DE1246602B

DE1246602B - Process and device for the maintenance-free operation of activated sludge plants

Info

Publication number: DE1246602B
Application number: DEM36417A
Authority: DE
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1958-01-15
Filing date: 1958-01-15
Publication date: 1967-08-03

Description

Verfahren und Vorrichtung zum wartungsfreien Betrieb von Belebtschlammanlagen Bei der Reinigung von durch organische Stoffe verunreinigten Abwässern nach dem Belebtschlammverfahren werden die Verunreinigungen teilweise zu gasförmigen Stoffen abgebaut. überwiegend aber in Schlamm umgewandelt. Dieser Schlamm reichert sich in der Anlaae an und wird aus derselben gewöhnlich in dem Maße abgezogen, wie er sich aus dem zugeführten Rohwasser neu bildet. Der Schlammanfall hängt gewöhnlich von der Menge und dem Verunreinigungsgrad des zu behandelnden Wassers und von der Abbauleistung der Anlage ab.Process and device for the maintenance-free operation of activated sludge plants When cleaning wastewater contaminated by organic substances according to the In activated sludge processes, some of the impurities become gaseous substances reduced. but mostly converted into sludge. This mud accumulates in the appendix and is usually deducted from it in proportion as it is re-forms from the supplied raw water. The mud spill usually hangs of the amount and the degree of contamination of the water to be treated and of the Dismantling capacity of the plant.

Um bei dem gewünschten Abbaugrad eine gleich-C C C, bleibend gute Abbauleistuno, zu sichern, ist in der Anlage eine Mindestkonzentration an Schlamm aufrechtzuerlialten. Die Menge und die Konzentration der Verunreinigungen des Abwassers können sich zeitlich, etwa im Laufe eines Tages, ändern. So können sich beispielsweise Schwebstoffschichten ausbilden, aus denen sehr leicht Schlammteilchen mit dem Klarwasser ausgetragen werden, weil sie die zur Sedimentation erforderlichen Ei-enschaften nicht besitzen. Ein zu großer oder zu häufiger Schlammaustrag kann wiederum die Abbauleistung der Anlage beträchtlich stören.A minimum concentration of sludge must be maintained in the plant in order to ensure constant C C C and consistently good degradation performance at the desired degree of degradation. The amount and concentration of contaminants in the wastewater can change over time, for example over the course of a day. For example, suspended matter layers can form from which sludge particles are very easily carried out with the clear water because they do not have the egg properties required for sedimentation. Too large or too frequent sludge discharge can in turn significantly disrupt the degradation performance of the plant.

Der Belebtschlamm braucht zur Erhaltun- seinem Wirksamkeit eine ausreichende, möglichst kontinuierliche Belüftung, die auch in betriebsfreien Zeiten nur kurzfristig unterbrochen werden darf; denn ein Belebtschlamm übersteht erfahrungsgemäß eine Unterbrechun- der Luftzufuhr von mehreren Stunden nicht ohne Schaden und wird schließlich inaktiv.In order to maintain its effectiveness, the activated sludge needs Continuous ventilation as possible, which is only short-term even during non-operating times may be interrupted; because experience has shown that activated sludge survives Interrupting the air supply for several hours is not without damage and will eventually inactive.

In den Chargenbetrieben der Lebensmittelindustrie, g 1 wie Molkereien, Schlachthöfen, Konservenfabriken u. dgl. fällt das Abwasser nur während der Betriebsstunden an, also in einer Zeitspanne von etwa 8 bis 12 Stunden. Danach tritt bis zum nächsten Betriebsabschnitt eine Pause von 12 bis 16 Stunden ein, in welcher der Belebtschlamm durch Belüftung aktiv erhalten werden muß. In den bezeichneten Betrieben gibt es außerdem Tage mit extrem hohen und solche mit extrem geringem Abwasseranfall.In the batch premises of the food industry, such as dairies 1 g, slaughterhouses, canneries u. Like. Drops the waste water only during the hours of operation, thus in a period of about 8 to 12 hours. After that, there is a pause of 12 to 16 hours until the next operating phase, during which the activated sludge must be actively maintained by aeration. In the designated establishments there are also days with extremely high and those with extremely low amounts of wastewater.

Bisher wurden in derar,i-en Betrieben vor die eigentliche Abwasserreinigungsanlage Speicherbecken geschaltet. In diesen wurde das anfallende Abwasser gesammelt und in über den ganzen Tag oder über mehrere Tage gleichbleibenden Mengen an die Reinigungsanlage weitergegeben. Eine andere bisher angewendete Arbeitsweise besteht darin, daß die Belebtschlammanlage ununterbrochen, also auch in betriebsfreien Zeiten, belüftet wird. Beide Betriebsarten haben neben hohen Anlagekosten einen hohen Energieverbrauch und erfordern eine regelmäßige Wartung. In mittleren und kleineren Betrieben steht jedoch für die überwachung meist kein Personal zur Verfügung. Im Dauerbetrieb solcher Anlagen bilden sich, vor allem wegen der nur durch ständige Wartung auszugleichenden unterschiedlichen Lebensbedingungen für die Mikroorganisinen, oft wenig aktive Schlämme, so daß eine unzureichende Reinigung des Abwassers und häufige Betriebsstörungen die Folge sind.So far the actual wastewater treatment plant has been in front of these factories Storage basin switched. In these the waste water was collected and to the cleaning system in constant quantities over the whole day or over several days passed on. Another previously used mode of operation is that the Activated sludge plant continuously aerated, i.e. also during non-operating times will. In addition to high system costs, both operating modes have high energy consumption and require regular maintenance. In medium-sized and smaller companies however, there is usually no staff available for monitoring. In continuous operation such Plants are formed, mainly because of the fact that they can only be compensated for by constant maintenance different living conditions for the microorganisms, often less active sludge, so that inadequate purification of sewage and frequent breakdowns are the consequence.

