DE1658068B1

DE1658068B1 - Klaeranlage zur aeroben abwasserreinigung

Info

Publication number: DE1658068B1
Application number: DE19671658068
Authority: DE
Inventors: Seiichi Itoh; Minondo Kimura; Hiroshi Kitagawa; Yo Maeda; Toru Miyagi; Shuhei Nakamura; Yasuo Suzuki
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co ltd
Priority date: 1966-01-10
Filing date: 1967-01-10
Publication date: 1971-11-04
Also published as: GB1172913A; DE1658068C2; US3428555A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Kläranlage zur relativ rasch rotierenden Drehkörpern anhaftenden

aeroben Abwasserreinigung mit Vorbehandlungs- Flüssigkeitsfilme in die Flüssigkeit eingebracht,

becken, Belüftungsbecken und Nachklärbecken und In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vor-

mit einer um eine waagerechte Achse rotierenden teilhaft, den Abstand zwischen den im Belüftungs-

Belüftungsvorrichtung. 5 becken rotierenden Scheiben abwechselnd groß und

Eine solche Kläranlage, die noch einen Faulraum klein zu halten oder die Größe der aufeinanderfolunterhalb des Vorklärraumes aufweist, ist z. B. aus genden Scheiben kontinuierlich zu ändern. Das Vorder deutschen Patentschrift 501580 bekannt. Auch behandlungsbecken kann sich zum Überlauf in das die deutsche Patentschrift 466 742 zeigt eine Anlage Belüftungsbecken hin verjüngen. Es kann eine mit hintereinander angeordneten Belüftungs- und io gemeinsame Strömungsleitplatte im Vorbehandlungs-Nachklärbecken. Bei diesen bekannten Anlagen die- und Belüftungsbecken angeordnet werden. Ferner ist nen unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche befindliche es zweckmäßig, daß das Nachklärbecken an seinem Rotationskörper als Belüftungsvorrichtungen. Nach- Boden mit dem Belüftungsbecken in Verbindung teilig bei diesen bekannten Anlagen ist, daß sie einen steht und einen allmählich zum oberen Teil hin zugroßen Platzbedarf aufweisen und der Wirkungsgrad 15 nehmenden Querschnitt hat. Um einen diskontinuierdes Sauerstoffeintrags verhältnismäßig gering ist. liehen Flüssigkeitsauslaß zu erreichen, kann der

Um den Sauerstoffeintrag in das Belüftungsbecken Flüssigkeitsauslaß am Nachklärbecken in Form einer

zu verbessern, ist es ferner bekannt, durch heftige unter Federwirkung stehendenKlappe ausgebildet sein.

Bewegung der Flüssigkeitsoberfläche mittels Bürsten Aus der deutschen Patentschrift 712 215 ist zwar

Sauerstoff in das zu behandelnde Abwasser einzutra- 20 bereits eine Vorrichtung zur Behandlung von Flüs-

gen (österreichische Patentschrift 199 571). Dieses sigkeiten mit Gasen bekannt, bei der Sätze von kreis-

Verf ahren hat jedoch einen relativ hohen Energie- förmigen dünnen Scheiben, die insbesondere nur zum

