DE19730839C2 - Einrichtung zur Abwasserreinigung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Abwasserreinigung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Textile Materialien der gattungsgemäßen Art sind aus der DE 41 25 319 C1 bekannt, sowohl als Einzelstreifen als auch als dort angegebene spezielle Breitware. In der Beschreibungseinleitung dieser Schrift sind die Kordel- bzw. Einzelstreifenausführungen der Besiedelungsstreifen beschrieben sowie deren Funktion und Einsatz zur Abwas­ serreinigung. Ein ähnlicher Offenbarungsgehalt ist aus dem Patent Abstract of Japan 07275880 A bekannt.

Bei den bekannten Anordnungen hat sich herausgestellt, daß die textilen Materialien mit zunehmender Länge im Wasserstrom des Abwassers unkontrolliert sowohl in Strö­ mungsrichtung des Abwassers als auch in seitlicher Rich­ tung schwingen können oder Auslenkungen unterworfen sind und ungewollt aneinanderstoßen können. Dies kann zur Beeinträchtigung der Mikroorganismenstämme auf den Besiedelungsstreifen führen, was insbesondere bei besonders langen Besiedelungsstreifen mit z. B. ca. 4, 6 oder sogar ca. 8 Meter Länge der Fall ist. Bei derartig langen Besiedelungsstreifen ist zudem der Nachteil gege­ ben, daß diese sich aushängen und dadurch - insbesondere bei Verwendung als Breitware oder als Umschlingungsware um die obere Tragestange - sich parabelförmig in den Seitenpartien nach innen ziehen, so daß der Mindest­ abstand zwischen den einzelnen Besiedelungsstreifen, insbesondere in dem Randbereich nicht mehr sichergestellt ist, um das Abwasser durch die Mikroorganismenstämme, die an den Besiedelungsschlaufen der Besiedelungsstreifen herangewachsen sind, fließen lassen zu können. Die Rei­ nigungswirkung wird hierdurch herabgesetzt.

Ausgehend von der dargestellten Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das textile Material der gattungsgemäßen Art so weiterzubilden, daß es sich block­ weise in einen Behälter anordnen läßt und sich nicht an den Seitenbereichen zusammenziehen kann. Nach einer wei­ teren Teilaufgabe sollen nur kontrollierte Schwingungen durch das durchströmende Abwasser möglich sein. Ein wei­ teres Ziel der Erfindung ist es, gewollte Schwingungen ganzer Besiedelungsvorhänge und/oder auch einzelner Besiedelungsstreifen mehrerer hintereinander angeordneter Bewuchsvorhänge zu ermöglichen. Eine weitere Teilaufgabe besteht darin, die Besiedelungsstreifen und damit den Vorhang insgesamt vorfertigen zu können und eine einfache Montage zu ermöglichen.

Die Aufgaben löst die Erfindung durch Ausgestaltung der Einrichtung gemäß der Lehre des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Einrichtung sind in den Unteransprüchen angege­ ben.

Es hat sich gezeigt, daß bereits durch weitere querver­ laufende, parallel zur Tragestange angeordnete Beschwerungsstangen die Besiedelungsstreifen auf Abstand gehalten werden können, wenn der Abstand nicht zu groß gewählt wird und z. B. zwischen ca. 0,6 m und ca. 2,5 m liegt. Eine weitere verbesserte Lagefixierung der einzel­ nen Besiedelungsstreifen oder auch des Besiedelungsvor­ hanges ist möglich, wenn diese Beschwerungsstangen, die z. B. in einem Abstand von ca. 2 m über die gesamte Länge der Materialien, z. B. ca. 6 m, verteilt angebracht wer­ den, seitlich in dem Behältnis fixiert werden, z. B. in senkrechten U-förmigen Lagerschienen geführt sind.

