DE1708604C3

DE1708604C3 - Anlage zur biologischen Reinigung von Abwasser

Info

Publication number: DE1708604C3
Application number: DE19681708604
Authority: DE
Inventors: Josef Dr Rer Nat Muskat
Original assignee: Passavant Werke AG and Co KG; Passavant Werke Michelbacher Hutte
Current assignee: Aqseptence Group GmbH
Priority date: 1968-03-14
Filing date: 1968-03-14
Publication date: 1973-07-12
Also published as: DE1708604A1; DE1708604B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur biologischen Reinigune von Abwasser, mit einem kreisringförmigen oder langgestreckten Belebungsbecken und mit mindestens einer iioer dem Belebungsbecken verfahrb Bü

ein Belüftungsbaren Brücke, an der
kreisel angeordnet ist.

Bei der Abwasserbelüftung im Belebungsbecken kommt es neben der eigentlichen Belüftungswirkung auch auf die vom Oberflächenbehälter zwangsläufig erzeugten Strömungen im Becken entscheidend an. Eine sehr starke Verwirbelungsströmung steigert die Wirksamkeit der Belüftung und ver¹ indert Schlammablagerungcn. kr.nn aber auch das Wachstum der Schlammflocken 'törend beeinflussen und größere Schlammiiocken wieder auseinanderreißen, so daß es nicht zu der an sich erwünschten Bildung großer, im Absetzbecken gut sedimentierbarer Schlammflokken kommt. Andererseits wurde gefunden, daß eine zu schwache Strömung nicht πιτ zu unerwünschten Schlammablagerungen im Belebungsbecken führt, sondern daß ein Minimum an ruhiger Umwälzströmung für ein rasches Wachstum der Schlammflocken besonders förderlich ist. Es wäre deshalb an sich erwünscht, den gesamten Beckeninhalt ständig in sanfter Umwälzströmung zu halten, so daß die Schlammflocken nicht nur fein verteilt in Schwebe bleiben, sondern sich zu größeren, ebenfalls schwebenden Flocken koagulieren können. Zur Aufrechterhalten«

ίο derartiger Strömungsverhältnkse im gesamten Becken wäre aber ein sehr großer Energieaufwand erforderlich. Es ist deshalb bereits eine Anlage der eingangs genannten Art bekannt (österreichische Patentschrift 260 129), die zum Zweck der Energieen,parnis nach

dem Prinzip arbeitet, mittels eines durch das Becken wandernden Belüftungskreisels jeweils nur einen Teil des Beckeninhalts aufzuwirbeln und zu belüften, wobei der Belüftungsbereich nacheinander durch das ganze Becken wandert, in der bekannten Anlage

wird jedoch die Forderung, im gesamten Beckenbereich für das Wachstum der Schlammflocken optimale Strömungsverhältnisse zu schaffen, nur unvollkommen erfüllt. Die bekannte Anlage arbeitet nach dem Prinzip, die vom Belüftungskreisel erzeugte

vertikal auf- und absteigende Strömung mittels zylindrischer Leitwände bzw. Leitrohre auf einen sehr engen Bereich in der Beckenmitte zu begrenzen. Seitlich außerhalb der Beckenmilte liegende Bereiche des Beckenquerschnitts werden deshalb von der Umwälz-

strömung nicht ausreichen^ erfaßt, so daß es hier zu Schlammablagei ungen kommen kann bzw. etwaige Schlammablagerungen, die sich zwischen zwei Durchläufen des Belüfters gebildet haben könnten, iiicht mehr aufgewirbelt werden.

Ausgehend von der bekannten Anlage mit dem Prinzip der nur örtlichen, aber nacheinander durch das Becken wandernden Belüftung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, hierbei für Strömungsverhältnisse im Belebungsbecken zu sorgen, die die Bildung und das Wachstum von schwebend verteilten BelebtschlammHocken möglichst wirksam fördern und an keiner Stelle des Beckens dauernde Schlammablagerungen zulassen.

