DE1708607B2

DE1708607B2 - Vorrichtung zur biologischen reinigung von abwasser

Info

Publication number: DE1708607B2
Application number: DE19681708607
Authority: DE
Inventors: Jacques St Germain en Laye Bernard (Frankreich)
Original assignee: Degremont SA
Current assignee: Suez International SAS
Priority date: 1967-02-23
Filing date: 1968-02-19
Publication date: 1973-04-19
Also published as: DE1708607A1; US3464559A; ES350780A1; DE1708607C3; CH485606A; FR1522299A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur biologischen Reinigung von Abwasser, bestehend aus einem im Grundriß rechteckförmigen Becken, das einen mittig angeordneten Belebungsraum aufweist,

ίο an dessen beiden Längsseiten je ein Absetzraum vorgesehen ist, der durch ei_:c in der Nähe des Wasserspiegels befindliche Zulauföffnung und eine über der Beckensohle befindliche, sich in Beckenlängsrichtung erstreckende Rücklauföffnung für den

abgesetzten Schlamm mit dem Belebungsraum verbunden ist und dessen Boden eine von der Rücklauföffnung zum Belebungsraum ausgehende Neigung aufweist, die so groß ist, daß ein Festsetzen des sich absetzenden Schlammes auf dem Boden des Absetzraumes verhindert wird.

Wenn bei Vorrichtungen zur biologischen Reinigung von Abwasser der Belebungsraum möglich .si klein gehalten und die Rcinigungsleistung dennoch hoch liegen soll, ist es erforderlich, die zur Reini-

gung im Schlamm aktivierten Mikroorganismen stets in voller Aktivität zu halten. Hieraus ergibt sich die Notwendigkeit, den im Absetzraum abgesetzten Schlamm möglichst schnell wieder in den Belebungsraum zu führen, wo ihm Sauerstoff zugeführt werden kann. Diese Forderung kann nicht mit Vorrichtungen erfüllt werden, bei denen der Absetzraum und der Belebungsraum so angeordnet sind, daß der abgesetzte Schlamm über relativ lange Wege /um Beleb'ingsraum zurückgebracht werden muß. Dies is:

beispielsweise der Fall, wenn der abgesetzte Schlamm mit die Länge des Absetzraumes überstreichendem Rechen gesammelt wird, denn sobald die Geschwindigkeit des Rechens eine bestimmte Grenze über schreitet, treten turbulente Strömungen im Absei?- raum auf, die das gereinigte Wasser und den abgesetzten Schlamm wieder miteinander \crmischen. Bei eine Vorrichtung der eingangs genannten An gelangt der abgesetzte Schlamm auf verhältnismäßig kurzem Weg zurück in den Belebungsraum, da jeweils

ein Absetzraum an beiden Längsseiten eines Belcbungsruumes angeordnet ist, der selbst mittig innerhalb eines rechteckförmigen Beckens liegt. Das dem Belcbungsraum zugeführte Abwasser gelangt in entsprechender Vermischung mit dem aktivierten Schlamm in einen der beiden benachbarten Abseizräume, wo sich der Schlamm von dem gereinigten Wasser absetzt und unmittelbar wieder dem Belebungsraum zugeführt wird. Hierzu weist der Boden der Absetzräume jeweils eine derartige Neigung auf.