verbrauch. geringeren Teil in die Flüssigkeit eintauchen und

Aus der deutschen Patentschrift 1185 127 ist ein praktisch das gesamte Gefäß einnehmen, derart in Verfahren bekannt (sogenanntes Tauchtropfkörper- 25 Rotation versetzt werden, daß dauernd ein anhänverfahren), bei dem große, etwa bis zur Hälfte in die gender Flüssigkeitsfilm dem Gasstrom ausgesetzt Flüssigkeit tauchende Scheiben, die praktisch, im wird. Diese aus der' chemischen Verfahrenstechnik Querschnitt gesehen, das gesamte Belüftungsbecken bekannte Einrichtung zur Erleichterung eines Gaseinnehmen, langsam im Belüftungsbeckeen rotieren. Flüssigkeits-Austausches konnte jedoch den Abwas-Auf den Scheiben bildet sich ein wirksamer biologi- 30 serfachmann nicht dazu veranlassen, dieses Prinzip scher Rasen, der während des Auftauchens den zum der anhaftenden Flüssigkeitsfilme für den Eintrag Stoffwechsel des Rasens notwendigen Sauerstoff auf- von Sauerstoff in das Vorbehandlungs- und Belüfnimmt und speichert. Das Tauchtropf körperverfahren tungsbecken und die gleichzeitige Umwälzung der hat wegen seiner gegenüber dem Belebungsverfahren Beckeninhalte auszunutzen.

geringen wirksamen Oberfläche einen relativ großen 35 I^m folgenden wird die Erfindung an Hand von

Raumbedarf. zwei in den Zeichnungen dargestellten Ausführungs-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine beispielen näher erläutert. Es zeigt

Kläranlage der eingangs genannten Art zu schaffen, Fig· 1 eine Abdeckung der Kläranlage in der

die relativ kompakt ist, einen geringeren Raumbedarf Perspektive,

als Tauchtropfkörperanlagen aufweist und bei der 40 Fig. 2 die Kläranlage nach Entfernen der Ab-

der Energiebedarf geringer ist als bei den mit heftiger deckung in Draufsicht,

Flüssigkeitsbewegung arbeitenden Anlagen. Fig· 3 einen Schnitt.längs der LinieΙΠ-ΠΙ' der

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- F i g. 2,

löst, daß die Belüftungsvorrichtung aus einer über Fig. 4 einen Schnitt längs der LinieIV-IV der

das Vorbehandlungsbecken und das Belüftungs- 45 Fig. 2,

becken sich erstreckenden rotierenden Welle mit Fig..5 einen Schnitt längs der LinieV-V der

darauf befestigten, nur den oberen Teil der Becken Fig. 2,

einnehmenden Belüftungselementen in Form von in Fig. 6 eine Drehkörperanordnung in der Per-

das Abwasser teilweise eintauchenden Scheiben oder spektive,

konzentrisch zueinander angeordneten, in Abständen So Fig. 7 die teilweise aufgeschnittene Kläranlage

voneinander liegenden Zylindern, die sich in Achs- in der Perspektive,

richtung der Welle erstrecken, besteht und daß die Fig. 8 eine schematische Seitenansicht des Dreh-Rotationsgeschwindigkeit der Welle derart hoch ist, körpers nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der daß über die von den Belüftungselementen mit- Erfindung und

genommenen Wasserhäute ein ausreichender Sauer- 55 F i g, 9 einen Querschnitt, längs der Linie DX-DC

Stoffeintrag in das Vorbehandlungs- und Belüftungs- der F i g. 8.

becken gewährleistet ist. In den gezeigten Figuren ist 1 eine Betonplatte, 2

Hierdurch wird der Vorteil erreicht, daß eine eine Motorabdeckung; 3 sind Mannlochabdeckunkompakte Kläranlage mit geringem Raumbedarf ge- gen, 4 Ventilationsöffnungen, die im allgemeinen an schaffen wird, bei der durch teilweise in die Flüssig- ⁶° der Motorabdeckung 2 vorgesehen sind; 5 und 5' keit eintauchende rotierende Scheiben oder Zylinder, sind Drehkörper in Form von Scheiben für die Bedie im folgenden der Einfachheit halber als Drehkör- lüftung und Umwälzung; 6 ist ein Rahmen bzw. per bezeichnet werden, ein relativ hoher Sauerstoff- Gerüst, 7 ein Motor, 8 eine Welle für die Scheiben eintrag unter gleichzeitiger Erzeugung einer konstan- 5, 5'; 9 sind Lager für die Welle; 10 ist ein Treibten Strömung im Vorbehandlungs- und Belüftungs- 65 riemen, 11 die Wandung der Kläranlage, 12 eine becken erzielt wird. Die konstante Strömung verhin- Zuleitung für Haushaltsabwässer, 13 ein Vorbehanddert ein Absetzen des Schlammes. Der notwendige lungsbecken, 14 ein Überlauf, 15 ein Belüftungs-Sauerstoff wird gemäß der Erfindung über die an den becken, 16 eine Strömungsleitplatte, 17 ein Absetz-

