M210

ATV-DVWK-Regelwerk

Copyright GFA, Hennef 1

A T V - R E G E L W E R KA B W A S S E R - A B F A L L

ATV-M 210Belebungsanlagen mit Aufstaubetrieb

ISBN 3-927729-49-3September 1997

Der ATV-Arbeitsgruppe 2.6.5 SBR-Verfahren, die dieses Merkblatt erarbeitet hat,gehren folgende Mitglieder an:

Dr.-Ing. B. Teichgrber, Essen (Sprecher)Prof. Dr.-Ing. R. Kayser, BraunschweigDr.-Ing. J. Oles, GladbeckProf. Dr.-Ing. P. Wilderer, Mnchen

Als Gste haben mitgewirkt:

Dipl.-Ing. E. Morgenroth, MnchenDr.-Ing. A. Stein, Essen

BenutzerhinweisDieses Merkblatt ist das Ergebnis ehrenamtlicher,technisch-wissenschaftlicher/wirtschaftlicher Gemeinschaftsarbeit, das nach denhierfr geltenden Grundstzen (Satzung, Geschftsordnung der ATV und demATV-A 400) zustande gekommen ist. Fr dieses besteht nach der Rechtsprechungeine tatschliche Vermutung, da es inhaltlich und fachlich richtig ist.

Jedermann steht die Anwendung des Merkblattes frei. Eine Pflicht zur Anwendungkann sich aber aus Rechts- oder Verwaltungsvorschriften, Vertrag oder sonstigemRechtsgrund ergeben.

Dieses Merkblatt ist eine wichtige, jedoch nicht die einzige Erkenntnisquelle frfachgerechte Lsungen. Durch seine Anwendung entzieht sich niemand derVerantwortung fr eigenes Handeln oder fr die richtige Anwendung im konkretenFall; dies gilt insbesondere fr den sachgerechten Umgang mit den im Merkblatt

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aufgezeigten Spielrumen.

1 EINFHRUNGBelebungsanlagen werden blicherweise fr Durchlaufbetrieb konzipiert und habensich als wirtschaftliches und leistungsstarkes Verfahren zur biologischen Reinigungvon Abwasser weitgehend durchgesetzt. Die ATV hat mit den Arbeitsblttern ATV-A122, ATV-A 126 und ATV-A 131 sowie dem Merkblatt ATV-M 208 die in Deutschlandhierber verfgbaren Erfahrungen fr die Bemessung zusammengetragen. Bereitsaus der Entwicklungszeit des Belebungsverfahrens ist bekannt, da es auch miteinem einzelnen Becken im Aufstau, z. B. als Aufstauoxidationsgraben, betriebenwerden kann.

Im Rahmen der intensiv gefhrten Diskussion ber mgliche Kostensenkungen frdie Abwasserreinigung wird verschiedentlich argumentiert, Belebungsanlagen mitAufstaubetrieb seien wirtschaftlicher als Durchlaufanlagen. Ein Vergleich ist jedochnur mglich, wenn die zu erfllenden Anforderungen und die spezifischenBelastungen der Anlagen, z. B. die Schlammbelastung (BTS), gleich sind.In Deutschland wurden inzwischen mehrere Aufstaubelebungsanlagen in Betriebgenommen, diverse weitere befinden sich im Bau. Damit liegen gengendErfahrungen vor, um Regeln der Technik formulieren zu knnen. Dies ist das Zieldieses Merkblattes.

Den bisher sehr stark differierenden Bemessungsanstzen von Planern undHerstellern von Aufstaubelebungsanlagen wird ein an den Bemessungsregeln frDurchlaufbelebungsanlagen orientiertes einheitliches Bemessungsverfahrengegenbergestellt, das fr Bauherren und Aufsichtsbehrden den Vergleichverschiedener Angebote, abgesehen von einigen Sonderverfahren, erlaubt.

Bei der Anwendung des Standes der Technik wird dem Planer und Lieferantenzugutegehalten, da nach allgemeiner Erfahrung die gewnschten Verfahrenszieleerreicht werden. Dies entbindet den Planer jedoch nicht von der Pflicht, technischeAlternativen zu untersuchen und bei erkannten wirtschaftlichen Vorteilen dieseAlternativen auch vorzuschlagen und zum Einsatz zu bringen.

2 ALLGEMEINES

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2.1 DefinitionenUnter der Bezeichnung Belebungsanlagen mit Aufstaubetrieb werden im Rahmendieses Merkblattes Verfahren zur biologischen Abwasserreinigung verstanden,deren gemeinsames Kennzeichen es ist, da

zur biologischen Abwasserreinigung belebter Schlamm eingesetzt wird(Belebungsverfahren),

die biologischen Reinigungsprozesse und die Abtrennung des belebten Schlamms vomgereinigten Abwasser in ein und demselben Becken stattfinden (Einbeckentechnik, sieheBild 1),

der Wasserspiegel im Becken sich durch das Einleiten des zu behandelnden Abwassershebt (Aufstau),

das gereinigte Abwasser chargenweise aus dem Becken abgezogen wird(Chargenbetrieb).

Bild 1: Prinzipskizze einer Aufstaubelebungsanlage(1)

Der Behlter, in dem die biologischen Reinigungsprozesse sowie die Trennung vonbelebtem Schlamm und gereinigtem Abwasser stattfinden, wird im folgendenAufstaubecken genannt. Eine Belebungsanlage mit Aufstaubetrieb kann aus einem odermehreren Aufstaubecken bestehen. Die technische Ausrstung des Aufstaubeckensbesteht mindestens aus Abwasserzufhrung, Klarwasserabzugssystem,Belftungseinrichtung, eventuell Mischeinrichtung und berschuschlammabzug. Wenn dieAbwasserzufhrung chargenweise in zeitlich begrenzten Zeitintervallen erfolgen soll, sindzudem ein oder mehrere Vorlagebehlter erforderlich. An kleinen Vorflutern kann einAusgleich des schwallartigen Klarwasserabzuges notwendig sein.

Verfahren, bei denen die biologischen Prozesse und die Abtrennung des belebtenSchlamms zwar im selben Becken ablaufen, der Fllstand des Beckens whrend derBehandlung aber gleich gehalten wird (z. B. ESB-Verfahren, Ingerle 1995 [1]), knnen denAufstauverfahren nicht zugerechnet werden und bleiben im folgenden daherunbercksichtigt.

Verfahren, die auch chargenweise betrieben werden, bei denen zur Abwasserreinigung aberBiofilme eingesetzt werden (z. B. Sequencing Batch Biofilm Reactor, SBBR), sind in diesemMerkblatt ausgeklammert.

Das Zeitintervall, das mit dem Abschlu des Klarwasserabzugs beginnt und mit dem

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Abschlu des nchsten Klarwasserabzugs endet, bezeichnet man als Zyklus. Jeder Zyklusist in eine Folge von Prozephasen unterteilt (Bild 2).Bild 2: Beispiel fr die Aufeinanderfolge von Prozephasen whrend eines Zyklus(2)

Die Begriffe Zyklus und die verschiedenen Phasen werden wie folgt definiert:

Zyklus Zeitintervall, das fr die Fllung, die biologischen Prozesse und fr dieTrennung des belebten Schlamms vom gereinigten Wasser sowie denAbzug des Klarwassers und des berschuschlammes bentigt wird. Eskann auch eine Stillstandsphase enthalten sein.

Fllphase Zeitintervall, whrend dessen das zu reinigende Abwasser in dasAufstaubecken eingeleitet wird.

Mischphase Zeitintervall, whrend dessen der Inhalt des Aufstaubeckens ohneSauerstoffzufuhr gemischt wird und sich anoxische und/oder anaerobeMilieubedingungen einstellen.

Belftungs- Zeitintervall, whrend dessen der Behlterinhalt belftet wird.phase

Absetzphase Zeitintervall, whrend dessen der belebte Schlamm sedimentiert.

Reaktions- Zeitintervall, whrend dessen aerobe oder anoxische biologischephase Prozesse ablaufen.

Klarwasser- Zeitintervall, whrend dessen das Klarwasser und ggf. derabzugsphase berschuschlamm abgezogen wird.

Stillstands- Zeitintervall, whrend dessen das Aufstaubecken auf eine neuephase Befllung wartet (optional).

Arbeitsphase Zeitintervall, welches die Zyklusdauer abzglich der Warte- oderStillstandsdauer(n) umfat.

Reinigungsleistung und Prozestabilitt einer Belebungsanlage mit Aufstaubetriebwerden nachhaltig durch die folgenden Prozeparameter bestimmt:

Zyklusdauer,

Dauern der einzelnen Prozephasen,

Volumenaustauschverhltnis (Verhltnis des zugefhrten bzw. abgezogenen Volumenszum Volumen des Aufstaubeckens) sowie

berschuschlammabzug (zur Einstellung des Schlammalters).

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Da der Abwasseranfall Schwankungen unterliegt, kann man entweder mit konstantenZylusdauern arbeiten, wobei dann in jedem Zyklus verschieden groe Abwassermengenverarbeitet werden, oder man kann mit einer konstanten, maximalen Fllung arbeiten. Dabeiwerden dann die Zyklusdauern verschieden lang.

2.2 GltigkeitsbereichFr die Bemessung von Belebungsanlagen mit Aufstaubetrieb gelten sinngem dieEmpfehlungen, wie sie in den ATV-Regelwerken

Arbeitsblatt ATV-A 122

Grundstze fr Bemessung, Bau und Betrieb von kleinen Klranlagen mit aeroberbiologischer Reinigungsstufe fr Anschluwerte zwischen 50 und 500 Einwohnerwerten


Grundstze fr die Abwasserbehandlung in Klranlagen nach dem Belebungsverfahrenmit gemeinsamer Schlammstabilisierung bei Anschluwerten zwischen 500 und 5.000Einwohnerwerten


Bemessung von einstufigen Belebungsanlagen ab 5.000 Einwohnerwerten

festgelegt sind. Im folgenden werden lediglich die Besonderheiten behandelt, die sich frBelebungsanlagen mit Aufstaubetrieb ergeben.