daß sich der absetzende Schlamm nicht am Boden des Absetzraumes festsetzen kann, sondern über eine sich in Beckenlängsrichtung erstreckende Rücklaufoffnung am unteren Ende des geneigten Bodens unter dem Einlluß der Schwerkraft und einer Zirkulationsströmung wieder in den Belebungsraum zurückgeführt wird. Die Rückführung des Schlammes vollzieht sich auf diese Weise relativ schnell, so daß der aktivierte Schlamm in einem für kurze Reinigungszeiten erforderlichen optimalen Oxydationszustand gehalten wird. Bei dieser Art der Anordnung des Belebungs- und Absetzraumes spielt die Länge der Becken keine bedeutende Rolle, so daß Becken von mehr als H)Om Länge möglich sind.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Breite des Absetzraumes eine bestimmte Grenze nicht überschreiten darf, anderenfalls läßt sich keine für den Schlammrücktransport ausreichende Neigung des Bodens des Absetzraumes erzielen, die etwa 45° betragen muß. Es ist auch nicht möglich, eine größere Breite bei ausreichender Neigung des Bodens des Absetzraumes dadurch zu erhalten, daß man den Absetzraum sowohl breiter als auch tiefer macht, denn die zulässige Tiefe des Belebungs- und des Absetzraumes ist dadurch begrenzt, daß unter allen Umständen eine ausreichende Zirkulation des Schlamms aufrechterhalten wird. Bei sehr großer liefe des Belebungs- und des Absetzraumes wäre hierfür eine unerwünscht hohe Leistung zum EinHasen von Luft bzw. Sauerstoff unter hohem Druckerforderlich. Als Mittel zur Erhöhung der Kapazität einer derartigen Vorrichtung bleibt daher nur die Möglichkeit, die Becken verhältnismäßig lang auszubilden. Dies erfordert jedoch relativ hohe Baukosten, und eine extrem lange Bauweise ist in vielen Anwendungsfällen nicht durchführbar. Auch die Verwendung mehrerer schmaler Becken nebeneinander würde hohe Baukosten verursachen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß unter Aufrechterhaltung einer schnellen Rückführung des abgesetzten Schlammes aus dem Absetzraum in den Bclebungsraum der Querschnitt des Absetzraumes erheblich vergrößert werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß anschließend an den geneigt verlaufenden Boden etwa in Höhe der Trennungslinie zwischen dem abgesetzten Schlamm und der überstehenden Flüssigkeit ein zumindest annähernd waagerecht verlaufender Boden angeordnet ist.

Die Lösung gemäß der Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Schlammpartikel, die nach ihrem Eintritt in den Absetzraum dem Einfluß der Zirkulationsströmung, ihrem Eigengewicht und dem Einfluß des seitlich austretenden gereinigten Wassers unterworfen sind, schon bald nach ihrem Eintritt in den Absetzraum einen Gleichgewichtszustand erreichen, der sich bei der bekannten Vorrichtung etwa in halber Höhe des Flüssigkeitsspiegels einstellt. Der Schlammgehalt in der über der Trennungslinie befindlichen Mischung aus Abwasser und Schlamm ist sehr gering. Daher läßt sich die Breite des Absetzraumes in der Weise gemäß der Erfindung erhöhen, ohne daß die schnelle Rückführung des abgesetzten Schlammes aus dem Absetzraum in den Bclebungsraum gefährdet ist. Denn die Verbreiterung des Querschnitts erfolgt etwa in Höhe der Trennungslinie zwischen dem abgesetzten Schlamm und der überstehenden Flüssigkeit im Anschluß an den geneigt verlaufenden Boden. Der Schlamm setzt sich daher nach wie vor in dem Bereich des Absetzbodens ab, der den geneigt verlaufenden Boden aufweist, und wird, wie bei der bekannten Vorrichtung, schnell in den Belcbungsraum zurückgeführt. Die Anordnung eines annähernd waagerecht verlaufenden und an den geneigt verlaufenden Boden anschließenden Bodens führt jedoch zu einer erheblichen Vergrößerung des Querschnitts des Absetzraumes, so daß man die Durchgangsmenge, nämlich die den Absetzräumen pro Zeiteinheit zugeführtc Menge an Schlamm und Abwasser wesentlich erhöhen, beispielsweise verdoppeln kann. Es hat sich gezeigt, daß die Trennungslinie trotz der Erhöhung der Durchgangsmenge auf gleicher Höhe bleibt. Die Reinigungskapazität läßt sich daher durch Anwendung der Ausbildung gemäß der Erfindung bei der bekannten Vorrichtung erheblich erhöhen, ohne daß dafür entsprechend hohe Baukosten in Kauf genommen werden müssen. Lediglich der Belebungsraum ist in Anpassung an die größere Durchgangs-

menge breiter zu gestalten. Dies führt jedoch nicht zu einer Vergrößerung der inneren Trennwände, da diese lediglich etwas weiter nach außen gesetzt werden. Bei einer Vorrichtung nach der Erfindung ist somit ein doppeltes Aufnahmevolumen sowie eine

doppelte Reinigungskapazität ohne Verlängerung des Beckens möglich.

Es ist zweckmäßig, daß der annähernd waagerecht verlaufende Boden des Absetzraumes etwa in halber Beckenwassertiefe angeordnet ist, damit eine möglichst große Querschnittserweiterung des Absetzraumes erreicht wird.

Es ist vorteilhaft, wenn der geneigt verlaufende Boden unter 45° oder mehr gegenüber der Waagerecht, η geneigt ist und mit dem annähernd waagerecht verlaufenden Boden über eine Krümmung verbunden ist.