Das erfindun-s-emäße Verfahren behebt diese Mängel durch die Lösung der Aufgabe, Menge und Aktivität des Schlammes zur Erzielung einer gleichbleibenden Reinigungswirkung der Anlage unabhän-"ig von der jeweilige Cr n Abwasserzufuhr automatisch in bestimmten Grenzen zu halten.The inventive method eliminates these deficiencies through the solution the task, amount and activity of the sludge to achieve a constant Automatic cleaning effect of the system independent of the respective Cr n wastewater supply to keep within certain limits.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum wartungsfreien Betrieb von unregelmäßig belasteten oder intermittierend betriebenen Belebtschlammanlagen, die in ihrem Sedimentationsbereich einen vom geklärten Abwasser scharf abgegrenzten Schlammspiegel ausbilden, mittels Fotozellen, die in Abhängigkeit von der Höhe des Schlammspiegels wirksam werden und Steuerunesvorrichtun-en auslösen, und besteht darin, daß in den Zeiten eringen oder gesperrten Rohwasserzuflusses, während der die Belüftun- und die Umwälzung abgeschaltet sind, bei Unterschreitung einer bestimmten unteren Schlammspiegelhöhe die Belüftung und die Umwälzung für eine vorwählbare Zeitspanne eingeschaltet werden, und daß in den Zeiten normalen Rohwasserzuflusses mit eingeschalteter Belüftung und Umwälzung bei überschreitun- einer bestimmten oberen Schlammspiegelhöhe in bekannter Weise die Abschlammung eingeschaltet wird, bis die beim Dauerbetrieb norr nale Schlaminspiegelhöhe wieder erreicht ist.The invention is based on a method for maintenance-free operation from irregularly loaded or intermittently operated activated sludge plants, which in their sedimentation area are sharply demarcated from the treated wastewater Form sludge level, by means of photocells, which depend on the height of the Sludge level take effect and trigger control devices, and exists in that in the times eringen or blocked raw water flow, during the the ventilation and the circulation are switched off if a certain value is not reached lower sludge level the aeration and circulation for a preselectable Period of time are switched on, and that in the times of normal raw water inflow with activated ventilation and circulation when exceeding a certain value the upper sludge level is switched on in a known manner, until the normal silt level is reached again during continuous operation.

Bei dem erfindun-s-emäßen Verfahren können in den Zeiten geringen oder gesperrten Rohwasserzuflusses die Belüftung und Umwälzung jeweils dann beendet werden, wenn die beim Dauerbetrieb normale Schlammspiegelhöhe wieder erreicht ist.In the case of the method according to the invention, the times may be small or blocked raw water inflow, the aeration and circulation are then terminated when the normal sludge level is reached again during continuous operation.

Ferner kann vor dem Übergang von einem Betriebsabschnitt mit gesperrter oder stark verminderter Rohwasserzufuhr zu einem Betriebsabschnitt mit normaler Rohwasserzufuhr eine Reaktivierung des Schlammes durch eine etwa einstündige Dauerbelüftung erfolgen, wobei gegebenenfalls Rohwasser aus einem Speicherbecken in die Belebtschlammanlage eingeführt und behandeltes Wasser aus der Belebtschlammanlage in das Speicherbecken zurückereführt wird.Furthermore, before the transition from an operating section with a blocked or much less Raw water supply to an operating section with normal raw water supply, reactivation of the sludge takes about an hour Continuous ventilation takes place, with raw water from a storage basin if necessary Introduced into the activated sludge plant and treated water from the activated sludge plant is returned to the storage basin.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird zweckmäßig in einer Vorrichtung durchgeführt, bestehend aus einer nach dem Suspensionskreislaufverfahren betriebenen Belebtschlammanlage mit Schlammaustrag, Rührwerk und Belüftung und mit lichtelektrisch gesteuerter Schlammspiegelhöhe, bei der paarweise beiderseits eines Sichtstreifens innerhalb bzw. außerhalb der Belebtschlammanlage Fotozellen und zugehörige Lichtquellen in Höhe des normalen, maximalen und des minimalen Schlammspiegels angeordnet sind und bei der an sich bekannte Schaltelemente den Schlammaustrag nach Impulsen der Fotozellen oder das Rührwerk und die Belüftung nach Impulsen der Fotozellen bzw. einer Schaltuhr ein- bzw. ausschalten.The method according to the invention is expediently carried out in one device carried out, consisting of one operated according to the suspension cycle process Activated sludge system with sludge discharge, agitator and aeration and with photoelectric controlled sludge level, in the case of pairs on both sides of a viewing strip Inside or outside the activated sludge plant, photocells and associated light sources are arranged at the level of the normal, maximum and minimum sludge level and in the switching elements known per se, the sludge discharge after pulses of the Photocells or the agitator and ventilation after impulses from the photocells or switch on or off with a timer.

Es hat sich gezeigt, daß für eine gleichmäßig hohe Abbauleistung das Niveau des Schlammspiegels innerhalb enger Grenzen liegt. Wird die obere Grenze überschritten oder bildet sich eine Schwebstoffschicht aus, dann werden wenig später Schlammteilchen vom Klarwasser mitgeführt. Für den gegebenen Rohwasserdurchsatz ist dann das Schlammvolumen zu groß und muß durch einen erhöhten Schlainmaustrag vermindert werden.It has been shown that the The level of the sludge level is within narrow limits. Will be the upper limit exceeded or a suspended matter layer forms, then a little later Mud particles carried along by the clear water. For the given raw water throughput the sludge volume is then too large and has to be caused by increased sludge discharge be reduced.

