DE1809755B2 - Vorrichtung zur klaerung von belebtschlamm - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Klärung von Belebtschlamm mit einer Belüftungseinrichtung und einem röhrenförmigen Klärteil.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der US-PS 24 58 163 bekannt. Bei der in dieser Patentschrift beschriebenen Vorrichtung wird ein Schlammbelebungsverfahren in einem belüfteten Tank durchgeführt. Der belüftete Dickschlamm wird kontinuierlich abgezo- jo gen und der überstehende Dünnschlamm wird nachgeklärt. Dies geschieht in ebenfalls belüfteten Tanks mit vertikalen Platten- oder Röhreneinbauten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den röhrenförmigen Klärteil einer derartigen Vorrichtung J5 derart auszubilden, das einerseits eine intensive Klärung des Schlammes in dem Klärteil ermöglicht und andererseits die Umsetzung des Schlammes in dem Belüftungsraum gefördert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art der röhrenförmige Klärteil ein Schrägklärer mit einer Röhrenneigung von 45—75°, dessen untere Öffnungen in den Belüftungsraum und dessen obere Rohrenden in einen Klarflüssigkeitsüberlauf münden.

Durch die schräge Anordnung der Röhren des Klärteils wird einerseits eine gute Klärung des Schlammes durch Absetzung am Boden der Röhren erreicht. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß es beispielsweise aus der DT-PS 9 69 293 und der DT-AS 12 46 676 bekannt ist, für Absetzvorgänge Schrägklärer mit kastenförmigen oder röhrenförmigen Klärteilen zu verwenden. Im Zusammenhang mit dem Belebtschlammverfahren ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß bei der gewählten Winkelstellung der Röhren der abgesetzte Schlamm selbsttätig in den Belüftungsraum zurückgleitet, so daß der Klärteil einerseits selbstreinigend arbeitet und keine Betriebsunterbrechungen für Reinigungsarbeiten erfordert und zum anderen der in den Bslüftungsraum zurückgleiten- ao de Schlamm die Aufrechterhaltung eines bakteriellen Protoplasmas in dem Belüftungsraum fördert und so für eine schnellere und vollständigere Umsetzung des dort befindlichen Schlammes sorgt.

Die Erfindung kann in verschiedenen Anwendungsbe- h5 reichen eingesetzt werden. Zum Beispiel kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ableitung des Ablaufwassers aus Behandlungsvorrichtungen verwendet werden, die nach dem Emscher-Verfahren arbeiten. Weiterhin kann die erfindungsgemäße Vorrichtung in Systemen wie etwa Abwasser- und Regenahwasser-Systemen verwendet werden, so daß während eines starken Abwasseranfalls, beispielsweise bei einem Regenfall, im wesentlichen geklärte Wassermengen abgetrennt werden können, während das die Feststoffe mitführende Wasser in eine Abwasseranlage gelangt. Weitere Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung.

Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Im Hinblick auf die obengenannte DT-PS 9 69 293 und die DT-AS 12 46 676 wird ein Elementenschutz auf den Schrägklärteil nicht beansprucht.

Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand von voraigsweisen Ausführungsbeispielen, wie sie in der Zeichnung dargestelli sind, erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Behandlungseinrichtung für ein Abfallschlammbelebungsverfahren, in die die erfindungsgemäße Absetzvorrichtung eingebaut ist,

Fig.2 ein Berieselungsfiltersystem, in das die erfindungsgemäße Absetzvorrichtung eingebaut ist,

Fig.3 ein Abwassersystem zur Abtrennung von geklärten Wassermengen während eines Regengusses, in das die erfindungsgemäße Absetzvorrichtung eingebaut ist, und

Fig.4 eine Wasserkläreinrichtung, in die die erfindungsgemäße Absetzvorrichtung eingebaut ist.

