AT254088B - Verfahren und Vorrichtung zum biologischen Reinigen von Abwasser - Google Patents

Description

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  Verfahren und Vorrichtung zum biologischen Reinigen von Abwasser 
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum biologischen Reinigen von Abwasser, das in einem Belüftungsbecken mechanisch umgewälzt und getrennt davon fortschreitend über dessen Länge belüftet wird. 



   Bei einem bekannten Verfahren wird das Abwasser durch umlaufende Flügel, die auf einer in Längsrichtung des Beckens angebrachten, sich drehenden Welle befestigt sind, mechanisch umgewälzt. Die Belüftung des Abwassers erfolgt hiebei durch Einführen fein verteilter Druckluft an einer Stelle, wo die Umwälzungsströmung des Abwassers entgegengesetzt zur Steigrichtung der Luftblasen verläuft. Man hat auch das Abwasser durch grobblasige Belüftung umgewälzt und zur Sauerstoffanreicherung unabhängig hievon feinblasig belüftet. Die Austrittsstellen beider Belüftungseinrichtungen sind auf der ganzen Länge des Beckens abwechselnd hintereinander angeordnet, und es wird bei diesen bekannten Verfahren die gesamte Abwassermenge des Beckens gleichzeitig umgewälzt, was mit einem hohen Energieaufwand verbunden ist und die Wirtschaftlichkeit solcher Kläranlagen beeinträchtigt. 



   Bei einer andern Einrichtung zum biologischen Reinigen von Abwasser wird über das Belüftungsbecken ein Fahrwerk hin und her bewegt, das einen trogartigen Behälter trägt, in das das zufliessende Abwasser mittels eines Heberohres gefördert wird. Das Abwasser gelangt dann durch eine Mehrzahl paralleler, vertikaler Rohre in das Belüftungsbecken. Das untere Ende jedes Rohres ist glockenförmig ausgebildet und enthält einen Ventilator, der durch das Rohr sowie zusätzliche, in der Glocke mündende Rohre Luft ansaugt und mit dem Abwasser verwirbelt. Da das in den Rohren abwärts fliessende Abwasser die gleiche Strömungsrichtung hat wie die Luft, kann es nur wenig Sauerstoff aufnehmen. Bekanntlich wird die eine Luftblase begrenzende Wasserhaut in Bruchteilen einer Sekunde mit Sauerstoff gesättigt.

   Erst wenn neue Grenzflächen zwischen Luftblase und Wasser entstehen, tritt eine weitere Diffusion von Sauerstoff ein, was bei gleichgerichteter Wasser- und Luftströmung nicht möglich ist. Die biologische Reinigungswirkung dieser bekannten Einrichtung ist daher unbefriedigend. 



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wirtschaftlichkeit der biologischen Reinigung von Abwasser in Belüftungsbecken durch Senkung des Energieaufwandes für die Belüftung zu verbessern. Gemäss der Erfindung wird dies bei mechanischer Umwälzung und getrennt davon fortschreitend über die Länge des Belüftungsbeckens verlaufender Belüftung des Abwassers dadurch erreicht, dass jeweils nur ein Teil des Abwassers fortschreitend aus dem Bereich der Beckensohle mittels eines hin-und herbeweglichen Fahrwerkes angehoben, diesem Teilstrom eine horizontale Strömung aufgezwungen und das Abwasser im Bereich dieser horizontalen Strömung belüftet wird. 



   Während bisher die gesamte Abwassermenge im Becken zur Vermeidung von Schlammablagerungen unter hohem Energieaufwand in einer bestimmten Geschwindigkeit umgewälzt werden musste, erfordert das durch die Erfindung gelehrte fortschreitende Anheben nur jeweils eines Teiles des Abwassers wesentlich weniger Energie. Ausserdem wird das Abwasser besonders wirksam belüftet, weil der Auftrieb der Luftblasen senkrecht zu der horizontalen Wasserströmung verläuft und damit ein optimales Verhältnis von Einblastiefe und Bildung neuer Grenzflächen zwischen den aufsteigenden Luftblasen und dem Abwasser erhalten wird, wodurch weiter an Energie eingespart wird. 

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   Durch die fortschreitende Hin- und Herbewegung des Fahrwerkes über die Länge des Belüftungsbeckens werden nacheinander alle Stellen erfasst, und der bei dem biologischen Reinigungsprozess durch die Bakterien aufgezehrt Sauerstoff wird fortlaufend ergänzt. 