Voraussetzung für das erfindungsgemäße Verfahren ist, daß sich der Schlammspiegel als Grenzfläche zwischen dem Klarwasser und dem Gemisch aus Schlamm und Rohwasser hinreichend scharf ausbildet. Diese Voraussetzung ist in den nach dem Suspensionskreislaufverfahren betriebenen Abwasserreinigungsanlagen erfüllt. In derartigen Anlagen ist das Volumen des Klärbehälters mittels konzentrischer Einbauten in mehrere Zonen unterteilt, durch welche eine Suspension von während des Betriebes gebildeten Feststoffteilchen in dem zu behandelnden Wasser im Kreislauf umgewälzt wird. Dieser Suspension wird in einer meist zentralen Misch- und Reaktionszone das Rohwasser und die Luft zugeleitet. Aus einer meist peripheren Klärzone werden am oberen Rand geklärtes Wasser und aus einem tieferliegenden Bereich, z. B. einem Schlammkonzentrator, der sich bildende Feststoffüberschuß als Suspension abgezogen. Die Konzentration der im Kreislauf umgewälzten Suspension ist zeitlich und örtlich nahezu konstant.A prerequisite for the process according to the invention is that the Sludge level as the interface between the clear water and the mixture of sludge and raw water is sufficiently sharp. This requirement is in the after the sewage treatment plants operated by the suspension cycle process. In such systems, the volume of the clarifier is by means of concentric internals divided into several zones through which a suspension of during operation Solid particles formed are circulated in the water to be treated will. This suspension is usually in a central mixing and reaction zone Raw water and air supplied. From a mostly peripheral clarification zone, am clarified water at the top and from a lower-lying area, e.g. B. a Sludge concentrator, the excess solid that forms is drawn off as a suspension. The concentration of the suspension circulated in the circuit is temporal and local almost constant.

In den Wasserreinigungsanlagen, die nach dem Suspensionskreislaufverfahren betrieben werden, bildet sich in der Klärzone eine scharfe, wenige Zentimeter hohe Grenzzone zwischen Schlammsuspension und Klarwasser aus, die bei normalem Betrieb eine konstante Höhenlage hat. Bei einer Vermehrung des Schlammvolumens hebt sich diese Grenzschicht, ohne zunächst an Schärfe zu verlieren. Es ist für andere Anwendungsfälle bereits bekannt, diese Höhenverschiebung der Grenzschicht mittels lichtelektrischer Zellen in Schaltimpulse für den Schlammaustrag umzusetzen.In the water purification systems that use the suspension cycle process are operated, a sharp, few centimeters high forms in the clarification zone Boundary zone between sludge suspension and clear water, which occurs during normal operation has a constant altitude. When the volume of the sludge increases, it rises this boundary layer without initially losing its sharpness. It's for other use cases already known, this height shift of the boundary layer by means of photoelectric Convert cells into switching impulses for sludge discharge.

Nach Beendigung des Chargenbetriebes wird die Belebtschlammanlage ohne Durchsatz betrieben. Wird während dieser Zeit intermittierend belüftet, z. B. alle Stunden 10 Minuten, dann kann erst bei Wiederaufnahme des Chargenbetriebes festgestellt werden, ob die Beltiftungszeit ausreichend war. Diese Arbeitsweise ist jedoch sehr unzuverlässig, da die Abwasserbelastungen täglich schwanken und sich damit die Schlatruneigenschaften verändern und deingemäß auch die Belüftungsperioden verändert werden müssen. Um einen einwandfreien Betrieb zu gewährleisten, wird erfindungsgemäß eine bestimmte untere Schlammspiegelhöhe festgelegt, deren Unterschreitung den beginnenden Luftmangel anzeigt.After the end of batch operation, the activated sludge plant is operated without throughput. Is ventilated intermittently during this time, e.g. B. every hour 10 minutes, then it can only be determined when batch operation is resumed whether the lift-off time was sufficient. However, this way of working is very unreliable, since the wastewater pollution fluctuates daily and thus the Schlatrune properties change and accordingly the ventilation periods must also be changed. In order to ensure proper operation, a certain lower sludge level is established according to the invention, below which the level of the sludge level indicates the incipient lack of air.

In den Zeiten geringen oder gesperrten Rohwasserzuflusses wird durch Abschalten der Anlage gleichzeitig die Belüftung abgeschaltet und der Suspensionskreislauf unterbrochen. Als Folge davon sinkt auf Grund der Schwere der einzelnen Schlammteilchen der Schlammspiegel langsam ab. Die Zeit, in welcher die festgelegte untere Schlaramspiegelhöhe erreicht wird, ist erfindungsgenläß das Maß für die Dauer der Zwischenperiode zwischen zwei Belüftungszeiten. Das hat den Vorteil, daß das Abs«zverhalten des Schlammes die Dauer der Zwischenperioden regelt, wobei bekannt ist, daß ein überbelüfteter Schlamm relativ langsam absetzt und ein unterbelüfteter Schlamm relativ schnell, Bei sehr aktiven, überbelüfteten Schlämmen wird während der betriebsfreien Zeit weniger belüftet, weil die Zwischenperioden länger werden. Umgekehrt werden bei Schlämmen geringer Aktivität die Zwischenperioden kürzer und die Belüftungen häufiger.In times of low or blocked raw water inflow, the ventilation is switched off and the suspension cycle is interrupted at the same time when the system is switched off. As a result, the sludge level slowly drops due to the severity of the individual sludge particles. The time in which the specified lower sludge level is reached is, according to the invention, the measure of the duration of the intermediate period between two ventilation times. This has the advantage that the settling behavior of the sludge regulates the duration of the intermediate periods, whereby it is known that an over-aerated sludge settles relatively slowly and an under-aerated sludge relatively quickly. because the periods in between are getting longer. Conversely, in the case of sludge with low activity, the intermediate periods become shorter and the aeration more frequent.

