Kommentar zum Arbeitsblatt Bemessung von ATV-DVWK-A 131 und ...

Kommentar zum Arbeitsblatt Bemessung von
ATV-DVWK-A 131 und Belebungs- und SBR-Anlagen
Merkblatt ATV-M 210
Inhalt
Mai 2001
Prof. Dr.-Ing. Rolf Kayser
122 Seiten, DIN A4
ISBN 978-3-935669-14-6
* 69,50
*Fördernde DWA-Mitglieder erhalten 20 % Rabatt
Zum Kommentar ............................................................................................... 7
Einführung ......................................................................................................... 9
Vorwort .............................................................................................................. 13
ATV-DVWK-A 131 Bemessung von einstufigen Belebungsanlagen
1 Anwendungsbereich .............................................................................. 13
1.1 Vorbemerkung .......................................................................................... 13
1.2 Zielsetzung ............................................................................................... 13
1.3 Geltungsbereich ....................................................................................... 16
2 Kurzzeichen ............................................................................................ 16
3 Beschreibung des Verfahrens und Ablauf der Bemessung .............. 19
3.1 Allgemeines.............................................................................................. 19
3.2 Belebungsbecken .................................................................................... 20
3.3 Nachklärbecken........................................................................................ 27
3.4 Ablauf der Bemessung ............................................................................. 28
4 Bemessungsgrundlagen ....................................................................... 30
4.1 Belastung mit Abwasser .......................................................................... 30
4.2 Belastung mit Schlammwasser und externen Schlämmen...................... 35
5 Bemessung des Belebungsbeckens .................................................... 36
5.1 Bemessung auf der Grundlage von Versuchen ....................................... 36
5.2 Bemessung auf der Grundlage von Erfahrungen .................................... 37
5.2.1 Erforderliches Schlammalter ................................................................... 37
5.2.2
5.2.3
Ermittlung des Volumenanteils für Denitrifikation (VD/VBB) ...................... 41
Phosphorelimination ................................................................................ 44
5.2.4 Ermittlung der Schlammproduktion ......................................................... 45
5.2.5 Annahme des Schlammindexes und des Trockensubstanzgehaltes ...... 47
5.2.6 Volumen des Belebungsbeckens ........................................................... 48
5.2.7 Erforderliche Rückführung bzw. Taktdauer ............................................. 49
5.2.8 Sauerstoffzufuhr ...................................................................................... 51
5.2.9 Säurekapazität ........................................................................................ 54
5.3 Bemessung eines aeroben Selektors ..................................................... 56
6 Bemessung der Nachklärung .............................................................. 57

6.1 Anwendungsgrenzen und Ablaufbeschaffenheit ..................................... 57
6.2 Schlammindex und zulässige Eindickzeit ............................................... 59
6.3 Trockensubstanzgehalt des Rücklaufschlammes ................................... 60
6.4 Rücklaufverhältnis und Schlammtrockensubstanzgehalt im Zulauf
zur Nachklärung ...................................................................................... 61
6.5 Flächenbeschickung und Schlammvolumenbeschickung ....................... 62
6.6 Beckenoberfläche ................................................................................... 63
6.7 Beckentiefe ............................................................................................. 64
6.8 Überprüfung und Nachrechnung von bestehenden Nachklärbecken ..... 69
6.9 Auslegung der Schlammräumung .......................................................... 69
6.9.1 Schlammräumung und Räumsysteme ................................................... 69
6.9.2 Kurzschlussschlammstrom und Feststoffbilanz ...................................... 70
6.9.3 Räumer in horizontal durchströmten Rundbecken................................... 70
6.9.4 Räumer in Rechteckbecken..................................................................... 71
6.9.5 Nachweis der Feststoffbilanz .................................................................. 72
6.10 Optimierung der Volumina von Belebungsbecken und Nachklärbecken . 72
7 Planerische und betriebliche Aspekte ................................................. 74
7.1 Belebungsbecken .................................................................................... 74
7.1.1 Beckenkonstruktion ................................................................................. 74
7.1.2 Ansammlung von Schaum und Schwimmschlamm ................................ 75
7.1.3 Regelung der Pumpen für die interne Rezirkulation ................................ 76
7.1.4 Nitritbildung in nicht für Nitrifikation bemessenen Anlagen ..................... 76
7.2 Nachklärbecken ...................................................................................... 76
7.2.1 Allgemeines ............................................................................................ 76
7.2.2 Vorwiegend horizontal durchströmte Becken .......................................... 76
7.2.3 Vorwiegend vertikal durchströmte Becken .............................................. 78
7.3 Rücklaufschlamm .................................................................................... 79
8 Dynamische Simulation ........................................................................ 80
9 Kosten und Umweltauswirkungen ...................................................... 80
10 Einschlägige Bestimmungen, Richtlinien und Normen .................... 81
Literatur ............................................................................................................. 82
Anhang .............................................................................................................. 83
A1 Bemessungsgrundlagen .......................................................................... 83
A2 CSB-Bilanz .............................................................................................. 83
A3 Berechnung der Schlammproduktion ...................................................... 84
A4 Berechnung des Sauerstoffverbrauches ................................................. 85

