DE2017799A1

DE2017799A1 - Reinigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2017799A1
Application number: DE19702017799
Authority: DE
Inventors: Carl Sigvard Nacka Nordgard (Schweden)
Original assignee: Svenska Interpur AB, Nacka (Schweden)
Priority date: 1969-04-22
Filing date: 1970-04-14
Publication date: 1970-11-05
Also published as: GB1268309A; US3688905A; DE7013664U; DK125320B; NL7005862A; SE325236B; FR2045497A5; BE749334A; AT299834B; NO124683B; CH503663A; ES378873A1

Description

DlPU-ING. DR. IUR. DIPL.-IN6.

VOLKER BUSSE DIETRICH BUSSE

45 Osnabrück, den 13. April 1970

MDSERSTRASSE 2O/24 VB/Fl

Svenska Interpur AB Becksjudarvägen 41 Nacka, Schweden

Reinigungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung für organisch verschmutztes Wasser, wie beispielsweise Abwasser, und umfaßt aktive Mikroorganismen tragende Flächen, deren Umkreise auf einer zylindrischen Fläche liegen und die zu einem Teil in das Wasser eingetaucht sind und langsam um eine im wesentlichen waagerechte Achse umlaufen.

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Arten sind diese Flächen auf einer Schraube oder auf nebeneinander liegenden parallelen und gleichaehslgen Scheiben ausgebildet, die ungefähr bis zu ihrer gemeinsamen Umlaufachse in einen das Abwasser enthaltenden Trog eintauchen, wobei sich dessen Innenwand der genannten zylindrischen Fläche so nahe wie mtg-ich anschließt. Die Scheiben bzw. die Schraube haben ein beträchtliches Gewicht, das sich durch den Aufbau einer Masse

0 0 9 84 5/1651

2017739

von toten Mikroben auf den Flächen weiter erhöht, weswegen sich eine axiale Durchbiegung nicht vermeiden läßt. Dies hat zur Folge, daß der Abstand zwischen dem Scheibenumkreis bzw. der Außenkante der SchraubenwJndingen und der Innenwand des Troges so groß gewählt werden muß, daß die Gefahr einer Berührung völlig ausgeschaltet ist. In der Praxis wird dieser Abstand mehr als 2cm, und dies bringt mit sich, daß verschmutztes Wasser längs der Troginnenwand an den aktiven Flächen vorbeiströmen und somit durch die Reinigungs vorrichtung hindurchgehen kann, ohne der Einwirkung der aktiven Mikroorganismen unterworfen zu werden. Ein einzelnes Reinigungswerk dieser Bauart kann daher keinen höheren Reinigungsgrad als 40 - 60S erreichen. Man hat versucht, diese Schwierigkeit dadurch zu meistern, daß man das Abwasser im wesentlichen senkrecht zur Flächenerstreckung der Scheiben geleitet hat, und damit hat man eine voll zufriedenstellende Reinigungswirkung in der Größenordnung von 90 - 95% erhalten. Trotz dieser günstigen Strömung, die somit dadurch erhalten wird, daß man das Abwasser gegen die Scheibenoberflächen führt und es nicht, wie bisher, im · wesentlichen parallel zu den Scheibenoberflächen in den Trog einleitet, läßt sich nicht vermeiden, daß eine gewisse Menge ungereinigten Abwassers durch die Vorrichtung hindurchgeht.

Der Hauptzweck der Erfindung besteht darin, eine Reinigungsvorrichtung zu schaffen, welche die Gefahr vorbeileckenden Abwassers völlig ausschaltet und gleichzeitig ein beträchtlich geringe-res Gewicht als die bisher bekannten Vorrichtungen besitzt.

00984 b71b-b1 "

Das wesentliche Kennzeichen der Erfindung besteht nun darin, daß die scheibenförmigen Elemente von einem sich-deren Umkreisen anschließenden und mit den Elementen dicht verbunderi-en Mantel umgeben sind, wobei an dessen Enden ein erstes,bzw. ein zweites Stirnstück dichtend angeschlossen und ein Einlaß für Abwasser an dem einen Stirnstück und ein Auslaß für gereinigtes Wasser an dem anderen Stirnstück vorgesehen sind.