Dieses Merkblatt gilt fr Klranlagen mit Anschluwerten ab 50 Einwohnerwerten. FrKlranlagen mit Anschluwerten unter 50 Einwohnerwerten werden vom Deutschen Institutfr Bautechnik Bau- und Prfgrundstze herausgegeben.

2.3 Geschichtlicher HintergrundEin Prozeablauf der chemischen Fllung und Belftung mit Aufstaubetrieb inAbwasserteichen wurde erstmals 1898 von dem englischen Ingenieur Sir Thomas Wardle[2] beschrieben. Es wurde zwischen einer Fllphase begrenzter Dauer, einer Belftungs-,Sedimentations- und Entleerungsphase unterschieden.

Zwei Dekaden spter arbeiteten Ardern und Lockett [3] in Manchester im Rahmen ihrerVersuche, aus denen letztlich das Belebungsverfahren hervorgegangen ist, mit einer ganzhnlichen Prozetechnik. Die im Labormastab gewonnenen Ergebnisse waren soermutigend, da das Verfahren auf der Klranlage der englischen Stadt Salford 1914 zumgrotechnischen Einsatz kam [4]. Ein Jahr spter ging eine hnlich konzipierte Anlage inMilwaukee, im Bundesstaat Wisconsin, in Betrieb. In Salford wurde das vorgeklrte

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Abwasser innerhalb von jeweils 45 Minuten in eines von zwei je 83 m3 fassendeAufstaubecken eingeleitet und dann 3 Stunden lang belftet. Der gebildete belebteSchlamm wurde anschlieend whrend einer zweistndigen Sedimentationsphaseabgesetzt und der Klarwasserberstand whrend einer einstndigen Abzugsphase aus demBecken abgeleitet. Bis zum Beginn der neuen Fllphase war eine 15mintigeStillstandsphase vorgesehen. Es wird berichtet, da das mit diesen Anlagen erzielteReinigungsergebnis befriedigend war [5]. Es entstand jedoch eine Reihe technischerProbleme, die mit den damaligen Mitteln nicht zu bewltigen waren. Insbesondere war derBedienungsaufwand fr das Zu- und Abschalten der Pumpen, Schieber und Belfterunvertretbar hoch. Die Aggregate muten zur damaligen Zeit weitestgehend von Handbedient werden, was zu zahlreichen Fehlschaltungen fhrte [6]. Durch Umgestaltung inkontinuierlich durchflossene Anlagen mit nachgeschalteten Absetzbecken undSchlammrckfhrung konnten diese Probleme bewltigt werden. Das klassischeBelebungsverfahren war erfunden.

Das Verfahren fr Belebungsanlagen mit Aufstaubetrieb geriet in der Folge fr viele Jahre inVergessenheit, bis es 1952 von Hoover and Porges [7] sowie 1959 von Pasveer [8] in Formdes Aufstauoxidationsgrabens quasi wiederentdeckt wurde. Im Unterschied zu derursprnglichen Betriebstechnik wurde von den genannten Autoren vorgeschlagen, dasAbwasser bei zunchst geschlossenem Ablaufwehr kontinuierlich in das Aufstaubeckeneinzuleiten. In dem Becken kam es dadurch zu einem Aufstau. Nachdem eine obereWasserstandsmarke erreicht war, wurde die Belftung abgeschaltet. Der belebte Schlammkonnte nun sedimentieren und das Klarwasser durch Absenken des Ablaufwehrsabgezogen werden.

Der von Pasveer entwickelte Aufstauoxidationsgraben wurde seit den sechziger Jahrenweltweit angewandt. Probleme traten dabei vor allem wegen berhhter hydraulischerBelastung der Anlage bei Mischwasserzulauf auf. Um bei dem kontinuierlich mit Abwasserbeschickten Becken die Vermischung von ungereinigtem Zulauf mit gereinigtem Ablauf zuvermindern, wurde von Goronszy [9] vorgeschlagen, die Einlaufzone des Beckens durcheine Tauchwand von dem restlichen Beckenraum abzutrennen. Aus dieser Ideeentwickelten sich eine Reihe spezieller, z. T. patentrechtlich geschtzter Firmenlsungen.

Die ursprngliche, von Ardern und Lockett eingefhrte Betriebstechnik, die auf eine strikteTrennung der Prozephasen "Fllen" und "Klarwasserabzug" aufbaute, wurde von Irvine[10, 11, 12, 13] aufgegriffen. Durch systematische Arbeiten im Labor- und imgrotechnischen Mastab wurden in den USA wie auch spter in Deutschland [14, 15, 16,17] die wissenschaftlichen und technischen Grundlagen fr das von Irvine mit dem KrzelSBR (Sequencing Batch Reactor) bezeichnete Verfahren erarbeitet und vertieft. Es solldarauf hinweisen, da das Abwasser chargenweise behandelt wird (batch reactor), da diedazu bentigten Prozesse, wie biologischer Abbau und Sedimentation, in einer zeitlichen

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Folge (Sequenz) ablaufen und da diese Sequenz stetig wiederholt wird (sequencing).

2.4 GrundlagenMit Belebungsanlagen ist eine weitgehende Entfernung der gelsten organischenAbwasserinhaltsstoffe sowie Nitrifikation und Phosphorelimination zu erzielen.

Aufstaubelebungsanlagen werden kontinuierlich oder diskontinuierlich (schubweise) mitAbwasser beschickt. Das Aufstaubelebungsverfahren mit einer Abwasserzufuhr ber einenzeitlich begrenzten Zeitraum (Fllphase) wurde entwickelt, um die Prozefhrungweitgehend von den Schwankungen von Volumenstrom und Schmutzstofffracht imKlranlagenzulauf unabhngig zu machen sowie die Absetzbarkeit des belebtenSchlammes zu verbessern, Irvine et al., (1977) [18]. Das Verfahren entspricht einemkaskadenfrmig durchstrmten Belebungsbecken mit der Besonderheit, da die einzelnenProzephasen (aerobe, anoxische und anaerobe Mischung sowie Sedimentation) entlangeiner Zeitachse im selben Becken ablaufen.

In Becken, die innerhalb eines begrenzten Zeitintervalls befllt werden, haben die nachAbschlu der Fllphase eintretenden Vernderungen des Klranlagenzulaufs keinen Einfluauf das Prozegeschehen. Die Dauern der einzelnen Prozephasen lassen sichentsprechend den momentanen Bedingungen verlngern oder verkrzen, so da diegewnschten Ablaufgrenzwerte sicher eingehalten werden. Zu beachten ist allerdings, dadiese Strategie nur zum Erfolg fhren kann, wenn die Aufstaubelebungsanlage ber einegengend hohe hydraulische Aufnahmekapazitt verfgt und sichergestellt ist, da die Me-und Regeleinrichtungen zuverlssig arbeiten. Im praktischen Betrieb wird deshalb dieseVerfahrensweise selten angewandt.

2.5 Verfahrens- und BetriebsvariantenFr das Belebungsverfahrens mit Aufstaubetrieb stehen derzeit im wesentlichen dreiVarianten zu Verfgung. Sie lassen sich durch die folgenden Stichworte charakterisieren:

1. kontinuierliche Abwasserzufhrung (Beschickungsdauer = Zyklusdauer)2. schubweise Beschickung von Anlagen ohne vorgeschaltetes Speicherbecken

(Vorspeicher), nur mit mindestens zwei Aufstaubecken realisierbar3. schubweise Beschickung von Anlagen mit Vorspeicher.

In den Bildern 3, 5 und 7 sind die Flieschemata und in den Bildern 4, 6 und 8charakteristische Zyklusplne fr die drei Varianten dargestellt.

Anlagen, die kontinuierlich beschickt werden, bestehen aus einem oder mehrerenAufstaubecken (Bild 3). Das Abwasser fliet dem Becken bei geschlossenem

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Klarwasserabzug stetig zu. Der Wasserspiegel im Becken steigt. Nach Erreichen einesbesimmten oberen Wasserstandes wird die Belftung abgeschaltet. Der belebte Schlammkann sich absetzen. Zur anschlieenden Absenkung des Wasserspiegels wird derKlarwasserablauf geffnet und nach Erreichen eines bestimmten unteren Wasserstandeswieder geschlossen.

Bild 3: Fliebild fr eine Belebungsanlage mit Aufstaubetrieb vomTyp:"kontinuierliche Beschickung", dargestellt ist eines von ggf. mehrerenAufstaubecken (3)

Der in Bild 4 dargestellte Zyklusplan macht ein Problem deutlich, das mit der Anwendungdieser Prozevariante verbunden ist. Dadurch, da ungereinigtes Abwasser auch whrendder Klarwasserabzugsphase in das Aufstaubecken fliet, kann es zu einerAblaufverschlechterung kommen. Dem mu durch konstruktive Manahmen, beispielsweisedurch Abtrennung des Einlaufbereichs mit einer Tauchwand, entgegengewirkt werden. Beikleinen Anlagen kann der Zuflu whrend der Klarwasserabzugsphase u. U. in dieKanalisation rckgestaut werden.

Bild 4: Zyklusplan fr eine Belebungsanlage mit Aufstaubetrieb vom Typ:"kontinuierliche Beschickung" (Beispiel)(4)

Bei dem Verfahrensschema vom Typ "schubweise Beschickung ohne Vorspeicher" werdenmindestens zwei Aufstaubecken bentigt (Bild 5). Das der Klranlage stetig zuflieendeAbwasser wird zunchst in das Aufstaubecken 1 eingeleitet und danach in Aufstaubecken 2(Bild 6). Bei Einsatz von zwei Parallelbecken entspricht die Flldauer der Hlfte, bei dreiParallelbecken dem Drittel der Zyklusdauer. Nach Beendigung der Reaktionsphase wird dieBelftung abgeschaltet. Der belebte Schlamm sinkt zu Boden, und das Klarwasser wirdabgezogen, um Raum fr eine erneute Befllung freizumachen.

