DE19705052C1 - Anordnung zur Entfernung von Gasen aus Grund- und/oder Abwässern, speziell aus Auslaufschächten mit anschließender biologischer Oxydation - Google Patents
Anordnung zur Entfernung von Gasen aus Grund- und/oder Abwässern, speziell aus Auslaufschächten mit anschließender biologischer OxydationInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Entfernung von Gasen
aus Grund- und/oder Abwässern mit anschließender biologischer
Oxydation, speziell aus Wasserdruckleitungen und/oder aus
Auslaufschächten von Wasserdruckleitungen und/oder
Freispiegelleitungen.
Es ist bekannt, daß in Entwässerungsanlagen von häuslichen
oder industriellen Abwasser mit langen Druckleitungen, z. B.
zu Sammelkläranlagen und anschließenden Auslaufschächten oder
Freispiegelleitungen das Abwasser über einen längeren Zeitraum
sich einem Faulprozeß unterwirft.
Bei diesem Faulprozeß werden auch Gase erzeugt, die zum Teil
toxisch sind und unangenehm riechen.
Es ist auch bekannt, daß Grundwasser, insbesondere in der Nähe
von Siedlungsgebieten, Flüssen oder Deponien belastet sein
kann. Bei der Förderung solcher belasteter Grundwässer aus
Brunnen durch Druckleitungen entweichen bei der Entspannung
der Wässer zum Teil Gase, die unangenehm riechen.
Um dieses möglichst weitgehend zu verhindern ist es Stand der
Technik, das Abwasser in den Druckleitungen mit
sauerstoffreicher Luft, meistens mittels Strahlpumpen, zu
beladen, um den Faulprozeß zu verhindern. Die Entstehung von
Faulgasen soll dadurch in annehmbaren Grenzen gehalten werden.
Vorrichtungen für ein solches Verfahren zur Beladung von
Abwasser mit Sauerstoff wurden zum Beispiel in der DE-OS
36 30 103 beschrieben.
Auch die Zuführung von reinem Sauerstoff ist, wie in der DE-OS
28 05 622 beschrieben, bekannt. Als eine weitere Möglichkeit
wurde auch die Zugabe von Chemikalien in der Literatur
beschrieben.
Auch dieses zeigte nicht den gewünschten Erfolg und hat den
großen Nachteil, daß durch diese Chemikalien die Umwelt
zusätzlich belastet wird und eventuell sogar in den
Kläranlagen mit aufbereitet werden müssen.
Alle diese Verfahren haben den großen Nachteil, daß sie nicht
verhindern können, daß mindestens ein geringer Anteil von
fauligen, toxischen und stinkenden Gasen sich bildet. Diese
sich bildenden fauligen, toxischen und stinkenden Gase
entweichen spätestens nach dem Verlassen der
Wasserdruckleitung beim Entspannen im Auslaufschacht oder beim
anschließenden Verweilen der Grund- und/oder Abwässer in der
Freispiegelleitung und gelangen somit durch die Kanalisations
schächte auch nach außen in die Umwelt.
Damit bedeuten sie nicht nur eine Belastung für die Umwelt
sondern, sofern diese Auslauf- und/oder Kanalisationsschächte
sich in der Nähe von Ansiedlungen befinden, auch eine
erhebliche Beeinträchtigung der Wohnqualität.
Es ist auch bekannt, um die Geruchsbelästigung möglichst
weitgehend zu unterbinden, am Ende von Abwasserdruckleitungen
Erd- oder Kompostfilter zur Filterung der Abluft anzuordnen.
Auch die zusätzliche Anordnung dieser Biofilter konnte eine
Geruchsbelästigung nicht ausreichend verhindern, da in dem
anschließendem Auslaufschacht sich immer noch ausreichend Gase
aus der Freispiegelleitung sammeln, da die Verweilzeit der
Grund- und Abwässer in diesen Freispiegelleitungen
entsprechend dem Gefälle bzw. der Menge, die in einer
bestimmten Zeiteinheit abfließt, doch erheblich sein kann.
Die Verweilzeit kann somit mehrere Stunden/Tage betragen.
Bei diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart
anzuordnen, daß die in den Wasserdruckleitungen vorhandenen
stinkenden und/oder toxischen Faulgase und die in den sich
anschließenden Auslaufschächten und/oder Freispiegelleitungen
sich noch sammelnden Faulgase umweltfreundlich und weitgehend
beseitigt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung gemäß
den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches und deren
weiteren Ausgestaltung gemäß den weiteren Ansprüchen mit
seinen kennzeichnenden Merkmalen gelöst.