   Die Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung des Fahrwerkes hängt von den jeweiligen Betriebsverhältnissen ab und kann in weiten Grenzen eingestellt werden. Vorzugsweise wird die Geschwindigkeit der horizontalen Strömung des angehobenen Teiles des Abwassers in Abhängigkeit von dem für dessen biologische Reinigung erforderlichen Sauerstoffeintrag geregelt. Das Schlamm-Wasser-Gemisch bleibt dabei stets in einem Teil des Beckens in Ruhe, und es kann hier der eingetragene Sauerstoff durch die Bakterien aufgezehrt werden. 



   Durch die Regelung der Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung des Fahrwerkes lässt sich ohne irgendwelche baulichen Änderungen die Leistungsfähigkeit des Belüftungsbeckens entsprechend der Abwasserbelastung einstellen, wobei nur so viel Energie verbraucht wird, wie sie für den jeweiligen Verschmutzungsgrad des Wassers erforderlich ist. 



   Die Umwälzung und Belüftung kann für eine Zeit unterbunden werden, damit sich in dem in Ruhe befindlichen Teil des Beckens durch einen Absetzvorgang eine Klarwasserschicht bildet, die nach entsprechender Zeit abgelassen wird. Der sich während dieser Zeit auf der Beckensohle ablagernde Schlamm wird bei dem ersten partiellen Anheben des Abwassers wieder aufgewirbelt und gelangt in Suspension. Hiedurch wird ein intermittierender Betrieb der Anlage bei Einsparung eines Nachklärbeckens ermöglicht. 



   Das vorgeschlagene Verfahren kann unabhängig von der Beckenform durchgeführt werden. 



   Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Vorrichtung, bei der nach einem weiteren Merkmal der Erfindung an dem über die Länge des Beckens hin-und herbeweglichen, eine   Umwälz- und   Belüftungseinrichtung für das Abwasser tragenden Fahrwerk eine schräge Staufläche angeordnet ist, die die Breite der Beckensohle einnimmt, wobei die an ein Gebläse angeschlossene Belüftungseinrichtung in Höhe der Oberkante der Staufläche unterhalb des Wasserspiegels des Beckens vorgesehen ist. Durch die Hin- und Herbewegung der Staufläche wird das Abwasser angehoben und in den horizontalen Teilstrom versetzt, der unterhalb des Wasserspiegels belüftet wird. Die Belüftungseinrichtung kann dabei je nach den Erfordernissen für grob-, mittel-oder feinblasige Belüftung des Abwassers ausgebildet sein. 



   Vorzugsweise ist an beiden Enden des Fahrwerkes je eine Staufläche angeordnet, wobei die beiden Stauflächen symmetrisch zueinander liegen. Das Fahrwerk kann auf an beiden Längsseiten des Beckens angeordneten Schienen geführt und von einem Elektromotor, durch einen Seilzug   od. dgl.   angetrieben sein. Auf dem Fahrwerk ist das Gebläse angeordnet, das die Luft dem horizontalen Teilstrom des Abwassers zuführt. 



   Um eine feinblasige Belüftung des Wassers zu erreichen, kann die Luft durch Filterplatten verteilt werden. Hiefür eignet sich bei feinblasiger Belüftung besonders Schaumstoff auf Kunststoff-Grundlage. 



  Mittel-oder grobblasige Belüftung kann durch gelochte Bleche oder Siebe aus Kunststoff oder Metall und durch in die Bleche eingeschraubte Düsen erhalten werden. 



   Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform einer Anlage zum biologischen Reinigen von Abwasser besteht nach einem weiteren Merkmal der Erfindung darin, dass das mit dem fahrbaren   Belüftungs- und   Umwälzaggregat versehene Belüftungsbecken mit Nachklärbecken vereinigt wird, die vorzugsweise zu beiden Seiten des Belüftungsbeckens angeordnet sind. Diese beiden Nachklärbecken werden zweckmässig von um dem Fahrwerk des Belüftungsaggregates getragenen Förderpumpen bestrichen, die den hier anfallenden Schlamm in das Belüftungsbecken fördern. Hiefür eignet sich besonders ein Druckluftheber, dem die Druckluft durch das Gebläse des Belüftungsaggregates zugeführt wird.

   Zweckmässig fördern diese Pumpen das Schlamm-Wasser-Gemisch in eine an dem Fahrwerk   desBelüftungsaggregatesin   Querrichtung über dem Wasserspiegel vorgesehene Rinne. Das von hier abfliessende Schlamm-Wasser-Gemisch zerstört gleichzeitig etwaigen auf dem Wasserspiegel des Belüftungsbeckens schwimmenden Schaum. Diese Rinne kann schwenkbar gelagert sein, damit sie von Zeit zu Zeit zum Entfernen des sich in ihr abgesetzten Schlammes nach unten gekippt wird. 



