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Verfahren und Einrichtung zur mechanisch-biologischen
Abwasserreinigung
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wobei der biologische Arbeitsraum einstellbar und gleichmässig über 24 Stunden beschickt wird.
Alle diese Massnahmen haben jedoch in der Abwasserwirtschaft bislang nicht zu dem gewünschten Erfolg geführt, zumal sie in den meisten Fällen immer an der zu grossen Verschlammung des Tropfkörpers scheitern, von der neben dem biologischen Zustand des Schlammes die Reinigungswirkung sehr abhängig ist.
Im allgemeinen können Mikroorganismen der mesosaproben Zone, auch Sauerstoffzone genannt, das 100-bis 200fache an organischen Stoffen aufzehren im Verhältnis zu Mikroorganismen der polysaproben Zone, auch Fäulniszone genannt, also der Zone, in der die Kleinlebewesen sich den für sie notwendigen Sauerstoff erst durch Aufspalten des Wassermoleküls schaffen müssen. Darüber hinaus ist der Schlamm der polysaproben oder Fäulniszone, der im wesentlichen aus Mikroorganismen der FäuIniszone, vermischt mit Mikroorganismen des Überganges zwischen Fäulnis-und Sauerstoffzone besteht, kittig, klebrig, nicht spülbar und geht mit Wasser gelöst wieder in kolloide Form über. Dieser im Wasser zum Teil lösliche Schlamm setzt sich schlecht ab und verursacht kolloide Trübung.
Demgegenüber ist der Schlamm der mesosaproben oder Sauerstoffzone nicht klebrig und kittig, sondern körnig. Die einzelnen Flocken gehen im Wasser nicht in kolloide Form über und setzen sich infolge ihrer grösseren Schwere schnell zu Boden.
Ein bildlicher Vergleich wäre z. B. Lehm oder Ton mit feinem gewaschenem Sand.
Beim Reinigungsverfahren mit Belebtschlamm werden die Mikroorganismen mit dem für ihr Leben und ihre Entwicklung notwendigen Sauerstoff durch Einbringen von Luft in das Abwasser versorgt. Die in diesem Falle notwendigen Kosten für den Energieaufwand sind jedoch erheblich grösser als die Strom- cd. dgl. Kosten für das Heben des Abwassers auf den biologischen Tropfkörper und sonstige Energieverluste.
Die Reinigung des Abwassers im Belebtschlammverfahren ist ebenso gut oder oft besser als bei Tropf- körperanlagen, die Betriebssicherheit besonders bei kleineren Anlagen jedoch vielfach geringer, weil die Mikroorganismen durch gegebenenfalls nicht genügend vorhandenen Luftsauerstoff, pH-Wertsänderungen oder Einleitung von Giftstoffen schneller durch diese nachteiligen Verhältnisse ungünstig beeinflusst werden, als es im Tropfkörper der Fall ist.
Die Erfindung bezweckt, die erwähnten Nachteile sowohl der Tropfkörperanlagen als auch der Belebtschlammanlagen zu beseitigen bzw. zu verringern.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mechanisch-biologischen Abwasserreinigung, bei dem das durch das Vorklärbecken mechanisch vorgeklärte Abwasser zusammen mit einem Teil des vom Tropfkörper über das Nachklärbecken rückgeleiteten Belebtschlammes auf den Tropfkörper gegeben wird, das dadurch gekennzeichnet ist, dass sowohl das Abwasser aus dem Vorklärbecken als auch der Belebtschlamm aus dem Nachklärbecken mengenmässig über etwa 24 Stunden gleichmässig verteilt entnommen und zur Schaffung optimaler Lebensbedingungen der das Abwasser reinigenden Mikroorganismen in dem eingestellten Mengenverhältnis zueinander gemischt auf den Tropfkörper gegeben werden.
Mit Hilfe der Erfindung wird ein Gemisch von Tropfkörperschlamm und Abwasser ständig im Kreislauf über Tropfkörper, Nachklärbecken, Rücknahme-Verteilereinrichtung und ein Pumpwerk bei einstellbarer Schlammabwasserkonzentration geleitet und diesem Kreislauf nur so viel zu reinigendes Abwasser zugegeben, dass es nach Durchrieseln des Tropfkörpers so weit gereinigt und mit Sauerstoff angereichert ist, dass es nach Entschlammung dem Vorfluter zugeleitet werden kann. Dabei gelangt durch die Verdünnung mit Tropfkörperschlamm bereits ein sauerstoffhaltiges Abwasser auf die Tropfkörperoberfläche und die Mikroorganismen der Sauerstoffzone erhalten ein Übergewicht gegenüber den Organismen der polysaproben Zone.
Letztere kann sich deswegen auch in den oberen Schichten nicht entwickeln, so dass bei Berücksichtigung aller weiteren für den biologischen Reinigungsprozess notwendigen Erfordernisse ein Versagen des Tropfkörpers nicht eintritt. Darüber hinaus ist ein sicherer Betrieb gewährleistet.
Die Erfindung schlägt weiterhin zur Ermöglichung der vorstehend genannten vorteilhaften Wirkungen vor, dass zwecks Einstellung des günstigsten Verhältnisses zwischen Abwasser aus dem Vorklärbecken und Belebtschlamm aus dem Nachklärbecken, insbesondere zur Verhinderung eines weniger gut gereinigten Vorflutabflusses, der Belebtschlamm aus dem zum Tropfl < örper führenden Nachklärbeekenrücklauf entnommen und vorzugsweise dosiert dem Vorklärbeckenzulauf zugeführt wird.
Gemäss weiterer Erfindung kann der Drehverteiler des Tropfkörpers unter Erzielung einer grösseren zeitlichen Belastung der von ihm überstrichenen bespülten Tropfkörperoberfläche zur Verhinderung einer die optimalen Lebensbedingungen der das Abwasser reinigenden Mikroorganismen nachteilig beeinträchtigenden Tropfkörperverschlammung abgebremst werden.
In Weiterbildung des erfindungsgemässen Verfahrens wird vorgeschlagen, dass zur Sauerstoffzuführung zu den Mikroorganismen bei erhöhter Tropfkörperbelastung, z. infolge Abbremsung des Drehverteilers, Aussenluft durch einen Ventilator od. dgl. Ins Tropfkörperinnere geblasen wird.
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Zweckmässig wird nach einem vorzugsweisen Verfahrensschritt gemäss der Erfindung das aus Abwasser aus dem Vorklärbecken und Belebtschlamm aus dem Nachklärbecken bestehende Gemisch bei einstellbarer Beschickungszeit und einstellbarer Beschickungspause vorzugsweise 10- bis 20mal je Stunde auf den Tropfkölper gegeben.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass durch eine mengenmässig einstellbare Entnahmeeinrichtung der gesamte aus dem Tropfkörper kommende Schlamm als Abwasserschlammgemisch bzw. als Belebtschlamm aus der Trichterspitze des Nachklärbeckens entnommen wird und durch kurzzeitiges Anheben eines den Abfluss aus dem Nachklärbecken regulierenden Standrohres schwere, den Umlauf des Tropfkörperschlammes störende Auswaschungen, wie sandige abgelagerte Teilchen, Schwer- oder Schwebestoffe, aus dem Nachklärbecken in einen nachgeschalteten Verteilerschacht ausgespült und abgelassen werden.
Gemäss der Erfindung kann weiterhin der grösste Teil des Schlammes aus dem Verteilerschacht mengenmässig einstellbar über ein zeitgeschaltetes Pumpwerk mit dem Abwasser aus dem Vorklärbecken gemischt und dann das Gemisch ebenfalls zeitgeschaltet auf den Tropfkörper gegeben werden.