Hrfindungsgemäß ist eine Anlage der genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß Größe und/oder Anzahl der Belüftungskreisel im Verhältnis zum Bekkenquerschnitt so gewählt sind, daß der gesamte Bekkenquerschnitt einer die Schlammablagerung verhindernden, aber keine die Flockenbildung hindernde Wirbelung aufweisenden vertikalen Umwälzströmung unterliegt.

An Stelle der bei der bekannten Anlage vorgesehenen, die Strömung begrenzenden Leitwände wird also die von dem uilci den Bciüiiuugskrciäc'ri crzcr-gto Strömung dem vorhandenen Beckenquerschnitt angepaßt, so daß keine von der Strömung nicht erfaßten Bereiche auftreten und damit sichergestellt ist, daß nach und nach jeder Bereich des Beckens einmal von der die Schlammablagerung verhindernden und die

öo Schlammflocken in Schwebe haltende Strömung erfaßt wird. Es wurde gefunden, daß auch ohne die Verwendung von Leitwänden die vertikale Umwälzströmung eines Belüftungskreisels in ausreichend tiefe Beckenbereiche reicht, so daß sie den ganzen Querschnitt erfassen kann.

In den jeweils gerade vom Belüftungskreisel entfernteren Beckenbereichen wird die Strömung naturgemäb schwächer sein als in derr ,-om Belüfter erfaß-

ten Beckemiuerschniit, und zwar in einem Ausmaß, das vor allern von Größe und Form des Beckens abhängen wird. Bei einer völligen Beruhigung des Wassers in diesen Zonen würde es zu Schlammablagerungen kommen, die an sich nicht schädlich wären, wenn man durch ausreichend kurze Umlauf/eilen der den Belüfter tragenden Brücke dafür sorgt, dai5 das Aufwirbeln dieser Schlammabiagerungcn in Zeitabsländen erfolgt, die für die Ausbildung anaerober Vorgänge im Schlamm nicht ausreichen. Vorteilhaft ter ist es jedoch, wenn auch in diesen Beruhigungszonen ein Mindestmaß an sanfter Unnvälzströmung vorhanden Ist, wek hes die Flocken in Schwebe hält und ihr Wachstum föntet. Ein solches envünsehtes Strömungsgleichgewichl YJZl sich durch entsprechendc Wahl der ^iJih.geschwindigkeit der Brücke und damit des Bei >ungskreisels einstellen. Man kann aber auc'" --iehrere Brücken im Abstand hintereinander her! „dft η lassen. Ganz besonders vorteilhaft ist es je«·-, i. die Rotationsachse des Belüftungskreisels abweichend von der Lotrechten anzuordnen und/ oder schwenkbar auszubilden. Dann kann man d'u vom Kreisel erzeugte Strömung jeweils so richten, wie es für den Wechsel /wischen verwirbe-Iter Belüftung und Beruhigung gerade am günstigsten ist. Man kann auch die Rotationsachse des Be'.üftungst reiseis während des Betriebs pendeln oder kreisförmige Bewegungen ausführen lassen.

Mehrere Belüftungskreisel an einer oder mehreren Brücken können gegeneinander geneigt sein. Es besteht jedoch auch die vorteilhafte Möglichkeit, den oder die Belüftungskreisel so anzustellen, daß sie gleichzeitig den Antrieb der Brücke bewirken. Dadurch wird der für den Betrieb der Anlare erforderliche Aufwand noch weiter gesenkt.

Da nicht davon ausgegangen v» erden Kann, daß Anlagen zum Reinigen von Wasser ständig mit konstantem Flüssigkeitszulauf arbeiten, is· der Belüftungskreisel %'orteilhafterweisi· in seiner Höhe versieilhnr. Dann kann die Anlage immer a . die jeweilig!." Wassermenge angepaßt werden, und es ist sichergestellt, duß der Belüftungskreisel immer im bleich seines optimaler Wirkungsgrades arbeitet. Außerdem wird der VorU'l eines Beiüftuugskreisjls. daß nämlich Antrieb und Lagerung rdaiiv weit von der Wasseroberfläche enlLrnt sind, unter allen Umständen gewahrt.