Zur Erreichung der vorhergehend beschriebenen und anderer
Ziele und in Übereinstimmung mit dem Zweck dieser Erfindung,
wie in der Niederschrift detailliert aufgeführt, liefert die
Anordnung eine geruchsfreie Abluft ohne das es zu
Geruchsbelästigungen in der Nähe von Auslauf- oder
Kanalschächten kommt, in dem die stinkenden und/oder toxischen
Faulgase nach dem Austreten der Grund- und/oder Abwässer aus
der Druckleitung durch eine intensive innere Verwirblung mit
anschließender Entspannung in einem Entspannungsraum
weitgehend aus dem Wasser sich trennen. Aufgrund des leichten
Überdrucks im Entspannungsraum werden die Gase durch einen
gasdurchlässigen Boden in den Raum mit dem bioaktiven
Filtermaterial gedrückt und gelangen erst anschließend nach
außen in die Umwelt.
Um eine hohe Aktivität des Filtermaterials und das Auswaschen
der Oxydationsprodukte zu gewährleisten, muß eine optimale
Feuchtigkeit im Biofilter garantiert werden, was durch
periodisches und dosiertes Besprühen des Filtermaterials
erreicht wird.
Die Grund- und Abwässer fließen über einen Ablauf zu einem
Auslaufschacht und anschließend weiter in eine
Freispiegelleitung. Der Ablauf am Boden des Entspannungsraumes
ist erfindungsgemäß so angeordnet, so daß durch eine leichte
Steigung des Ablaufes immer eine Restmenge Grund- und/oder
Abwasser in dem Entspannungsraum verbleibt. Damit wird
sichergestellt, daß durch die Restmenge Grund- und/oder
Abwasser immer der erforderliche Druck im Entspannungsraum
vorhanden ist, damit die Gase in den Raum mit dem
Biofiltermaterial gedrückt werden und gleichzeitig die Gase
durch den Abfluß nicht in den Auslaufschacht oder in die
Freispiegelleitungen gelangen.
Ein eventuell geringfügiger verbleibender Rest von Faulgasen
im Grund- und/oder Abwasser oder sich neu bildende Faulgase in
der Abflußleitung und/oder Freispiegelleitung werden über eine
Kanalluftleitung zwischen einem Auslaufschacht und/oder einer
Freispiegelleitung durch den durch die Strahlpumpe für das
Abwasser aus der Druckleitung sich bildende Unterdruck an der
Öffnung der Kanalluftleitung in der Nähe der Strahlpumpe mit
angesaugt.
Die Kanalgase gelangen durch die Mischkammer in den
Entspannungsraum und werden gleichfalls über den Biofilter mit
entsorgt.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Aufgabe
erfindungsgemäß durch eine Anordnung gelöst in der eine
Wasserdruckleitung seitlich in einen Biofilter geführt wird
und danach möglichst nahe an die obere Abdeckung, aus der die
gefilterte Luft entweicht. Von hier wird das unter Druck
stehende Grund- und/oder Abwasser nach unten durch eine
Strahlpumpe geleitet, die möglichst nahe an der Abdeckung für
den Luftaustritt des Biofilter angeordnet ist.
Vorzugsweise werden als Strahlpumpen Düsen eingesetzt.
Insbesondere kommen erfindungsgemäß Düsen zum Einsatz, die den
Querschnitt des Druckzulaufes einengen, um durch die Erhöhung
der Strahlgeschwindigkeit der Grund- und/oder Abwässer einen
Unterdruck in deren Umgebung zu erzeugen, der ausreichend
Kanalluft aus der Öffnung des in der Höhe der Strahlpumpe
angeordneten Kanalluftleitung ansaugt.
Bevorzugterweise ist der Querschnitt der Düsenöffnung der
Strahlpumpe beim Austritt dabei um die Hälfte bis vier Fünftel
Kleiner als der Querschnitt des Druckzulaufes, damit einmal
der sich bildende Unterdruck ausreichend groß ist, aber auch
die sich im Abwasser befindenden Feststoffpartikel diese
passieren können und es zu keinen Verstopfungen der Düse
kommt.
