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Die Erfindung betrifft ein Belebungsbecken für Abwasserreinigungsanlagen, welche im wesentlichen aus einer mechanischen Kläreinrichtung für die mechanische Reinigung des Abwassers, gegebenenfalls einem oder zwei Becken zum anaeroben Abbau, einem Belebungsbecken zum aeroben Abbau mit Abwasserzulauf und Abwasserablauf und einem dem Belebungsbecken nachgeschalteten Nachklärbecken, gegebenenfalls mit Schlammrücklaufleitung, bestehen.
Die biologische Reinigung vom Abwasser in Abwasserreinigungsanlagen erfolgt einerseits durch Denitrifikation, wobei unter anaeroben Bedingungen Nitrat über Nitrit und Distickstoffoxid zu Stickstoff reduziert wird, und anderseits durch Nitrifikation, wobei durch Einwirkung von Kleinlebewesen und Zusatz von Sauerstoff Stickstoffverbindungen zu Nitraten umgewandelt werden. Dieser letztgenannte aerobe Abbau organischer Substanzen erfolgt in sogenannten Belebungsbecken. Für die Einbringung des für den aeroben Abbau notwendigen Sauerstoffes sind die bekannten Belebungsbecken mit Lufteintrageinrichtungen ausgestattet, z. B. mit einer in die zu klärende Flüssigkeit teilweise eintauchenden rotierenden Walze.
Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Belebungsbeckens, in welchem in einfacher Weise und mit geringem Energieaufwand das zu klärende Abwasser mit ausreichend Sauerstoff versorgt wird, sodass ein intensiver aerober Abbau der im Abwasser enthaltenen organischen Substanzen erfolgt.
Dieses Ziel erreicht man mit einem Belebungsbecken, in dem erfindungsgemäss eine Umwälzpumpe vorgesehen ist und das erfindungsgemäss durch Trennwände mit vom Abwasserzulauf zum Abwasserablauf hin abnehmender Höhe in mehrere Kammern unterteilt ist, wobei die Trennwände unterhalb ihrer Oberkante Durchlässe, vorzugsweise in Form von Rohrstutzen, aufweisen und in jeder Kammer durch eine im Abstand vom Boden des Belebungsbecken endenden Zwischenwand zwei Zonen gebildet sind, in denen Bewuchsflächen, vorzugsweise in Form von gerippten Kunststoffrohren, angeordnet sind.
Das in das Belebungsbecken geleitete Abwasser wird durch die Umwälzpumpe der dem Abwasserzulauf nächstliegenden Zone der Kammern mit der höchsten Trennwand zugeführt und gelangt
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von dieser Zone durch den zwischen Beckenboden und Unterkante der Zwischenwand bestehenden Spalt in die benachbarte Zone dieser Kammer und durch die Auslässe in der Trennwand in die anschliessende Kammer mit etwas niedriger Trennwand und von dieser in die anschliessende Kammer mit noch etwas niedrigerer Trennwand u. s. w., wobei in jeder Kammer die beiden durch die Zwischenwand gebildeten Zonen in der gleichen Weise vom Abwasser durchströmt werden, wie in der Kammer mit der höchsten Trennwand. Das Wasser gelangt dabei im freien Fall von einer Kammer in die nächste und nimmt dabei den für den aeroben Abbau notwendigen Sauerstoff auf.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Abwasserreinigungsanlage mit einem erfindungsgemässen Belebungsbecken und Fig. 2 in schematischer Darstellung den Wasserkreislauf in einem Belebungsbecken gemäss der Erfindung.
Die in Fig. 1 dargestellten Anlage umfasst eine mechanische Kläreinrichtung 1, auch Vorklärbecken genannt, ein Pufferbecken 2, ein Belebungsbecken 3 mit Abwasserzulauf 10 und Abwasserablauf 11 und ein Nachklärbecken 4. Unterhalb des Belebungsbecken 3 befindet sich ein Becken zum anaeroben Abbau.
Im Vorklärbecken 1 ist ein Gitterrost 5 zur mechanischen Reinigung des zu klärenden Abwassers angeordnet. Ausserdem mündet in das Vorklärbecken 1 der Zulauf 6. Im Belebungsbecken 3 sind Trennwände 7 angeordnet, wodurch dasselbe in mehrere Kammern unterteilt ist. Zwischen den Trennwänden 7 sind Zwischenwände 8 vorgesehen, die im Abstand vom Boden des Belebungsbeckens 3 enden und jede Kammer in zwei Zonen unterteilen. Unterhalb der Oberkante der Trennwände 7 sind als Überlauf dienende Rohrstutzen 9 vorgesehen. Die Trennwände 7 weisen vom Abwasserzulauf 10 zum Abwasserablauf 11 hin abnehmende Höhe auf. Im Belebungsbecken 3 ist ausserdem eine Umwälzpumpe 12 vorgesehen. In den Zonen beidseitig der Zwischenwände 8 sind gerippte Rohre 13 als Bewuchsflächen für aerobe Mikroorganismen eingesetzt.