Darüber hinaus hat es sich als vorteilhaft erwiesen, ins­ besondere bei Verwendung in Becken mit fast stehenden Abwässern, die belüftet oder mit Sauerstoff beaufschlagt werden, die Besiedelungsstreifen bzw. -vorhänge in Schwingungsbewegung zu versetzen, um so ein künstliches Vorbeiströmen des Abwassers an den Mikroorganismenstämmen zu erreichen. Zu diesem Zweck können die weiteren Be­ schwerungsstangen, die unterhalb der Tragestange bzw. unterhalb der Einzelanbindungspunkte des Materials an der Behälteroberseite angebracht sind, gezielt in eine pen­ delnde Bewegung versetzt werden, wodurch das Material in Schwingung versetzt wird. Zu diesem Zweck kann beispiels­ weise ein Exzenterantrieb mit den Enden der einzelnen Beschwerungsstangen verbunden sein oder können alle zu bewegenden Enden der Stangen über Bewegungsübertragungs­ mittel miteinander und mit dem Bewegungsantrieb verbunden sein, so daß eine wellenförmige Bewegung der Besiede­ lungsvorhänge bzw. der einzelnen Besiedelungsstreifen bewirkt wird. Auch kann die Bewegung durch seitliches Verschieben der angesprochenen Führungsschienen, die auch Kurvenverläufe aufweisen können und eine Höhenauslenkung der Beschwerungsstange ermöglichen, herbeigeführt werden. Die Beschwerungsstangen können aber auch innerhalb der Schlaufen oder mit diesen während der Bewegung leicht anhebbar sein, was von der Antriebsart und deren Kopplung abhängig ist. Diese Zwangsströmung kann der unteren Füh­ rungsstange gegenüber auch durch eine Hin- und Herbewegung einzelner Beschwerungsstangen oder der Tragestange oder der Unterseite des Deckels des Behälters erreicht werden.

Im Falle der seitlichen Fixierung der Besiedelungsvorhän­ ge an den Beschwerungsstangen bzw. der Fixierung einzel­ ner Besiedelungsstreifen an solchen ist darüber hinaus gewährleistet, daß der Vorgang auf der gesamten Breite wirksam wird und durch Aushängen und Gewichtsbelastung des Seitenmaterials - durch die untere Beschwerungsstange und das aufgenommene Abwasser bedingt - sich dieses nicht parabelförmig zusammenziehen kann. Die Fixierung kann dabei beispielsweise durch aufgesteckte Klammern oder durch Anbinden vorgenommen werden. Es ist aber auch mög­ lich, einfache Schlaufen oder feste Ringe vorzusehen und quer zur Längsrichtung der Beschwerungsstangen weitere Stangen in diese hineinzuschieben, die sodann in dem Behälter mit ihren Enden an Lagerungspunkten zu befesti­ gen oder zu lagern sind und so die Breiten aller hinter­ einanderliegender Besiedelungsvorhänge gemeinsam fixie­ ren.

Um einerseits die Belastung durch weitere Beschwerungs­ stangen aufnehmen zu können und andererseits auch eine hohe Langlebigkeit des Gewirkes zu erzielen, hat es sich darüber hinaus als besonders vorteilhaft erwiesen, die Besiedelungsstreifen während der Herstellung, z. B. auf einer Häkelgalonmaschine, an ein stabiles Grundgewirk anzubringen, wobei die Besiedelungsstreifen während des Fertigungsprozesses z. B. röhrenförmig oder verdreht ein­ gearbeitet werden, so daß die an sich einseitig aufge­ brachten Besiedelungsschlaufen sich über den gesamten Umfang des röhrenförmigen Materials verteilen, während innen das stabile Grundgewirk den Zusammenhalt bildet. In dieses Gewirk kann auch zur Verstärkung ein Metallfaden oder Kunststoffaden eingearbeitet sein, der darüber hin­ aus bei entsprechender Ausführung als Katalysator mit verwendet werden kann.

Bei röhrenförmiger Ausbildung der einzelnen Besiedelungs­ streifen ist zudem von Vorteil, wenn eine Mittenseele, z. B. ein unelastischer Kunststoffaden oder ein Draht, eingezogen wird, wodurch die Länge der Besiedelungs­ streifen auch bei Verwendung mehrerer Beschwerungs- oder Fixierstangen stets konstant bleibt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels ergänzend erläu­ tert.

Der in der Figur dargestellte Besiedelungsvorhang kann aus einer Vielzahl einzelner oder zu Gruppen zusammenge­ faßter paralleler Besiedelungsstreifen 1, 1a . . . 1x beste­ hen, die oben und unten durch ein Gewebegewirk, eine Folie oder ein Verbundmaterial miteinander verbunden sind, das zugleich als Durchgangsschlaufe umgeschlagen und vernäht und/oder verklebt ist. Die obere Schlaufe 3 dient zur Aufnahme einer Tragestange 6, die in den Trag­ rahmen im Behälter eingesetzt wird. Im unteren Bereich dient die Schlaufe 7 zur Aufnahme einer Beschwerungs- oder Führungsstange 8. Die Enden der einzelnen Besiede­ lungsstreifen 1, 1a . . . 1x sind oben und unten jeweils an das die Schlaufen 3 und 7 bildende Material angenäht oder hieran festgeklebt.