Der Gegenstand der Erfindung wird nachstehend durch mehrere Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in vereinfachter Darstellung eine Reinigungsanlage mit-einer Vorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 ' die Vorrichtung der Fig. 1 in vergrößertem Maßstäbe' und in Seitenansicht;

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in der Fig. 2 Fig. k die Vorrichtung nach der Fig. 2, angeschlossen an

eine Apparatur zur chemischen Ausfällung von Phosphaten; '

Fig. 5 eine zweite Reinigungsanlage; Fig. 6 die linke Stirnseite der Vorrichtung der Fig. 5;

Fig. 7 eine Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung mit parallelen Scheiben.

Die Fig. 1 zeigt eine Reinigungsanlage mit einem Vorablagerungsbeeken 1, in das organisch verschmutztes Wasser durch einen Eih-

00 9845/1651

laß 2 geleitet wird. Vor der Mündung des Einlasses 2 ist ein Schaumfangschirm 3 vorgesehen. Von dem Becken 1 gelangt das Wasser in ein Rohr 4 mit nicht gezeigten Schlitzen im Boden. Aus dem Rohr 4 tritt das Abwasser über eine Leitung 5 in eine Reinigungsvorrichtung 6 ein und strömt durch diese in axialer Richtung hindurch, zu einem Auslaß 50, Die Fig. 1 zeigt auch einen Raum 7 für einen Antriebsmotor, gegebenenfalls ein Gebläse und eine Apparatur für chemische Reinigung, wie weiter unten näher beschrieben werden soll.

In der Darstellung der Fig. 2 besteht die Vorrichtung 6 aus einer Schnecke bzw. Schraube 8 mit gleichbleibendem Durchmesser und einer Steigung, die in der Praxis bei etwa 1-2 cm liegt, Jedoch in Abhängigkeit von verschiedenen Umständen innerhalb weiter Grenzen wechseln kann. Die Schnecke bzw. Schraube 8 bildet die oben genannten scheibenförmigen, biologisch aktiven Elemente und ist dadurch hergestellt, daß die Kanten aufgeschlitzter kreisförmiger Werkstücke miteinander verbunden wurden. Bei dem in der Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sitzt die Schraube 8 auf einer zentralen, hohlen Welle 9· Sowohl die Schraube 8 als auch die Welle 9 sind zweckmäßig aus einem Kunststoff, wie beispielsweise PVC, gefertigt. Der Umkreis der Schraube liegt auf einer zylindrischen Fläche. An diesen Umkreis ist ein dichter Zylinder 10 angeschlossen, der mit der Scheitelkänte der Schraube 8 fest verbunden und in gewissen Fällen auch daran dichtend angeschlossen ist. Zwischen dem Zylinder 10 und der Schraube 8 ist somit eine durchgehende, schraubenförmige Kammer 11 vorhanden.

