DE202015105725U1 - Three-functional air lift for biological wastewater treatment plants - Google Patents

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DE202015105725U1 DE202015105725.3U DE202015105725U DE202015105725U1 DE 202015105725 U1 DE202015105725 U1 DE 202015105725U1 DE 202015105725 U DE202015105725 U DE 202015105725U DE 202015105725 U1 DE202015105725 U1 DE 202015105725U1
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Abstract

Dreifunktionaler Druckluftheber, mit der Überschussschlammfunktion während der Reaktorbelüftungsphase, der Reinigungsfunktion während der Absetzphase, und der Klarwasserförderfunktion nach der Absetzphase, umfassend – ein senkrechtes oben offenes Ansaugrohr (5) mit einer Ansaugöffnung (4) in seiner Wand und zwei senkrechten, parallel zueinander verlaufenden Druckluftheberrohren in Form eines Klarwasserheberrohrs (6) und eines Überschussschlammheberrohrs (7), wobei das Ansaugrohr (5) und die zwei Druckluftheberrohre (6 und 7) in ihrem unteren Bereich in einen gemeinsamen Verbindungsraum (13) münden, das Klarwasserheberrohr (6) oben offen und seitlich in einen Kläranlagenabfluss einleitbar ist, das Überschussschlammheberrohr (7) oben offen und seitlich oberhalb der maximalen Wasserhöhe (21) in einen Reaktor (10) in dessen Vorklärung (11), in einen Schlammspeicher, in eine Filtertasse, einen Filtersack oder in einen schlammstabilisierenden Komposter einleitbar ist, – eine Lufteintrittsöffnung (15), die im unteren Bereich des Klarwasserheberrohrs (6) angeordnet und mit einer Druckluftleitung (9) druckdicht verbunden ist, welche über eine Druckluftleitung (18) zu einem Drucklufterzeuger (2) führt, – eine Lufteintrittsöffnung (16), die im unteren Bereich des Überschussschlammheberrohr (7) angebracht und mit einer Druckluftleitung (8) druckdicht verbunden ist, welche ebenfalls zu dem Drucklufterzeuger (2) führt und – eine elektrische Steuerung (1), welche zumindest den Druckluftverdichter (2) und die Druckluftventile (3; 31) steuert, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftleitung (9) über ein Verzögerungselement in die Druckluftleitung (18) mündet, wobei das Verzögerungselement ein Druckluftsteuerventil (31) ist und die Lufteintrittsöffnungen (15 und 16) zueinander in gleicher Höhe angeordnet sind, oder wobei das Verzögerungselement ein Wasserpufferrohr (19) mit einer, gegenüber dem Wasserpufferrohr (19) kleinen Entlüftungsöffnung (17) ist und die Lufteintrittöffnung (15) etwas höher als die Lufteintrittsöffnung (16) angeordnet ist.Three-function air lift, with the excess sludge function during the reactor aeration phase, the cleaning function during the settling phase, and the Klarwasserförderfunktion after the settling phase, comprising - a vertical top open intake pipe (5) with a suction port (4) in its wall and two vertical, parallel to each other compressed air lifting tubes in the form of a clear water jack tube (6) and a surplus sludge jack tube (7), wherein the intake pipe (5) and the two compressed air lift tubes (6 and 7) open in their lower region into a common connection space (13), the clear water jack tube (6) open at the top and the excess sludge jack tube (7) open at the top and laterally above the maximum water level (21) in a reactor (10) in its primary treatment (11), in a sludge storage, in a filter cup, a filter bag or in a sludge stabilizing Composter can be introduced, - one Air inlet opening (15) which is arranged in the lower region of the clear water lifting pipe (6) and pressure - tightly connected to a compressed air line (9) which via a compressed air line (18) to a compressed air generator (2), - an air inlet opening (16) in the lower portion of the excess sludge jack tube (7) and connected to a compressed air line (8) pressure-tight, which also leads to the compressed air generator (2) and - an electrical control (1) which at least the compressed air compressor (2) and the compressed air valves (3; 31) controls, characterized in that the compressed air line (9) via a delay element in the compressed air line (18) opens, wherein the delay element is a compressed air control valve (31) and the air inlet openings (15 and 16) are arranged at the same height to each other, or the delay element is a water buffer pipe (19) having a vent opening (17) which is small relative to the water buffer pipe (19) and the air inlet opening (15) is arranged slightly higher than the air inlet opening (16).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen dreifunktionalen Druckluftheber für biologische Kläranlagen, welcher die Überschussschlammfunktion, die Rohrreinigungsfunktion und die Klarwasserförderfunktion zeitlich nacheinander ausführt. The present invention relates to a trifunctional compressed air lift for biological sewage treatment plants, which performs the excess sludge function, the pipe cleaning function and the clear water delivery function in chronological succession.

Bei fast allen Biologischen Kläranlagen, welche nicht mit elektrischen Unterwasserpumpen, sondern mit einem Drucklufterzeuger, auch Verdichter oder Kompressor genannt, arbeiten, sind Druckluftheber notwendig, um das häusliche Abwasser von einem Becken in ein anderes zu fördern, oder das entstehende Klarwasser in den Ablauf der Kläranlage zu fördern. Druckluftheber bestehen aus einem beidseitig offenen Rohr mit einem seitlich angebrachten Druckluftanschluss. Die Druckluftheber sind senkrecht so in den Kläranlagen angebracht, dass der Druckluftanschluss soweit wie möglich unter dem Wasserspiegel liegt, dass die Ansaugöffnung des Rohres in der gewünschten Höhe Wasser ansaugen kann und die Austrittsöffnung des Rohres dort platziert wird, wo das geförderte Wasser abgeleitet werden soll. Befindet sich im Kläranlagenbehälter genügend Wasser, so dass auch das Heberrohr oberhalb des Druckluftanschlusses gut mit Wasser gefüllt ist, so strömt, bei eingeschaltetem Drucklufterzeuger, die Druckluft durch die Lufteintrittsöffnung, in das Heberrohr, und fördert das Wasser senkrecht nach oben. Die entstehenden Luftblasen reißen das umgebende Wasser im Rohr mit nach oben und fördern so das nachströmende Wasser durch die Austrittsöffnung des Heberrohrs. Dieser Pumpvorgang dauert so lange, bis der Wasserspiegel im Kläranlagenbehälter so abgesenkt ist, das nun der verkürzte Weg im Heberrohr, die Auftriebskräfte der hoch strömenden Luftblasen kein Wasser mehr mitreißen können, oder der Drucklufterzeuger ausgeschaltet wird. In biologischen Kläranlagen wird vor allem in SBR-Kläranlagen das zufließende Abwasser in einem Vorklärbehälter gespeichert, um nach einem Zyklus von mehreren Stunden in einen SBR-Reaktor gefördert zu werden. In almost all biological sewage treatment plants, which do not work with electric underwater pumps, but with a compressed air generator, also called compressor or compressor, work, compressed air lifters are necessary to promote the domestic wastewater from one basin to another, or the resulting clear water in the flow of To promote sewage treatment plant. Air lifts consist of a tube open on both sides with a side-mounted compressed air connection. The air jacks are mounted vertically in the treatment plants so that the compressed air connection is as far below the water level as possible, that the suction opening of the pipe can aspirate water to the desired height and the outlet of the pipe is placed where the pumped water is to be discharged. If there is enough water in the wastewater treatment plant, so that the siphon tube above the compressed air connection is well filled with water, then, with the compressed air generator switched on, the compressed air flows through the air inlet opening into the siphon tube and conveys the water vertically upwards. The resulting air bubbles tear the surrounding water in the pipe upwards and thus promote the inflowing water through the outlet opening of the siphon tube. This pumping process lasts until the water level in the treatment plant container is lowered so that now the shortened path in the siphon tube, the buoyancy forces of the high-flowing air bubbles can no longer entrain water, or the compressed air generator is turned off. In biological wastewater treatment plants, especially in SBR wastewater treatment plants, the influent wastewater is stored in a pre-treatment tank in order to be pumped into a SBR reactor after a cycle of several hours.

