DE19956370C1 - Clarification basin has fixed bed with perforated floor above funnel into which sludge is discharged connected to riser pipe, stand pipe being mounted in center of bed with suction tube and aeration membrane at base - Google Patents
Clarification basin has fixed bed with perforated floor above funnel into which sludge is discharged connected to riser pipe, stand pipe being mounted in center of bed with suction tube and aeration membrane at baseInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Klärbecken mit einem Festbettkörper innerhalb des Klärbeckens zur Bildung eines biologischen Rasens, einem Wassereinlaß, der von einem Vorklärbecken ausgeht, und einem Wasserauslaß sowie einem Belüf tungssystem zur Abgabe von Luft oder Sauerstoff im unteren Bereich des Klär beckens.The invention relates to a clarifier with a fixed bed body within the Clarifier for the formation of a biological lawn, a water inlet, the starts from a primary clarifier, and a water outlet and aeration system for dispensing air or oxygen in the lower part of the clarifier basin.
Klärbecken dieser Art sind seit längerer Zeit bekannt. Sie enthalten einen was serdurchlässigen Festbettkörper, auf dem durch Mikroorganismen ein soge nannter biologischer Rasen gebildet wird, der einen erheblichen Teil der Schmutzstoffe im Abwasser abbaut. Zur Aufrechterhaltung einer aeroben Atmo sphäre im Bereich des biologischen Rasens wird in geeigneter Weise Luft oder Sauerstoff in das Abwasser eingeleitet. Schlammpartikel und abgestorbene Mi kroorganismen aus dem Festbettkörper sammeln sich im unteren Bereich des Klärbeckens unterhalb des Festbettkörpers und müssen von hier aus ausgetra gen, zumeist in ein Nachklärbecken überführt werden. Häufig wird ein Teil des im Nachklärbecken gesammelten Klärschlamms in das Vorklärbecken zurückge pumpt.Clarifiers of this type have been known for a long time. They contain something permeable fixed bed body on which a so-called called organic lawn, which forms a significant part of the Degrades contaminants in wastewater. To maintain an aerobic atmosphere sphere in the field of biological lawn is air or Oxygen discharged into the wastewater. Mud particles and dead Mi. Croorganisms from the fixed bed body collect in the lower area of the Clarification basin below the fixed bed body and must be removed from here mostly transferred to a clarifier. Part of the sewage sludge collected in the secondary clarifier is returned to the primary clarifier pumps.
Beispiele derartiger Kläranlagen sind in der DE 196 26 592 A1, der DE 41 29 859 A1 und der DE 196 22 348 C1 dargestellt.Examples of such sewage treatment plants are in DE 196 26 592 A1 and DE 41 29 859 A1 and DE 196 22 348 C1.
Die DE 196 26 592 A1 beschreibt eine Dreikammergrube mit einem sogenann ten Festkörper in einer der Kammern, durch den ein Luft- oder Sauerstoffstrom aufsteigt.DE 196 26 592 A1 describes a three-chamber pit with a so-called solids in one of the chambers through which an air or oxygen stream flows rises.
Die DE 41 29 859 A1 befaßt sich mit einem aus zwei Kammern bestehenden Becken, das bezeichnet wird als Vorrichtung zur anaeroben biologischen Reini gung von organisch verunreinigtem Abwasser. Der Festbettreaktor soll insge samt eine größere Dichte als Wasser aufweisen. Das mit Füllmaterial befüllte Festbett befindet sich auf einer Lochplatte, die im Abstand zum Boden des Bec kens angeordnet ist.DE 41 29 859 A1 deals with one consisting of two chambers Basin, which is referred to as an anaerobic biological purification device organically contaminated wastewater. The fixed bed reactor is said to be in total have a greater density than water. The one filled with filler Fixed bed is on a perforated plate, which is at a distance from the bottom of the Bec kens is arranged.
Die DE 196 22 348 C1 zeigt und beschreibt eine Kläreinrichtung mit trichterför migem Boden. DE 196 22 348 C1 shows and describes a clarifying device with a funnel moderate soil.