Die einzelnen Besiedelungsstreifen 1, 1a . . . 1x können aber auch Bestandteil einer Breitware - wie dargestellt - sein, wobei die einzelnen Besiedelungsstreifen Bestand­ teil einer Schlingware sind und aus großen, seitlich aus der Ebene vorstehenden Schlaufen bestehen, während die oberen und unteren Enden direkt an Einzelschlaufen oder an Durchgangsschlaufen angewirkt sind. Zweckmäßigerweise kann darüber hinaus ein stabilisierender Abstandsstreifen 2, der nur auszugsweise und schematisch dargestellt ist, mit eingewirkt werden. Grundsätzlich können alle Vorhänge aus allen Fäden gefertigt werden, die aus hydrolysebeständigen Materialien bestehen. Für die Herstellung eines solchen Gewirkes eignen sich besonders texturierte Filamentgarne aus schimmelresistenten feinsten Fäden mit hydrophiler Oberfläche. Neben Kettfäden sollten zur Bin­ dung bzw. Schlaufenbildung zusätzliche Spinnfasern zum Halten des Gewirkes eingewirkt sein.

Bei einer Breitware werden die oberen und unteren Schlau­ fen 3 und 7 durch Umschlagen des Überstandteils und Ver­ nähen der Nähte 4 und 5 bzw. 17 gebildet. In die Schlau­ fen 3 und 7 werden die Tragestange 6 bzw. die Führungs- und Beschwerungsstange 8 eingeschoben und sodann der so vorbereitete Vorhang in einen Tragrahmen eines Faul­ beckens oder eines Reaktorbeckens eingesetzt, um das Was­ ser durch die sich an den Besiedelungsstreifen 1, 1a . . . 1x bildende Biomasse zu reinigen.

Erfindungsgemäß sind nun zusätzlich zu dem unteren schlaufenförmigen Umschlag 7 weitere querverlaufende Schlaufen 13, 10 in einem Abstand von z. B. jeweils ca. 2 m angeordnet, an die die Besiedelungsstreifen 1, 1a . . . 1x mit den Nähten 11 bzw. 16 angenäht sind. Die Schlaufenbildung kann aber auch bei der Herstellung des Gewirkes mit berücksichtigt werden. Die Schlaufen werden gebildet, indem ein breiter Zwischenstreifen an entspre­ chender Stelle umgefaltet und abgenäht wird. In diese Schlaufen 10 und 13 kann sodann ebenfalls eine Führungs- oder Beschwerungsstange 12 bzw. 14 eingeschoben werden, die in den Tragrahmen des Faulbeckens oder Reaktorbeckens mit den Enden eingesetzt werden kann. Es ist aber auch möglich, mit den seitlich vorstehenden Enden einen An­ trieb zu koppeln, der eine Auslenkung des Gewirkes ent­ sprechend dem seitlichen Hub oder entsprechend einer Kurve eines exzentrischen Antriebs ermöglicht. Das Erzeu­ gen gezielter Schwingungen der Besiedelungsvorhänge bie­ tet den Vorteil, daß solche Vorhänge auch in Behältern einsetzbar sind, in denen das zu reinigende, jedoch be­ lüftete - damit die Mikroorganismen nicht absterben - Abwasser praktisch steht. Es wird somit zwischen den Besiedelungsstreifen 1, 1a . . . 1x eine künstliche Durch­ strömung erzeugt.

In weiterer Ausgestaltung ist darüber hinaus vorgesehen, daß die seitlichen Enden der Schlaufen 3, 10, 13 oder 7 an den Stangen fixiert werden oder weitere querverlaufen­ de Stangen zur Breitenfixierung des Besiedelungsvorhanges in vorgesehene Durchgangslöcher 9a, 9b in der oberen Schlaufe 3 bzw. 15a, 15b in der unteren Schlaufe 7 quer zur Längsrichtung der vorgesehenen Stangen eingeschoben werden. Solche Durchgangslöcher 9a. 9b können selbstver­ ständlich auch in den Schlaufen 10 und 13 plaziert vorge­ sehen sein. Die Stangenenden der quer einzuschiebenden Stangen werden ebenfalls in den Tragrahmen des Behälters eingehängt, so daß auch eine Breitenfixierung des Besie­ delungsvorhanges möglich ist. Zu diesem Zweck weisen sämtliche hintereinander angeordnete Besiedelungsvorhänge entsprechende Durchgangslöcher in den Schlaufen auf bzw. sind an den Enden der Schlaufen entsprechende Ösen angebracht, in die die Stangen eingesetzt werden können.