0-098 A 5 / 1 651

An das rechte Ende des Zylinders 10 ist dichtend ein aus zwei zueinander parallelen und miteinander gleichachsigen Platten 12, 13 bestehendes Stirnstück angeschlossen und in gleicher Weise dichtend an das linke Ende des Zylinders ein aus zwei miteinander gleichachsigen und zueinander parallelen Platten 14, 15 bestell ende s Stirnstück. Das Stirnstück 12, 13 enthält ein Tragelement 16 für ein auf einer Stütze 18 angebrachtes Lager 17. Obwohl in der Fig. 2 nicht dargestellt, ist das linke Stirnstück 14, 15 mit einem Tragelement der in der Fig. 6 gezeigten Bauart versehen. Das Tragelement 16 ist angeschlossen an einen nicht gezeigten Welenzapfen, der in dem Lager 17 gelagert und seinerseits an die Hohlwelle 9 angeschlossen ist. Dieser nicht dargestellte Wellenzapfen ist hohl und steht mit seiner Bohrung in Verbindung mit der Zufuhrleitung 5 für Abwasser. Ferner ist die Bohrung des Wellenzapfens in Verbindung mit Löchern 20 in dem Tragelement 16, durch welche das Wasser in die von den Stirnstückwänden 12, 13 gebildete Kammer 21 einströmt. In der Wand 13 ist für diese Kammer eine Ausströmöffnung 22 vorgesehen, und zweckmäßig ist noch wenigstens eine weitere Ausströmöffnung 23 vorhanden. Bei normalem Betrieb fließt das Abwasser durch dasjenige der Löcher 22, 23, das sich unterhalb der Wasseroberfläche V befindet, in den Raum zwischen der Wand 13 und dem ersten Gewindegang der Schraube und wird von der umlaufenden Schraube so weitergefördert, daß sich die ganze schraubenförmige Kammer 11 mit Wasser bis zu einem Spiegel füllt, der von der Unterkante des Auslasses 24 (Flg. 6) bestimmt wird.

00 984 5/ 1651

Während der Bewegung des Wassers durch die langsam umlaufende Schraube 8 erfolgt in an sich bekannter Weise seine biologische Reinigung und der durch die Reinigung erzeugte biologische

Schlamm wird von der Schraube durch den Auslaß 24 ausgetragen und |

. I

sinkt auf den Boden des Backens 25, um von dort in geeigneter | Weise entfernt zu werden. In der Fig. 2 ist der Mantel 10 auf j

der Außenseite mit einer Förderschraube 26 versehen dargestellt, j deren Steigung derjenigen der Schraube 8 entgegengerichtet ist i und die sich an den Boden des Beckens 25 anschließt und somit bei dem Umlauf der Reinigungsvorrichtung, die durch einen an eine in einem Lager 28 gelagerte und an die Hohlwelle 9 gekuppelte Welle 27 angeschlossenen Motor 33 (Fig. 4) erzeugt wird, den Schlamm zu einer Nachablageruhgskammer 32 fördert. Die Welle 9 ist mit Luftdurchströmöffnungen 19 versehen, und durch sie kann Luft dem über der Wasseroberfläche V befindlichen flüssigkeitslee ren Teil der schraubenförmigen Kammer 11 zugeführt werden. Die Welle 9 ist an ihrem rechten Ende neben der Wand 13 geschlossen. Etwa erforderliche Frischluft von beispielsweise einem Kompressor oder Gebläse J>k (Fig. 4) kann somit zugeführt werden, und diese Luft wird zweckmäßigerweise während der kalten Jahreszeit vorgewärmt. Eine erforderliche Luftumwälzung und Auslassen gebildeter Gase wird durch Löcher 30 und/oder 31 in der Schraube 8 herbeigeführt. Die Löcher 31 liegen über der normalen, durch den Auslaß 24 bestimmten Wasseroberfläche V und bilden zusammen mit der Kammer 21 und der Öffnung 23 eine Regeleinrichtung. Wenn aus irgendeinem Grund die Wasserzufuhr durch die Leitung 5 den normale^ Wasserzufluß übersteigt, wird der Wasserspiegel in der Kammer bis zu der Öffnung 23 steigen und durch diese das Wasser in die

009845/165

Kammer 11 strömen. Die Wasseroberfläche steigt also in dem von der Wand 13 und dem ersten Gewindegang der Schraube gebildeten i" Kammer te il, und von hier strömt das Wasser weiter in den nächsten Kammerteil zwischen dem ersten und dem zweiten Gewindegang und

i ■ ■ ■ -

! strömt schließlich durch das Loch.31 aus. Der Wasserspiegel in

der Kammer 11 wird in diesem Falle stufenweise bis zur Unterkante j des Auslasses 24 absinken. Um die Wasserförderung durch die Vor- ! richtung zu steigern, ist es ferner möglich, die Umlaufzahl der ϊ Schraube zu erhöhen, ohne die Gefahr zu laufen, daß der Reini- = gungsgrad in größerem Ausmaß abnimmt, weil im vorliegenden Fall . alles Wasser mit den aktiven Flächen in Berührung gebracht wird.