Üblicherweise sammelt sich am Boden eines derartigen Klärbeckens verhältnis mäßig rasch ein Schlammsumpf an, so daß relativ häufige Reinigungen notwen dig werden. Da zu diesem Zweck der Festbettkörper herausgenommen werden muß, handelt es sich um einen relativ aufwendigen Vorgang.Relationship usually accumulates at the bottom of such a clarifier a mud swamp moderately quickly, so that relatively frequent cleaning is necessary become dig. Since the fixed bed body is removed for this purpose must, it is a relatively complex process.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Klärbecken der obigen Art zu schaffen, bei dem gewährleistet ist, daß eine intensive Belüftung des Abwassers und damit einen intensiven aeroben Schadstoffabbau bei geringem Wartungs aufwand der Anlage ermöglicht wird.The invention has for its object to a clarifier of the type above create in which it is ensured that an intensive aeration of the waste water and thus intensive aerobic pollutant degradation with little maintenance cost of the system is made possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Klärbecken der obigen Art da durch gelöst, daß der Festbettkörper auf einem Siebboden im unteren Bereich des Klärbeckens abgestützt ist, daß das Klärbecken unterhalb des Siebbodens einen trichterförmig nach unten zusammenlaufenden Sammelbereich für Schlammpartikel und abgestorbene Mikroorganismen bildet und daß vom Bo den des Sammelbereichs an dem Festbettkörper vorbei ein Steigrohr verläuft, das in den Wasserauslaß übergeht, daß im Zentrum des Festbettkörpers ein Standrohr angeordnet ist, das im wesentlichen vom Siebboden bis in einer Höhe oberhalb des Wasserspiegels im Klärbecken verläuft, daß mit dem unteren End bereich des Standrohres sternförmig angeordnete Ansaugrohre verbunden sind, die vom äußeren Randbereich des Siebbodens ausgehen, und daß im unteren Bereich des Standrohres eine Belüftungsmembran zur Abgabe von Luft oder Sauerstoff angeordnet ist. This object is there according to the invention in a clarifier of the above type by solved that the fixed bed body on a sieve tray in the lower area the clarifier is supported that the clarifier below the sieve a funnel-shaped collection area for Forms sludge particles and dead microorganisms and that Bo a riser pipe runs past the fixed bed body of the collecting area, that merges into the water outlet, that in the center of the fixed bed body Standpipe is arranged, essentially from the sieve bottom to a height runs above the water level in the clarifier, that with the lower end area of the standpipe are connected in a star shape, which start from the outer edge area of the sieve bottom, and that in the lower Area of the standpipe a ventilation membrane to release air or Oxygen is arranged.
Da bei einem Zulauf von Abwasser das in dem Klärbecken enthaltene, bereits behandelte Abwasser stets aus dem Wasserauslaß abläuft, bis wieder der durch die Höhe des Wasserauslasses bestimmte Flüssigkeitsspiegel erreicht ist, wird beim Zulauf von Wasser stets Abwasser mit Schlamm von dem unteren Sam melbereich des Klärbeckens über das Steigrohr und den Wasserauslaß aus dem Klärbecken herausgedrückt. Dadurch entsteht ein ständig aufsteigender Was serstrom im Steigrohr, der bestrebt ist, Schlamm vom unteren Bereich des Klär beckens mitzunehmen und auszutragen.As with an inflow of wastewater, that already contained in the clarifier treated wastewater always runs out of the water outlet until the through the height of the water outlet has reached certain liquid levels when water flows in, always waste water with sludge from the lower Sam Melbereich the clarifier over the riser pipe and the water outlet from the Clarifier pushed out. This creates a constantly rising what Water flow in the riser pipe, which is striving for sludge from the lower area of the clarifier to take along and carry it out.
Erfindungsgemäß ist der Sammelbereich des Klärbeckens unterhalb des Siebbo dens trichterförmig ausgebildet, und das Steigrohr geht im wesentlichen vom Boden oder tiefsten Bereich des Trichters aus.According to the collection area of the clarifier is below the Siebbo dens funnel-shaped, and the riser goes essentially from Bottom or deepest part of the funnel.
