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Vorrichtung zum Behandeln von Abwasser mit Gasen Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum Behandeln von Abwasser mit Gasen, in welcher das Abwasser und
die darin enthaltenen Feststoffe mittels mechanischer Umwälzvorrichtungen im Kreislauf
aus einer Gasverteilungskammer zum Flüssigkeitsspiegel und von dort über eine Beruhigungs-
und Klärzone zurück zur Gasverteilungskammer geführt werden, wobei rohes Abwasser
und Gas in die Gasverteilungskammer einfließen und geklärtes Abwasser und ausgeschiedener
Schlamm aus der Beruhigungs- und Klärzone entnommen werden.
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Es sind Vorrichtungen für die Behandlung von Flüssigkeiten mit Gasen
bekannt, in welchen die Auftriebskraft der durch die Flüssigkeit aufsteigenden Gasblasen
zur Aufrechterhaltung der Flüssigkeitszirkulation benutzt wird. Das ist jedoch nur
möglich, solange die durchzuführende Flüssigkeitsbehandlung die konstante Zufügung
solcher Gasmengen erfordert, die auch für eine durch den Auftrieb der entweichenden
Gasblasen bewirkte Flüssigkeitszirkulation ausreichen. Wenn jedoch die für die Behandlung
benötigte Gasmenge zeitweilig unter die für die Flüssigkeitsurnwälzung erforderliche
Gasmenge absinkt, oder umgekehrt, die für die Flüssigkeitsbehandlung erforderliche
Gasmenge wesentlich größer wird als die zur Aufrechterhaltung der Flüssigkeitsumwälzung
erforderliche, dann ist die Aufrechterhaltung einer konstanten Flüssigkeitszirkulation
sehr schwierig. Bei der biologischen Behandlung von Abwasser, vor allem von städtischem
Abwasser, treten bekanntlich häufige Wechsel in der Menge und in der Beschaffenheit
des Abwassers auf, welche entsprechende Änderungen der Luftmenge bedingen, die für
die Behandlung benötigt wird. Beispielsweise benötigt der geringere Zufluß in der
Nacht ein entsprechend geringeres Luftvolumen, welches durchaus unter demjenigen
liegen kann, das zur Aufrechterhaltung der Flüssigkeitszirkulation benötigt wird.
Nach einem bekannten Vorschlag wird die Förderwirkung der Luft auf die umzuwälzende
Flüssigkeit in solchen Zeiten durch eine mechanische Fördereinrichtung ergänzt,
z. B. dadurch, daß man ein Rührwerk in der Luftauftriebszone oder in dem Teil der
Anlage, der von der Gasverteilungszone bzw. dem Gasverteilungsraum zur Flüssigkeitsoberfläche
führt, anordnet. Ein solches Rührwerk pumpt jedoch gewöhnlich konstante Mengen Flüssigkeit
und kann an eine weitgehende Änderung der durch die Luft bewirkten Flüssigkeitsumwälzung
nicht ohne weiteres angepaßt werden. Das ist aber notwendig, um eine gleichbleibende
Gesamtantriebskraft, die sich aus den Förderwirkungen des Gases, z. B. der Luft,
und des mechanischen Rührwerkes zusammensetzt, für die Flüssigkeitsumwälzung zu
erhalten.
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.Es ist eine Vorrichtung bekanntgeworden, bei der die Flüssigkeitszirkulation
lediglich durch mechanische Mittel bewirkt wird, wobei man durch besondere Einbauten
vermeidet, daß die in die Gasverteilungskammer eingeführte Luft die Umwälzung bewirkt.
Bei dieser Vorrichtung wird aber die Flüssigkeit, ohne durch eine Beruhigungszone
zu gehen, in der die überschüssigen Feststoffe sich absetzen können, zusammen mit
den Feststoffen in die Gasverteilungskammer zurückgeführt, wobei das behandelte
Wasser sich nach oben von dem sich abwärts bewegenden Schlamm abtrennt, wie es in
der Vorrichtung gemäß der französischen Patentschrift 999 515 der Fall ist.
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Diese Vorrichtung vermeidet zwar die erwähnten Nachteile, doch bereitet
die Behandlung einer Flüssigkeit mit einem in die Flüssigkeit eingeleiteten Gas
Schwierigkeiten, wenn die Flüssigkeit große Mengen an Feststoffen enthält, die entweder
durch die Reaktion der Flüssigkeit mit dem Gas entstehen oder bereits in derselben
vorhanden sind, da dann laufend auch große Feststoffmengen zu entfernen sind. Außerdem
kann der Fall eintreten, daß Feststoffe in der Flüssigkeit enthalten sind, die nur
schwer zum Absitzen gebracht werden können, so daß eine große Beruhigungs- und Absetzzone
erforderlich wird.
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Die Erfindung überwindet die Schwierigkeiten, die durch eine nur durch
Luft bewirkte Umwälzung und bzw. oder durch große oder schlecht sedimentierende
Feststoffmengen
im Abwasser bedingt sind, dadurch, daß oberhalb der Gasverteilungskammer und in
diese übergehend eine nach oben offene Entgasungszone angeordnet ist, die von der
Wand eines zentrisch liegenden zylindrischen Steigschachtes und von einem vorzugsweise
kegelstumpfförmigen Einbau begrenzt ist, und daß über der Entgasungszone Rinnen
angeordnet sind, in denen das im Steigschacht aufsteigende Abwasser zu einem Fallraum
und durch eine Einlaßöffnung in die Klärzone und von dort teilweise über eine Rücklauföffnung
in die Gasverteilungskammer gelangt.
