Biologische Abwasserreinigungsanlage Die Erfindung betrifft ;eine Anlage, ,in der Abwas ser durch Mikroorganismen gereinigt wind, die z. B. in Form eines Schlammes dem Abwasser zugeführt werden und die ständig eine Zufuhr von Sauerstoff erfordern, damit sie lebendig ,und aktiv bleiben.
Im allgemeinen ist dafür erforderlich, dass dem Wasser soviel Sauerstoff zugeführt wird, dass der Sauerstoff gehalt des Wassers mindestens 1,5 mg/1 aufweist. Zur Aufrechterhaltung dieses Sauerstoffgehaltes wird dem Abwasser ständig Luft zugeführt.
Es sind Abwasserreinigungsanlagendieser Art bekannt, bei denen ein ringförmiges Belüftungsbiek- ken ein Vorklärbecken umschliesst. Ein solches Be lüftungsbecken hat in der Regel einen überall im wesentlichen gleich grossen Querschnitt, der meist die Form eines Rechteckes besitzt.
Bei solchen Anla gen wird die Luft in der einen unteren Ecke des Querschnitts zugeführt, so dass die von dieser Stelle hochsteigende Luft das Wasser des Belüftungsbek- kens in eine Umwälzbewegung @um die Längsachse des Beckens versetzt.
Hierdurch erreicht man eine gute ständige Durchmischung des Wassers mit der Luft und verhindert zuverlässig, dass ,sich Schlamm am Boden ansetzt. Die Umfangsgeschwindigkeit die ser Wasserwalze beträgt etwa 30-40 cm/sec.
Diese Walzenbildung hat aber den Nachteil, dass dadurch die Aufenthaltszeit der Luft im Abwasser verkürzt und damit die Möglichkeit der Luft, dem Abwasser Sauerstoff zu vermitteln, verringert wird. Denn die aufsteigende Luft bewegt sich mit der Was serwalze und dadurch addieren sich die aufsteigende Geschwindigkeit der Luft und die Umfangsgeschwinr digkeit der Wasserwalze.
Bei biologischen Abwasserreinigungsanlagen an derer Art hat man auch schon vorgeschlagen, auf dem Boden eines langges.treckten Belüftungsbeckens Luftaustrittsöffnungen in Streifen quer zur Längs richtung des Beckens., und zwar ,an mehreren Stellen der Länge dieses Beckens vorzusehen;
dabei hat man neben einem .solchen Streifen von Luftaustrittsöff- nungen eine Querwand im Belüftungsbecken vorge sehen, die nur einen Wassierdurchtritt am unteren Rande dieser Wand zulässt.
Bei solchen Belüftungs becken ist daher oder Querschnitt über die Länge,des Beckens sehr verschieden und das in Längsrichtung ,des Beckens strömende Wasser führt feine abwech- selnd auf- und. ,absteigende Bewegung durch. Das Aufsteigen des Wassers wird hier durch die einge brachte Luft ,erzeugt; dadurch wird auch hier ,die Zeit, in der die Luft im Abwasser aktiv werden kann, ver kürzt.
Demgegenüber ist die Abwasserreinigungsanlage gemäss der Erfindung derart ausgebildet, dass das Abwasser. das Belüftungsbecken mit möglichst kon stanter Geschwindigkeit durchströmt, und dass es somit keine Auf- und Abhewegungen macht.
Gemäss der Erfindung ,ist das ein, Vorklärbecken umschliessende Belüftungsbecken einer Abwasserrei- nigungsanlage, dessen Querschnitt überall im wesent lichen gleich gross ist, mit über seine ganze Breite verteilten Luftaustritten der Belüftungsvorrichtung,
einer zu den Längswänden des Belüftungsbeckens parallelen Tauchwand und einer Vorrichtung verse hen, die geeignet ist, dem Wasser auf der ganzen Länge des Belüftungsbeckens eine konstante Strö mungsgeschwindigkeit von mindestens einigen Dezi- metern/sec zu geben.