Die Höhenverstellung ky :n in beliebiger Weise erfolgen. Vorzugsweise Jt j«>Ji ist der Belüftungskreise! auf mindestens einem Schwimmer abgestützt. Dabei ist der Schwimmer vorteilhafterweise an der Brücke vertikal verschiebbar angeordnet. Mit einer derartigen Anordnung paßt sich der Belüftungskreisel automatisch an jede Änderung üi_-i Wa-^e 1 spicke! an.

Nach der Erfindung bildet der Schwimmer gleichzeitig Prallflächen für das weggeschleuderle Wasser. Au^r diese Weise läß^f sich der Sauerstoffeintrag ohn~ zusätzliche F.nergieerhöhung «.teigern. Vorzugsweise sind die Prallflächen so ausgebildet, daß das aufprallende Wasser zum Beckenbuden abgelenkt wird. Dies wirkt sich günstig auf die Ausbildung der vertikalen Strömung im Belebungsbecken aus. Dabei kann di Neigiing der Prallflächen entsprechend den jeweiligen Gegebenheiten gewählt werden. Ils I.ißt sich beispielsweise sine Anpassung an die B*. ι kenbreite herbeiführen, und es kann außerdem das Verhältnis von Ve. nirbelungs- und Beruhigungs/onen beeinflußt werden

Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal ist der Belüftungskreisel in an sich bekannter Weise so ausgebildet, daß seine Schaufeln mit nach unten zunehmendem Abstand von der Flüssigkeilsoberfläche einen ebenfalls zunehmenden Abstand von der Drehachse aufweisen. Ein derartiger Belüftungskreisel ist insbesondere dann angebracht, wenn rohes Abwasser direkt in das Belebungsbecken eingeleitet werden soll. Der Belüftungskreisel kann näsnlich auch dann nicht verstopfen oder klemmen, wenn er mit grobem und faserigem Gut in Berührung kommt, da seine Schaufeln sämtliche Feststoffe nach außen fortschleudern. Außerdem wurde gefunden, daß de-rartige Belüftungskreisel ganz besonders geeignet sind, die Ausbildung von Beruhigungs- und Verwirbelungszonen im Belebungsbecken zu steuern.

In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Anlage nach der Erfindung beispielsweise dargestellt und nachstehend erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Grundriß einer ersten Ausführungsiorm,

Fig. 2 ein... Teilschnitt e-ntlan» der Linie' A-B in Fig. I,

Fig. Z einen Teilschnilt durch ein«: weite Au-.-führungsform und

Fig~4 einen Grundriß einer dritter. Ausführungsform.

Die Anlage nach Fig. 1 besteht aus einem kreisförmigen Nachklärbecken I, das von i-inem ringfö;-migen Belebungsbecken 2 umgeben ist. Das belüftete Wasser gelangt durch den zentralen Zulauf 3 in das Nachklärbecken 1 und wird diesem über die Ablaufriniie 4 entnommen. Über beide Becken erstreckt "-ich eine im Zentrum des Nachklärbeckens 1 und auf dem Außenrand des Belebungsbeckens 2 gelagerte Brücke 5. Die zentrale Lagerung der Brücke 5 i-.t drehbar. An dem äub;n.n ünde der Brücke S ist ein Fahrgestell 6 angeordnet, so daß die Brücke 5 beliebig verfahren werden kaiin.

An der verfahrbaren Brücke 5 sind im Bereich des Belebungsbeckens 2 Oberflächenbelüfter in Form von Belüftungskreiseln 7 angeordnet. Die brücke 5 könnt-· auch in doppelter L;^;nge ausgeführt sein und den gesamten Durchmesser der Becke-nanlage überspannen. Dabei könnten dann am anderen Ende der Brücke 5 ebenfalls Belüftungskreisel 7 vorgesehen werden. Die Belüftungskreisel 7 erzeugen eine im wesentlichen vertikal gerichtete Strömung, die mit Pfeilen in F i g. 2 dargestellt ist. Diese Strömung verhindert im Bereich der Belüftungskreisel 7 eine Schlammabiagerung auf dem Beckenboden, da sie die gesamte Beckentiefe erfaßt. Fs wird also unter der verfahrbaren Brücke 5 eine Verwirbelupgszone gebildet, die eine sehr gute Durch~.iichur:g de;. Beckeninhü??«·« oi-währleistet. Die übrigen Bereiche des Belebungsbeckens 2 vor und hinter den verfahrbaren Belüftungskreiseln 7 wirken als Beruhigungszone, in denen sich lic Teilchen des Belebtschlammes zu größeren Flocken zusammenfügen können. Auf diese VV -,j erreieht die Anlage eine sehr hohe ökonoini ;ul kann außerdem kleiner und billiger ausg<:!uhit werden, da die Reinigung des Abwassers besehleunitii wird, insbesondere das Nachklärbecken 1 rimi ;ni! Grund des sehr schnell verlaufenden Abs>-!/v!>ruanges der größeren Flocken in seinen Abmaßn -ringen werden.