In der bevorzugten Anordnung ist die Strahlpumpe möglichst
weit oben, nahe an der Abdeckung des Biofilters, im Biofilter
angeordnet, damit die sich anschließend bevorzugt vertikal
nach unten angeordnete Mischkammer, möglichst lang ist und
eine ausreichend intensive Verwirbelung der Grund- und/oder
Abwässer gegeben ist.
Die in die Mischkammer aus der Strahlpumpe strömenden Grund-
und/oder Abwässer werden hier innig verwirbelt und
durchmischt. Hierbei trennen sich bereits schon erhebliche
Mengen von den gelösten stinkenden und/oder toxischen
Faulgasen aus den Wässern.
Zur Verstärkung des Mischprozeßes ist es in besonderer Weise
vorteilhaft Einbauteile in der Mischkammer anzuordnen, damit
eine besonders intensive Mischung erfolgt. Der Grund- und/oder
Abwasserstrahl wird dabei durch die Einbauten mit dem
entstehenden Unterdruck aufgerissen und strahlt nicht
ungebremst auf die Abwasseroberfläche in dem Entspannungsraum,
so daß eine besonders intensive Durchwirbelung stattfindet.
In einer Ausführungsform bestehen die Einbauteile aus Tellern,
die mindestens einen Durchbruch aufweisen und konisch so
geformt sind, daß sie von der Wandung der Mischkammer in die
entgegengesetzte Richtung von der Strahlpumpe, also in
Richtung des Wasserstrahles geformt sind. Diese Formgebung hat
den Vorteil, daß einmal eine intensive Vermischung erfolgt und
gleichzeitig ein Verstopfen der Durchbrüche an den Einbauten
im wesentlichen ausgeschlossen werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Anordnung der
Einbauteile in der Mischkammer mehrfach und bevorzugterweise in
gleichmäßigen Abständen. Die Erfindung beschränkt sich jedoch
nicht nur auf diese Anordnung der Einbauteile, auch andere sind
möglich.
Die so gemischten und intensiv verwirbelten Grund- und/oder
Abwässer und die mitgerissenen Gase und Kanalgase aus der
Kanalluftleitung gelangen in den nach der Mischkammer
nachgeordneten Entspannungsraum.
Bevorzugterweise ist dieser Entspannungsraum im normalen
Betrieb mit Gasen gefüllt, die einem leichten Überdruck
gegenüber dem Normaldruck der Außenwelt haben.
Durch den leichten Überdruck werden die Gase durch den
gasdurchlässigen Boden des Biofilters in diesen gedrückt und
durch ein üblicherweise bekanntes Filtermaterial gereinigt
bzw. in nicht übelriechende Stoffe umgewandelt.
Nach dem Passieren des Filtermaterials entweicht das im
wesentliche geruchslose Gas durch die Abluftleitung nach außen,
in die Umwelt.
Das in dem Entspannungsraum sich am Boden ansammelnde Grund-
und/oder Abwasser, welches im wesentlichen von Gasen befreit
ist, gelang über eine bevorzugterweise nahe am Boden
angeordnete Abflußleitung in einen Auslaufschacht und/oder in
eine Freispiegelleitung.
Erfindungsgemäß ist der Abfluß dabei so angeordnet, daß er
leicht ansteigend ist. Es hat sich gezeigt, daß es vorteilhaft
ist, den Anstieg der Abflußleitung nur so weit anzuheben, daß
die Unterkante des Abflusses mindestens die Höhe der Oberkante
des Abflusses am Ausgang aus dem Entspannungsraum hat, damit
gewährleistet ist, daß der Entspannungsraum am Boden ständig
soweit mit Grund- und/oder Abwasser bis zur Höhe der
Abflußöffnung gefüllt ist, so daß keine Gase über die
Abflußleitung entweichen können.
In einer weiteren Ausführungsform ist es auch möglich mehrere
Abflußleitungen zu verlegen, wobei der Anstieg auch höher sein
kann.
Falls in dem Grund- und/oder Abwasser noch ein geringer Anteil
von gelösten Gasen enthalten ist, was nicht restlos verhindert
werden kann, ist es möglich, daß diese sich entweder im
Auslaufschacht und/oder in der Freispiegelleitung sammeln.
Durch die erfindungsgemäß angeordnete Kanalluftleitung
zwischen dem Auslaufschacht und dem Biofilter wird die
angesammelte Kanalluft durch den Unterdruck an der Öffnung der
Kanalluftleitung in unmittelbarer Nähe der Strahlpumpe in die
Mischkammer gesaugt.
