DD230859B1 - Anlage zur biologischen klaerung von schmutzwaessern - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Abwasserbehandlung und wird bei der biologischen Klärung von vorwiegend hauswirtschaftlich anfallendem Schmutzwasser wirksam.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind bereits biologische Abwasserkläranlagen bekannt, mit deren Hilfe aufgelöste organische Substanzen dadurch aus dem Abwasser entfernt werden, daß das Abwasser in ein mit einer Belebtschlammasse von Bakterien gesättigtes Belüftungsbecken eingeführt, dort belüftet und von dort in ein Nachabsatzbecken geleitet wird, in dem die Abtrennung des Schlammes durch Sedimentation erfolgt. Anschließend wird der Schlamm in das Belüftungsbecken zurückgeführt und das gereinigte Wasser abgeleitet.

Die bekannten biologischen, nach dem Belebtschlammverfahren arbeitenden Abwasserklärsysteme bieten keine optimale Lösung, weder hinsichtlich der Belüftung noch der Sedimentation. Der Wirkungsgrad ist vom Standpunkt der Energieausnutzung und der Reinigung aus betrachtet niedrig. Der Raumbedarf ist groß. Darüber hinaus besitzen die Anlagen in bezug auf die In-Betrieb-Haltung und Wartung zahlreiche Nachteile.

Weiterhin sind aus der Fachliteratur und nach der TGL 22767 verschiedene Formen von Kleinbelebungsanlagen in Stahlausführung bekannt.

Alle diese Anlagen sind in ihren einzelnen Funktionen derart zersplittert, daß die einen sehr hohen Bauaufwand und Platzbedarf zur Folge haben.

Durch die AT-PS 330105 ist eine biologische Kläranlage bekannt, die Vorklär-, Belüftungs-und Nachklärbecken bzw. -kammern in kreisförmiger Anordnung besitzt und mit einer Belüftungsvorrichtung ausgestattet ist. Die Belüftungsvorrichtung ist als Oberflächenbelüftungskreisel ausgebildet, der Luft in das Abwasser eintragen soll. Diese Kläranlage arbeitet aber mit einem unbefriedigenden Wirkungsgrad, da Luft lediglich in die obersten Bereiche des sich in dem Belüftungsbecken befindenden Abwassers eingebracht wird und die darunter liegenden Bereiche wegen des dort bestehenden Mangels an Sauerstoff nicht bzw. nur in geringem Umfang in den biologischen Klärprozeß einbezogen werden.

Den gleichen Mangel weist die Kläranlage gemäß AT-PS 315765 auf, die rinförmig ausgebildete, als Vorbelebungsraum, Belebungsraum und Nachklärraum fungierende Ringkammern und in dem Vorbelebungsraum sowie in dem Belebungsraum an der jeweiligen Wasseroberfläche rotierende Belüftungswalzen besitzt. Auch hier erfolgt nur eine Eintragung von Luft in die obersten Schichten des Abwassers innerhalb der betreffenden Kammern, wodurch diese Kläranlage uneffektiv arbeitet. Es ist weiterhin eine in Kompaktbauweise ausgeführte biologische Kläranlage durch die AT-PS 312 529 bekannt, die ein zylindrisches Becken mit einem von einem Belüftungsraum umschlossenen, ringförmigen Nachklärraum besitzt, dessen oberer Teil durch eine zylindrisch ausgebildete Leitwand in einen inneren Schwimmstoffraum und einen äußeren Klarwasserraum unterteilt ist. Der Belüftungsraum ist durch eine rohrförmige zylindrische Trennwand vom Nachklärraum getrennt. Der Nachklärraum ist in Form eines Kegelstumpfes gestaltet und unten von einem an die konische ringförmige Trennwand angeschlossenen Boden begrenzt. In dem Belüftungsraum ist ein über eine Druckluftleitung mit Druckluft versorgter drehbar gelagerter Druckluftverteiler im Bereich unterhalb des Bodens des Nachklärbeckens angeordnet, der eine hohle Verteilerwelle und hohle, jeweils auf der gleichen Seite mit Düsen versehene, horizontal gerichtete Verteilerarme besitzt. Unterhalb dieses Druckluftverteilers ist auf dem Boden des Belüftungsraumes eine Zerkleinerer-Kreiselpumpe angebracht, deren Auslaß über eine an eine Schlammabzugsleitung angeschlossene Rückführleitung mit dem Belüftungsraum verbunden ist. Diese Rückführleitung mündet tangential in den zylindrischen Belüftungsraum, wodurch zur Unterstützung der im Belüftungsraum mittels des rotierenden Druckluftverteilers erzeugten Potentialströmung beigetragen werden soll. Diese bekannte Kläranlage ist in ihrem Aufbau sehr kompliziert und störanfällig insbesondere deshalb, weil die innerhalb des Abwassers liegenden Lagerelemente des rotierenden Druckluftverteilers einem hohen Verschleiß unterliegen und außerdem die Abdichtung der Druckluftzuführung zu der rotierenden hohlen Verteilerwelle schwierig ist. Darüber hinaus erfordert der Betrieb dieser Anlage einen hohen Energie- und Wartungsaufwand und erzielt nur eine geringe Effektivität, da der in dem Bereich unterhalb der Verteilerarme des Druckluftverteilers liegende Teil des Abwassers innerhalb des Belüftungsraumes nur unzureichend mit Luft bzw. Sauerstoff beaufschlagt und in den biologischen Klärvorgang einbezogen werden kann.