Wenn sich dennoch geringe Schlammengen auf dem annähernd waagerecht verlaufenden Boden des Absetzraumes absetzen, ist es zweckmäßig, wenn über dem Becken eine in Längsrichtung verfahrbare Brücke angeordnet ist, die im Bereich des annähernd waagerecht verlaufenden Bodens mit Schlammkratzern versehen ist, mittels derer die Schlammmengen lediglich in Richtung auf die Mittelachse des

Beckens hinzuräumen sind, d. h. bis zu dem geneigt verlaufenden Boden.

Außerdem ist es zweckmäßig, daß die verfahrbare Brücke mit Einrichtungen versehen ist, die es ermöglichen, aus dem Absetzraum im Überschuß vorhandcne Schlammengen abzuziehen, um sie aus der Vorrichtung zu entfernen oder in den Belcbungsraum in jedem gewünschten Anteil zurückzuführen. Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Ausfiihrungslu'ispielen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. I in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung, Fig. 2 einen Teil eines Querschnitts durch eine abgewandelte Vorrichtung nach Fig. 1, bei der die verschieden stark geneigten Böden des Absetzraumes über eine Krümmung miteinander verbunden sind,

F i g. 3 einen Querschnitt durch eine ähnliche Vorrichtung wie in den F i g. 1 und 2, jedoch mit Einrichtungen zum Abziehen und Zurückführen von Überschußschlamm und

F i ü. 4 einen Querschnitt durch eine ähnliche Vorrichtung wie in Fig. 1, jedoch mit geraden Trennwänden zwischen dem Belebungsraum und den angrenzenden Absetzräumen.

Bei der in F i g. 1 in einem Querschnitt dargestellten Vorrichtung ist das Becken in einen mittig angeordneten Belcbungsraum 2 mit einer Beckensohle 3 und schrägen Trennwänden d und in je einen an die Längsseiten des Belebungsraumes 2 angrenzenden Absetzraum 4 unterteilt. Der an den Belebungsraum 2 anschließende Teil jedes Absetzraumes 4 weist einen schräg, nämlich unter einer Neigung von mindestens 45° gegenüber der Horizon-

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talen, verlaufenden Boden α auf, an dem sich nach lieh so zu gestalten, daß sich hierbei eine Krüm-

außen jeweils ein annähernd horizontal verlaufender mung c ergibt, wie sie in F i g. 2 dargestellt ist. Hier-

Boden b anschließt. Oberhalb des Beckens ist eine in bei ist der Boden b um einige Grade gegenüber der

dessen Längsrichtung verfahrbare Brücke? mit Horizontalen geneigt. Der Boden α weist eine

Schlammkratzern R angeordnet, die den Boden b 5 Neigung von 45° oder mehr gegenüber der Horizon-

überstreichen, wenn die Brücke P verfahren wird. Die talen auf. Der Boden α und der Boden b sind über

Entfernung des Bodens b vom Wasserspiegel beträgt eine Krümmung c miteinander verbunden. Die

in dem gewählten Ausführungsbeispiel h/2, wenn die Schlammkratzer R sind, wie in F i g. 2 gezeigt ist,

Tiefe des Belebungsraumes 2 gleich h ist. Die Breite dem Verlauf der Krümmung c angepaßt und be-

des Bodens b entspricht etwa der vertikalen Projek- io wirken, daß sich gegebenenfalls auf dem Boden b

tion des Bodens a. Dadurch ergibt sich eine erheb- und im Bereich der Krümmung c absetzender

liehe Vergrößerung des Querschnitts des Absetz- Schlamm dem stark geneigten Boden α zugeführt

raumes 4 gegenüber einer etwaigen Begrenzung des wird.