Die Auslaufschachtabdeckung sollte dabei bevorzugterweise
mindestens tagwasserdicht sein, aber auch eine noch höhere
Dichtheit ist möglich.
In einer weiteren Ausführungsform ist es auch möglich, die
Kanalluftleitung direkt von einer Freispiegelleitung zur
Strahlpumpe anzuordnen. Auch hier werden die sich ansammelnden
Kanalgase aus der Leitung entfernt, ohne nach außen ohne
Filterung in die Umwelt zu gelangen.
Bevorzugterweise hat es sich gezeigt, daß erfindungsgemäß
nicht nur eine Kanalluftleitung zwischen dem Auslaufschacht
angeordnet wird, sondern wenn es die räumlichen Verhältnisse
es zulassen, auch mehrere Kanalluftleitungen von
Auslaufschächten und/oder Freispiegelleitungen zu der
Strahlpumpe angeordnet werden.
Bevorzugterweise sollten hier die Öffnungen der einzelnen
Kanalluftleitungen in der Nähe der Strahlpumpe ringförmig um
diese angeordnet sein.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel
einer Anordnung zur Entfernung von Gasen aus Grund- und/oder
Abwässer aus Wasserdruckleitungen und aus Auslaufschächten von
Wasserdruckleitungen näher erläutert werden.
Es zeigt die Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung:
Fig. 1: Längsschnitt durch die Anordnung
In der Fig. 1 ist die erfinderische Anordnung für die
Entfernung von Gasen aus Abwasser aus einer
Wasserdruckleitung 2 und einem Wasserdruckleitungs-
Auslaufschacht 3 dargestellt. Das Abwasser wird über eine
Wasserdruckleitung 2 in den Biofilter 1 in der Ebene des
Bodens des Entspannungsraumes 9 zugeführt und innerhalb des
Biofilters 1 nach oben, unmittelbar an die Abdeckung des
Filters 1 gegenüber der Außenluft geführt. Danach erfolgt die
Führung des Abwassers vertikal in der Mitte des Biofilters 1
nach unten.
In der sich anschließenden Strahlpumpe 5 in Form einer Düse
wird die Fließgeschwindigkeit des Abwassers wesentlich erhöht,
so daß in der unmittelbaren Umgebung ein Unterdruck entsteht.
Der Durchmesser der ringförmigen Düse der Strahlpumpe 5
beträgt dabei die Hälfte des Querschnittes der Wasserdruck
leitung 2.
In der sich vertikal nach Unten anschließenden Mischkammer 6,
die in der Länge das Fünffache des Durchmessers aufweist, sind
drei Einbauteile 13 in regelmäßigen Abständen angeordnet.
Die Einbauteile 13 sind konisch geformte Teller, die in
Strahlrichtung angeordnet sind und den Strahl aufreißen.
In dem sich anschließenden Entspannungsraum 8 prallt der
Abwasserstrahl nach der intensiven Verwirbelung auf und dem
Aufreißen auf die Oberfläche des sich am Boden 9 des
Entspannungsraumes 8 befindlichen Abwassers, wobei der
Abwasserstrahl die Gase aus dem Abwasser aus der Druckleitung
2 und der Kanalluftleitung 12, die sich in der Mischkammer 6
befinden, mitreißt.
In dem Entspannungsraum 8 beruhigt sich das Strömungs- und
Verwirbelungsverhalten des Abwassers und die mit dem Abwasser
verwirbelten Gase trennen sich und werden durch den leichten
Überdruck durch den gasdurchlässigen Boden 10 in den Raum mit
den Filtermaterial 11 gedrückt.
Das sich sammelnde Abwasser am Boden 9 des Entspannungsraumes
8 fließt über den Abfluß 7 zu dem Auslaufschacht 3 und der
sich anschließenden Freispiegelleitung 4 ab.
Der Ablauf 7 ist dabei erfindungsgemäß so angeordnet, daß er
eine Steigung hat, die genau so groß ist, daß die Unterkante
der Ablaufleitung 7 die Höhe der Oberkannte der Ablaufleitung
7 an der Öffnung des Ablaufes 7 am Entspannungsraumes 8
erreicht.
Von dem Auslaufschacht 3 ist eine Kanalluftleitung 12 zur
Strahlpumpe 5 im Biofilter 1 angeordnet. Durch diese
Kanalluftleitung 12 wird die sich in dem Auslaufschacht 3 und
in der Freispiegelleitung 4 sich ansammelnde Kanalluft
angesaugt, da in unmittelbarer Nähe der Strahlpumpe 5 ein
Unterdruck besteht. Damit kann aus der Abdeckung des
Auslaufschachtes 3 im wesentlichen keine Kanalluft entweichen.
