Abwasserbehandlung mittels belebtem Schlamm ist eine wohlbekannte biologische Methode. Das Belebschlammverfahren, worauf die Erfindung sich bezieht, wird in mindestens einem Becken oder Behälter durchgeführt, der mindestens eine mit Zu- oder Einlauf versehene Kammer zum Belüften des Abwassers, und mindestens einen im gleichen Becken dahinter folgenden Raum zum Absetzen oder Abscheiden des in der Lüftungskammer gebildeten, durch Belüftung belebten und mit Mikroorganismen angereicherten Schlamms hat, und einen Ablauf für das gereinigte Abwasser, wobei ein Teil, und zwar möglichst der grösste Teil des in der Absetzkammer befindlichen Schlamms bzw. das in diesem Schlamm enthaltene Abwasser, wieder dem Einlauf der Lüftungskammer zugeführt wird, um Impfung des Inhalts dieser Kammer zu bewirken.
Die Hauptbestandteile einer Anlage zum Durchführen dieses Verfahrens bestehen also aus einem Becken mit mindestens einem mit Zulauf für das Abwasser und einer mit Luftzufuhr öffnungen versehenen Belüftungskammer und mindestens einer im gleichen Becken befindlichen Absetzkammer mit Ablauf für das ganz oder teilweise gereinigte Abwasser zwecks Abscheidens des in der Belüftungskammer gebildeten, durch Belüftung belebten Schlamms.
Das Ergebnis des ursprünglich vor ungefähr 50 Jahren eingeführten Verfahrens kann als Ausflockung, in gewissem Masse Adsorption, der verunreinigten organischen Substanz betrachtet werden. Zur Entfernung der meist gröberen Bestandteile, sogenannter absetzbarer Stoffe, wird häufig mechanische Vorreinigung eingesetzt. Die Zeit der Belüftung ist z. B. vier bis sechs Stunden und die Belastung, ausgedrückt in der Grösse von biochemischem Sauerstoffbedarf (BSB), der ein Mass der eingehenden organischen Stoffe ausmacht, z. B.
3 kg/m3/Tag (Kilogramm pro Kubikmeter Beckenvolumen und 24 Stunden). Man beseitigt einen verhältnismässig geringen Teil des abgeschiedenen Schlamms entweder fortlaufend oder intermittierend. Dieser Schlamm kann durch Faulung oder anderswie unschädlich gemacht werden.
Die erste massgebliche Änderung, die in bezug auf das Belebtschlammverfahren eingeführt wurde (um etwa 1940), bestand in einer stark verkürzten Belüftungszeit ( Hochbelastung ). In den fünfziger Jahren wurde mit einer gegensätzlichen Methodik begonnen, und zwar mit einer sehr langen Belüftungszeit, im allgemeinen rund 24 Stunden. Diese wird Extended Aeration (verlängerte Belüftung) bezeichnet. Sie zielt auf einen besonders hohen Grad des Abbaus und der Stabilisierung der organischen Substanz des Abwassers und des Schlamms, weshalb Entleerung des Schlamms nur in langen Zeitabständen verlangt wird (mehrere Monate oder sogar ein Jahr oder noch mehr). Diese Methode, bei der meist gar keine oder nur eine geringe Vorbehandlung nötig ist, scheint besonders für Kleinkläranlagen geeignet zu sein, da jene ökonomisch nur eine stark begrenzte Bedienung ertragen können.
Bei der verlängerten Belüftung wie auch bei Schlammbelebungsanlagen im allgemeinen wird die Rückführung des Schlamms aus der Absetzkammer oder aus dem rückwärtigen Teil der Lüftungskammer zu derer vorderem Teil hin, durch Pumpen bewirkt. Das vorliegende erfindungsgemässe Verfahren, das auf eine lange Belüftungsdauer, vorwiegend bei Kleinkläranlagen zielt, wobei sich der Zufluss oft in langen Zeitabständen mehr oder weniger stossweise vollzieht, ist dadurch gekennzeichnet, dass man belebten Schlamm und einen Teil des Schlamm-Abwasser-Gemisches in schraubenlinienförmiger Bewegung in Richtung von der Absetzkammer zum Zulauf für rohes Abwasser zurückführt und gleichzeitig einen Teil des Abwassers in Richtung vom Zulauf zum Ablauf abfliessen lässt.
