DE10310097A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Aufbereiten von Schmutzwasser - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Aufbereiten von Schmutzwasser Download PDF

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Abstract

Bei einer Vorrichtung (10) zum Aufbereiten von Schmutzwasser mit einer Aufbereitungsstufe (11), der Sauerstoff (17) zum Aufbereiten des Schmutzwassers mittels Zuführmitteln (16) zuführbar ist und bei einem Verfahren zum Aufbereiten von Schmutzwasser, bei dem Schadstoffe mittels Sauerstoffzufuhr in einer Aufbereitungsstufe (11) abgebaut werden, wird eine gute Durchmischung des Schmutzwassers mit dem Sauerstoff (17) und eine lange Verweilzeit des Sauerstoffs (17) in dem Schmutzwasser sowie eine hohe Energieeffizienz erzielt, wenn in der Aufbereitungsstufe (11) mittels der Sauerstoffzufuhr eine Walzenströmung (22) zum Aufbereiten des Schmutzwassers erzeugt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbereiten von Schmutzwasser mit einer Aufbereitungsstufe, der Sauerstoff zum Aufbereiten des Schmutzwassers mittels Zuführmitteln zuführbar ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Aufbereiten von Schmutzwasser, bei dem Schadstoffe mittels Sauerstoffzufuhr in einer Aufbereitungsstufe abgebaut werden.
  • Eine solche Vorrichtung und ein solches Verfahren dienen zum Aufbereiten von kommunalen wie auch von industriellem Abwasser. Obwohl sich die typische Schadstoffbelastung beider Abwässer von einander unterscheidet, wird üblicherweise in einer ersten Aufbreitungsstufe Sauerstoff zugesetzt, was zu einem aeroben Schadstoffabbau führt. Nachgeschaltet ist dann eine zweite Aufbereitungsstufe in der anaerob weitere Schadstoffe abgebaut werden. Kenngrößen für die Schadstoffbelastung des Abwassers sind unter anderem der CSB-Wert (chemischer Sauerstoffbedarf) und der BSB-Wert (biologischer Sauerstoffbedarf). Der BSB-Wert liegt sowohl bei kommunalem Abwasser wie auch bei industriellem Abwasser typischerweise um 200. Große Unterschiede ergeben sich jedoch in dem CSB-Wert, bei der kommunalen Abwasser um 400 und bei industriellem Abwasser um 1000 liegt. Ein Absenken des CSB-Wertes läßt sich gut auf anaerobe Weise erreichen. Problematisch hierbei ist allerdings, daß für den anaeroben Schadstoffabbau erforderliche Substanzen, wie beispielsweise Kohlenstoff, bei der vorhergehenden aeroben Abbaustufe bereits weitgehend verbraucht werden. Folglich ist ein Kohlenstoffzusatz in der anaeroben Stufe erforderlich. Weiter erfordern unterschiedliche CSB-Werte bei kommunalem Abwasser und bei industriellem Abwasser eine unterschiedliche Steuerung des Verfahrens.
  • Das der Erfindung zugrundeliegende Problem ist es eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, mit denen sich Schmutzwasser einfach und effizient und ohne unerwünschte Chemikalienzugaben aufbereiten läßt.