Bei einer Abwass.erminigungsanlage gemäss der Erfindung wird die Luft dem Wasser über die :ganze Breite des Belüftungsbeckens zugeführt, aber in der Weise, ,dass Idas Abwasser in einem, vorzugsweise mehrfach umlaufenden,
Strom von einer im wesentli- chen konstanten Breite und einer Geschwindigkeit von mindestens einigen Dezimetern/sec gebracht wird. Die Luft wird dem Strom .an einer Stelle oder mehreren Stellen über die ganze Breite des Stromes zweckmässig in feinverteilter Form am Beckenboden oder in seiner Nähe zugeführt. Die Luft kann durch Überdruck, z.
B. mittels Gebläse oder durch Unter druck mittels Kavitatoren eingebracht wenden.
Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das Wasser :ausreichend mit Luft versorgt wird, dass die Luft mit dem Wasser gut durchmischt wird, und dass die Luft mindestens so lange im Wasser bleibt, wie es ihrer natürlichen Aufsbeigegeschwindigkeit im Was ser entspricht.
Man kann die Verweildauer der Luft noch dadurch erhöhen, dass man die Luft mit Strah len in das Wasser einbringt, die eine waagerechte Komponente aufweisen, beispielsweise, indem man sie in der Strömungsrichtung des Wassers einbläst.
Der Aufwand zur Durchführung eines solchen Verfahrens ist gering. Denn. es braucht nicht mehr Luft eingeblasen zu werden, als es zur Eintragung von Sauerstoff erforderlich ist. Die Energie, die auf gewandt werden muss, um ,den Wasserstrom in Um lauf zu bringen, ist sehr gering. Als Mittel dazu kön nen z. B. Propeller oder Paddel verwendet werden, die an einer oder mehreren Stellendes Beckens ange ordnet oder ,auf einer umlaufenden Brücke befestigt sind.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Dargestellt ist ein Schnitt durch ein Rundbecken mit einem zentralen kreisförmigen Vorklärraum 2, dem das Abwasser durch einen Düker 1 zugeführt wird, einem kreisringförmigen Belüftungsbecken 3 und einem ebenfalls kreisförmigen Nachklärbecken 4.
Das Wasser fliesst von; dem Vorklärbecken 2 über die Überfallkante der Begrenzungsmauer 5 des Vor klärbeckens in das Belüftungsbecken 3 und vom Be lüftungsbecken 3 über die Mauer 6 in das Nachklär- becken 4. Von dort :aus wird das gereinigte Wasser auf eine nicht dargestellte Weise abgezogen..
Auf dem Grunde des Belüftungsbeckens 3 liegt radial angeord net ein Luftverteiler 8, der über seine ganze Länge verteilt zahlreiche .Öffnungen besitzt. Der Luftvertei ler 8 ist über ein Rohr 9 mit einer Druckluftleitung 10 verbunden. Die Druckluft dringt somit aus den Öffnungen in das Wasser des Belüftungsbeckens 3 und steigt durch :dieses Wasser auf, sodass das Was ser in dieser Zone völlig mit Luft durchmischt wird.
Vorzugsweise sind. auf .der Gesamtlänge des Beckens mehrere derartige Luftverteiler 8 angeordnet. Im Becken befindet sich ferner eine senkrechte Tauch wand 11, die das ganze Becken, mit Ausnahme seines unteren Teiles, in zwei ringförmige Teile 3a,<I>3b</I> auf teilt.
An einer Brücke 13, die auf der kreisförmigen Aussenwand 14 :des Beckens umläuft, sind mehrere, in das Wasser ;des Belüftungsbeckens hineinragende Propeller 12 befestigt, :die das Wasser :des Belüf tungsbeckens 3 in eine gleichmässige Strömung quer zum Luftverteiler 8 bringen.
Infolge dieser Strömung, die vorzugsweise etwa 30-40 cm/sec oder mehr be tragen kann, wird die vom Luftverteiler 8 gelieferte Luftmenge über das ganze Wasser, das das Belüf- tungsbecken durchströmt, verteilt.
Das Wasser durchströmt in der Zeit, in der es im Belüftungsbek- ken verweilt, also in der Zeit zwischen seinem Ein tritt über die Wandung 5 und seinem Austritt über :die Wandung 6, das .ganze Belüftungsbecken 3 in mehrmaligem Umlauf. Die Tauchwand 11 sorgt dafür, :dass das in das Belüftungsbecken eintretende Wasser zunächst in Umlauf gesetzt wind, bevor es über die Wand 6 abfliessen kann.