In dem Reaktorbecken, auch als Reaktor bezeichnet, wird das Abwasser durch Teller-, oder Rohrbelüfter feinperlig belüftet. Durch diese Belüftung können die dort befindlichen frei schwimmenden Bakterien atmen und das Abwasser durch ihre Stoffwechselprozesse reinigen. Nach dieser Reinigungsphase wird die Belüftung abgeschaltet, so dass sich die Bakterien, auch Belebtschlamm genannt, durch Absinken am Boden absetzen können. Nach dieser Absetzphase entsteht über der Bakterienschicht eine Klarwasserzone, welche nun vom Klarwasserheber, in gleicher Funktion wie beschrieben, in den Ablauf der Kläranlage gepumpt wird. Zur gleichen Zeit werden überschüssige Bakterien, z.B. durch den parallel zum Klarwasserheber betriebenen Überschussschlammheber, in geringerer Menge, wegen des geringer dimensionierten Heberrohres und einer gedrosselten Luftzufuhr, in die Vorklärung gepumpt. Nach dieser Klarwasserpumpzeit beginnt der Kläranlagenzyklus wieder mit der Beschickungspumpzeit, in dem der Beschickungsheber das Vorklärwasser, in vorprogrammierter Zeit, in den Reaktor pumpt bzw. fördert. Die Druckluft für den Beschickungsheber, für den Tellerlüfter oder Rohrbelüfter und für den Klarwasser- bzw. Überschussschlammheber wird über einzelne elektromagnetisch betätigte Ventile, entsprechend geschaltet. Diese Ventile werden über einen Druckluftverdichter mit Druckluft versorgt. Aus diesen Gründen sind die Druckluftheber gemäß dem Stand der Technik so konstruiert, dass dessen Ansaugöffnung unterhalb der Wasseroberfläche liegt und der Abpumpvorgang dann erreicht ist, wenn kein Wasser über die Unterkante der Ansaugöffnung mehr fließen kann. Durch diese Notwendigkeit, um den oberen Klarwasserbereich und nicht den darunter liegenden Bereich der abgesetzten Bakterien abzupumpen, ist es notwendig, dass hinter der Ansaugöffnung folgende Ansaugrohr senkrecht nach unten zu führen und über einen U-förmigen 360 Grad Bogen mit dem folgenden senkrecht nach oben führenden Heberrohr zu verbinden. Damit die Auftriebskräfte der in das Heberrohr strömenden Druckluftblasen am größten sind, muss die am Heberrohr seitlich angebrachte Lufteintrittsöffnung so tief wie möglich, aber oberhalb der Rohrkrümmung angebracht sein. In the reactor basin, also referred to as reactor, the wastewater is aerated by plate or pipe aerator feinperlig. Through this ventilation, the freely floating bacteria can breathe there and purify the wastewater through their metabolic processes. After this cleaning phase, the ventilation is switched off, so that the bacteria, also known as activated sludge, can settle by sinking to the ground. After this settling phase, a clear water zone is formed above the bacterial layer, which is then pumped by the clear water elevator, in the same function as described, into the outlet of the sewage treatment plant. At the same time, excess bacteria, e.g. through the parallel to the clear water operated excess sludge lift, in lesser quantity, because of the smaller sized siphon pipe and a throttled air supply, pumped into the primary treatment. After this clear water pumping time, the sewage treatment cycle begins again with the feed pumping time, in which the feed lifter pumps the pre-treatment water into the reactor in preprogrammed time. The compressed air for the feed lifter, for the plate ventilator or pipe aerator and for the clear water or excess sludge lifter is switched via individual electromagnetically actuated valves. These valves are supplied with compressed air via a compressed air compressor. For these reasons, the prior art airlifts are designed so that its suction port is below the water surface and the pump down operation is achieved when no water is allowed to flow over the lower edge of the suction port. By virtue of this necessity, in order to pump out the upper clear water area and not the underlying area of settled bacteria, it is necessary to guide the intake pipe following the intake vertically downwards and over a U-shaped 360 degree arc with the following vertically upwards Connecting siphon. So that the buoyancy forces of the compressed air bubbles flowing into the siphon pipe are greatest, the air inlet opening attached laterally to the siphon pipe must be as deep as possible, but above the pipe bend.

Der so von fast allen Herstellern ausgestaltete Klarwasserheber hat den Nachteil, dass das Vorklärwasser beim Befüllen des Reaktors mittels Beschickungsheber, in die Ansaugöffnung des Klarwasserhebers läuft und sich dort schwebende Partikel absetzen können. The so designed by almost all manufacturers clear water has the disadvantage that the pre-treatment water when filling the reactor by means of feed lifter, runs into the intake of the clear water jack and settle there floating particles.

Die Verschmutzung des Klarwasserhebers geschieht bei Anlagen gemäß dem Stand der Technik weit aus intensiver im danach folgenden Belüftungsprozess, indem die beim Einschalten des Teller-, Rohr-, Membranbelüfters aufsteigende Luftblasen als erstes das Wasservolumen im Reaktor erhöhen und zum zweiten die abgesetzten Belebtschlammbakterien im Reaktorwasser verwirbeln, so dass diese durch die Volumenerhöhung ebenfalls durch die Ansaugöffnung in das Ansaugrohr des Klarwasserhebers gelangen und sich ebenfalls dort absetzen. Der Belüftungszeitraum im Reaktor einer SBR-Kläranlage dauert oft mehrere Stunden. Der Teller- oder Rohrmembranbelüfter wird daher in diesem Zeitraum im vorgewählten Zyklus ein- und ausgeschalten, so dass zumindest bei jedem Belüftungsbeginn immer wieder Belebtschlammbakterien, wegen der beschriebenen Volumenerhöhung, in den Klarwasserheber gedrückt werden. Da die Belebtschlammbakterien schwerer als Wasser sind, sinken diese im Ansaugrohr nach unten und füllen die Rohrbögen, welche das Ansaugrohr und das Heberrohr miteinander verbinden. Zu Beginn der Klarwasserpumpzeit fördert der Klarwasserheber diese Ablagerungen in den Kläranlagenablauf. Dies ist in der Praxis leicht zu erkennen, denn die ersten Pumpstöße haben die Farbe der Belebtschlammbakterien. Im weiteren Pumpvorgang ist der Klarwasserheber vom angesaugten Klarwasser so durchspült, dass alle Rohrablagerungen weg-befördert sind und nur noch Klarwasser aus der Klarwasserzone des Reaktors in den Ablauf der Kläranlage gefördert wird. The pollution of the clear water is done in systems according to the prior art far from intensive in the subsequent aeration process by the ascending when switching the plate, tube, Membranbelüfters air bubbles increase first in the water volume in the reactor and secondly swirl the settled activated sludge bacteria in the reactor water , So that they pass through the increase in volume also through the intake into the intake pipe of the clear water jack and also settle there. The ventilation period in the reactor of an SBR treatment plant often takes several hours. The plate or Rohrmembranbelüfter is therefore switched on and off during this period in the preselected cycle, so that at least every time ventilation begins again and again activated sludge bacteria, because of the volume increase described, are pressed into the clear water. Since the activated sludge bacteria are heavier than water, they sink down in the intake pipe and fill the pipe bends, which connect the intake pipe and the siphon pipe. To At the beginning of the clear water pumping time, the clear water lift conveys these deposits into the wastewater treatment plant effluent. This is easy to see in practice, because the first pump surges have the color of the activated sludge bacteria. In the further pumping process, the clear water is rinsed by sucked clear water so that all pipe deposits are carried away and only clear water from the clear water zone of the reactor is promoted in the flow of sewage treatment plant.

Nachteilig ist somit bei Anlagen gemäß dem Stand der Technik, dass Belebtschlammbakterien auf diese Art und Weise ständig aus der Kläranlage in den Abfluss gelangen. Dieser so bezeichnete Belebtschlammabtrieb hat zur Folge, dass sich im Reaktor das Belebtschlammvolumen ständig verringert und damit auch die Abwasserreinigungsleistung. Besonders nachteilig ist, wenn sich hinter dem Kläranlagenablauf eine Versickerung befindet, welche durch den Schlammabtrieb langsam verschlammt und unbrauchbar wird. Das Gleiche gilt, wenn sich hinter dem Kläranlagenablauf ein Vorfluter befindet, welcher durch die Schlammbelastung und der damit verbundenen Sauerstoffreduktion im Wasser des Vorfluters ein Ungleichgewicht entsteht. Zur Lösung dieser Nachteile sollte ein Klarwasserheber so konstruiert sein, dass kein Wasser-Belebtschlammgemisch in die Ansaugöffnung eindringen kann, oder das dieser abgesetzte Belebtschlamm vor der Klarwasserpumpzeit aus dem Klarwasserheber weggespült wird und dadurch die Verschlammung von Versickerungen, sowie die Verunreinigung von Gewässern vermieden wird. A disadvantage is thus in plants according to the prior art that activated sludge bacteria in this way constantly get out of the sewage treatment plant in the drain. This so-called activated sludge stripping has the consequence that in the reactor, the activated sludge volume is constantly reduced and thus also the wastewater treatment performance. It is particularly disadvantageous if there is a leaching behind the wastewater treatment plant, which is slowly silted up and rendered useless by the sludge removal. The same applies if there is a receiving water downstream of the wastewater treatment plant, which creates an imbalance due to the sludge load and the associated oxygen reduction in the water of the receiving water. To solve these disadvantages, a clear water lifter should be designed so that no water-activated sludge mixture can penetrate into the intake, or this settled activated sludge is flushed away from the clear water jack before the Klarwasserpumpzeit and thereby the siltation of infiltration, as well as the contamination of water is avoided.

In der Praxis und aus Offenlegungsschriften sind einige Lösungsvarianten realisiert bzw. bekannt, welche den geschilderten Nachteilen entgegenwirken sollen. In practice and from published patent applications, some solution variants are realized or known, which are intended to counteract the disadvantages described.