Anstelle der hier beschriebenen Besiedelungsstreifen kann auch ein Material verwendet werden, das katalytisch wirkt und den Oxidationsprozeß unterstützt. In diesem Fall kann die Breitware mit entsprechenden katalytischen Materia­ lien in eine aerobe Reinigungsanlage eingesetzt werden.

Handelt es sich um eine kombinierte aerobe und anaerobe Anlage, bei der durch Zufügen von bestimmten Gasen z. B. eine katalytische Wirkung zur Wasserreinigung genutzt wird und gleichzeitig auch eine Vermehrung der Mikroorga­ nismen erzielbar ist, können die entsprechenden Besiede­ lungsstreifen abwechselnd eingebracht werden, die entwe­ der das Trägermaterial für die Mikroorganismen beinhalten oder Materialien, die die katalytische Wirkung unterstützen.

Im konkreten Ausführungsbeispiel besteht das Trägermate­ rial aus texturiertem endlosem Polyamidfilamentgarn, z. B. PA 6.6. Die Kettfäden der Abstandsstreifen können dabei aus Polyesterfilamentgarn und die Schußfäden aus Monofilgarnen aus Polyamid oder Polyester bestehen. Als Spinnfaser sind Acrylfasern vorgesehen. Das Verhältnis der Breite des Besiedelungsstreifens zur Breite des Abstandsstreifens kann sich begünstigend auf den Wir­ kungsgrad der damit ausgestatteten Anlage ebenfalls auswirken.

Claims (20)

1. Einrichtung zur Abwasserreinigung mindestens umfassend ein textiles Material als Trägermaterial für die Besiede­ lung mit Mikroorganismen oder als katalytisches Material für die aerobe und anaerobe Abwasserreinigung, die in einen Behälter einhängbar ist, der mit zu behandelndem Abwasser gefüllt ist, wobei das Material aus nebeneinan­ der angeordneten, streifenförmigen oder kordelförmigen Besiedelungsstreifen besteht, die obere Ösen zur Befesti­ gung aufweisen oder um eine Tragestange herumgelegt sind und unten mit Gewichten beschwert oder befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß über die Länge der Besiedelungsstreifen (1, 1a . . . 1x) auf gleicher Höhe ver­ teilt an diesen Ösen oder Halteschlaufen (10, 13) zur Aufnahme mindestens einer querverlaufend einsetzbaren zusätzlichen Beschwerungs-, Fixier- und/oder Haltestange (12, 14) für diese vorgesehen sind, wobei mindestens eine der zusätzlichen Stangen mit einer Bewegungserzeugungs­ einrichtung gekoppelt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material eine textile Breitware ist und die Besiedelungsstreifen (1, 1a . . . 1x) als gewirkte Streifen der Breitware ausgebildet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteschlaufen (3, 10, 13, 7) für die Beschwerungs-, Fixier- und/oder Haltestange (6, 12, 14, 8) angewirkt oder angenäht sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die oberen Schlaufen (3) durchgehende Schlaufen der Breitware sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme einer unteren Beschwerungs- oder Haltestange (8) am unteren Ende der Besiedelungsstreifen (1, 1a . . . 1x) diese miteinander über eine Schlaufe (7) der Breitware verbunden sind, die sich über die gesamte Breite der Ware erstreckt und in die die Stange (8) einführbar ist.

6. Einrichtung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tra­ gestange (6) in dem Behälter ortsfest befestigt ist und daß die untere Haltestange (8) und/oder die weiteren zwi­ schengefügten Beschwerungs- oder Fixierstangen (12, 14) mit ihren seitlichen Enden mit einer Antriebsvorrichtung gekoppelt sind, die das textile Material über die gesamte Breite parallel zur Tragestange (6) oder radial hierzu in Schwingungen versetzt.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ne­ beneinander liegenden streifenförmigen Besiedelungs­ streifen (1, 1a . . . 1x) in definiertem Abstand, einzeln oder in Gruppen, zueinander angeordnet sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Besiedelungsstreifen (1, 1a . . . 1x) miteinander über Abstandsstreifen oder ein weitmaschiges Abstandsgewirk (2) verbunden sind.