Absetzraumes 4 unmittelbar am oberen Ende des Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die schräg verlaufenden Bodens a. Der Absetzraum 4 ist 15 Schlammenge, die gegebenenfalls mittels der durch eine in der Nähe des Wasserspiegels befind- Schlammkratzer R von dem Boden b und gegebenenliche Zulaufordnung 5 und eine über der Becken- falls von der Krümmung c abzuführen ist, in jedem sohle 3 befindliche, sich in Beckenlängsrichtung er- Fall nur einen sehr kleinen Teil der gesamten streckende Rücklauföffnung 7 für den abgesetzten Schlammenge darstellt, im Gegensatz zu ebenfalls Schlamm mit dem Belebungsraum 2 verbunden. 20 mit Schlammkratzern ausgerüsteten bekannten Vor-Das Abwasser wird dem Belebungsraum 2 über richtungen, bei denen gewöhnlich die gesamte eine Öffnung 1 zugeführt und dort zur Oxydierung Schlammenge von den Schlammkratzern erfaßt und mit aktiviertem Schlamm vermischt, wobei die zur längs eines längeren Weges gefördert werden muß. Oxydation der im Abwasser enthaltenen organischen Es ist somit ohne Schwierigkeiten möglich, Vorrich-Substanzen notwendige Luft von unten durch die 25 tungen von mehreren 100 m Länge zu bauen.
Beckensohle 3 hindurch in den Belebungsraum 2 Die Fahrgeschwindigkeit der Brücke F liegt etwa eingeblasen wird. Infolge der hierdurch verursach- in der Größenordnung von 3 bis 6 cm/sec. Die ten Strömung fließt das mit Schlamm versetzte Ab- Schlammkratzer/? durchlaufen das Wasser etwa in wasser über die Zulauföffnung 5 in einen der beiden 2 m Tiefe, so daß beim Durchgang der Schlamm-Absetzräume 4. Der Schlamm setzt sich hier ober- 30 kratzer R keine Schlammwirbel an die Wasseroberhalb des Bodens α ab. während das gereinigte Wasser fläche aufsteigen können.

über an den Seiten des Beckens angeordnete Abzugs- Bei den vorbeschriebenen Vorrichtungen ist es rinnen 6 abläuft. Die Trennungslinie χ zwischen dem ohne weiteres möglich, die horizontal verlaufenden abgesetzten Schlamm und der überstehenden Flüssig- Bodenflächen des Belebungsraumes 2 und der Abkeit verläuft etwa dort, wo der annähernd waage- 35 setzräume 4 im Hinblick auf die Abmessungen berechte Boden b an den geneigt verlaufenden Boden α kannter Vorrichtungen zu verdoppeln, ohne daß anschließt. Der abgesetzte Schlamm gelangt unter zusätzliche Trennwände od. dgl. vorzusehen sind. Ef der Einwirkung der Schwerkraft und einer konti- ist ebenfalls möglich, allein die horizontale Absetznuierlichen Zirkulationsströmung, die sich zwischen fläche zu verdoppeln, ohne gleichzeitig die Bodendem Belebungsraum 2 und jedem Absetzraum 4 aus- 40 fläche des Belebungsraumes zu vergrößern. Diese bildet, rasch zurück in den Belebungsraum 2 und Lösung ist insbesondere zur Reinigung von Wasser, wird hier durch die eingeblasene Luft sofort wieder das geringe Füllstoffmengen enthält und einen BSB-mit Sauerstoff versorgt zur Aufrechterhaltung einer zwischen 60 und 120 ppm aufweist, geeignet, wo das optimalen Aktivierung des Schlamms. Die Verweil- Volumen des Absetzraumes wesentlich größer alf zeit des abgesetzten Schlamms in dem Absetzraum 4 45 das des Belebungsraumes ist.

liegt beispielsweise in der Größenordnung von 15 Mi- Wie Fig. 4 zeigt, können auch geradlinig vcr-

nuten. Allein hieraus ist zu ersehen, daß sich zwi- laufende Trennwände / zwischen dem Belebungs- ! sehen dem Belebungsraum 2 und dem Absetzraum 4 raum 2 und den Absetzräumen 4 verwendet werden

f eine sehr starke Strömung ausbildet. wodurch sich eine zusätzliche Einsparung an Bau-

f Auch wenn die Trennungslinie χ zwischen dem 50 kosten gegenüber bekannten Vorrichtungen ergibt.

abgesetzten Schlamm und der überstehenden Flüssig- bei denen die Trennwände, ähnlich wie bei der Vor-

^E keit etwa in einer Höhe verläuft, in der der zu- richtung in F i g. 1. teilweise schräg und teilweise

mindest annähernd waagerecht verlaufende Boden b vertikal verlaufen.