Gemäß DE 20 2005 019 918 U1 sind bspw. Rückschlagklappen an den Ansaugöffnungen des Klarwasserheberrohres angebracht, um dort die Belebtschlammbakterien nicht eindringen zu lassen. Langjährige Erfahrungen haben gezeigt, dass die im Abwasser schwimmenden Haare oder ähnliche Teile die beweglichen Klappen oder Ventile so umschlingen, dass die gewünschten Verschlusskräfte nach einiger Zeit nicht mehr wirken oder durch aufwendige Wartungsarbeiten ständig gesäubert werden müssen. According to DE 20 2005 019 918 U1 For example, check valves are attached to the intake openings of the clear water lift pipe in order to prevent the activated sludge bacteria from penetrating there. Many years of experience have shown that the hair floating in the sewage or similar parts wrap around the movable flaps or valves in such a way that the desired closure forces no longer have an effect after some time or have to be constantly cleaned by time-consuming maintenance work.

In DE 10 2008 038 116 A1 und DE 10 2007 049 517 A1 wird vorgeschlagen, die partikulären Stoffe und die Belebtschlammbakterien mit Filtervorrichtungen so auszufiltern, dass diese in den Filtern aufgefangen werden und nicht die Kläranlage verlassen können. Hierzu sind Signalvorrichtungen notwendig, welche den Füllstandsgrad des Filters anzeigen, und die notwendige Filterreinigung signalisieren. Nachteilig ist hierbei, dass die Belebtschlammbakterien nicht wieder dem Reaktor zugeführt werden, sondern für den Reinigungsprozess verloren gehen. In DE 10 2008 038 116 A1 and DE 10 2007 049 517 A1 It is proposed to filter the particulate matter and the activated sludge bacteria with filter devices so that they are collected in the filters and can not leave the treatment plant. For this purpose, signaling devices are necessary, which indicate the level of the filter, and signal the necessary filter cleaning. The disadvantage here is that the activated sludge bacteria are not returned to the reactor, but lost for the cleaning process.

Hinzu kommt, dass die Filtrierung und die Wartung der Filter sehr kostenaufwendig sind. In addition, the filtration and maintenance of the filters are very expensive.

DE 20 2005 003 588 U1 offenbart eine Kleinkläranlage mit einer Vorklärkammer und einer Nachklärkammer, wobei in jeder Kammer mindestens ein Druckluftheber vorgesehen ist, mit dem unter Luftzufuhr das entsprechende Medium im Sinne eines Anhebens aus der jeweiligen Kammer förderbar ist, wobei die jedem Druckluftheber zugeordnete, an ein Druckluftaggregat angeschlossene Druckluftleitung in einer Hebeleitung angeordnet ist, wobei das Medium durch den zwischen der Außenwandung der Druckluftleitung und der Innenwandung der Hebeleitung, gebildeten Zwischenraum, führbar ist. DE 20 2005 003 588 U1 discloses a small wastewater treatment plant with a pre-clearing chamber and a secondary clarifier, wherein in each chamber at least one air lift is provided, with the air under the appropriate medium in the sense of lifting from the respective chamber is conveyed, with each compressed air lifter associated, connected to a compressed air unit compressed air line in a lever line is arranged, wherein the medium through the between the outer wall of the compressed air line and the inner wall of the lifting line, formed intermediate space, is feasible.

DE 24 20 076 A1 offenbart eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Eintrag von Sauerstoff in Abwässer unter erhöhtem, hydrostatischen Druck, wobei ein Gaseinlass im unteren Teil eines Schachtes angeordnet ist, und ein Flüssigkeitseinlass sowie ein Flüssigkeitsauslass an einem über dem Schacht angeordneten, mit diesem verbundenen Reservoir angeordnet ist. DE 24 20 076 A1 discloses a device for continuously introducing oxygen into waste water under elevated hydrostatic pressure, wherein a gas inlet is arranged in the lower part of a shaft, and a liquid inlet and a liquid outlet is arranged on a reservoir arranged above the shaft and connected thereto.

Aus DE 24 23 085 A ist ein Verfahren zur Behandlung von Abwasser bekannt, welches eine Stufe umfasst, bei der das Abwasser in einem System umgewälzt wird, das einen absteigenden und einen aufsteigenden Teil umfasst, die an ihren oberen und unteren Enden in Verbindung sind, wobei ein sauerstoffhaltiges Gas wie Sauerstoff, selbst, oder eine sauerstoffhaltige Gasmischung, zum Abwasser, bei seinem Durchtritt durch den absteigenden Teil zugeliefert wird. Out DE 24 23 085 A For example, there is known a method of treating waste water, which comprises a step of circulating the waste water in a system comprising a descending and an ascending part communicating at their upper and lower ends, wherein an oxygen-containing gas such as oxygen , itself, or an oxygen-containing gas mixture, is delivered to the sewage as it passes through the descending part.

Weitere Lösungsvorschläge werden bspw. in DE 10 2007 058 177 A1 , DE 10 2008 020 938 A1 und in EP 1 582 263 B1 offenbart. Gemäß diesen Lösungsvorschlägen wird versucht, durch Strömungs- und Ableitvorrichtungen an der Ansaugstelle des Klarwasserhebers das Eindringen von Belebtschlamm während der Belüftung im Reaktor zu verhindern. Durch bestimmte Rohranordnungen wird dabei versucht, dass während der Belüftung strömende Wasser-Belebtschlammgemisch von der direkten Ansaugöffnung des Saugrohres vom Klarwasserheber fernzuhalten, oder sich in einer Art Pufferrohr beruhigen zu lassen. Bei diesen Lösungsvorschlägen wird jedoch nicht berücksichtigt, dass eine Volumenerhöhung am Anfang jeder Belüftung entsteht. Die Volumenerhöhung bewirkt einen Überdruck gegenüber dem beidseitigen offenen Klarwasserheberrohr und versucht sich in diesem auszugleichen. Folglich fließt also in jedem Fall bei jedem Belüftungsanfang das Wasser-Belebtschlammgemisch in die Ansaugöffnung des Klarwasserhebers, um sich am Boden des U-förmigen 360 Grad-Bogens abzusetzen. Somit reduzieren die in DE 10 2007 058 177 A1 , DE 10 2008 020 938 A1 und in EP 1 582 263 B1 beschrieben Maßnahmen nur den Belebtschlammabtrieb. Further solutions are, for example, in DE 10 2007 058 177 A1 . DE 10 2008 020 938 A1 and in EP 1 582 263 B1 disclosed. According to these proposed solutions, attempts are made to prevent the penetration of activated sludge during the ventilation in the reactor by means of flow and discharge devices at the intake point of the clear water jack. Through certain pipe arrangements is trying to keep away during the aeration water-activated sludge mixture of the direct suction port of the suction pipe from the clear water jack, or to calm down in a kind of buffer tube. However, these proposals do not take into account that an increase in volume occurs at the beginning of each ventilation. The increase in volume causes an overpressure in relation to the open-sided clear water lift tube on both sides and tries to compensate for this. Consequently, in each case flows in each Aerating start the water-activated sludge mixture into the intake port of the clear water jack to settle at the bottom of the U-shaped 360 degree arc. Thus reduce the in DE 10 2007 058 177 A1 . DE 10 2008 020 938 A1 and in EP 1 582 263 B1 measures described only the activated sludge output.

