DE1815852B2 - Fuellung fuer tropfkoerper fuer die biologische abwasserreinigung - Google Patents

Description

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und Flüssigkeit vorhanden sind, und daß die Flüssig- Fig. 3 a und 3 b zeigen Seitenansichten des Füll-

keit gleichmäßig über die QuerschnittsfßchedesReak- elementes gemäß Fig. 1 mit verschiedenen Gitter-

tionsraumes verteilt wird. Die Anwendung einer der- abständen;

artigen Füllung bei Tropfkörpern würde allerdings Fig. 3c zeigt die Seitenansicht einer Füllung mit noch nicht sämtliche der obengenannten Forderun- 5 fortschreitender Versetzung der Gitterebenen;
gen erfüllen. Bei der bekannten Füllung werden näm- Fig. 4a und 4b zeigen Seitenansichten der Füllich wegen der glockenförmigen Ausbildung der Füll- lung gemäß F i g. 1 mit verschiedenen Kugeldurchkörper einseitig nach unten offene Hohlräume gebil- messern;

det_: die einerseits für das herabrieselnde Wasser nicht Fig. 5 zeigt perspektivisch einen Ausschnitt aus

zugänglich sind und in denen sich andererseits die io einer erfindungsgemäßen Füllung mit einer anderen

aufwärtsströmenden Gase stauen, so daß in diesen Halterung der Füllkörper.

Hohlräumen die Bedingungen für einen aeroben Fig. 6 und 7 zeigen schematische Seitenansichten

Stoffwechsel nicht gegeben wären. von Füllungen mit verschiedenen Füllkörperformen;

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Fig. 8 zeigt in schematischer Seitenansicht eine

Nachteile zu beseitigen und ein Füllmaterial für 15 regellose Anordnung aus einzelnen Raumgitterein-

Tropfkörper zu schaffen, das eine gleichmäßige Was- heiten.

Serverteilung ohne die Gefahr der Verschlammung Gemäß Fig. 1 sind übereinander vier horizontale

und gleichzeitig bei ausreichender Oberfläche für das Gitter 1,1' usw. mit quadratischen Maschen ange-

Wachstum des biologischen Rasens eine gute Durch- ordnet, die aus sich rechtwinklig kreuzenden Drähten

lüftung des Tropfkörpers gewährleistet. 20 oder Stäben gebildet sind. Auf die quadratischen

Ausgehend von der bekannten Füllung für Riesel- Maschen der Gitter sind Kugeln 3,3' aufgelegt, und

kolonnen wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die die Maschen der höherliegenden Gitter liegen auf

Füllkörper als geschlossene Körper mit allseits nach den darunter befindlichen Kugeln auf, so daß die

außen gewölbter Mantelfläche ausgebildet sind. Kugeln ihrerseits als Abstandshalter den lotrechten

Durch die Verwendung derartiger, also z. B. kugel- 25 Abstand der Gitter bestimmen. Die Kugeln sind auf

förmiger oder birnenförmiger Füllkörper, und durch diese Weise, ohne sich gegenseitig unmittelbar zu be-

ihre genannte, berührungsfreie Anordnung an regel- rühren, in einer regelmäßigen Raumgitteranordnung

mäßigen Raumgitterpunkten wird erreicht, daß weder festgelegt. Wenn die Stäbe des Gitters und die Kugeln

an den Füllkörpern selbst noch zwischen den Füll- an den Berührungspunkten miteinander verbunden,

körpern Hohlräume bzw. keilförmige Zwickel od. dgl. 30 zum Beispiel verklebt sind, bildet der gesamte in

vorhanden sind, die sich im Betrieb mit Schlamm Fig. 1 gezeigte Aufbau einen etwa quaderförmigen

zusetzen und zu anaeroben Vorgängen Anlaß geben Block. Die gesamte Füllung eines Tropfkörpers oder

können. Es ist gewährleistet, daß zwischen den Füll- Rieselturmes kann dann aus derartigen Blöcken in

körpern ausreichende Gasströmungswege vorhanden regelmäßiger Nebeneinander- und Übereinander-

