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Es sind Abwasserreinigungsanlagen bekannt, bei denen die biologische Reinigung von Abwässern durch Einblasen von Druckluft erfolgt. Hiebei entweicht die Luft entweder einmalig aus dem ersten Becken direkt in die atmosphärische Luft oder wird gereinigt und dann in andern Becken wieder verwendet. Das Verfahren der einmaligen Benutzung der Luft in einem Becken hat den Nachteil, dass es zu teuer wird und daher unwirtschaftlich ist. Die nacheinander wiederholte Benutzung der Luft in ver- schiedenen Becken hat zwar gewisse Vorteile, die indessen dadurch wieder aufgehoben werden, dass ein
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säule in einem Arbeitsgang durchzupressen.
Die nachstehende Erfindung geht ebenfalls von der Belüftung solcher biologischer Anlagen aus, erreicht aber eine wesentlich bessere Ausnutzung der Luft als bisher, so dass die benötigte Menge derselben erheblich herabgesetzt werden kann. Das Verfahren besteht darin, dass in dem unter natürlichem oder künstlichem Druck stehenden Belüftungsbecken eine poröse oder eine luftundurchlässige Decke angeordnet und die Luft unter diese Decke geleitet wird. Diese Decke kann sowohl unterhalb des Wasserspiegels als schliesslich über dem Wasserspiegel angeordnet sein. Beim Einblasen der Druckluft in das Abwasser staut sich die Luft unter der Decke, wird dadurch im Becken länger zurückgehalten und kann so das Abwasser energischer umwälzen.
Dabei kann sich die Luft derart anstauen, dass sich unterhalb der Decke ein Luftpolster bildet, welches je nach der vorzusehenden Entlüftungseinrichtung einen grösseren oder kleineren Überdruck gegenüber Atmosphärendruck erhält. Der Druck kann gegebenenfalls auch durch mechanische Mittel auf künstlichem Wege hervorgerufen werden. Die Luft in dem Luftpolster unterhalb der Decke des Absitzraumes steht jeweils unter einem Drucke gleich dem Atmosphärendruck, vermehrt
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dicht gestaltet und es sind in derselben besondere Entlüftungsvorrichtungen angebracht. Eine solche Entlüftungsvorrichtung besteht zweckmässig aus in ihrer Höhe verstellbaren Stutzen od. dgl., die aus der Decke herausführen und über den Wasserspiegel der Gesamtanlage reichen.
Je nachdem, ob diese Rohre mehr oder weniger tief eintauchen, bildet sich ein mehr oder weniger hohes Luftpolster von entsprechendem Druck unter der Decke. Jedenfalls kann die überschüssige Luft durch diese Rohre leicht entweichen.
Wirtschaftlich kann die Erfindung dahingehend ausgewertet werden, dass entweder eine entsprechend geringere Luftmenge zugeführt wird, wodurch die Betriebskosten herabgesetzt werden, oder die Becken werden mit Rücksicht auf die verstärkte Luftaufnahme kleiner dimensioniert, wodurch die Anlagekosten verringert werden. Je nach den örtlichen Verhältnissen kann auch durch Verbindung der
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eine Steigerung des Wirkungsgrades erreicht werden.
Des weiteren kann durch die verstärkte Luftaufnahme infolge des Überdruckes und des Luftpolsters eine Verringerung der Anzahl der Filtersohlplatten eintreten, was im Hinblick auf die Ver-
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Filterplatten sogar ganz fehlen und die Luft direkt an den Tiefpunkten der Belüftungsbecken oder höher, gegebenenfalls unter die Decke geführt werden. Hiebei ist es dann zweckmässig, den Belüftungsraum durch die bekannten Rührvorrichtungen in Bewegung zu erhalten, um die Luftaufnahme zu verstärken.
Zur Beschleunigung der Lebensfähigkeit der Kleinlebewelt ist eine Erwärmung des Wassers im Belüftungsbecken von Vorteil. Diese Erwärmung kann durch Heizung mittels Warmwassers in Rohrleitungen oder in sonst bekannter Weise erfolgen. Es ist ferner möglich, die Erwärmung des Abwassers so vorzunehmen, dass die einzuführende Luft vor ihrem Zutritt erwärmt wird.