DE 100 57 378 B4 offenbart eine elektrische Unterwasserpumpe als Klarwasserpumpe, welche das Klarwasser aus dem Klarwasserbereich in den Ablauf der Kläranlage pumpen soll. Belebtschlammablagerungen, aus dem zuvor stattgefundenen Belüftungszyklus, welche in der Pumpe auftreten, werden gemäß dieser technischen Lösung durch ein oder mehrere Pumpenstöße beseitigt. Es wird also kurzzeitig Wasser in das ausgangsseitige Steigrohr gepumpt, damit dieses im freien Fall durch die Pumpe strömt und den dort liegenden Belebtschlamm mitreißt und in den Reaktor fließen lässt. Diese gute Funktionsweise einer hydraulischen Spülung ist aber bei gleicher Anwendung im druckluftbetriebenen Klarwasserheber wegen des unten geschlossenen 360 Grad förmigen U-Bogens nicht möglich. In Tests wurde versucht, diese hydraulische Rückspülung am Klarwasserheber praktisch durchzuführen. Durch einen kurzzeitigen Druckluftstoß wurde dabei die Wassersäule im Heberrohr angehoben. Das dafür notwendige nachströmende Wasser war gering, da die Volumenerhöhung im Steigrohr, zum größten Teil von den eingeströmten Luftblasen herrührt. Die herab fallende Wassersäule, muss sich erst von den aufsteigenden Luftblasen trennen und hat deswegen nicht die erforderliche Geschwindigkeit, um den Belebtschlamm in den U-förmigen Rohrteil so mitzunehmen, dass diese aufsteigend bis zur Ansaugöffnung gelangt, um dort in das Reaktorwasser zu gelangen. Der Vorgang wurde wiederholt mit einem oberhalb vom Auslauf des Heberrohres angebrachten Pufferbehälter. Beim Betätigen des Klarwasserhebers wird also dieser erst mit Wasser befüllt, ehe das Klarwasser seitlich aus diesem ablaufen kann. Um einen Spülstoß zu erzeugen, wird der Klarwasserheber kurzzeitig so lange eingeschaltet, bis der Pufferbehälter gefüllt ist und noch nicht überläuft. Beim ausschalten des Klarwasserhebers strömt das Wasser aus dem Pufferbehälter in den Heber zurück und drückt die gepufferte Wassermenge durch die Ansaugöffnung in den Reaktor zurück. Der so ausgespülte Belebtschlammanteil ist gering und entspricht nur der Menge des Klarwasser-Belebtschlammgemisches des Volumens vom Pufferbehälter. Der Pufferbehälter kann und darf nicht zu groß gewählt werden, weil dessen Wassergegendruck die Förderhöhe und die Förderleistung des Klarwasserhebers stark reduziert. Außerdem reicht die Strömungsgeschwindigkeit des zurückfließenden Wassers nicht aus, um die Belebtschlammablagerungen am Boden des U-förmigen Rohrbogens mitzureißen. Die zuvor beschriebene hydraulische Rückspülung der Belebtschlammbakterien ist demzufolge nicht zufrieden stellend. DE 100 57 378 B4 discloses an electric underwater pump as a clear water pump, which should pump the clear water from the clear water area in the flow of the sewage treatment plant. Activated sludge deposits from the previous aeration cycle occurring in the pump are eliminated by one or more pump strokes according to this technical solution. So it is briefly pumped water in the output side riser so that it flows in free fall through the pump and entrains the lying there activated sludge and flow into the reactor. However, this good operation of a hydraulic flushing is not possible with the same application in the compressed air driven clear water heater because of the closed down 360-degree U-bend. In tests it was tried to carry out this hydraulic backwashing at the clear water lifter practically. The water column in the siphon tube was raised by a brief burst of compressed air. The necessary inflowing water was low, since the increase in volume in the riser, for the most part, comes from the inflowing air bubbles. The falling water column, must first separate from the rising air bubbles and therefore does not have the speed required to take the activated sludge in the U-shaped pipe part so that it ascending reaches the suction port to get there in the reactor water. The process was repeated with a buffer tank attached above the outlet of the siphon tube. When you press the clear water, so this is first filled with water before the clear water can drain laterally from this. To generate a rinse, the clear water lifter is briefly turned on until the buffer tank is filled and not overflowing. When the clear water jack is switched off, the water from the buffer tank flows back into the jack and pushes the buffered water back through the suction port into the reactor. The so washed out activated sludge fraction is small and corresponds only to the amount of clear water-activated sludge mixture of the volume from the buffer tank. The buffer tank can and must not be too large, because its water back pressure greatly reduces the head and the capacity of the clear water lifter. In addition, the flow rate of the recirculating water is insufficient to entrain the activated sludge deposits at the bottom of the U-shaped pipe bend. The above-described hydraulic backwashing of the activated sludge bacteria is therefore unsatisfactory.

EP 2 743 515 A2 offenbart einen Klarwasserheber, bei dem am Ansaugrohr ein Ansaugstutzen als invertierte Siphonvorrichtung ausgebildet ist, die einer invertierten U- oder V-Krümmung aufweist und in einem Tauchrohrstutzen mit Ansaugöffnung übergeht. Im Betriebszustand befindet sich in diesem Ansaugstutzen eine Luftblase, welche den Wassereintritt nur bei großen Druckunterschieden erfolgen lässt, aber nicht verhindert. EP 2 743 515 A2 discloses a clear water lifter, wherein at the intake manifold, an intake manifold is formed as an inverted Siphonvorrichtung, which has an inverted U or V-curve and merges into a dip tube socket with suction. In operation, there is an air bubble in this intake, which allows the entry of water only with large pressure differences done, but not prevented.

Gemäß der Offenbarung von DE 10 2011 122 695 A1 erfolgt eine hydraulische und pneumatische Rückspülung im Klarwasserheber, wobei die Belebtschlammpartikel, welche sich im Klarwasserheber befinden, spätestens durch das Wasser im Mittelwandhohlkörper so verdrängt werden, dass diese durch die Ansaugöffnung des Klarwasserhebers zurück in den Reaktor gespült werden. According to the disclosure of DE 10 2011 122 695 A1 takes place a hydraulic and pneumatic backwashing in clear water, the activated sludge particles, which are located in the clear water, are at the latest displaced by the water in the middle wall hollow body so that they are flushed through the intake of the clear water jack back into the reactor.

Nachteilig bei diesen beiden technischen Lösungen ist, dass die Belebtschlammpartikel nicht direkt als Überschussschlamm in die Vorklärung gefördert werden können, sondern dass dafür extra ein Überschussschlammheber benötigt wird. A disadvantage of these two technical solutions is that the activated sludge particles can not be promoted directly as surplus sludge in the primary treatment, but that extra a surplus sludge lifter is needed.

Es wäre von Vorteil, wenn ein Klarwasserheber so konstruiert ist, dass dieser vor der Klarwasserförderung so gespült wird, dass das mit Belebtschlammbakterien durchmischte Spülwasser direkt in die Vorklärung oder in einen separaten Schlammspeicher gefördert würde, somit dieser auch die Überschussschlammfunktion ausführt und kein weiterer Überschussschlammheber benötigt wird. It would be advantageous if a clear water lifter is designed so that it is rinsed before the clear water promotion so that the rinsing water mixed with activated sludge bacteria would be conveyed directly into the primary treatment or into a separate sludge storage, thus performing the excess sludge function and no further excess sludge lift is required becomes.

Gemäß EP 2 641 876 A1 kann dies wie folgt relativ aufwändig praktiziert werden:
Wenn die Druckluft in den Klarwasserheber einströmt, wird das erste geförderte, mit Belebtschlamm durchmischte Wasser, kurzzeitig in einem extra dafür angebrachten Behälter gefördert. Durch eine Bodenöffnung am Behälter fließt es durch einen offenen Schwimmermechanismus in die Vorklärung und erfüllt so die Überschussschlammfunktion. Wenn dieser Vorgang mehrmals wiederholt wird, ist der Klarwasserheber gereinigt. Im folgenden Dauerbetrieb schließt sich die Schwimmeröffnung am Boden des Behälters und das geförderte Klarwasser fließt durch den Behälter in den Ablauf der Kläranlage. Der Wasserstand im Behälter wird durch einen Schwimmerschalter überwacht. According to EP 2 641 876 A1 This can be practiced relatively complex as follows:
When the compressed air flows into the clear water lift, the first pumped water mixed with activated sludge is conveyed for a short time in an extra container. Through a bottom opening on the container it flows through an open float mechanism in the primary treatment and thus fulfills the excess sludge function. If this process is repeated several times, the clear water jack is cleaned. In the following continuous operation, the float opening closes at the bottom of the container and the pumped clear water flows through the container in the flow of the sewage treatment plant. The water level in the tank is monitored by a float switch.

Nachteilig bei dieser technischen Lösung ist, dass durch Verunreinigungen die Schwimmerkombination am Behälter nicht funktioniert. Wenn diese Schwimmermechanik gestört/blockiert wird, kann das kurzzeitig geförderte Belebtschlamm-Wasser-Gemisch nicht zurück in die Vorklärung fließen, fließt folglich in den Ablauf, oder bei der folgenden Klarwasserförderung fließt das Klarwasser als Teilstrom in die Vorklärung zurück. Eine Störung am mechanischen Schwimmermechanismus führt entweder zur Verschmutzung am Ablauf der Kläranlage, oder zur Überstauung in der Kläranlage. The disadvantage of this technical solution is that impurities on the float combination on the container does not work. If this float mechanism is disturbed / blocked, the activated sludge-water mixture delivered for a short time can not flow back into the primary settlement Consequently, in the process, or in the subsequent clear water production, the clear water flows back as a partial flow in the primary treatment. A fault in the mechanical float mechanism either leads to contamination at the drainage of the sewage treatment plant or to overstocks in the sewage treatment plant.

Nachteilig ist darüber hinaus auch, dass ein Schwimmerschalter, als Störquelle, im Behälter notwendig ist, um den Betriebszustand der Kläranlage zu erfassen. A disadvantage is also that a float switch, as a source of interference in the container is necessary to detect the operating state of the treatment plant.

