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Anlage zur Klärung von Abwässern durch biologische Reinigung
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Klärung von Abwässern durch biologische Abwasserreinigung, insbesondere durch Kontaktstabilisation, bei welcher in einer Mischkammer Belebtschlamm dem zu rei- nigenden Rohabwasser zugesetzt, in einer als Absetzraum ausgebildeten zweiten Kammer der Schlamm vom Wasser getrennt und der Überschussschlamm aus der zweiten Kammer in eine als Vorbelüftungsraum ausgebildete dritte Kammer gebracht wird, in der der Überschussschlamm der zweiten Kammerbelüf- tet wird, der als Belebtschlamm der ersten Kammer zugeführt wird.
Es ist allgemein bekannt, dass die biologische Reinigung von organisch verschmutzten Abwässern mit
Hilfe von Belebtschlamm in drei Phasen vor sich geht. Die erste Phase ist die sogenannte Biosorption, wo- bei in der Abwasser-Belebtschlammischung (Mischflüssigkeit) die Belebtschlamm-Flocken die kolloida- len und gelösten Schmutzstoffe adsorbieren. In der zweiten Phase, der sogenannten Substratatmung, be- ginnen die in dem Schlamm lebenden Mikroorganismen mit ihrer Nahrungsaufnahme und benutzen die in den Flocken gestapelten organischen Stoffe zu ihrer Lebenstätigkeit bzw. zur Erzeugung neuer Zel- len. In dieser Phase stehen ihnen die Nährstoffe in unbegrenzter Menge zur Verfügung und es erfolgt da- her eine heftige Vermehrung der Mikroorganismen.
In der dritten Phase, der sogenannten Grundatmung oder Auto-Oxydation, nimmt die Menge des Nährstoffes allmählich ab und die Mikroorganismen ver- zehren nach und nach ihr eigenes Protoplasma.
Versuche haben erwiesen, dass der Belebtschlamm, wird er neuem Rohabwasser zugesetzt, in die- ser Phase die grösste Reinigungskraft hat. Weiterhin konnte durch Versuche festgestellt werden, dass der
Belebtschlamm, sofern er weiter belüftet wird, in einen Zustand gerät-in den Zustand der Totaloxy- dation-, in welchem sowohl alles äussere Substrat als auch der innere Plasmaabstand verzehrt oder in inertes polysaccharides Material umgewandelt wird. Er weist ähnliche Eigenschaften auf wie der anaerob ausgefaulte Schlamm.
Auf Grund dieser Erscheinungen gibt es eine Variation des Belebtschlammverfahrens, bei der der
Schlamm bereits nach der erfolgten Absorption von dem Wasser getrennt wird und die zweite und dritte
Phase, Substratatmung und Grundatmung, in einem kleineren, nur für das Volumen des Belebtschlam- mes angemessenen Raum durchgeführt wird.
Diese Variation nennt man Kontaktstabilisation (Kontaktstabilisationsverfahren). Wichtigste Voraus- setzung dieses Verfahrens ist, dass der Schlamm nach einer kurzen Kontaktzeit absetzfähig ist. Dazu ist ein hoher Trockengehalt und eine niedrige Schlammbelastung erforderlich, d. h. das Verhältnis des zu- geführten organischen Gehaltes zu der Schlammenge muss relativ klein sein.
Eine Vorklärung ist nicht notwendig, lediglich die Anwendung eines Feinrechens mit 15 (-20) mm lichten Öffnungen oder einer Zerkleinerungsmaschine bzw. Zerkleinerungspumpe mit derselben Lei- stung. Bei weiten Kanalnetzen, wo auch Sand in den Kanal eindringen kann, ist ein Sandfang von Vor- teil. Mineralische Stoffe von kleineren Korngrössen sind jedoch nicht schädlich ; sie wirken sich als flok- kenbildender und gewichtsvergrössernder Zusatz für die gute Absetzfähigkeit des Schlammes sogar vor-
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teilhaft aus.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Anlage zu schaffen, die möglichst einfach aus Fertigtei- len herstellbar ist, so dass deren Montage an der Baustelle auch von ungeschulten Kräften durchführbar ist, dennoch aber eine einwandfreie Reinigung gewährleistet. i An sich sind bereits Anlagen aus vorfabrizierten Bauteilen bekanntgeworden, die jedoch aus ring- förmigen Teilen zusammengebaut werden.