sind und gleichzeitig bei entsprechender Wahl des 35 schichtung zusammengesetzt werden,

gedachten Raumgitters das Wasser wirksam verlang- Bei dem in F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel

samt und gleichmäßig verteilt wird, wobei insbeson- sind die Kugeln in den verschiedenen Ebenen derart

dere durch Versetzen der Gitterebenen gegeneinander »auf Lücke« angeordnet, daß sie im kristallographi-

die lotrechten Fallkanäle zwischen den Füllkörpern sehen Sinn ein kubisch-raumzentriertes Gitter bilden,

auf einfache Weise in kurzen Abständen unterbro- 40 Denkt man sich die Zeilen und Spalten jedes Gitters

chen werden. Die absolute Oberfläche der Füllkörper fortlaufend numeriert, so befinden sich die Kugeln

pro Volumeneinheit des Tropfkörpers ist zwar etwas des (von oben) ersten und dritten Gitters auf den an

geringer als bei bekannten Füllungen, die im Betrieb den Kreuzungen der ungeradzahligen Zeilen und

wirksame Obeifläche ist jedoch größer als bei den Spalten gebildeten Maschen, während im zweiten und

konventionellen Füllkörpern, bei denen ein erheb- 45 vierten Gitter die Maschen an den Kreuzungen der

licher Teil der vorhandenen Oberfläche durch das geradzahligen Zeilen und Spalten mit Kugeln belegt

Zusetzen der engen Zwischenräume mit Schlamm für sind. Wie insbesondere auch aus F i g. 2 ersichtlich

den Reinigungsvorgang verlorengeht. Damit erfüllt ist, befinden sich auf diese Weise die Mittelpunkte

die erfindungsgemäße Füllung sämtliche der eingangs der Kugeln 3' der zweiten Gitterebene lotrecht unter

genannten Forderungen. 50 den Mittelpunkten der von den Kugeln 3 der ersten

Eine den freien Querschnitt zwischen den sich nicht Gitterebene gebildeten Quadrate usw. Es wird auf berührenden Füllkörpern gewährleistende Halterung diese Weise vermieden, daß innerhalb dieser Quader Füllkörper kann erreicht werden durch Auflegen drate lotrecht durchgehende Kanäle mit großem der Füllkörper auf die Maschen von horizontalen Git- Querschnitt gebildet werden, in denen das Wasser tern oder durch Aufreihen der Füllkörper auf paral- 55 direkt ohne Berührung mit den Kugeln frei fallen IeIe Stäbe. Die gesamte Füllung kann auch aus block- könnte. Wie man aus Fig. 2 sieht, sind aber auch artigen Raumgittereinheiten, die jeweils eine Anzahl bei dieser Anordnung noch auf den Verbindungsvon Füllkörpern in regelmäßiger Anordnung ent- ünien benachbarter Kugeln liegende lotrecht durchhalten, entweder in loser Schüttung oder Vorzugs- gehende Kanäle 5 vorhanden, die allerdings einen weise in regelmäßiger Schichtung zusammengesetzt 60 verhältnismäßig kleinen Querschnitt haben,
sein. Will man auch diese lotrecht durchgehenden

Ausführungsformen der Erfindung werden im Kanäle vermeiden, so kann man die Kugeln abwei-

folgenden an Hand der Zeichnungen näher beschrie- chend von Fig. 1 so auf die Maschen der Gitter auf-

ben. legen, daß z. B. in der von oben gesehen dritten Git-

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht ein erfin- 65 terebene die Kugeln auf die Maschen an den Kreu-

dungsgemäßes Füllelement für einen Tropfkörper; zungen von ungeradzahligen Zeilen mit geradzahligen