Im übrigen ist im Zentrum des Festbettkörpers ein Standrohr vorgesehen, das am unteren Ende oberhalb des Siebbodens mit sternförmig zulaufenden An saugrohren verbunden ist und in dem sich am unteren Ende eine Belüftungs membran befindet. Diese Belüftungsmembran bewirkt das Aufsteigen von Gas blasen in dem Standrohr und damit einen Pumpeffekt, durch den auch das Wasser mit angehoben wird. Das mit Sauerstoff angereicherte Wasser läuft am oberen Ende des Standrohr nach allen Seiten über und gelangt wieder in den Bereich des Festbettkörpers, in dem es wieder absinkt. Es entsteht also ein ständiger Kreislauf.Otherwise, a standpipe is provided in the center of the fixed bed body at the lower end above the sieve plate with star-shaped taper suction pipes is connected and in which there is a ventilation at the lower end membrane is located. This ventilation membrane causes gas to rise blow in the standpipe and thus a pump effect, through which also Water being lifted with. The oxygenated water runs on upper end of the standpipe over all sides and gets back into the Area of the fixed bed body in which it sinks again. So it arises constant cycle.
Unterhalb des Eintritts des Wasserzulaufs befindet sich ein weiteres Standrohr mit ebenfalls einer Belüftungsmembran am unteren Ende. Auf diese Weise wird ebenfalls eine Wassersäule angehoben, die mit Luft oder Sauerstoff angereichert ist und mit dem frisch eintretenden Abwasser vermischt wird, so daß dieses Ab wasser sogleich gezielt mit Luft oder Sauerstoff versorgt werden kann.Another standpipe is located below the inlet of the water inlet also with a ventilation membrane at the lower end. That way also raised a water column, enriched with air or oxygen is and is mixed with the freshly entering wastewater, so that this Ab water can be immediately supplied with air or oxygen.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further details, features and advantages of the invention result from the subclaims.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Preferred exemplary embodiments of the invention are described below the attached drawing explained.
Fig. 1 ist ein schematischer senkrechter Schnitt durch ein im Boden verlegtes erfindungsgemäßes Klärbecken mit angedeutetem Vorklärbecken und Nachklärbecken; Fig. 1 is a schematic vertical section through a clarifier according to the invention laid in the floor with indicated preliminary clarifier and secondary clarifier;
Fig. 2 ist ein waagerechter Schnitt zu Fig. 1. FIG. 2 is a horizontal section to FIG. 1.
Das erfindungsgemäße Klärbecken soll im folgenden anhand von Fig. 1 und 2 beschrieben werden. Dieses Klärbecken befindet sich gemäß der Zeichnung zwi schen einem Vorklärbecken 10, das auch als Absetzbecken bezeichnet werden kann, und einem Nachklärbecken 12. Zwischen diesen beiden Becken befindet sich das erfindungsgemäße Klärbecken 14. In das Klärbecken 14 tritt von dem Vorklärbecken 10 ein Wassereinlaß 16 ein, während ein Wasserauslaß 18 auf der gegenüberliegenden Seite zu dem Nachklärbecken 12 führt. Die Höhe des unteren Randes des Rohres, das den Wasserauslaß 18 bildet, bestimmt die Höhe des Wasserspiegels im Klärbecken 14.The clarifier according to the invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. This clarifier is located according to the drawing's between a primary clarifier 10 , which can also be referred to as a settling tank, and a secondary clarifier 12 The clarification basin 14 according to the invention is located between these two basins. A water inlet 16 enters the clarifier 14 from the pre-clarifier 10 , while a water outlet 18 on the opposite side leads to the secondary clarifier 12 . The height of the lower edge of the tube that forms the water outlet 18 determines the height of the water level in the clarifier 14th
Das Klärbecken 14 ist als zylindrischer, senkrechter Schacht aus zusammenge setzten, herkömmlichen Betonringen 20, 22, 24 und einem entsprechenden, topf förmigen Bodenstück 26 ausgebildet. Innerhalb des Bodenstücks 26 befindet sich ein nach unten kegelförmig oder kegelstumpfförmig zusammenlaufender Einsatz 28, der zweckmäßigerweise ebenfalls ein Fertigteil ist, jedoch auch mit Hilfe von Beton oder anderen Baumitteln an Ort und Stelle angefertigter, einen Kegel oder Kegelstumpf bildender Ring sein kann.The clarifier 14 is designed as a cylindrical, vertical shaft made of conventional concrete rings 20 , 22 , 24 and a corresponding, pot-shaped base piece 26 . Inside the base piece 26 there is an insert 28 which converges downwards in the shape of a cone or truncated cone, which is expediently also a prefabricated part, but can also be a ring made of a cone or truncated cone on the spot using concrete or other building materials.