Gemäss einer besonders vorteilhaften Ausführungsform erzielt man die schraubenlinienförmige Rücklaufbewegung des Abwassers dadurch, dass man eine Serie von nacheinander hauptsächlich in der Längsrichtung des Beckens befindliche
Schirmwände oder Leitwände schräg zu dieser Längsrichtung anbringt, wobei der obere Teil der Leitwände sich näher beim
Ablauf als beim Zulauf befindet, und dass das schlammhaltige Abwasser bei dem gegenüber der Leitwand oder in oder auf der anderen Seite der Beckenmittelachse gelegenen Teil durch Einblasen von Luft nach oben in Bewegung gesetzt wird, eventuell durch oder verstärkt durch eine mechanische Vorrichtung, und zum Sinken zwischen die schräggestellten Schirmwände oder Leitwände, also zum Strömen in schraubenlinienförmiger Bewegung rückwärts zum Zulauf gebracht wird.
Die durch Einblasen von Luft entstandene Bewegung gleicht der Bewegung einer walzenförmigen Masse aus Abwasser und Schlamm, wobei die Walzenachse parallel zur Längsrichtung des Beckens liegt. Der Inhalt der Belüftungs kammer wird also andauernd unter der Einwirkung der schräggestellten Leitwände teilweise rückwärts bewegt, d. h.
in Richtung vom Ablauf zum Zulauf.
Beiliegende Zeichnung stellt eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dar, wobei
Fig. 1 ein Axialschnitt des in der Anordnung enthaltenen Beckens ist,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung gewisser Teile im
Innern des Beckens nach Fig. 1 und
Fig. 3 eine Endansicht nach der Linie 111-111 in Fig. 1 ist.
Das Becken 1 hat die Form eines liegenden Zylinders. Das ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, da der Querschnitt des
Lüftungsbeckens z. B. auch quadratisch oder rechteckig sein kann (vorzugsweise mit an der Sohle abgerundeten oder abge schnittenen Ecken). Das Becken 1. hat eine Belüftungskam mer la und eine Absetzkammer lb. Eventuell kann ein zusätzliches Belüftungsbecken oder ein Kammerabschnitt 6 und/ oder eine Absetzkammer lc vorhanden sein.
Das Abwasser strömt durch eine oder mehrere Öffnungen
2 2 in der Nähe der Beckenoberseite (Fig. 1) ein, kann aber auch ganz oder teilweise in der Nähe der Beckenachse (Fig. 2) zugeführt werden. Luft bläst man geeigneterweise an der
Sohle ein (z. B. längs der Ummantelung) oder irgendwo in dem Teil des Beckens, der sich gegenüber den weiter unten beschriebenen Leitwänden 4 (Fig. 3) befindet, d. h. bei oder auf der anderen Seite der Mittelachse des Beckens, wobei man in diesem Fall z. B. die Luftrohre mit Öffnungen 3 so an bringt, dass die gesamte Wassermenge rings um eine Achse parallel zur vorgenannten Längsachse des Beckens in Rotation gerät. Wenn Luft parallel zur Mittellinie an der Sohle einge blasen wird, entstehen eventuell zwei gegenläufig kreisende
Wasserwalzen.
Als Material für die Leitwände 4 wird, wie z. B. auch für das Becken 1, ein glasfiberverstärktes Kunststoffmaterial be nutzt. Die Leitwände können vorzugsweise an der Innenseite 5b der Ummantelung 5a des Beckens (Fig. 2) befestigt werden.
Das Abwasser strömt nach und nach durch die Belüf tungskammer la, die am gegenüberliegenden Ende eine
Absetzkammer lb hat. Der erwähnte rotierende Inhalt strömt längs der Innenseite der Ummantelung 5b gegen über den Leitwänden 4 aufwärts. Ein Teil davon fliesst dann auf jener Seite der Innenwand abwärts, an welcher die
Leitwände 4 befestigt sind. Da die Leitwände 4 unter einem
Winkel a von etwa 50 bis 75 , vorzugsweise 60 bis 60 , gegen über der Längsachse geneigt sind, wird die an der Ummante lung 5a abfliessende Flüssigkeit schraubenlinienförmig nach hinten, d. h. gegen den Zulauf 2 gedrängt. Derartigerweise wird dem Zulaufende ständig Abwasser mit ausgeflocktem und belebtem Schlamm zugeführt zwecks Impfung des zuflies senden Rohwassers.