Mit dem in Bild 5 skizzierten Prozeschema wird durch klare Trennung zwischen Fll-,Sedimentations- und Klarwasserabzugsphase eine Rckverschmutzung des gereinigtenKlarwassers durch zustrmendes Abwasser vermieden. Fr die Befllung des Beckens 1kann z. B. eine Zeitspanne 8 Stunden reserviert werden. Danach wird Becken 2 fr 8Stunden befllt. (Ungnstig ist die Wahl von 6 oder 12 Stunden Flldauer, weil dann in derRegel beide Becken verschieden hoch belastet werden.) Zu Beginn der Fllphase kann derBeckeninhalt weder gemischt noch belftet werden (statisches Fllen), um Abbauvorgngezu unterbinden und so im Becken einen signifikanten Anstieg der Konzentration anorganischen Abwasserinhaltsstoffen zu erzielen. Dies ist fr Becken 2 in Bild 6 gezeigt.Daraus ergeben sich positive Wirkungen fr die Entwicklung eines gut absetzbarenbelebten Schlammes. Voraussetzung dazu ist, da das Abwasser an der Sohle in denabgesetzten Schlamm geleitet wird.

Bild 5: Fliebild fr eine Belebungsanlage mit Aufstaubetrieb vom Typ: "schubweise

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Beschickung ohne Vorspeicher"; Beispiel: 2 Parallelbecken(5)

Bild 6: Zyklusplan fr eine Belebungsanlage mit Aufstaubetrieb vom Typ:"schubweise Beschickung ohne Vorspeicher"; Beispiel mit 2 Becken(6)

In Bild 7 ist eine Belebungsanlage mit Aufstaubetrieb dargestellt, bei der die Aufstaubecken(Beispiel: 2 Parallelbecken) aus einem Vorspeicher heraus befllt werden. Durch dieKurzzeit-Befllung (Bild 8) kann die Konzentration an organischen Abwasserinhaltsstoffenim Becken rasch auf ein maximales Niveau gehoben werden. Hierdurch werden optimaleAusgangsbedingungen fr die Bildung eines gut absetzbaren belebten Schlammesgeschaffen. Die Abfolge anaerober, anoxischer und aerober Prozephasen zur biologischenPhosphatelimination, Denitrifikation und Nitrifikation kann unabhngig von der hydraulischenBelastung der Klranlage eingestellt werden.

Bild 7: Fliebild fr eine Belebungsanlage mit Aufstaubetrieb vom Typ: "schubweiseBeschickung aus einem Vorspreicher"; Beispiel mit 2 Becken(7)

Bild 8: Zyklusplan fr eine Belebungsanlage mit Aufstaubetrieb vom Typ:"schubweise Beschickung aus einem Vorspeicher"; Beispiel mit 2 Becken(8)

Bild 9 zeigt im berblick die verschiedenen betrieblichen Mglichkeiten desAufstau-Belebungsverfahrens anhand der Ganglinien des Beckenfllstandes frQmax und Q < Qmax (z. B. bei durchschnittlichem Zuflu), fr die beiden Betriebsweisen:

A konstantes Fllvolumen

B konstante Zyklusdauern

und die drei Varianten des Aufstauverfahrens mit der zustzlichen Variante (4) dermehrmaligen Beschickung aus einem Vorspeicher:

1. durchgehend kontinuierliche Beschickung

2. abwechselnde Beschickung mehrerer Becken

3. einmaliges schubweises Beschicken aus einem Vorspeicher

4. mehrmaliges (hier zweimaliges) schubweises Beschicken aus einem Vorspeicher.Es wird zunchst der Betrieb mit konstantem Fllvolumen betrachtet. Wenn Q 0,5 nicht blich.

Untersuchungen an bestehenden Anlagen haben gezeigt, da dieReinigungsleistung einer Aufstaubelebungsanlage und die Absetzbarkeit desbelebten Schlamms mit der Zyklushufigkeit (mZ) steigen, d. h. mit der Zahl derZyklen pro Tag. Diese positiven Effekte treten allerdings nur ein, wenn zu Beginndes Zyklus ein signifikanter Anstieg der Substratkonzentration erreicht werden kann.Das heit, da diese Vorteile nur mit konzentrierteren Abwssern erreichbar sind.Die Hhe des erforderlichen Konzentrationsanstiegs ist auch von der Art derAbwasserinhaltsstoffe abhngig.

Bei der Entscheidung ber die Zahl der Aufstaubecken spielen berlegungen eineRolle, wie

Investitionskosten fr die maschinelle Ausrstung einschlielich der Regelungstechnikder Aufstaubecken.

Da jedes der Aufstaubecken einzeln installiert ist, steigen die Investitionskosten mitzunehmender Beckenzahl nahezu linear an.

Energievorhaltekosten fr den Betrieb der Pumpen, Mischer und Belfter.

Die Aggregate zum Betrieb von Aufstaubecken sind in der Regel nur zeitweise in Betrieb.Mit steigender Zahl an Aufstaubecken wird das Verhltnis zwischenEnergieanschlukosten und Betriebszeiten der Maschinen gnstiger. Voraussetzungdafr ist allerdings ein mglichst geringer Gleichzeitigkeitsfaktor fr den Betrieb dereinzelnen Aggregate.

Hydraulische Leistung der Abzugsvorrichtung

Um das vorhandene Beckenvolumen bestmglich ausnutzen zu knnen, sollte die Dauerder Klarwasserabzugsphase mglichst kurz sein.

Die Bemessung von Belebungsanlagen mit Aufstaubetrieb mu sich an folgenden Kriterienorientieren:

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1 Reinigungsziel

Optionen sind:

1.1 Kohlenstoff (CSB, BSB5) -Elimination1.2 Kohlenstoffelimination und Nitrifikation

1.3 Kohlenstoffelimination, Nitrifikation und Denitrifikation

1.4 Kohlenstoffabbau, Nitrifikation, Denitrifikation und Phosphorelimination

2 Hydraulische Zulaufcharakteristik

Zu bercksichtigen sind:

2.1 durchschnittlicher Abwasseranfall bei Trockenwetter

2.2 maximaler Abwasseranfall (Qm) bei Regenwetter, Schneeschmelze etc.3 Klrschlammbehandlung

mit den Optionen:

3.1 getrennte Stabilisierung

3.2 simultane Schlammstabilisierung

Fr jeden dieser Flle mssen speziell angepate Zyklusplne aufgestellt werden. JedemFall ist ein charakteristisches Schlammalter zugeordnet. Bei dessen Berechnung istzwischen der effektiven Verweilzeit des belebten Schlamms in dem einzelnenAufstaubecken und dem aus Vermehrung und Absterben resultierenden Schlammalter zuunterscheiden.

Die mittlere Verweilzeit des belebten Schlamms (x) resultiert aus dem Verhltnis derMasse an Schlamm in n Becken mit je einem Volumen VR und derSchlammtrockensubstanz TSR sowie der tglich abgezogenen Masse anberschuschlamm (Sd).

x =n V TS

SR R

d

[d] (2)

Das durch biologische Reaktionen bedingte Schlammalter (tTS) kann sich dagegennur auf den Teil der Schlammverweilzeit beziehen, whrend dessen biologischeReaktionen ablaufen, nmlich auf die gesamte Reaktionsphase (tR) bzw. auf dieDauer der Belftungsphase (aerobes Schlammalter, tTS,a). Berechnen lt sich das

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so definierte Schlammalter durch Multiplikation der mittleren Schlammverweilzeitenmit dem Verhltnis aus Dauer der jeweils interessierenden Prozephase und derZyklusdauer (tZ).

t ttTSR

Z= x [d] (3)

4.2 Festlegung der Zyklusdauer nach ErfahrungswertenIn kontinuierlich betriebenen Belebungsanlagen mit Nitrifikation-Denitrifikation liegt diehydraulische Verweilzeit blicherweise zwischen 12 und 24 h. Die Verweilzeit ist dabei vonder Abwasserzusammensetzung, vom Reinigungsziel und der Verfahrenstechnik abhngig.Verwendet man diese hydraulische Verweilzeit (qH) als Grundlage fr die Bemessung, soergibt sich die Zyklusdauer (tZ) aus folgender Gleichung:

tZ = H . fA [h] (4)

Bei einem Volumenaustauschverhltnis (fA) von 50 % ergeben sich damit fr dasAufstaubecken Zykluszeiten von 6 bis 12 h. Bei einem kleinerenVolumenaustauschverhltnis von z. B. 20 % ergeben sich entsprechend krzereZyklusdauern von 2 bis 5 h. Diese von der hydraulischen Verweilzeit abgeleitetenZyklusdauern knnen als Orientierungshilfe bei einer berschlgigen Bemessung dienen.Dabei werden bei ausschlielichem Kohlenstoffabbau krzere Zyklusdauern und beikombinierter Kohlenstoff-, Stickstoff- und Phosphorentfernung lngere Zyklusdauernbentigt.

Bei der Berechnung des erforderlichen Volumens der Aufstaubecken wird davonausgegangen, da der Volumenstrom, der der Klranlage an einem Tag zufliet(Tageswassermenge, Qd), in den vorhandenen Becken aufgenommen und behandeltwerden kann. Das Volumen der Aufstaubecken ergibt sich in Abhngigkeit von dergewhlten Zyklusdauer zu

n VR = Qd H =Q t

fd Z

A

24 [m] (5)

Die Berechnung des Volumens ist fr den Trockenwetterfall sowie mit verminderterZyklusdauer und/oder erhhtem Volumenaustauschverhltnis fr Mischwasserzufludurchzufhren. Der hhere Wert ist der magebende.