Fig. 2 zeigt die Draufsicht auf das Füllelement Spalten und in der vierten Gitterebene auf die Kreu-

gemäß Fig. 1; zungen von geradzahligen Zeilen mit ungeradzah-

ligen Spalten aufgelegt werden. Anders ausgedrückt im wesentlichen erhalten, da eine unmittelbare gegenerhält man diese Anordnung, wenn man in F i g. 1 seitige Berührung der Füllkörper nur an den Grenzen alle Kugeln in der von oben dritten Ebene um eine der einzelnen Raumgittereinheiten auftreten. Eine Masche nach rechts und die der vierten Ebene um eine derartige Anordnung, wie sie beispielsweise in F i g. 8 Masche nach links versetzt. Bei einer derartigen An- 5 schematisch dargestellt ist, hat allerdings den Nachordnung überlappen sich in lotrechter Richtung ge- teil, daß sich größere, von Füllkörpern freie und dasehen alle Kugeln vollständig, so daß überhaupt keine her nicht ausgenutzte Hohlräume bilden,
lotrecht durchgehenden Kanäle, in denen das Was- Statt der Verwendung von vorgefertigten Raumser frei fallen kann, vorhanden sind. gitterelementen kann die Tropfkörperfüllung auch so Bei jeder dieser Ausführungsformen sind aber, da io aufgebaut werden, daß über den gesamten Querdie Kugeln sich gegenseitig nicht berühren, stets freie schnitt des Tropfkörpers Gitter oder Netze gespannt Durchgänge von ausreichendem Querschnitt zwischen werden, auf deren Maschen die Kugeln in der geden Kugeln vorhanden, welche die gewünschte, für wünschten Anordnung (etwa entsprechend Fig. 1) den Stoffaustausch an den biologisch aktiven Ober- aufgelegt werden. Abweichend von Fig. 1 können flächen notwendige Gasströmung sicherstellt. 15 auch Gitter mit anderen Maschenformen, z. B. mit Fig. 3 a und 3 b zeigen, daß die lotrechte Dirnen- rhombischen, dreieckigen oder hexagonalen Maschen sion des Raumgitters, nämlich der lotrechte Abstand verwendet werden. Anstatt die draht- oder stabförder Flächengitter voneinander durch das Verhältnis migen Halteelemente für die Kugeln als Tangenten des Kugeldurchmessers zur Maschenweite des an die Kugeln auszubilden, können sie auch als quadratisch geteilten Flächengitters abhängt, wie man 20 Durchdringende ausgebildet sein. Ein Beispiel für aus einem Vergleich der unterschiedlichen Maschen- eine solche Anordnung zeigt Fig. 5. Hier sind die weitend bzw. d! in den Fig. 3 a und 3b erkennt. Zur Kugeln auf parallelen Stäben4,4' aufgereiht, haben Vermeidung der lotrecht durchgehenden geradlinigen aber im übrigen dieselbe geometrische Anordnung Kanäle ist es auch denkbar, aufeinanderfolgende wie in Fig. 1. Derartige Stäbe können horizontal Gitterebenen fortschreitend um einen Bruchteil der 25 oder auch lotrecht oder schräg durch den Tropfkör-Maschenbreite gegeneinander zu versetzen, wie es in per gespannt oder in ihm aufgehängt sein.
F i g. 3 c durch die strichpunktierte Linie angedeutet An Stelle der Kugeln können auch Füllkörper ist. anderer geometrischer Form verwendet werden, z. B. Die Fig. 4a und 4b zeigen, daß bei gleichbleiben- kegelförmige Kugelsektoren (Fig. 6) oder eiförmige der Maschenweite der Gitter der Abstand der hori- 30 Rotationskörper (Fig. 7).

