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Verfahren zum Betrieb einer Anlage f³r die biologische Reinigung
von Abwässern Bei der biologischen Reinigung von hõuslichen, gewerblichen und industriellen
Abwässern wird der Prozeß der Selbstreinigung, wie er in nat³rlichen Vorflutern
stattfindet, nachgeahmt. Die beiden wichtigsten künstlichen biologischen Abwaeserreinigungaverfahren
aind das Tropfkörper-und das Belebungsverfahren. Bei letzterem wird dem Abwasser
in Becken geeigneter Form und Größe Luft zugef³hrt. Dies kann durch Druckluft-oder
Oberflõchenbel³ftung geschshen. Bei der Oberflächenbelüftung werden Kaschinenaggregate
verschiedener Bauweise wie Rotoren oder Walzen, die in Porm einer Einpunkt-oder
Zweipunkt-Aufhõngung zur Anwendung kommen zur Erzielung der f³r den Reinigungeoffekt
notwendigen sauerstoffeintragungs-und Unwõlzleistungen benutzt. Eine bekannte Form
der Einpunkt-Aufhängung ist der Simplex-Kreisel, der durch eine Vertikalwelle angetrieben
wird (Vergl. Karl Imhoff :"Taschenbuch der Stadtentwõsserung", 1960, Seite 154).
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Durch Einstellung von verschiedenen Eintauchtiefen dieser Bel³ftungsaggregate
k~nnen der Sauerstoffeintrag und die Umwälzleistung
variiert und
damit den Betriebsbedingungen ange-..-.'"r'-pa#t werden. Diese Anpassung ist für
einen dkonomischen Betrieb des biologischen Teiles von Kläranlagen nach dem Belebungaverfahren
notwendig, da der Anfall von Abwässern oft stoßweise erfolgt, wie dies besonders
bei Industrie-und Gewerbeabwässern der Fall ist. Aber auch häusliche Abwässer gelangen
im allgemeinen nicht in gleichmäßiger Menge und Beschaffenheit in die Kläranlage.
Es gibt Maxima und Minima in den anfallenden Abwassermengen und-konzentrationen,
die mit den verschiedenen Tages-bzw. Nachtzeiten variieren und denen der Sauerstoffeintrag
und die Umwälzleistung des BelUftungsaggregates angepaßt werden müssen.
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Ublicherweise wird diese Anpassung der Leistungsfähigkeit eines Belüftungsaggregates
an Abwassermengen-und Abwasserkonzentrationsstöße durch ein in die Ablaufseite der
Becken eingebautes regelbares Ablaufwehr vorgenommen, das von Hand oder auch durch
maschinelle Einrichtungen verstellt werden kann und damit ein Heben oder Senken
des Wasserspiegels bewirkt, wodurch wiederum die Eintauchtiefe des Belüftungsaggregates
verändert wird.
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Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, beim Simplex-Kreisel
durch geeignete technische Maßnahmen in einfacher Weise eine Anderung der Eintauchtiefe
zu ermöglichen, so daß die Freibord-Werte in weiten Grenzen variiert werden können.
Unter
Freibord wird dabei der Abstand der oberen Kante des Begrenzungskegels
des Bel³ftungskreisels von der Wasseroberfläche verstanden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlõgt die Erfindung vor, die Anpassung
der Sauerstoffeinstrags- und Umwälzleistungen an die jeweiligen Abwasserverhältnisse
durch ~nderung der Ein-. tauchtiefen der Kreisel mittels Höhenverstellung der vertikalen
Abtriebswellen während des Betriebes oder bei Stillstand der Kreisel vorzunehmen.
Das geschieht in der Weise, dab das vertikale Wellenstück unterhalb des Getriebes
und oberhalb des Antriebsringes des Kreisels aus-bzw. eingefahren wird.
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Dan erfindungsgemäBa Verfahren ist in seinen Anwendungs--lice vieleeit.
ig und wird allen bei der biologischen Reinigung von Abwässern mittels Oberflõchenbel³ftung
auftretenden Betriebs-und Anlagenverhiltnissen gerecht. So ist es bei Einkreiselanlagen
m~glich, die H~henveretellung durch manuelle Bedienung mittels Handrad vorzunehmen.
Bei Mehrkreiselanlagen, bei denen die Kreisel von einem gemeinsamen Kotor angetrieben
sein können, besteht die gleiche Mglichkeit, und zwar so, daß beispielsweise benachbarte
Kreisel auch verschieden tief in das Abwasser eintauchen.
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Diese letztere Maßnahme ist von besonderer Bedeutung bei dem Betrieb
einer Abwasseranlage nach dem Prinzip der Stufenbel³ftung.
Hierdurch
kann der Sauerstoffeintrag auch wu ad des Anlagenbetriebes in den verschiedenen
Teilen größerer, mit mehreren Kreiseln auagerUsteter Belüftungabeoken den verschieden
fortgeschrittenen Abbaugraden des su reinigenden Abwassers angepaßt werden, so daB
die Reinigung mit einem Minimum an Energieaufwand betrieben werden kann.
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Mit RUcksicht auf die gegebenenfalls schwankende BSB5-Fracht des dem
Bel³ftungsbecken zulaufenden Abwassers, sieht die Erfindung ferner vor, im Becken
eine Sauerstoffme#einrictung anzuordnen und die Höhenverstellung der Kreisel in
Abhängigkeit von den MeBergebnissen dieser Einrichtung maschinell, beispielsweise
mittels eines Servomotors, vorzunehmen.Bei stArkerer Verschmutzung des Abwassers
würde also die Eintauchtiefe der Simplex-Kreisel gröBer und damit die Sauerstoffeintragung
intensive und umgekehrt. Diese Kopplung der H~henverstellung mit der Messung des
Saueretoffgehaltes im Bel³ftungsbecken ist sowohl fUr Ein-als auch fUr Mehrkreiselanlagen
anwendbar.
