Belüftungsbehälter für eine biologische Abwasserreinigungsanlage Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Belüftungsbehälter für eine biologische Abwasserreini- gungsanlage zur Belüftung von Abwasser vermittels einer sich am Behälterboden befindlichen Belüftungsvor richtung zur Erzeugung eines aufwärts gerichteten Luft stromes im Behälter.
In bekannten Belüftungsbehältern werden Pumpen, Bürstenwalzen, Kreiselbelüfter und andere sich drehende Organe z. B. Schaufeln, verwendet, um eine bestimmte Flüssigkeitszirkulation im Behälter und dadurch eine intime Vermischung der eingeführten Luft mit der Behälterflüssigkeit zu erzielen. Gleichzeitig wird oft versucht, die Strömungsverhältnisse so zu regeln, dass sich innerhalb des Behälters eine möglichst strömungs freie Zone bildet in der sich mineralisierter Schlamm und andere abzuführende Feststoffe absetzen können.
Die obenerwähnten zur Erzeugung einer Strömung verwendeten drehenden Teile haben aber den Nachteil, dass zu ihrem Betrieb ein verhältnismässig hoher Ener gieaufwand erforderlich ist und dass sie einer regelmässi- gen Wartung bedürfen, was die Betriebskosten der Anlagen, besonders wenn es sich um Kleinanalgen handelt, unverhältnismässig hoch belastet.
Beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung bil denden Belüftungsbehälter der eingangs genannten Gat tung werden diese Nachteile dadurch behoben, dass der Behälter oberhalb der sich nur über einen Teil der Grundfläche erstreckenden Belüftungsvorrichtung mit einer unter den Flüssigkeitsspiegel ragenden Schrägflä che versehen ist, die den durch die Belüftungsvorrich tung erzeugten, aufwärtsgerichteten Flüssigkeitsstrom ablenkt und eine stehende Umwälzbewegung der sich im Behälter befindlichen Flüssigkeit bewirkt.
Hier wird die Wasserumwälzung ohne rotierende oder sonstige bewegliche Teile allein durch eine besonde- re Formgebung des Behälters erreicht, so dass der erforderliche Energieaufwand sich ausschliesslich auf die Erzeugung der Druckluft für die Speisung der Belüf tungsvorrichtung beschränkt.
Der Behälter kann sowohl als länglicher Trog ausge bildet sein, wobei dann die Schrängfläche sich oben entlang einer Längswand erstreckt, als auch als zylindri scher Behälter, wobei die Schrägwand durch den Mantel eines kegelstumpfförmigen oberen Abschlusses dieses Behälters gebildet wird.
In beiden Fällen kann durch Dimension und Nei gung der Schrägfläche praktisch jede gewünschte stehen de Umwälzbewegung in Zusammenwirkung mit der stationären Belüftungsvorrichtung erzielt werden.
In der beiliegenden Zeichnung sind zwei beispiels weise Ausführungsformen von erfindungsgemässen Be lüftungsbehältern dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Behälter in Form eines länglichen Troges, Fig. 2 eine Seitenansicht dieser ersten Ausführungs- form, Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch einen Belüftungs behälter von angenähert zylindrischer Form, und Fig. 4 eine Draufsicht auf den Behälter der Fig. 3.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 ist mit 1 ein Belüftungsbehälter einer Abwasserreinigungsanlage be zeichnet. Dieser Behälter der aus armiertem Beton, aus Stahlblech oder Kunststoff bestehen kann ist von im Grundriss rechteckiger, trogförmiger, länglicher Form und ist in seinem Inneren durch eine in Längsrichtung des Behälters entlang der einen Vertikalwand des Behäl ters verlaufende Trennwand 2 in zwei kommunizierende Kammern getrennt, von denen die mit 3 bezeichnete Kammer als Klärraum oder Beruhigungsraum dient. Die Trennwand 2 ragt nicht ganz bis zum Boden des Behälters 1, so dass diese Kammer 3 nach unten offen bleibt.
