DWA Workshop SBR-Anlagen, 10. November Inhaltsübersicht. Teil 1 Begriffsdefinitionen: SBR-Verfahren, SBR-Anlagen, Zyklus, etc.

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1 DWA Workshop SBR-Anlagen, 10. November 2010 Das SBR - Verfahren (Verfahrenstechnische) Unterschiede und Gemeinsamkeiten zu kontinuierlichen Belebtschlammsystemen Dieter Schreff Inhaltsübersicht Teil 1 Begriffsdefinitionen: SBR-Verfahren, SBR-Anlagen, Zyklus, etc. Teil 2 Vergleichende Betrachtungen BB-SBR: - Bauformen - Rücklaufschlamm/Überschußschlamm - Nährstoffelimination - Shl Schlammalter lt - Sauerstoffbedarf/Belüftung - Mischwasser - Sedimentation 1

2 Grundkonzept einer SBR-Anlage Zulauf Vor-Reinigung Rückbelastung Vorspeicher... SBR 1 SBR 2 SBR n Havariebehälter Schlammbehandlung Ablaufspeicher Vorfluter Charakteristik SBR-Verfahren "Alles-findet-in-einem-Becken-statt" Diskontinuierliche Abwasserzufuhr und -entnahme variabler Wasserspiegel Serielle Prozessbedingungen in zeitlicher Abfolge (anpassbar an die die geforderte Ablaufqualität) (Weitgehend) freie Wahl der Prozessparameter Außerdem typisch: Sedimentation unter strömungsfreien Bedingungen Automatisierte Betriebsführung (meist) Systembauweise 2

3 Zyklusprogramm Zyklusdauer t Z Füllen (1) (2) (3) Reaktionsdauer t R Mischen Belüften Sedimentieren Dekantieren/ ÜS-Abziehen (Pause) Zeitfortschritt Kontinuierliches Belebungsverfahren Zulauf Belebungsbecken (Biologie) Nachklärbecken (Hydraulik) Ablauf Interner Kreislauf (für vordn) Rücklaufschlamm Fixes Volumen variable Reaktionsphasen (Kaskadenbetrieb!) ÜS 3

4 SBR - System SBR Beispielanlage für EW 4

5 Bauformen Typ 1 (Industrie) Typ 2a (Kommunal) Durchmesser/ Seitenlänge Höhe Durchmesser/Seitenlänge Durchmesser/ Seitenlänge Höhe ¼... 1 / 3 Durchmesser/Seitenlänge Typ 2b (Teich) Höhe ca. 1 / 10 Durchmesser/Seitenlänge Durchmesser/ Seitenlänge Rücklaufschlamm Feststoffgehalt Belebung RV TS = 1+ RV BB TS RS R V = QRS Q zu Interner Kreislauf (für vordn) Rücklaufschlamm ÜS TS = x RS TS BS Schlammmasse M X,BB + M X,NKB verteilt auf Belebung und Nachklärung. SBR Kein Rücklaufschlamm M = M X,BB + M X,BB Erhöhung TS BB durch Erhöhung RV Erhöhung RV führt (i.d.r.) zu Reduzierung TS RS bzw. TS BS. 5

6 Schlamm-Absetzbarkeit 1 Liter Schlamm-Volumen Falls VSV > 250 ml/l: Mit Ablaufwasser verdünnen und umrechnen! VSV ISV = VSV TSB ml / L g / L 30 Zeit, min Sedimentation im NKB (Quasi) kontinuierlicher Zulauf + Ablauf (+ Rücklaufschlamm) stationäre Verhältnisse, Mit Ausnahme: Regenwetter! Tauchwände Ablauf Räumer Schlammspiegel Flockenfilter auf gleicher Höhe Zulauf Rücklaufschlamm 6

7 Sedimentation im SBR Schlammspiegelhöhe im SBR Wasserspiegel Beruhigen, Flockenbildung Ungünstiger Verlauf V min Optimaler Verlauf Ungehindertes Absetzen Kompressionsphase Ende Belüften v sink = 650 VSV m h Beginn Dekantieren Schlammalter Reinigungsleistung (Ziel) CSB- Elimination (< 85 %) t TS n V = TS t R R R ÜS d t Z Nitrifikation Denitrifikation CSB-Elimination (< 95%) Beim SBR-Verfahren Nitrifikation Denitrifikation CSB-Elimination (< 99%) Schlammstabilisierung (simultan-aerob) Schlammalter t TS (d) (mit t TS,aerob > 0,7 t TS,ges ) 2-5 d 8-15 d d 7

8 Nährstoffelimination Belebung Simultane / intermittierende Denitrifikation (z.b. Umlaufbecken) NKB Q + Q RS QRZ Q Q ÜS Vorgeschaltete Denitrifikation NKB Q Q + Q RS Q RZ QÜS Nährstoffelimination SBR Füllen + Rühren Belüften (mit Pausen / Mischen) Sed. Dek. Vorgeschaltete Denitrifikation biop??? + Reaktionsphase Intermittierende / simultane Denitrifikation NO3-N NH4-N 8

9 Mischwassersituation Freibord h WSP,max Aufstauvolumen Regenwetter (max) Aufstauvolumen Trockenwetter (min/max) h WSP h WSP,min Alternativ: - Verkürzung der Zykluszeiten, z.b. von 8 (6) auf 6 (4) Stunden - Zuschaltung von Reaktoren (2 3 2, Wechselbetrieb) Alles-in-einem-Becken-Technik hat auch Grenzen in punkto Betrieb (Steuerung) und Wirtschaftlichkeit (Reaktorvolumen). Sauerstoffbedarf und Belüftung - Sauerstoffbedarf OV C und OV N im SBR und Belebung gleich - im SBR i.d.r. größere Schwankungsbreite (min/max) abzudecken - Schwankende WSP, je nach Zuflußsituation (Gegendruck maßgebend für Gebläse) - veränderlicher α-wert im Zyklusverlauf 9

10 Belüftungsdynamik t 1 < t 2 E 1 > E 2 Zusammenfassung SBR ist eine Verfahrensvariante des Belebungsverfahrens mit diskontinuierlicher Beschickung und Entleerung. Belebung ist i.d.r. Selbstläufer (Ausnahme: größere Kläranlagen). Flexible Nutzung und betriebliche Anpassung im SBR leichter möglich, allerdings nur unter bestimmten Voraussetzungen (Vorspeicher, Aggregate, etc.). Bei sehr hohen hydraulischen Belastungen (Regenwetter >>> Trockenwetter) werden betrieblichen Grenzen deutlich. Keine separate Nachklärung vorhanden! In punkto Belüftungstechnik deutlich höhere Anforderungen im SBR hinsichtlich Schwankungsbreite und maximalem Leistungsbedarf. Schlammmenge im System unabhängig von Rücklaufschlammförderung, Räumtechnik, etc. 10