Die Erfindung schlägt schliesslich vor, dass insbesondere bei schwer zu reinigendem Abwasser der Tropfkörperabfluss über eine durch einen zweiten Tropfkörper und ein zweites Nachklärbecken gebildete zweite biologische Stufe, die von der ersten biologischen Stufe unabhängig ist, geleitet wird, wobei der Überschuss-Belebtschlamm der zweiten biologischen Stufe zweckmässig über den Schlammkreislauf der ersten biologischen Stufe dem Vorklärbeckenzulauf und damit dem mechanischen Teil der Anlage zugeführt wird.
Die erfindungsgemässe Einrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens zur mechanischbiologischen Abwasserreinigung kennzeichnet sich dadurch, dass vor dem Tropfkörper ein als Sammelraum für das Abwasser aus dem Vorklärbecken und den Belebtschlamm aus dem Nachklärbecken dienender Beschickungsbehälter für die Beschickung des Tropfkörpers mit Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch vorgesehen ist, wobei einerseits an die Verbindungsleitung zwischen Vorklärbecken und Beschickungsbehälter und/oder an das Vorklärbecken ein die Einstellung des Rohabwasserzuflusses ermöglichender Stau-
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geordnet sind.
Erfindungsgemäss kann der Stauraum und das Vorklärbecken, insbesondere bei Vorsehung einer zwei- en biologischen Stufe, in einem Rundbauwerk mit oberem zylindrischem und unterem trichterförmigem Teil vereinigt und der Stauraum oberhalb des eigentlichen Vorklärbeckens bzw. derart in bezug auf das Vorklärbecken angeordnet sein, dass beide Flüssigkeitsspiegel auf gleicher Höhe liegen, wobei das Vorklärbecken in ein zur mechanischen Reinigung dienendes Becken im wesentlichen in Form eines Trichters oder Trichterteils und einen danebenliegenden, abgedeckten Schlammfaulraum unterteilt ist.
Gemäss einer Ausführungsform nach der Erfindung ist zur teilweisen Rückführung des vom Nachklärbecken in den Rücknahmeverteilerschacht fliessenden Schlamm-Abwasser-Gemisches zum Rohabwasser eine den Verteilerschacht mit dem Vorklärbeckenzulauf verbindende Rücklaufteilung mit zwischengeschalteter Reguliereinrichtung zur mengenmässigen Einstellung angeordnet.
Die Erfindung schlägt weiterhin vor, dass bei für den Tropfkörper vorhandenem natürlichem Gefälle zwischen Zulauf des Rohabwassers und dem Vorfluter im Beschickungsbehälter eine zum Tropfkörper führende Abflussleitung mit elektrisch zeitgesteuerter Abflussregulierung angeordnet ist und vor der Abflussregulierung, zweckmässig auf der zum Drehverteiler des Tropfkörpers hin gewandten Seite des Beschickungsbehälters, eine offene Einlaufleitung über dem Flüssigkeitsspiegel mündet, durch die ein Teil des vom Nachklärbecken in den Rücknahmeverteilerschacht fliessenden Schlamm-Abwasser-Gemisches mittels einer dem Verteilerschacht nachgeschalteten Pumpe in den Beschickungsbehälter gepumpt werden kann, wobei für die Rückführung eines weiteren Teiles dieses Rückflussabwassers als Überschussschlamm zum Rohabwasser eine weitere Pumpe dem Verteilerschacht zugeordnet ist.
Insbesondere bei tiefliegendem Vorklärbecken, und hochliegendem Tropfkörper ist gemäss weiterer Erfindung der Beschickungsbehälter als Pumpensumpf ausgebildet, dessen Pumpwerk eine einstellbare und elektrisch zeitgeschaltete Hauptförderpumpe zum Aufgeben des im Beschickungsbehälter gemischten Schlamm-Abwasser-Gemisches auf den Tropfkörper aufweist und von dessen Sohle aus eine Verbindungsleitung zum Stauraum führt, die zur Ermöglichung des Überleitens des über das 24-Stunden-Mittel anfallenden Abwassers bzw. des Rückfliessens vom Stauraum zum Beschickungsbehälter bei unter dem 24-Stunden-Mittel anfallenden Abwasser dient.
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Bei tiefliegendem Rohabwasserzulauf und hochliegendem Vorklärbecken schlägt die Erfindung vor, dass hinter dem Vorklärbecken ein zusätzlicher Beschickungsbehälter zur Aufnahme des aus dem Vertei- lerschacht anfallenden und mit einem Pumpwerk geförderten Belebtschlammgemisches vorgesehen ist, und in dem zusätzlichen Beschickungsbehälter zur Aufgabe des mit dem aus dem Vorklärbecken kommenden mechanisch gereinigten Abwassers durchmischten Belebtschlammgemisches auf den Tropfkörper eine an sich bekannte hydraulische Unterbrechereinrichtung angeordnet ist, wobei der zur Förderung des Rohabwassers auf das Vorklärbecken dienende Pumpensumpf mit dem Stauraum kommunizierend in Verbindung steht.
Eine weitere Ausführungsform gemäss der Erfindung besteht darin, dass für die elektrische Zeitschaltung mit einstellbarer Pumpzeit und Pumppause Niveauschalter, z. B. ein Schwimmer od. dgl. tieferliegend als der Stauraum und der Normalspiegel des Vorklärbeckens angeordnet ist, der die Hauptpumpe bei niedrigstem Pumpensumpf-bzw. Beschickungsbehälterspiegel ausschaltet und vor Erreichen des Normalspiegels wieder einschaltet, während ein zweiter Niveauschalter mit geringerer Aus- und Einschaltbegrenzung vorgesehen ist, der eine Reservepumpe bei Überschreiten des höchsten Stauraumwasserspiegels einschaltet.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass im Tropfträger etwa in zwei Drittel seiner Höhe ein sich über den ganzen Tropfkörperquerschnitt erstreckender doppelter, an sich bekannter Zwischenrost und in einer in den Zwischenraum des Rostes mündenden, die Tropfkörperwand durchgreifenden Öffnung ein Ventilator zur zwangsweisen Belüftung des Tropfkörpers vorgesehen ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform zur Erzielung einer weiteren Verbesserung der Lebensbedingungen der das Abwasser reinigenden Mikroorganismen schlägt die Erfindung vor, dass bei Anordnung eines über den ganzen Durchmesser des Tropfkörpers sich erstreckenden, mit seinem ganzen Querschnitt oberhalb der Tropfkörpersohle befindlichen, begehbaren Bedienungs- oder Belüfmngsganges vorzugsweise in der Mitte des Tropfkörpers ein Pumpenraum, der zweckmässig einen Teil des Ganges bildet, mit darunterliegendem Pumpensumpf zum Vermischen des wegen zu geringer Tropfkörperhöhe über der Decke des Ganges nur teilbiologisch gereinigten, dem Pumpensumpf zugeleiteten Abwassers mit dem Rücklauf aus dem gegebenenfalls unterhalb des Tropfkörpers angeordneten Nachklärbecken und zum nochmaligen Hinaufpumpen dieses Gemisches auf den Tropfkörper angeordnet ist.
Eine weitere Ausbildung gemäss der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass zwischen dem Füllgut des Tropfkörpers und dessen äusserer Umfassungswand zur Isolierung gegen Temperaturschwankungen des Füllgutes und somit des durch den Tropfkörper sinkenden Belebtschlamm-Abwasser-Gemisches sowie zur Verhinderung einer die optimalen Lebensbedingungen der Mikroorganismen störenden Durchfeuchtung der Aussenwand hochkant gestellte Wellplatten, vorzugsweise Wellasbestzementplatten mit ihren Wellen von oben nach unten verlaufend angeordnet sind.