Der Wert des neuen Verfahrens besteht darin, dass zur voll-oder teilbiologischen Reinigung der Luftverbrauch gegen den sonstigen Aufwand vermindert, die Umwälzungszeit verkürzt und ein gesteigerter Wirkungsgrad bei verhältnismässig kleiner Baufläche und geringstmöglichen Betriebs-und Unterhaltungskosten erzielt werden kann, während der sich ausscheidende Schlamm eine verminderte bzw. günstigere Konsistenz annimmt.
Von besonderem Vorteil ist es jedenfalls, dass die Luftmenge bei vorliegendem Verfahren weitestgehend ausgenutzt und dadurch ermöglicht wird, insbesondere auch bei Anordnung von Rührwerken, mit der Luftmenge auf ein äusserstes Minimum herabzugehen, u. zw. unter Umständen sogar so weit, dass der Anlage nur noch diejenige Luftmenge zugeführt wird, welche zur Erhaltung des biologischen Vorganges nötig ist.
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Dadurch wird die Wasseroberfläche - in ähnlicher Weise wie bei einem starken Wind, der eine der Flussriehtung entgegengesetzte Richtung hat-dauernd aufgebrochen und sie infolgedessen zu einer gesteigerten Luftaufnahme befähigt. Das wirkt sich dahingehend aus, dass die Luft stärker ausgenutzt wird.
Die zur Durchführung des neuen Belüftungsverfahrens dienenden Einrichtungen können in offene oder unter dem Wasserspiegel befindliche Absitzräume zweistöckiger Anlagen zur voll-oder teilbiologischen Reinigung eingebaut werden. Zu diesem Zweck können die üblichen Verbindungsschlitze zwischen den Räumen in den Absitzbeeken und den Umwälzungs-und Faulräumen ständig oder zeitweilig geschlossen werden.
Das neue Verfahren soll an Hand von auf der Zeichnung beispielsweise dargestellten Einrichtungen noch weiter erläutert werden. Fig. 1 zeigt einen Querschnitt nach V-V der Fig. 2 und Fig. 2 im Grundriss eine besonders einfache Form einer Abwasserkläranlage mit offenem Becken und Belüftung. Fig. 3-5 zeigen eine Kläranlage mit Abwasserdurchlauf und einer zwischen den Tauchwänden vor dem Zu-und Ablauf befestigten Decke. Hiebei ist Fig. 3 ein Schnitt nach X-X der Fig. 4, Fig. 4 ein Mittelschnitt der Fig. 3 und Fig. 5 ein Querschnitt. In Fig. 6 und 7 ist eine Kläranlage mit besonders langem Ab- wasserbeeken veranschaulicht. Hiebei zeigt Fig. 6 einen Schnitt nach Z-Z der Fig. 7 und Fig. 7 einen Grundriss.
Die Fig. 8-10 zeigen eine Anlage für vollbiologische Klärung mit Vor-und Nachklärung und den zwischen den beiden Räumen hiefür befindlichen Belüftungsraum. Hiebei ist Fig. 8 ein Längsschnitt nach W-TY der Fig. 10, Fig. 9 ein Querschnitt nach V-V der Fig. 8 und Fig. 10 ein Grundriss der Anlage.
Gemäss der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 befindet sich in dem das Abwasser aufnehmenden Becken B eine auf der Oberfläche des Wassers schwimmende Decke c. In das Wasser wird durch eine Leitung G Pressluft eingeführt, die das Wasser im Raum b umwälzt und sich unter der Decke staut, dann
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Decke mit Rippen C an der Unterseite versehen sein.
Gemäss der Ausführungsform nach Fig. 3-5 tritt das Abwasser durch den Zulauf a in das Klärbecken BI und verlässt dieses-der Pfeilrichtung folgend-durch den Ablauf/'. Aussen an der einen Längswand des Beckens befindet sich die Zuleitung G für die Pressluft, von deren waagrechtem Zweig g
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sohlplatten h aus und führen somit die Luft in den mit Wasser gefüllten Raum b, wodurch dieser belüftet bzw. in Umwälzung versetzt wird. In den Rraum b ragen Tauchwände e, die durch die Decke c über dem Wasserspiegel untereinander verbunden sind.