Unterschreitet der Schlammspiegel in den Zeiten geringen oder gesperrten Rohwasserzuflusges, während der die Belüftung und die Umwälzung abgeschaltet sind, die festgelegte untere Höhe, dann wird in einer geeignet angebrachten Fotozelle ein elektrischer Impuls erzeugt, der ein Uhrwerk einschaltet, welches die Belüftung und die Umwälzuiqg für eine vor-ewählte Zeitspanne in Gang setzt. Am Ende dieser Zeitspanne, beispielsweise nach 5 Minuten, werden die Belüftung und die Umwälzung wieder automatisch durch das Uhrwerk abgeschaltet.If the sludge level falls below the specified lower level during periods of low or blocked raw water inflow, during which the aeration and circulation are switched off, an electrical impulse is generated in a suitable photocell, which switches on a clockwork, which the aeration and circulation for sets a preselected period of time in motion. At the end of this period, for example after 5 minutes, the ventilation and circulation are automatically switched off again by the clockwork.

Die Schaltung kann aber auch so gewählt werden, daß bei Unterschreitung der festgelegten unteren Schlammspiegelhöhe die Fotozelle einen elektrischen Impuls erzeugt, durch welchen über eine Steuerung%-vorrichtung die Belüftung und Umwälzung eingeschaltet werden. Wenn nun der aufsteigende Schlamm die im Dauerbetrieb normale Schlammspiegelhöhe erreicht, wird die Belüftung und Umwälzung automatisch mittels einer geeignet angebrachten Fotozelle und einer Steuervorrichtung abgeschaltet. Dadurch wird die Belüftungsdauer stets so gewählt, daß der Schlamm bei einem Minimum an Energieaufwand voll aktiv bleibt.The circuit can also be chosen so that if the value falls below the specified lower sludge level, the photocell generates an electrical impulse generated, through which the ventilation and circulation via a control device be switched on. If the rising mud is normal in continuous operation When the sludge level is reached, the aeration and circulation are automatically activated a suitably mounted photocell and a control device. As a result, the aeration time is always chosen so that the sludge is at a minimum remains fully active in terms of energy expenditure.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird in den Zeiten normalen Rohwasserzuflusses, wobei die Belüftung und Umwälzung eingeschaltet sind, bei Er# reichung einer bestimmten oberen Höhe des Schlarnmspiegels die Abschlammung durch eine Steuervorrichtung, welche durch einen elektrischen Impuls einer geeignet angebrachten Fotozelle geschaltet wird, so weit geöffnet, daß die Menge an abfließender Schlanunsuspension hinreichend groß ist, um die Aufstiegsgeschwindigkeit des Wassers in der Klärzone um mindestens 10 %, gegebenenfalls um 20 bis 40 %, zu reduzieren. Dadurch sinkt der Sehlammspiegel, und gleichzeitig verringert. sich durch das Abschlammen die Schlanimkonzentration im KreW lauf. Unterschreitet nun der Schlammspiegel seine im Dauerbetrieb normale Höhe, so wird von einer geeignet angebrachten Fotozelle ein elektrischer Impuls erzeu -t und über die Steuervorrichtung die Abschlammung wieder ausgeschaltet. Dadurch erhöht sich auch die Aufstiegsgeschwindigkeit wieder, Da aber jetzt das Schlammvolumen im Kreislauf geringer ist als vorher, steigt die Schlammspiegelhöhe erst wieder an, wenn die Schlammkonzentration im Laufe des Prozesses wächst.In the present process is in the times normal raw water inflow, wherein the aeration and agitation are turned on, when He # a certain upper level of the Schlarnmspiegels submission the blowdown by a control device which is switched by an electrical pulse of a suitably mounted photocell so wide open, that the amount of draining Schlanunsuspension is sufficiently large to reduce the rate of ascent of the water in the clarification zone by at least 10%, optionally by 20 to 40%. As a result, the sehlamm level sinks, and at the same time decreases. the sludge concentration in the circulation is increased by the desludging. If the sludge level falls below its normal level in continuous operation, an electrical impulse is generated by a suitably attached photocell and the sludge removal is switched off again via the control device. This also increases the rate of ascent again, but since the volume of sludge in the circuit is now lower than before, the height of the sludge level only rises again when the sludge concentration increases in the course of the process.

Die Fotozellen können innerhalb oder außerhalb des Behandlungsraumes angebracht sein. Beispielsweise kann der Mantel des Behandlungsraunies in verschiedenen Höhen mit Schaugläsern oder Sichtstreifen versehen werden, hinter denen im Behälterinnern wasserdicht gekapselte Lichtquellen in geeignetem Abstand angeordnet sind, und vor denen außerhalb des Behälters die Fotozellen befestigt sind. Anderereits können die Fotozellen wasserdicht gekapselt und innerhalb des Behälters hin-,er den Schaugläsern angeordnet und von außerhalb des Behälters befindlichen Lichtquellen oder auch vom Tageslicht belichtet werden. Mittels an sich bekannter Schaltelemente, wie Verstärkern, Relais und Schaltern, wird durch einen Impuls der oberen Fotozelle der Schlammaustrag geöffnet, durch einen Impuls der mittleren `-otozelle der Schlaminaustrag geschlossen, und durch einen Impuls der unteren Fotozelle werden die Belüftung und die Umwälzvorrichtung in Gang g Cesetzt und durch einen Impuls der mittleren Fotozelle oder durch eine Schaltuhr die Belüftungsvorrichtung und die Umwälzvorrichtung ausgeschaltet.The photocells can be inside or outside the treatment room to be appropriate. For example, the coat of the treatment room can be in different Heights are provided with sight glasses or viewing strips, behind those inside the container waterproof encapsulated light sources are arranged at a suitable distance, and in front to which the photocells are attached outside the container. Others can The photocells are encapsulated in a watertight manner and inside the container, the sight glasses arranged and located outside of the container light sources or from To be exposed to daylight. By means of switching elements known per se, such as amplifiers, Relays and switches, the sludge is discharged by a pulse from the upper photocell open, the sludge discharge is closed by an impulse from the middle photocell, and a pulse from the lower photocell activates ventilation and circulation Started and activated by an impulse from the central photocell or by a Timer the ventilation device and the circulation device switched off.