Gemäss weiterer Erfindung kann zur Bremsung des Tropfkörper-Drehverteilers bzw. zu dessen Geschwindigkeitsbegrenzung ein feststehendes Pendel-oder Ankerwerk mit verstellbarem Pendel oder Pendelrad mit dem drehbaren Verteilerkopf des Drehverteilers durch Riementrieb, Zahntrieb od. dgl. gekoppelt sein.
Die Erfindung schlägt schliesslich vor, dass ein Arm des Drehverteilers mit gegenüber den übrigen Verteilerarmen grösseren Austrittsöffnungen versehen ist und/oder einen grösseren Rohrdurchmesser besitzt, so dass er freilaufend oder abgebremst eine grössere Spülwirkung für den Schlamm im Tropfkörper erzeugt, während die übrigen Verteilerarme den Tropfkörper mit einer geringeren schwach belastenden Wassermenge beschicken, wobei der Drehverteilerarm mit den grösseren Austrittsöffnungen gegebenenfalls abschliessbar und/oder als zusätzlicher Arm ausgebildet ist.
Weitere Ausfuhrungsmöglichkeiten sind aus der Zeichnung ersichtlich, in der Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt sind.
Es zeigen : Fig. 1 eine mechanisch-biologische Abwasserreinigungsanlage, bei welcher für den biologischen Tropfkörper das notwendige natürliche Gefälle zwischen Zulauf des Rohabwassers und dem Vorfluter vorhanden ist und bei der nur ein Teil des Tropfkörperschlamm-Abwassergemisches wieder auf den Tropfkörper gehoben werden muss, im Längsschnitt, Fig. 2 die Anlage nach Fig. l im Grundriss, Fig. 3 eine Anlage, bei der das natürliche Gefälle für den Tropfkörper nicht vorhanden ist, aber der Rohabwasserzulauf nur so tief im Gelände liegt, dass die mechanische Reinigung noch vor einem Pumpwerk für mechanisch gereinigtes Abwasser eingebaut werden kann, wobei das Pumpwerk zum Heben sowohl des mechanisch gereinigten Abwassers als auch des Tropfkörperschlamm-Abwassergemisches dient, im Längsschnitt, Fig. 4 die Anlage nach Fig. 3 im Grundriss, Fig.
5 eine ähnliche wie die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Anlage, bei der jedoch der Zulauf so tief in der Erde gelegen ist, dass das Rohabwasser zweck-
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mässig in ein über Gelänge liegendes mechanisch reinigendes Vorklärbecken gehoben und von diesem aus gemäss den Fig. 1 und 2 auf den biologischen Tropfkörper gegeben wird, wobei sowohl für das Rohabwasser als auch für das Tropfkörperschlamm-Abwassergemisch Pumpen erforderlich sind, im Längsschnitt, Fig. 6 die Anlage nach Fig. 5 im Grundriss, Fig. 7 und 8 die Anlage nach den Fig. 3 und 4 in vergrössertem Massstab, im Längsschnitt bzw. im Grundriss, Fig. 9 ein Nachklärbecken mit Rücknahmeverteilerschacht, im Schnitt, Fig. 10 einen Tropfkörper im Längsschnitt, Fig. 11 einen Schnitt nach der Linie XI-XI in Fig. 10, Fig. 12 eine Einzelheit aus Fig. 10, Fig. 13 eine Einzelheit aus Fig.
11, Fig. 14 die Innenwandung eines Tropfkörpers, in Ansicht von innen, Fig. 15 eine gegenüber Fig. 14 abgeänderte Ausführungsform, Fig. 16 eine zweistufige Anlage im Längsschnitt und Fig. 17 die Anlage nach Fig. 16 im Grundriss.
In den Fig. 1 - 6 sind die Ausführungsmöglichkeiten entsprechend der verschiedenen örtlichen Verhältnisse schematisch dargestellt. Dabei ist die mechanische Vorreinigung oder das Vorklärbecken 1 immer als Emscherbrunnen angenommen. Mit dem Vorklärbecken 1 ist der Stauraum 2 verbunden. Die mechanische Vorreinigung 1 kann auch als Lang- oder Rundbecken ausgeführt, und der Stauraum 2 kann auf diese oder einen Emscherbrunnen aufgestockt sein.
In allen Fällen sind dabei zeitgeschaltete Enrichtungen vorgesehen, durch welche mechanisch gereinigtes Abwasser, vermischt und verdünnt mit Tropfkörperschlamm-Abwassergemisch auf den Tropfkörper 4 einstellbar, u. zw. mengenmässig über etwa 24 Stunden gleichmässig verteilt, aufgebracht wird und Vorkehrungen zur Verhinderung einer Verschlammung des Tropfkörpers auch bei hochkonzentriert und leicht zerfallbaren Abwässern und zum Schutz des Tropfkörpers 4 selbst sowie des Füllgutes 34 gegen störende Einflüsse durch Temperaturschwankungen getroffen.
Allen Ausführungen nach den Fig. 1 - 8, 16 und 17 ist der Aufstauraum 2 gemeinsam, der es ermöglicht, bei Abwassersammelungen nach dem Mischsystem und grossen Niederschlägen den durch Regen ver- dünnten Zulauf Im Stauraum mechanisch zu reinigen und zum Teil so abfliessen zu lassen.
Weiterhin ist bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 - 8, 16 und 17 vor dem Tropfkörper 4 ein als Sammelraum für das mechanisch vorgereinigte Abwasser aus dem Vorklärbecken 1 und den aus dem Nachklärbecken 5 kommenden Belebtschlamm dienender Beschickungsbehälter 3 für die Beschickung des Tropfkörpers 4 mit Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch vorgesehen. Zwischen dem Nachklärbecken 5 und dem Beschickungsbehälter 3 ist ein die Einstellung des Belebtschlammrücklaufes ermöglichender Rücknahmeverteilerschacht 6 angeordnet. Zwischen dem Beschickungsbehälter 3 und dem Drehverteiler 7 des Tropfkörpers 4 sind zeitgeschaltete Reguliereinrichtungen zur Einstellung des Zulaufes des Abwasser-Belebtschlamm-Gemisches zum Tropfkörper 4 angeordnet.
An der Verbindungsleitung 8 zwischen Vorklärbecken 1 und Beschickungsbehälter 3 oder am Vorklärbecken 1 ist der Stauraum 2 angeschlossen.
Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 16 und 17 mit einer zweiten biologischen Stufe ist der Stauraum 2 und das Vorklärbecken 1 in einem Bauwerk 80 vereinigt.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 ist eine oberhalb der Abflussregulierung 83 der zum Tropfkörper 4 führenden Abflussleitung 82 des Beschickungsbehälters 3 beginnende, zum Stauraum 2 führende Überlaufleitung 77 vorgesehen.
Zur teilweisen Rückführung des vom Nachklärbecken 5 in den Rücknahmeverteilerschacht 6 fliessenden Schlamm-Abwasser-Gemisches zum Rohwasser ist eine den Verteilerschacht 6 mit dem Vorklärbeckenzulauf verbindende Rücklaufleitung 81 angeordnet.
Gemäss den Fig. 1 und 2 ist bei für den Tropfkörper 4 vorhandenem natürlichem Gefälle zwischen Zulauf des Rohwassers und dem Vorfluter im Beschickungsbehälter 3 eine zum Tropfkörper 4 führende Ab-
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Nachklärbecken 5 in den Rücknahmeverteilerschacht 6 fliessenden Schlamm-Abwasser-Gemisches mittels einer dem Verteilerschacht nachgeschalteten Pumpe 84 in den Beschickungsbehälter 3 gepumpt werden kann. Für die Rückführung eines weiteren Teiles dieses Rückflussabwassers als Überschussschlamm zum Rohabwasser, ist dem Verteilerschacht 6 eine weitere Pumpe 79 zugeordnet. Die Pumpe 84 steht mit dem Beschickungsbehälter 3 über eine Leitung 78 in Verbindung.
Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 3 - 6 mündet in den als Pumpensumpf ausgebildeten Beschickungsbehälter 3 eine zum Zufluss eines Teiles des Schlamm-Abwasser-Gemisches aus dem Nachklär- becken 5 dienende Zulaufleitung 24. Im Pumpensumpf 3 ist eine sich bei Erreichen eines bestimmten Höchstspiegels kurzzeitig zuschaltende Reservepumpe 16 zur Einhaltung eines gewünschten Pumpensumpfspiegels angeordnet.
Der Stauraum 2 kann als besonderes Bauwerk ausgebildet sein. Er kann weiterhin tiefer als das Vor-
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klärbecken 1 liegen und/oder durch Aufstau der mechanischen Vorreinigung gebildet sein.
In der in den Fig. 7 und 8 wiedergegebenen Anlage wird das Abwasser in einem als Emscherbrunnen ausgebildeten Vorklärbecken 1 mechanisch vorgereinigt, fliesst in einen mit Vorflutauslass 11 versehenen Staubehälter 2 mit schräger Sohle 9 und Abflussrinne 10 nach einem als Pumpensumpf ausgebildeten Beschickungsbehälter 3. Neben mechanisch vorgereinigtem Abwasser wird von einem Rücknahmeverteilerschacht 6 Tropfkörperschlamm-Abwasser-Gemisch in bestimmter Menge zugeführt. Regulierbar durch ein in Fig. 7 schematisch dargestelltes Zeitschaltgerät 12 wird das dem Pumpensumpf 3 zugeführte Abwasser und Tropfkörperschlamm-Abwasser-Gemisch auf den Tropfkörper 4 gehoben und durch einen Drehverteiler 7 auf die Oberfläche verteilt. Die Dosierung der aus dem Pumpensumpf 3 aufgenommenen Menge geschieht durch das Zeitschaltgerät 12 mit Schwimmern 13,14.
Dieses Zeitschaltgerät 12 hält eine Hauptpumpe 15 kurze Zeit in Betrieb, schaltet sie kurze Zeit aus und nachher wieder ein. Die Betriebszeiten und Betriebspausen der Hauptpumpe 15 lassen sich von einem Schaltrelais 17 einstellen und laufen hintereinander ab. Sie laufen-solange Strom und genügend Wasser vorhanden ist-unaufhörlich im eingestellten Rhythmus weiter. Bei zu wenig Wasser wird die Stromzuführung zur Hauptpumpe 15 unterbrochen. Bei zu viel Wasser schaltet sich durch den zweiten, höher liegenden Schwimmer 14 eine Reservepumpe 16 kurzzeitig zu.
Die Anschläge des Schwimmers oder gleichen Zwecken dienende Schalteinrichtungen der Reservepumpe 16 sind so eingestellt, dass nur eine möglichst geringe Stauhöhe aus dem Pumpensumpf 3 bzw. aus dem Beschickungsbehälter abgepumpt wird, bis sich die Reservepumpe 16 wieder abschaltet.
Wie aus Fig. 4 hervorgeht, führt von der Sohle des als Pumpensumpf ausgebildeten Beschickungsbehälters 3 eine Verbindungsleitung 85 zum Stauraum 2, die zur Ermöglichung des Überleitens des über das 24-Stunden-Mittel anfallenden Abwassers bzw. des Rückfliessens vom Stauraum 2 zum Beschickungsbe- hälter 3 bei unter dem 24-Stunden-Mittel anfallenden Abwasser dient.
Gemäss Fig. 5 ist bei tiefliegendem Rohabwasserzulauf und hochliegendem Vorklärbecken 1 in einem zusätzlichen Beschickungsbehälter 3 der zur Aufnahme des mit dem aus dem Vorklärbecken 1 kommenden mechanisch gereinigten Abwasser durchmischten Belebtschlammgemisches auf den Tropfkörper 4 eine an sich bekannte hydraulische Unterbrechereinrichtung 86 angeordnet.
Um beim Versagen des Zeitschaltgerätes 12 die Anlage trotzdem, wenn auch mit einem geringeren Wirkungsgrad, in Betrieb halten zu können, ist ein Überbrückungsschalter für das Zeitschaltgerät 12 vorgesehen, durch den der Kontaktgeber des Schwimmers für die Hauptpumpe 15 von Zeitschaltung auf Niveauschaltung umgestellt wird. Dadurch wird ein Abschalten der Hauptpumpe 15 so lange vermieden, bis der Stauraum 2 und der Pumpensumpf 3 abgepumpt und so viel Wasser über den Tropfkörper 4 gepumpt wird, wie vom Vorklärbecken 1 und vom Rücknahmeverteilerschacht 6 dem Pumpensumpf 3 zufliesst. Die Anlage arbeitet dann unter Wegfall des Stauraumes 2 und der elektrischen Zeitschaltung. Sie wird also während der Stunden des höchsten Abwasseranfalles mehr und während der Stunden des geringsten Abwas- seranfalles, insbesondere in der Nacht, weniger belastet.
Die biologische Umstellung, die durch grösseren und geringeren Abwasserzufluss und durch grössere und geringere Verdünnung des Zulaufes und die damit verbundenen Abwasser-Temperaturschwankungen eintritt, ist so gross, dass die Güteunterschiede des Ablaufes schon nach 24 Stunden bereits durch optische Beurteilung gegenüber dem zeitschaltenden Betrieb festzustellen sind.
Wie insbesondere aus den Fig. 7 - 9 ersichtlich ist, gelangt das vom biologischen Tropfkörper 4 nach dem Nachklärbecken 5 abgeleitete Abwasser vermischt mit dem Tropfkörperschlamm-Abwasser-Gemisch, in ein zylindrisches Abfallrohr 18 des Nachklärbeckens 5, durch welches das Abwasser nach unten abgeleitet wird. Das Abwasser steigt dann in dem Trichterbecken 5 so langsam hoch, dass der aus dem Tropfkörper 4 mitgebrachte Schlamm nach der Trichterspitze 5a absinkt. In die Trichterspitze 5a ragt ein Tropfkörperschlammsteigrohr 19, welches in seinem oberen Teil in ein erweitertes Rohr oder Behälter 20 hineinragt. Auf das Steigrohr 19 ist, wie Fig. 9 zeigt, mittels einer bajonettverschlussartigen Kupplung 22 ein Abflussrohr bzw. Standrohr oder Mönch 21 dicht aufgesetzt.
In diesem Standrohr 21 sind oberhalb der Kupplung 22 mehrere mit Gewindekappen verschraubbare Austrittsöffnungen 23 vorgesehen, die durch Öffnen oder Schliessen mehr oder weniger Schlamm aus der Trichterspitze 5a hochfliessen lassen. Über die verschliessbaren Austrittsöffnungen 23 strömt das Wasser in den oberen Behälter 20 und von hier aus mit eigenem Gefälle über die Leitung 24 nach dem Rücknahmeverteilerschacht 6. Werden von den verschliessbaren Öffnungen die Verschlussdeckel mehr oder weniger gelöst, so tritt mehr oder weniger Tropfkörperschlamm, vermischt mit dem gereinigten Abwasser, in dem Steigrohr 19 hoch und fliesst zum Rück- nahmeverteilerschacht 6 ab.
Behindern sandige, im Nachklärbecken abgelagerte Bestandteile oder Schwerstoffe und solche Stoffe, die sich in der Steigleitung 19 im Schwebezustand befinden, das Hochsteigen des Schlamm-Abwasser-Gemisches, dann kann durch Anheben des Standrohres 21 ein grosses Druckgefälle
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erzeugt werden, wobei der abgelagerte oder sich ansammelnde Schlamm infolge des vergrösserten Druckgefälles und der damit vergrösserten Strömungsgeschwindigkeit nach dem Rücknahmeverteilerschacht 6 ausgespült wird.