   Die im Abwasser enthaltenen nicht abbaufähigen Bestandteile, wie Faserstoffe,   u. dgl., werden   zweckmässig in einer an den Enden des Belüftungsbeckens vorgesehene Bodenrinne gesammelt, um dann von Zeit zu Zeit   z. B.   mittels eines Drucklufthebers abgezogen zu werden. 



   Das Belüftungsbecken kann sowohl eine rechteckige als auch eine ringförmige Ausgestaltung haben und zur ausschliesslichen Reinigung des Abwassers dienen oder auch einem Vorreinigungsbecken der konventionellen Art nachgeschaltet sein. 



   Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens veranschaulicht ist. 

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 : Fig. l die Draufsicht eines Belüftungsbeckens mit zwei seitlichen Nachklärbecken, Fig. 2hin-und herbewegt, wobei das Abwasser durch die in Bewegungsrichtung jeweils vorn liegende Staufläche 38 von der Sohle des Belüftungsbeckens 11 in die Nähe des Wasserspiegels angehoben und über den Belüftern 37 in einen horizontalen Teilstrom versetzt wird. Die aus den Belüftern 37 austretenden Druckluft steigt quer zu dem horizontalen Teilstrom des Abwassers nach oben und trägt den für den biologischen Reinigungsprozess notwendigen Sauerstoff in das Abwasser ein.

   Gleichzeitig wird der sich an der Beckensohle abgesetzte Schlamm aufgewirbelt und gelangt in Suspension, wobei das schlammhaltige Wasser in horizontaler Strömung in Wasserspiegelnähe mit einem langen Blasenweg belüftet wird. 



  Das Abwasser bleibt in dem hinter dem Fahrwerk 33 befindlichen Teil des Belüftungsbeckens in Ruhe, und es kann hier der durch die Belüfter 37 eingetragene Sauerstoff gezehrt und der biologische Reinigungsprozess durchgeführt werden. 



   Die nicht aufgewirbelten spezifisch schweren Sandmengen setzen sich in den an den beiden Enden der Beckensohle befindlichen Mulden 25 ab. Von Zeit zu Zeit wird der hier befindliche Druckluftheber 26 an die Druckseite eines der Gebläse 35 des dann in seiner Endlage stillstehenden Fahrwerkes 33 angeschlossen. Dadurch werden die in der betreffenden Mulde 25 abgelagerten Sandmenge in die obere Rinne 27 bzw. die Sandrinne 20 gefördert und gelangen von hier in das Sandbecken 28. 



   Bei der Hin- und Herbewegung des Fahrwerkes 33 bestreichen die Saugrohre 44 der vier Druckluftheber 43 die beiden Nachklärbecken 13 und 14. Das von ihnen aus den beiden Nachklärbecken 13 und 14 angesaugte Schlammwasser wird in die beiden Querrinnen 41 gefördert und fliesst von diesen in das Belüftungsbecken 11, wobei es über dessen ganze Breite verteilt wird. Das aus den Rinnen 41 austretende Schlammwasser zerstört gleichzeitig den auf dem Wasserspiegel des Belüftungsbeckens 11 schwimmenden Schaum. Der von den Drucklufthebern 43 geförderte Schlamm sammelt sich in den Querrinnen 41, die von Zeit zu Zeit um ihre horizontale Schwenkachsen 42 gekippt werden, um den Schlamm in das Belüftungsbecken 11 zu geben. 



   Man kann an dem Fahrwerk 33 zum Abfangen von Faserstoffen   od. dgl.   einen Rechen 46 vorsehen, der nach Stillsetzen des jeweils am Ende des Belüftungsbeckens 11 befindlichen Fahrwerkes gelegentlich gereinigt wird. Dieser Rechen ist, wie in Fig. 2 durch einen gestrichelten Kreisbogen angedeutet ist, um 900 in eine horizontale Lage schwenkbar. An der ihm zugewendeten Wand 23 ist ein um eine horizontale Achse schwenkbarer Abstreifer 47 angeordnet. An der dem Belüftungsbecken 11 abgewendeten Seite des Abstreifers 47 ist eine Lagerfläche 48 vorgesehen. 