Die Zufuhr des zu reinigenden Abwassers erfolgt durch eine oder mehrere Zuleitungen 4, die oben in eine sich in Behälterlängsrichtung erstreckende Öffnung 5 einmünden.
Auf der der Kammer 3 gegenüberliegenden Seite des Behälters 1 ist am Boden entlang der Längsseite eine Belüftungsvorrichtung 6 angeordnet, die mehrere Rohre oder Schläuche 7 mit Öffnungen enthält, aus denen Luft in möglichst fein verteilter Form, beispielsweise als Luftschleier, austritt. Die Belüftungsvorrichtung 6 er streckt sich nur etwa über einen Drittel der Grundfläche des Behälters von dessen einer Wand gegen die Mitte hin. Auf dem übrigen Teil ist keine derartige Belüftungs einrichtung vorgesehen.
Die Zufuhr von Druckluft zu den Schläuchen 7 der Belüftungsvorrichtung erfolgt durch eine gemeinsame Rohrleitung 8, die an eine Druckluftquelle angeschlossen ist. Oberhalb der Belüftungseinrichtung 6 weist der Behälter 1 eine sich in dessen Längsrichtung erstrecken de Schrägfläche 9 auf, die gegenüber der Horizontalen etwa 15' bis 35', vorzugsweise etwa 20' geneigt ist. Anstelle einer geraden Schrägfläche könnte diese in Querrichtung auch etwas gewölbt sein.
Durch diese Schrägfläche wird der durch die Belüftungsvorrichtung erzeugte, aufwärtsgerichtete Flüssigkeitsstrom umge lenkt, so dass eine Umwälzung ensteht. Der Wasserspie gel 11 wird durch ein überlaufrohr 10 nahe auf der Höhe des oberen Behälterrandes gehalten, so dass die Innenseite der Schrägfläche 9 auf jeden Fall unter dem Flüssigkeitsspiegel liegt.
Im Behälterboden befindet sich eine vertiefte Längs rinne 12, in der sich der mineralisierte Schlamm und andere Feststoffe absetzen die in der Kammer 3 absin ken. Diese Ringe 12 kann mit Hilfe eines schaufelartigen Räumers 14 gereinigt werden, wobei der anfallende Schlamm in einen Ablauf 13 geschoben wird. Der An trieb dieses Räumers 14 erfolgt mit Hilfe eines nicht dar gestellten Elektromotors über eine nach oben ragende Strebe 15 entlang einer Horizontalstange 17.
Durch die nur auf der einen Seite angeordnete Belüftungsvorrichtung 6 und die Schrägfläche 9 wird mit Hilfe der aufsteigenden Luftblasen eine Umwälzbewe- gung des zu klärenden Abwassers erreicht. Die aus der Belüftungsvorrichtung 6 aufsteigenden Luftblasen reis sen einen Teil der Flüssigkeit mit sich, wodurch die Um wälzbewegung ein,-leitet wird. An der Schrägfläche 9 wird dieser aufsteigende Flüssigkeitsstrom umgelenkt, so dass schliesslich eine sich über die ganze Behälterlänge erstreckende stehende Umwälzbewegung stattfindet, wie dies durch Pfeile 16 angedeutet ist.
Unter stehender Umwälzbewegung wird somit eine solche verstanden, bei der sich die Flüssigkeit in Vertikalebenen bewegt, also von oben nach unten bzw. umgekehrt, im Gegensatz zu einer liegenden horizontalen Umwälzbewegung. Durch diese stehende Umwälzbewegung wird der biologische Abbauprozess stark intensiviert. Die aeroben Mikroor ganismen absorbieren organische Schutzstoffe, die im nachfolgenden Absetzvorgang eine rasche und gute Klärung des Abwassers bewirken,
wobei das einlaufende Rohwasser mit dem stark mikrobenhaltigen Rücklauf schlamm gut gemischt wird. Bei diesen Belebtschlamm- Abwasserreinigungsanlagen fällt der ausgeflockte Schmutz schliesslich in die Rinne 12, von wo er abgeführt und nachher allenfalls getrocknet werden kann.