Das Ziel der Erfindung besteht in der Erhöhung der Leistung von in Kompaktbauweise, d. h. mit möglichst kleinen äußeren Abmessungen ausgeführten Anlagen zur biologischen Klärung von Schmutzwässern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zur biologischen Klärung von Schmutzwässern, bestehend aus einer Grundplatte, je einer auf dieser stehenden äußeren Ringwand und einer inneren Ringwand, zwischen denen radial verlaufende Trennwände angebracht sind, wodurch ein Stapelbehälter und mindestens ein Belebungsraum gegeneinander abgegrenzt sind, sowie einem durch die in ihrem unteren Teil konisch verlaufende innere Ringwand begrenzten Nachklärraum, einer Zulaufleitung, einer Luftleitung, einem Druckluftverteiler, einer Verbindungsleitung, einer vertikalen Leitung, einer gezackten Ablaufrinne, einem Klärwasserablauf, einer Druckluftpumpe, Schlammleitungen, einem Überlauf und einer Abdeckplatte zu schaffen, in deren Belebungsraum ein Druckluftverteiler angebracht ist, der einen optimalen Sauerstoffeintrag in das Schmutzwasser gewährleistet.

Diese Aufgabe wurde durch die Entwicklung einer Anlage zur biologischen Klärung von Schmutzwässern gelöst, die aus einer Grundplatte, je einer äußeren und einer inneren Ringwand sowie Trennwänden, durch die ein Stapelbehälter und mindestens ein Belebungsraum voneinander abgegrenzt sind, sowie einem Nachklärraum, der durch die in ihrem unteren Teil konisch verlaufende, innere Ringwand begrenzt ist, einer Zulaufleitung, einer Luftleitung, einem Druckluftverteiler, einer Verbindungsleitung, einer vertikalen Leitung, einer Ablaufrinne, einem Klärwasserablauf, einer Druckluftpumpe, Schlammleitungen, einem Überlauf und einer Abdeckplatte besteht, wobei erfindungsgemäß der in den Belebungsräumen untergebrachte Druckluftverteiler aus einem an die Luftleitung angeschlossenen, mit einer Vielzahl von Luftaustrittsöffnungen versehenen, an seinen beiden Enden verschlossenen Belüftungsrohr gebildet ist, das konzentrisch zu der inneren Ringwand gebogen, unmittelbar an derselben in horizontaler Lage dicht oberhalb der Grundplatte, d. h. im an sich bekannten konischen Bereich der inneren Ringwand angeordnet ist.

Durch die erfindungsgemäß an die Ringform der Belebungsräume angepaßte Form des Belüftungsrohres und die Anordnung desselben im untersten Teil des Bereiches, in dem die innere Ringwand konisch ausgebildet ist, wird innerhalb der Belebungsräume eine sich in deren nach oben verengendem Querschnitt stauende Strömung erzielt, wodurch die eingeführte Druckluft eine maximale Verweilzeit innerhalb des Schmutzwassers erhält und eine optimale biologische Klärung bewirkt wird.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der dazugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine Anlage zur biologischen Klärung von Schmutzwässern gemäß der Erfindung in einem seitlichen schematischen

Schnitt Fig. 2: eine Anlage zur biologischen Klärung von Schmutzwässern gemäß der Erfindung in der Draufsicht.

Auf einer Grundplatte 1 stehen eine äußere Ringwand 2, eine innere, im unteren Bereich konisch verlaufende Ringwand 3 sowie Trennwände 5,6,7, die den durch die äußere Ringwand 2 geschaffenen Raum in einen Stapelbehälter 8, einen Belebungsraum 9 und 10 und in einen Nachklärraum 11 teilen. Weiterhin sind vorgesehen eine Zulaufleitung 12, eine Luftleitung 13, Belüftungsrohre 14, die unmittelbar an der Ringwand 3 und konzentrisch zu derselben angeordnet und mit Luftaustrittsöffnungen 24 versehen sind, eine Verbindungsleitung 15, eine vertikale Leitung 16, eine gezackte Ablauf rinne 17, ein Klarwasserablauf 18, eine Druckluftpumpe 19, eine Schlammleitung 20 und 21, ein Überlauf 22 sowie eine Abdeckplatte 4 mit Öffnungen 23.