Die Wände e schliessen den Belüftungsraum gegen den Zu-und Ablauf ab und die auf Leisten k des Beckens liegende Decke c fängt die durch das Abwasser
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seiner Lage zu dieser in Höhenrichtung verschiebbares Rohr d, durch welches überschüssige Pressluft entweichen kann. Dieses Rohr hat aber noch eine andere bedeutsame Funktion.
Besonders bei schwachem Zulauf, so namentlich in der Nacht, wo dieser nur etwa halb so gross ist als am Tage, muss die Höhe des Luftkissens dementsprechend vergrössert werden können. Steht nämlich nur etwa die halbe Beekenhöhe voll Wasser, dann ist der Raum über dem Wasser mit Luft von doppelter Höhe als am Tage gefüllt. Wird aber diese grössere Luftmenge auch nur wenig unter Druck gesetzt, so braucht auch nur wenig Pressluft zugeführt zu werden, damit die Umwälzungsgeschwindigkeit die gleiche bleibt. Bei gleichem Luftdruck indessen wie am Tage wird die Luftaufnahme und Umwälzungsgeschwindigkeit erheblich gesteigert, was von grossem Vorteil ist.
Es ist zweckmässig, das die überschüssige Luft aus dem Polster i herausführende Rohr d seitlich im Becken anzubringen, so dass der abzuführende Luftstrom möglichst der Abwasserströmung entgegen-
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lüftung hervorruft.
Obwohl durch das Luftpolster an sich das Abwasserbecken kleiner als sonst üblich ausfallen kann, können die Abwasserverhältnisse die Aufstellung verhältnismässig grosser-d. h. langer-Becken bedingen. In solchem Falle ist die Anordnung nur einer einzigen Decke oberhalb des Belüftungsraumes erschwert und auch kaum zugänglich. Deshalb ist für diesen Fall die Decke erfindungsgemäss mit Zwischen- räumen unterteilt. Dadurch wird die Belüftung und Abführung der Luft aus dem Abwasser eine wesentlich gleichmässigere.
Eine mit unterteilter Decke über dem Belüftungsraum versehene Abwasserkläranlage ist in Fig. 6 und 7 dargestellt. Hiebei ist die Decke in dem Becken in drei Teile el zerlegt, die einen Abstand f zwischen sich lassen und mit Senkrechtwänden < , c3 in das Abwasser ragen, so dass drei Belüftungsräume b1, b2, b3 entstehen. Die nach der Anlaufseite zu gerichteten Tauchwände c sind länger als die
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die aufsteigende Luft unter den Teildeeken c3, staut sich bis zur Unterkante der kürzeren Tauchwand CS und entweicht um diese herum in den Schacht f und von dort ins Freie.
Durch diese Luftstromführung
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wird die Luftgeschwindigkeit oberhalb des Abwassers keine allzu grosse, jedenfalls aber eine ziemlich gleichmässige. Ausserdem lässt sich die Luftzuführung zu den Belüftungsräumen in den Schächten/* leichter kontrollieren, und vor allen Dingen wird die Luftabströmung entgegen der Wasserstromrichtung
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Übrigens kann sowohl bei dieser als bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform die Luftabführung zwischen der Beckenwand und der Tauchwand am Einlauf erfolgen, so dass die austretende Luft in den Wasserzulauf oder dessen unmittelbare Nähe gelangt, wodurch eine besonders innige Durchmischung der Pressluft und des Abwassers stattfindet.
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die in Fig. 8-10 dargestellte Anlage in Betracht. Das Becken B3 ist hiebei in drei Räume unterteilt.
Raum ist der der Vorklärung dienende Absitzraum, Raum Ra ist der Belebungsraum und Raum R3 der der Nachklärung dienende Absitzraum. Die Absitzräume haben in bekannter Weise einen trichterförmigen Boden q mit Durchtrittsschlitz s, der Belebungsraum ist gegen den darunter liegenden Faulraum
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für den Durchgang des Abwassers aus dem Raum ? und zum Raum R3. Der Schlamm tritt aus diesen beiden Räumen durch die Schlitze s im Boden q aus. Durch diese biologische Reinigung wird das Abwasser beliebig weit gereinigt, ohne dass mechanisch bewegbare Bauteile verwendet werden müssen und schädliche Gegenströme zwischen den einzelnen Räumen aufträten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur teilbiologischen Reinigung von Abwässern durch Einführen von Pressluft in diese, dadurch gekennzeichnet, dass die das Abwasser durchströmende Luft am Austritt gehindert, dadurch gestaut und damit zum längeren Aufenthalt im Belüftungsraum gezwungen wird, so dass sich die Luftaufnahme und Umwälzung des Abwassers verstärkt.