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4.3 Bemessung auf der Basis der ATV-Arbeitsbltter

4.3.1 GrundstzlichesBei der Bemessung auf der Basis der ATV-Arbeitsbltter ATV-A 122, ATV-A 126 undATV-A 131 wird davon ausgegangen, da in Durchlauf- undAufstau-Belebungsanlagen bei gleichem Schlammalter und vergleichbarenBetriebsweisen gleiche Reinigungsergebnisse erzielt werden.

Es gibt Aufstau-Belebungsanlagen mit speziellen Prozegestaltungen, die nicht mit demfolgenden Berechnungsverfahren berprfbar sind. In solchen Fllen mu man sichBetriebs- und Versuchsergebnisse vorlegen lassen. Gegebenenfalls mssen vor OrtVersuche durchgefhrt werden.

In Aufstau-Belebungsanlagen ist das Schlammalter auf die Dauer derReaktionsphase (tR) zu beziehen, die sich aus der Zyklusdauer (tZ) nach Abzug derSedimentationsdauer (tSed) und der Klarwasserabzugsdauer (tAb), ggf. eineranaeroben Phase zur biologischen Phosphatelimination (tBioP) sowie u. U. einerStillstandsphase (tStill) ergibt. Wird statische Befllung (d. h. ohne Belftungund/oder Mischung whrend der Fllphase) gewhlt, mu auch die Dauer derFllphase (tF) abgezogen werden.

tR = tZ - tSed - tAb - tBioP - tF - tStill [h] (6)

In Anlagen mit Nitrifikation-Denitrifikation gilt weiterhin mit tN, der Dauer derNitrifikationsphase(n) und tD, der Dauer der Denitrifikationsphase(n):

tR = tN + tD [h] (7)

Das Verhltnis VD/VBB ist dabei gleich dem Verhltnis tD / (tD + tN):

VD/VBB =t

t tD

N D+[-] (8)

Ein weiterer Wert, der in den Berechnungen verwendet wird, ist die Anzahl derZyklen pro Tag mZ:

mZ =24tZ

[d-1] (9)

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Am bersichtlichsten ist es fr das Betriebspersonal, wenn mit mZ = 1, 2, 3, 4, oder6 pro Tag gearbeitet wird, weil dann zu gleichen Uhrzeiten das gleiche in denAnlagen abluft. Bei mZ = 2 oder 4 d-1 sind zwei im Zeitversatz betriebeneAufstaubecken in der Regel unterschiedlich hoch belastet.

Das whrend eines Zyklus einem Becken zugefhrte Volumen an Abwasser (V)betrgt:

V = Qdtt

0 [m] (10)

Die Zeit t ist mit tZ/n einzusetzen. Wenn fr den Zuflu Qmax eingesetzt wird, erhltman Vmax. Es gilt weiterhin:

VR = Vmin + Vmax [m] (11)

Die Schlammbelastung BTS einer Aufstauanlage wird wie folgt berechnet:

BTS =Q BSBn V TS

tt

d

R R

Z

R

5 0, [kg/(kgd)] (12)

Im Zhler steht die magebende BSB5-Fracht, nVR ist das Gesamtvolumen von nBecken mit je einem Volumen von VR. Mit dem Verhltnis tZ/tR wird der Bezug aufdie Reaktionszeit hergestellt. Fr das Schlammalter erhlt man entsprechend:

tTS =n V TS

Stt

R R

d

R

Z

[d] (13)

Sd ist die tglich produzierte berschuschlammtrockenmasse. DerTrockensubstanzgehalt im Aufstaubecken wird bewut mit TSR statt mit TSBBbezeichnet, weil er sich in Abhngigkeit vom Fllvolumen VR des Aufstaubeckensndert. Das Produkt VRTSR ist als konstante Gre zu betrachten.

Vor der Bemessung sind festzulegen:

Anzahl der Aufstaubecken Betriebsweise (vgl. Bild 9) Mit oder ohne gemeinsame Schlammstabilisierung

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Schlammindex (in Verbindung mit der Betriebsweise)

4.3.2 Bestimmung des erforderlichen SchlammaltersDas erforderliche Schlammalter ist Tabelle 2 (ATV-A 131) zu entnehmen. Fr Anlagenmit gemeinsamer Schlammstabilisierung mu hiernach das Schlammalter tTS = 25Tage betragen. Wenn der Schlamm getrennt stabilisiert werden soll, ist vorher dasVerhltnis VD/VBB anhand von Tabelle 4 (ATV-A 131) zu bestimmen. Anlagen mitschubweiser Beschickung aus einem Vorspeicher sind wie Durchlaufanlagen mitvorgeschalteter Denitrifikation zu betrachten. Das gilt auch fr Anlagen mit zwei undmehr abwechselnd beschickten Aufstaubecken, weil dabei tF tD wird. Anlagen mitkontinuierlichem Zuflu und intermittierender Denitrifikation sind wie Durchlaufanlagen mitsimultaner Denitrifikation zu berechnen. Fr Anlagen mit gemeinsamerSchlammstabilisierung ist das Verhltnis VD/VBB im wesentlichen fr die Auslegung derBelftungseinrichtung von Bedeutung.

4.3.3 Berechnung des Volumens VBBMit dem festgelegten Schlammalter findet man in Tab. 8 (ATV-A 131) dieSchlammproduktion SBSB5. Wenn Simultanfllung zur Phosphateliminationerforderlich ist, erhlt man anhand der Gl. 11 oder Gl. 12 (ATV-A 131) denFllschlamm (SP). Nach Gl. 4 (ATV-A 131) wird SB = SBSB5 + SP. Mit der Gl. 6(ATV-A 131) erhlt man die Raumbelastung BR. Die magebende Schmutzfracht (Bd,BSB5) ist bekannt und mit Gl. 8 (ATV-A 131) findet man nach Vorgabe von TSBB dasBelebungsbeckenvolumen VBB.

4.3.4 Volumen der AufstaubeckenZwischen dem Reaktionsvolumen einer Aufstauanlage (bestehend aus n Becken mitje einem Volumen VR) mit der Schlammtrockensubstanz TSR und dem nach denATV-Arbeitsblttern berechneten Belebungsbeckenvolumen VBB mit derSchlammtrockensubstanz TSBB besteht folgender Zusammenhang:

n VR TSR = (VBB TSBB) tt

Z

R [kg] (14)

Die Zyklusdauer tZ (Anhaltswerte vgl. 4.2) und die Schlammtrockensubstanz TSR

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sind dabei zunchst vorzugeben und ggf. aufgrund der hydraulischen Berechnungenzu korrigieren.

Als erste Bedingung fr das Volumen berechnet man streng genommen mit Gl. 14die der Belebungsanlage quivalente Masse an belebtem Schlamm in derAufstauanlage. Dies ist insbesondere bei nderung des Volumens VR zu beachten.Als zweite Bedingung fr das Volumen eines Aufstaubeckens mu der folgendehydraulische Zusammenhang erfllt sein:

VR =

Q dt

f

t

A

max

,max

0

[m] (15)

Das Integral stellt das maximale Fllvolumen infolge des maximalen Zuflusses dar.Es ist aus der maximalen Zufluganglinie fr die Dauer von t = tZ/n zu berechnen.Magebend ist fr kommunale Anlagen wegen der hohen Zuflsse bei Regen in denmeisten Fllen das Volumen nach Gl. 15.

Nach Gl. 14 steigt das Volumen VR mit abnehmender Zyklusdauer, weil tZ/tR dannwegen der meist konstant gehaltenen Dauern von tSed, tAb, usw. grer wird.Umgekehrt ist es nach Gl. 15, weil das Fllvolumen mit abnehmender Zyklusdauerkleiner wird. Nach Gl. 15 wrde man fA,max mglichst gro whlen. Dem ist aberdurch das Schlammvolumen eine Grenze gesetzt. Fr eine Vorprfung wird daherempfohlen, das Volumen VR nach Gl. 15 mit fA,Vor = 0,4 zu berechnen. Der IndexVor bei fA,Vor soll anzeigen, da es sich um einen vorgegebenen Wert handelt.

Der grere der beiden nach Gl. 14 und 15 berechneten Werte fr VR wird fr dieweiteren Berechnungen verwendet. Wenn VR nach Gl. 15 den greren Wertergeben hat, ist die Schlammtrockensubstanz zu korrigieren:

TSR (neu) = TSR V GlV Gl

R

R

( . )( . )

1415 [kg/m] (16)

4.3.5 VolumenaustauschverhltnisZur hydraulischen Berechnung wird zunchst das angenommeneAustauschverhltnis (fA,Vor) berprft. Primre Bedingung ist, da derSchlammspiegel zu Beginn und whrend der gesamten Dauer der

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Klarwasserabzugsphase stets in einem angemessenen Abstand unterhalb derAbzugsvorrichtung liegt (vgl. Bild 10). Die Leistung der Abzugseinrichtung wurde hierwhrend der Abzugsphase als konstant angenommen. Es ist konstruktionsbedingtmglich, da diese zunchst hher ist und sich gegen Ende der Abzugsphaseverringert.

Wichtigste Gre ist die Hhenlage des Schlammspiegels (hS) nach Beendigungdes Absetzvorganges. Unter der Annahme, da der Schlamm nicht strker eindicktals im Mezylinder, gilt:

hS = hW TS ISVR

1000 [m] (17)

Den Verlauf der Lage des Schlammspiegels findet man mit Hilfe derSinkgeschwindigkeit des Schlammes. Nach Resch [19] kann man mit ausreichenderGenauigkeit annehmen:vs VSV = 725 l/(m2h). Fr Nachklrbecken mit vertikalem Durchflu wirdsicherheitshalber qSV = 600 l/(m2h) angesetzt. Wegen des bei Aufstauanlagen nichtdurch Strmungsvorgnge gestrten Absetzvorganges kann man mit qSV = 650l/(m2h) rechnen. Damit wird:

vS =

650TS ISVR [m/h] (18)

Da es nach dem Abschalten der Belftung einige Zeit dauert, bis der Beckeninhaltzur Ruhe kommt und der Sinkvorgang des Schlammes beginnt, wird empfohlen, dieSinklinie des Schlammes mit einem Zeitversatz von 10 Minuten beginnen zu lassen.