In der Zeichnung ist der Aufbau einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betriebenen Belebtschlammanlage zur Reinigung von Molkereiabwässern beispielsweise und schematisch dargestellt.The drawing shows the structure of a according to the method according to the invention operated activated sludge plant for cleaning dairy waste water, for example and shown schematically.

Die Anlage umfaßt einen Speicherbehälter 1 für das rohe Abwasser, die Belebtschlainmanlage 2 und den Schlammbehälter 3. Die Pumpe 4 fördert das rohe Abwasser aus dem Speicherbehälter 1 in die Belebtschlammanlage 2, Der Kompressor 5 führt über einen Verteiler 6 Luft in die Belebtschlammanlage 2 ein. Die nach dem Suspensionskreislaufverfahren betriebene Belebtschlammanlage 2 besteht aus dem zylindrischen Behälter 7 mit dem kegelstumpfartig verjüngten Bodenteil 8 und aus zwei konze-litrii#-heij Einbauten, welche den Umlauf-weg der Suspension begrenzen. Der innere Einbau besteht aus dem zylindrischen Oberteil 9, das am oberen Ende unterhalb des Flüssigkeitsspiegels mit Durchtrittsöffnungen 12 versehen ist oder bereits unterhalb des Flüssigkeitsspiegels endet, und einem kammerförmig erweiterten Unterteil 10 mit offenem Boden. Dieser innere Einbau ist entweder an einer über den Behälter führenden Brücke aufgehängt oder durch Träger 13 gegen den Boden oder die Wand des Behälters abgestützt.The plant comprises a storage vessel 1 for the raw waste water, the Belebtschlainmanlage 2 and the sludge tank 3. The pump 4 conveys the raw waste water from the storage tank 1 into the activated sludge plant 2, the compressor 5 via a distributor 6 air into the activated sludge plant 2 a. The activated sludge system 2, operated according to the suspension cycle process, consists of the cylindrical container 7 with the truncated cone-shaped tapered bottom part 8 and of two concise built-ins, which limit the circulation path of the suspension. The inner installation consists of the cylindrical upper part 9, which is provided with passage openings 12 at the upper end below the liquid level or already ends below the liquid level, and a chamber-shaped widened lower part 10 with an open bottom. This internal installation is either suspended from a bridge leading over the container or supported by supports 13 against the bottom or the wall of the container.

Der äußere Einbau 11 ist ein zylindrisches Rohr, welches das zylindrische Oberteil 9 des inneren Einbaues in einigem Abstand umgibt, und dessen oberes C Ende oberhalb des Flüssigkeitsspiegels liegt. Das untere Ende liegt etwa in der Höhe des oberen Randes des Unterteils 10. Unterhalb des offenen Bodens des inneren Einbaues ist der Verteiler 6 angeordnet. Darüber befindet sich ein Rührwerk 14, das über die Welle 15 von einem Motor 16 angetrieben wird. Am oberen inneren Rand des Behälters 7 ist eine überlaufrinne 1.7 angebracht, aus welcher durch eine Leitun,-7 inh dem Regelventil 18 das behandelte Wasser abfließt. Ein Rohrstutzen 20 mit dein Schieber 21 dient der völligen Entleerung des Behälters. Der im Laufe des Betriebes sich bildende Schlamroüberschi-,!j wird durch den aus der Leituno, 22 und dem Regelventil 23 bestehenden Schlaminaustrag zeitweise in den Schlanimbehälter 3 geleitet.The outer installation 11 is a cylindrical tube which surrounds the cylindrical upper part 9 of the inner installation at some distance, and the upper C end of which is above the liquid level. The lower end is approximately at the level of the upper edge of the lower part 10. The distributor 6 is arranged below the open bottom of the internal installation. Above this there is an agitator 14 which is driven by a motor 16 via the shaft 15. An overflow channel 1.7 is attached to the upper inner edge of the container 7 , from which the treated water flows through a line 7 in the control valve 18. A pipe socket 20 with your slide 21 is used to completely empty the container. The sludge excess which forms in the course of operation is temporarily passed into the sludge container 3 through the sludge discharge consisting of the duct 22 and the control valve 23 .

Das zu behandelnde Abwasser wird der Belebtschlaninlanlage 2 durch die Leitung 19 mittels der Pumpe 4 in der Bodenmitte zugeführt und von dem Rührwerk 14 mit der durch den Verteiler 6 zugeführten Luft und der in der Belebtschlammanlage vorhandenen Schlammsuspension gemischt. Diese Mischung wird in dem kammerförmig erweiterten Unterteil 10 in einer radialen Strömun ' g umgewälzt. Um eine horizontale Strömung um die Rührwerksachse zu verhindern, sind innerhalb des Unterteils 10 vertikale Leitflächen 24 aufgestellt. Aus dem Innenraum des zylindrischen Oberteils 9 strömt die Suspension über den oberen l,,nnd oder die Durchtrittsöffnun-en 12 in den Durchlaß zwischen dem zvlindrischen Oberteil 9 und dem äußeren Einbau lf in den kaum, der von der Behälterwand, dem Unterteil 10 und dem Einbau 11 begrenzt wird und der die Klärzone bildet. In ihr trennt sich behandeltes Wasser aus der um-Z, Gewälzten Suspension nach oben ab und fließt durch die überlaufrinne 17 und das Regelventil 18 ab. Die Suspension kehrt aus dem unteren Bereich der Klärzone durch die Bodenöffnung des kammerförmig erweiterten Unterteils 10 in die vom letzteren umschlossene Behandlungszone zurück und beginnt den Umlauf von neuem.The wastewater to be treated is fed to the activated sludge system 2 through the line 19 by means of the pump 4 in the center of the floor and mixed by the agitator 14 with the air supplied through the distributor 6 and the sludge suspension present in the activated sludge system. This mixture is g circulated in the chamber like enlarged part 10 in a radial Strömun '. In order to prevent a horizontal flow around the agitator axis, vertical guide surfaces 24 are set up within the lower part 10. From the interior of the cylindrical upper part 9 , the suspension flows through the upper l ,, and or the passage openings 12 into the passage between the cylindrical upper part 9 and the outer installation lf in the barely, that of the container wall, the lower part 10 and the Installation 11 is limited and which forms the clarification zone. In it, the treated water separates from the suspension that has been rolled upwards and flows off through the overflow channel 17 and the control valve 18 . The suspension returns from the lower area of the clarification zone through the bottom opening of the chamber-shaped widened lower part 10 into the treatment zone enclosed by the latter and begins the circulation again.