In den Fig. 3 und 4 ist eine Ausführungsvariante mit einem zylindrischen Behälter 18 gezeigt. Am Boden 19 dieses Behälters 18 befindet sich eine Belüftungsvorrich tung 20 mit kreisförmig oder spiralig angeordneten, gelochten Rohren oder Schläuchen 21. Die Belüftungs vorrichtung erstreckt sich nur auf den Bereich nahe bei der Aussenwand.
An den Zylindermantel 23 des Behälters schliesst sich oben eine Schrägfläche 30 an welche als Mantel eines Kegelstumpfes ausgeführt ist. Im Behälterinnern befindet sich ein stehendes Rohr 24 das somit koaxial zum Behälter verläuft. Dieses Rohr 24 ist unten mit Ausnehmungen versehen, so dass der sich in einem unten an den Boden 19 anschliessenden Trichter 31 absetzende Schlamm durch ein unten angeschlossenes Abflussrohr 25 abgelassen werden kann. Der Zufluss von Rohwasser erfolgt auch hier durch eine oder mehrere Zuleitungen 26.
Der Wasserstandsspiegel 27 wird durch ein überlaufrohr 28 nahe beim oberen Behälterrand gehalten, so dass sich die Innenseite der Schrägfläche 30 ständig unterhalb des Flüssigkeitsni veaus 27 befindet.
Auch bei dieser Ausführungsform entsteht eine stehende Umwälzbewegung im Ringraum zwischen der Behälter-Innenwand und dem Rohr 24, wie dies durch Pfeile 32 angedeutet ist.
Aeration tank for a biological waste water purification system The present invention relates to a ventilation tank for a biological waste water purification system for aeration of waste water by means of a ventilation device located on the container bottom to generate an upward air flow in the container.
In known ventilation tanks, pumps, roller brushes, centrifugal aerators and other rotating organs are e.g. B. blades, used to achieve a certain liquid circulation in the container and thereby an intimate mixing of the introduced air with the container liquid. At the same time, attempts are often made to regulate the flow conditions in such a way that a zone that is as free of flow as possible is formed within the container in which mineralized sludge and other solids to be removed can settle.
However, the above-mentioned rotating parts used to generate a flow have the disadvantage that their operation requires a relatively high amount of energy and that they require regular maintenance, which disproportionately affects the operating costs of the systems, especially if they are small systems heavily loaded.
In the subject of the present invention bil Denden ventilation container of the aforementioned Gat device, these disadvantages are eliminated in that the container is provided above the ventilation device, which extends only over part of the base area, with a sloping surface protruding below the liquid level, which is provided by the ventilation device generated, deflects upward flow of liquid and causes a standing circulation movement of the liquid in the container.
Here, the water circulation is achieved without rotating or other moving parts solely by a special shape of the container, so that the required energy expenditure is limited exclusively to the generation of the compressed air to feed the ventilation device.
The container can be formed both as an elongated trough, the inclined surface then extending along a longitudinal wall above, as well as a cylindri shear container, the inclined wall being formed by the jacket of a frustoconical upper end of this container.
In both cases, practically any desired standing de circulation movement can be achieved in cooperation with the stationary ventilation device through the dimension and inclination of the inclined surface.
In the accompanying drawings, two exemplary embodiments of the invention loading ventilation containers are shown. The figures show: FIG. 1 a vertical section through a container in the form of an elongated trough, FIG. 2 a side view of this first embodiment, FIG. 3 a vertical section through a ventilation container of approximately cylindrical shape, and FIG Container of FIG. 3.
In the embodiment of FIGS. 1 and 2, 1 is a ventilation tank of a wastewater treatment plant be characterized. This container, which can be made of reinforced concrete, sheet steel or plastic, has a rectangular, trough-shaped, elongated shape and is separated in its interior by a partition 2 running in the longitudinal direction of the container along a vertical wall of the container into two communicating chambers, of which the chamber marked 3 serves as a clarification room or calming room. The partition 2 does not extend all the way to the bottom of the container 1, so that this chamber 3 remains open at the bottom.
The sewage to be cleaned is supplied through one or more supply lines 4 which open at the top into an opening 5 extending in the longitudinal direction of the container.
On the side of the container 1 opposite the chamber 3, a ventilation device 6 is arranged on the floor along the long side, which contains several pipes or hoses 7 with openings from which air exits in a finely distributed form, for example as an air curtain. The ventilation device 6 it extends only about a third of the base of the container from one wall towards the center. No such ventilation device is provided on the remaining part.
The supply of compressed air to the hoses 7 of the ventilation device takes place through a common pipeline 8 which is connected to a compressed air source. Above the ventilation device 6, the container 1 has an inclined surface 9 which extends in its longitudinal direction and which is inclined approximately 15 'to 35', preferably approximately 20 ', with respect to the horizontal. Instead of a straight inclined surface, this could also be slightly curved in the transverse direction.
This inclined surface deflects the upward flow of liquid generated by the ventilation device, so that a circulation occurs. The water level 11 is held by an overflow pipe 10 close to the level of the upper edge of the container, so that the inside of the inclined surface 9 is definitely below the liquid level.
In the bottom of the container there is a recessed longitudinal channel 12 in which the mineralized sludge and other solids settle in the chamber 3 ken. These rings 12 can be cleaned with the aid of a shovel-like scraper 14, the resulting sludge being pushed into a drain 13. This scraper 14 is driven with the aid of an electric motor, not provided, via an upwardly projecting strut 15 along a horizontal rod 17.
Due to the ventilation device 6, which is only arranged on one side, and the inclined surface 9, a circulation movement of the wastewater to be treated is achieved with the aid of the rising air bubbles. The air bubbles rising from the ventilation device 6 travel some of the liquid with it, causing the tumbling movement to be initiated. This rising flow of liquid is deflected at the inclined surface 9, so that finally a standing overturning movement that extends over the entire length of the container takes place, as indicated by arrows 16.
A standing overturning movement is thus understood to mean one in which the liquid moves in vertical planes, that is, from top to bottom or vice versa, in contrast to a horizontal overturning movement lying down. The biological degradation process is intensified by this stationary overturning movement. The aerobic microorganisms absorb organic protective substances, which in the subsequent settling process cause a quick and thorough clarification of the wastewater,
whereby the incoming raw water is mixed well with the highly microbe-rich return sludge. In these activated sludge wastewater treatment plants, the flocculated dirt finally falls into the channel 12, from where it can be removed and, if necessary, dried afterwards.
In FIGS. 3 and 4, an embodiment variant with a cylindrical container 18 is shown. At the bottom 19 of this container 18 is a Belüftungsvorrich device 20 with circular or spiral arranged, perforated tubes or hoses 21. The ventilation device extends only to the area close to the outer wall.
At the top of the cylinder jacket 23 of the container, there is an inclined surface 30 which is designed as the jacket of a truncated cone. In the interior of the container there is a standing pipe 24 which thus runs coaxially to the container. This pipe 24 is provided with recesses at the bottom so that the sludge settling in a funnel 31 adjoining the bottom 19 can be drained through a drainage pipe 25 connected at the bottom. The inflow of raw water also takes place here through one or more feed lines 26.
The water level 27 is held close to the upper edge of the container by an overflow pipe 28, so that the inside of the inclined surface 30 is constantly below the level 27 of the liquid level.
In this embodiment, too, there is a stationary circulating movement in the annular space between the inner wall of the container and the pipe 24, as indicated by arrows 32.