an den geneigt verlaufenden Boden α anschließt, so Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Vorrichtung daß der Schlamm infolge der starken Neigung des 55 die Verwendung einfacher und sehr wirkungsvoller Bodens α ungehindert der Rücklauföffnung 7 züge- Einrichtungen zum Abziehen und Zurückführen des führt werden kann, kann sich dennoch eine geringe Überschußschlamms zuläßt. Zu diesem Zweck sind Schlammenge auf dem Boden b absetzen. Um eine auf der Brücke P zwei Elektropumpen g angeordnet, längere Verweilzcit des hier abgesetzten Schlammes die aus der gleichen Stromquelle, wie der Brückenzu vermeiden, wird die Brücke P mit den Schlamm- 60 antrieb, gespeist werden. Die Elektropumpen ,e sind kratzer R in Richtung der Längsachse des Beckens mit Saugleitungen ο verbunden, die im unteren Teil verfahren, wobei die Schlammkratzer R auf Grund des Absetzraumes 4 enden und den Überschußeiner entsprechenden Ausbildung den Schlamm schlamm einem Abzugsleitungssyst ^m i zuführen, lediglich derart nach innen schieben, daß er auf den durch das der Uberschußschlamm entweder über ein schrägen Boden α und hier in die Zirkulationsströ- 65 Ventil / in eine Abzugsrinne it in Höhe des Erdmung gelangt. bodens oder übeT ein zweites Ventil /, in den Be-Bei einem größeren Becken ist es vorteilhaft, die lebungsraum 2 geführt wird. Wenn es erforderlich Neigung des Bodens α zumindest teilweise veränder- ist, eine möglichst große Menge Überschußschlamms

abzuführen, wird allein das Ventil / geöffnet, während das Ventil Z₁ geschlossen ist. Zum Abführen einer kleineren Menge Uberschußschlamms wird das Ventil / nur teilweise gtiffnet. Die Ventile / und /, können auch selbsttätig steuerbar ausgeführt und mit einem regelbaren Zählwerk verbunden sein.

Die Abzugsrinne k für den Überschußschlamm kann oberhalb einer der beiden Abzugsrinnen zum Abführen des gereinigten Wassers angeordnet sein. Liegt dagegen die Abzugsrinne k tiefer als der

Wasserspiegel, so können die Elektropumpen g durch Einrichtungen zum Abziehen und Zurückführen des Überschußschlamms ersetzt werden, die als nach Siphonart arbeitende Rohrleitungen ausgebildet sind.

An der Brücke P kann auch ein in Höhe der Wasseroberfläche liegender Rechen r befestigt sein, der dazu dient, Algen beiseite zu räumen, die sich bei hohem Sauerstoffgehalt des Wassers bilden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur biologischen Reinigung von Abwasser, bestehend aus einem im Grundriß rechteckförmigen Becken, das einen mittig angeordneten Belebungsraum aufweist, an dessen beiden Längsseiten je ein Absetzraum vorgesehen ist, der durch eine in der Nähe des Wasserspiegels befindliche Zulauföffnung und eine über der Beckensohle befindliche, sich in Becken längsrichtung erstreckende Rücklauföffnung für den abgesetzten Schlamm mit dem Belebungsraum verbunden ist und dessen Boden eine von der Rücklauföffnung zum Belebungsraum ausgehende Neigung aufweist, die so groß ist. daß ein Festsetzen des sich absetzenden Schlammes auf dem Boden des Absetzraumes verhindert wird, dadurch gekennzeichnet, daß anschließend an den geneigt verlaufenden Boden (a) etwa in Höhe der Trennungslinie (.v) zwischen dem abgesetzten Schlamm und der überstehenden Flüssigkeit ein zumindest annähernd waagerecht verlaufender Boden (h) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der annähernd waagerecht verlaufende Boden (/>) etwa in halber Beckenwassertiefe angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der geneigt verlaufende Boden («) unter 45Γ oder mehr gegenüber der Waagerechten geneigt ist und mil dem anannähernd waagerecht verlaufenden Bodens (b) über eine Krümmung (c) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Becken eine in Längsrichtung verfahrbare Brücke (P) angeordnet ist, die im Bereich des annähernd waagerecht verlaufenden Bodens (b) mit Schlammkratzern (R) versehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die verfahrbare Brücke (/') mit Einrichtungen versehen ist, die es ermöglichen, aus dem Absetzraum (4) im Oberschuß vorhandene Schlammengcn abzuziehen, um sie aus der Vorrichtung zu entfernen oder in den Belebungsraum (2) in jedem gewünschten Anteil zurückzuführen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Abziehen und Zurückführen des Übcrschußschlamms aus Elektropumpcn (g) und mit diesen verbundenen, im unteren Teil des Absetzraumes (4) endenden Saugleitungen (o) und einem Abzugsleitungssystem (ι) bestehen, durch das der Überschußschlamm entweder über ein Ventil (/') in eine Abzugsrinne (A-) in Hohe des Erdbodens oder über ein zweites Ventil (Z₁) in den Belebungsraum (2) geführt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Abziehen und Zurückführen des Überschußschlamms als nach Siphonart arbeitende Rohrleitungen ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die die Absetzräume (4) vom Belcbungsraum (2) abtrennenden Trennwände (/) im Querschnitt geradlinig ausgebildet sind.