An seinem oberen Rand besitzt das Nachklärbecken 5 den Vorflutablass 25.
Der Rücknahmeverteilerschacht 6 besteht, wie die Fig. 7 - 9 zeigen, aus einem Behälter, in welchen das mengenmässig eingestellte Abwasser aus dem Nachklärbecken 5 durch eine Rohrleitung 24 zufliesst.
Vorzugsweise auf der gegenüberliegenden Seite in etwa gleicher Höhe ist ein Abflussrohr 26 in den Rücknahmeverteilerschacht 6 eingebaut, durch welches das zugeführte Tropfkörperschlamm-Abwasser-Gemisch zum Pumpensumpf 3 weitergeleitet wird. In der Sohle des Rücknahmeverteilerschachtes 6 ist eine Rohrleitung 27 eingebaut, auf welcher ebenfalls mit einer bajonettartigen Kupplung 28 ein Standrohr 29 aufgesetzt ist. Auch dieses Rohr 29 besitzt oberhalb der Kupplung 28 mehrere verschliessbare Öffnungen 30, durch die das Abwasser in das Standrohr 29 und damit in die am Boden vorgesehene Abflussleitung 27 abfliessen kann.
Durch Verlangsamung der Fliessgeschwindigkeit innerhalb des Behälters 6 sinken die aus dem Tropfkörper 4 über das Nachklärbecken 5 mitgebrachten sandigen Bestandteile und Schwerschlamm zu Boden und fliessen über die verschliessbaren unteren Abflussöffnungen 30 (Fig. 7 und 9) in die Rohrleitung 27 bzw. in die mechanische Vorreinigung 1 ab. Durch eine vorgesetzte Prellplatte oder Einführung des zufliessenden Tropfkörperschlamm-Abwasser-Gemisches mittels eines nach unten abgewinkelten Rohrstutzens 24a (Fig. 7) in den unteren Teil des Behälters 6 wird ein besseres Ausscheiden der Schwerstoffe erreicht.
Ist es zu irgendwelchen Versetzungen, Verschlammungen oder Ablagerungen innerhalb des Behälters 6 gekommen, so kann das Standrohr 29 angehoben werden und damit der gesamte vom Nachklärbecken 5 kommende Zufluss über den Bodenablass 27 des Behälters 6 nach der Vorreinigung 1 abgeleitet werden. Durch Öffnen der mehr oder weniger verschliessbaren Abflussöffnungen 30 im Standrohr 29 kann mehr oder weniger Schlamm-Abwasser-Gemisch nach der Vorreinigung 1 abfliessen. Wird das Standrohr 29 ganz geschlossen, dann wird der gesamte aus dem Tropfkörper 4 kommende Schlamm über das Nachklärbecken 5 dem Verteilerschacht 6 und dem Pumpensumpf 3 zufliessen und mit Abwasser vermischt wieder auf den Tropfkörper 4 geleitet. Die Tropfkörper-Schlammkonzentration mit Abwasser erhöht sich dann.
Werden mehr Öffnungen im Standrohr 29 des Rücknahmeverteilerschachtes 6 geöffnet, so dass mehr Schlamm nach der Vorreinigung 1 abgeführt wird, verringert sich die Konzentration des Tropfkörperschlamm-Abwassergemisches. Auf diese Weise ist es möglich, die Konzentration des Tropfkörperschlamm-Abwassergemisches in ungefähr gleichen Grenzen zu halten, nämlich dadurch, dass soviel Schwerstoffeund Tropf- körperschlamm zur Vorreinigung 1 abgeleitet werden, wie sich im Tropfkörper 4 an Schlamm entwickelt bzw. absetzbaren Bestandteilen aus der mechanischen Vorreinigung 1 mitgebracht werden oder sich aus dem Füllgut 34 des Tropfkörpers lösen.
Durch Beobachtung und geeignete Einstellung ist es mit Hilfe der Erfindung möglich, den Tropfkörper 4 immer mit der gleichen Tropfkörperschlamm-Abwasserkonzentration zugunsten einer optimalen Reinigungswirkung zu belasten.
Gemäss den Fig. 7 und 8 besteht der biologische Tropfkörper 4 aus einer Umfassungswand 31, die gegen Temperaturunterschiede und gegen Durchfeuchten isoliert ist, und einer Betonsohle 32 mit aufgebautem Belüftungsrost 33. Über dem Belüftungsrost befindet sich das Füllgut 34. Oberhalb des Füllgutes 34 ist der Drehverteiler 7 angeordnet, der das Abwasser gleichmässig auf die Oberfläche des Füllgutes 34 verteilt. Die Drehung des Verteilers 7 geschieht nach dem Prinzip des Segnerschen Wasserrades.
Wird der Drehverteiler in der bisher üblichen Form ausgeführt, dann dreht er sich so schnell und verteilt das Tropfkörperschlamm-Abwassergemisch auf der Oberfläche des Füllgutes so weitgehend, dass sich beim Durchsickern durch das Füllgut Schlamm ablagert und die Reinigungswirkung des Tropfkörperfüllgutes benachteiligt wird oder gar eine gänzliche Verschlammung des Tropfkörperfüllgutes eintritt. Damit kann Luft durch das Tropfkörperfüllgut nicht mehr hindurchstreichen, und die Mikroorganismen erhalten dann nicht mehr den genügenden, für ihre Lebensvorgänge notwendigen Sauerstoff. Es tritt dann ein Umschlagen der Mikroorganismen der Sauerstoffzone in Mikroorganismen der sauerstofflosen oder polysaproben Zone ein, und die Reinigungswirkung des Tropfkörpers setzt dann beinahe vollständig aus.
Damit wird aber auch der ursprüngliche Schlamm der Sauerstoffzone in kittigen und nicht spülbaren Schlamm umgewandelt und füllt die Durchgangsöffnungen des Füllgutes. Im Tropfkörper 4 bilden sich Pfützen. oder das Abwasser staut über die gesamte Tropfkörperfüllgutoberfläche. Dreht sich der Drehverteiler 7 zu langsam, so kommt er zum Stillstand und das Abwasser fällt nur an einigen Stellen, ohne gereinigt zu werden, durch den Tropfkörper. Um dies zu vermeiden, wird gemäss der Erfindung auf eine begrenzt grosse Fläche der Tropfkörperoberfläche so viel Rohabwasser und Tropfkörperschlamm-Abwassergemisch aufgebracht, dass die
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Spülwirkung genügt, um den mitgebrachten und sich im Tropfkörper 4 bildenden Schlamm nach dem Nachklärbecken 5 auszuspülen.
Dies geschieht dadurch, dass der Tropfkörper-Drehverteiler 7 durch ein Bremswerk 51 so weit abgebremst wird, dass er sich nur ganz langsam dreht und die Wassergabe unterhalb der Drehverteilerarme so gross ist, wie sie zum Mitnehmen des Schlammes innerhalb des Füllgutes gerade erforderlich ist.
Das Abbremsen des Drehverteilers 7 bis zur notwendigen, geringen Drehgeschwindigkeit wird mit Hilfe einer Bremsvorrichtung 51 dadurch bewerkstelligt, dass vom drehenden mittleren Kopfteil 88 des Drehverteilers 7 über eine Übersetzung 54 ein Pendel oder Ankerrad 55 getrieben wird. Die Rückstosskraft des Drehverteilers legt sich gegen das Pendel oder das Ankerrad 55, und durch dessen Bewegung wird nur eine so grosse Drehgeschwindigkeit des Drehverteilers freigegeben, wie es für die notwendige Spülwirkung erforderlich ist.