Das Belebungsbecken 3 ist über den Abwasserablauf 11 mit dem Nachklärbecken 4 verbunden. Das Nachklärbecken 4 weist einen Ablauf in Form einer Ablaufrinne 14 auf. Ein im Nachklärbecken 4 vorgesehenes Re-
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zirkulationsrohr 15 dient zur Absaugung des Belebtschlammes.
In Fig. 2 ist der Wasserlauf im Belebungsbecken 3 durch Pfeile angedeutet. Mittels der Umwälzpumpe 12 wird das Wasser innerhalb des Belebungsbecken 3 umgewälzt, wobei es immer wieder durch die in den einzelnen Zonen angeordneten gerippten Rohren 13 strömt. Während das Wasser über die Rohrstutzen 9 von einer Kammer in die tiefer liegende nächste Kammer im freien Fall strömt, nimmt es ausreichend Sauerstoff aus der Luft auf.
Das im Vorklärbecken 1 von Grobstoffen befreite Abwasser gelangt über das Pufferbecken 2 und das unter dem Belebungsbecken angeordnete Becken zum anaeroben Abbau in das Belebungsbecken 3. Im Belebungsbecken 3 wird das Wasser mittels der Umwälzpumpe 12 umgewälzt, wobei es auf Grund der besonderen Anordnung von Trennwänden 7 und Zwischenwänden 8 durch die Rohre 13 geleitet wird. Die in Stufen angeordneten Trennwände 7 bewirken einen freien Fall des Wassers, wodurch eine ausreichende Einbringung von Sauerstoff gewährleistet ist.
Die in Form gerippter Kunststoffrohre zwischen den Trennwänden 7 und. Zwischenwänden 8 angeordneten Bewuchsflächen müssen ausreichend bemessen sein, um den aeroben Abbau im gewünschten Ausmass zu gewährleisten. Durch eine genügend lange Aufenthaltszeit des Abwassers im Belebungsbecken 3 ergibt sich die aerobe Reinigung des Abwassers. Im Anschluss an die aerobe Reinigung fliesst das mit Belebtschlamm angereicherte aerob gereinigte Abwasser über den Abwasserablauf 11 in das Nachklärbecken 4, und zwar genau in der Menge, in der es in das Belebungsbecken 3 dosiert wird. Der in das Nachklärbecken 4 mitbeförderte Belebtschlamm setzt sich am Grund des Beckens ab. Er wird über das Rezirkulationsrohr 15 abgesaugt und dem Vorklärbecken 1 zugeleitet.
An Stelle der gerippten Kunststoffrohre können als Bewuchsflächen auch Füllkörper jeglicher Art eingesetzt werden. In bestimmten Zeitabständen können die gerippten Kunststoffrohre 13 zur Reinigung aus dem Belebungsbecken genommen werden. Das erfindungsgemässe Belebungsbecken gewährleistet nicht nur in einfacher Weise die Aufnahme genügender Mengen an Sauerstoff sondern ist auch mit sehr geringem Energieaufwand zu betrei-
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ben, da die erforderliche Umwälzpumpe nur wenig Energie benötigt. Das Belebungsbecken gemäss der Erfindung kann in jeder beliebigen Abwasserreinigungsanlage zum Einsatz kommen.
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The invention relates to an aeration tank for wastewater treatment plants, which essentially consists of a mechanical clarification device for the mechanical treatment of the wastewater, optionally one or two tanks for anaerobic digestion, an aeration tank for aerobic digestion with a wastewater inlet and wastewater outlet and a secondary clarifier downstream of the aeration tank, optionally with a sludge return line , consist.
The biological treatment of wastewater in wastewater treatment plants takes place on the one hand through denitrification, whereby nitrate is reduced to nitrogen via nitrite and nitrous oxide under anaerobic conditions, and on the other hand through nitrification, whereby nitrogen compounds are converted to nitrates by the action of small organisms and the addition of oxygen. This latter aerobic decomposition of organic substances takes place in so-called aeration tanks. For the introduction of the oxygen necessary for aerobic degradation, the known aeration tanks are equipped with air intake devices, e.g. B. with a rotating roller partially immersed in the liquid to be clarified.