Die Umdrehungszahl kann durch ein den Wasserspiegel abtastendes, i den Motor regelndes Gerät verändert werden.

j Die Fig. 4 zeigt eine Reinigungsvorrichtung der oben beschriebenen

': Bauart, die an einen Schlammabscheider 35 angeschlossen ist, dem i gereinigtes Wasser und Schlamm aus dem Auslaß 24 zugeführt wird. f Der Schlammabscheider 35 ist mit hier nicht dargestellten, netz-I überdeckten Löchern ausgebildet, durch die das gereinigte Wasser in einen den Schlammabscheider 35 umgebenden dichten Behälter 36 ausströmen und von diesem durch eine untere Ablauföffnung 37 in das Becken 25 austreten kann. In dem Schlammabscheider 35 angesammelter Schlamm wird mittels einer Schlammpumpe 39 durch ein Rohr 38 abgesogen und wird von dieser über ein Rohr 40 in das Vorablagerungsbecken 1 geleitet, wo-durch aller biologisch aktiver Schlamm an einer Stelle für weitere Behandlung gesammelt wird. Das aus dem Auslaß 24 austretende', biologisch gereinigte

?0 98 45/1 6 5~~"""'~~'"' ^r""~~---———

Wasser enthält in der Regel eine erhebliche Menge von Nährsalzen, unter denen sich insbesondere die Phosphate als für das Zuwachsen von Seen und anderen stillstehenden bzw. langsam fließenden Gewässern fördernd herausgestellt haben, weswegen sie beseitigt werden müssen. Eine solche Beseitigung erfolgt bei der in der Fig. 4 dargestellten Anlage dadurch, daß in das gereinigte Wasser in dem Becken 25 durch eine Leitung 41 aus einem Behälter j

42 beispielsweise Aluminiumsulfat zugeführt wird, das die Phosphate als wasserunlösliches Aluminiumphosphat niederschlägt. Das Aluminiumphosphat bildet einen Schlamm, der von dem Förderer 26 in eine Nachablagerungskammer 32 der Fig. 2 geführt wird. Aus dieser Kammer wird der Schlamm dann entfernt.

Es ist ersichtlich, daß auf die gezeigte Förderschraube 26 verzichtet und statt dessen der Boden des Beckens 25 mit Gefälle ausgeführt werden kann, damit sich der Schlamm an einem Ende der Vorrichtung sammelt.

Die Fig. 5 zeigt in Draufsicht eine Reinigungsanlage kleinerer Bauart. Die Anlage ist mit einer Vorablagerungskammer 1 mit Einlaß 2, einem Schaumabscheideschirm 3 und einer Ausgleichkammer

43 für die während der 24 Stunden eines Tages wechselnden Menge an anfallendem Abwasser ausgestattet. Aus der Kammer 43 wird das verschmutzte Wasser mittels hier nicht näher gezeigter Reglergeräte über die Leitung 5 der Reinigungsvorrichtung zugeführt. Diese Vorrichtung ist ebenso wie die zuvor beschriebene mit einer von einem,Mantel 10 umgebenen Schraube 8 ausgerüstet.