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bzw. Nachklärbecken, 18 ein Entkeimungsbecken, 19 Reinigungsvorrichtung kann durch eine Stauscheibe ein Auslaß für gereinigtes Wasser, 20 ein Zylinder oder Umlenkplatte oder eine Netztasche am Abmit Ausschnitten, 21 eine Welle, 22 eine Aussparung wassereinlaß der Zuleitung 12 verbessert werden, bzw. Öffnung im unteren Teil der Trennwand zwi- durch die grobteilige Feststoffe so lange zurücksehen dem Vorbehandlungsbecken 13 und dem Be- 5 gehalten werden, bis sie allmählich zerfallen,
lüftungsbecken 15, 23 ein Zylinder für die Zufüh- Die Geschwindigkeit der Abwasserströmung im rung von Chemikalien, 24 ein Stützkasten, in dem Vorbehandlungsbecken liegt vorzugsweise zwischen der Zylinder für die Chemikalienzufuhr angeordnet 0,2 und 2,0 m/s. Bei der gezeigten Ausführungsart ist, und 25 eine Ventilationsöffnung in den Mann- wird für die Scheiben 5 und 5' eine gemeinsame lochabdeckungen 3. io Welle verwendet; die Scheiben 5' des Vorbehand-

F i g. 6 zeigt die Anordnung der Scheiben 5 und 5', lungsbeckens 13 können jedoch auch auf einer unab-

die im oberen Teil der Kläranlage montiert sind. Die hängigen Welle montiert sein. Das Vorbehandlungs-

gezeigte Anordnung umfaßt eine Mehrzahl von par- becken 13 kann vom Abwassereinlaß zum Überlauf

allelen Scheiben 5, 5', die koaxial auf der Welle 8 14 hin schmaler ausgebildet sein und die Welle für

montierbar sind, die horizontal und somit parallel 15 die rotieren Scheiben 5' kann in der Richtung der

zur Abwasseroberfläche eingebaut ist. Eine kleinere Verjüngung angeordnet werden. Dadurch wird der

Anzahl von Scheiben, nämlich die Scheiben 5', befin- Abstand zwischen den rotierenden Scheiben 5' und

den sich im Vorbehandlungsbecken 13 und eine der Gefäßwand allmählich vermindert und eine

andere größere Anzahl, nämlich die Scheiben 5, im bessere Zerteilung erzielt.

Belüftungsbecken 15; die Scheiben 5, 5' werden 20 Im Belüftungsbecken 15 rotieren die Scheiben 5

durch den Motor 7 in Rotation versetzt, so daß eine auf der mit den Scheiben 5' des Vorbehandlungs-

Drehkörperbelüftung bzw. -umwälzung in den jewei- beckens 13 gemeinsamen Welle 8 und erzeugen eine