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In der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden von dem Kreislauf der
Suspension aus Feststoffen und Flüssigkeit keine oder nur geringfügige Gasmengen
mitgeführt, so daß weder die Sedimentation der Feststoffe noch die Umlaufgeschwindigkeit
der Suspension durch das aus der Flüssigkeit entweichende Gas beeinflußt werden.
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Die Anordnung der Rinnen über der Entgasungszone erfolgt vorteilhaft
in der Weise, daß an den oberen Rändern der Wände des Steigschachtes und des Einbaues
teilweise unter dem Flüssigkeitsspiegel liegende Öffnungen angeordnet sind und daß
diese Öffnungen paarweise durch die Rinnen miteinander verbunden sind. Statt Rinnen
können auch Rohre verwendet werden. Zweckmäßig werden die Öffnungen am oberen Rand
des Steigschachtes mit einstellbaren Blenden versehen.
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In der die Gasverteilungskammer und die Entgasungszone umgebenden
Beruhigungs- und Klärzone wird die Strömungsgeschwindigkeit der umgewälzten Suspension
so stark verringert, daß auch kleine Teilchen zum Absitzen gebracht werden und zu
Boden sinken. Die abgetrennten Feststoffe werden schließlich weitgehend entwässert
durch eine Räumvorrichtung aus der Absetzzone entfernt.
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dient die Abbildung, in welcher
die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise und schematisch in vertikalem Schnitt
dargestellt ist. Die Vorrichtung besteht aus einem Rundbehälter 110, der am oberen
Rand eine Ablaufrinne 1.13 für die behandelte Flüssigkeit hat, wodurch ein gleichmäßiger
Wasserstand im ganzen Behälter aufrechterhalten wird. Die zu behandelnde Flüssigkeit
wird durch die Leitung 111_ zugeführt. Die Leitung 112 dient zur Einführung des
Gases, mit welchem die Flüssigkeit behandelt werden soll. Konzentrisch um die Behälterachse
liegt ein von Einbauten 120 begrenzter Behandlungsraum, welcher eine Gasverteilungskammer
122 und eine Entgasungszone 1.5m umfaßt. Außerhalb dieser Einbauten liegt eine Beruhigungs-
und Klärzone 127. Eine mechanische Umwälzvorrichtung, bestehend aus dem Verteiler
130 und der Fördervorrichtung 143 erzeugt eine Kreislaufströmung durch die Gasverteilungskammer
und die Beruhigungs- und Klärzone.
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Das System von Einbauten 120 in dieser Ausführungsform besteht aus
einerWand 121, die vom Boden des Rundbehälters 110 aufwärts führt, aus einer kegelstumpfförmigen
Haube 123, die sich von einem Punkt oberhalb der Wand 121 zu einem Punkt oberhalb
des normalen Flüssigkeitsniveaus im Rundbehälter 110 erstreckt, und aus einem die
Haube 123 konzentrisch umgebenden Rohr 124. Eine horizontale Leitfläche 125 teilt
den Raum zwischen dem oberen Ende der Wand 121 und dem unteren Ende des Rohres
124, so daß eine Einlaßöffnung 126, die aus dem Fallraum 151 in die Klärzone 127
führt, und eine Rücklauföffnung 128, die aus der Klärzone 127 in die Gasverteilungskammer
122 führt, entstehen. An die Haube 123 schließt sich nach unten ein Zylinder 129
an. Durch das Rohr 140; welches sich von einem Punkt oberhalb des Verteilers 130
bis zu einem Punkt oberhalb des normalen Flüssigkeitsniveaus im Behälter 110 erstreckt,
wird ein Steigschacht 150 gebildet. Dieser hat einen Boden 141 mit zentrisch gelegener
Öffnung 142. Die Fördervorrichtung 143 pumpt die Flüssigkeit durch die Öffnung 142
in dem Steigschacht 150 aufwärts. Die Rinnen 147 verbinden die Öffnungen 145 im
Rohr 140 mit Öffnungen 146 in der kegelstumpfartigen Haube 123 und bilden Überströmwege
vom Steigschacht 150 zu dem Fallraum 151. Die Öffnungen 145 und 146 sind als fensterähnliche
Öffnungen dargestellt, können aber auch die Form von Einschnitten haben.
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Die Flüssigkeit, die den Fallraum 151 verläßt, gelangt durch
die Eirnlaßöffnung 126 in die Klärzone 127. Ein Teil des ausgefällten Schlammes
gelangt in die Rücklauföffnung 128 und wird nach abwärts in den unteren Teil
der Gasverteilungskammer 122 gelenkt, wo er durch den Saugstrom des Verteilers
130
angezogen und mit frisch eintretender Flüssigkeit und mit Gas gemischt
und in der Kammer 122 verteilt wird. Der größte Teil des überschüssigen Gases steigt
in Blasen durch die Entgasungszone 152 zwischen dem Rohr 140 und der Haube 123 auf
und entweicht in die Atmosphäre, ohne den Suspensionsumläuf oder die Sedimentation
von Feststoffen zu beeinflussen. Die von der Fördervorrichtung 143 mit der
Suspension in den Steigschacht 150 mitgeführten Gasmengen sind so gering, daß die
Förderwirkung dadurch praktisch nicht beeinflußt wird. Die Geschwindigkeit der Umwälzung
kann durch Höhenverstellung der Fördervorrichtung 143 auf der Welle 131 erfolgen
oder auch dadurch, daß die Öffnungen 145 mit einstellbaren Blenden, z. B. mit Klappen
155, versehen werden. -Der Schlamm, der sich auf dem Boden der Klärzone 127 absetzt,
wird durch eine an sich bekannte Räumvorichtung 156 in dem Sumpf 157 gebracht, aus
dem er durch ein Feststoffablaßrohr 158 entfernt wird.