Die Gleichungen 17 und 18 lassen sehr gut erkennen, da der richtigen(vorsichtigen) Annahme des Schlammindex oder prziser des Produktes TSR ISV,also des Schlammvolumens, groe Bedeutung zukommt. Wenn keine internenSelektoren vorhanden sind, sind in kontinuierlich beschickten Anlagen hhereSchlammindices zu erwarten als in diskontinuierlich beschickten Anlagen, wobeistoweise aus einem Vorspeicher beschickte Anlagen meist den geringstenSchlammindex haben. Im Grundsatz sollte man sich nach den Ausfhrungen inATV-A 131 unter 4.2.2 richten.

Bild 10: Ganglinien des Wasserstandes und Hhe des Schlammspiegels whrend derSedimentations- und Absetzphase fr ein Bemessungsbeispiel(10)

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Die Abzugsvorrichtung sollte whrend des gesamten Abzugsvorganges einenAbstand von mindestens 0,1 hW, aber nicht weniger als 0,25 m vomSchlammspiegel haben. Dies ist entsprechend Bild 10, welches die Zahlen fr dasnoch folgende Beispiel enthlt, graphisch nachzuweisen. Fr die tiefste Lage desSchlammmspiegels lt sich daraus ableiten:

hW 2,50 m: fA,max (1 - TS ISVR

1000 ) - 0,1 [-] (19)

hW 2,50 m: fA,max (1 - TS ISVR

1000 ) - 0 25,hW [-] (20)

Die obere Gleichung beinhaltet, da der Schlammspiegel 0,1 hW unter demWasserspiegel liegen mu; Gl. 20 gilt fr Wassertiefen unter 2,50 m, bei denen derSchlammspiegel mindestens 0,25 m unter dem Wasserspiegel bleiben soll. In dieGleichungen ist ggf. der nach Gl. 16 korrigierte Wert fr TSR einzusetzen. Ist fA,maxnach Gl. 19 oder 20 kleiner als der Wert von fA,Vor, bedeutet das, da dasSchlammvolumen zu gro ist. Daher mu die Schlammtrockensubstanz TSRverringert und das Volumen VR entsprechend vergrert werden. Um dieBerechnungen nicht wiederholen zu mssen, empfiehlt es sich, nach denAnnahmen von TSR und fA,Vor mit Gl. 19 oder 20 eine Vorprfung vorzunehmen.

Es sind der minimale Wasserstand hW,min und das minimale Fllvolumen Vmin zuberechnen:

hW,min = hW (1 - fA,max) [m] (21)Vmin = VR (1 - fA,max) [m] (22)

Wenn mit fester Zyklusdauer und variablem Fllvolumen gearbeitet wird, sollte einezweite Betrachtung fr den niedrigsten Abwasseranfall eines Zyklus angestelltwerden. Das Aufstauvolumen betrgt dann VTW und das Gesamtvolumen VR,TW. Esgilt:

VTW = QTW (tZ/n) [m] (23)

VR,TW = Vmin + VTW [m] (24)

fA,TW = VTW /VR,TW [-] (25)

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Fr QTW kann der durchschnittliche Abwasseranfall QD/24 eingesetzt werden. Damit der gleichen Masse an Schlamm im Reaktor gearbeitet wird, ist dieSchlammtrockensubstanz hher. Es gilt:

TSR,TW = TSR (VR/VR,TW) [kg/m] (26)

Mit Hilfe von TSR,TW wird vS,TW entsprechend Gl. 18 berechnet. Wegen der meistkonstanten Leistung der Abzugsvorrichtungen kann es vorkommen, da beidurchschnittlicher Fllung die Abzugsvorrichtung in eine kritische Nhe zumSchlammspiegel kommt.

4.3.6 Technische Bedingungen fr die DenitrifikationDie Nitrifikations- und Denitrifikationsphasen werden in Abhngigkeit von der Betriebsweiseeingerichtet (Bild 11). Bei kontinuierlicher Beschickung (1) wird man je zwei oder mehr (z)Nitrifikations- und Denitrifikationsphasen vorsehen. Dies kommt der intermittierendenDenitrifikation von Durchlaufanlagen gleich. Werden zwei (oder mehr) Becken abwechselndbeschickt (2), ist mit Beginn der Beschickungsphase eine Denitrifikationsphase sinnvoll.Damit kommt man dem Verfahren der vorgeschalteten Denitrifikation von Durchlaufanlagenschon sehr nahe. Es kann zweckmig sein, die Nitrifikationsphase noch durch eineDenitrifikationsphase zu unterbrechen; dies entsprche einer Kombination ausvorgeschalteter und intermittierender Dentrifikation. Der vorgeschalteten Denitrifikationentsprechen Anlagen mit schubweiser Beschickung (3). Sollte die Stickstoffelimination nichtausreichen, mu man in zwei (oder mehr) (z) Schben beschicken (4) im Bild 11.Bild 11: Denitrifikations- und Nitrifikationsphasen bei verschiedenen Beschickungs-

und Betriebsweisen(11)Im einfachsten Fall gilt bei z gleichgroen Schben und konstanten Dauern von tNund tD folgende Beziehung:

tR = z (tD + tN) [h] (27)Nach Gl. 8 erhlt man dann:

tD =VV

D

BB

tzR [h] (28)

Fr die weiteren Berechnungen ermittelt man zunchst die fr die Nitrifikationverfgbare Ammoniumkonzentration NH4-NNit:

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NH4-NNit = TKNo - NS - org. Ne [mg/l] (29)

Der in den berschuschlamm eingebundene Stickstoff NS wird als 0,04 bis 0,05 BSB5 berechnet. Der Gehalt an organischem Stickstoff im Ablauf, org. Ne, wird inder Regel mit 2 mg/l angesetzt. Rckflsse aus der Schlammbehandlung sind beiTKNO zu bercksichtigen.

Unter den Vorgaben, da in den Nitrifikationsphasen keine Denitrifikation erfolgt undumgekehrt, sowie den Annahmen, da am Ende der Denitrifikationsphase NO3-N =0 und am Ende der Nitrifikationsphase NH4-N = 0 wird, erhlt man anhand derfolgenden Massenbilanz die Ablaufkonzentration an Nitrat:

Vz NH4-NNit = NO3-Ne (Vmin + V)

NO3-Ne = NH4-NNit

V

z V V +( )min

Da

fA =

V

V V( )min +

betrgt, kann man auch schreiben:

NO3-Ne = NH4-NNit fzA

[mg/l] (30)

Wenn z. B. NH4-NNit = 50 mg/l betrgt und NO3-Ne = 10 mg/l eingehalten werden mu,mu nach Gl. 30 fA/z 0,2 betragen. Bei kontinuierlichem Zuflu lt sich das durchentsprechende Wahl der Anzahl (z) und der Dauern der Einzelphasen (tN, tD)vergleichsweise einfach realisieren (vgl. (1) in Bild 11). Man kann natrlich auch beiintermittierender und stoweiser Beschickung die Nitrifikationsphasen durchDenitrifikationsphasen (gestrichelt in Bild 11 dargestellt) unterbrechen. DieDenitrifikationsgeschwindigkeit wird jedoch geringer sein als whrend derBeschickungsphasen. Dies lt sich nur durch Simulationsrechnungen erfassen (vgl 4.4).Diese Flle werden hier daher nicht nher betrachtet.

Wird das Abwasser aus einem Vorspeicher in einem Schub pro Zyklus zugegeben, mu Gl.30 mit z = 1 eingehalten werden. Voraussetzungen fr eine weitergehende

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Stickstoffelimination schafft man durch mehrere Schbe (z) pro Zyklus.Bei kommunalen Abwssern reprsentieren VR und fA in aller Regel die Verhltnissebei maximalem Misch- oder Fremdwasserzuflu. Magebend sind aber die in derRegel vorherrschenden Trockenwetterverhltnisse. In Gleichung 30 ist daher fr fAder Wert von fA,TW einzusetzen.

Die zu denitrifizierende Nitratkonzentration (NO3-ND) betrgt unter der Annahme vonNH4-Ne = 0:

NO3-ND = NH4-NNit - NO3-Ne [mg/l] (31)

4.3.7 Berechnung des SauerstoffbedarfesZur Auslegung der Belftungseinrichtung wird OVC fr die hchsteSommertemperatur bei dem vorgegebenen Schlammalter aus Tab. 9 (ATV-A 131)abgegriffen. Die Stofaktoren knnen anhand der Ganglinien ermittelt oder Tab. 10(ATV-A 131) entnommen werden. Der Sauerstoffbedarf fr Nitrifikation undDenitrifikation ergibt sich nach Gl. 13 (ATV-A 131). Der Lastfall nur Nitrifikation bei T= 10 C ist berflssig, wenn die Anlage fr diese Temperatur auf Denitrifikationausgelegt ist.

Der Sauerstoffverbrauch OV [kg/h] ist nach der folgenden Gleichung zu berechnen:

OV= 11 V /V

1m tD BB Z R

(fC OVC + fN OVN) Bd,BSB5 [kg/h] (32)

Die fr einen Reaktor erforderliche Sauerstoffzufuhr (OC) betrgt dann:

OC =C

C COVn

S

S X

[kg/h] (33)

Der Sauerstoffgehalt ist mit CX = 2,0 mg/l zugrundezulegen; CS ist fr dieTemperatur (z. B. 20 C) Tabellen zu entnehmen und ggf. fr die Einblastiefe zukorrigieren.