ligen Becken erreicht wird. parallele Strömung, wodurch eine Ablagerung des

Die Scheiben 5 und 5' können aus dünnen Platten Sehlamms am Boden vermieden wird. Zum Glätten aus einem leichten korrosionsbeständigen und steifen 25 der Abwasserströmung ist im Vorbehandlungsbecken Material und bevorzugt aus einem Kunststoff, wie 13 und im Belüftungsbecken 15 eine gemeinsame aus steifem Polyvinylchlorid, bestehen. Ein leichter Strömungsleitplatte 16 vorgesehen,
und fester Kunststoffschaum kann ebenfalls ange- Die Sauerstoffaufnahme erfolgt über die rotierenwendet werden. Die Form der Scheiben kann von den Scheiben 5 und 5', die während der Rotation der wirklichen Scheibengestalt abweichen. Weiter ₃₀ beim Aufsteigen über die Wasseroberfläche eine den können die Scheiben mit geeigneten Vorsprüngen Sauerstoff aufnehmende Wasserhaut mitnehmen und oder Schaufeln zur Erzeugung einer starken Abwas- wieder in das Abwasser einbringen. Bei diesem Verserströmung versehen sein. fahren der Auflösung von Sauerstoff in den anhän-

An Stelle der Scheiben kann auch der in F i g. 8 genden Wasserschichten an rotierenden Scheiben und 9 gezeigte »mehrschichtige« Drehkörper ver- 35 findet keine Schlammadhäsion an den Scheiben statt, wendet werden. Dieser besteht aus einigen konzen- Das Vorbehandlungsbecken 13 und das Belüftungstrischen Zylindern 20, die auf einer gemeinsamen becken 15 stehen in Strömungsverbindung durch den Welle 21 montiert und mit Ausschnitten versehen Überlauf 14 und die Aussparung 22 im unteren Teil sind. Weiterhin ist es klar, daß an Stelle der Scheiben der Trennwand zwischen den beiden Becken, die mit je nach den betreffenden Erfordernissen andere 40 Kunststoffnetzen versehen ist, welche einen Übertritt Abwandlungen möglich sind, wie Ringe oder korn- von Festteilchen verhindern. Beim Zulauf von Abpaktere Formen. wasser aus dem Vorbehandlungsbecken 13 in das

Bei der in den Zeichnungen dargestellten Aus- Belüftungsbecken 15 tritt eine entsprechende Menge

führungsart sind Größe und Abstand der Schei- der im Belüftungsbecken 15 befindlichen Flüssigkeif

ben 5, 5' jeweils gleich. Sie können aber auch kon- 45 in das Nachklärbecken 17 über dessen Bodeneinlaß

tinuierlich oder diskontinuierlich verändert werden. ein.

Beispielsweise kann der Grad der Belüftung durch Im Belüftungsbecken 15 kann ein Schlammeine kontinuierliche Änderung der Größe der Schei- speicherbehälter mit einem oberen Einlaß und einem ben 5, 5' so gesteuert werden, daß die Zahl der an unteren Auslaß angeordnet sein. Die Geschwindigder Belüftung, d. h. der Auflösung von Sauerstoff, 50 keit der Strömung im Belüftungsbecken 15 liegt vorteilnehmenden Scheiben erhöht bzw. erniedrigt wird, zugsweise im Bereich zwischen 0,01 bis 0,5 m/s.
wenn der Abwasserspiegel in der Kläranlage steigt Das im Belüftungsbecken 15 behandelte Abwasser bzw. fällt. tritt zusammen mit suspendiertem Belebtschlamm in

Werden die Scheiben 5 abwechselnd mit großem das Nachklärbecken 17 ein. Der Durchlaß zum Nach-

Abstand bzw. mit kleinem Abstand angeordnet, ist 55 klärbecken 17 befindet sich am Boden des Belüf-

die durch die Scheiben 5 mit kleinem Abstand er- tungsbeckens 15, Der Nachklärbecken-Querschnitt

zeugte Strömung rascher als die durch die Scheiben 5 nimmt allmählich von unten nach oben zu. Die

mit großem Abstand erzeugte. Der schneller strö- Geschwindigkeit des aufsteigenden Abwassers wird

mende Teil wirkt dann wie eine Trennwand. Bei dadurch verlangsamt und der suspendierte Belebt-

Ausbildung solcher »Trennwände« arbeitet das 60 schlamm zur Sedimentation gebracht.