Um die Spülwirkung, die immer mit einer grösseren Wassergabe je m und Zeiteinheit und einer geringeren Reinigungswirkung verbunden ist, nicht auf alle Drehverteilerarme auswirken zu lassen, besitzt
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me 7b. Das grössere Gewicht des Drehverteilerarmes 7a wird durch ein Gegengewicht auf dem gegen- überliegenden Drehverteilerarm 7b und das Gewicht der grösseren Flüssigkeitsmenge im stärkeren Drehverteilerarm 7a durch ein Gefäss 36 am Ende des gegenüberliegendenDrehverteilerarmes 7b ausgeglichen. Das Gefäss 36 ist mit einer Öffnung versehen, so dass es genauso wie der starke Drehverteilerarm 7a bei Betriebsruhe leerlaufen kann. Die übrigen Drehverteilerarme 7b beschicken den Tropfkörper 4 mit nur geringerer Abwassermenge, damit die Reinigungswirkung infolge zu grosser Wasserhöhe über der Kornbzw.
Schlammoberfläche nicht zu weit zurückgeht.
Die Drehbewegung der Verteilerarme wird durch Übersetzung schnellerer oder langsamerer Pendelbewegungen und diese wieder durch Verschiebung des Pendelgewichtes oder Verlängerung der Pendelfeder geschwindigkeitseinstellbar, ständig oder zeitweise, freigegeben.
Zur besseren Belüftung ist im Tropfkörper 4 ein weiterer Belüftungsrost 37 etwa in 2/3 seiner Höhe eingebaut. Zur Bildung dieses Belüftungsrostes 37 sind in der genannten Höhe auf dem Füllgut 34 Belüftungszwischenroststeine 38 aufgesetzt, die sich an die Aussenwand 39 der Umfassungswand 31 und gegeneinander abstützen. Auf den Rost 37 ist das restliche Drittel des Füllgutmaterials 34 aufgeschüttet, und auf dieser erreichten Füllgutoberfläche wird das Abwasser mit dem Tropfkörperschlamm-Abwassergemisch durch den Drehverteiler 7 verteilt.
Wie insbesondere die Fig. 12 und 13 zeigen, bestehen die Belüftungsroststeine 38 des Zwischenrostes 37 und/oder des Sohlenrostes 33 aus einer Rostplatte 41, die mittig durch eine Tragsäule 40 unterstützt ist. Die obere Platte 41 und die Tragsäule 40 bestehen aus einem Stück. Die Tragsäule 40 verjüngt sich nach unten allmählich zu einem Fuss, der imstande ist, das darüberliegende Füllgut zu tragen. Die vorzugsweise an sich quadratische Ausbildung der Rostplatte 41 besitzt in ihren äusseren Ecken rechteckige Aussparungen 42 für Luft-und Wasserdurchgang ; dadurch entsteht eine Platte mit kreuzförmiger Aufsicht.
Die Oberfläche dieser Art Kreuzbalken ist nach allen Seiten abgeschrägt, u. zw. derart, dass eine Art abgewalmtes Satteldach 43 über jedem Balken entsteht und das aufgebrachte Abwasser nach allen Seiten gleichmässig abfliessen kann.
Die Kreuzbalken sind an ihren äusseren Ecken 44 in ihrer Gesamthöhe um einige Zentimeter vertikal abgeschrägt. Mit diesen abgeschrägten Flächen 44 stützen sich die einzelnen auf einem Fuss 40 stehenden Zwischenroststeine 38 an der Aussenwand 39 der Tropfkörperummantelung 31 oder an benachbarten Rostplatten ab. Wird nun eine Rostplatte neben die andere gestellt, dann entsteht eine gelochte Fläche mit quadratischen Löchern 45, auf welcher die Tropfkörperfüllgut-Stützschicht 34 aufgebracht ist. Da das Tropfkörperfüllgut 34 der Stützschicht etwa 10 - 25 cm Korngrösse besitzt, können die Austrittsöffnungen für Luft und Wasser verhältnismässig gross gewählt werden, so dass ein Durchfallen des Füllgutes vermieden ist.
Da das durchfliessende Abwasser aus dem oberen Füllgut gleichmässig in das unterhalb des Zwischenrostes 37 liegende Füllgut geführt werden muss, sind an der Unterfläche jedes einzelnen Kragarmes 46 der balkenkreuzartigen Platte 41 beidseitig Warzen 47 vorgesehen, über die das auf der Kragbalkenoberflä- che aufgefangene Abwasser auf das darunterliegende Tropfkörperfüllgut 34 abtropft. Da aus dem Füllgut oberhalb der Rostöffnungen das Abwasser in gleicher Verteilung nach unten abtropft und das auf den Tropfkörperroststeinen gesammelte Abwasser wieder annähernd in gleicher Verteilung in das untere Füllgut geleitet wird, bleibt die Wasserverteilung im Füllgut unterhalb des Zwischenrostes dieselbe, wie sie auf das Füllgut oberhalb des Zwischenrostes aufgegeben ist.
Die punktweise Unterstützung jeder einzelnen Rostplatte 41 hat den Vorteil, dass sich das Füllgut ungleichmässig setzen kann, ohne dass dadurch der Abwas-
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serreinigung, der Standfestigkeit des Rostes oder dem Füllgutbehälter Nachteile entstehen können.
In dem unterhalb der oberen Rostplatte 41 zwischen den einzelnen Roststeinsäulen 40 gebildeten Hohlraum 48 wird die zur Erhöhung der biologischen Wirkung notwendige Luft entweder abgesaugt oder eingeblasen. Da die sich zwischen Zwischenrost 37 und Tropfkörperoberfläche und Zwischenrost und Tropfkörpersohlenrost 33 ergebenden Widerstände nur sehr gering sind, kann Belüftungsluft durch ein langsam laufendes Zentrifugalgebläse 49 oder bei grösseren Anlagen durch Ventilator mit sehr geringem Kraftaufwand gefördert werden.
Die in den Fig. 10 und 11 dargestellteAusführungsform eines biologischen Tropfkörpers 4 unterscheidet sich von den übrigen Ausführungsformen durch einen in der Mitte durchgehenden Lüftungs-und Kontrollgang 50, von dem das auf diesen fallende Abwasser nochmals über den Tropfkörper geschickt wird und über dem der Zwischenrost 37 angeordnet ist. Weiterhin weist der Tropfkörper 4 nach den Fig. 10 und 11 eine Bremsvorrichtung 51 für den Drehverteiler 7 und wärmeisolierende Umfassungswand 31 auf. Vorzugsweise ist in der Mitte des Tropfkörpers 4 ein Pumpwerk 53 eingebaut.
Biologische Tropfkörper grösseren Ausmasses werden in manchen Fällen mit begehbaren oder bekriechbaren Bedienungsgängen quer durch den Tropfkörper versehen. Bei bekriechbaren Bedienungsgängen erhält gewöhnlich der Bedienungsgang nur eine geringe Höhe und wird zum Teil in die Sohle profiliert eingelassen und nur zum geringen Teil in das Füllgut des Tropfkörpers eingebaut. Solche bekriechbaren Gänge werden aber in der Praxis kaum benutzt, weil ihre Benutzung zu umständlich ist. Bei begehbaren Bedienungsgängen ist es bekannt, dass diese fast ausschliesslich in die Betonsohle des Tropfkörpers eingebaut sind, was bei hohem Grundwasserstand überhaupt nicht möglich ist, während nur ein geringer Teil des oberen Belüftungsganges in geringer Höhe in das Tropfkörperfüllgut eingebaut wird.