Die Verwendung von Beton-Fertigteilen zur Bildung des Klärbeckens hat den er heblichen Vorteil, daß diese schweren und voluminösen Teile beim nächstgele genen Händler bezogen werden können, so daß nur ein kurzer Transportweg an fällt, während die aufwendigeren Funktionsteile, die sich im Inneren des Klär beckens befinden, verhältnismäßig wenig Volumen einnehmen, so daß auch ein Antransport über weitere Strecken akzeptabel ist.He has the use of precast concrete to form the clarifier Significant advantage that these heavy and voluminous parts when next gene dealers can be obtained, so that only a short transport route falls, while the more elaborate functional parts that are inside the clarifier beckens take up relatively little volume, so that a Transport over longer distances is acceptable.
Auf dem Einsatz 28 liegt ein kreisförmiger Siebboden 30, der den inneren Quer schnitt des Schachts ausfüllt. Auf dem Siebboden 30 stützt sich ein Festbettkör per 32 ab, der beispielsweise gebildet sein kann durch eine Schüttung aus Kunststoffteilen, die eine möglichst große Oberfläche im Verhältnis zu ihrem Vo lumen aufweisen. Kunststoffteile dieser Art sind bekannt. Auf diesen Kunststoff teilen bildet sich im Laufe des Betriebes innerhalb von etwa vier Wochen ein sogenannter biologischer Rasen aus Mikroorganismen, die die Schmutzanteile im Abwasser biologisch abbauen.On the insert 28 is a circular sieve bottom 30 , which fills the inner cross section of the shaft. On the sieve bottom 30 , a fixed bed body is supported by 32 , which can be formed, for example, by a bed of plastic parts which have the largest possible surface area in relation to their volume. Plastic parts of this type are known. In the course of operation, a so-called biological lawn from microorganisms forms on these plastic parts within about four weeks, which biodegrades the dirt in the wastewater.
Da es sich dabei um eine aerobe Reaktion handelt, ist die ständige Zufuhr von Luft oder Sauerstoff zum unteren Bereich des Festbettkörpers 32 notwendig. Die Luftzufuhr erfolgt vorzugsweise zum unteren Bereich des Festbettkörpers, damit die aufsteigenden Luftblasen das gesamte Volumen des Festbettkörpers errei chen. So befindet sich unter anderem im Zentrum des Festbettkörpers ein senk rechtes Standrohr 34, an dessen unterem Ende eine Belüftungsmembran 36 vorgesehen ist, die feine Luftblasen austreten läßt. Die Zufuhr der Luft erfolgt mit Hilfe einer durch das Standrohr 34 herabgeführten Leitung 38. Durch das Aufsteigen der Luftblasen innerhalb des Standrohres 34 wird ein aufsteigender Wasserstrom erzeugt, so daß ständig Wasser, das während des Aufsteigens mit Luft oder Sauerstoff angereichert worden ist, am oberen Ende des Standrohres, das leicht über den Wasserspiegel hinausragt, austritt, wie die Pfeile andeuten. Auf diese Weise entsteht eine ständige Zirkulation, bei der dem aufsteigenden Wasser Luft zugeführt wird und dieses mit Luft angereicherte Wasser von oben durch den Festbettkörper hindurch wiederum herabsinkt.Since this is an aerobic reaction, the constant supply of air or oxygen to the lower region of the fixed bed body 32 is necessary. The air is preferably supplied to the lower region of the fixed bed body so that the rising air bubbles reach the entire volume of the fixed bed body. For example, there is a vertical standpipe 34 in the center of the fixed bed body, at the lower end of which a ventilation membrane 36 is provided, which allows fine air bubbles to escape. The air is supplied with the aid of a line 38 which is led down through the standpipe 34 . The rising of the air bubbles within the standpipe 34 creates an ascending water flow, so that water, which has been enriched with air or oxygen during the ascent, constantly escapes at the upper end of the standpipe, which protrudes slightly above the water level, like the arrows hint. In this way, there is a constant circulation, in which air is supplied to the rising water and this water enriched with air in turn sinks from above through the fixed bed body.