  • Das Problem wird dadurch gelöst, daß bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art die Zuführmittel zum Erzeugen einer Walzenströmung in der Aufbereitungsstufe vorgesehen sind. Die Walzenströmung kann kontinuierlich betrieben werden, wodurch sich eine hohe Energieeffizienz ergibt, da der beim Anfahren entstehende Schlupf im kontinuierlichen Betrieb weitgehend vermieden wird. Es ergibt sich ferner eine gute Durchmischung des Schmutzwassers in der Aufbereitungsstufe und eine lange Verweilzeit des Sauerstoffs in dem Schmutzwasser. Ferner hat sich überraschenderweise ergeben, daß es im Zentrum der Walzenströmung ruhige Zonen gibt, in denen ein Sauerstoffmangel herrscht. In diesen ruhigen Zonen ist parallel zu dem aeroben Schadstoffabbau in den äußeren Bereichen der Walzenströmung ein anaerober Schadstoffabbau möglich. Auf diese Weise wird einerseits eine weitere Aufbereitungsstufe vermieden. Andererseits kann eine unerwünschte Chemikalienzugabe dadurch verhindert werden, daß bereits in der aeroben Stufe, in der die erforderlichen Nährstoffe vorhanden sind, auch der anaerobe Schadstoffabbau durchgeführt wird. Auf diese Weise läßt sich der CSB-Wert von kommunalem wie auch von industriellem Abwasser auf Werte unter 50 senken.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist der Sauerstoff gasförmig in feinverteilter Form zuführbar. Es kann hierzu gasförmiger reiner Sauerstoff oder auch der in der Umgebung vorhandene Luftsauerstoff zugesetzt werden. Die Zuführmittel sollten eine Düse aufweisen. Damit läßt sich die Walzenströmung durch das Zuführen des gasförmigen Sauerstoffs mittels der Düse einfach und kostengünstig erzeugen. Für eine gerichtete Anströmung auch parallel zum Boden läßt sich beispielsweise eine sogenannte Venturidüse verwenden.
  • Vorzugsweise weist die Aufbereitungsstufe ein Wirbelbett auf. Das Wirbelbett kann als Bettmaterial Tragkörper mit einer großen inneren Oberfläche aufweisen. Die Tragkörper sollten 10 % bis 20 % des Volumens der Aufbereitungsstufe betragen. Die Tragkörper können beispielsweise aus einem Schaumstoff bestehen. Es ist dann zweckmäßig, wenn die Tragkörper 30 bis 40 Poren pro Inch aufweisen. Vorzugsweise sollten die Tragkörper außerdem eine Beschichtung zur Ansiedlung von Mikroorganismen haben. Diese Tragkörper unterstützen in vorteilhafter Weise die Wirkung der Walzenströmung zum parallelen anaeroben und aeroben Schadstoffabbau. Es hat sich dabei insbesondere gezeigt, daß Tragkörper mit Abmessungen von 7 × 7 × 14 mm eine optimale Wirkung zeigen. Wesentlich größere Tragkörper hingegen ermöglichen keinen vollständigen Sauerstofftransport auch bis ins Innere der Tragkörper. Die beschriebenen Tragkörper können auch als schwimmendes Bett im Bereich einer Nachklärung verwendet werden. In diesem Fall sollte die Füllhöhe der Tragkörper in der Nachklärung 30 bis 40 cm betragen.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich durch einen Absenkbereich zum Absenken von Schadstoffen aus. In diesem Absenkbereich kann gleichzeitig die Nachklärung stattfinden. Vorzugsweise ist eine Rückführung der Senkstoffe vorgesehen. Der Absenkbereich kann beispielsweise in seinem unteren Bereich mit der Aufbereitungsstufe in Verbindung stehen. Wenn hier der Absenkbereich eine schräge Fläche aufweist, die zu der Aufbereitungsstufe hin abfällt, kann mittels dieser Verbindung sowohl Flüssigkeit aus der Aufbereitungsstufe austreten als auch Schlamm in die Aufbereitungsstufe rückgeführt werden.
  • Es ist außerdem von Vorteil, wenn Rückhaltemittel zum Zurückhalten großer Bestandteile in der Aufbereitungsstufe vorgesehen sind. Diese Rückhaltemittel können einerseits zum Zurückhalten der Tragkörper dienen. Andererseits können Algen und andere schwimmende Bestandteile zurückgehalten werden. Als Rückhaltemittel eignet sich beispielsweise ein in einem oberen Bereich durchbrochener Wandabschnitt. Dies kann in Form einer Lochung oder in Form von kammartigen Einsenkungen ausgebildet sein. Es ist aber auch möglich, daß die Rückhaltemittel ein im Bereich der Wasseroberfläche angeordnetes Rohr aufweisen, das eine sich in seiner Längsrichtung erstreckende Öffnung aufweist. Diese Öffnung kann entweder ein langgestreckter Schlitz oder ebenfalls eine Vielzahl in Axialrichtung voneinander beabstandet am Außenrand des Rohres angeordnete Löcher sein. Mittels Drehen dieses Rohres läßt sich dann auf einfache Weise die Ausflußmenge aus der Aufbereitungsstufe oder aus dem Absenkbereich steuern. Wenn beispielsweise die Öffnung in etwa auf der Höhe der Wasseroberfläche angeordnet ist, ergibt sich nur eine verhältnismäßig geringe austretende Wassermenge. Ist dagegen die Öffnung an der Unterseite des Rohres angeordnet, fließt mehr Wasser durch die Öffnung in das Rohr. Das Problem der Verschmutzung eines Rückhaltemittels läßt sich auf diese Weise einfach lösen.