Die Mittel zur Erzeugung des Wasserstromes in Längsrichtung des Belüftungsbeckens 3 können ver schiedenster Art sein. Zweckmässig ist ;es, eine weit gehend laminare Strömung zu erzielen. Bei Verwen dung von Propellern 12 .ist es zweckmässig, sie ganz oder teilweise mit düsenartigen Mänteln zu umgeben, damit unerwünschte Wirbelbildungen verhindert werden.
Man kann: auch die zwecks Belüftung einge führte Luft zur Erzeugung oder Unterstützung des gewünschten Stromes des Abwassers benutzen. Zu diesem Zweck kann man die Luftdüsen, z. B. Injek- toren, die ein Wasser-Luft-Gemisch fördern, ganz oder zum Teil so :anordnen, :dass die aus diesen Vor richtungen austretenden Strahlen in mehr oder weni ger waagerechter Richtung in das Wasser eintreten.
Die Anordnung hat ausser den erwähnten be- triebsmässigen Vorteilen noch den Vorteil, dass sie einfacher hergestellt werden kann. Bei den üblichen Anlagen, bei denen das Wasser im Belüftungsbecken in eine Umwälzhewegung gebracht wind, muss das Becken im wesentlichen einen quadratischen Quer schnitt besitzen. Ausserdem werden die Ecken dieses Querschnitts mit Abrundungen versehen.
Bei der er- findungsgemässen Anordnung sind solche Abrundun gen überflüssig, und das Becken kann einen Quer schnitt aufweisen, der beliebig von einem Quadrat abweicht, dessen waagerechte Länge beispielsweise ,erheblich grösser ist als seine Höhe.
Das ermöglicht eine erhebliche Verbilligung, vor allem bei Anlagen, deren Becken .im Grundwasser gebaut werden müs sen; das Bauen solcher Anlagen im Grundwasser ist in vielen Fällen notwendig, weil die Becken an der tiefsten Stelle .des Abwasserleitungssystems angeord net sein müssen.
Biological wastewater treatment plant The invention relates to a plant, in which wastewater is cleaned by microorganisms that z. B. in the form of a sludge are fed to the wastewater and constantly require a supply of oxygen to keep them alive and active.
In general, it is necessary that the water is supplied with enough oxygen that the oxygen content of the water is at least 1.5 mg / l. Air is constantly added to the wastewater to maintain this oxygen content.
Wastewater treatment plants of this type are known in which an annular ventilation bend encloses a primary clarifier. Such a ventilation basin usually has a cross-section of essentially the same size everywhere, which usually has the shape of a rectangle.
In such systems, the air is fed into the lower corner of the cross-section, so that the air rising from this point causes the water in the aeration basin to circulate around the longitudinal axis of the basin.
This achieves a good constant mixing of the water with the air and reliably prevents sludge from building up on the ground. The peripheral speed of this water roller is about 30-40 cm / sec.
However, this roll formation has the disadvantage that it shortens the dwell time of the air in the wastewater and thus the ability of the air to convey oxygen to the wastewater is reduced. Because the rising air moves with the water roller and thus the rising speed of the air and the circumferential speed of the water roller add up.
In biological wastewater treatment plants of that kind, it has also been proposed to provide air outlet openings in strips across the longitudinal direction of the basin on the bottom of a long aeration basin, namely at several points along the length of this basin;
In addition to such a strip of air outlet openings, a transverse wall has been provided in the aeration basin which only allows water to pass through at the lower edge of this wall.
In such aeration basins, therefore, or cross-section over the length of the basin is very different and the water flowing in the longitudinal direction of the basin leads up and down alternately. , descending movement through. The rising of the water is generated here by the air brought in; this also shortens the time in which the air in the wastewater can become active.
In contrast, the wastewater treatment plant according to the invention is designed in such a way that the wastewater. the aeration basin flows through at as constant a speed as possible, so that it does not move up and down.