In das untere Ende des Standrohres 34 münden 6-8, je nach Größe der Anlage, sternförmig angeordnete Ansaugrohre 40 ein, die Wasser von den äußeren unte ren Randbereichen des Festbettkörpers zu dem zentralen Standrohr transportie ren und auf diese Weise am Kreislauf teilnehmen lassen. Das eintretende Was ser wird durch die Pumpwirkung der aufsteigenden Luft angehoben und am oberen Ende des Standrohres wieder abgegeben, wie es beschrieben wurde. Die unteren Ansaugrohre 40 befinden sich zusammen mit dem unteren Ende des Standrohres unmittelbar oberhalb des Siebbodens 30.In the lower end of the standpipe 34 6-8 open, depending on the size of the system, star-shaped intake pipes 40 , which transport water from the outer lower edge regions of the fixed-bed body to the central standpipe and allow them to participate in the cycle. The water entering is raised by the pumping action of the rising air and released again at the upper end of the standpipe, as has been described. The lower intake pipes 40 are located together with the lower end of the standpipe directly above the sieve plate 30 .
Unterhalb des Einlasses 16 befindet sich in dem Festbettkörper ein weiteres Standrohr 44, das ebenfalls unmittelbar oberhalb des Siebbodens 30 beginnt. Dieses Standrohr 44 endet in Höhe des Wasserspiegels. Auch in diesem Standrohr befindet sich am unteren Ende eine Belüftungsmembran 46, die durch eine Leitung 48 mit Luft versorgt wird. In Fig. 1 sind mehrere übereinan der liegende Schellen angedeutet, die nicht näher bezeichnet sind und die das zweite Standrohr 44 an der inneren Wand des Schachts festlegen. Durch dieses Standrohr 44 wird unmittelbar unterhalb des Wassereinlasses, durch den nur vorgeklärtes Abwasser zuläuft, luft- bzw. sauerstoffreiches, bereits teilweise geklärtes Wasser zur Verfügung gestellt, so daß durch Mischung der beiden Was serqualitäten das besonders schmutzhaltige zugeführte Abwasser aus dem Vor klärbecken zumindest verdünnt und mit Sauerstoff angereichert wird und so eine Optimierung des aeroben Klärprozesses stattfindet.Below the inlet 16 there is a further standpipe 44 in the fixed bed body, which also begins immediately above the sieve bottom 30 . This standpipe 44 ends at the level of the water. In this standpipe there is also a ventilation membrane 46 at the lower end, which is supplied with air through a line 48 . In Fig. 1 several are indicated on the lying clamps, which are not specified and which define the second standpipe 44 on the inner wall of the shaft. This standpipe 44 is immediately below the water inlet through which only pre-clarified waste water flows in, air or oxygen-rich, already partially clarified water is available, so that by mixing the two water qualities the particularly dirty feed water from the pre-clarifier is at least diluted and is enriched with oxygen and thus an optimization of the aerobic clarification process takes place.