Erfindungsgemäss weisen alle Kammern den gleichen Querschnitt auf und sind in an sich bekannter
Weise aus vorfabrizierten Fertigteilen nach dem Baukastensystem zusammengebaut, wobei der Quer- schnitt jeder Kammer einen halbkreisförmigen unteren Teil aufweist, an den sich ein oberer Teil mit zumindest angenähert parallelen Wänden anschliesst und dessen Höhe zumindest nahezu gleich dem Ra- dius des Halbkreises des unteren Teiles ist.
Vorteilhafterweise sind vier Kammern vorgesehen, wobei die Mischkammer über eine Rohrleitung od. dgl. mit der als Absetzraum dienenden Kammer, diese über Druckluftheber od. dgl. mit der als Vor- belüftungsraum dienenden Kammer und diese einerseits mit der Mischkammer, anderseits mit der als
Faulraum ausgebildeten vierten Kammer in Verbindung steht, wobei in der Mischkammer, in der als
Vorbelüftungsraum dienenden Kammer und in der als Faulraum dienenden Kammer Belüftungsrohre od. dgl. vorgesehen sind.
Zweckmässigerweise sind die Belüftungsrohre zur Herbeiführung einer grobblasigen Niederdruck-
Druckbelüftung aus gelochtem Feinblech geschweisst und weisen an beiden Enden je einen abwärts ge- richteten Krümmer auf.
Die erfindungsgemässe Anlage ermöglicht die biologische Reinigung von organisch verschmutzten (besonders von häuslichen) Abwässern durch das Kontaktstabilisationsverfahren und schliesslich die Total- oxydation des Überschuss-Schlammes mittels grobblasiger Belüftung in vorfabrizierten Becken.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der Zeichnungen, in der ein Ausführung- beispiel schematisch dargestellt ist.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemässe Anlage, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 11-IIderFig. l, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1, Fig. 4einBelüftungsrohrundFig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4.
Die dargestellte Anlage, der das zu reinigende Abwasser über die Leitung --1-- zugeführt wird, weist im wesentlichen fünf Kammern auf, nämlich eine Mischkammer-2-, eine als Absetzraum aus- gebildete Kammer --3--, eine als Vorbelüftungsraum ausgebildete Kammer --4--, eine als Faulraum ausgebildete Kammer -5-- und eine als Chlorierungsraum ausgebildete Kammer --6--, die aus glei- chen Teilen zu einem Block zusammengebaut sind. Alle diese Kammern sind aus vorfabrizierten Teilen zusammengesetzt und weisen, wie die Fig. 2 und 3 zeigen, einen Querschnitt auf, der einen halbkreis- förmigen unteren Teil besitzt, an den sich ein oberer Teil mit zumindest angenähert parallelen Wänden anschliesst und dessen Höhe gleich dem Radius des Halbkreises des unteren Teiles ist.
Diese Querschnitts- form ist in hydraulischer Hinsicht für die Umwälzbewegung sowie für Vorfabrikation besonders geeignet.
Zur Belüftung der Mischkammer --2--, der als Vorbelüftungsraum dienenden Kammer--4--und der als Faulraum dienenden Kammer--5-- ist ein Ventilator --7-- vorgesehen, der über eine Rohrleitung - mit den Belüftungsrohren --9-- in Verbindung steht. Wie aus Fig. l ersichtlich ist, ist die Mischkammer --2-- über eine Leitung --10-- mit der als Absetzraum dienenden Kammer --3-- verbunden. Die Kammer -3-- steht über Überfallkanten --11-- mit der als Chlorierungsraum dienenden Kammer - in Verbindung.
In der Kammer --3-- befinden sich ferner Druckluftheber --12--, die zu der als Vorbelüftungsraum dienenden Kammer --4-- führen ; diese steht einerseits über eine Öffnung --13-- mit der Mischkammer-2-, anderseits über einen Durchlass --14-- mit der als Faulraum dienenden Kam- mer --5- in Verbindung. Wie Fig. l und 3 zeigen, befindet sich in der Kammer -- 5-- eine Beruhigungszone --15--, die über eine Leitung --16-- mit der Mischkammer --2-- verbunden ist.
Für die Ab-
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Die der Belüftung der Kammern-2, 4 und 5-- dienende Belüftungsvorrichtung besteht, wie vor allem die Fig. 4 und 5 zeigen, aus Belüftungsrohren --9--, die zur Herbeiführung einer grobblasigen Niederdruck-Druckbelüftung aus gelochtem Feinblech geschweisst sind und an beiden Enden je einen abwärts gerichteten Krümmer-19, 20- aufweisen. Auch die Löcher --21-- der Belüftungsrohre --9-- sind in den Kammern --2, 4 und 5-- abwärts gerichtet.