According to the invention, the aeration tank enclosing the primary clarification tank is a sewage treatment plant, the cross-section of which is essentially the same everywhere, with air outlets of the aeration device distributed over its entire width,
a dip wall parallel to the longitudinal walls of the aeration basin and a device that is suitable for giving the water a constant flow rate of at least a few decimetres / sec over the entire length of the aeration basin.
In a wastewater treatment system according to the invention, the air is fed to the water over the entire width of the aeration basin, but in such a way that Idas wastewater in a, preferably multiple, circulating,
A current of an essentially constant width and a speed of at least a few decimeters / sec is brought. The air is supplied to the stream at one point or several points over the entire width of the stream, appropriately in finely divided form on the pool floor or in its vicinity. The air can by overpressure, e.g.
B. applied by means of a fan or by negative pressure by means of cavitators.
This ensures that the water: is supplied with sufficient air, that the air is well mixed with the water, and that the air remains in the water for at least as long as its natural ascending speed in the water.
You can increase the dwell time of the air by introducing the air into the water with strah sources that have a horizontal component, for example by blowing them in the direction of flow of the water.
The effort to carry out such a process is low. Because. no more air needs to be blown in than is necessary for the introduction of oxygen. The energy that has to be expended to get the water flow into circulation is very little. As a means of doing this, e.g. B. propellers or paddles are used, which is arranged at one or more points of the basin or are attached to a circumferential bridge.
The drawing shows an embodiment of the invention.
Shown is a section through a round basin with a central circular primary clarification chamber 2, to which the wastewater is fed through a culvert 1, an annular aeration basin 3 and a likewise circular secondary clarification basin 4.
The water flows from; the primary clarification basin 2 over the overflow edge of the boundary wall 5 of the pre-clarification basin into the aeration basin 3 and from the aeration basin 3 over the wall 6 into the secondary clarification basin 4. From there: the purified water is drawn off in a manner not shown.
At the bottom of the ventilation basin 3 is an air distributor 8 arranged radially, which has numerous openings distributed over its entire length. The Luftvertei ler 8 is connected to a compressed air line 10 via a pipe 9. The compressed air thus penetrates from the openings into the water of the aeration basin 3 and rises through: this water so that the water in this zone is completely mixed with air.
Preferably are. Several such air distributors 8 are arranged on the total length of the basin. In the basin there is also a vertical immersion wall 11 which divides the entire basin, with the exception of its lower part, into two annular parts 3a, 3b.
On a bridge 13, which runs around the circular outer wall 14 of the basin, several propellers 12 projecting into the water of the aeration basin are attached, which bring the water of the ventilation basin 3 into a uniform flow across the air distributor 8.
As a result of this flow, which can preferably be about 30-40 cm / sec or more, the amount of air supplied by the air distributor 8 is distributed over all of the water that flows through the aeration basin.
The water flows through in the time in which it remains in the aeration basin, that is, in the time between its entry via the wall 5 and its exit: the wall 6, the entire aeration basin 3 in multiple circulation. The immersion wall 11 ensures that: the water entering the aeration basin is initially set in circulation before it can flow off via the wall 6.
The means for generating the water flow in the longitudinal direction of the aeration basin 3 can be of various types. It is useful to achieve a largely laminar flow. When using propellers 12, it is advisable to completely or partially surround them with nozzle-like sheaths so that undesirable vortex formation is prevented.
You can: also use the air introduced for the purpose of ventilation to generate or support the desired flow of wastewater. For this purpose, you can use the air nozzles, for. B. Injectors that convey a water-air mixture, wholly or partly: Arrange: that the jets emerging from these devices enter the water in a more or less horizontal direction.
In addition to the operational advantages mentioned, the arrangement also has the advantage that it can be manufactured more easily. In the usual systems in which the water in the aeration basin is brought into a circulation path, the basin must essentially have a square cross-section. In addition, the corners of this cross-section are rounded.
In the arrangement according to the invention, such roundings are superfluous, and the basin can have a cross-section which deviates as desired from a square, the horizontal length of which is, for example, considerably greater than its height.
This enables a considerable reduction in the price, especially for systems whose basins must be built in groundwater; The construction of such systems in the groundwater is necessary in many cases because the basin must be angeord net at the deepest point .des sewer system.