  • Eine andere Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Aufbereitungsstufe eine elektrochemische Zelle zum Entkeimen aus der Aufbereitungsstufe austretenden Wassers nachgeschaltet ist. Die elektrochemische Zelle sollte zu diesem Zweck großflächige Elektroden aufweisen. Die Elektroden können beispielsweise großflächige Bleche sein, die zur Obenflächenvergrößerung außerdem gelocht sein können. Überraschenderweise läßt sich durch diese elektrochemische Behandlung die Keimbelastung des behandelten Wasser soweit reduzieren, daß eine weitere Nachbehandlung nicht erforderlich ist. Dadurch läßt sich insbesondere Chemikalienaufwand einsparen und eine unerwünschte Aufsalzung des behandelten Abwassers vermeiden.
  • Eine andere Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich durch Einbringmittel zum flächigen Einbringen des Schmutzwassers in die Aufbreitungsstufe über die volle axiale Länge der Strömungswalze aus. Diese Einbringmittel ermöglichen einerseits ein Einbringen von Schmutzwasser auf eine solche Art, daß die Walzenströmung nicht beeinträchtig wird. Außerdem kann auf diese gleichmäßige flächige Weise des Einbringens verhindert werden, daß sich Schmutzwasser in großer Menge über die Walzenströmung direkt vom Einbringungsort in den Austragungsort bewegen kann und die Aufbereitungsstufe dadurch gleichsam kurzgeschlossen wird.
  • Nach dem anderen Aspekt der Erfindung wird das Problem dadurch gelöst, daß bei dem Verfahren der eingangs genannten Art in der Aufbereitungsstufe mittels der Sauerstoffzufuhr eine Walzenströmung zum Aufbereiten des Schmutzwassers erzeugt wird. Die Vorteile entsprechen den vorstehend zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung bereits erläuterten.
  • Vorzugsweise finden in der Aufbereitungsstufe ein anaerober und aerober Schadstoffabbau parallel statt. Dadurch wird eine hohe Effizienz erzielt und insbesondere der Zusatz von Nährstoffen für den anaeroben Schadstoffabbau vermieden.
  • Zum Unterstützen des parallelen anaeroben und aeroben Schadstoffabbaus wird ein Wirbelbett mit porösen Tragkörpern verwendet. Hierdurch hat sich eine besonders gute Steigerung der Wirksamkeit ergeben.
  • Es ist außerdem von Vorteil, wenn das aufbereitete Schmutzwasser und/oder rückgeführte Senkstoffe elektrochemisch zum Entkeimen behandelt werden. Diese Entkeimung macht eine nachfolgende Behandlung vor der Freisetzung des behandelten Abwassers entbehrlich.