In den Beruhigungszonen And «.ti. Verwirbelung so gesteuert, daß sich die Schl.mimieiMien einerseits nicht ablagern können und .miLic^ens Gelegenheit

zur Fiokulalion haben. Diese Steuerung kann über eine entsprechende Wahl der Fahrgeschwindigkeit oder durch Anordnung mehrerer Brücken 5 mit Belüftungskreiscln 7 erfolgen. Außerdem können die Belüftungskreisel 7 so ausgebildet sein, daß ihre Rotationsachsen schwenkbar sind. Dabei kann dann mit konstanter Anstellung oder mit ständiger Pendcl- oder Kreiselbcwcgung der Drehachsen gearbeitet werden. Bei konstanter und gleichgerichteter Anstellung der Drehachsen übernehmen die Belüftungskreisel 7 gleichzeitig den Antrieb der Brücke S.Die Größe oder die Anzahl der quer zum Belebungsbecken 2 angeordneten Belüftungskreisel 7 wird so gewählt, daß die Beckenbreite etwa der Breite der ausgebildeten Vertikalströmung entspricht. Damit läßt sich dann die Strömung in ihrer vollen Wirkung ausnützen.

Die Belüftungskreisel 7 sind so ausgebildet, daß ihre Schaufeln mit zunehmendem Abstand von der Flüssigkeilsobcrfläche einen ebenfalls zunehmenden Abstand von der Drehachse aufweisen. Eine derartige Ausbildung hai den Vorteil, daß ein Verstopfen oder Verklemmen der Belüftungskreisel 7 unmöglich ist, da sämtliche Feststoffe, und zwar auch faseriges GuI. nach außen fortgeschleudert werden. Die Belüftungskreisel 7 können auch in rohem Abwasser arbeiten, so daß ein Vorklärbecken für die Anlage nach der Erfindung entfallen kann. Außerdem wurde gefunden, daß sich mit derartigen Belüflungskrciseln 7 die Ausbildung von Verwirbelung*- und Beruhigungs-7onen ganz besonders gut steuern läßt. Es können jedoch auch andere, beliebig ausgebildete Belüflungskreisel Verwendung finden, sofern sie in der Lage sind, entsprechende Strömungsverhjltnisse im Belebungsbecken 2 aufzubauen. Dadurch, daß die Anlage nach der Erfindung Oberflächenbelüfter mit im wesentlichen vertikaler Rotationsachse verwende«, kann sie praktisch wartungsfrei beirieben werden, da Antrieb und lagerung 8 der Belüftungskreisel 7 relativ weit von der Wasseroberfläche entfernt Hegen.

Der Wirkungsgrad von BciüftungskrcKcln hängt wesentlich von der Eintauchtiefe der Schaufeln ab. Es is< also wünschenswert, die Eintauchtiefe auch bei wechselndem Wasserstand konstant zu hallen. Aus diesem Grund sind die Belüftungskreisel bei der Anlage nach der Erfindung höhenverstellbar angeordnet. Es kommen dabei beliebige Arten von Verslellmöglichkeiten in Frage, jedoch ist es besonders vorteilhaft, die Anlage so auszubilden, wie es in Fi g. 3 gczeigt ist. Bei dieser Ausführungsform arbeitet ein Belüftungskreisel 9 in der Querschnittsmitte des Belebungsbeckens 2. Er ist mit seinem Antrieb und seiner Lagerung 10 auf einer Halterung 11 befestigt, die ihrerseits auf einem Schwimmcrl2 ruht.Der Schwim-

