AT407149B - Einrichtung zur durchführung eines verfahrens zur reinigung von abwasser - Google Patents

Description

AT 407 149 B

Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, daß das beim Belebungsverfahren lediglich zur Trennung von Schlamm und Klarwasser dienende Nachklärbecken mit der dazugehörigen Rücklaufschlammführung durch eine Einbeckentechnologie ersetzt werden kann, die neben dem Klarwasserabzug und der Rücklaufschlammführung auch biochemische Prozesse zuläßt Ein intermittierend mit Rücklaufschlamm beschicktes Belebungsbecken des Belebungsverfahrens wird mit einem nach der Einbeckentechnologie arbeitenden Sedimentationsbecken vereint. Das Sedimentationsbecken ersetzt somit das bei herkömmlichen Belebungsverfahren erforderliche Nachklärbecken einschließlich des Rückschlammpumpwerkes. Typisch für dieses Verfahren ist, daß im Sedimentationsbecken (SU-Becken) mehrmals am Tag ein Betriebszyklus abläuft, bei dem der Schlamm wieder mit Wasser vermischt wird (Rührphase R), worauf sich der Schlamm absetzt (Vorabsetzphase V). Abschließend wird Klärwässer abgezogen (Abzugsphase A).

Eine besonders einfache Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ergibt sich, wenn erfindungsgemäß das Belebungsbecken und das Sedimentationsbecken durch im Bodenbereich des Sedimentationsbeckens und im Wasserspiegelbereich vorgesehene Öffnungen zu kommunizierenden Gefäßen verbunden sind, und wenn Einrichtungen zum gleichzeitigen Transport von Beckeninhalt aus dem Belebungsbecken durch die Öffnung(en) im Bodenbereich und aus dem Sedimentationsbecken durch die öffnung(en) im Wasserspiegelbereich vorgesehen sind.

Wird während der Rührphase R der Inhalt des S-Beckens belüftet, so unterstützt die im S-Becken ablaufende Einbeckentechnologie die Hauptfunktionen des B-Beckens, nämlich den Abbau organischer Kohlenstoffverbindungen und die Nitrifikation. Die zur Eintragung des Sauerstoffs dienenden Einrichtungen bewirken dabei zweckmäßigerweise gleichzeitig das Aufrühren des Schlammes im S-Becken sowie das Rückführen des während eines Zyklus (Z = R + V + A) vom B-Becken ins S-Becken verlagerten Schlammes ins B-Becken.

Die in der R-Phase stattfindende Aufwirbelung des Schlammes und die Schlammrückführung ins B-Becken kann aber auch ohne Sauerstoffeintrag ins S-Becken mit einer Pumpe erfolgen, die eine hohe hydraulische Kapazität bei geringer Förderhöhe aufweist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anschließend anhand der Zeichnung erläutert. In dieser ist

Fig. 1 ein schematischer Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Anlage. Fig. 2 illustriert den Schlammabzug, Fig. 3 den Klarwasserabzug. Fig. 4 zeigt ein konstruktives Detail von Fig. 3.

In der R-Phase sind mehrere Aufgaben zu bewältigen. Es muß der in der V- und A-Phase vom B-Becken in das SU-Becken verfrachtete Schlamm wieder in das B-Becken rückgeführt werden. Am Beckenboden des SU-Beckens abgesetzter und eingedickter Schlamm muß wieder aufgewirbelt werden, sodaß eine annähernd konstante Trockensubstanz im Becken entsteht. Weiters muß eventuell im SU-Becken gebildeter Schwimmschlamm aus dem System entfernt bzw. in das B-Becken rückgeführt werden, wo er wieder in den Schlammkörper eingearbeitet werden kann. Schließlich ist es vorteilhaft, wenn auch Sauerstoff in das SU-Becken eingetragen wird. Die oben angeführten Aufgaben sind durch die in Fig. 1 dargestellten Einrichtungen einfach und sehr wirtschaftlich zu lösen. Durch ein am Boden des SU-Beckens angeordnetes Gerät (z.B. Pumpe) 1 wird in der R-Phase Inhalt des B-Beckens mit hoher Geschwindigkeit in das SU-Becken gefördert Dadurch entsteht im SU-Becken eine Wasserwalze 3, die einerseits vorhandenen Schwimmschlamm ins B-Becken befördert und andererseits am Boden abgelagerten Schlamm wieder aufwirbelt. Die in das SU-Becken auf diese Weise geförderte Menge QR 5 gelangt in gleicher Größe durch eine Öffnung an der Wasseroberfläche 2 wieder in das B-Becken.