4.3.8 berschuschlammanfallEs wird angenommen, da in jedem Zyklus aus jedem Becken die entsprechendeMasse an Schlamm abgezogen wird. Die Messung des Volumens an

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berschuschlamm (VS) erfolgt je nach metechnischer Ausstattung entwederdurch die Vorgabe der Pump- oder Abzugsdauer (tS) oder ber dieFllstandsmessung bzw. eine Volumenstrommessung direkt als Schlammvolmen(VS).Mit der Pumpleistung (QP,S) erhlt man anhand der Abzugsdauer:

VS = tS QP,S [m/Zyklus] (34)

Die Schlammtrockensubstanz (TSS) bei Abzug gegen Ende derKlarwasserabzugsphase ist sicherlich hher als im Absetzzylinder nachhalbstndigem Absetzen:

TSS >1000ISV [kg/m] (35)

Die pro Zyklus abzuziehende Masse an berschuschlamm lt sich wie folgtberechnen:

VS TSS =V TS

ttR R

TS

R

24 [kg/Zyklus] (36)

Die insgesamt tglich anfallende Masse an berschuschlamm (Sd) betrgt dann:Sd = VS TSS n mZ [kg/d] (37)

Es gilt auch zur Kontrolle:

Sd = Bd,BSB5 SB [kg/d] (38)

4.3.9 Volumen eines VorspeichersDas erforderliche Volumen eines Vorspeichers hngt davon ab, ob man einenTagesausgleich schaffen will, um in jedem Zyklus die gleichen Abwasservoluminazu verarbeiten oder ob man bei mehreren Schben pro Zyklus einen Ausgleich berjeweils einen Zyklus anstrebt. Im einfachsten Falle ohne jeden Ausgleich betrgt dasmaximale Speichervolumen:

VSP = Q dto

t

max [m] (39)Die Zeit t in Gl. 36 betrgt fr eine Anlage mit n Becken und einmaliger Beschickung pro

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Zyklus t = tZ/n, d. h. das Speichervolumen ist gleich DVmax. Will man mit mehrerengleichen Schben z pro Zyklus arbeiten, so wird man diese in gleichen Abstnden whrendder Zeit tR + tBioP zugeben. Dann ist in Gl. 36 die Zeit t wie folgt einzusetzen:

t = ( )t tn z

t tR BioP Sed Ab+

+ + [h] (40)

Bei groen Differenzen zwischen Qmax und QTW kann man den Vorspeicher auchnur fr QTW bemessen und bei hohen Zuflssen mit mehreren Schben arbeiten.

4.4 Beispiel fr die Bemessung einer Aufstauanlage

4.4.1 Belastung und AnforderungenAngeschlossene Einwohner:

8.000, rein husliches Abwasser, Trennkanalisation

Abwasseranfall QTW

1.500 m/d; Q24 = 62,5 m/h

Maximale Tagesganglinie (gemessen):

Uhr 0 - 2 2 - 4 4 - 6 6 - 8 8 - 10 10 - 12Q (m/h) 150 155 160 170 180 180

Uhr 12 - 14 14 - 16 16 - 18 18 - 20 20 - 22 22 - 24Q (m/h) 180 180 180 180 170 160

Qmax = 180 m/h

Es wird mit folgenden Frachten und Konzentrationen gerechnet:

BSB5 480 kg/d = 320 mg/l bei TWTS 560 kg/d = 373 mg/l bei TWTKN 88 kg/d = 59 mg/l bei TWP 16 kg/d = 11 mg/l bei TWTS0/BSB5 1,17

Anforderungen:

Gemeinsame aerobe Schlammstabilisierung

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anorg. Ne 18 mg/l, Pe 2 mg/l

4.4.2 Berechnungen nach dem Arbeitsblatt ATV-A 131Stickstoffbilanz und erforderliche Denitrifikationskapazitt:

Betriebswerte: anorg. Ne 10 mg/l; org. Ne = 2 mg/l

Gl. 29: NH4-NNit = 59 - 0,04 320 - 2 = 45 mg/lGl. 31: erf. NO3-ND = 45 -10 = 35 mg/lNO3-ND / BSB5 = 35 / 320 = 0,11

Erforderliches Schlammalter:

tTS = 25 d wegen SchlammstabilisierungVorgabe: TSBB = 5 kg/mNach Tab. 8 (ATV-A 131)SBSB5 = 0,98 kg TS/kg BSB5

Phosphorelimination: Teilweise biologisch, zustzlich Simultanfllung.

Zu fllen rd. 5 mg/l P; = 1,5.Gl: 11 (ATV-A 131)

SP = 6,8 5 : 320 = 0,11 kg TS/kg BSB5Gl. 4 (ATV-A 131)

SB = 0,98 + 0,11 = 1,09 kg TS/kg BSB5Erforderliches Volumen VBB:

Gl. 6 (ATV-A 131)BR = 5 : (1,09 25) = 0,183 kg/(md)

Gl. 8 (ATV-A 131)VBB = 480 : 0,183 = 2.620 m

4.4.3 Aufstauanlage mit kontinuierlicher BeschickungBerechnung des Beckenvolumens

Vorgaben:

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2 Aufstaubecken (n = 2); Annahmen:

TSR = 5 kg/m ; ISV = 120 ml/g; fA,Vor = 0,4Konstante Zyklusdauern, gewhlt:

tZ = 8 h, mZ = 3 d-1

tBioP = 0,5 h; tSed = 1,0 h; tAb = 1,0 h

Bevor weitergerechnet wird, prft man zunchst mit Gl. 19, ob mit den Annahmenfr die Schlammtrockensubstanz und den Schlammindex das angenommeneAustauschverhltnis realisierbar ist:

fA,max (1- 5 1201000

) - 0,1 = 0,30

Man mte hiernach mit einem Austauschverhltnis von 0,30 statt desvorgegebenen von 0,40 arbeiten. Wrde man TSR = 4,0 kg/m zugrundelegen, soergibt sich nach obiger Gleichung fA,max 0,42. Die Entscheidung wird nach denfolgenden Berechnungen getroffen.

Gl. 6: tR = 8 - 1 - 1 - 0,5 = 5,5 h

Berechnungen fr TSR = 5,0 kg/m und fA,max = 0,3:Gl. 14: VR = (5 2.620) : (2 5) (8/5,5) = 1.905 mGl. 15: VR = [180 (8/2)] : 0,3 = 2.400 mBerechnungen fr TSR = 4,0 kg/m und fA,max = 0,4:Gl. 14: VR = (5 2.620) : (2 4) (8/5,5) = 2.381 mGl. 15: VR = [180 (8/2)] : 0,4 = 1.800 m

Im einen Fall ergibt sich ein Volumen von rd. 2.400 m aufgrund der hydraulischenGegebenheiten, im anderen Fall ist ein fast gleich groes Volumen (2.381 m) frdie biologischen Prozesse erforderlich. Es wird daher mit dem Volumen VR = 2.400m pro Becken (d. h. insgesamt 4.800 m Aufstaubecken) weitergerechnet. Nach Gl.16 wird:

TSR (neu) = 5,0 (1.905 : 2.400) = 3,97 kg/m

Der maximale Zuflu in einem Zyklus betrgt nach Gl. 10:

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Vmax = 180 (8/2) = 720 m, damit wird nach Gl. 1:fA,max = 720 : 2.400 = 0,30 und nach Gl. 11:Vmin = 2.400 - 720 = 1.680 m

berprfung des VolumenaustauschverhltnissesVorgaben: Wassertiefe des Beckens: hW = 5,00 m

Minimaler Wasserstand:Gl. 21: hW,min = 5,00 (1 - 0,30) = 3,50 m

Hhe des Schlammspiegels nach Beendigung des Absetzvorganges:Gl. 17: hS = (5,00 3,97 120) : 1.000 = 2,38 m

Am Ende der Klarwasserabzugsphase liegt der Schlammspiegel 1,12 m unter demWasserspiegel, dies ist mehr als 0,1 hW = 0,5 m.

Sinkgeschwindigkeit des Schlammes:Gl. 18: vS = 650 : (3,97 120) = 1,35 m/h

Die Lagen des Wasser- und Schlammspiegels sind in Bild 10 dargestellt. Es isterkennbar, da der Schlammspiegel immer einen sicheren Abstand vomWasserspiegel hat.

berprfung fr TrockenwetterGl. 23: VTW = 62,5 (8/2) = 250 mGl. 24: VR,TW = 250 + 1.680 = 1.930 mGl. 25: fA,TW = 250 : 1.930 = 0,13Gl. 26: TSR,TW = 3,97 (2.400/1.930) = 4,94 kg/m

hW,TW = 5,00 (1.930/2.400) = 4,02 mGl. 18: vS = 650 : (4,94 120) = 1,10 m/h

Auch bei Trockenwetter bleibt der Schlammspiegel hinreichend weit unter demWasserspiegel, wie Bild 10 zu entnehmen ist.

Bedingung fr die Denitrifikation

Der Nachweis wird nur fr Trockenwetter gefhrt. Aus Tabelle 4 (ATV-A 131)entnimmt man fr die oben berechnete Denitrifikationskapazitt von NO3-ND/BSB5 =0,11 fr simultane Denitrifikation VD/VBB = 0,4. Nach Gl. 28 erhlt man, wenn mit

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einer Denitrifikationsphase pro Zyklus gearbeitet wird:

tD = 0,4 (5,5/1) = 2,2 h

Mit Gl. 30 erhlt man die Ablaufkonzentration an Nitrat:

NO3-Ne = 45 (0,13/1) = 5,85 mg/l

Bei Regen steigt zwar fA, aber wegen Verdnnung sinkt NH4-NNit. Solange durchKanalaussplungen nicht erhebliche zustzliche Frachten anfallen, sollte anorg. Nenicht viel ber 10 mg/l steigen.