Darüber hinaus offenbart die DE 10 2014 015 488 A1 einen zweifunktionalen Druckluftheber. Dieser umfasst:

  • – ein senkrechtes, oben offenes Ansaugrohr mit einer Ansaugöffnung in seiner Wand und zwei senkrechten, parallel zueinander verlaufenden Druckluftheberrohren in Form eines Überschussschlammheberrohrs und eines Klarwasserheberrohrs, wobei das Ansaugrohr und die zwei Druckluftheberrohre unten in einen gemeinsamen Verbindungsraum in Form eines Verbindungsrohres münden,
  • – eine Druckluftleitung, welche mit einem Druckluftverdichter verbindbar ist, mit einer Lufteintrittsöffnung, welche an der Verbindungsstelle des Überschussschlammheberrohrs, des Klarwasserheberrohrs und des Verbindungsrohrs angebracht ist, wobei das Überschussschlammheberrohr oben offen ist und seitlich oberhalb der maximalen Wasserhöhe in das Reaktorwasser, in die Vorklärung der Kläranlage, in einen Schlammbehälter, in eine Filtertasse/Filtersack oder in einen schlammstabilisierenden Komposter einleitbar und das Klarwasserheberrohr oben offen und seitlich in den Kläranlagenabfluss einleitbar ist,
  • – eine Steuerung, welche den Druckluftverdichter ein- und ausschalten lässt,
  • – wobei das Klarwasserheberrohr im oberen Bereich in seinem Durchmesser erweitert ist und als Wasserpuffer dient und die Ansaugöffnung einen nach unten abgewinkelten offenen Rohrstutzen besitzt, welcher in der Wand des Ansaugrohres in der Höhe der Klarwasserzone des Reaktorwassers anbringbar ist, in dem dieses einteilige Rohrsystem im Reaktorwasser einer biologischen Kläranlage fest montierbar ist.
In addition, the reveals DE 10 2014 015 488 A1 a dual functional air lift. This includes:
  • - A vertical, open-topped intake manifold with an intake in its wall and two vertical, parallel to each other compressed air lifting tubes in the form of excess sludge jack tube and a clear water jack tube, wherein the intake manifold and the two compressed air lift tubes open into a common connection space in the form of a connecting tube
  • - A compressed air line, which is connectable to a compressed air compressor, with an air inlet opening, which is attached to the junction of the excess sludge lifting tube, the clear water jack tube and the connecting pipe, the excess sludge lifting tube is open at the top and laterally above the maximum water level in the reactor water, in the primary treatment of Sewage treatment plant, in a sludge tank, in a filter cup / filter bag or in a sludge-stabilizing composter can be introduced and the clear water jack tube is open at the top and laterally introduced into the wastewater treatment plant effluent,
  • A control which allows the compressed air compressor to be switched on and off,
  • - The clear water jack tube is widened in diameter in the upper part and serves as a water buffer and the suction port has a downwardly angled open pipe socket which in the wall of the intake pipe in the amount of clear water zone of the reactor water can be attached, in which this one-piece pipe system in the reactor water a biological treatment plant is permanently mounted.

Der Nachteil dieser technischen Lösung besteht darin, dass zum Betätigen des zweifunktionalen Drucklufthebers eine Steuerung vorgesehen ist, welche den Druckluftverdichter in kurzen Zeitabständen andauernd ein- und ausschalten lässt, um dessen Funktionalität zu erzielen. Durch die dabei auftretenden sehr kurzen Schaltzeiten und die sehr hohen Frequenzen des Ein- und Ausschalten des Druckluftverdichters verschleißt dieser in recht kurzer Zeit und es kommt dadurch zum Ausfall des Druckluftverdichters, was zu Standzeiten der gesamten Kläranlage und somit zum Fehlverlauf der biologischen Klärung führt. The disadvantage of this technical solution is that a control is provided for operating the dual-functional air lift, which allows the air compressor continuously in short intervals on and off to achieve its functionality. Due to the occurring very short switching times and the very high frequencies of switching on and off of the air compressor, this wears out in a very short time and it comes thereby to the failure of the air compressor, resulting in service life of the entire treatment plant and thus the faulty course of biological clarification.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen gegenüber dem vorbekannten Stand der Technik störungssichereren, sich selbst reinigenden Druckluftheber bereitzustellen, welcher in einer Funktionseinheit die Überschussschlammheber-, die Reinigungs- und die Klarwasserheberfunktion realisiert, wobei dieser dreifunktionale Druckluftheber den Überschussschlamm zurück in den Reaktor, in die Vorklärung oder in einen Schlammspeicher fördern kann. Dies soll ohne den Einsatz von mechanischen beweglichen Bauteilen und ohne Schwimmerschalter, realisiert werden. The invention is therefore based on the object to provide a comparison with the prior art more secure, self-cleaning compressed air lifter, which realizes in a functional unit, the excess sludge, the cleaning and the clear water jack function, said three-functional air lift the excess sludge back into the reactor into which primary sedimentation or a sludge storage can benefit. This should be realized without the use of mechanical moving components and without float switches.

Der Erfindung liegt darüber hinaus die Aufgabe zu Grunde, dass zeitlich hintereinander zuerst der Überschussschlammheber die Ablagerungen im Klarwasserheberrohr wegfördert und danach automatisch der Klarwasserheber zu fördern beginnt. The invention is also based on the object that temporally one after the other, the excess sludge lifter first removes the deposits in the clear water jack tube and then automatically begins to extract the clear water jack.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des 1. Schutzanspruchs gelöst. Weitere günstige Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung sind in den nachgeordneten Patentansprüchen angegeben. According to the invention this object is achieved by the characterizing features of the first protection claim. Further favorable embodiments of the invention are specified in the subordinate claims.

Bei einem in seiner Bauart an sich grundsätzlich bekannten Wasserdruckluftheber ist parallel zum bekannten Klarwasserheberrohr ein zweites Überschussschlammheberrohr angeordnet. Diese beiden Heberrohre sind mit einem Ansaugrohr formschlüssig und hydraulisch unten durch ein gemeinsames Verbindungsrohr verbunden. Die Druckluftanschlüsse befinden sich am unteren Ende des Klarwasserheberrohres und am unteren Ende des Überschussschlammheberrohrs. Dieser kombinierte Druckluftheber besteht also aus einem senkrecht stehenden Ansaugrohr mit einer seitlich angeordneten Ansaugöffnung, welches nach unten führt, dort einen Bogen macht und durch einen gemeinsamen Verbindungsraum mit dem nach oben führenden Klarwasserheberrohr und dem nach oben führenden Überschussschlammheberrohr verbunden ist. In a basically known in its design water pressure air lifter, a second excess sludge lifting tube is arranged parallel to the known clear water jack tube. These two siphon pipes are positively connected with an intake pipe and hydraulically connected at the bottom by a common connecting pipe. The compressed air connections are located at the bottom of the clear water lift tube and at the bottom of the excess mud lift tube. Thus, this combined air lift consists of a vertical intake pipe with a laterally arranged suction opening, which leads down, there makes a bow and is connected by a common connection space with the leading upwards clear water jack tube and the leading up excess sludge jack tube.

Um das ständige Ein- und Ausschalten des Druckluftverdichters beim Spülvorgang des Klarwasserhebers zu vermeiden, ist nunmehr vorgesehen, die Steuerung, welche den Druckluftverdichter ein- und ausschalten lässt, durch ein Verzögerungselement zu ersetzen, damit zuerst das Überschussschlammheberrohr durch den Drucklufteintritt an seiner Lufteintrittsöffnung zu fördern beginnt, um Belebtschlammablagerungen durch die Klarwasserströmung im Ansaugrohr, im Klarwasserheber, im Überschussschlammheberrohr und an dessen gemeinsamen Verbindungsrohr weg zu fördern. In order to avoid the constant switching on and off of the air compressor during the flushing process of the clear water jack, it is now provided to replace the control, which allows the air compressor on and off, by a delay element, so first to promote the excess sludge lift pipe by the compressed air inlet at its air inlet opening begins to promote activated sludge deposits through the clear water flow in the intake pipe, in the clear water jack, in the excess sludge jack tube and at its common connection pipe.

Das Verzögerungselement kann dabei in zwei Varianten ausgeführt sein:
Wenn an einer bestehenden biologischen Kläranlage dieser dreifunktionale Druckluftheber nachgerüstet werden soll und ein Druckluftanschluss für den Überschlussschlammheber vorhanden ist, so muss der Überschussschlammheber so gesteuert sein, dass dieser während oder kurz vor Ende der Klarwasserabsetzphase alle Belebtschlammablagerungen kurzseitig wegfördern kann, damit danach das Klarwasserheberrohr das Klarwasser ohne Verunreinigungen aus der Klarwasserzone verbringen kann. Dies wird durch ein Steuerventil realisiert, welches den dauerhaft an einer Druckluftleitung anliegenden Druck reguliert (Variante 1 des Verzögerungselements). Bei dieser technischen Lösung sind allerdings zwei Druckluftleitungen mit je einem Schaltventil für den Überschusschlammheber und für den Klarwasserheber notwendig. The delay element can be embodied in two variants:
If an existing biological wastewater treatment plant to retrofit this three-functional air lift and a compressed air connection for the overflow sludge lifter is available, the excess sludge lifter must be controlled so that it can briefly convey away all activated sludge deposits during or shortly before the end of Klarwasserabsetzphase so that then the clear water jack tube clear water Can spend without contaminants from the clear water zone. This is realized by a control valve which regulates the pressure permanently applied to a compressed air line (variant 1 of the delay element). In this technical solution, however, two compressed air lines, each with a switching valve for the excess sludge and the clear water lifter are necessary.

Alternativ dazu, bei Neuanlagen, wo konstruktive Änderungen plan- und durchführbar sind, muss der dreifunktionale Druckluftheber nur mit einem Druckluftanschluss alle drei Funktionen nacheinander ausführen. Die Grundkonstruktion der Anordnung der Rohre bleibt dabei, wie zuvor stehend beschrieben erhalten, [also ein senkrecht stehendes Ansaugrohr mit einer seitlich angeordneten Ansaugöffnung führt nach unten und ist dort formschlüssig mit einem nach oben führenden Klarwasserheberrohr und mit einem ebenfalls nach oben führenden Überschussschlammheberrohr verbunden]. Alternatively, in new plants, where design changes can be planned and carried out, the three-functional air lift only has to perform all three functions one after the other with one compressed air connection. The basic construction of the arrangement of the tubes remains, as described above, obtained [ie a vertical suction pipe with a laterally arranged suction leads down and is there positively connected to an upwardly leading clear water jack and a likewise leading upwards excess sludge jack].

