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Biologische Reinigungsanlage für verunreinigte Wässer
Die Erfindung-bezieht sich auf eine biologische Reinigungsanlage für verunreinigte Wässer, bei der mindestens zwei Tropfkörperschichten übereinander angeordnet sind, über deren Oberflächen Luft geleitet wird. Bei mit Tropfkörpern arbeitenden biologischen Reinigungsanlagen ist es ein wesentliches Erfordernis, dass den Tropfkörperschichten genügend Sauerstoff bzw. Luft zugeführt wird, weil nur dann ein befriedigendes Arbeiten der Anlage erreichbar ist. Um die Luftzufuhr bei solchen Anlagen zu verbessern, wurde daher schon vorgeschlagen, die kreisförmig ausgebildeten Tropfkörpertassen an ihrem Umfang mit Lufteintrittsöffnungen und in ihrer Mitte mit einem Luftkanal zu versehen.
Die durch den Kanal für das gereinigte Wasser eintretende Luft strömt bei einer derartigen Anlage durch die Lufteintrittsöffnungen zwischen die demnach als Luftleitorgane ausgebildeten einzelnen Tassen entlang der Oberfläche der Tropfkörperschichten und tritt durch den zentralen, ähnlich einem Kamin wirkenden Luftschacht aus. Bei solcherart ausgebildeten Reinigungsanlagen hat es sich jedoch als nachteilig erwiesen, dass zufolge des radialen Überströmens der Tropfkörperschichten die Luftgeschwindigkeit nach dem Inneren zu immer mehr zunimmt und somit die Belüftung eine ungleichmässige ist. Eine ungleichmässige Belüftung ist auch bei jenen Anlagen zu erwarten, bei denen die quadratischen Tropfkörpertassen jeweils um 450 versetzt übereinander gestapelt sind und die benachbarten Stapel sich an den Ecken der Quadrate berühren.
Die Luft wird dabei in Bodennähe zu- und durch einen oberen Abzug abgeführt.
Die Erfindung hat es sich zum Ziel gesetzt, die Nachteile der bekannten Anlagen zu vermeiden, und erreicht dies im wesentlichen dadurch, dass der Strömungsquerschnitt der durch die Tropfkörpertassen gebildeten Luftleitorgane im wesentlichen gleich ist, so dass die Luft die gesamte Oberfläche einer Schicht mit im wesentlichen gleicher Geschwindigkeit überstreicht.
Nach einer besonders zweckmässigen Ausführungsform der Erfindung können die Tropfkörpertassen innerhalb eines seitlich luftdicht abgeschlossenen Raumes übereinander versetzt angeordnet sein, wobei je mindestens eine Luftzu-bzw.-abströmöffhung am oberen und unteren Ende des Tassenraumes vorgesehen ist, so dass die Oberflächen der Schichten von einem Luftstrom hintereinander überstrichen werden.
Es ist aber auch möglich, die Tassen zwischen einem Luftzu-und einem-abströmschacht anzuordnen und zwischen den einzelnen Tassen Verbindungsöffnungen zu den Schächten vorzusehen.
Um eine möglichst grosse Oberfläche des zu reinigenden Wassers der Luft darzubieten, werden nach einem weiteren Merkmal der Erfindung zwischen den einzelnen die Tropfkörperschichten aufnehmenden Tassen geneigte Leitflächen angeordnet, die das durchtropfende Wasser auffangen und der nächsten Tasse oder dem Abfluss zuleiten.
Durch die erfindungsgemässe Anordnung von Leitflächen wird der Strömungsweg des zu reinigenden Wassers erheblich verlängert und demgemäss die Luftzufuhr wesentlich verbessert.
Eine Verbesserung der Luftzufuhr kann ferner erreicht werden, wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Leitflächen mit Öffnungen versehen sind. Dadurch werden nämlich die Wasserströme nochmals mehrfach unterteilt und somit die der Luft ausgesetzte Oberfläche des Abwassers weiter vergrössert.
Nachstehend ist an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen die Erfindung näher erläutert. Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine erste und die Fig. 2 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Die Fig. 3 stellt einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2 dar.
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Die Fig. 4 und 5 zeigen in zwei zueinander senkrechten Schnitten einen aus mehreren übereinander angeordneten Tassen bestehenden Tropfkörpersatz mit erfindungsgemässen Leitflächen.
Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 sind in einem Gehäuse 1 Tropfkörpertassen 2 übereinander versetzt angeordnet. Die Tassen 2 sind mit Überfallskanten 3 versehen und stellen stockwerks artige Unterteilungen des seitlich luftdicht abgeschlossenen Raumes 4 dar. Dem durch Pfeile angedeuteten Luftstrom 5 ist es daher möglich, von unten oder von oben her je nach Anordnung der Einoder Ausströmöffnungen 6 bzw. 7 den Raum 4 zu durchströmen. Dabei wird zufolge des im wesentlichen gleichbleibenden Strömungsquerschnittes oberhalb jeder Tasse die Oberfläche der Tropfkörperschichten gleichmässig vom Luftstrom überstrichen. Das durch die Zuleitung 8 zugeführte Abwasser wird auf seinem Weg durch die Tropfkörper gereinigt, gelangt anschliessend in das Nachklärbecken 9 und wird über die Leitung 10 abgezogen.
Gemäss dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 und 3 sind beidseitig der übereinander angeordneten Tropfkörpertassen 11 Luftschächte vorgesehen, wobei die Luftzuführung über die Leitung 12 und den Schacht 13, die Luftabfuhr über den Schacht 14 und die Leitung 15 erfolgt. Zwischen den einzelnen Tassen 11 sind als Durchbrechungen oder Überfallkanten ausgebildete Öffnungen 16 vorgesehen, so dass-wie wieder durch Pfeile angedeutet-die bei 12 eintretende Luft in Teilströme unterteilt gleichmässig über die einzelnen Tropfkörperschichten strömt.
Nach den Fig. 4 und 5 sind die übereinander angeordneten Tassen 21 an ihrer Unterseite mit schräg verlaufenden Leitflächen 22 versehen, welche ihrerseits Öffnungen 23 aufweisen. Lufteintritts- bzw. Austrittsöffnungen 24 zwischen den einzelnen Tropfkörpertassen gestatten es, dass Luft zwischen den einzelnen Tassen durchströmt. Die Tassen könnten aber auch, wie in Fig. l, gegeneinander versetzt angeordnet sein. Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass durch die Anordnung der erfindungsgemässen Leitflächen der Strömungsweg des ansonsten lotrecht durchtropfenden Wassers verlängert und die Fliessgeschwindigkeit verringert wird. Das zu reinigende Abwasser wird daher während eines grösseren Zeitraumes als bisher der Luft ausgesetzt und somit die Reinigungswirkung der Anlage verbessert.
Durch die Anordnung der Öffnungen 23 in den Leitflächen wird das Wasser in eine Vielzahl von Teilströmen unterteilt, was ebenfalls zur Verbesserung der Luftzufuhr beiträgt.
Selbstverständlich sind im Rahmen der Erfindung noch zahlreiche Abänderungen möglich, so kann z. B. der Abstand der übereinanderliegenden Tropfkörpertassen verschieden gewählt werden, wenn eine verschiedenartige Belüftung der einzelnen Schichten gewünscht wird. Wesentlich ist jedoch, dass jede Tropfkörperschicht für sich gleichmässig von der Luft überstrichen wird. Auch wäre es denkbar, mehrere Sätze von Tassen nebeneinander anzuordnen, wobei dann der zwischen zwei Sätzen liegende Schacht beiden Sätzen gemeinsam sein könnte. Auch fallen Ausführungsformen mit praktisch nicht ins Gewicht fallenden Abweichungen vom konstanten Strömungsquerschnitt in den Rahmen der Erfindung, soferne sie eine gleichmässige Belüftung der einzelnen Oberflächen gestatten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Biologische Reinigungsanlage für verunreinigte Wässer, bei der mindestens zwei Tropfkörperschichten übereinander angeordnet sind, über deren Oberflächen unter Vermittlung der als Luftleitorgane ausgebildeten Tropfkörpertassen Luft geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsquerschnitt der durch die Tropfkörpertassen gebildeten Luftleitorgane im wesentlichen gleich ist, so dass die Luft die gesamte Oberfläche einer Schicht mit im wesentlichen gleicher Geschwindigkeit überstreicht.
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Biological treatment plant for contaminated water
The invention relates to a biological purification system for contaminated water, in which at least two trickling filter layers are arranged one above the other, over the surfaces of which air is passed. In biological cleaning systems that work with trickling filters, it is an essential requirement that sufficient oxygen or air is supplied to the trickling filter layers, because only then can the system work properly. In order to improve the air supply in such systems, it has therefore already been proposed to provide the circular drip filter cups with air inlet openings on their periphery and with an air duct in their center.
