläuterungen und zusätzliche Hintergrundinformationen finden daher in diesen Veröffentlichungen oft keinen Platz. Mit der neuen Reihe der ATV-DVWK-Kommentare sollen nun die vielen Ideen, Anregungen und Gedanken, die im Rahmen der Bearbeitung der technischen Regeln innerhalb der Arbeitsgruppen und Ausschüsse aufgekommen sind, festgehalten werden. Häufig sind es gerade die Nebensätze und Einschübe, die auf Handlungsspielräume bzw. Alternativen zu Standardlösungen hinweisen. Dieses aufzuzeigen, ist ebenfalls Ziel der Kommentare. Zur Bearbeitung der Kommentare wurden daher Personen angesprochen, die auch bei der Erstellung der kommentierten Arbeits- bzw. Merkblätter maßgeblich beteiligt waren. Die Kommentare sind nicht Bestandteil des ATV-DVWK- Regelwerkes, sondern stellen die persönliche Meinung der jeweiligen Autoren dar. Dieser Band Bemessung von Belebungs- und SBR-Anlagen wurde von Herrn Professor Dr.-Ing. R. Kayser bearbeitet. Für die Übernahme der mit diesem Kommentar verbundenen Arbeiten danken wir Herrn Professor Kayser sehr herzlich. Ein weiterer Dank gilt der deutschen Bundesstiftung Umwelt, mit deren finanzieller Unterstützung die ATV-DVWK das Projekt Wissens- und Technologietransfer im Bereich der Abwasser- und Abfalltechnik für die Länder Polen, Tschechische Republik und Ungarn durchführt. Innerhalb dieses Projektes entstand auch dieser Kommentar, der zukünftig auch in der polnischen, tschechischen und ungarischen Sprache zur Verfügung stehen wird. Der Aufbau der Kommentare ist so gestaltet, dass die jeweils zugrunde gelegten Arbeits- und Merkblätter im Originaltext mit abgedruckt sind. Zur Verdeutlichung wurde der Originaltext grau unterlegt. Allen Leserinnen und Lesern wünschen wir durch die Nutzung des Kommentars zusätzliche Erkenntnisse, die Ihnen bei Ihrer täglichen Arbeit hilfreich sind. Dipl.-Ing. Johannes Lohaus Stellvertretender Hauptgeschäftsführer der ATV-DVWK Einführung Dieser Kommentar wurde auch auf die Verwendung außerhalb Deutschlands ausgerichtet. Deshalb wurde besonders in Teil 1 Fachbuchwissen aufgenommen, um die Leser mit der Deutschland üblichen Technologie vertraut zu machen. An einigen Stellen wurde auf neuere Erkenntnisse hingewiesen. Teil 2 (Aufstauverfahren) enthält sehr eingehende Verfahrensdarstellungen, so dass hier auf zusätzliche Erläuterungen verzichtet werden konnte. Sowohl in Teil 1 als auch in Teil 2 wurden Berechnungsgleichungen zum besseren Verständnis zum Teil hergeleitet. Zitate sind an der kursiven Schreibweise zu erkennen. Ein durchgängiges Berechnungsbeispiel, welches durch waagerechte Linien vom übrigen Text abgesetzt wurde, soll die Bemessung demonstrieren. Es beginnt mit der Ermittlung der Belastungsgrundlagen und setzt sich in den folgenden Kapiteln fort. In Teil 1 wurde das Kapitel 6.10 Optimierung der Volumina von Belebungsbecken und Nachklärbe-

5 cken eingeschoben. In Teil 2 Belebungsanlagen mit Aufstaubetrieb wurden zur Anpassung an das Arbeitsblatt ATV- DVWK-A 131 (2000) in einigen Kapiteln Änderungen vorgenommen. Kapitel mit dem Originaltitel Berechnung des Volumens des Belebungsbeckens wurde als Berechnung der erforderlichen Masse an Schlamm neu formuliert, weil in ATV-DVWK-A 131 (2000) die Berechnung des Volumens nicht mehr mit Hilfe der Schlammbelastung erfolgt. Eingefügt wurde das Kapitel Phosphorelimination in Anlehnung an ATV-DVWK-A 131 (2000). Der Verfasser dankt Herrn Baudirektor Schleypen, München, für die kritische Durchsicht des Manuskriptes und die wertvollen Anregungen.