009845/ 1 651

In diesem Pall besteht das linke Stirnstück aus einer äußeren Wand "44 mit einer zentralen Öffnung 45, in welche die Leitung mündet. Die Vorrichtung ist an einer inneren Wand 46 mittels eines Lagers 4? mit zentralen Durchlassöffnungen.24 gelagert (Fig. 6). Im vorliegenden Fall trägt eine durchgehende, mit ihren Enden in nicht dargestellter Weise gelagerte Welle 48 die Reinigungsvorrichtung. Auch die rechte Seite der Vorrichtung ist mit einem Lager 47 versehen. Die zentralen Öffnungen 49 der Schraubengänge haben einen erheblich größeren Durchmesser als die Welle 48, und deswegen kann Luft frei durch die die aktiven Flächen tragenden Schraube hindurchstreichen. Gereinigtes Wasser und Schlamm werden durch das rechte Lager 47 ausgetragen, und der Schlamm setzt sich in dem Nachablagerungsbecken 32 ab. Das Wasser tritt durch den Auslaß 50 aus. Bei praktischen Versuchen mit kleinen Anlagen, aus denen der Schlamm unregelmäßig und selten entfernt wird, hat es sich herausgestellt, daß eine Gefahr für ein Faulwerden des Schlammes besteht, falls das Wasser nicht sehr sauerstoffreich ist. Da nun das Wasser von dem Auslaß 24 der Reinigungsvorrichtung die ganze Vorrichtung entlang zu dem Auslaß 50 fließt, ist es möglich, den Umlauf des Mantels 10 für das Zuführen von Sauerstoff zu dem Wasser auszunutzen. Eine solche Säuerstoffanreicherung kann z. B. dadurch bewirkt werden, daß man die äußere Mantelfläche mit Flügeln od. dgl. ausstattet, die Luft in das Wasser hinabziehen. Die Mantelfläche kann ebenso wie die aktiven Flächen mit einer Schicht aus Sand oder anderem körnigen Material versehen sein, was zu der erwünschten Sauerstoffzufuhr beiträgt.

9845/1651

- ίο -

In der Pig. 7 ist eine Ausführungsform einer Vorrichtung nach der .Erfindung dargestellt, bei der die aktiven Flächen auf kreisrunden, zueinander parallelen und mit der Umlaufachse 56 gleichachsigen Scheiben 51 ausgebildet sind. Jede Scheibe ist mit ihrem äußeren Umkreis dichtend an den zylindrischen Mantel 10 angeschlossen und mit einer zentralen Öffnung 49 ausgeformt. Im Anschluß an die zentralen öffnungen der baden Endscheiben sind Lager 52 bzw. 53 vorgesehen, die in geeigneter Weise, beispielsweise mittels Auslegern, gehalten sind. Verschmutztes Wasser wird in der Richtung des Pfeils A in die Vorrichtung hineingeleitet, und die dichten Kammern 54 zwischen jedem Paar benachbarter Scheiben 51 füllen sich bis zu dem Spiegel V mit Wasser. Dieses strömt infolge Zufuhr weiteren Wassers von der am weitesten links gelegenen Kammer in die jeweils angrenzende Kammer, wie durch die Pfeile C angedeutet ist. Es ist zu beachten, daß die Fig. 7 nur da Prinzip für die Vorrichtung veranschaulicht und daher die Maße in der Figur nicht mit den wirklichen Abmessungen übereinstimmen. Der Abstand zwischen den Scheiben beträgt beispielsweise in normalen Fällen zwischen 10 und 20 mm, und der Durchmesser der Scheiben schwankt normalerweise zwischen 40 und 300 cm.

Auf dem Mantel 10 sind in vereinfachter Weise Mitnehmer 55 der im Zusammenhang mit der Fig. 5 beschriebenen Art angedeutet.

Neben dem oben aufgezeigten wesentlichen Vorteil, daß alles zugeführte Abwasser mit den biologisch aktiven Oberflächen in Berührung kommt, bringt die Erfindung den weiteren Vorteil mit sich,

009845/1651

daß man eine sehr steife Konstruktion erhält, weil der Mantel und die mit ihm verbundenen scheibenförmigen Elemente eine die Flächen tragende Schalenkonstruktion bilden. Dies wiederum hat zur Folge, daß die ganze Vorrichtung mit Ausnahme der Wellenzapfen aus sehr dünnem Kunststoff gefertigt werden kann. Sowohl der Mantel als auch die scheibenförmigen Elemente können beispielsweise aus 1 mm dickem, mit Glasfasern verstärktem Polyesterkunststoff oder PVC hergestellt sein. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß keine Stahlwelle zum Tragen der scheibenförmigen Elemente mehr erforderlich ist und die Vorrichtung damit billig und leicht wird.