Sauerstoffbedarf

Aus Tabelle 9 (ATV-A 131) entnimmt man fr T = 20 C und tTS = 25 d OVC = 1,6 kgO2/kg BSB5. Nach Gl. 13 (ATV-A 131) erhlt man OVN:

OVN = (4,6 10 + 1,7 35) : 320 = 0,33 kgO2/kg BSB5Es wurde sicherheitshalber mit der erforderlichen NO3-Ne Konzentration (10 mg/l)statt mit der technisch erreichbaren gerechnet. Aus Tabelle 10 (ATV-A 131) entnimmtman die Stofaktoren fN = 1,5 und fC = 1,1. Der Sauerstoffbedarf ergibt sich nachGl. 32 zu:

OV = 11 (V / V )

13 5,5D BB

(1,1 1,6 + 1,5 0,33) 480 = 109 kg/h

Fr jedes der zwei Becken betrgt der Spitzenbedarf bei einem Sttigungswert von11,2 mg/l (Einblastiefe 4,75 m, T = 20C) mit cx = 2 mg/l nach Gl. 33:

OC =11,2

11,2 2109

2 = 66 kg/h

Hierfr ist die Belftungseinrichtung jedes Beckens auszulegen.berschuschlammPro Zyklus sind nach Gl. 36 abzuziehen:

VS TSS =

2400 3,9725

5 524,

= 87,3 kg TS / Zyklus

Nach Gl. 37 erhlt man mit mZ = 3 und n = 2:

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Sd = 87,3 2 3 = 523,8 kg/d

Zur Kontrolle kommt man nach Gl. 38 auf:Sd = 480 1,09 = 523,2 kg/d

Die Berechnungen sind also in sich schlssig. Die Trockensubstanz desberschuschlammes betrgt bei Abzug gegen Ende der Klarwasserabzugsphasenach Gl. 35:

TSS = 1.000/120 = 8,3 kg/m

Es sind dann pro Zyklus 87,3/8,3 = 10,5 m abzuziehen.

4.4.4 Aufstauanlage mit zwei abwechselnd beschickten BeckenZur Berechnung des Beckenvolumens knnte man einen etwas geringerenSchlammindex vorgeben, weil die Zugabe des Abwassers ber einen krzerenZeitraum erfolgt. Die Zyklus-, Sedimentations- und Klarwasserabzugsdauer werdenwie im vorherigen Beispiel angesetzt. Es kann sich wegen des eventuell geringerenSchlammindex ein etwas kleineres Volumen ergeben.

Da die Abwasserzugabe zum groen Teil whrend der an den Zyklusbeginn zulegenden Denitrifikationsphase erfolgt, kann man mit vorgeschalteter Denitrifikationrechnen. Aus Tabelle 4 (ATV-A 131) entnimmt man VD/VBB = 0,35; im vorherigenBeispiel war es 0,40. Die erforderliche Sauerstoffzufuhr wird hierdurch geringfgigkleiner. Die technisch erreichbare Ablaufkonzentration an Nitrat bleibt gleich. Aucham berschuschlammanfall ndert sich nichts.

4.4.5 Aufstauanlage mit zwei abwechselnd aus einem Vorspeicherschubweise beschickten Becken

Gegenber dem vorherigen Beispiel kann man wegen der schubweisenBeschickung mit einem noch geringeren Schlammindex von 90 bis 100 ml/grechnen. Damit kommt man auf ein noch etwas kleineres Beckenvolumen.Sauerstoffbedarf, erreichbare Ablaufkonzentration an Nitrat undberschuschlammanfall bleiben wie im vorherigen Beispiel.Der Vorspeicher mu nach Gl. 39 ein Volumen von 4 180 = 720 m erhalten.

4.5 Rechnergesttzte Dimensionierung

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4.5.1 GrundlagenDie Vernderung der Prozegren, wie Sauerstoffbedarf, Schlammtrockensubstanz,Substratkonzentration etc. whrend einer Zyklusfolge in Aufstaubelebungsanlagen ist eindynamischer Proze. Es bietet sich deshalb an, als Hilfsmittel zur Dimensionierung vonAufstaubelebungsanlagen rechnergesttzte dynamische Simulationsprogrammeeinzusetzen.

Unter dem Begriff rechnergesttzte Dimensionierung soll an dieser Stelle dieDimensionierung auf der Grundlage eines wissenschaftlich anerkannten, dynamischenModells verstanden werden. Als wissenschaftlich anerkannt gelten derzeit dasIAWPRC-Activated Sludge Model No. 1 bzw. das IAWQ-Activated Sludge Model No. 2 [20,21]. Oles [22] wandte das IAWPRC-Modell fr die Betriebssimulation von Aufstauanlagenan.

Die verwendeten Modellgleichungen fr die Beschreibung der biologischen Prozeablufemssen als Differentialgleichungssystem in ein Simulationsprogramm (Software)eingebunden werden.

Die Modellgleichungen enthalten Modellparameter zur Beschreibung der kinetischen undstchiometrischen Gren sowie zur Charakterisierung des Abwasserzulaufs und desbelebten Schlammes. Die Gren der Modellparameter sind im Simulationsprogrammvorzuwhlen und knnen entweder der einschlgigen Literatur entnommen werden odermssen ber geeignete Pilot- bzw. Laborversuche ermittelt werden.

4.5.2 AnwendungFr die rechnergesttzte Dimensionierung ergeben sich folgendeAnwendungsbereiche:

Ergebniskontrolle der statischen Bemessung nach Kapitel 4.3

Die Ergebnisse der Bemessung nach Kapitel 4.3 knnen mit Hilfe desSimulationsprogramms nachgeprft werden.

berprfung der Leistungsfhigkeit einer AufstaubelebungsanlageEine vorgegebene Aufstaubelebungsanlage, z. B. in der nach Kapitel 4.3 bemessenenGre, kann mit Hilfe der rechnergesttzten Dimensionierung auf ihre Leistungsfhigkeitbei Variation verschiedener Randbedingungen berprft werden. Mit Hilfe desSimulationsprogramms lassen sich auf einfache Weise die Zulaufbedingungen,Temperatur, Sauerstoffeintrag, variieren.

Optimierung der ZyklusstrategieDurch Variation der Zyklusdauer, Phasendauer, Phasenanordnung und Zulaufverteilung

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kann fr eine vorgegebene Anlagengre die optimale Zyklusstrategie mit Hilfe desSimulationsprogramms eruiert werden.

Abschtzung des Sauerstoffbedarfs, insbesondere bei schubweiser Beschickung.

Betriebsberwachung durch dynamische On-line-Simulation.

Wird die Gre der Aufstaubelebungsanlage durch die rechnergesttztedynamische Simulation gegenber der statischen Bemessung nach Kapitel 4.3korrigiert, mssen folgende Nachweise gefhrt werden:

Das der Simulation zugrunde liegende Modell mu eindeutig beschrieben werden. Diedarin verwandten Modellvorstellungen mssen einen wissenschaftlich berprften undanerkannten Status haben.

Die Simulationssoftware mu nachvollziehbar beschrieben werden. Falls keinekommerziell erhltliche Standardsoftware eingesetzt wird, mssen dieProgrammierungsgrundlagen, wie das verwendete Differentialgleichungssystem,Iterationsverfahren etc. angegeben werden.

Die fr die Simulationsrechnung verwendeten Parameterwerte fr Kinetik undStchiometrie sowie die verfahrenstechnischen Randbedingungen, wieZulaufgrencharakterisierung, Schlammfraktionierung, Temperatur, Sauerstoffeintragetc., sind zahlenmig anzugeben.

Die Simulationsergebnisse mssen in tabellarischer oder graphischer Form fr diemagebenden Parameter (z. B. Sauerstoffkonzentration, Schlammtrockensubstanz,Stickstoffkomponenten etc.) dargestellt werden. Dabei sind die Ergebnisse sowohl freinen einzelnen Zyklus als auch fr eine Langzeitsimulation, d. h. die Entwicklung derAblaufwerte bei wiederholter Zyklusabfolge anzugeben.

5 Betrieb

5.1 BetriebseinstellungenIm Entwurf wird in aller Regel die magebende Zyklusdauer fr den maximalen Zuflufestgelegt. Nur wenn sich herausstellt, da die maximalen Zuflsse wesentlich hher sind,ist eine Korrektur (Verkrzung) der Zyklusdauer erforderlich.Die Dauern der einzelnen Phasen innerhalb eines Zyklus sind in der Programmsteuerungfestgelegt. Es sind im wesentlichen:

tD Denitrifikations- bzw. Mischphase

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tBioP anaerobe Phase (nur Mischung)

tN Nitrifikations- bzw. Belftungsphase (tN = tB)tSed Sedimentationsphase

tAb Klarwasserabzugsphase

tS Dauer des berschuschlammabzuges oder

VS Volumen an berschuschlamm pro Zyklus

nderungen am Zeitprogramm sollten nur auf der Basis einer lngeren Beobachtungsdauermit intensivierter Beprobung vorgenommen werden. Nach jeder nderung ist die Beprobungmit gleicher Intensitt fortzusetzen. Sofortige Erfolge sind hufig nicht zu erwarten. Deshalbsollte mit einem genderten Programm mindestens eine Woche gearbeitet werden, bis eineerneute nderung vorgenommen wird. Kommt es nach einer nderung jedoch zu einerrapiden Verschlechterung, sollte sofort auf das vorherige Programm zurckgegangenwerden.

Die Dauer der Klarwasserabzugphase (tAb) ist durch die Leistung derKlarwasserabzugseinrichtung fixiert, sie ist je nach Art der Abzugsvorrichtung aberggf. vernderbar.

Wenn das Absetzverhalten des belebten Schlammes sich verndert, z.B. wegeneines Anstieges des Schlammindex, mu die Sedimentationsdauer (tSed) unterVerkrzung von (tD + tBioP + tN) verlngert werden. Eine nicht hinreichendeSedimentationsdauer ist am Gehalt an absetzbaren Stoffen im Klarwasser gegenEnde der Klarwasserabzugsphase zu erkennen.