9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die oberen Enden der die Breite des Besiedelungsvorhangs begrenzenden, seitlichen Besiedelungsstreifen (1, 1x) bzw. die daran befestigten Ösen oder Schlaufen oder die seitlichen Enden der durchgehenden Schlaufe (3) an der Tragestange (6) fixiert sind.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Halteschlaufen und/oder die unteren Enden mindestens der äußeren Besie­ delungsstreifen und/oder die daran vorgesehenen Einzel­ befestigungsschlaufen oder Enden der durchgehenden Befestigungsschlaufen (3, 10, 13, 7) an der jeweiligen Stange (6, 12, 14, 8) in breitem Abstand fixiert sind.

11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die in der Breitware vorgesehene Halteschlaufe (3) an dem oberen Ende der Besiedelungsstreifen (1, 1a . . . 1x) mindestens an ihren seitlichen Enden querverlaufend zur Tragestange (6) Ösen oder Durchgangslöcher (9a, 9b) auf­ weist, daß mehrere gleichartige Besiedelungsvorhänge hintereinander angeordnet sind, daß durch die Ösen oder Durchgangslöcher (9a, 9b) die Besiedelungsvorhänge minde­ stens seitlich und/oder die Abstände untereinander fixie­ rende Stangen einschiebbar sind, die in dem Behälter frei beweglich angeordnet, in diesem befestigbar oder mit Aus­ lenkungsantrieben gekoppelt sind.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens an den seitlichen Enden der weiteren Durchgangsschlaufen (10, 13, 14) oder mindestens an den seitlichen, den Besiedelungsvorhang begrenzenden Besiedelungsstreifen vorgesehenen Schlaufen weitere quer zur Längsrichtung der Haltestange verlau­ fende Schlaufen oder Durchgangslöcher vorgesehen sind, in die die Breite des Materials fixierende Stangen senkrecht zur Längsachse der Halte- und/oder Befestigungsstangen (12, 14, 8) einschiebbar sind.

13. Einrichtung nach Anspruch 10, 11, oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß über die Breite des Besiedelungsvorhanges mindestens eine quer zur Längs­ richtung der Besiedelungsstreifen (1, 1a . . . 1x) verlau­ fende Stange vorgesehen ist, deren Enden mit einer An­ triebsvorrichtung gekoppelt sind, die eine Schwingungs­ bewegung in Längsrichtung der Tragestange (6) ermöglicht.

14. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Besiedelungsstreifen (1, 1a . . . 1x) eine Schlingware sind und seitlich aus der Ebene der Breitware hervortretende größere Schlaufen, z. B. aus Filamentgarn, als Trägermaterial aufweisen.

15. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Material nur an einer Seite Bewuchsschlingen bzw. Schlingen aus katalytischem Mate­ rial aufweist und in Längsrichtung röhrenförmig gewunden ist, so daß die Schlingen an der Außenseite vorstehen.

16. Einrichtung nach Anspruch 1, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Besiedelungs­ streifen einen Grundkörper aus einem festen Gewebe auf­ weisen, der im Verhältnis zur Länge sehr schmal ausgebil­ det ist und durch Windungen mit geringem Steigungswinkel zu einem röhrenförmigen Besiedelungsstreifen geformt ist.

17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß in den textilen Grundkörper des Streifens Verstärkungsfäden oder Drähte eingewirkt sind, die nach dem Winden des Streifens um die Längsachse die röhrenförmige Formstabilität des Streifens erhalten.

18. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstärkung eine anschmel­ zende Kunststoffaser eingewirkt ist, die durch thermische Nachbehandlung sich mit dem textilen Gewebe nach dem Win­ dungsprozeß derart verbindet, daß der röhrenförmige Streifen in sich elastisch, jedoch nicht mehr aufdrehbar ist.

19. Einrichtung nach Anspruch 16, 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß zur Längenbegrenzung mindestens ein Metalldraht oder mindestens ein metallischer Kunststoffaden als Mittenseele eingewirkt oder in die gebildete Röhre eingezogen ist.

20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittenseele Vorrichtungen zum Befestigen mindestens des oberen Endes des Streifens aufweist und/oder zusammen mit dem oberen Ende des Strei­ fens an einer Vorrichtung befestigbar ist, die Bestand­ teil eines Halters ist, an dem eine Vielzahl derartiger Besiedelungsstreifen beabstandet nach unten hängend ange­ ordnet ist.