  • Im folgendem wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Aufbereiten von Schmutzwasser mit den Erfindungsmerkmalen,
  • 2 eine zweite Vorrichtung zum Aufbereiten von Schmutzwasser mit den Erfindungsmerkmalen,
  • 3 eine dritte Vorrichtung zum Aufbereiten von Schmutzwasser mit den Erfindungsmerkmalen,
  • 4 eine vierte Vorrichtung zum Aufbereiten von Schmutzwasser mit den Erfindungsmerkmalen, und
  • 5 eine weitere Vorrichtung zum Aufbereiten von Schmutzwasser mit den Erfindungsmerkmalen, bei der mehrere Vorrichtungen gemäß 1 hintereinander geschaltet sind.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 10 mit den Erfindungsmerkmalen zum Aufbereiten von Schmutzwasser. Die Vorrichtung 10 weist eine Aufbereitungsstufe 11 und eine dieser benachbart angeordnete Nachklärstufe 12 auf. Die Aufbereitungsstufe 11 und die Nachklärstufe 12 sind voneinander mittels einer Trennwand 13 und einer Leitwand 14 getrennt. Die Trennwand 13 weist in ihrem oberen Bereich mehrere Öffnungen auf. In ihrem unteren Bereich ist die Trennwand 13 von dem Boden der Aufbereitungsstufe 11 und der Nachklärstufe 12 beabstandet angeordnet, so daß ein Zwischenraum zwischen der Unterkante der Trennwand 13 und dem Boden der Aufbereitungsstufe 11 und der Nachklärstufe 12 verbleibt. Die Leitwand ist an der von der Nachklärstufe 12 abgewandten Seite der Trennwand 13 und von dieser beabstandet angeordnet. Die Oberkante der Leitwand 14 reicht nicht vollständig bis zu einer Flüssigkeitsoberfläche in der Vorrichtung 10 und die Unterkante der Leitwand 14 reicht nicht bis zum Boden der Vorrichtung 10. Im Bereich der Aufbereitungsstufe 11 sind Tragkörper 15 angeordnet. Die Tragkörper 15 bestehen aus einem porösen Schaumstoff. Der Schaumstoff weist 30 bis 40 Poren pro Inch auf. Insgesamt sind 10 bis 20 % des Volumens der Aufbereitungsstufe 11 mit Tragkörpern 15 gefüllt. Die Tragkörper 15 weisen außerdem eine Beschichtung auf, die das Ansiedeln von Mikroorganismen begünstigt.
  • An der von der Trennwand 13 und der Leitwand 14 abgewandten Seite der Aufbereitungsstufe 11 sind Zuführmittel 16 für Sauerstoff 17 angeordnet. Die Zuführmittel 16 sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine langgestreckte Vielkanaldüse, die sich nahezu über die gesamte Breite der Aufbereitungsstufe 11 erstreckt und rechtwinklig zur Papierebene angeordnet ist. Die Vielkanaldüse 16 weist in ihrer Längsrichtung eine Vielzahl Öffnungen auf, durch die Sauerstoff 17 in Form von Luftblasen 17 austreten kann. Die Vielkanaldüse 16 wird mittels einer Luftzuleitung 18 mit Luft versorgt. Nicht in der Zeichnung eingezeichnet sind Kompressionsmittel zum Bereitstellen der Luft für die Luftzuleitung 18. Schmutzwasser wird der Vorrichtung 10 mittels einer Zuleitung 19 zugeliefert. Die Zuleitung 19 endet in einer Versorgungskammer 20. Die Versorgungskammer 20 weist eine Art Überlauf auf, wobei mittels Verstellen der Höhe des Überlaufes die Durchflußmenge regulierbar ist.
  • Die eingestellte Schmutzwassermenge gelangt sodann mittels Einbringmitteln 21 in die Aufbereitungsstufe 11. Die Einbringmitteln 21 weisen einen langgestreckten Auslaß auf, der sich an der Oberseite der Aufbereitungsstufe 11 parallel zu der Vielkanaldüse 16 erstreckt. Dadurch wird im Bereich des Auslasses eine geringe Strömungsgeschwindigkeit erzielt. Mittels Beaufschlagen der Vielkanaldüse 16 mit Druckluft erzeugen die aufsteigenden Luftblasen 17, die in der 1 in Form dreier gepunkteter Linien dargestellt sind, eine Walzenströmung 22, die in der 1 durch einen ellipsenförmigen geschlossenen Pfeil 22 dargestellt ist. Die Walzenströmung 22 reißt die Tragkörper 15 mit sich. Nach dem Einstellen der gewünschten Luftmenge durch die Vielkanaldüse 16 stellt sich ein Gleichgewicht mit einer verhältnismäßig hohen Strömungsgeschwindigkeit der Walzenströmung 22 ein. Im Inneren der Walzenströmung 22 bildet sich eine ruhige Zone aus, in der ein relativer Sauerstoffmangel herrscht. Dies unterstützt die Denitrifikation.