The aim of the invention is to provide an activated sludge tank in which the wastewater to be treated is supplied with sufficient oxygen in a simple manner and with little energy expenditure, so that the organic substances contained in the wastewater undergo intensive aerobic degradation.
This goal is achieved with an aeration tank in which a circulation pump is provided according to the invention and which according to the invention is divided into several chambers by dividing walls with a decreasing height from the sewage inlet to the sewage outlet, the dividing walls having passages below their upper edge, preferably in the form of pipe sockets, and in each chamber two zones are formed by an intermediate wall ending at a distance from the bottom of the aeration tank, in which vegetation areas, preferably in the form of ribbed plastic pipes, are arranged.
The wastewater led into the aeration tank is fed through the circulation pump to the zone of the chambers with the highest partition, which is closest to the wastewater inlet
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from this zone through the gap existing between the pool floor and the lower edge of the partition into the adjacent zone of this chamber and through the outlets in the partition into the adjoining chamber with a somewhat lower partition and from this into the adjoining chamber with a somewhat lower partition u. s. w., in each chamber, the two zones formed by the intermediate wall are flowed through by the waste water in the same way as in the chamber with the highest partition. In free fall, the water moves from one chamber to the next, absorbing the oxygen required for aerobic degradation.
The invention is explained in more detail with reference to the drawing.
Fig. 1 shows a wastewater treatment plant with an aeration tank according to the invention and Fig. 2 shows a schematic representation of the water cycle in an aeration tank according to the invention.
The plant shown in FIG. 1 comprises a mechanical clarification device 1, also called a preliminary clarification basin, a buffer basin 2, an aeration basin 3 with waste water inlet 10 and wastewater outlet 11 and a secondary clarification basin 4. Below the aeration basin 3 there is a basin for anaerobic degradation.
In the primary clarifier 1, a grating 5 is arranged for mechanical cleaning of the wastewater to be clarified. In addition, the inlet 6 opens into the primary clarifier 1. Partition walls 7 are arranged in the activation tank 3, as a result of which the same is divided into several chambers. Between the partition walls 7, partition walls 8 are provided which end at a distance from the bottom of the activation tank 3 and divide each chamber into two zones. Below the upper edge of the partitions 7 serving as an overflow pipe socket 9 are provided. The partition walls 7 have a decreasing height from the waste water inlet 10 to the waste water outlet 11. A circulation pump 12 is also provided in the activation tank 3. In the zones on both sides of the partition walls 8, finned tubes 13 are used as growth areas for aerobic microorganisms.
The activation tank 3 is connected to the secondary clarifier 4 via the waste water outlet 11. The secondary clarifier 4 has an outlet in the form of a drain channel 14. A re-provided in the secondary clarifier 4
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Circulation pipe 15 is used to extract the activated sludge.
In Fig. 2 the watercourse in the activation tank 3 is indicated by arrows. The water is circulated within the aeration tank 3 by means of the circulating pump 12, it flowing again and again through the finned tubes 13 arranged in the individual zones. While the water flows freely through the pipe socket 9 from one chamber into the next, lower chamber, it absorbs sufficient oxygen from the air.
The wastewater freed from coarse matter in the primary clarification tank 1 reaches the aeration tank 3 via the buffer tank 2 and the tank arranged under the aeration tank for anaerobic digestion and partitions 8 is passed through the tubes 13. The partition walls 7 arranged in steps cause a free fall of the water, which ensures a sufficient introduction of oxygen.
The ribbed plastic pipes between the partitions 7 and. Intermediate walls 8 of vegetation areas must be dimensioned sufficiently to ensure the desired degree of aerobic degradation. The aerobic purification of the waste water results from a sufficiently long residence time of the waste water in the activation tank 3. Following the aerobic purification, the aerobically purified wastewater enriched with activated sludge flows through the wastewater outlet 11 into the secondary clarifier 4, and precisely in the amount in which it is metered into the activation tank 3. The activated sludge transported into the secondary settling tank 4 settles on the bottom of the tank. It is suctioned off via the recirculation pipe 15 and fed to the primary clarifier 1.
Instead of the corrugated plastic pipes, fillers of any kind can also be used as growth areas. The ribbed plastic tubes 13 can be removed from the activation tank for cleaning at certain intervals. The aeration tank according to the invention not only ensures the absorption of sufficient amounts of oxygen in a simple manner, but can also be operated with very little energy.
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ben because the required circulation pump requires little energy. The activation tank according to the invention can be used in any wastewater treatment plant.