In Fig. 1 ist mit 10 ein Belüftungstank eines Systems zur Durchführung eines Schlammbelebungsverfahrens bezeichnet, in den durch eine Leitung 12 Rohabwasser oder Rohabfall eingeführt wird. Der Tank 10 ist mit geeigneten Belüftungseinrichtungen ausgestattet, die Rührer 14 und eine Luftverteilungseinrichtung 16 umfassen. Gemäß der Erfindung wird eine die Feststoffe abtrennende oder die Feststoffe sich absetzen lassende Vorrichtung 18 vorgesehen, durch die das aus dem Tank 10 austretende Abwasser oder der Überlauf hindurchfließen müssen, und durch die eine kontinuierliche Beseitigung der absetzbaren Feststoffe aus dem austretenden Abwasser oder Überlauf erzielt wird. Die Absetzeinrichtung 18 besitzt mehrere lange Röhren oder Leitungen 20 mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser, die unter einem spitzen Winkel a von größer als 45° und vorzugsweise zwischen 55° und 75°, wobei der optimale Winkel ungefähr ü0° beträgt, nach aufwärts gegen die Horizontale geneigt sind. Der an den oberen Enden der Absetzeinrichtung 18 austretende Abfluß wird gesammelt und über eine Leitung 22 in den Aufnahmestrom oder zu einer weiteren Behandlung, z. B. durch Filtrieren in einem Filter, abgeführt.

Die Röhren oder Leitungen 20 besitzen vorzugsweise, wenn sie rund ausgebildet sind, einen Durchmesser zwischen ungefähr 2,5 und 15 cm. Auch runde Röhren mit einem kleineren Durchmesser als 2,5 cm können in manchen Fällen verwandt werden, und solche Röhren beseitigen tatsächlich die sich absetzenden Stoffe wirkungsvoller, jedoch neigen solche Röhren mit kleinem Durchmesser dazu, zu verstopfen, so daß der abgelagerte Schlamm nicht wie gewünscht kontinuierlich entfernt wird. Bei Röhren mit größeren Durchmessern als 15 cm steigt die Wahrscheinlichkeit für die Ausbildung von Wirbeln in der Röhre, wodurch das Absetzen der Feststoffe in der Röhre beeinträchtigt wird.

Die Röhren können auch an Stelle eines runden

Querschnittes andere Querschnittsformen aufweisen. Unabhängig von ihrer Form sollten diese Röhren einen Querschitt besitzen, der dem einer runden Röhre mit einem Durchmesser von ungefähr 2,5 bis 15 cm entspricht, d. h. der Querschnitt sollte zwischen unge- "> fähr 6,5 qcm und 175 qcm liegen, und die Röhren sollten eine Querabmessung, d. h. eine Abmessung senkrecht zu der Röhrenachse zwischen ungefähr 2,5 und 15 cm aufweisen.

Es wird eine ausreichende Anzahl von Röhren vorgesehen, so daß der gesamte Querschnitt der Röhren so groß ist, daß sich bei der geplanten Betriebsleistung der Vorrichtung ein laminarer Strömungszustand in den Röhren ausbilden kann. Dies ist der Fall, wenn die lineare Fließgeschwindigkeit unter ungefähr 0,012 m pro Sekunde oder ungefähr 737 1 pro Minute pro qm gehalten wird.

Die minimai zulässige Röhrenlänge ändert sich umgekehrt zu dem Durchmesser oder der Querabmessung der Röhren. Bei Röhren mit einem Durchmesser von 2,5 bis 5 cm erhält man bei einer Länge von 60 cm gewöhnlich eine gewünschte Beseitigung der Trübung durch sich absetzende Flöckchen, wie sie normalerweise bei der Wasser- und Abwasserbehandlung auftreten. Für Röhren mit größerem Durchmesser können längere Röhren erforderlich sein; bei Flüssigkeiten, die sehr mit sich absetzenden Stoffen angereichert sind, sind gewöhnlich Röhren mit größerer Länge als bei Flüssigkeiten erforderlich, die kleinere Konzentrationen an Feststoffen mit sich führen.