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There are known wastewater treatment plants in which the biological cleaning of wastewater is carried out by blowing compressed air. The air either escapes once from the first basin directly into the atmospheric air or is cleaned and then used again in other basins. The method of using the air in a pool once has the disadvantage that it is too expensive and therefore uneconomical. The successively repeated use of the air in different basins has certain advantages, but these are canceled out by the fact that a
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to press the column through in one operation.
The following invention is also based on the ventilation of such biological systems, but achieves a significantly better utilization of the air than before, so that the required amount of the same can be significantly reduced. The method consists in placing a porous or air-impermeable ceiling in the aeration basin under natural or artificial pressure and directing the air under this ceiling. This cover can be arranged both below the water level and finally above the water level. When the compressed air is blown into the wastewater, the air accumulates under the ceiling, is retained longer in the basin and can thus circulate the wastewater more vigorously.
The air can accumulate in such a way that an air cushion is formed below the ceiling, which, depending on the ventilation device to be provided, receives a greater or lesser overpressure compared to atmospheric pressure. The pressure can also be produced artificially by mechanical means. The air in the air cushion below the ceiling of the sitting room is under a pressure equal to atmospheric pressure, increased
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designed tight and there are special ventilation devices attached in the same. Such a venting device expediently consists of height-adjustable nozzles or the like, which lead out of the ceiling and extend above the water level of the entire system.
Depending on whether these pipes are more or less deeply immersed, a more or less high air cushion of corresponding pressure forms under the ceiling. In any case, the excess air can easily escape through these pipes.
The invention can be evaluated economically to the effect that either a correspondingly smaller amount of air is supplied, which reduces the operating costs, or the basins are dimensioned smaller in view of the increased air intake, which reduces the system costs. Depending on the local conditions, the
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an increase in efficiency can be achieved.
Furthermore, due to the increased air intake due to the overpressure and the air cushion, a reduction in the number of filter base plates can occur, which in terms of the
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Filter plates are even completely missing and the air can be led directly to the lowest points of the aeration basins or higher, possibly under the ceiling. In this case, it is then expedient to keep the ventilation space moving by means of the known stirring devices in order to increase the intake of air.
To accelerate the viability of the small world, it is advantageous to warm the water in the aeration basin. This heating can be done by heating by means of hot water in pipes or in any other known manner. It is also possible to heat the wastewater in such a way that the air to be introduced is heated before it enters.
The value of the new process is that for fully or partially biological cleaning, the air consumption is reduced compared to the other effort, the circulation time is shortened and an increased efficiency can be achieved with a relatively small construction area and the lowest possible operating and maintenance costs, while the sludge that separates out assumes reduced or more favorable consistency.
In any case, it is of particular advantage that the amount of air in the present method is used to the greatest possible extent and is thereby made possible, in particular also with the arrangement of agitators, to reduce the amount of air to an extremely minimum, u. under certain circumstances even so far that the system is only supplied with the amount of air that is necessary to maintain the biological process.
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As a result, the water surface is constantly broken up - in a similar way to a strong wind that has a direction opposite to the direction of the river - and as a result enables it to absorb more air. This has the effect that the air is used more.
The facilities used to carry out the new ventilation process can be installed in open or below the water level settling rooms of two-story systems for fully or partially biological cleaning. For this purpose, the usual connecting slots between the rooms in the sitting area and the circulation and septic areas can be closed permanently or temporarily.
The new method is to be explained in more detail on the basis of devices shown for example in the drawing. Fig. 1 shows a cross section according to V-V of Fig. 2 and Fig. 2 in plan a particularly simple form of a sewage treatment plant with an open basin and ventilation. 3-5 show a sewage treatment plant with waste water flow and a ceiling fastened between the baffles in front of the inlet and outlet. 3 is a section along X-X in FIG. 4, FIG. 4 is a central section of FIG. 3 and FIG. 5 is a cross section. A sewage treatment plant with a particularly long wastewater pool is illustrated in FIGS. 6 and 7. FIG. 6 shows a section along Z-Z of FIG. 7 and FIG. 7 shows a plan view.