Das Klarwasserheberrohr ist oben abgewinkelt und führt in den Kläranlagenabfluss, das Überschussschlammheberrohr führt je nach dem gewünschten Funktionsprinzip entweder in die Vorklärung, in einen Schlammspeicher, oder in den Reaktor. Beide Heberrohre weisen in ihrem unteren Bereich die funktionell bedingte Lufteintrittsöffnung auf. The clear water pipe is angled at the top and leads into the wastewater treatment plant drain, the excess sludge jack pipe leads either to the primary treatment, to a sludge storage tank, or to the reactor, depending on the desired operating principle. Both siphon tubes have in their lower part the functionally conditioned air inlet opening.

Bei Einschalten der Druckluft wird zuerst das Überschussschlammheberrohr zwecks der Reinigung der Rohre betrieben. Dies erfolgt, indem die Druckluftleitung so aufgeteilt ist, dass eine Druckluftleitung nach einem Zweifachverteiler an die Lufteintrittsöffnung des Überschussschlammheberrohres angeschlossen ist und die andere Druckluftleitung oben an ein Wasserpufferrohr mit einer kleinen Entlüftungsöffnung (Variante 2 des Verzögerungselements) ebenfalls druckdicht angeschlossen ist. When the compressed air is switched on, the excess sludge lifting pipe is first operated for the purpose of cleaning the pipes. This is done by the compressed air line is divided so that a compressed air line is connected to a dual distributor to the air inlet of the excess sludge lift tube and the other compressed air line is also connected pressure-tight at the top of a water buffer tube with a small vent (variant 2 of the delay element).

Das Wasserpufferrohr mit der kleinen Entlüftungsöffnung ist dabei als Variante 2 des Verzögerungselements in seinem unteren Bereich druckdicht mit der Lufteintrittsöffnung des Klarwasserheberrohres durch eine gedrosselte Engstelle verbunden. The water buffer tube with the small vent opening is connected as a variant 2 of the delay element in its lower region pressure-tightly connected to the air inlet opening of the clear water jack tube through a throttled constriction.

Dabei ist die Lufteintrittsöffnung am Klarwasserheberrohr etwas höher angebracht, als die vom Überschussschlammheberrohr. The air inlet opening is attached to the clear water lift pipe slightly higher than the excess sludge jack tube.

Beim Einschalten der Druckluft fließt diese, an einer gedrosselten pneumatischen Engstelle aufgeteilt, einmal sofort durch die Lufteintrittsöffnung des Überschussschlammheberrohres, betätigt damit dessen Heberfunktion sofort und zum anderen fließt diese in das Wasserpufferrohr mit der kleinen Entlüftungsöffnung, verdrängt langsam das dort befindliche Wasser durch die unten gelegene gedrosselte hydraulische Engstelle in das Klarwasserheberrohr. When switching on the compressed air flows this, divided at a throttled pneumatic bottleneck, once immediately through the air inlet opening of the excess sludge lifting tube, thus activates its lifting function immediately and the other flows into the water buffer tube with the small vent, slowly displaces the water there through the bottom throttled hydraulic bottleneck into the clear water jack tube.

Wenn das Wasser durch die Druckluft vollständig verdrängt worden ist, fließt diese in die Lufteintrittsöffnung des Klarwasserhebers. Da dieser höher als der vom Überschusschlammheberrohr angebracht wurde, ist der Wassergegendruck geringer, so dass das nur noch Druckluft in das Klarwasserheberrohr einströmt und das Überschussschlammheberrohr seine Heberfunktion einstellt und somit nur noch das Klarwasserheberrohr das Klarwasser aus dem Reaktor weg fördert. If the water has been completely displaced by the compressed air, this flows into the air inlet of the clear water jack. Since this was higher than that of the excess sludge jack tube, the water back pressure is lower, so that only compressed air flows into the clear water jack tube and the excess sludge jack tube stops its lifting function and thus promotes the clear water jack tube clear water from the reactor away.

Der Klarwasserheber fördert so lange Klarwasser, bis der Wasserspiegel an die untere Kante der Ansaugöffnung des Ansaugrohres abgesenkt wird, oder vorher die Druckluft durch ein Betätigungselement abgeschaltet wird. The clear water lift delivers clear water until the water level is lowered to the lower edge of the suction port of the intake pipe, or before the compressed air is switched off by an actuator.

Zur Unterstützung der Funktionalität des dreifunktionalen Drucklufthebers, befindet sich in der Druckluftzuleitung und nach dem Abzweig, welcher zur Lufteintrittsöffnung des Überschusschlammheberrohres führt die gedrosselte pneumatische Engstelle, durch welche die Luftmenge so gedrosselt wird, dass in Ihrer Leistung verschiedene Typen von Drucklufterzeugern zum Einsatz kommen können, ohne dass bei höheren Luftdruck und Luftmenge, beide Heberrohre gleichzeitig Wasser fördern. To support the functionality of the tri-functional air lift, the throttled pneumatic throat is located in the compressed air supply and after the branch leading to the air inlet of the excess sludge lift tube, throttling the air flow so that different types of air compressors can be used in your performance, without at higher air pressure and air flow, both siphon pipes simultaneously promote water.

Die Dimensionierung der gedrosselten pneumatischen Engstellen muss konstruktiv so ausgewählt werden, dass der Luftdruckunterschied zwischen der ganz unten angebrachten Lufteintrittsöffnung am Überschussschlammheberrohr und der etwas höher angebrachten Lufteintrittsöffnung am Klarwasserheberrohr, vorrangig das Klarwasserheberrohr dann betätigt, wenn das Wasser in dem Wasserpufferrohr mit der kleinen Entlüftungsöffnung verdrängt wurde und die Druckluft nachfolgend einströmt. The dimensioning of the throttled pneumatic bottlenecks must be constructively selected so that the difference in air pressure between the bottom mounted air inlet on the excess sludge jack tube and the slightly higher mounted air inlet opening on the clear water jack tube, primarily the clear water jack then operated when the water was displaced in the water buffer tube with the small vent and the compressed air flows in subsequently.

Der Luftdruck und die Luftmenge müssen so gedrosselt werden, dass immer nur die Lufteintrittsöffnung am Klarwasserheberrohr mit Druckluft bedient werden kann. The air pressure and the amount of air must be throttled so that only the air inlet opening on the clear water lift pipe can be operated with compressed air.

Die Menge des Wassers im Wasserpufferrohr bestimmt die zeitliche Verzögerung zwischen dem sofortigen Beginn der Überschussschlammheberfunktion und dem Beginn der Klarwasserheberfunktion. The amount of water in the water buffer tube determines the time delay between the immediate start of the excess sludge lift function and the start of the clear water lift function.

Die höhere gelegene Lufteintrittsöffnung am Klarwasserheberrohr gegenüber der Überschussschlammheberfunktion bestimmt den Vorrang der Klarwasserheberfunktion. The higher air inlet opening on the clear water lift pipe opposite the excess sludge lift function determines the priority of the clear water lift function.

Bei jedem Einschalten der Druckluft fördert zuerst das Überschussschlammheberrohr die im Rohrsystem befindlichen Verunreinigungen weg, damit, zeitlich verzögert durch das Wasserpufferrohr mit der kleinen Entlüftungsöffnung, das Klarwasserheberrohr zu fördern beginnt. Each time the compressed air is switched on, the excess sludge lifting pipe first conveys the impurities in the pipe system so that the clear water-lifting pipe begins to be conveyed with a delay through the water buffer pipe with the small vent opening.

Wenn die Einschaltzeit der Druckluft zeitlich begrenzt so eingeschaltet wird, dass die Druckluft wieder ausgeschaltet wird, ehe das Klarwasserheberrohr zu fördern beginnt, dann wird eine gewisse Wassermenge durch die Ansaugöffnung des Ansaugrohres angesaugt und nur durch das Überschusschlammheberrohr weggefördert. If the on-time of the compressed air is temporarily turned on so that the compressed air is turned off before the clear water lift pipe begins to promote, then a certain amount of water is sucked through the suction port of the intake manifold and carried away only by the excess sludge jack tube.

Geschieht dies während der Reaktorbelüftung, wird dabei eine gewisse Menge des Wasser-Belebtschlammgemisches durch das Überschussschlammheberrohr je nach Funktionsart, bspw. in die Vorklärung der Kläranlage oder in einen Schlammspeicher gefördert. Durch diese Überschussschlammfunktion wird also das Belebtschlammvolumen im Reaktor der Kläranlage gezielt reduziert. If this occurs during the reactor aeration, while a certain amount of the water-activated sludge mixture is funded by the excess sludge jack tube depending on the type of function, for example. In the primary treatment of sewage treatment plant or in a sludge storage. By means of this excess sludge function, therefore, the volume of activated sludge in the reactor of the sewage treatment plant is deliberately reduced.