Diese Öffnung sollte so groß gewählt werden, daß eine mittlere Fließgeschwindigkeit von ca. 1,0 m/s entsteht. Durch diese Betriebsweise kommt es zu einer Wasserspiegeldifferenz zwischen SU- und B-Becken (bei v = 1,0 m/s, ΔΗ = ca. 5,0 cm). Ein gewünschter Sauerstoffeintrag in das SU-Becken kann z.B. durch eine selbst luftansaugende Pumpe 1 erzielt werden.

Um den Sedimentationsprozeß im SU-Becken während der V- und A-Phase durch den Eintritt von mit Luftblasen angereicherter Flüssigkeit durch die Bodenöffnung 4 nicht zu stören, wird ein Raum 6 mit gegenüber der Öffnung 4 erhöhter Zulauföffnung 20 zur Entlüftung der Flüssigkeit vorgesehen. Ein Durchfluß vom B- ins SU-Becken durch den Schlitz an der Wasseroberfläche 2 wird immer unterbunden (z.B. durch eine Rückschlagklappe 9):

Um den Betrieb einer Kläranlage möglichst zu vereinfachen, wurde auch ein automatischer 2

Claims (4)

1. AT 407 149 B Überschuß- und Schwimmschlammabzug (Fig. 2) entwickelt, der so gestaltet ist, daß sich eine dem jeweiligen Schlammindex entsprechende, optimale Trockensubstanz im System einstellt. Am Ende der V-Phase, kurz vor Beginn der A-Phase muß der Schlammspiegel schon so tief abgesunken sein (z.B. ca. 75 cm), daß feststoffreies Klar-Wasser in der A-Phase abgezogen werden kann. In dieser Zeit wird eine schwimmende oder fest montierte Schlammpumpe 10 kurzzeitig in Betrieb genommen (z.B. ca. 1 bis 2 Minuten). Ist der Schlammspiegef noch zu hoch, wird konzentriert Überschußschlamm abgezogen, ist er schon zu tief, überwiegt der Abzug von Klarwasser. Das abgezogene Schlamm-Klarwasser-Gemisch gelangt in einen Schlammspeicher 7, wo sich der Schlamm absetzt. Das feststoffreie Trübwasser wird über einen Rücklauf 8 wieder in das SU-Becken geleitet. Der sich im Schlammspeicher eindickende Schlamm ist von Zeit zu Zeit abzuziehen und zu entfernen. Der Abzug von Überschußschlamm (ÜS) wird so ausgebildet, daß gleichzeitig auch eventuell vorhandener Schwimmschlamm (SS) erfaßt werden kann. Die Abzugsmente Qs, die z.B. mit einer Pumpe 10 erzeugt wird, kann durch entsprechende Wahl der Durchflußflächen in einen gewünschten ÜS- und SS-Abzug aufgeteilt werden. Ein schwimmender Abzug hat den Vorteil, bei jeder Wasserspiegellage einen optimalen ÜS- und SS-Abzug zu gewährleisten. Meist genügt aber ein fest montierter, einfacher Abzug, der besonders bei niederen Wasserspiegellagen (Nachtstunden) die gewünschte Leistung erbringt. Beispielsweise wird in Fig. 2 ein einfacher, fest montierter Abzug beschrieben. Mit Hilfe einer kleinen Pumpe 10 wird ein Förderstrom von Qs erzeugt, der sich entsprechend der vorhandenen Durchflußflächen 11 und 12 in Qüs und QSs aufteilt. Die Lage der Pumpe 10 zum Wasserspiegel 13 ist höhenmäßig verstellbar 14. Eine andere Möglichkeit, Überschußschlamm allein automatisch abzuziehen, besteht darin, den Schlammspiegel am Ende der V-Phase mit einem Schlammspiegelmeßgerät zu messen und den Überschußschlammabzug in Abhängigkeit der Lage des Schlammspiegels vorzunehmen. Diese Methode kann z.B. mit Hilfe eines schwimmenden Dichtemeßgerätes und einer am Beckenboden angeordneten, mit einem elektrischen Schieber versehenen