FIGS. 8-10 show a system for fully biological clarification with pre- and post-clarification and the ventilation space between the two spaces for this purpose. 8 is a longitudinal section according to W-TY of FIG. 10, FIG. 9 is a cross-section according to V-V of FIG. 8 and FIG. 10 is a plan view of the plant.
According to the embodiment according to FIGS. 1 and 2, a cover c floating on the surface of the water is located in the basin B receiving the wastewater. Compressed air is introduced into the water through a line G, which circulates the water in room b and then accumulates under the ceiling
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The ceiling can be provided with ribs C on the underside.
According to the embodiment according to FIGS. 3-5, the wastewater enters the clarification basin BI through inlet a and leaves it - following the direction of the arrow - through outlet / '. The supply line G for the compressed air is located on the outside of one of the long walls of the pool, from its horizontal branch g
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sole plates h and thus lead the air into the water-filled space b, whereby this is ventilated or set in circulation. Diving walls e project into the room and are connected to one another by the ceiling c above the water level.
The walls e close the ventilation space from the inlet and outlet and the ceiling c lying on ledges k of the basin catches the through the sewage
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its position in relation to this vertically displaceable pipe d, through which excess compressed air can escape. But this pipe has another important function.
Particularly when the influx is weak, especially at night, when it is only about half as large as during the day, it must be possible to increase the height of the air cushion accordingly. If there is only about half the beeken height full of water, then the space above the water is filled with air twice as high as during the day. However, if this larger amount of air is only slightly pressurized, then only a small amount of compressed air needs to be supplied so that the circulation speed remains the same. With the same air pressure as during the day, the air intake and the rate of circulation are considerably increased, which is of great advantage.
It is advisable to attach the pipe d leading out of the cushion i to the side of the basin, so that the air flow to be discharged is as opposed to the waste water flow as possible.
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ventilation causes.
Although the sewage basin itself can turn out to be smaller than usual due to the air cushion, the sewage conditions can make the installation relatively larger. H. long-pelvis. In such a case, the arrangement of only a single ceiling above the ventilation space is difficult and also hardly accessible. Therefore, according to the invention, the ceiling is subdivided with intermediate spaces for this case. This makes the ventilation and removal of air from the wastewater much more even.
A sewage treatment plant provided with a subdivided ceiling above the ventilation space is shown in FIGS. 6 and 7. The ceiling in the basin is divided into three parts el, which leave a distance f between them and protrude into the sewage with vertical walls <, c3, so that three ventilation spaces b1, b2, b3 arise. The baffles c directed towards the approach side are longer than the
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the rising air under the partial ceilings c3 accumulates up to the lower edge of the shorter baffle CS and escapes around this into the shaft f and from there into the open.
Through this air flow guide
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the air velocity above the sewage will not be too great, but in any case a fairly constant one. In addition, the air supply to the ventilation spaces in the shafts / * can be controlled more easily, and above all the air outflow is against the direction of the water flow
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Incidentally, both in this embodiment and in the previously described embodiment, the air can be discharged between the pool wall and the immersion wall at the inlet, so that the exiting air reaches the water inlet or its immediate vicinity, whereby a particularly intimate mixing of the compressed air and the waste water takes place.
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the system shown in Fig. 8-10 into consideration. Basin B3 is divided into three rooms.
Room is the settling room used for primary clarification, room Ra is the activation room and room R3 is the settling room used for secondary clarification. In a known manner, the settling rooms have a funnel-shaped floor q with a passage slit s; the activation area faces the septic tank below
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for the passage of sewage from the room? and to room R3. The sludge emerges from these two spaces through the slots s in the floor q. With this biological treatment, the wastewater can be cleaned to any extent without the need to use mechanically movable components and harmful countercurrents between the individual rooms.
PATENT CLAIMS:
1. A method for the semi-biological purification of wastewater by introducing compressed air into it, characterized in that the air flowing through the wastewater is prevented from exiting, is dammed and thus forced to stay in the ventilation space for a longer period of time, so that the air intake and circulation of the wastewater is increased .