Der Vorteil dieses, vermittels des Verzögerungselements zeitverzögerten dreifunktionalen Drucklufthebers besteht darin, dass nur mit einem Druckluftanschluss drei Druckluftheberfunktionen zeitlich nacheinander, in verschiedenen Zyklusphasen, ausgeführt werden können und der Belebtschlammabtrieb ausgeschlossen werden kann, in dem sich das Wasserpufferrohr mit der kleinen Entlüftungsöffnung bei nicht anstehender Druckluft im Bereich der minimalen Wasserhöhe bis zur maximalen Wasserhöhe mit Reaktorwasser füllt und die verdrängten Luftanteile aus der Entlüftungsöffnung entweichen können. The advantage of this, by means of the delay element time-delayed trifunctional compressed air lift is that only with a compressed air connection three air lift functions can be performed sequentially, in different cycle phases, and the activated sludge can be excluded in which the water buffer tube with the small vent in non-existing compressed air in the area of the minimum water level up to the maximum water level fills with reactor water and the displaced air components can escape from the vent.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Ausführungsbeispiele und der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the embodiments and the figures. Showing:

1: eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des mit drei Funktionen ausgestatteten Drucklufthebers (Variante 1 des Verzögerungselements mit zwei Druckluftzuleitungen) und 1 : A schematic representation of an embodiment of the equipped with three functions air lift (variant 1 of the delay element with two compressed air supply lines) and

2: eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des mit drei Funktionen ausgestatteten Drucklufthebers, (Variante 2 des Verzögerungselements mit nur einer Druckluftzuleitung und mit einem Wasserpufferrohr ausgestattet). 2 : A schematic representation of a second embodiment of the equipped with three functions air lift, (variant 2 of the delay element with only one compressed air supply line and equipped with a water buffer tube).

Der dreifunktionale Druckluftheber (siehe 1 und 2), mit welchem die Überschussschlammfunktion während der Reaktorbelüftungsphase, die Reinigungsfunktion während der Absetzphase, und die Klarwasserförderfunktion nach der Absetzphase ermöglicht wird, umfasst ein senkrechtes oben offenes Ansaugrohr (5) mit einer Ansaugöffnung (4) in seiner Wand und zwei senkrechte, parallel zueinander verlaufende Druckluftheberrohre in Form eines Klarwasserheberrohrs (6) und eines Überschussschlammheberrohrs (7). The three-functional air lift (see 1 and 2 ), with which the excess sludge function during the reactor aeration phase, the cleaning function during the settling phase, and the clear water production function after the settling phase is made possible, comprises a vertical open-topped intake pipe (FIG. 5 ) with a suction opening ( 4 ) in its wall and two vertical, parallel to each other compressed air lift tubes in the form of a clear water jack tube ( 6 ) and a surplus sludge jack tube ( 7 ).

Dabei münden das Ansaugrohr (5) und die zwei Druckluftheberrohre (6 und 7) in ihrem unteren Bereich in einen gemeinsamen Verbindungsraum (13), wobei das Klarwasserheberrohr (6) oben offen und seitlich in einen Kläranlagenabfluss einleitbar ist und das Überschussschlammheberrohr (7) oben offen und seitlich oberhalb der maximalen Wasserhöhe (21) in einen Reaktor (10) in dessen Vorklärung (11), in einen Schlammspeicher, in eine Filtertasse, einen Filtersack oder in einen schlammstabilisierenden Komposter einleitbar ist. The intake pipe ( 5 ) and the two compressed air lift tubes ( 6 and 7 ) in its lower area into a common connection space ( 13 ), with the clear water jack ( 6 ) open at the top and can be introduced laterally into a wastewater treatment plant effluent and the excess sludge-lifting tube ( 7 ) open at the top and laterally above the maximum water level ( 21 ) in a reactor ( 10 ) in its preliminary treatment ( 11 ), in a sludge storage, in a filter cup, a filter bag or in a sludge-stabilizing composter can be introduced.

Es ist eine Lufteintrittsöffnung (15) vorgesehen, die im unteren Bereich des Klarwasserheberrohrs (6) angeordnet und mit einer Druckluftleitung (9) druckdicht verbunden ist, welche über eine Druckluftleitung (18) zu einem Drucklufterzeuger (2) führt. It is an air inlet ( 15 ) provided in the lower area of the clear water lift tube ( 6 ) and with a compressed air line ( 9 ) is connected pressure-tight, which via a compressed air line ( 18 ) to a compressed air generator ( 2 ) leads.

Weiterhin ist eine Lufteintrittsöffnung (16) vorgesehen, die im unteren Bereich des Überschussschlammheberrohr (7) angebracht und mit einer Druckluftleitung (8) druckdicht verbunden ist, welche ebenfalls zu dem Drucklufterzeuger (2) führt. Furthermore, an air inlet opening ( 16 ) provided in the lower area of the excess sludge jack ( 7 ) and with a compressed air line ( 8th ) which is likewise connected to the compressed air generator ( 2 ) leads.

Darüber hinaus ist eine elektrische Steuerung (1) vorgehen, welche zumindest den Druckluftverdichter (2) und die Druckluftventile (3; 31) steuert. In addition, an electrical control ( 1 ), which at least the compressed air compressor ( 2 ) and the compressed air valves ( 3 ; 31 ) controls.

Wesentlich bei diesem Druckluftheber ist, dass die Druckluftleitung (9) über ein Verzögerungselement in die Druckluftleitung (18) mündet, wobei das Verzögerungselement ein Druckluftsteuerventil (31) ist und die Lufteintrittsöffnungen (15 und 16) zueinander in gleicher Höhe angeordnet sind (siehe 1), oder alternativ dazu das Verzögerungselement ein Wasserpufferrohr (19) mit einer, gegenüber dem Wasserpufferrohr (19) kleinen Entlüftungsöffnung (17) ist und die Lufteintrittsöffnung (15) etwas höher als die Lufteintrittsöffnung (16) angeordnet ist. Essential in this air lift is that the compressed air line ( 9 ) via a delay element in the compressed air line ( 18 ), wherein the delay element is a compressed air control valve ( 31 ) and the air inlets ( 15 and 16 ) are arranged at the same height to each other (see 1 ), or alternatively the delay element is a water buffer tube ( 19 ) with one, opposite the water buffer tube ( 19 ) small vent ( 17 ) and the air inlet opening ( 15 ) slightly higher than the air inlet ( 16 ) is arranged.

Zwischen der Druckluftleitung (18) und der Druckluftleitung (8) sowie der in das Wasserpufferrohr (19) führende Druckluftleitung (9) ist, wie in 2 gezeigt, ein Druckluftverteiler (22) angeordnet, vermittels dessen Druckluft in die Druckluftleitung (8) und die Druckluftleitung (9) aufteilbar ist. Between the compressed air line ( 18 ) and the compressed air line ( 8th ) as well as into the water buffer tube ( 19 ) leading compressed air line ( 9 ) is as in 2 shown, a compressed air distributor ( 22 ), by means of which compressed air into the compressed air line ( 8th ) and the compressed air line ( 9 ) is divisible.

Das Wasserpufferrohr (19) ist bevorzugt als druckdichte Röhre ausgeführt ist, welche im nicht aktiven Zustand zwischen der maximalen Wasserhöhe (21) und der minimalen Wasserhöhe (23) mit Wasser des Reaktors (10) füllbar ist, wobei das Wasserpufferrohr (19) die Entlüftungsöffnung (17) an seinem oberen Ende oberhalb der maximalen Wasserhöhe (21) aufweist. Im Rahmen der Erfindung liegt auch, dass die Entlüftungsöffnung (17) in bzw. an der Druckluftleitung (9) eingebracht bzw. über ein abzweigendes Luftleitungsstück angebracht ist. The water buffer tube ( 19 ) is preferably designed as a pressure-tight tube, which in the non-active state between the maximum water level ( 21 ) and the minimum water level ( 23 ) with water of the reactor ( 10 ), wherein the water buffer tube ( 19 ) the vent ( 17 ) at its upper end above the maximum water level ( 21 ) having. Within the scope of the invention is also that the vent ( 17 ) in or on the compressed air line ( 9 ) is introduced or attached via a branching air line piece.

Der Durchmesser des Wasserpufferrohrs (19), liegt wie der des Ansaugrohres (5), des Klarwasserheberohres (6), des Überschussschlammheberohrs (7) und des Beschickungsheberohres (26), in einem Bereich zwischen 30 bis 80 cm, wobei der Durchmesser dieser Rohre verschieden oder gleich sein kann. The diameter of the water buffer tube ( 19 ), lies like that of the intake pipe ( 5 ), the clear water lift ear ( 6 ), the excess sludge lift ear ( 7 ) and the feeder jack ear ( 26 ), in a range between 30 to 80 cm, wherein the diameter of these tubes may be different or equal.

Vor der Lufteintrittsöffnung (15) ist bevorzugt eine gedrosselte hydraulische Engstelle (20) angeordnet. In front of the air inlet ( 15 ) is preferably a throttled hydraulic bottleneck ( 20 ) arranged.