Während des Betriebes tritt der ggf. mit Flockmittel versetzte, aktivierte bzw. belebte Schlamm oder die »gemischte Flüssigkeit« aus dem Tank 10 in den unteren Teil der Röhren der Absetzeinrichtung 18 ein und fließt langsam durch die Röhren 20 aufwärts, während sich die Bakterienfeststoffe auf dem Boden der Röhren absetzen. Die abgesetzten Bakterienfeststoffe fließen durch die Schwerkraft entlang dem Boden der Röhre abwärts und sie werden in den Belüftungstank 10 zurückgeführt, während das geklärte Abwasser an den oberen Enden w der Röhren austritt und durch eine Leitung 22 abgeleitet wird.

Die fortlaufende und schnelle Rückkehr des abgesetzten Bakterienprotoplasmas stellt bei einem System, das nach dem Schlammbelebungsverfahren arbeitet, einen erheblichen Vorteil dar, da hierdurch die Leistung und die Stabilität des Systems verbessert wird. Hierdurch braucht kein Schlamm, wie es gegenwärtig der Fall ist, in einem Sedimentationstank gelagert zu werden, der natürlich einen erheblichen Raum beansprucht und weiterhin bewirkt, daß löslicher BSB (biochemischer Sauerstoffbedarf) und Phosphate aus dem abgesetzten Protoplasma an das behandelte Abwasser freigegeben werden, und daß ebenso die Flüssigkeit denkrert wird, so daß dem abgesetzten Schlamm Sauerstoff zugeführt wird. Der freigesetzte Stickstoff bildet Blasen, die den Schlamm an die Oberfläche schwemmen, wodurch die Sedimentationstanks mit der Zeit unwirksam werden.

Die Erfindung kann gleichfalls in anderen Systemen verwandt werden, um z. B. den Wirkungsgrad eines herkömmlichen Berieselungsfiltersystems, wie es in Fig.2 dargestellt ist, zu verbessern, bei dem das Abwasser oder der industrielle Abfall durch eine Berieselungsanlage 30 über einem Sickerfilter 32 behandelt wird, von der das vorgereinigte Abwasser fe> über eine Leitung 34 in einen vorhandenen Sedimenta-Iionstank 36 abgeführt wird.

Der Tank 36 wird dadurch in einen Tank mit belebtem Schlamm umgebaut, daß im Inneren eine geeignete Belüftungsvorrichtung eingebaut wird, die durch die Belüftungseinrichtung 38 und einen Rührer 40 angedeutet ist. Das vorgereinigte Abwasser wird aus dem Sedimentationstank über eine Absetzeinrichtung 42, wie sie im wesentlichen oben beschrieben wurde, abgezogen, wobei das geklärte Abwasser, das am oberen Ende der Absetzeinrichtung austritt, durch eine Leitung 44 abgeleitet wird. Das von den Sickerfiltjrn herkommende vorgereinigte Abwasser ist wegen der Gegenwart von löslichen organischen Bestandteilen und suspendierten Bakterienfeststoffen in dem vorgereinigten Abwasser, das aus dem Filter abströmt, gewöhnlich nur etwa zu 85% stabilisiert. Durch die Belüftung dieser Flüssigkeit in dem Tank 36 kann, wenn diese mit einer Filterung des vorgereinigten Abwassers verbunden wird, der biochemische Sauerstoffbedarf des Abwassers auf über 95% verringert werden.

Durch die zunehmende Verschmutzungsüberwachung und die zunehmenden Beschränkungen hinsichtlich der Einleitung von BSB enlhaJtenden Stoffen in Wasserläufe sind schwerwiegende Probleme für solche Systeme aufgetreten, die eine kombinierte sanitäre Abwasser- und Regenwassersammelanlage besitzen. Bei den meisten Anlagen können die Behandlungseinrichtungen nicht den erhöhten Abwasserstrom aufnehmen, der durch schwere Regenfälle verursacht wird, weshalb der überschüssige Strom um die Behandlungsanlage herumgeführt wird oder diese so überlastet, daß eine unwirksame Behandlung erzielt wird. Gemäß der Erfindung wird eine Absetzeinrichtung in eine Anlage zum Ableiten des Regenwassers und der sanitären Abwasser eingebaut, mit deren Hilfe eine Konzentration der Feststoffteilchen durchgeführt wird, so daß das geklärte Abwasser in den Wasserlauf abgeführt werden kann.