Ferner ist zu beachten, daß die Zuführung des Abwassers durch die öffnung oder öffnungen 22, deren Durchflußfläche mit Hinblick auf die gewünschte Menge durchströmenden Wassers gewählt wird, ungefähr senkrecht zu der aktiven Oberfläche auf dem ersten Schraubengang erfolgt, wodurch man eine turbulente Strömung erhall Dies bewirkt eine erhebliche Steigerung der Reinigungswirkung.

Ein wesentlicher Vorteil der beschriebenen Vorrichtung liegt ferner darin, daß sich in diesen kein Schlamm ansammeln kann, die im Gegensatz zu bekannten Vorrichtungen, bei denen eine starke Schlammablagerung auf dem Boden des Wasser enthaltenden Troges stattfindet.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die besonderen, gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen begrenzt, sondern lediglich durch den von den Ansprüchen gezogenen Rahmen.

009845/1651

Claims

Patentansprüche:

l.J Reinigungsvorrichtung für biologische Reinigung von Abwasser von Wohngebäuden od. dgl., mit einer Mehrzahl scheibenförmiger, von Mikroben biologisch aktivierter Elemente, die, teilweise in das Abwasser eingetaucht, um eine im wesentlichen waagerechte Achse umlaufen und deren Umkreise auf einer zylindrischen Fläche liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (8; 51) von ednem sich deren Umkreisen anschließenden und mit den Elementen verbundenen dichten Mantel (10) umgeben sind, wobei an dessen Enden ein erstes (12, 13) bzw. ein zweites Stirnstück (14, 15) dichtend angeschlossen und ein Einlaß (5; 22, 23) für Abwasser an dem einen Stirnstück und ein Auslaß (24) für gereinigtes Wasser an dem anderen Stirnstück vorgesehen sind.
2. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente aus zueinander parallelen kreisrunden Scheiben (51) bestehen, die gleichachsig auf der Welle (56) angebracht sind und zwischen sich miteinander kommunizierende Reinigungskammern (54) einschließen.
3. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungskammern durch eine in jeder Scheibe vorgesehene zentrale öffnung (49) miteinander kommunizieren.
4. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

00 9845/165

zeichnet, daß die scheibenförmigen Elemente ein zusammenhängendes Schraubengewinde (8) bilden, das mit seiner Scheitelkante dichtend an den Mantel (10) angeschlossen ist und dadurch zusammen mit diesem eine schraubenförmige Reinigungskammer (11) bildet.
5. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schraubengewinde (8) in jedem Gewindegang mit | Belüftungsöffnüngen (30, 31) versehen ist, die sich während eines | Teiles jeder Umdrehung oberhalb der-Wasseroberfläche (V) befinden I und Luftumwälzung in axialer Richtung ermöglichen.

i - ■ / ■ ■ .-.

j
6. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schraubengewinde (8) auf einer angetriebenen Welle (9) fest angebracht ist.
7. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (9) eine axiale Mittelb'ohrung aufweist und in LängserStreckung der Welle und zwischen je zwei benachbarten Schraubengewindegängen mit der Mittelbohrung kommunizierende Löcher (19) vorgesehen sind und daß das eine Ende der Welle an eine Luftzufuhrquelle (34) angeschlossen ist.
8. Reinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (10) mit einem äußeren Schraubengewinde (26) versehen ist, das bei Umdrehung der Vorrichtung aus der Reinigungskammer der Vorrichtung durch den Auslaß auf den Boden eines die Vorrichtung umgebenden Beckens

00 984 5/ 165 1

(25) austretenden Schlamm in Richtung zu einer und in eine am Einlaßende der Vorrichtung angeordnete Nachablagerungskammer (32) fördert.

00 9845/165 1

Leerseite