Im Dauerbetrieb bildet sich eine deutliche, nur wenige Zentimeter dicke Grenzzope zwischen der Suspension und dem Klarwasser aus, deren normale Lage in der Abbildung durch die Linie 25 bezeichnet ist.In continuous operation, a clear, only a few centimeters thick border zope forms between the suspension and the clear water, the normal position of which is indicated by the line 25 in the figure.

Die Wand des Behälters 7 ist in dem Bereich, innerhalb dessen sich die Grenzzone verschieben kann, mit einem Sichtstreifen 31 aus Glas versehen. Hinter diesem Sichtstreifen innerhalb des Behälters sind gekapselte Lichtquellen 32, 33, 34 angeordnet, denen außerhalb des Behälters Fotozellen 35, 36, 37 gegenüberstehen. Die von diesen abgegebenen Ströme werden in bekannter Weise verstärkt, so daß ihre Schwankungen als Impulse für Schaltgeräte ausaenutzt werden können. Die obere Fotozelle 35 ist in der Höhe angeordnet, die von der Grenzzone zwischen Suspension und Klarwasser nicht wesentlich überschritten werden soll. Diese Zelle ist in der Aus-"angsstellung belichtet und wird nur verdunkelt, wenn der Suspensionsspiegel diese zulässige Höhe überschreitet. Der dann durch das Absinken des Fotostromes verursachte Impuls dient zur öffnung des Regelventils 23 oder zur Ingangsetzung einer Abschlammpumpe.The wall of the container 7 is provided with a viewing strip 31 made of glass in the area within which the boundary zone can move. Encapsulated light sources 32, 33, 34 are arranged behind this viewing strip inside the container , with photocells 35, 36, 37 facing them outside the container. The currents emitted by these are amplified in a known manner so that their fluctuations can be used as pulses for switching devices. The upper photocell 35 is arranged at a height that should not be significantly exceeded by the boundary zone between suspension and clear water. This cell is exposed in the initial position and is only darkened when the suspension level exceeds this permissible level. The impulse then caused by the drop in the photocurrent is used to open the control valve 23 or to start a blowdown pump.

Die mittlere Fotozelle 36 ist in einer Höhe angeordnet, die wenig unterhalb der normalen Lage des Suspensionsspiegels liegt. Diese Zelle ist in der Ausgangsstellung verdunkelt und erhält nur Licht, wenn bei geöffnetem Regelventil 23 der Suspensionsspiegel wesentlich unter seine normale Lage absinkt. Der dann durch den einsetzenden Fotostrom verursachte Impuls dient zur Schließung des Regelventils 23, das mit der Leitunc, 22 der Abschlammung dient.The middle photocell 36 is arranged at a height which is slightly below the normal position of the suspension level. This cell is darkened in the initial position and only receives light when the suspension level drops significantly below its normal position when the control valve 23 is open. The impulse then caused by the onset of the photocurrent is used to close the control valve 23, which with the Leitunc, 22 is used for sludge removal.

Die untere Fotozelle 37 ist in einer Höhe angeordnet, die vom Schlammspiegel nach Abstellen des Suspensionskreislaufes erreicht wird. Diese Zelle ist in der Ausgangsstellung verdunkelt und erhält nur Licht, wenn der Suspensionsspiegel die bezeichnete untere Grenze unterschreitet. Der dann einsetzende Fotostrom gibt einen Impuls, durch welchen der Kompressor 5 in Tätigkeit gesetzt und das Rührwerk 14 eingeschaltet werden. Gleichzeitig wird die mittlere Fotozelle 36 in den Stromkreis der Fotozelle 37 des Kompressors 5 und des Rührwerkes 14 eingeschaltet. Wenn der Schlammspiegel die Normalhöhe -wieder erreicht hat, wird die mittlere Fotozelle wieder verdunkelt. Die Unterbrechung ihres Fotostromes verursacht einen Impuls, durch welchen der Kompressor 5 für die Belüftung und das Rührwerk 14 ausgeschaltet werden. Die Schaltung kann auch so ausgeführt werden, daß die Schaltkreise des Schlammaustrags und derBelüftung und des Rührwerkes je zwei Fotozellen enthalten, von denen je eine sich in der Höhe des normalen Schlammspiegelniveaus befinden. Schließlich können der Kompressor 5 und das Rührwerk 14 anstatt von der Fotozelle 36 auch von einer fest eingestellten Schaltuhr, die zusammen mit diesen Teilen durch die Fotozelle in Gang gesetzt wird, ausgeschaltet werden.The lower photocell 37 is arranged at a height that is reached by the sludge level after the suspension circuit has been switched off. This cell is darkened in the initial position and only receives light when the suspension level falls below the specified lower limit. The photocurrent which then sets in gives a pulse by which the compressor 5 is activated and the agitator 14 is switched on. At the same time, the middle photocell 36 is switched on in the circuit of the photocell 37 of the compressor 5 and the agitator 14. When the sludge level has returned to normal, the middle photocell is darkened again. The interruption of their photocurrent causes a pulse by which the compressor 5 for ventilation and the agitator 14 are switched off. The circuit can also be performed so that the circuits of the crude Schlammaustrags and ventilation and the agitator contain two photo cells, each one of which are in the height of the sludge level normal levels. Finally, instead of the photocell 36 , the compressor 5 and the agitator 14 can also be switched off by a fixed timer which, together with these parts, is set in motion by the photocell.