Becken vorzugsweise als ein Mehrstufenbecken. Es ist häufig zweckmäßig, intermittierend eine

Beim Betrieb der beschriebenen Vorrichtung treten konstante Menge von gereinigtem Wasser aus dem

die Haushaltsabwässer zunächst in das Vorbehand- Nachklärbecken 17 abzulassen. Zu diesem Zweck

lungsbecken 13 durch die Zuleitung 12 ein. Während kann dessen Auslaß 19 durch eine Klappe ver-

des Aufenthaltes in diesem Becken werden grob- 65 schlossen sein, die durch eine Feder von außen leicht

teilige Feststoffe durch die rotierenden Scheiben 5' gegen die öffnung gedrückt wird und sich erst öffnet,

zerkleinert und im Wasser dispergiert, während sie wenn ein vorbestimmter Wasserstand und damit

durch das strömende Wasser umgewälzt werden. Die Wasserdruck erreicht wird.

Das vom Nachklärbecken abgegebene gereinigte Wasser tritt in das Entkeimungsbecken 18 ein. Der mit Natriumcalciumhypochlorid-Tabletten beladene Zylinder 23 wird im Strömungsweg des Abwassers zum Auslaß 19 so angeordnet, daS die Tabletten in die Flüssigkeit eintauchen und vom Wasser ausgelaugt werden. Der Zylinder 23 steht dabei auf einem Stützkasten 24 oberhalb des Wasserspiegels des Entkeimungsbeckens 18.

Die für die Belüftung erforderliche Luft wird durch die Ventilationsöffnungen 4 zugeliefert, die bei der Motorabdeckung vorgesehen sind, wie auch durch die Ventilationsöffnungen 25 der Mannlochabdeckungen 3.

Die Wandung 11 der Kläranlage kann aus mit *5 Polyesterharz getränkten Glasfasern hergestellt sein, das gegenüber Chemikalien ausgezeichnet korrosionsbeständig ist. Die Trennwände können aus einem geeigneten Kunstharz bestehen.

Claims

Patentansprüche: 20

1. Kläranlage zur aeroben Abwasserreinigung mit Vorbehandlungsbecken, Belüftungsbecken und Nachklärbecken und mit einer um eine waagerechte Achse rotierenden Belüftungsvor- as richtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungsvorrichtung aus einer über das Vorbehandlungsbecken (13) und das Belüftungsbecken (15) sich erstreckenden rotierenden.Welle (8, 21) mit darauf befestigten, nur den oberen 3<> Teil· der Becken einnehmenden Belüftungselementen in Form von in das Abwasser teilweise eintauchenden Scheiben (5, 5') oder konzentrisch zueinander angeordneten, in Abständen voneinander liegenden Zylindern (20), die sich in Achsrichtung der Welle (21) erstrecken, besteht und daß die Rotationsgeschwindigkeit der Welle (8, 21) derart hoch ist, daß über die von den Belüftungselementen mitgenommenen Wasserhäute ein ausreichender Sauerstoffeintrag in das Vorbehandlungs- und Belüftungsbecken gewährleistet ist.

2. Kläranlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen abwechselnd kleinen und großen Abstand zwischen den im Belüftungsbecken (15) rotierenden Scheiben (5).

3. Kläranlage nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine kontinuierliche Änderung der Größe der aufeinanderfolgenden Scheiben (5 bzw. 5').

4. Kläranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Verjüngung des Vorbehandlungsbeckens (13) zum Überlauf (14) in das Belüftungsbecken (15) hin.

5. Kläranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine gemeinsame Strömungsleitplatte (16) im Vorbehandlungsbecken (13) und Belüftungsbecken (15).

6. Kläranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachklärbecken (17) an seinem Boden mit dem Belüftungsbecken (15) in Verbindung steht und einen allmählich zum oberen Teil hin zunehmenden Querschnitt hat.

7. Kläranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Flüssigkeitsauslaß (19) am Nachklärbecken (17) in Form einer unter Federwirkung stehenden Klappe.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen