CH374031A - Verfahren und Vorrichtung zum biologischen Reinigen von Abwässern - Google Patents

Description

  Verfahren und Vorrichtung     "um    biologischen     Reinigen    von Abwässern    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum biolo  gischen Reinigen von Abwässern     finit        Hilfe        aerober     Organismen und einer Einrichtung, durch die zur  Intensivierung der Oxydation die Organismen ab  wechselnd mit Luftsauerstoff und dem zu reinigenden  Abwasser in     Berührung    gebracht werden. Die Erfin  dung     betrifft    ferner auch eine Vorrichtung zum  Durchführen des Verfahrens.  



  Bei der biologischen Abwasserreinigung werden  hochmolekulare organische Verbindungen zu niedrig  molekularen Verbindungen     mit        Hilfe    von Lebens  gemeinschaften     aerober    Mikroorganismen oxydiert.  Dieser Abbau kann bis zur     vollständigen    Deckung  des chemischen     Sauerstoffbindungsvermögens.    dieser       Stoffe    unter Bildung anorganischer Verbindungen ge  trieben werden. Neben günstigen Umweltbedingun  gen für die     aeroben    Lebensgemeinschaften muss ge  nügend Sauerstoff zur Verfügung stehen.  



  Es sind mehrere Verfahren zur biologischen Ab  wasserreinigung bekannt. Für grosse Wassermengen  eignen sich das sogenannte     Belebtschlammverfahren     und das sogenannte     Spültropfkörperverfahren.    Beim       Belebtschlammverfahren,    das zwar mit geringem Ge  fälle arbeiten kann, jedoch gegenüber Schmutzstössen  empfindlich ist, werden dem zu reinigenden Abwas  ser grosse Mengen von Bakterien in Form von soge  nanntem     Belebtschlamm    und Luftsauerstoff in Form  von Druckluft oder durch     kräftige        Umwälzung    des  Beckeninhalts zugesetzt.

   Das     Spültropfkörperverfah-          ren    mit hochbelasteten     Spültropfkörpern,    die aus       wetterfesten    Steinen, Schlackenstücken, Lava, Tuff  oder gebrannten Formstücken bestehen und die ohne       Aufstau    vom Wasser durchrieselt werden, benötigt  meist     Pumpanlagen,        mit    denen das mechanisch vor  geklärte Abwasser auf die- Tropfkörper gepumpt wer  den muss, um den bei diesen Anlagen erforderlichen         Gefälleunterschied    auszugleichen, der normalerweise  zwischen drei und fünf     Metern    liegt.  



  Es sind ferner     Tauchkörperverfahren    bekannt,  die keine künstliche     Belüftung    benötigen. Sie arbei  ten mit walzenförmigen, auf eine Achse aufgesetzten  Tauchkörpern, die entweder mit Reisig, Steinen,  Schlacke, Tuff; gebrannten Formstücken oder ähn  lichem Material gefüllt oder aussen mit einem Flecht  werk von rauher Oberfläche versehen sind. Die wal  zenförmigen Körper tauchen zur Hälfte in einen Be  hälter ein und werden in langsame Umdrehung ver  setzt.

   Die     Reisigfüllung    bzw. das Flechtwerk bezieht  sich dabei bald mit biologischem Rasen, der wäh  rend des     Untertauchens    Schmutzstoffe aus dem Ab  wasser     adsorbiert    und     während    des Auftauchens den  zum Stoffwechsel des Rasens notwendigen Sauerstoff  aufnehmen und speichern kann. Die     Tauchwalzen     benötigen zwar wenig Energie zum Antrieb, jedoch  verstopft der in bzw. an den     Körpern    wachsende bio  logische Rasen bald alle     Durchflusswege,    so dass  dann der gesamte Körper     völlig    verschlammt ist.  Hierdurch entfällt die Reinigungswirkung.

   Der Kör  per muss daraufhin, also schon nach sehr kurzer Zeit,  durch teure Massnahmen entschlammt werden, was  demgemäss sehr oft geschehen muss. Da das Aus  spülen des überschüssigen biologischen Rasens wäh  rend des Betriebs, wie beispielsweise beim Spültropf  körper, bei den Tauchkörpern     nicht    gelungen ist,  mussten diese zur Reinigung sogar zerlegt und wie  der zusammengebaut werden. Schliesslich müssen  diese Körper auch nach relativ kurzer Betriebszeit,       nämlich    schon nach einigen Wechseln, gänzlich er  neuert werden.  



  Die bei den erwähnten Verfahren auftretenden  Nachteile werden durch das Verfahren gemäss der  Erfindung vermieden. Dieses ist dadurch gekenn  zeichnet, dass die Dauer der Berührung der Orga-           nismen    mit Luft und mit Abwasser durch Geschwin  digkeitsregelung der drehbaren, teilweise in das<B>Ab-</B>  wasser eines Beckens eintauchenden, aus Platten be  stehenden Einrichtung eingestellt wird.  



  Ausserdem kann man erreichen, dass bei diesem  Verfahren die Schichtdicke der als biologischer Ra  sen anwachsenden Substanz nur bis zu einer be  stimmten Stärke zunimmt. Zweckmässig wird das       erfindungsgemässe    Verfahren mit einer solchen     Ge-          schwindigkeit    durchgeführt, dass sich     einzelne    Pha  sen im Ablauf des Verfahrens wenigstens innerhalb  von zwei Minuten wiederholen.  



  Zur Durchführung dieses Verfahrens wird als  weiterer     Erfindungsgegenstand        eine    Vorrichtung vor  geschlagen, die     erfindungsgemäss    dadurch gekenn  zeichnet ist, dass sie eine Einrichtung aus runden, auf  einer über dem Rand eines Beckens befestigten Achse  nebeneinander angeordneten, in das Abwasser ein  zutauchen bestimmten Platten aufweist, welche Achse  durch     eine    Antriebsvorrichtung gedreht wird, wobei  der Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Plat  ten grösser ist als die Plattenstärke.

       Vorteilhaft    wer  den bei einer solchen Vorrichtung jeweils zwischen  zwei benachbarten Platten Rechenstäbe angeordnet,  die während der Umdrehung an den Platten ange  setzten biologischen Rasen überschüssiger Stärke ab  streifen. Hierbei kann die Stärke der Rechenstäbe  etwa der Stärke der Platten entsprechen und jeweils  der Abstand zwischen benachbarten Rechenstäben  und Platten geringer sein als die Stärke der Platten.

    Hierdurch soll erreicht werden, dass die Schicht bio  logischen Rasens nicht stärker wird als vier     Milli-          meter.    Demgemäss sind die Platten auf die Welle  zweckmässig im gegenseitigen Abstand von etwa  zwei Zentimetern,     vornehmlich    im gegenseitigen<B>Ab-</B>  stand von 15 mm montiert, um den     Durchflussweg     des Wassers mit Sicherheit     freihalten    zu können.

   Der  Abstand zwischen den Rechenstäben und den Plat  ten ist dadurch so gering, dass der für die Oxydation       erforderliche    Sauerstoff ohne weitere Massnahmen  direkt an die gesamte, auf der Platte befindliche be  lebte Substanz des biologischen Rasens herankom  men kann und die auf der Platte nach dem Ab  streifen verbleibende Dicke der Rasenschicht keine  anaerobe Fäulnis     zulässt.    Als Platten werden     zweck-          dienlich        wasser-    und bakterienfeste Kunststoffplatten  mit rauher Oberfläche verwendet, an denen biolo  gischer Rasen leicht anwachsen kann.  



  Das zu reinigende Abwasser kann die gesamte       Vorrichtung,    die aus einem oder mehreren Becken  bestehen kann, gerade durchströmen. Das Wasser  kann auch, insbesondere in kleinen Vorrichtungen,       mäanderförmig    durch das oder die Becken geleitet  werden. Dabei soll durch eine sich von selbst ein  stellende, leichte     Vergrösserung    des Staus die     Ge-          fälldifferenz    und dadurch die     Fliessgeschwindigkeit     des Wassers derart gross gehalten werden, dass eine  starke Wucherung des Bewuchses verhindert wird.

    Zur weiteren Erhöhung der Relativgeschwindigkeit  zwischen fliessendem Wasser und den sich drehenden    Platten können diese auch in einer zur Fliessrichtung  des Wassers entgegengesetzten     Richturig    angetrieben  werden.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren wird an Hand  von Ausführungsbeispielen im folgenden näher er  läutert.  



  Es zeigen       Fig.    1 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung     ge-          mäss    Patentanspruch     II    ;       Fig.    2 einen Schritt durch die Vorrichtung nach  dem Linienzug     II-II    der     Fig.    1 ;       Fig.    3 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach  der Linie     11I-III    der     Fig.    2 ;       Fig.    4 eine Draufsicht auf eine schematisch dar  gestellte,     erfindungsgemässe    Vorrichtung mit meh  reren, hintereinander angeordneten Becken ;

         Fig.    5 eine Vorrichtung gemäss der Erfindung  für     mäanderförmige        Durchströmung    ;       Fig.    6 einen Schnitt     VI-VI    durch diese in     Fig.    5  dargestellte Vorrichtung ;       Fig.    7 einen Schnitt     VII-VII    in     Fig.    5 ;       Fig.    8 einen Schnitt durch eine erfindungsgemässe  Vorrichtung mit zwischen den Platten angeordneten  Rechenstäben ;       Fig.    9 einen Schnitt     IX-IX    durch diese in     Fig.    8  dargestellte Vorrichtung ;

         Fig.    10 eine erfindungsgemässe Vorrichtung für  gerade     Durchströmung    ;       Fig.    11 einen Schnitt durch diese Vorrichtung  nach der Linie     XI-XI    in     Fig.    10.  