In die Anlage zur biologischen Klärung von Schmutzwässern, Fig. 1 und Fig. 2, fließt das Schmutzwasser über die Zulaufleitung 12 direkt in den Belebungsraum 9 und 10 und wird hier mittels Druckluft aus einem Drehkolbengebläse, welches über die Luftleitung 13 und die Belüftungsrohre 14 mit ihren Luftaustrittsöffnungen 24 zugeführt wird, umgewälzt. Während des Umwälzprozesses erfolgt ein optimaler Sauerstoffeintrag in das Schmutzwasser, wobei dessen Inhaltstoffe durch Mikroorganismen abgebaut werden. Das Schmutzwasser einschließlich Belebtschlamm fließt nach entsprechender Aufenthaltszeit über die Verbindungsleitung 15 in die vertikale Leitung 16 und wird damit in den unteren Teil des Nachklärraumes 11 gelenkt.

Das aufsteigende schlammhaltige Wasser wird in den nach unten sinkenden Flocken gefiltert. Das so gereinigte- Schmutzwasser fließt über die gezackte Ablaufrinne 17 dem Klarwasserablauf 18 zu. Im unteren Teil des Nachklärraumes 11 sammelt sich der Belebtschlamm. Da dieser ständig aus dem Belebungsraum 9,10 ausgetragen wird, muß ein Teil als Rücklaufschlamm kontinuierlich in den Belebungsraum 9 zurückgefördert werden. Das erfolgt mit der Druckluftpumpe 19, der über die Luftleitung 13 Luft zugeführt wird. Der Rücklaufschlamm wird damit über die Schlammleitung 20 in den Belebungsraum 9 gefördert. Der sogenannte Überschußschlamm wird nach dem gleichen Prinzip über die Schlammleitung 21 in den Stapelbehälter 8 gepumpt. Der Schlamm lagert sich hier ab und kann mittels Saugwagen kontinuierlich abgefahren werden. Das überstehende Schlammwasser im Stapelbehälter 8 fließt über den Überlauf 22 wieder in den Belebungsraum 9 zurück. Die Möglichkeit des Pumpvorganges des Rücklauf- bzw. des Überschußschlammes in die entsprechenden Behälter und Räume erfolgt durch die jeweils notwendige Ventileinstellung.

Der Durchfluß des Schmutzwassers und des Belebtschlammes vom Belebungsraum 9 in den Belebungsraum 10 erfolgt durch entsprechende Öffnungen (nicht dargestellt) in der Trennwand 7. Ist eine Vorklärung des Schmutzwassers notwendig, so kann die Zulaufleitung 12 auch in den Stapelbehälter 8 eingebunden werden. Hier werden dann die absetzbaren Schmutzwasserinhaltsstoffe ausgeschieden. Den Belebungsräumen 9 und 10 wird somit ein dünnes Abwasser zugeführt.

Die Bedienung der Ventile und die Wartung der Anlage erfolgt durch die insgesamt sieben Öffnungen 23 der Abdeckplatte 4.

Diese Öffnungen 23 der Abdeckplatte 4 einschließlich dreier Be- und Entlüftungsrohre dienen gleichzeitig dem erforderlichen Luftwechsel.

Die erfindungsgemäße Anlage zur biologischen Klärung von Schmutzwässern arbeitet äußerst energieökonomisch, da sie lediglich Energie zur Bereitstellung der erforderlichen Druckluft benötigt.

Infolge der konstruktiv und strömungstechnisch günstigen Ausbildung sowohl ihrer Belüftungseinrichtung wie auch des Belebungsraumes 9; 10 kann ein optimaler Sauerstoffeintrag in das Schmutzwasser und damit eine biologische Klärung des Schmutzwasser mit hoher Effektivität realisiert werden. Hierdurch ist es möglich, die Anlage in außergewöhnlich geringen Abmessungen auszuführen, wodurch Material und Energie bei ihrer Herstellung eingespart werden können und ein minimaler Platzbedarf für ihre Aufstellung erforderlich ist.

Claims (2)

1. Anlage zur biologischen Klärung von Schmutzwässern, bestehend aus einer Grundplatte, je einer auf dieser stehenden äußeren Ringwand und einer inneren Ringwand, zwischen denen radial verlaufende Trennwände angebracht sind, wodurch ein Stapelbehälter und mindestens ein Belebungsraum gegeneinander abgegrenzt sind, sowie einem durch die im unteren Teil konisch verlaufende, innere Ringwand begrenzten Nachklärraum, einer Zulaufleitung, einer Luftleitung, einem Druckluftverteiler, einer Verbindungsleitung, einer vertikalen Leitung, einer gezackten Ablauf rinne, einem Klärwasserablauf, einer Druckluftpumpe, Schlammleitungen, einem Überlauf und einer Abdeckplatte, gekennzeichnet dadurch, daß der in den Belebungsräumen (9; 10) vorgesehene Druckluftverteiler aus einem an die Luftleitung (13) angeschlossenen, mit Luftaustrittsöffnungen (24) versehenen, an seinen beiden Enden verschlossenen Belüftungsrohr (14) besteht, das konzentrisch zu der inneren Ringwand (3) gebogen und in horizontaler Lage dicht oberhalb der Grundplatte (1) unmittelbar an der inneren Ringwand (3) im an sich bekannten konischen Bereich angeordnet ist.

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2. 2 Seiten Zeichnungen