   Wenn sich der Rechen 46 mit Faserstoffen   od. dgl.   zugesetzt hat, wird das Fahrwerk 33 in Nähe der Wand 23 stillgesetzt und der Rechen 46 um   90    in eine horizontale Lage geschwenkt. Hierauf wird der Abstreifer 47 aus seiner vertikalen Ausgangslage in Richtung des gestrichelten Kreises verschwenkt und greift dabei zwischen die Stäbe des Rechens 46. Hiedurch werden die Ablagerungen des Rechens 46 abgestreift und beim weiteren   Herumschwenken   des Abstreifers 47 auf die Lagerfläche 48 gefördert, von wo sie von Zeit zu Zeit entfernt werden. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zum biologischen Reinigen von Abwasser, das in dem Becken mechanisch umgewälzt und getrennt davon fortschreitend über dessen Länge belüftet wird, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils nur ein Teil des Abwassers fortschreitend aus dem Bereich der Beckensohle mittels eines hinund herbeweglichen Fahrwerkes angehoben, diesem Teilstrom eine horizontale Strömung aufgezwungen und das Abwasser im Bereich dieser horizontalen Strömung belüftet wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit des horizontalen Teilstromes des Abwassers in Abhängigkeit von dessen erforderlichem Sauerstoff-Eintrag geregelt wird, wobei das Schlamm-Wasser-Gemisch im übrigen Teil des Belüftungsbeckens in Ruhe bleibt und hier der eingetragene Sauerstoff durch die Bakterien aufgezehrt wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass über die Länge des Belüftungsbeckens eine schräge, auf der oder dicht über der Sohle geführte Staufläche hin-und herbewegt wird, über welcher in den horizontalen Teilstrom des Abwassers von unten senkrecht zu dessen Strömungsrichtung Luft eingeführt wird.

   4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem über die Länge des Belüftungsbeckens hin-und herbeweglichen Fahrwerk, welches ein Umwälz- und Be- lüftungs-Aggregat für das Abwasser trägt, dadurch gekennzeichnet, dass am Fahrwerk (33) eine die Breite der Sohle des Belüftungsbeckens (11) einnehmende schräge Staufläche (38) und etwa in Höhe ihrer Oberkante unter dem Wasserspiegel des Beckens das an ein Gebläse (35) angeschlossene Belüftungs- <Desc/Clms Page number 5> - Aggregat (37) angeordnet ist.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Staufläche (38) an beiden Enden des Fahrwerkes (33) angeordnet ist und beide Stauflächen symmetrisch zueinander liegen.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass beiderseits des Belüftungsbeckens (11) Nachklärbecken (13, 14) angeordnet sind, die durch einen am Ende des Belüftungsbeckens in Wasserspiegelnähe angeordneten Kanal (18) miteinander verbunden sind.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Nachklärbecken (13,14) von am Fahrwerk (33) angebrachten Pumpen (43) bestrichen sind, deren Saugrohr (44) dicht über dem Boden dieser Becken münden.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass an den Enden des Fahrwerkes (33) dicht über dem Wasserspiegel eine Querrinne (41)-vorzugsweise um eine horizontale Achse (42) schwenkbar-angeordnet ist, in welche die Saugpumpen (43) das Schlamm-Wasser-Gemisch aus den Nachklärbecken (13, 14) fördern.

   9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in den Nachklärbecken (13, 14) neben der Einmündung des Kanals (18) eine Tauchwand (19) zum Abscheiden von auf dem Abwasser schwimmenden Substanzen eingesetzt ist.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende eines Nachklärbeckens (14) ein Sandbecken (22,28) angeordnet ist, dessen über die Breite des Belüftungsbeckens (11) verlaufender Zuführungskanal (20,27) mit Mitteln (45) zum Abscheiden von Faserstoffen u. dgl. versehen ist.

   11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an den Enden des Belüftungsbeckens (11) in dessen Sohle zur Aufnahme von Ablagerungen eine Mulde (25) vorgesehen ist, über der das Saugrohr einer Pumpe (26) angeordnet ist.

   12. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpen (26, 43) an das Gebläse (35) des Fahrwerkes (33) angeschlossen sind.

   13. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Fahrwerk (33) eine Einrichtung (46) zum Abscheiden von im Abwasser enthaltenen Faserstoffen od. dgl. angebracht ist.

   14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Fahrwerk (33) ein um eine horizontale Achse schwenkbarer Rechen (46) gelagert ist, dem ein an einer Stirnwand (23) des Belüftungsbeckens (11) schwenkbar gelagerter Abstreifer (47) zugeordnet ist.

   15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass an der dem Belüftungsbecken (11) abgewendeten Seite des Abstreifers (47) eine Lagerfläche (48) zur Aufnahme der vom Rechen (46) abgeschiedenen Stoffe vorgesehen ist.