  In dem in den     Fig.    1-3 dargestellten Ausfüh  rungsbeispiel einer Reinigungsvorrichtung gemäss der  Erfindung sind an einem mit Abwasser     gefüllten     Becken 1     diskenförmige,    bis     beinahe    zur     Hälfte    in  das Abwasser eintauchende Platten 2 aus     wasser-    und  bakterienfestem Kunststoff, z. B. Asbestzement oder  geschäumtem Polystyrol, mit rauher Oberfläche an  geordnet, die auf einer Achse 3 fest aufsitzen, die  durch einen Motor 4 mitsamt den auf ihr sitzenden  Platten in der Pfeilrichtung in Umdrehung versetzt  werden kann.  



  Der Zufluss des Abwassers ist bei B und sein  Abfluss bei A, so dass die Umdrehungsrichtung des  eingetauchten Teiles der Platten der Strömungsrich  tung des Wassers entgegengesetzt ist. Oberhalb der  Achse 3, etwas ausserhalb einer längs durch die  Achse gelegten lotrechten Ebene befindet sich ein im  Querschnitt U-förmiger Träger 5, an dem     zwischen     die einzelnen Platten 2 eingreifende, in ihrem un  teren Bereich auf der Achse 3     aufliegende    Rechen  stäbe 6 mit einem Zapfen 7     aufgehängt    sind.  



  Die Platten werden zum Betrieb der Vorrichtung  in langsame Umdrehung versetzt. Dabei wächst auf  dem in das Becken eintauchenden Teil biologischer  Rasen an und     adsorbiert    innerhalb kurzer Zeit die  organischen Verschmutzungen. Beim Auftauchen aus  dem Wasser wird der zur Oxydation dieser Ver  schmutzungen notwendige Sauerstoff     direkt    aus der  Luft entnommen. Der anwachsende biologische Ra  sen darf nur so stark sein, dass der für die Oxydation      erforderliche Sauerstoff aus der Luft ohne- weiteres  an die gesamte, auf der Platte     befindliche    belebte  Substanz herankommen kann und die auf der Platte  nach dem Abstreifen verbleibende Dicke der     Rasen-          Schicht    keine anaerobe Fäulnis zulässt.

   Der über die  erwünschte Stärke von etwa 4 mm hinaus anwach  sende biologische Rasen wird bei der Umdrehung der  Platten durch Berührung mit den Rechenstäben 6.  abgestreift und fällt in das gereinigte, fliessende Was  ser zurück, von dem er in ein     Nachklärbecken    übli  cher Bauart gespült -wird. Aus diesem kann er dann  als abgesetzter Schlamm entnommen werden. Plat  ten und Rechenstäbe sind etwa von     gleicher    Stärke ;  der Abstand zwischen zwei benachbarten Platten ist  demgemäss grösser als ihre Stärke.  



  In     Fig.    4 ist schematisch dargestellt, wie das zu  reinigende Wasser mehrere,     hintereinandergeschaltete     Becken nacheinander durchströmt. Das von   A    ankommende Wasser wird in einen Hauptstrom 8,  der ein Becken nach dem anderen in derselben     Rich=          tung,    quer zur Längsrichtung der     jeweiligen    Platten  achse durchströmt, und in einen Nebenstrom 9 auf  geteilt, von dem Teilströme 10, 11 und 12 zu ein  zelnen Becken seitlich, in der Längsrichtung der je  weiligen Plattenachse zugeleitet werden.  



  Bei der in den     Fig.    5 bis 7 dargestellten Vorrich  tung sind auf der Achse angeordnete Platten jeweils  zu Plattenpaketen 13 zusammengefasst. Durch die  Trennwände 14 ist jeweils ein Plattenpaket gegen  über dem vorhergehenden auf der anderen Seite ab  geschottet wie gegenüber dem folgenden. Der     Zufluss     des Wassers ist wieder bei   A  und der Abfluss bei    B      .    Das Wasser durchströmt durch diese Anord  nung     mäanderförmig    die aufeinander folgenden Plat  tenpakete.