Merkblatt ATV-M 210 Belebungsanlagen mit Aufstaubetrieb
1 Einführung .............................................................................................. 88
2 Allgemeines ............................................................................................ 88
2.1 Definitionen .............................................................................................. 88
2.2 Gültigkeitsbereich .................................................................................... 90
2.3 Geschichtlicher Hintergrund .................................................................... 90
2.4 Grundlagen ............................................................................................. 91
2.5 Verfahrens- und Betriebsvarianten ......................................................... 91
2.6 Anwendungsgebiete ................................................................................ 96
3 Technik des Belebungsverfahrens mit Aufstaubetrieb ..................... 96
3.1 Allgemeines Anlagenkonzept .................................................................. 96
3.2 Anlagentechnik ........................................................................................ 97
3.2.1 Vorspeicher und Pumpstation .................................................................. 97
3.2.2 Aufstaubecken ......................................................................................... 97
3.2.3 Ablaufspeicher ......................................................................................... 100
3.3 Messtechnische Ausrüstung .................................................................... 100
3.3.1 Vorspeicher .............................................................................................. 100
3.3.2 Aufstaubecken ......................................................................................... 100
3.4 Elektrotechnische Ausstattung, Steuerungstechnik ................................. 100
3.5 Bautechnik ............................................................................................... 100
4 Bemessung von Belebungsanlagen mit Aufstaubetrieb ................... 101
4.1 Bemessungsgrundlagen .......................................................................... 101
4.2 Feststellung der Zyklusdauer nach Erfahrungswerten ............................ 103
4.3 Bemessung auf der Basis der ATV-Arbeitsblätter ................................... 103
4.3.1 Grundsätzliches ...................................................................................... 103
4.3.2 Bestimmung des erforderlichen Schlammalters ...................................... 104
4.3.3 Berechnung der erforderlichen Masse an Schlamm ............................... 104
4.3.4 Volumen der Aufstaubecken ................................................................... 105
4.3.5 Volumenaustauschverhältnis .................................................................. 105
4.3.6 Technische Bedingungen für die Denitrifikation ...................................... 107
4.3.7 Berechnung des Sauerstoffbedarfes ....................................................... 108
4.3.8 Überschussschlammanfall ...................................................................... 109
4.3.9 Volumen eines Vorspeichers .................................................................. 109
4.3.10 Phosphorelimination ................................................................................ 110
4.4 Beispiel für die Bemessung einer Aufstauanlage .................................... 110
4.4.1 Belastung und Anforderungen ................................................................ 110
4.4.2 Berechnungen nach dem Arbeitsblatt ATV-DVWK-A 131 (2000) ........... 110
4.4.3 Aufstauanlage mit kontinuierlicher Beschickung ..................................... 111
4.4.4 Aufstauanlage mit zwei abwechselnd beschickten Becken .................... 113
4.4.5 Aufstauanlage mit zwei abwechselnd aus einem Vorspeicher
schubweise beschickten Becken ............................................................. 113
4.4.6 Fortsetzung Berechnungsbeispiel aus Teil 1 ........................................... 113
4.5 Rechnergestützte Dimensionierung ......................................................... 117
4.5.1 Grundlagen .............................................................................................. 117
4.5.2 Anwendung .............................................................................................. 117
5 Betrieb ..................................................................................................... 118
5.1 Betriebseinstellungen ............................................................................... 118
5.1 Betriebsüberwachung .............................................................................. 119
6 Bezeichnungen ...................................................................................... 119
7 Schrifttum ............................................................................................... 120
Zusätzliche Literatur zu Teil 1 und Teil 2 ....................................................... 121

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-

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 4.3.3 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 4.3.10 “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.