Diese Rückführung geschieht ungestört während der Zeitabschnitte, in welchen der Zufluss Null oder unbedeutend ist, was bei kleineren Anlagen des öfteren vor kommt.
Die Leitwände besitzen nach Fig. 3 ungefähr die Form einer Mondsichel, d. h. sie haben eine breite Mittelpartie 4a und sind gegen die Enden hin verjüngt. Die Leitwände 4 sind so gestaltet, dass das Abwasser durch den übrigen Querschnitt der Belüftungskammer la, und zwar nicht nur in der Nähe der Beckenmitte in ungefähr axialer Richtung vom Zulauf 1 zu einem Ablauf 8 (oder 9) zu strömen, ohne die vorgenannte schraubenlinienförmige Rückwärtsströmung, d. h. den Rücklauf des Abwassers und des Schlamms zu behindern. Dadurch wird die ganze schlammhaltige Flüssigkeitsmenge in Bewe- gung gehalten.
Das Klärfach oder Absetzbecken lb ist so ausgebildet, dass die Strömung ungefähr vertikal verbleibt und von einem verengten Einlauf 7 zum Ablauf an der Wasseroberfläche fliesst, wo der Abfluss durch ein oder mehrere Abflussrohre 8 mit Öffnungen 8a erfolgt. Der abgesetzte Schlamm wird automatisch in die Belüftungskammer la zurückgeführt, indem er die schrägen Wände 17 hinunterrutscht.
Bei ausreichendem Volumen kann die Abwasserbehandlung als abgeschlossen angesehen werden, wenn Abwasser durch das Abflussrohr 8 bzw. die Öffnungen 8a ausströmt (wobei das Klärfach ungefähr in der Form nach lc in Fig. 1 ausgeführt werden kann).
In der beschriebenen Ausführungsform hat man eine zweistufige Behandlungsweise gewählt, um eine verstärkte und auch sonstwie verbesserte Behandlung zu erzielen, indem ein zusätzlicher Belüftungsabschnitt 6 eine zweite Belüftungsstufe bildet, wo Luft durch Öffnungen 11 eingeblasen wird. Diese Öffnungen sind so angeordnet, dass eine längliche Abwasser Walze entsteht, deren waagerechte Achse rechtwinklig zur Längsachse des Beckens 1 steht. Dadurch erreicht man einen automatischen Schlammrücklauf. Vom Belüftungskammerabschnitt 6 fliesst das Abwasser in ein Absetz- oder Klärfach lc (im Prinzip wie das Fach lb gestaltet), wo es nach dem Absetzen durch eine beispielsweise T-förmige Rohrvorrichtung 12 von der Oberfläche abgezogen wird und schliesslich durch das Ablaufrohr 9 abfliesst.
Auch von diesem Klärfach lc wird der abgesetzte Schlamm hauptsächlich längs der schrägen Fläche 13 automatisch in den Belüftungskammerabschnitt 6 zurückgeführt.
Das Klärfach lc kann etwa wie das Klärfach lb am Ablauf ende ausgeführt werden (Fig. 1).
Die in der Zeichnung gezeigten Räume 14, 15, 16 können leer oder mit einem Füllmaterial ausgefüllt sein.
PATENTANSPRUCH 1
Verfahren zur Abwasserbehandlung mit belebtem Schlamm in einem Becken (1) mit mindestens einer mit einem Zulauf (2) für das Abwasser und Mitteln zum Belüften des Abwassers versehenen Kammer (la) und mindestens einer im gleichen Becken oder dahinter angeordneten Kammer (lb, lc) zum Absetzen des in der Belüftungskammer gebildeten, durch Belüftung belebten und mit Mikroorganismen angereicherten Schlamms, und versehen mit Ablauf (8, 9) für das gereinigte Abwasser, wobei wenigstens ein Teil des in der Absetzkammer (lb, lc) befindlichen belebten Schlamms bzw.
Schlamm-Abwasser-Gemisches wieder dem Zulauf (2) der Belüftungskammer zugeleitet wird zur Impfung des Inhalts dieser Kammer, dadurch gekennzeichnet, dass man belebten Schlamm und einen Teil des Schlamm -Abwasser-Gemisches in schraubenlinienförmiger Bewegung in Richtung von der Absetzkammer zum Zulauf für rohes Abwasser zurückführt und gleichzeitig einen Teil des Abwassers in Richtung vom Zulauf zum Ablauf abfliessen lässt.