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Ebenfalls für Ein-und Mehrkreiselanlagen gedacht ist die Eineteilung
der Kreiseleintauchtisfen in Abh³ngigkeit von der zulaufenden Abwassermenge. Hierfür
ist am Zulauf des Bel³ftugsbackens eine Mengenme#einrichtung vorgesshen, die die
ermittelten Werte an eine Krafteinrichtung, z. B. Servomotor, weitergibt, die ihrerseits
eine entsprechende Heb³ng ~der
Senkung der Kreisel bewirkt und somit
den Sauerstoffeintrag und die Umwõlzleistung dem jeweiligen Abwasserzulauf anpa#t.
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Durch zueätzliche Kombination der hdhenverstellbaren Kreisel mit einem
verstellbaren Ablaufwehr ergibt sich dauber hinaus die Möglichkeit, in Mehrkreiselanlagen
mit hintereinandergeschalteten Kreiselaggregaten den gemeinsamen Wasserspiegel f³r
das gesamte System zu heben oder zu senken. Hiermit kann eine nach dem System der
StufenbelUftung arbeitende Anlage in ihrer Gesamtheit veranderten Abwasserbedingungen,
beispielsweise einem Sto#betrieb, angepa#t werdern, indem die Freibords bzw. Eintauchtiefen
der einzelnen Kreisel relativ zuienander zwar erhalten, in ihrem absoluten Wert
aber ver-Sndert werden.
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Die Verstellbarkeit der Simplex-Kreisel ißt an Hand der Zeichnungen
nõher erläutert, und zwar zeigen Pig. 1 die Anordnung eines Kreisel bei konstantem
Wasserspiegel und Fig. 2 die Anordnung eines Kreisels bei einstellbarem Wasserapiegel
des Bel³ftungsbeckens.
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Gemõ# Fig. 1 ist mit 1 der Motor und mit 2 dan Getriebe des Kreiselaggregates
bezeichnet, das auf der Tragkonstruktion 3 gelagert ist. Dle Abtriebswelle 4 trõgt
den Antriebsring 5,
der mittels Schrauben 5 mit dem oberen Ring
7 des Kreisels fest verbunden ist. Der eigentliche Kreisel besteht aus dem Begrenzungskegel
8 und den darin eingeschweißten Schaufeln 9.
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Nach unten ist der Begrenzungskegel 8 als Doppelwandung 10 ausgebildet,
in die das ÜbergangsstAck 11 zum feststehenden Steigrohr 12 eingreift.
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Das mit 13 angedeutete Ablaufwehr hält im Belüftungsbecken, dessen
Ausbildung und Begrenzung hier nicht gezeigt sind, einen praktisch konstanten Wasserspiegel
14 aufrecht, der lediglich bei größeren Schwankungen der zulaufenden Wassermenge
durch Anderung der Uberfallhöhe leicht variieren kann.
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ErfindungsgemäD ist die Abtriebswelle 4 vertikal verschiebbar angeordnet
und kann, wie hier dargestellt, mittels eines Handrades 15 mit Anzeigevorrichtung
16 auf die gewünschte Höhenlage eingestellt werden. An Stelle der manuellen Bedienung
ist auch, wie schon erwahnt, eine maschinelle, beispielaweise durch einen Servomotor,
möglich. 17 kennzeichnet den Verstellbarkeitsbereich der Abtriebswelle 4 und damit
auch des Kreisels. Die diesem Verstellbarkeitsbereich, der beispielsweise 15 cm
betragen kann, entsprechenden maximalen und minimalen Freibord-Werte (Abstand der
oberen Kante 18 des Begrenzungskegels 8 vom Wasserspiegel 14) sind mit 19 und 20
bezeichnet.
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Bei der in Fig. 2 dargestellten Anordnung ist das Ablaufwehr 13
innerhalb
des. Bereiches 21 verstellbar ausgebildet. Maximale und minimale Wasserspiegel sind
mit 22 bzw. 14 bezeichnet, der Verstellbarkeitsbereich der Abtriebswelle 4 wiederum
mit 17.
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Man erkennt, daß in dem hier gezeigten Falle die Freibord-Werte erheblich
stärker variiert werden können, und zwar von 0 bis 17 + 21, so da# auch bei extremen
Anderungen der Betriebsbedingungen eine Anpassung der Belüftungsintensität leicht
mUglioh ist.
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Des weiteren ist in Fig. 2 von der Möglichkeit Gebrauch gemacht worden,
die Schrauben 6 zur Distanzhaltung zwischen Antriebsring 5 und oberem Ring 7 des
Kreisels zu benutzen und somit den Simplex-Kreisel in die Hdhenlage zu bringen,
die den Betriebsverhõltnissen und baulichen Gegebenheiten annähernd entspricht.
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Die Erfindung ist vorstehend am Beispiel des Simplex-Kreisels nicher
erläutert worden. Selbstverständlich ist sie jedoch nicht auf diese spezielle Einrichtung
beschränkt, sondern kann grundsätzlich bei allen BelUftungseinriohtungen mit Einpunkt-Aufhingung
Anwendung finden.