  • Weiter wird dieser anaerobe Prozeß außerdem durch die Tragkörper 15 unterstützt. Es ist dabei außerdem vorteilhaft, wenn zusätzlich eine zweite Sorte Tragkörper 15 mit einer höheren Dichte verwendet wird. Dies führt dazu, daß sich die Träger höherer Dichte im Zentrum der Strömungswalze anreichern, ähnlich wie das mit Teeblättern in einer umgerührten Teetasse der Fall ist. Die Tragkörper 15 werden größtenteils von der Leitwand 14 bereits abgehalten und in der 1 nach unten hin abgelenkt. Zwischen der Leitwand 14 und der Trennwand 13 bildet sich trotzdem eine geringe Strömung aus, die in der 1 ebenfalls nach unten gerichtet ist. Ein Teil der über die Leitwand 14 hinweg gelangenden Flüssigkeit tritt durch die Öffnungen in der Trennwand 13 in die Nachklärstufe 12 ein. Dort senken sich enthaltene Senkstoffe langsam ab und gleiten entlang einer schrägen Fläche 23 zum Boden der Aufbereitungsstufe 11. In diesem Bereich werden die Senkstoffe von der Strömung zwischen der Trennwand 13 und der Leitwand 14 erfaßt und wieder zurück in den Bereich der Walzenströmung 22 befördert. Auf diese Weise wird ohne zusätzliche Pumpe eine Schlammrückführung gewährleistet.
  • Zusätzlich kann im unteren Bereich der schrägen Fläche 23 eine Ableitung 24 angeordnet sein. Die Ableitung 24 kann zum Absaugen von abgesenktem Schlamm aus der Nachklärstufe 12 und zum Leiten des Schlammes in einen nicht in der Fig. dargestellten Sumpf dienen. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Ableitung 24 mit einer elektrochemischen Zelle 25 verbunden. Die elektrochemische Zelle 25 weist zwei Elektroden 26, 27 auf, und ist an ihrem von der Ableitung 24 abgewandten Ende mit einer weiteren Leitung 28 verbunden. Die weitere Leitung 28 führt, wie vorstehend bereits erläutert, zu einem nicht in der Fig. dargestellten Sumpf, aus dem Mittels der Zuleitung 19 der Schlamm wiederum entnommen und der Vorrichtung 10 erneut zugeführt wird. Der die elektrochemische Zelle 25 durchströmende Schlamm wird mittels der zwischen den Elektroden 26, 27 stattfindenden Elektrolyse entkeimt. Zu diesem Zweck sind die Elektroden 26, 27 mit einer nicht in der Fig. dargestellten Stromquelle verbunden.
  • Im Bereich der Flüssigkeitsoberfläche ist in der Nachklärstufe 12 ein Rohr 29 angeordnet. Das Rohr 29 erstreckt sich über die volle Breite der Nachklärstufe 12 rechtwinklig zur Zeichenebene. Das Rohr 29 weist in Längsrichtung eine Vielzahl Öffnungen an seinem Außenumfang auf. Mittels Drehen des Rohres 29 um seine Längsachse läßt sich so die Menge durch die Öffnungen in das Rohr tretender Flüssigkeit beeinflussen. Wenn die Öffnungen beispielsweise im Bereich der Flüssigkeitsoberfläche angeordnet sind, tritt nur verhältnismäßig wenig Flüssigkeit in das Rohr 29. Sind die Öffnungen dagegen unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche angeordnet, tritt viel Flüssigkeit in das Rohr 29 ein. Das Rohr 29 ist mittels einer Leitung 30 mit einer elektrochemischen Zelle 31 ähnlich der elektrochemischen Zelle 25 verbunden. Die elektrochemische Zelle 31 weist ebenfalls Elektroden 32, 33 auf und ist an ihrem von der Leitung 30 abgewandten Ende mit einer Leitung 34 verbunden. Die Leitung 34 ist der Auslaß der Vorrichtung 10. Die elektrochemische Zelle 31 dient ähnlich wie die elektrochemische Zelle 25 zum Entkeimen durch sie hindurchgeleiteten Wassers.