Diese Bedienungsgänge dienen zur Kontrolle des Tropfkörpers und zur besseren Belüftung des Tropfkörpers, weil es besonders bei grösseren Tropfkörpern nicht möglich ist, die Luft von aussen her auf die grosse Tropfkörpersohlenfläche ausreichend zu verteilen.
Der begehbare Lüftungs-und Bedienungsgang 50 ist erfindungsgemäss, wie Fig. 10 zeigt, in den Tropfkörper 4 eingebaut, ohne dass die Tropfkörpersohle 32 durch vertieften Einbau geschwächt oder mit erhöhten Kosten eine ausreichende statische Sicherheit erreicht werden muss. Dabei wird aber auch die biologische Wirkung des Tropfkörpers'4 durch die über dem begehbaren Gang 50 verminderte Tropfhöhe des Füllgutes 34 nicht benachteiligt. Dies wird dadurch erreicht, dass durch den Ablauf des auf der Bedienungsgangdecke abgefangenen Abwassers und Tropfkörperschlamm-Abwassergemisches das mechanisch gereinigte Abwasser, "bevor es über den Drehverteiler auf den Tropfkörper gebracht wird, durch das teilbiologisch gereinigte, auf den Bedienungsgang 50 getropfte Abwasser verdünnt und damit eine bessere Reinigungswirkung der gesamten Anlage erzielt wird.
Im dargestellten und beschriebenen Beispiel ist nur ein Belüftungsgang vorgesehen worden. Es können selbstverständlich auch zwei oder drei Belüftungsgänge eingebaut werden. Zu den Belüftungsgängen hin wird ein Gefälle der Tropfkörpersohle 32 vorgesehen und das biologisch gereinigte Tropfkörperschlamm-Abwassergemisch durch diese Gänge dem Nachklärbecken 5 zugeführt. Entweder sind nur auf dem Bedienungsgang 50 oder über dem gesamten Tropfkörperquerschnitt Belüftungszwisehenroststeine 38 angeordnet. Der Tropfkörper 4 nach Fig. 10 ist durch einen Ventilator 49 künstlich belüftbar, der in einer in den Zwischenraum des Rostes 37 mündenden, die Tropfkörperwand durchgreifenden Öffnung 87 vorgesehen ist.
Falls das Nachklärbecken 5 unterhalb des Tropfkörpers 4 angeordnet ist, kann es leicht vom Gang 50 aus überprüft und bedient werden.
Der Drehverteiler 7 ist mit einer bereits beschriebenen Abbremsvorrichtung 51 versehen. Die Rücklaufeinrichtung aus dem Nachklärbecken 5, die Schaltgeräte der Pumpen für wahlweise Änderungen von Pumpzeit und Pumppause und der Drehverteiler 7 für Schnell- und Langsamlauf, sind zur Steuerung der biologischen Vorgänge einstellbar ausgeführt, so dass damit sowohl die Verdünnung des Kläranlagen-Rohwasserzulaufes als auch der Schlammgehalt im biologischen Tropfkörper 4 entsprechend einer optimalen Reinigungswirkung eingestellt werden kann und der Tropfkörper 4 als hochbelastbarer Tropfkörper mit Steuerung seiner biologischen Vorgänge betrieben werden kann.
Zur weiteren Verbesserung der Reinigungswirkung des Tropfkörpers ist das Füllgut 34, wie insbesondere die Fig. 10,11, 14 und 15 zeigen, durch eine wärmeisolierende Umfassungswand 31 geschützt. Sie besteht aus einer vorzugsweise aus Bausteinen hergestellten, den statischen Erfordernissen dienenden Aussenwand 39 und einer Isolierungswand 52.
Zur Isolierung gegen Kälte, Witterungseinflüsse und gegen Durchfeuchtung der Aussenwand sind auf den unteren Tropfkörperrost 33 bzw. auf die Betonsohle 32 Wellplatten 56 mit ihren Wellen 59 von oben nach unten verlaufend angeordnet. Wie die Fig. 14 und 15 zeigen, sind die vorzugsweise aus Asbestplat-
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ten bestehenden Wellplatten 56 derart mit ihren Wellen 59 in einer von der Lotrechten etwas abweichenden Richtung, mit seitlicher Überdeckung 58 von innen gegen die äussere Umfassungswand 39 des Tropfkörpers 4 gestellt, dass die Abweichung aus der Lotrechten nach derjenigen Seite erfolgt, auf der sich der überdeckende seitenstreifen 58 auf der Füllgutseite und der Seitenstreifen der danebenliegenden überdeckten Platte auf der Aussenwandseite befindet.
Das zwischen die Überlappung 58 gelangende Abwasser hat die Tendenz, nicht nach aussen gegen die Aussenwand 39, sondern nach innen gegen das Tropfkörper-
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Seite, nach welcher die Wellplatten 56 aus der Lotrechten geneigt sind.
Um eine vorzubestimmende Schrägneigung der Wellplatten 56 zu erhalten, sind die gewellten Isolierplatten gemäss Fig. 15 auf der quer zur Wellung liegenden Seite entsprechend der gewählten Neigung derart schräg abgeschnitten, dass sich beim Einbau zwangsläufig die gewünschte Neigung der Isolierplatten 56 sowie ein unterer und oberer horizontaler Abschlussrand 59 der Tropfkörperisolierung ergibt.
Die in den Fig. 16 und 17 dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemässen Anlage mit einer zweiten biologischen Stufe ermöglicht eine gute Reinigung grosser, mit überhoher Verschmutzung anfallender Abwassermengen.
Der Reinigungsvorgang läuft wie bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen ab, jedoch sind bei der Anlage nach den Fig. 16 und 17 zwei hintereinandergeschaltete (zweistufige) Tropfkörperanlagen gewählt. Bei diesem Ausführungsbeispiel befindet sich ausser einem über dem mechanischen Vorklärbecken 1 angeordneten und dem danebenliegenden Schlammfaulraum la der Stauraum 2. Die beiden Nachklärbecken 5a, 5b sind in einem trichterartigen Bauwerk 60 vereinigt. Alle Pumpen und elektrischen Steuerungsorgane sind in einem besonderen Bauwerk 61 mit Pumpensumpf 3 untergebracht.
Das in der Kläranlage zu reinigende Rohabwasser fliesst über eine Zuleitung in den Pumpensumpf des Hebewerkes 3. Von hier aus wird das Rohabwasser durch Pumpen 63 in die mechanische Vorkläranlage 1 gepumpt und dort entschlammt. Zeitweilig gelangt ein Teil in den Stauraum 2, oder es wird ein Teil aus dem Stauraum 2 mengenmässig ergänzt und so in gleichbleibender Menge, im ständigen Wechsel zwischen Pumpzeit und Pumppause, durch das Pumpwerk 64 auf den Tropfkörper 4a gepumpt.
Von dort wird das Abwasser wieder zum Nachklärbecken 5a und dann über das Pumpwerk 65 zum Tropfkörper 4b geleitet. Von hier fliesst es über den Rücknahmeverteilerschacht 6b zum grössten Teil zum Nachklärbecken 5b und gereinigt über die Abflussleitung 66 in den Vorfluter. Bei übergrossen Rohabwasserzuläufen kann auch wieder ein Teil des mechanisch gereinigten Abwassers aus den Stauräumen in den Vorfluter abgeleitet werden. Die gesamte Rohrleitung und die Absperrorgane sind so vorgesehen, dass die biologische Nachreinigung, also Tropfkörper und Nachklärbecken, nicht nur hintereinander wie beschrieben, sondern auch parallel-also die Hälfte des Wassers auf den einen, die andere Hälfte des Wassers auf den andern Tropfkörper-geschaltet werden kann. Von jedem Nachklärbecken fliesst dann gleich das Abwasser zum Vorfluter ab.
Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht die mechanische Reinigungsanlage aus einem zylindrischen, unten trichterartigen Bauwerk, in dem auf der einen Seite, auf etwa 1/4 bis 1/3 der Querschnittsfläche die mechanische Vorreinigung 1 und in dem restlichen Teil, danebenliegend, der Schlammfaulraum la untergebracht ist. Damit entstehen Räume, deren Vertikalschnitte kreissegmentartige Flächen sind. Unten gehen die Räume in Trichtersegmente über, deren Spitzen in der Mitte des Gesamtbauwerkes liegen. Der Schlamm scheidet sich im langsam aufsteigenden Abwasserstrom in der Trichterspitze ab. In kurzen Zeitabschnitten wird der Schlamm aus der mechanischen Vorreinigung mittels eines Schlammsteigerohres, welches als Mammutpumpe betrieben werden kann, in die Schlammfaulräume übergepumpt.
Die Schlammfaulräume sind durch Trennwände voneinander und von den mechanischen Trichterbecken vollständig getrennt. Durch ein in der mittleren Trennwand eingebautes Schlammsteigerohr, das sich unten nach beiden Kammern teilt und oben mit Abzweigen nach beiden Seiten und nach Schlamm- beseitigungs-oder Trockenbeetanlagen versehen ist, kann der Schlamm innerhalb jedes Beckens umgewälzt und von einem Becken in das andere übergepumpt oder auch abgeleitet werden. Durch geringe zusätzliche Einrichtungen kann aber auch das Schlammfaulgas entnommen und genützt werden.
In Höhe des Ablaufes der mechanischen Reinigung sind die Schlammfaulräume nach oben, nach Art eines Kegelstumpfmantels, dicht abgedeckt und in der Mitte die Zylinderabschnitte und die Trennwände bis über den höchsten Stauspiegel der mechanischen Vorreinigung hochgezogen.
Die mittige Leitwand 6 7 der mechanischen Vorreinigung für die zuerst absteigende Abwasserbewegung im Fallraum 68 führt bis annähernd in die Trichterspitze hinab. Der Fallraum 68, in welchen auch das Rohabwasser eingeleitet wird, ist so gross bemessen, dass eine gute Ausscheidung der Schwimmstoffe stattfindet. Dieser Schwimmschlamm wird ebenfalls von Zeit zu Zeit in die Schlammfaulräume gefördert.
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Die Ableitung des gereinigten Abwassers aus dem Trichterbecken geschieht nicht über eine Überfallschwelle, sondern durch eine in ihrem unteren Teil gelochte Trennwand 69. Sie ist am Umfang, ähnlich einer Überfallschwelle, bis über höchsten Stauwasserspiegel hochgezogen und bildet mit der äusseren Um- fassungswand 70 einen Abfluss- und Sammelraum 71. Aus dem untersten Teil dieses Abflussraumes 71 wird durch eine Rohrleitung das gereinigte Abwasser durch eine-wie schon beschrieben-zeitgeschaltete Kreiselpumpe abgenommen und auf die Tropfkörper gefördert.
Wenn nun mehr Rohabwasser der Kläranlage zugeleitet und in die mechanische Anlage gepumpt wird, als durch die Tropfkörperanlage abgenommen wird, staut sich das Abwasser über der mechanischen Anlage auf, durchströmt die Durchtrittsöffnungen der gelochten Trennwand 69 und breitet sich über die gesamte Fläche, einschliesslich oberhalb der Decke des Schlammfaulraumes la, aus. AufdereinenSeitebildetnämlichdie Trennwand 74 mit einem aus der Umfassungswand 70 ragenden Pfeiler 72 einen bis etwa 30 cm unter höchstem Stauspiegel reichenden, schmalen Durchtrittsschlitz 73, während der darüber befindliche Teil, fest einge-
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Seite ist die Trennwand 76 zwischen mechanischer Reinigung und Umfassungswand auch oberhalb der Decke des Schlammfaulraumes an die Umfassungswand dicht angeschlossen.
Steigt der Wasserspiegel über der mechanischen Vorreinigung in den darüberliegenden Aufstauraum 2, dann tritt aus'dem Abflussraum das Abwasser durch den schmalen, senkrechten Schlitz auch in den Aufstauraum oberhalb des Schlammfaulraumes in den ersten Teil des Aufstauraumes und dann durch den senkrechten Schlitz der mittleren Trennwand in den zweiten Teil des Aufstauraumes. Die Begrenzung zwischen der Decke des Schlammfaulraumes und der darüberbefindlichen Umfassungswand wird von der mit der Aussenwand fest und dicht verbundenen Trennwand, an der Innenseite der Umfassungswand entlang, mit Gefälle bis zum Eintritt in den Abfluss und Sammelraum geführt.
Ist der Aufstau während der Zeit geringen Rohwasserzuflusses nach den Tropfkörpern abgepumpt, so ist es möglich, eventuell sich am Boden abgesetzten Schlamm durch eine verschliessbare Rohrleitung in den Pumpensumpf für Rohabwasser abzuspülen.
Vorzugsweise wird das Bauwerk der mechanischen Reinigung mit Schlammfaulräumen und Aufstauraum so hoch gelegt, dass wirtschaftlich günstige Verhältnisse hinsichtlich Bau- und Betriebskosten sowie sicherer Betrieb der Gesamtanlage erreicht werden. Der niedrigste Wasserspiegel des Trichterbeckens kann aber auch so hoch gelegt werden, dass das mechanisch gereinigte Abwasser mit eigenem Druckgefälle auf den ersten Tropfkörper abfliesst und nur der Wechsel von Beschickungszeit und Beschickungspause durch ein Magnetventil, etwa in der beschriebenen Art, gesteuert wird.
Um das Trichterbecken der mechanischen Anlage nicht zu überlasten, kann auch der Stauraum 2 oberhalb des Schlammfaulraumes la gegen den Abfluss- und Sammelraum dicht abgeschlossen sein und nur der Fallraum des Trichterbeckens, in den das zu reinigende Rohabwasser gepumpt wird, kommunizierend mit den Stauräumen oberhalb des Schlammfaulraumes verbunden sein. Dadurch wird eine Überlastung des Trichterbeckens vermieden.
Durch die Erfindung ist die Möglichkeit geschaffen, die biologischen Vorgänge und damit die Reinigungswirkung des Tropfkörpers in vorbestimmter Art einwandfrei zu beherrschen und zu verbessern. Die Erfindung kann bei der Erstellung neuer Anlagen sowie beim Umbau bestehender Anlagen vorteilhaft angewendet werden. Auch schwer zu reinigende Abwässer, wie z. B. Molkerei-, Zucker-, Stärkeabwasser, können - was bisher infolge der Tropfkörperverschlammung und nicht befriedigender Reinigungsergebnisse sowie grossen Baukostenaufwandes nur unbefriedigend oder gar nicht möglich war-mit Hilfe der Erfindung biologisch mit geringen Stromkosten einwandfrei über Tropfkörper gereinigt werden.
PATENT ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur mechanisch-biologischen Abwasserreinigung, bei dem das durch das Vorklärbecken mechanisch vorgeklärte Abwasser zusammen mit einem Teil des vom Tropfkörper über das Nachklärbecken rückgeleiteten Belebtschlammes auf den Tropfkörper gegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Abwasser aus dem Vorklärbecken als auch der Belebtschlamm aus dem Nachklärbecken mengenmässig über etwa 24 Stunden gleichmässig verteilt entnommen und zur Schaffung optimaler Lebensbedingungen der das Abwasser reinigenden Mikroorganismen in dem eingestellten Mengenverhältnis zueinander gemischt auf den Tropfkörper gegeben werden.