Schlammleitung erfolgen. Liegt der Schlammspiegel z.B. am Ende der V-Phase unter 75 cm unter dem Wasserspiegel, so wird kein Schlamm abgezogen, liegt er darüber, kommt es zu einem Schlammabzug. Diese Methode hat den Vorteil, daß nur schon eingedickter Schlamm abgezogen und ein Schlammspeicher zur Trennung von Schlamm und Klarwasser nicht benötigt wird. Zum Abziehen von Klarwasser wird erfindungsgemäß eine Einrichtung vorgeschlagen, die sich einfach aus Elementen herstellen läßt, die am Markt erhältlich sind. In Fig. 3 ist eine solche Einrichtung dargestellt. Sie besteht aus einem Abzug mit Kugel 15, einer Druckleitung 17, einem elektrisch angetriebenem Verschluß 16 (Kugelhahn, Klappe, Schieber etc.) und einem nachge*schalteten Überfall 18. Der Rohrbogen kann für Servicearbeiten nach oben gedreht werden. Die Kugel verhindert während der R- und V-Phase das Eindringen von Schlamm in die Abzugseinrichtung. Bei kommunalen Kläranlagen, die im Durchflußprinzip betrieben werden, hat sich eine Anordnung von einem B-Becken und zwei angeordnete SU-Becken für eine Abwasserstraße als günstig erwiesen. Selbstverständlich können beliebig viele Straßen vorgesehen werden. Bei größeren Kläranlagen ist es zweckmäßig, das B-Becken tiefer (z.B. 6,0 m) als die SU-Becken (z.B. 3,5 m) zu machen. In diesem Fall wird man die Schächte, in denen die Geräte zum Umwälzen der SU-Becken situiert sind, nicht im B-Becken, sondern in den SU-Becken anordnen. PATENTANSPRÜCHE: 1. Einrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Reinigung von Abwasser mittels Belebtschlamm, in dem das zu reinigende Abwasser zunächst in ein belüftbares Belebungsbecken und anschließend in ein Sedimentationsbecken eingeleitet wird, in welchem eine Trennung von Schlamm und Klarwasser erfolgt, woraufhin Schlamm in das Belebungsbecken rückgeführt und Klarwasser abgezogen wird, wobei im Sedimentationsbecken mehrmals am Tag ein Betriebszyklus abläuft, bei dem der Schlamm wieder mit dem Klarwasser vermischt wird (Rührphase R), dadurch gekennzeichnet, daß das 3 AT 407 149 B Belebungsbecken (B) und das Sedimentationsbecken (SU) durch im Bodenbereich des Sedimentationsbeckens (SU) und im Wasserspiegelbereich vorgesehene Öffnungen (4,2) zu kommunizierenden Gefäßen verbunden sind, und daß Einrichtungen zum gleichzeitigen Transport von Beckeninhalt aus dem Belebungsbecken (3) durch die öffnung(en) (4) im Bodenbereich und aus dem Sedimentationsbecken (SU) durch die öffnung(en) (2) im Wasserspiegelbereich vorgesehen sind.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (2) im Wasserspiegelbereich nur in Richtung vom Sedimentationsbecken (SU) zum Belebungsbecken (B) durchströmbar ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnung (4) im Bodenbereich des Sedimentationsbeckens (SU) im Belebungsbecken (B) eine erhöhte Zulauföffnung (20) zugeordnet ist.
4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Rühren und Umwälzen (Rührphase R) eine oder mehrere Pumpen bzw. Rührwerke (1) mit hoher hydraulischer Leistung bei geringer Förderhöhe nahe der bodennahen Öffnung (4) bzw. den bodennahen Öffnungen (4) eingesetzt werden. HIEZU 1 BLATT ZEICHNUNGEN 4