  • 2 zeigt eine zweite Vorrichtung 35 mit den Erfindungsmerkmalen. Gleiche Elemente tragen die gleichen Bezugsziffern wie bei der Vorrichtung 10. Im Unterschied zu der Vorrichtung 10 weist die Vorrichtung 35 eine Düse 36 auf, die unterhalb der Trennwand 13 und der Leitwand 14 angeordnet ist. Die Düse 36 ist mit einer Luftzuleitung 37 ähnlich der Luftzuleitung 18 verbunden. Die Düse 36 kann beispielsweise eine Venturidüse 36 sein. Die Düse 36 ist im Bodenbereich der Aufbereitungsstufe 11 zu der von der Trennwand 13 und der Leitwand 14 abgewandten Seite der Vorrichtung 35 gerichtet. Auf diese Weise wird mittels der Venturidüse 36 ähnlich wie mit der Vielkanaldüse 16 die Walzenströmung 22 hervorgerufen. Im Gegensatz zu der Vorrichtung 10 weist die Vorrichtung 35 nicht das Rohr 29 auf. Vielmehr ist die Leitung 30 mit einem Überlauf verbunden, der sich über die volle Breite der Nachklärstufe 12 erstreckt und im wesentlichen kammförmig ausgebildet ist.
  • 3 zeigt eine dritte Vorrichtung 38 mit den Erfindungsmerkmalen. Ähnliche Elemente tragen die gleichen Bezugsziffern wie bei den Vorrichtungen 10 und 35. Die Vorrichtung 38 hat ebenfalls die Aufbereitungsstufe 11 und die Nachklärstufe 12. Zusätzlich ist der Aufbereitungsstufe 11 eine erste Stufe 39 und eine anaerobe Stufe 40 vorgeschaltet. Die erste Stufe 39 ist von der anaeroben Stufe 40 mittels einer Wand 51 getrennt, die im Bodenbereich einen Durchlaß zur Verbindung der ersten Stufe 39 mit der anaeroben Stufe 40 läßt. Die erste Stufe 39 dient als Puffer und zum Ansäuern des zugeführten Schmutzwassers. Die anaerobe Stufe 40 hat einen Gasauslaß 41 zum Auslassen in der anaeroben Stufe 40 produzierten Biogases, wie dies durch einen Pfeil B angedeutet ist. Außerdem weist die anaeroben Stufe 40 in ihrem Bodenbereich einen Anschluß für ein Ventil 22 auf, daß wiederum mit der Leitung 28 verbunden ist. Das Ventil 42 dient zum Ablassen von in der anaeroben Stufe 40 angesammeltem Schlamm. Die anaerobe Stufe 40 ist mittels einer Wand 43, die mindestens in ihrem oberen Bereich Öffnungen aufweist, von der Aufbereitungsstufe 11 getrennt. Durch die Öffnungen in der Wand 43 kann Schmutzwasser aus der anaeroben Stufe 40 in die Aufbereitungsstufe 11 gelangen.
  • Wie sich der Fig. weiter entnehmen läßt, ist ein Verdichter 44 für die Vielkanaldüse 16 vorgesehen. Bei der Vorrichtung 38 erfolgt der Auslaß behandelten Schmutzwassers mittels eines Überlaufs 45, der kammartig ausgebildet ist. Das behandelte Wasser wird mittels der Leitung 30 abgegeben, wie dies mit einem Pfeil C angedeutet ist. Zum Entfernen von Senkstoffen aus der Nachklärstufe 12 ist im Bereich der schrägen Wand 23 ein Auslaß mittels eines Ventils 46 mit der Leitung 28 verbunden. Die Leitung 28 führt in einen Sumpf 47, in den ebenfalls mittels einer Leitung 49 Schmutzwasser eingeleitet wird, wie dies mittels eines Pfeils A angedeutet ist. In dem Sumpf 47 ist eine Pumpe 48 angeordnet, deren Druckseite mit der Zuleitung 19 verbunden ist. Eine Leitung 50 führt von einem Überlauf in der Versorgungskammer 20 in den Sumpf 47.
  • Im Betrieb wird Schmutzwasser durch die Leitung 49 in den Sumpf 47 geleitet. Aus dem Sumpf 47 gelangt das Schmutzwasser mittels der Pumpe 48 in die Versorgungskammer 20. Dort läßt sich durch Einstellen eines Überlaufs die gewünschte Schmutzwassermenge durch die Einbringmittel 21 in die erste Stufe 39 einbringen.
  • 4 zeigt eine vierte Vorrichtung 52 mit den Erfindungsmerkmalen. Gleiche Elemente tragen die gleichen Bezugsziffern wie bei den Vorrichtungen 10, 35 und 38. Bei der Vorrichtung 52 ist der anaeroben Stufe 40 benachbart eine weitere Leitwand 53 abgeordnet. Die weitere Leitwand 53 dient dazu, aus der anaeroben Stufe 14 austretendes Wasser nach unten in den Bereich der Vielkanaldüse 16 zu führen, um ein sicheres Eintreten des aus der anaeroben Stufe 40 gelangten Wassers in die Walzenströmung zu gewährleisten. Ähnlich wie bei der Vorrichtung 38 gelangt das Schmutzwasser aus dem Sumpf mittels der Zuleitung 19 in die Versorgungskammer 20, wie dies durch den Pfeil D angedeutet ist. Aus der Versorgungskammer 20 gelangt überschüssiges Schmutzwasser mittels eines Überlaufs und der Leitung 50 zurück in den Sumpf, wie dies durch einen Pfeil E angedeutet ist. Aus der Nachklärstufe 12 und der anaeroben Stufe 40 mittels Auslässen durch Betätigen der Ventile 42, 46 abgelassener Schlamm gelangt ebenfalls in den Sumpf, wie dies durch einen Pfeil F angedeutet ist. Wie sich der 4 außerdem entnehmen läßt, sind im Bereich der anaeroben Stufe 40 ebenfalls Tragkörper 15 vorgesehen. Auch wenn bei den Vorrichtungen 38, 52 dies nicht explizit eingezeichnet ist, können ebenfalls im Bereich der Aufbereitungsstufe 11 und der Nachklärstufe 12 Tragkörper 15 vorgesehen sein, wie dies vorstehend anhand der 1 und 2 zu den Vorrichtungen 10 und 35 erläutert worden ist.
  • 5 zeigt mehrere hintereinander geschaltete Vorrichtungen 10. Genauer sind der 5 drei hintereinander geschaltete Vorrichtungen 10 zu entnehmen. Dabei ist die Nachklärstufe 12 einer Vorrichtung 10 jeweils mittels eines Überlaufs 54 mit der Aufbereitungsstufe 11 der nachgeschalteten Vorrichtung 10 verbunden. Insbesondere wird mittels des Überlaufs 54 Wasser in den Bereich über der Vielkanaldüse 16 flächig eingeleitet, wie dies ebenfalls mittels der Einbringmittel 21 der Fall ist. Auf die angegebene Weise mittels hintereinander Schalten mehrerer Vorrichtungen 10 läßt sich auf überaus effiziente Weise mit sehr kleinvolumigen Vorrichtungen 10 eine hohe Schadstoffreduktion erzielen. Ein ähnliches hintereinander Schalten ist auch mit den Vorrichtungen 35, 38, 52 möglich.
  • Während sich auf herkömmliche Weise der CSB-Wert von kommunalen Abwasser von etwa 400 auf 100 und der BSB-Wert von etwa 200 auf 5 reduzieren läßt, ist mit den Vorrichtungen 10, 35, 38, 52 ein Reduzieren des CSB-Wertes auf unter 50 bei einer Reduzierung des BSB-Wertes auf ebenfalls 5 möglich.