zontalen Gitterebene vom Durchmesser der Kugeln Mit einem Versuchskörper, der entsprechsnd abhängt. Wie man bei einem Vergleich der Fig. 4a Fig. 1 aus Kunststoffkugeln von etwa 8cm Durch- und 4 b erkennt, kann man durch Verwendung klei- messer aufgebaut war, wurden Versuche mit besonnerer Kugeln die Anzahl der Kugeln und damit die ders schwierig zu behandelnden Abwässern durchspezifische Oberfläche pro Raumeinheit vergrößern 35 geführt, die gezeigt haben, daß bereits bei kleinen und trotzdem erreichen, daß zwischen den Kugeln Abmessungen eines derartigen Tropfkörpers ausgenoch ausreichend große Zwischenräume für den er- zeichnete Reinigungsleistungen erzielt werden könforderlichen Luftstrom verbleiben. nen. Es hat sich ferner gezeigt, daß der in dem erfin-Wie bereits erwähnt, können blockartige Raum- dungsgemäßen Tropfkörper anfallende Schlamm füi gittereinheiten der in Fig. 1 gezeigten Art vorge- 40 die weitere Verarbeitung außerordentlich günstige fertigt und zur Herstellung eines Tropfkörpers neben- Eigenschaften aufweist. Es wurde gefunden, daß dei und übereinander geschichtet werden. Dies hat den Schlamm äußerlich von dunkelbrauner Färbung und Vorteil einer billigen Montage, die von ungelernten humusartiger Struktur war und sich im Betrieb leichl Kräften durchgeführt werden kann. und in lockeren Flocken von den Tropfkörperober-Möglich ist jedoch auch eine regellose Schüttung 45 flächen ablöste, ohne die bei bekannten Tropfkörpern von kleineren Raumgittereinheiten, z. B. der in F i g. 1 beobachtete zähflüssige und übel riechende Beschafgezeigten Art Auch hier bleiben die Vorteile der fenheit zu zeigen. Der Schlamm ist leicht entwässerregelmäßigen Raumgitteranordnung der Füllkörper bat und fault gut aus.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (8)

kannten Füllungen für biologische Tropfkörper erPatentansprüche: füllen die genannten Forderungen nur teilweise. Füllungen für Tropf körper bestehen entweder gemäß

1. Füllung für Tropfkörper zur biologischen DIN 19 557 aus Naturstein oder technischer Schlacke Abwasserreinigung, bestehend aus einer Vielzahl 5 von gleichmäßiger Körnung, die in loser Schüttung in von Füllkörpern von regelmäßiger Form, deren den Tropfkörper eingebracht werden, oder aus künst-Abmessungen in allen drei Raumrichtungen klein lieh hergestellten, regelmäßig geformten Füllkörpern gegenüber den Tropfkörperabmessungen sind, wie Raschigringen, Sattelkörpern od. dgl., die ebenmit Anordnung der Füllkörper an den Eckpunk- falls für lose Schüttung bestimmt sind. Den gestiegeten eines gedachten regelmäßigen Raumgitters io nen Anforderungen an die Reinigungsleistung mound mit Befestigung der Füllkörper ohne gegen- derner Abwasserreinigungsanlagen sind die Tropfseitige unmittelbare Berührung an Haltemitteln, körper mit den genannten Füllungen jedoch nicht gedie den erforderlichen freien Querschnitt zwischen wachsen, vor allem deshalb, weil die verhältnismäßig den Füllkörpern gewährleisten, dadurch ge- engen Zwischenräume in den Tropfkörpern sich bei kennzeichnet, daß die Füllkörper als ge- 15 höherer Schmutzbelastung des Tropfkörpers mit schlossene Körper mit allseits nach außen gewölb- Schlamm zusetzen, so daß aerobe Lebensbedingungen ter Mantelfläche ausgebildet sind. für die Bildung des biologischen Rasens auf den Füll-

2. Füllung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- körpern nicht mehr gegeben sind.

zeichnet, daß die Füllkörper als Kugeln ausgebil- Ferner ist ein Füllmaterial für Tropfkörper, Kühl-

det sind. 20 türme und Rieselkolonnen bekannt, welches aus lot-

3. Füllung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- recht und parallel nebeneinander angeordneten, dopzeichnet, daß die Füllkörper birnenförmig ausge- pelt gewellten Platten besteht, so daß zwischen den bildet sind. Platten gewundene Kanäle gebildet sind (USA.-Pa-

4. Füllung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- tentschrift 2 793 017). Dieses Füllmaterial ermöglicht zeichnet, daß Füllkörper unterschiedlicher Form 25 zwar überraschenderweise bei Schmutzbelastungen, und/oder Größe verwendet werden. die etwa das Fünf- bis Zehnfache der maximalen

5. Füllung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, Schmutzbelastung herkömmlicher Tropfkörper bedadurch gekennzeichnet, daß die Füllkörper auf trägt, einen verschlammungsfreien Betrieb. Es wurde die Maschen von horizontalen Gittern aufgelegt jedoch gefunden, daß das genannte neuartige Füllsind. 30 material trotz seiner unbestreitbaren Vorzüge auch