In der Mischkammer --2-- wird die Mischflüssigkeit so lange belüftet, bis die Adsorption und die Absorption des schwebenden und gelösten organischen Inhaltes erfolgt. In der als Absetzraum dienenden
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Kammer --3-- erfolgt die Trennung des Abwassers vom Belebtschlamm. In der als Vorbelüftungsraum dienenden Kammer --4-- werden die in den Flocken gestapelten organischen Substanzen abgebaut. In der als aerober Faulraum dienenden Kammer-5-wird der Überschuss-Schlamm bis zur Selbstoxyda- tion weiter belüftet.
Das zu reinigende Abwasser, welches bereits von seinen groben mineralischen Verschmutzungen be- freit wurde und dessen organische Schmutzstoffe auf eine Grösse von etwa 15 bis 20 mm zerkleinert wur- den, wird durch die Leitung --1-- in die Mischkammer --2-- eingeführt und hier sofort mit einer aus- reichenden Menge von Belebtschlamm (Rücklaufschlamm) vollkommen vermischt. Eine starke Luftein- blasung ermöglicht die gute Einmischung und heftige Umwälzung der Mischflüssigkeit und gibt die Gewähr, dass an jeder Stelle des Beckeninhaltes ein hoher Gehalt an gelöstem Sauerstoff vorhanden ist.
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Bildung von grossen Belebtschlammflocken verhindert und die Dispersion von Sperrstoffen beschleunigt.
Nach erfolgter Adsorption und Absorption gerät die Mischflüssigkeit durch die Leitung-10-in die als Absetzraum dienende Kammer --3--, wo sich die Schlammflocken zusammenballen und durch Ab- setzen von dem - bereits gereinigten - Abwasser trennen, welches durch die Überfallkanten-11-der
Ablaufrinne nach eventueller Chlorierung in der als Chlorierungsraum dienenden Kammer-6--zumVoJ.'o fluter abfliesst.
Der abgesetzte Schlamm wird mittels der Druckluftheber-12-- in die als Vorbelüftungsraum die- nende Kammer -4-- geschickt, in der bei weiterer Belüftung die zweite Phase des Abbauprozesses, die
Substratatmung, stattfindet und die Grundatmung beginnt. Zur Belüftung dienen die gleichen Belüf- tungsrohre wie im Mischbecken. Der grösste Teil des so behandelten Schlammes gelangt als Rücklauf- schlamm über die Öffnung --13-- wieder in die Mischkammer --2-- zurück, der übrige Teil gelangt über den Durchlass --14-- als Überschussschlamm in die als aerober Faulraum dienende Kammer-5- und bleibt hier so lange bis die. Grundatmung vollkommen beendet wird, d. h. bis zu erfolgter Stabilisation.
Die im aeroben Faulraum vorgesehene Beruhigungszone-15-dient der Ausscheidung von Schlammwasser, das durch die Leitung --16-- in die Mischkammer --2- zurückgeführt wird. Der stabilisierte Schlamm wird durch den Schlammauslass --17-- aus der Anlage von Zeit zu Zeit entfernt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Anlage zur Klärung von Abwässern durch biologische Reinigung, insbesondere durch Kontaktstabilisation, bei welcher in einer Mischkammer Belebtschlamm dem zu reinigenden Rohabwasser zugesetzt, in einer als Absetzraum ausgebildeten zweiten Kammer der Schlamm vom Wasser getrennt und der Überschussschlamm aus der zweiten Kammer in eine als Vorbelüftungsraum ausgebildete dritte Kammer gebracht wird, in der der Überschussschlamm der zweiten Kammer belüftet wird, der als Belebtschlamm der ersten Kammer zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass alle Kammern (2, 3, 4, 5,6) den gleichen Querschnitt aufweisen und in an sich bekannter Weise aus vorfabrizierten Fertigteilen nach dem Baukastensystem zusammengebaut sind, wobei der Querschnitt jeder Kammer einen halbkreisförmigen unteren Teil aufweist,
an den sich ein oberer Teil mit zumindest angenähert parallelen Wänden anschliesst und dessen Höhe zumindest nahezu gleich dem Radius des Halbkreises des unteren Teiles ist.