Die erfindungsgemäße Regelung des Feststoffgehaltes in einer Suspension auf Grund einer fotoelektrischen Trübungsmessung kann sinngemäß auch bei Klärverfahren mit stationärer Schwebstoffschicht (sludge blanket) Verwendung finden.The inventive regulation of the solids content in a suspension On the basis of a photoelectric turbidity measurement, it can also be used for clarification processes with a stationary suspended matter layer (sludge blanket).

Mit Hilfe der von den Fotozellen gegebenen Schaltimpulse kann die Anlage bei chargenweisem Anfall des Abwassers wartungsfrei geregelt werden. Das während der Betriebszeit anfallende Abwasser gelangt durch die Leitung 40 in den Speicherbehälter 1 und wird daraus von der Pumpe 4 mit konstanter Ge- schwindigkeit in die Belebtschlammanlage 2 gepumpt. Wenn der Behälter 1 nach Betriebsschluß leergepumpt und der tägliche Anfall von Abwasser durch die Belebtschlammreinigung gegangen ist, erreicht der Schwimmer 41 ein unteres Grenzniveau, auf welchem er mittels des Schalters 42 die Pumpe 4 abschaltet und das Regelventil 18 im Klarwasserablauf schließt. Andererseits werden bei Zufluß weiteren Abwassers im nächsten Betriebsabschnitt durch das Ansteigen des Schwimmers 41 die Pumpe 4 wieder in Gang gesetzt und das Regelventil 18 wieder geöffnet. Der Schalter 42 erhält im Aufwärtsgang des Schwimmers 41, in welchem der Schalter geschlossen wird, zweckmäßi g einen einstellbaren Leergang, der eine Ansammlung kleiner, während der Betriebsruhe anfallenderAbwassermengen im Speicherbecken erlaubt, ohne daß die Belebtschlammanlage in Gang gesetzt wird.With the help of the switching impulses given by the photocells, the system can be controlled maintenance-free in the event of batches of wastewater. The accumulated during the operating life waste water passes through line 40 into the storage tank 1 and is pumped therefrom by pump 4 at constant speed in the activated sludge plant. 2 When the container 1 is emptied after the end of operations and the daily accumulation of waste water has passed through the activated sludge cleaning, the float 41 reaches a lower limit level at which it switches off the pump 4 by means of the switch 42 and closes the control valve 18 in the clear water drain. On the other hand, when further wastewater flows in, the pump 4 is restarted and the control valve 18 is opened again in the next operating section due to the rise of the float 41. The switch 42 is in the upward transition of the float 41, in which the switch is closed, zweckmäßi g an adjustable lost motion, the smaller a collection, while the operation of rest allowed incidental amounts of waste water in the storage tank without the activated sludge plant is started.

In der Zeit regelmäßiger Abwasserzufuhr sind außer der Pumpe 4 auch der Motor 16 mit dem Rührwerk 14 und der Kompressor 5 ununterbrochen in Gang. Der Suspensionsspiegel, der in einer Höhe zwischen den Fotozellen 35 und 36 liegt, steigt infolge der Zunahme der Feststoffkonzentration in der Suspension an, bis der Lichtdurchgang von der Lichtquelle 32 zur Fotozelle 35 unterbrochen wird. Durch Unterbrechuno, des Fotostromes wird der Schlammauslaß durch das Regelventil 23 geöffnet. Aus der Suspensionszone der Belebischlammanlage fließt überschüssige Suspension so lange in den Schlammbehälter 3, bis der Suspensionsspiegel der Belebtschlammanlage 2 unter das Niveau der Lichtquelle 33 und der Fotozelle 36 absinkt. Dann wird durch Belichtung der Fotozelle 36 ein Impuls erzeugt, welcher das Regelventil 23 wieder schließt. Danach steigt der Suspensionsspiegel wieder bis zur Höhe der Fotozelle 35 und der Lichtquelle 32, und der Schaltzyklus beginnt von neuem.During the period of regular sewage supply, in addition to the pump 4, the motor 16 with the agitator 14 and the compressor 5 are in continuous operation. The suspension level, which lies at a level between the photocells 35 and 36 , rises as a result of the increase in the solids concentration in the suspension until the passage of light from the light source 32 to the photocell 35 is interrupted. By interrupting the photocurrent, the sludge outlet is opened by the control valve 23. Excess suspension flows from the suspension zone of the activated sludge system into the sludge container 3 until the suspension level of the activated sludge system 2 falls below the level of the light source 33 and the photocell 36 . Then, by exposing the photocell 36, a pulse is generated which closes the control valve 23 again. The suspension level then rises again to the level of the photocell 35 and the light source 32, and the switching cycle begins again.