In Fig. 3 ist eine Anlage gezeigt, bei der das Regenwasser und das Abwasser von einer Einlaßleitung 50 in ein Bassin oder eine Sammelsickergrube 52 eingeleitet wird, in der eine Absetzeinrichtung 54 eingebaut ist, wobei die Röhren der Absetzeinrichtung unter einem Winkel zwischen 45° und 60° gegen die Horizontale geneigt sind. Die festen, teilchenförmigen Bestandteile in dem Abwasser, die sich auf dem Boden der Röhren der Absetzeinrichtung ablagern, werden in der oben beschriebenen Weise kontinuierlich in das Bassin 52 eingeleitet, so daß sie mit dem Abwasser durch die Abführleitung 56, die zu der Behandlungsanlage führt, weggeschwemmt werden. Aus dem Wasser, das an den oberen Enden der Röhren 54 austritt, ist ein wesentlicher Anteil der festen Bestandteile entfernt worden, so daß dieses Wasser durch eine Leitung 58 in einen das Wasser aufnehmenden Wasserlauf abgeführt werden kann. Die Auslaßleitung 58 ist an einer erhöhten Stelle angeordnet, so daß der gesamte Strom unter normalen Umständen in die Abführleitung 56 eingeleitet wird und daß die Absetzeinrichtung 54 erst dann zu arbeiten beginnt, wenn sich der Strom während eines Regens erhöht.

Fig.4 zeigt eine Einrichtung, die in eine aufwärts fließende Kläranlage eingebaut ist, die ein Bassin 60 umfaßt, in das das zu klärende Wasser durch eine Einlaßröhre 62 eingeleitet wird. Die Absetzeinrichtungen 64 sind in dem oberen Teil des Bassins angeordnet, und das aufwärts fließende Wasser wird durch Unterteilungswände 66 gezwungen, durch die Röhren dieser Absetzeinrichtungen zu laufen. Das reine Wasser wird in Abflußrinnen 68 gesammelt, um es zu dem

Abnahmesystem zu befördern. Die Feststoffe, die sich in den Röhren der Einrichtungen 64 ablagern, gleiten kontinuierlich aus den unteren Enden der Röhren heraus und sammeln sich auf dem Boden des Bassins 60. Eine Absaugleitung 70 kann vorgesehen werden, um den sich an dem Boden des Bassins angesammelten Schlamm periodisch abzusaugen.

Aufwärts fließende Kläranlagen sind gewöhnlich auf eine Durchflußmenge zwischen 40 und 80 I pro Minute pro qm beschränkt, da Flöckchen mit überführt werden, wenn diese Durchflußmengen überschritten werden. Bestehende Kläranlagen, die wegen einer Überlastung

eine niedrige Leistungsfähigkeit aufweisen, kör durch die Verwendung der geneigten Röhren in i Leistungsfähigkeit gesteigert werden, so daß sich zufriedenstellender Betrieb bis zu Durchflußmer von 325 I pro pro Minute pro qm ergibt. Durch Verwendung der geneigten Röhren lassen sich ähnlicher Weise bessere Kläranlagen bauen, die wc der geringen Größe niedriger in ihren Kosten sind beansprucht z. B. eine typische Ausführungsform Ie lieh 1/3 bis 1/5 des Volumens einer hcrkömmlic Kläranlage.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Klärung von Belebtschlamm mit einer Belüftungseinrichtung und einem röhrenförmigen Klärteii, dadurch gekennzeichnet, daß der röhrenförmige Klärteil (18, 20; 42, 54, 64) ein Schrägklärer mit einer Röhrenneigung von 45—75" ist, dessen untere Öffnungen in den Belüftungsraum (10, 36, 52, 60) und dessen obere Rohrenden in einen Klarflüssigkeitsüberlauf münden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhrenneigung 55 — 75° beträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhrenneigung 60° beträgt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Röhrendurchmesser 2,5— 15 cm beträgt.