Waste water treatment using activated sludge is a well-known biological method. The activated sludge process, to which the invention relates, is carried out in at least one basin or container, the at least one chamber provided with an inlet or inlet for aerating the waste water, and at least one space behind it in the same basin for settling or separating the in the ventilation chamber sludge formed, activated by aeration and enriched with microorganisms, and an outlet for the purified wastewater, whereby part, and if possible the largest part of the sludge in the settling chamber or the wastewater contained in this sludge, is returned to the inlet of the ventilation chamber is supplied to effect inoculation of the contents of that chamber.
The main components of a system for carrying out this process therefore consist of a basin with at least one ventilation chamber provided with an inlet for the waste water and a ventilation chamber provided with air supply openings and at least one settling chamber located in the same basin with an outlet for the completely or partially cleaned waste water for the purpose of separating the in the Aeration chamber formed by aeration activated sludge.
The result of the process, originally introduced about 50 years ago, can be seen as flocculation, to some extent adsorption, of the contaminated organic matter. Mechanical pre-cleaning is often used to remove the mostly coarser constituents, so-called settable substances. The time of ventilation is z. B. four to six hours and the load, expressed in the size of the biochemical oxygen demand (BOD), which makes up a measure of the incoming organic substances, z. B.
3 kg / m3 / day (kilograms per cubic meter of pool volume and 24 hours). A relatively small part of the separated sludge is removed either continuously or intermittently. This sludge can be rendered harmless by digestion or otherwise.
The first significant change that was introduced with regard to the activated sludge process (around 1940) consisted of a greatly reduced aeration time (high load). In the fifties an opposite methodology was started, with a very long ventilation time, generally around 24 hours. This is called extended aeration. It aims at a particularly high degree of degradation and stabilization of the organic matter of the sewage and the sludge, which is why emptying of the sludge is only required at long intervals (several months or even a year or even more). This method, which usually requires little or no pretreatment, seems to be particularly suitable for small wastewater treatment plants, since they can only endure very limited use in economic terms.
In extended aeration, as well as in sludge activation systems in general, the return of the sludge from the settling chamber or from the rear part of the ventilation chamber to the front part thereof is effected by pumps. The present inventive method, which aims at a long aeration period, primarily in small sewage treatment plants, the inflow often taking place more or less intermittently at long time intervals, is characterized in that activated sludge and part of the sludge-waste water mixture in a helical movement in the direction from the settling chamber to the inlet for raw wastewater and at the same time allows part of the wastewater to flow off in the direction from the inlet to the outlet.
According to a particularly advantageous embodiment, the helical return movement of the waste water is achieved by a series of successively located mainly in the longitudinal direction of the basin
Attaching screen walls or baffles obliquely to this longitudinal direction, with the upper part of the baffles closer to
The outlet is located at the inlet, and that the sludge-containing wastewater is set in motion upwards by blowing air in the part opposite the baffle or in or on the other side of the pool center axis, possibly by or reinforced by a mechanical device, and to sink is brought between the inclined screen walls or baffles, so to flow in a helical movement backwards to the inlet.
The movement created by blowing in air resembles the movement of a roller-shaped mass of sewage and sludge, with the roller axis lying parallel to the longitudinal direction of the basin. The content of the ventilation chamber is therefore constantly moved backwards under the action of the inclined guide walls, i.e. H.
in the direction from the outlet to the inlet.
The accompanying drawing shows an example embodiment of the subject matter of the invention, wherein
Fig. 1 is an axial section of the basin contained in the assembly,
Fig. 2 is a perspective view of certain parts in
Inside the basin according to Fig. 1 and
FIG. 3 is an end view taken along line III-III in FIG.
The basin 1 has the shape of a horizontal cylinder. However, this is not absolutely necessary as the cross-section of the
Ventilation basin z. B. can also be square or rectangular (preferably with rounded corners or abge cut corners). The basin 1. has a ventilation chamber la and a settling chamber lb. An additional aeration basin or a chamber section 6 and / or a settling chamber 1c may possibly be present.
The wastewater flows through one or more openings
2 2 near the top of the pelvis (Fig. 1), but can also be supplied in whole or in part near the pelvic axis (Fig. 2). Air is suitably blown at the
Sole a (e.g. along the casing) or anywhere in the part of the basin opposite the guide walls 4 (Fig. 3) described below, i.e. H. at or on the other side of the central axis of the pelvis, in which case one z. B. brings the air pipes with openings 3 so that the entire amount of water rotates around an axis parallel to the aforementioned longitudinal axis of the pool. If air is blown in parallel to the center line on the sole, there may be two circling in opposite directions
Water rollers.
As a material for the baffles 4, such as. B. also for the basin 1, a glass fiber reinforced plastic material be used. The guide walls can preferably be attached to the inside 5b of the casing 5a of the basin (FIG. 2).
The waste water gradually flows through the ventilation chamber la, the one at the opposite end
Has settling chamber lb. The above-mentioned rotating content flows along the inside of the casing 5b towards the guide walls 4 upwards. Part of it then flows down on the side of the inner wall on which the
Guide walls 4 are attached. Since the baffles 4 under a
Angle a of about 50 to 75, preferably 60 to 60, are inclined with respect to the longitudinal axis, the liquid flowing off at the sheathing 5a is helical towards the rear, i.e. H. pushed against inlet 2. In such a way, wastewater with flocculated and activated sludge is constantly fed to the inlet end for the purpose of inoculating the raw water to send inflow.
This return takes place undisturbed during the time segments in which the inflow is zero or insignificant, which often happens in smaller systems.
According to FIG. 3, the baffles have approximately the shape of a crescent moon; H. they have a wide central part 4a and are tapered towards the ends. The baffles 4 are designed so that the wastewater flows through the rest of the cross section of the ventilation chamber la, and not only in the vicinity of the center of the pool in approximately axial direction from the inlet 1 to an outlet 8 (or 9) without the aforementioned helical backward flow , d. H. obstruct the return of sewage and sludge. This keeps the entire amount of sludge-containing liquid in motion.
The clarifier or settling basin 1b is designed so that the flow remains approximately vertical and flows from a narrowed inlet 7 to the drain on the water surface, where the drainage takes place through one or more drainage pipes 8 with openings 8a. The settled sludge is automatically returned to the aeration chamber la by sliding down the inclined walls 17.
If the volume is sufficient, the wastewater treatment can be regarded as completed when wastewater flows out through the drain pipe 8 or the openings 8a (the clarifying compartment can be designed approximately in the form according to 1c in FIG. 1).
In the embodiment described, a two-stage method of treatment has been selected in order to achieve an intensified and also otherwise improved treatment in that an additional ventilation section 6 forms a second ventilation stage, where air is blown in through openings 11. These openings are arranged in such a way that an elongated waste water roller is created, the horizontal axis of which is at right angles to the longitudinal axis of the basin 1. This achieves an automatic sludge return. From the ventilation chamber section 6, the wastewater flows into a settling or clarifying compartment lc (in principle designed like the compartment lb), where it is drawn off the surface after settling by a T-shaped pipe device 12, for example, and finally flows off through the drain pipe 9.
From this clarifying compartment 1c, too, the settled sludge is automatically returned to the aeration chamber section 6, mainly along the inclined surface 13.
The clarifying compartment lc can be carried out roughly like the clarifying compartment lb at the end of the process (FIG. 1).
The spaces 14, 15, 16 shown in the drawing can be empty or filled with a filler material.
PATENT CLAIM 1
Process for wastewater treatment with activated sludge in a basin (1) with at least one chamber (la) provided with an inlet (2) for the wastewater and means for aerating the wastewater and at least one chamber (lb, lc) arranged in the same basin or behind it for settling the sludge formed in the aeration chamber, activated by aeration and enriched with microorganisms, and provided with a drain (8, 9) for the cleaned wastewater, whereby at least part of the activated sludge or sludge in the settling chamber (lb, lc).
The sludge-sewage mixture is fed back to the inlet (2) of the aeration chamber for inoculation of the contents of this chamber, characterized in that activated sludge and part of the sludge-sewage mixture in a helical movement in the direction from the settling chamber to the inlet for raw Recirculates wastewater and at the same time allows part of the wastewater to flow off in the direction from the inlet to the outlet.