ao merl2 wird vertikal beweglich in Führungen 13 der Brücke 5 gehalten. Auf diese Weise läßt sich die Eintauchtiefe der Krciselschaufcln unabhängig von schwankendem Wasser/ulauf ständig konstant halten. Die Innenflächen des Schwimmers 12 sind als Prallflächcn ausgebildet. Diese Maßnahme erhöht den Wirkungsgrad der Anlage erheblich, da einerseits die Ausbildung der Strömung gefördert und andererseits die Spritzwirkung des Belüftungskreisel 9 vermindert wird. Außerdem bietet sich über die Neigung der Prallflächcn 14 die Möglichkeit, die Strömung zur Anpassung an die Bcckcnabmcssungcn zu steuern.

Bei der Anlage nach F i g. 4 sind Nachklärbecken 15 und Belebungsbecken 16 langgestreckt und schmal

ausgeführt und liegen parallel nebeneinander. Eine Brücke 17 überspannt beide Becken in Querrichtung. Sie ruht an beiden Scüep :»,.< Fahrgestellen 18 und kann beliebig verfahren v.ciden. Im Bereich des BeicbungsbccUm 16 sind zwei Belüftungskreisel 19 an

der Brücke 17 angeordnet. Ausbildung und Wirkungsweise dieser Bc!üi¹ungs&reiscl 19 entsprechen denen, die im Zusammenhang mit den F i g, 1 bis 3 beschrieben wurden. Der tin/ige wesentliche Unterschied bc-lchs darin, daß in diesem Fall die Brocke 17 keine kontinuierliche Kreisbewegung, sondern eine hin- und hergehende geradlinige Bewegung ausführt.

Bei allen Anlagen nach der Erfindung, bei denen das Belebungsbecken parallel neben einem oder ring-

frrmie um ein Nachklärbecken angeordnet isL kann an der vcrfahrbarcn Brücke im Bereich des Nachklärbeckens eine Räumvorrichtung 20 vorgesehen werden. Dies hat den Vorteil, daß für die Räumvorrichtung 20 kein zusätzlicher Antrieb erforderlich ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anlage zur biologischen Reinigung von Abwasser, mit einem kreisringförmigen oder langgestreckten Belebungsbecken und mit mindestens einer über dem Belebungsbecken veri'ahrbaren Brücke, an der mindestens ein Belüftungskreisel angeordnet ist, dadurchgekennzeichnet, daß Größe und/oder Anzahl der Belüftungskreisel (7,9,19) im Verhältnis zum Beckenquerschnitt so gewählt sind, daß der gesamte Bcekenquerschnitt einer die Schlamrnablagerung verhindernden, aber keine die Flockenbildung hindernde Wirbelung aufweisenden vertikalen Umwälzströmung unterliegt.

2. Anlage nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsachse des Belüftungskreisel (7,9, i9) abweichend von der Lotrechten angeordnet und/oder schwenkbar hi.

3 Anlage nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Belüftungskreisel (7, 9 19) in seiner Höhe verstellbar ist.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Belüftungskreisel (7, 9,19) auf mindestens einem Schwimmer (12) abgestützt ist.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (12) an der Brücke (f 17) vertikal verschiebbar angeordnet ist.

6. Anlage nacli Anspruch 4 oder 5, dadurcn gekennzeichnet, daß der Schwimmer (12) zugleich Prallllüchen (14) für das weggeschleuderte Wasser bildet.

7. An'age nach \nspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Prailflächen (14) so ausgebildet sind, daß das aufprallende Wasser zum Beckenboden abgelenkt wird.

8. Anlage nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Belüftungskreisel (7, 9,19) in an sich bekannter Weise so ausgebildet ist, daß s-.-ine Schaufeln mit nach unten zunehmendem Abstand von d<.T Flüssigkeitsoberfliiwhe einen ebenfalls zunehmenden Abstand von der Drehachse aufweisen.