6. Füllung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, Nachteile aufweist. Ein Nachteil besteht darin, daß dadurch gekennzeichnet, daß die Füllkörper auf das Wasser längs der glatten lotrechten Platten mit parallelen Stäben aufgereiht sind. praktisch ungehinderter Fallbewegung nach unten

7. Füllung nach Anspruch 4, dadurch gekenn- strömen kann, so daß sich sehr geringe Verweilzeiten zeichnet, daß lotrecht übereinanderliegende Git- 35 im Tropfkörper ergeben. Diese Zeit reicht weitgehend terebenen des gedachten Raumgitters derart ge- nur zu adsorptiven Reinigungsvorgängen aber nicht geneinander versetzt sind, daß die zwischen den für eine echte biologische Resorption der im Wasser Füllkörpern verbleibenden lotrechten Fallkanäle enthaltenen Schmutzstoffe aus, weshalb nur eine Teilin kurzen Abständen unterbrochen sind. reinigung ermöglicht wird. Ferner wurde beim Betrieb

8. Füllung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 40 eines Tropfkörpers mit dem genannten Füllmaterial dadurch gekennzeichnet, daß sie aus blockartigen beobachtet, daß insbesondere bei der Reinigung von Raumgittereinheiten, die jeweils eine Anzahl von Abwassern mit einem hohen Anteil von öl- und emul-Füllkörpern in regelmäßiger Anordnung enthal- sionshaltigen Industrieabwässern der im Tropfkörper ten, in insbesondere regelmäßiger Schichtung zu- gebildete Schlamm eine schleimige und schwer entsammengesetzt ist. 45 wässerbare Konsistenz aufwies. Neben der Reinigungsleistung ist aber die Entwässerbarkeit des anfallenden Schlammes ein entscheidendes Kriterium für die Wirtschaftlichkeit einer Abwasserreinigungsan-

lage. Es wird angenommen, daß die ungünstigen

50 Eigenschaften des gebildeten Schlammes darauf beruhen, daß die an den Berührungspunkten der gewellten mit den glatten Platten gebildeten keilförmigen Zwickel sich im Betrieb mit Schlamm vollständig

Eine Füllung für biologische Tropfkörper sollte, zusetzen, der dann in den anaeroben Zustand überum optimal zu funktionieren, erstens pro Volumen- 55 geht. Auch dieses Füllmaterial erfüllt somit nicht die einheit eine möglichst große wirksame Oberfläche für vierte der eingangs genannten Forderungen,
die Ansiedlung eines biologischen Rasens und dessen Schließlich sind Füllungen für Rieselkolonnen be-

Stoffwechselaustausch mit dem zu reinigenden Was- kann^dieauseinerVielzahlvonFüIlkörpernvonregelser bieten, zweitens eine möglichst verlangsamte und mäßiger Form bestehen, deren Abmessungen in allen gleichmäßige, fein verteilte Strömung des Wassers be- 60 drei Raumrichtungen klein gegenüber den Tropfkörwirken, drittens möglichst ungehinderte Gasströ- perabmessungen sind, wobei die Füllkörper an den mungswege von möglichst großem Querschnitt für die Eckpunkten eines gedachten regelmäßigen Raumgit-Zufuhr von Sauerstoff und die Abfuhr der gasförmi- ters angeordnet und ohne gegenseitige unmittelbareBegen Stoffwechselprodukte bilden und viertens mög- rührung an Haltemitteln, die den erforderlichen freien liehst frei sein von engen Zwischenräumen oder nur 65 Querschnitt zwischen den Füllkörpern gewährleisten, einseitig zugänglichen Hohlräumen, die sich im Be- befestigt sind (deutsche Patentschrift 623 448). Diese trieb mit Schlamm zusetzen und dann zu anaeroben Ausbildung und Anordnung der Füllung soll bewirken, Fäulnisvorgängen Anlaß geben. Sämtliche bisher be- das genügend große Austauschflächen zwischen Gas