Auf der Seite des Wasserauslasses 18 befindet sich ein Steigrohr 48, das eben falls mit nicht bezeichneten Schellen an der inneren Wand des Schachts befe stigt ist. Dieses Steigrohr erstreckt sich nach unten durch den Siebboden 30 hindurch und verläuft schräg nach innen zum Zentrum des am Boden gebilde ten Trichters. Nach oben ragt das Steigrohr 50 über den Wasserspiegel hinaus, und von dem Steigrohr 50 zweigt seitlich das zum Nachklärbecken führende Rohr ab, das den Wasserauslaß 18 bildet. Dieses Steigrohr 50 nimmt daher Wasser aus dem unteren, trichterförmigen Sammelbereich des Klärbeckens auf und führt dieses durch den Wasserauslaß 18 ab. Da das Steigrohr 50 nach oben über den Wasserspiegel hinausragt und seitlich unmittelbar an den Wasseraus laß 18 angeschlossen ist, kann nur Wasser, das durch das Steigrohr 50 auf steigt, aus dem Wasserauslaß 18 austreten. Das bedeutet, daß jeweils entspre chend dem Wasserzulauf und dem Anstieg der Wassersäule im Klärbecken das im unteren trichterförmigen Sammelbereich befindliche Schlamm- und Wasser gemisch durch den Wasserauslaß 18 hinausgedrückt wird.On the side of the water outlet 18 there is a riser 48 , which is just BEFE Stigt if not with clamps on the inner wall of the shaft. This riser pipe extends down through the sieve tray 30 and extends obliquely inwards to the center of the funnel formed at the bottom. The riser pipe 50 projects upward above the water level, and the pipe leading to the secondary settling tank, which forms the water outlet 18 , branches off from the riser pipe 50 . This riser pipe 50 therefore absorbs water from the lower, funnel-shaped collecting area of the clarifier and discharges it through the water outlet 18 . Since the riser 50 protrudes upward above the water level and is directly connected to the water outlet 18 , only water that rises through the riser 50 can emerge from the water outlet 18 . This means that accordingly the water inlet and the increase in the water column in the clarifier, the sludge and water mixture located in the lower funnel-shaped collecting area is pressed out through the water outlet 18 .
Da im unteren Sammelbereich sich zwangsläufig abgestorbene Mikroorganismen aus dem Festbettkörper 32 und sonstige, herabfallende Schmutzpartikel ansam meln, werden diese Schmutz- und Schlammbestandteile mit dem aus- bzw. überlaufenden Wasser in das Nachklärbecken 12 hinausgedrückt. Da dabei vor allem auch Schlammbestandteile mitgenommen werden, reduzieren sich die Zeitintervalle, in denen Wartungs- und Reinigungsarbeiten am Klärbecken 14 anfallen, erheblich. Insbesondere ist es nur relativ selten notwendig, den gesam ten Festbettkörper herauszunehmen, um den am Boden des Klärbeckens ange sammelten Schlamm zu entfernen. Vielmehr kann eine gründliche Reinigung auch durch einfache Spülung mit sauberem Wasser erfolgen.Since in the lower collecting area inevitably dead microorganisms from the fixed bed body 32 and other falling dirt particles collect, these dirt and sludge constituents are pressed out into the secondary settling tank 12 with the outflowing or overflowing water. Since sludge constituents in particular are also taken along, the time intervals in which maintenance and cleaning work on the clarification tank 14 are reduced considerably. In particular, it is only relatively rarely necessary to remove the entire fixed bed body in order to remove the sludge collected at the bottom of the clarifier. Rather, thorough cleaning can also be done by simple rinsing with clean water.
Im Nachklärbecken befindet sich eine Schlammpumpe, die einen Teil des anfal lenden Schlamms als Belebtschlamm zum Vorklärbecken zurückführt. Da es sich dabei und bei weiteren in der Zeichnung dargestellten Einzelheiten um her kömmliche Technik handelt, soll insoweit eine Beschreibung unterbleiben.In the secondary clarifier there is a sludge pump, which is a part of the sludge sludge as activated sludge back to the primary clarifier. Because it yourself and other details shown in the drawing Conventional technology is concerned, so far a description is omitted.
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