Wenn der Zufluß des rohen Abwassers durch Abschaltung der Pumpe 4 unterbrochen und das Regelventil 18 im Klarwasserablauf gesperrt wird, dann werden das Rührwerk und der Kompressor 5 ausgeschaltet und zugleich in einen Stromkreis mit von den Fotozellen 36 und 37 betätigten Schaltelementen gelegt. Sobald der Suspensionsspiegel unter das Niveau der untersten Fotozelle 37 absinkt, erhält diese Licht. Der durch den ansteigenden Fotostrom erzeugte Impuls setzt darauf die Belüftung und das Rührwerk in Gang. Beide Vorrichtungen werden wieder ausgeschaltet, wenn der Schlammspiegel seine Normalhöhe wieder erreicht hat, bei welcher die mittlere Fotozelle 36 wieder verdunkelt ist. Dieses Ausschalten kann auch durch eine zusätzliche Schaltuhr erfolgen, was besonders bei gegen Luftmangel empfindlichen Schlämmen zweckmäßig ist.If the inflow of raw sewage is interrupted by switching off the pump 4 and the control valve 18 in the clear water drain is blocked, the agitator and the compressor 5 are switched off and at the same time placed in a circuit with switching elements actuated by the photocells 36 and 37. As soon as the suspension level drops below the level of the lowest photocell 37 , it receives light. The impulse generated by the increasing photocurrent then sets the ventilation and agitator in motion. Both devices are switched off again when the sludge level has reached its normal level again, at which the middle photocell 36 is darkened again. This can also be switched off using an additional timer, which is particularly useful for sludge that is sensitive to a lack of air.

Dieser Schaltzyklus im Stromkreis der Fotozelle 37 bleibt so lange in Gang, wie die Abwasserzufuhr gesperrt ist.This switching cycle in the circuit of the photocell 37 remains in motion as long as the sewage supply is blocked.

Die Schaltuhr oder ein anderes Schaltwerk setzt diese Regelung etwa eine Stunde vor Betriebsbeginn außer Betrieb und schaltet das Rührwerk und die Belüftung auf Dauerbetrieb, wobei die Pumpe 4 im Stillstand und das Regelventil 18 im Klarwasserablauf geschlossen bleiben. In dieser Zeit wird die Suspension wieder auf ihre volle Aktivität gebracht, ehe die Rohwasserzufuhr wieder einsetzt.The timer or another switching mechanism puts this regulation out of operation about an hour before the start of operation and switches the agitator and ventilation to continuous operation, with the pump 4 at a standstill and the control valve 18 in the clear water drain remaining closed. During this time, the suspension is brought back to its full activity before the raw water supply starts again.

Diese Vorbereitung für den eigentlichen Betrieb kann auch in der Weise ausgeführt werden, daß eine Umwälzung von Flüssigkeit zwischen der Belebtschlammanlage 2 und dem Speicherbehälter 1 durch die Leitungen 19 und 51 erfolgt, wobei die Pumpe 4 in Betrieb und das Regelventil 18 geschlossen sind. Die Leitung 51, die von der überlaufrinne 17 der Belebtschlammanlage auf einem über dem Niveau des Klarwasserablaufs liegenden Punkt angesetzt ist, dient gleichzeitig als Sicherheitsüberlauf, wenn bei Betriebsstörungen der Klarwasserablauf gesperrt wird.This preparation for the actual operation can also be carried out in such a way that liquid is circulated between the activated sludge system 2 and the storage tank 1 through the lines 19 and 51 , the pump 4 in operation and the control valve 18 being closed. The line 51, which is attached to the overflow channel 17 of the activated sludge system at a point above the level of the clear water drain, also serves as a safety overflow if the clear water drain is blocked in the event of operational malfunctions.

Im Schlammbehälter 3 wird die Suspension durch Sedimentation geklärt. Das sich nach oben abtrennende Wasser wird durch die Leitung 50 in den Speicherbehälter 1 zurückgeleitet. Der Schlamm wird aus dem Schlammbehälter 3 in bekannter Weise aus-Getragen und verwertet. Er ist pumpbar und kann auf C benachbarte Felder verrieselt oder abgefahren werden. Da dieser Schlamm weitgehend abgebaut ist, verursacht er keinerlei Geruchsbelästigung.In the sludge container 3 , the suspension is clarified by sedimentation. The water that separates upwards is returned to the storage tank 1 through the line 50. The sludge is carried out and recycled from the sludge container 3 in a known manner. It is pumpable and can be trickled or driven on to C adjacent fields. Since this sludge is largely broken down, it does not cause any unpleasant odors.

Claims

Claims: 1. Process for the maintenance-free operation of irregularly loaded or intermittently operated activated sludge systems, which in their sedimentation area form a sludge level that is sharply demarcated from the clarified wastewater , by means of photocells that are effective depending on the height of the sludge level and trigger control devices, characterized that in the times of low or blocked raw water inflow, during which the aeration and the circulation are switched off, the aeration and circulation are switched on for a preselectable period of time when the sludge level falls below a certain level and that in the times of normal raw water inflow with activated aeration and circulation when the sludge level is exceeded , a certain upper sludge level height, the blowdown is switched on in a known manner until the normal sludge level is reached again during continuous operation.

2. The method according to claim 1, characterized in that the aeration and circulation in the times of low or blocked raw water inflow are terminated when the normal sludge level is reached again during continuous operation. 3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that before the transition from an operating section with blocked or greatly reduced raw water supply to an operating section with normal raw water supply, a reactivation of the sludge takes place by about one hour of continuous aeration, with raw water from a storage basin in the activated sludge plant is introduced and treated water from the activated sludge plant is returned to the storage tank. 4. Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 3, consisting of an activated sludge system operated according to the suspension cycle process with sludge discharge, agitator and aeration and with photoelectrically controlled sludge level, characterized by the photocells (35, 36, 37) and the associated light sources (32, 33, 34), which are arranged in pairs on both sides of a viewing strip (31) inside or outside the activated sludge system at the level of the normal, the maximum and the minimum sludge level, and by switching elements known per se, which control the sludge discharge (22, 23 ) after impulses of the photo cells or the agitator (14) and the ventilation (5, 6) after impulses of the photo cell (37), a timer or the photo cell (36) on or off. switch off. Documents considered: German Patent No. 658 486; U.S. Patent No. 2,245,587.