Auf dem unverottbaren, kohlenstoffhaltigen Filtermaterial 11
siedeln sich bei optimalem Wassergehalt sessile Bakterien an,
die die Reduktionsprodukte oxydieren.
Durch eine Sprühdüse 16 wird täglich mehrmals sauberes Wasser
auf den Biofilter gegeben, um somit einen ständigen
Abtransport der Oxydationsprodukte (HSO3, HNO3) zu
garantieren.
In unmittelbarer Nähe des Biofilters 1 in der
Wasserdruckleitung 2 ist ein Absperrorgan 14 angeordnet, damit
bei Wartungsarbeiten der erfindungsgemäßen Anordnung die
Zufuhr von Abwasser gesperrt werden kann.
1
- Biofilter
2
- Wasserdruckleitung
3
- Auslaufschacht
4
- Freispiegelleitung
5
- Strahlpumpe
6
- Mischkammer
7
- Abflußleitung
8
- Entspannungsraum
9
- Boden des Entspannungsraumes
10
- gasdurchlässiger Boden
11
- Filtermaterial
12
- Kanalluftleitung
13
- Einbauteil
14
- Mischkammerwand
15
- Absperrorgan
16
- Sprühdüse
17
- Abluftleitung
Claims (10)
1. Anordnung zur Entfernung von Gasen aus Grund- und/oder
Abwässern mit anschließender biologischen Oxydation, aus
Wasserdruckleitungen und/oder Wasserdruckleitungs-
Auslaufschächten (3) und/oder Freispiegelleitungen (4)
bei der an das Ende einer Wasserdruckleitung (2) eine
Strahlpumpe (5) mit anschließender Mischkammer (6) und
nachfolgendem Entspannungsraum (8) so angeordnet ist, daß
diese sich innerhalb eines Biofilters (1) befinden, wobei an
dem Entspannungsraum (8) wenigstens eine Abflußleitung (7)
möglichst nahe am Boden (9) angeordnet ist und der
Entspannungsraum (8) durch einen gasdurchlässigen Boden
(10) vom Filtermaterial (11) des Biofilters (1) getrennt
ist und wenigstens eine Kanalluftleitung (12) von einem
Auslaufschacht (3) und/oder einer Freispiegelleitung (4)
zur Strahlpumpe (5) so angeordnet ist, daß die in diesen
Bauteilen sich befindenden Gase mit Hilfe der Strahlpumpe
(5) angesaugt werden, und mittels einer Sprühdüse (16) der
Feuchtegehalt des Filtermaterials (11) geregelt wird.
2. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Strahlpumpe (5) und die Mischkammer (6) möglichst
zentral im Biofilter (1), bevorzugterweise mittig angeordnet
sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Mischkammer (6) wenigsten ein den Mischprozeß
verstärkendes Einbauteil (13) angeordnet ist.
4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Einbauteil (13) in der Mischkammer (6) mindestens
einen Durchbruch und die Form eines Tellers hat und von der
Außenwand (14) der Mischkammer (6) konisch in Richtung
Entspannungsraum (8) geformt ist.
5. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Abfluß (7) am Boden (9) soweit ansteigend ist, daß
die Unterkante des Abflusses (7) mindestens die Höhe der
Oberkante des Abflusses (7) am Ausgang aus dem
Entspannungsraum (8) hat.
6. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einmündung der Kanalluftleitung (12) an der
Strahlpumpe (5) so angeordnet ist, daß die Strahlpumpe (5)
an der Einmündung der Kanalluftleitung (12) einen Unterdruck
erzeugt.
7. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Strahlpumpe (5) als Düse ausgebildet ist.
8. Anordnung nach Anspruch 1 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Querschnitt des Strömungskanales der Düse der
Strahlpumpe (5) kleiner ist als der Querschnitt der
Druckleitung (2), vorzugsweise die Hälfte bis vier Fünftel
kleiner.
9. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Auslaufschacht (3) mindestens tagwasserdicht
verschlossen ist.
10. Anordnung nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
daß durch die Sprühdüse (16) mittels Wasser, bevorzugt
Klarwasser, der optimale Feuchtegehalt im Filtermaterial
(11) eingestellt wird.
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