  • 10
    Vorrichtung
    11
    Aufbereitungsstufe
    12
    Nachklärstufe
    13
    Trennwand
    14
    Leitwand
    15
    Tragkörper
    16
    Zuführmittel
    17
    Luftblasen
    18
    Luftzuleitung
    19
    Zuleitung
    20
    Versorgungskammer
    21
    Einbringmittel
    22
    Walzenströmung
    23
    schräge Fläche
    24
    Ableitung
    25
    elektrochemische Zelle
    26
    Elektrode
    27
    Elektrode
    28
    Zuleitung
    29
    Rohr
    30
    Leitung
    31
    elektrochemische Zelle
    32
    Elektrode
    33
    Elektrode
    34
    Leitung
    35
    Vorrichtung
    36
    Venturidüse
    37
    Luftzuleitung
    38
    Vorrichtung
    39
    erste Stufe
    40
    anaerobe Stufe
    41
    Gasauslaß
    42
    Schlammauslaß
    43
    Wand
    44
    Verdichter
    45
    Überlauf
    46
    Ventil
    47
    Sumpf
    48
    Pumpe
    49
    Zuleitung
    50
    Leitung
    51
    Wand
    52
    Vorrichtung
    53
    Leitwand
    54
    Überlauf

Claims (22)

  1. Vorrichtung zum Aufbereiten von Schmutzwasser mit einer Aufbereitungsstufe, der Sauerstoff zum Aufbereiten des Schmutzwassers mittels Zuführmitteln zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführmittel (16, 36) zum Erzeugen einer Walzenströmung (22) in der Aufbereitungsstufe (11) vorgesehen sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoff (17) gasförmig in feinverteilter Form zuführbar ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführmittel eine Düse (16, 36) aufweisen, insbesondere eine Venturidüse.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbereitungsstufe (11) ein Wirbelbett aufweist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Wirbelbett als Bettmaterial Tragkörper (15) mit einer großen inneren Oberfläche aufweist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragkörper (15) 10 % bis 20 % des Volumens der Aufbereitungsstufe (11) betragen.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragkörper (15) aus einem Schaumstoff bestehen.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragkörper (15) 30 bis 40 Poren pro Inch aufweisen.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragkörper (15) eine Beschichtung zur Ansiedelung von Mikroorganismen aufweisen.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Absenkbereich (12) zum Absenken von Senkstoffen.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch eine Rückführung der Senkstoffe.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Absenkbereich (12) in seinem unteren Bereich mit der Aufbereitungsstufe (11) in Verbindung steht.
  13. Vorrichtung an einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Rückhaltemittel (13, 14, 29) zum Zurückhalten grober Bestandteile in der Aufbereitungsstufe (11).
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückhaltemittel (13) einen in einem oberen Bereich durchbrochenen Wandabschnitt aufweisen.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückhaltemittel (13) ein im Bereich der Wasseroberfläche angeordnetes Rohr (29) aufweisen, daß eine sich in seiner Längsrichtung erstreckende Öffnung aufweist.
  16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine der Aufbereitungsstufe (11) nachgeschaltete elektrochemische Zelle (25, 31) zur Entkeimung aus der Aufbereitungsstufe (11) austretenden Wassers.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrochemische Zelle (25, 31) großflächige Elektroden (26, 27, 32, 33) aufweist.
  18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Einbringmittel (21) zum flächigen Einbringen des Schmutzwassers in die Aufbereitungsstufe (11) über die volle axiale Länge der Walzenströmung (22) vorgesehen sind.
  19. Verfahren zum Aufbereiten von Schmutzwasser, bei dem Schadstoffe mittels Sauerstoffzufuhr in einer Aufbereitungsstufe (11) abgebaut werden, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aufbereitungsstufe (11) mittels der Sauerstoffzufuhr eine Walzenströmung (22) zum Aufbereiten des Schmutzwassers erzeugt wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aufbereitungsstufe (11) anaerober und aerober Schadstoffabbau parallel stattfindet.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß zum Unterstützen des parallelen anaeroben und aeroben Schadstoffabbaus ein Wirbelbett mit porösen Tragkörpern (15) verwendet wird.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das aufbereitete Schmutzwasser und/oder rückgeführte Senkstoff elektrochemisch zum Entkeimen behandelt werden.
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