   Durch einen sich von selbst einstellenden  höheren Stau ist bei einer solchen Anordnung die  Strömungsgeschwindigkeit durch die Plattenpakete  grösser als bei einer quer zur gemeinsamen Achse  aller Plattenpakete einfach durchströmten Vorrich  tung, die in denselben Wasserlauf eingesetzt würde.  



  Die     Fig.    8 und 9 zeigen     w:e    die     Fig.    6 und 7 in  einem Querschnitt und einem Längsschnitt, wie diese  Vorrichtung aussieht, wenn zwischen den     einzelnen     Platten noch     zusätzlich    Rechenstäbe eingesetzt sind,  die sich in     Fig.    10 nur zwischen den Platten der bei  den links dargestellten Plattenpakete befinden.  



  Die     Fig.    10 und 11 zeigen eine Vorrichtung, bei  der in einem Becken mehrere Plattenpakete 15 mit  parallel zueinander verlaufenden Achsen hinterein  ander angeordnet sind. Hierdurch durchströmt das  Wasser in einem einzigen Becken mehrere Platten  pakete hintereinander in einer Richtung.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren weist in Kom  bination die Vorteile von     Belebtschlammverfahren     und von     Tropfkörperverfahren    gemeinsam auf, Vor  teile, die bei diesen bekannten Verfahren jeweils nur  einzeln auftreten ; anderseits vermeidet das     erfin-          dungsgemässe    Verfahren die Nachteile dieser be  kannten     Verfahren.    Eine     erfindungsgemässe    Vorrich  tung ist trotz kleinerer Abmessungen bei geringeren    Bau- und Betriebskosten hoch belastbar     ;-    es lässt  sich mit ihr ein hoher Abbau der Verschmutzung er=  reichen und ein heute erwünschter niedriger Nitrat  gehalt im Abfluss.

   Ausserdem kann die Reinigung  des Abwassers zu jedem     beliebigen        Zeitpunkt    durch       Stillsetzen    der im übrigen fast     wartungsfrei    arbeiten  den Vorrichtung unterbrochen werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zum biologischen Reinigen von Ab wässern mit Hilfe aerober Organismen und einer Ein richtung, durch die zur Intensivierung der Oxydation die Organismen abwechselnd mit Luftsauerstoff und dem zu reinigenden Abwasser in Berührung gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der Berührung der Organismen mit Luft und mit Ab wasser durch Geschwindigkeitsregelung der dreh baren, teilweise in das Abwasser eines Beckens ein tauchenden, aus Platten bestehenden Einrichtung ein gestellt wird. Il.

   Vorrichtung zum Durchführen des Verfah rens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Einrichtung aus runden, auf einer- über dem Rand eines Beckens befestigten Achse neben einander angeordneten, in das Abwasser einzutau chen bestimmten Platten aufweist, welche Achse durch eine Antriebsvorrichtung gedreht wird, wobei der Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Plat ten grösser ist als die Plattenstärke. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass sich die Phasen im Ablauf des Verfahrens wenigstens innerhalb von zwei Minuten wiederholen. 2.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen benachbarten Platten Rechenstäbe angeordnet sind, die dazu bestimmt sind, während der Umdrehung den an den Platten angesetzten biologischen Rasen abzustreifen. 3. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Un teranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ab stand zwischen den Rechenstäben und den Platten geringer ist als die Stärke der Platten. 4. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten aus Kunststoffen bestehen. 5.

   Vorrichtung nach Patentanspruch I1, dadurch gekennzeichnet, dass das zu reinigende Abwasser das Becken senkrecht zur Längsrichtung der Plattenachse durchströmt. 6. Vorrichtung nach Patentanspruch 1I und Un teranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umdrehungsrichtung des eingetauchten Teiles der Platten gleichsinnig ist mit der Strömungsrichtung des Abwassers. 7. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Un teranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Becken mit auf Achsen angeordneten Platten hinter einander vorgesehen sind. B.

   Vorrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens in einem Becken mehrere Platten zu Plattenpaketen auf je einer Achse zusammengefasst und die Plattenpakete mit parallel zueinander verlaufenden Achsen hintereinander an geordnet sind, so dass das zu reinigende Abwasser ein Plattenpaket nach dem andern in derselben Rich tung durchströmt (Fig. 10).

   9. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens in einem Becken die Plattenpakete so angeordnet sind, dass ein Plat tenpaket gegenüber dem vorhergehenden auf der an deren Seite der Achse abgeschottet ist wie dasselbe Plattenpaket gegenüber dem folgenden, so dass das zu reinigende Abwasser die aufeinanderfolgenden Plattenpakete mäanderförmig durchströmt (Fig. 5). 10. Vorrichtung nach Patentanspruch 1I und Un teranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Plattenpakete auf derselben Achse angeordnet sind.