In such a system, the air entering through the channel for the purified water flows through the air inlet openings between the individual cups, which are accordingly designed as air guiding elements, along the surface of the trickling filter layers and exits through the central air shaft that acts like a chimney. In cleaning systems designed in this way, however, it has proven to be disadvantageous that, as a result of the radial overflow of the trickling filter layers, the air velocity towards the interior increases more and more and therefore the ventilation is uneven. Uneven ventilation is also to be expected in those systems in which the square trickling filter cups are stacked on top of each other offset by 450 and the neighboring stacks touch at the corners of the squares.
The air is supplied close to the ground and discharged through an upper vent.
The invention has set itself the goal of avoiding the disadvantages of the known systems, and achieves this essentially in that the flow cross-section of the air guide elements formed by the trickling filter cups is essentially the same, so that the air essentially covers the entire surface of a layer the same speed.
According to a particularly useful embodiment of the invention, the trickling filter cups can be arranged offset one above the other within a laterally airtight space, with at least one air inlet and outlet opening being provided at the upper and lower end of the cup space so that the surfaces of the layers are affected by an air flow be painted over one after the other.
However, it is also possible to arrange the cups between an air inlet and an outflow duct and to provide connecting openings to the ducts between the individual cups.
In order to offer the largest possible surface area of the water to be purified to the air, according to a further feature of the invention, inclined guide surfaces are arranged between the individual cups receiving the trickling filter layers, which collect the dripping water and guide it to the next cup or the drain.
The arrangement of guide surfaces according to the invention considerably extends the flow path of the water to be cleaned and accordingly improves the air supply considerably.
An improvement in the air supply can also be achieved if, according to a further feature of the invention, the guide surfaces are provided with openings. As a result, the water flows are divided again several times and thus the surface of the wastewater exposed to the air further increases.
The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawings. FIG. 1 shows a section through a first and FIG. 2 shows a section through a second embodiment of the invention. FIG. 3 shows a section along the line III-III in FIG.
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4 and 5 show, in two mutually perpendicular sections, a trickling filter set consisting of several cups arranged one above the other with guide surfaces according to the invention.
In the embodiment according to FIG. 1, trickling filter cups 2 are arranged offset one above the other in a housing 1. The cups 2 are provided with overflow edges 3 and represent floor-like subdivisions of the laterally airtight space 4. The air flow 5 indicated by arrows, it is therefore possible from below or from above, depending on the arrangement of the inlet or outlet openings 6 and 7, the room 4 to flow through. As a result of the essentially constant flow cross-section above each cup, the surface of the trickling filter layers is evenly swept over by the air flow. The wastewater fed in through the feed line 8 is cleaned on its way through the trickling filter, then reaches the secondary clarifier 9 and is drawn off via the line 10.
According to the embodiment according to FIGS. 2 and 3, air ducts are provided on both sides of the drip filter cups 11 arranged one above the other, the air supply being via the line 12 and the duct 13, and the air removal via the duct 14 and the line 15. Openings 16 designed as perforations or overflow edges are provided between the individual cups 11 so that - as indicated again by arrows - the air entering at 12 flows evenly over the individual trickling filter layers divided into partial flows.
According to FIGS. 4 and 5, the cups 21 arranged one above the other are provided on their underside with sloping guide surfaces 22 which in turn have openings 23. Air inlet and outlet openings 24 between the individual trickling filter cups allow air to flow through between the individual cups. However, the cups could also be arranged offset from one another, as in FIG. It is readily apparent that the arrangement of the guide surfaces according to the invention extends the flow path of the otherwise vertically dripping water and reduces the flow speed. The wastewater to be cleaned is therefore exposed to the air for a longer period of time than before, thus improving the cleaning effect of the system.
The arrangement of the openings 23 in the guide surfaces divides the water into a large number of partial flows, which also contributes to improving the air supply.
Of course, numerous modifications are still possible within the scope of the invention. B. the distance between the superimposed trickling filter cups can be chosen differently if different types of ventilation of the individual layers is desired. However, it is essential that each trickling filter layer is evenly swept over by the air. It would also be conceivable to arrange several sets of cups next to one another, in which case the shaft located between two sets could be common to both sets. Embodiments with practically insignificant deviations from the constant flow cross-section also fall within the scope of the invention, provided that they allow uniform ventilation of the individual surfaces.
PATENT CLAIMS:
1. Biological cleaning system for contaminated water, in which at least two trickling filter layers are arranged one above the other, over whose surfaces air is passed through the intermediary of the trickling filter cups designed as air guiding elements, characterized in that the flow cross section of the air guiding elements formed by the trickling filter cups is essentially the same, so that the air sweeps over the entire surface of a layer at essentially the same speed.