In kommunalen Anlagen mit gemeinsamer aerober Schlammstabilisierung wird inder Regel die Schlammtrockensubstanz (TSR) vom Betriebspersonal durch Variationdes berschuschlammabzuges (tS bzw. VS) auf einen vorgegebenen Werteingestellt. Auf vielen Anlagen ist es wegen der kurzen Dauer desberschuschlammabzuges schwierig, die Trockensubstanz des abgezogenenberschuschlammes (TSS) zu bestimmen. Dann ist auch das Schlammalter nichtzu berechnen. Hilfsweise kann zur Kontrolle die Schlammbelastung nach Gl. 12herangezogen werden. Solange BTS < 0,04 kg/(kgd) bleibt, ist TSR in Anlagen mitgemeinsamer Schlammstabilisierung hinreichend hoch genug eingestellt. Zubedenken ist, da der Schlamm um so besser stabilisiert wird, je geringer die

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Schlammbelastung ist. Auch die zu entsorgende Masse an Schlamm wird verringert.Dafr wird der Energiebedarf fr die Belftung etwas hher.

Eine anerobe Phase (tBioP) schliet sich hufig einer Denitrifikationsphase (tD) an.Die Dauer einer Denitrifikationsphase ist dann richtig eingestellt, wenn dieNitratkonzentration im Becken am Ende der Denitrifikationsphase Null betrgt.Findet man im Klarwasserablauf bei Betrieb ohne Fllmitteldosierung auch noch nurgeringe Phosphatkonzentrationen, so ist das ein Zeichen fr eine biologischePhosphatelimination. Wiederum im Interesse einer ordnungsgemenSchlammstabilisierung sollte das Verhltnis (tBioP + tD)/(tBioP + tD + tN) nicht grer,sondern mglichst deutlich kleiner als 0,5 gewhlt werden.

In Anlagen mit gemeinsamer Schlammstabilisierung ist das Schlammalter so gro,da es auch im Winter keine Probleme mit der Nitrifikation geben drfte.Ammoniumkonzentrationen von durchgehend ber 2,0 bis 3,0 mg/l sind daher meistein Zeichen einer unzureichenden Belftung. Es knnen entweder dieNitrifikationsphase(n) zu kurz oder/und die Belftungsleistung zu schwach sein.Zunchst sollte geprft werden, ob die zur Regelung verwendeteSauerstoffelektrode noch richtig kalibriert ist. Im zweiten Schritt ist dann ggf. dieNitrifikationsphase (tN) zu verlngern und die Denitrifikationsphase (tD) entsprechendzu verkrzen, d. h. es wird tD/(tN+tD) verkrzt.

5.2 BetriebsberwachungDie Betriebsberwachung unterscheidet sich praktisch nicht von der kontinuierlichdurchflossener Belebungsanlagen. Dabei ist zu beachten, da jedes Aufstaubeckeneine selbststndige Belebungsanlage darstellt. Da die Schlmme nicht miteinandervermischt werden, knnen sich in jedem Becken verschiedenartige Bioznosenentwickeln, insbesondere dann, wenn u. U. die Belastungen der Becken oder/unddie Schlammtrockensubstanz unterschiedlich sind. Proben zur Bestimmung desSchlammvolumens und der Schlammtrockensubstanz (TSR) sind gegen Ende derBelftungsphase zu entnehmen. Zur Interpretation der Schlammdaten ist zubedenken, da bei Betrieb mit festen Zyklusdauern die Volumina VR betrchtlichschwanken knnen. Fr einen Vergleich kann es daher zweckmig sein, imBetriebstagebuch auch das Produkt VR TSR aufzuschreiben.

Die Zu- und Ablaufbeprobung kann wie auf blichen Belebungsanlagendurchgefhrt werden. Ist kein Ausgleichsbecken oder Schnungsteich

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nachgeschaltet, mu man sich bewut sein, da der Klarwasserabzug in der Regelnur 15 bis 60 Minuten dauert. Bewhrt hat sich die Probenahme aus denAblaufleitungen jedes Beckens per Magnetventilen, welche auch von derProgrammsteuerung geschaltet werden.

Bei Anlagen mit mehreren Becken erhlt man einen besseren Einblick in dieBelastungsverhltnisse, wenn man die Zu- und Ablufe der einzelnen Beckenkorrespondierend beprobt.

Falls die Ablaufproben trbe sind, ist zu prfen, ob gegen Ende derKlarwasserabzugsphase Schlamm mitgerissen wird oder ob eine erhhteSchwimmschlamm- oder Schaumentwicklung die Ursache ist.

6 BezeichnungenfA - Volumenaustauschverhltnis

hW m Wasserspiegelhhe im Aufstaubecken bei VR

hS m Hhe des Schlammspiegels ber der Beckensohle (nachBeendigung des Absetzvorganges)

mZ d-1 Anzahl der Zyklen pro Tag

n - Anzahl der Aufstaubelebungsbecken

NH4-NNit mg/l Fr die Nitrifikation verfgbarer Ammoniumstickstoff

NS mg/l Im berschuschamm gebundener Stickstoff bezogenauf Tageszuflu

org. Ne mg/l Konzentration des organischen Stickstoffs im Ablauf

Q m3 h-1 Zulaufvolumenstrom

Qmax m3 h-1 maximaler Zulaufvolumenstrom (z. B. beiMischwasserzuflu)

QS m3 d-1 Volumenstrom des berschuschlammes

tAb h Dauer der Klarwasserabzugsphase

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tB h Dauer der Belftungsphase

tBioP h Dauer der nichtbelfteten Phase zur Anreicherung vonBakterien, die zur biologischen Phosphateliminationbefhigt sind

tD h Dauer der Denitrifikationsphase

tF h Dauer der Fllphase

tN h Dauer der Nitrifikations- bzw. Belftungsphase

tR h Dauer der Reaktionsphase

tSed h Dauer der Sedimentationsphase

tStill h Dauer der Stillstandsphase

tS h Dauer des berschuschlammabzuges whrend einesZyklus

tZ h Zyklusdauer

TSR kg/m3 Schlammtrockensubstanz im Aufstaubecken bezogenauf VR

tTS d Schlammalter

tTS,a d aerobes Schlammalter

VBB m3 Volumen eines Belebungsbeckens mit Durchlaufbetrieb

Vmin m3 Volumen im Aufstaubecken nach Abschlu desKlarwasserabzuges

VR m3 Maximales Volumen eines Aufstaubeckens

VSp m3 Volumen eines Vorspeichers

VS m3 Volumen des whrend eines Zyklus abzuziehendenSchlammes

V m3 Zulaufvolumen, das pro Zyklus in ein Aufstaubeckeneingeleitet wird

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Vmax m3 Maximales Zulaufvolumen, das pro Zyklus in einAufstaubecken eingeleitet wird

vS m/h Sinkgeschwindigkeit des Schlammspiegels

z - Zahl der Nitrifikations- bzw. Denitrifikationsphasenwhrend eines Zyklus

H d mittlere Verweilzeit des Abwassers in einem Aufstaubecken

x d mittlere Verweilzeit des belebten Schlamms in einemAufstaubecken

Der Index TW zeigt, da der Wert sich auf Verhltnisse bei Trockenwetter bezieht.

7 Schrifttum[1] Ingerle, K. (1995): ESB-process, 1-stage biological nitrogen elimination. Poster

prsentiert auf der 7. IAWQ Specialized Conference Design and Operation of LargeWastewater Treatment Plants, Wien, 27.08. - 01.09.1995.

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[12] Irvine R.L. und Ketchum, Jr., L.H. (1988): Sequencing Batch Reactor for BiologicalWastewater Treatment. CRC Crit. Rev. Environ. Control, 18, S. 255.

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[21] Henze, M., Gujer, W., Mino, T., Matsuo, T., Wentzel, M.C. und Marais, G.v.R. (1995):Activated Sludge Model No. 2. IAWQ Scientific and Technical Reports, No. 3, IAWQ,London.

[22] Oles, J. (1991): Verfahren zur Dimensionierung von SBR-Anlagen fr Nitrifikation undDenitrifikation. Hamburger Berichte zur Siedlungswasserwirtschaft, Band 8.

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Endnotes

1 (Popup - Popup)Bild 1: Prinzipskizze einer Aufstaubelebungsanlage

2 (Popup - Popup)Bild 2: Beispiel fr die Aufeinanderfolge von Prozephasen whrend eines Zyklus

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3 (Popup - Popup)

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Bild 3: Fliebild fr eine Belebungsanlage mit Aufstaubetrieb vomTyp:"kontinuierliche

Beschickung", dargestellt ist eines von ggf. mehreren Aufstaubecken

4 (Popup - Popup)Bild 4: Zyklusplan fr eine Belebungsanlage mit Aufstaubetrieb vom Typ:

"kontinuierliche Beschickung" (Beispiel)

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5 (Popup - Popup)Bild 5: Fliebild fr eine Belebungsanlage mit Aufstaubetrieb vom Typ: "schubweise

Beschickung ohne Vorspeicher"; Beispiel: 2 Parallelbecken

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6 (Popup - Popup)Bild 6: Zyklusplan fr eine Belebungsanlage mit Aufstaubetrieb vom Typ:"schubweise

Beschickung ohne Vorspeicher"; Beispiel mit 2 Becken

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7 (Popup - Popup)Bild 7: Fliebild fr eine Belebungsanlage mit Aufstaubetrieb vom Typ: "schubweise

Beschickung aus einem Vorspreicher"; Beispiel mit 2 Becken

8 (Popup - Popup)Bild 8: Zyklusplan fr eine Belebungsanlage mit Aufstaubetrieb vom Typ:"schubweise

Beschickung aus einem Vorspeicher"; Beispiel mit 2 Becken

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9 (Popup - Popup)Bild 9: Betriebsweisen des Aufstau-Belebungsverfahrens, gezeigt anhand von

Fllstandsganglinien

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10 (Popup - Popup)Bild 10: Ganglinien des Wasserstandes und Hhe des Schlammspiegels whrend der

Sedimentations- und Absetzphase fr ein Bemessungsbeispiel

11 (Popup - Popup)Bild 11: Denitrifikations- und Nitrifikationsphasen bei verschiedenen Beschickungs-und

Betriebsweisen

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