Die Entlüftungsöffung (17) weist dabei einen Durchmesser im Bereich von 0,1 bis 2,0 mm auf. The ventilation opening ( 17 ) has a diameter in the range of 0.1 to 2.0 mm.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, dass vor dem Wasserpufferrohr (19) und vor der Lufteintrittsöffnung (16) ein Druckluftverteiler (22) angeordnet ist. Furthermore, it is advantageous that in front of the water buffer tube ( 19 ) and in front of the air inlet ( 16 ) a compressed air distributor ( 22 ) is arranged.

Dieser Druckluftverteiler (22) besitzt in seiner Zuleitung, welche die Druckluftleitung (18) ist, eine gedrosselte pneumatische Engstelle (24) und in seiner Ableitung, welche die Druckleitung (8) ist, eine gedrosselte pneumatische Engstelle (25). This compressed air distributor ( 22 ) has in its supply line, which the compressed air line ( 18 ), a throttled pneumatic bottleneck ( 24 ) and in its discharge, which the pressure line ( 8th ), a throttled pneumatic bottleneck ( 25 ).

Das Ansaugrohr (5), welches eine Ansaugöffnung (4) besitzt, ist in der Klarwasserzone (14) des Reaktors (10) anordenbar und dort fest montierbar ist, wobei die Öffnungsunterkante der Ansaugöffnung (4) die minimale Wasserhöhe (23) bestimmt. The intake pipe ( 5 ), which has a suction opening ( 4 ) is in the clear water zone ( 14 ) of the reactor ( 10 ) can be arranged and fixed there, wherein the opening lower edge of the suction opening ( 4 ) the minimum water level ( 23 ) certainly.

Dabei ist ein Wasserleitweg durch die Ansaugöffnung (4), das Ansaugrohr (5), den gemeinsamen Verbindungsraum (13), danach zuerst durch das Überschussschlammheberrohr (7) und dann durch das Klarwasserheberrohr (6) ausgebildet ist. Here is a Wasserleitweg through the intake ( 4 ), the intake pipe ( 5 ), the common connection space ( 13 ), then first through the excess sludge jack tube ( 7 ) and then through the clear water jack tube ( 6 ) is trained.

Der in 1 dargestellte dreifunktionale Druckluftheber befindet sich zusammen mit dem Belüfter (12) in einem Reaktor (10) einer Kläranlage, welche mit dem Drucklufterzeuger (2) betrieben wird. The in 1 shown three-functional air lift is located together with the aerator ( 12 ) in a reactor ( 10 ) a sewage treatment plant, which with the compressed air generator ( 2 ) is operated.

Dieser dreifunktionale Druckluftheber und mehrere Schaltventile (3) werden von der elektronischen Steuerung (1) geschaltet. This trifunctional air lift and multiple shift valves ( 3 ) are controlled by the electronic control ( 1 ).

Wichtig beim bestimmungsgemäßen Betreiben des dreifunktionalen Druckluftheber ist, dass zuerst die Druckluft von dem Drucklufterzeuger (2) durch das entsprechende Druckluftventil (3) [= Variante 1 des Verzögerungselements], dann durch die Druckluftleitung (8) in die Lufteintrittsöffnung (16) einströmt, damit das Überschussschlammheberrohr (7) betätigt wird und eine Wasserströmung im Wasserleitweg von der Ansaugöffnung (4) durch das Ansaugrohr (5), durch den gemeinsamen Verbindungsraum (13), durch das in Funktion befindliche Überschussschlammheberrohr (7) generiert wird und dieses Wasser so in die Vorklärung (11) gefördert wird. It is important in the normal operation of the three-functional compressed air lift that first the compressed air from the compressed air generator ( 2 ) through the appropriate compressed air valve ( 3 ) [= Variant 1 of the delay element], then through the compressed air line ( 8th ) in the air inlet opening ( 16 ), so that the excess sludge jack ( 7 ) and a water flow in Wasserleitweg from the suction port ( 4 ) through the intake pipe ( 5 ), through the common connection space ( 13 ) by the excess sludge jack tube in operation ( 7 ) and this water in the primary treatment ( 11 ).

Durch diese erzeugte Wasserströmung kann erstens während der Belüftungsphase das aufgewirbelte Belebtschlamm-Wassergemisch kurzzeitig in bestimmter Menge in die Vorklärung (11) gefördert werden. Durch diese Überschussschlammfunktion wird also das Belebtschlammvolumen im Reaktor (10) gezielt reduziert.First of all, during the aeration phase, the fluidized activated sludge-water mixture can be introduced into the primary treatment in a defined amount by the generated water flow. 11 ). Due to this excess sludge function, the activated sludge volume in the reactor ( 10 ) specifically reduced.

Zweitens kann während der Absetzphase, nachdem sich in der Klarwasserzone (14) Klarwasser gebildet hat, mit diesem Klarwasser, das Ansaugrohr (5) des gemeinsamen Verbindungsraum (13), das Klarwasserheberrohr (6) und das Überschussschlammheberrohr (7) gespült werden, so dass die dort befindlichen sedimentierten Verunreinigungen durch das Überschussschlammheberrohr (7) in die Vorklärung (11) gefördert werden, damit bei der nachfolgenden Klarwasserfunktion die Druckluft vom Drucklufterzeuger (2) an der Lufteintrittsöffnung (16) ausgeschaltet und die Druckluft an der Lufteintrittsöffnung (15) am Klarwasserheberrohr (6) vermittels des Druckluftventils (31) [= Variante 1 des Verzögerungselements] angeschaltet wird, so dass das Klarwasserheberrohr (6) das Klarwasser aus der Klarwasserzone (14) durch die Ansaugöffnung (4), durch das Ansaugrohr (5) sowie durch den gemeinsamen Verbindungsraum (13) angesaugt und in die Abflussrohröffnung der Kläranlage ohne Verunreinigungen weg fördert. Second, during the settling phase, after settling in the clear water zone ( 14 ) Clear water has formed, with this clear water, the intake pipe ( 5 ) of the common connection space ( 13 ), the clear water pipe ( 6 ) and the excess sludge jack tube ( 7 ) are flushed so that the sedimented contaminants located there through the excess sludge jack ( 7 ) in the primary treatment ( 11 ), so that in the subsequent clear water function, the compressed air from the compressed air generator ( 2 ) at the air inlet ( 16 ) and the compressed air at the air inlet ( 15 ) on the clear water pipe ( 6 ) by means of the compressed air valve ( 31 ) [= Variant 1 of the delay element] is turned on, so that the clear water pipe ( 6 ) the clear water from the clear water zone ( 14 ) through the suction opening ( 4 ), through the intake pipe ( 5 ) and through the common connection area ( 13 ) sucked and promotes in the drainage pipe opening of the sewage treatment plant without impurities away.

Die beschriebene Funktionalität dieser Ausführungsform des Drucklufthebers kann aber nur realisiert werden, wenn zwei getrennt geschaltete Druckluftleitungen (8 und 9) vorhanden sind. The described functionality of this embodiment of the compressed air lift can only be realized if two separate compressed air lines ( 8th and 9 ) available.

Beim Betreiben der alternativen Form des Drucklufthebers [mit der Variante 2 des Verzögerungselements] wird die Gesamtfunktion mit nur einer geschalteten Druckluftleitung (18) realisiert, ohne die Bauform des dreifunktionalen Drucklufthebers wesentlich zu verändern. When operating the alternative form of the compressed-air lift [with variant 2 of the delay element], the entire function is performed with only one compressed-air line ( 18 ), without significantly changing the design of the three-functional air lift.

Wie diese alternative Form des Drucklufthebers betrieben wird, soll an Hand der 2 näher beschrieben werden:
Die in der 2 dargestellte zweite Ausführungsform des Drucklufthebers weißt grundsätzlich die gleiche Bauform wie die in der 1 dargestellte Ausführungsform auf, verfügt dabei jedoch über ein anderes Verzögerungselement und über nur eine geschaltete Druckluftleitung (18), die mit Druckluft vom Drucklufterzeuger (2) versorgt wird. Dabei muss ebenfalls nacheinander die Überschussschlammfunktion, die Klarwasserförderfunktion, die Reinigungsfunktion und die Klarwasserförderfunktion durchgeführt werden. Um dies mit nur einer geschalteten Druckluftleitung (18) zu realisieren, ist das Wasserpufferrohr (19) vorgesehen, mit welchem die zeitliche Verzögerung der Druckluftbereitstellung an der Lufteintrittsöffnung (15), am Klarwasserheberrohr (6), gegenüber der Druckluft an der Lufteintrittsöffnung (16), am Überschussschlammheberrohr (7) realisiert wird [= Variante 2 des Verzögerungselements]. How this alternative form of the compressed air lift is operated, should be on hand 2 be described in more detail:
The in the 2 illustrated second embodiment of the airlift know basically the same design as that in the 1 illustrated embodiment, but it has a different delay element and only one switched compressed air line ( 18 ), which are supplied with compressed air from the compressed air generator ( 2 ) is supplied. The surplus sludge function, the clear water delivery function, the cleaning function and the clear water delivery function must also be carried out one after the other. To do this with only one switched compressed air line ( 18 ), the water buffer tube ( 19 ), with which the time delay of the compressed air supply at the air inlet opening ( 15 ), on the clear water pipe ( 6 ), against the compressed air at the air inlet opening ( 16 ), at the excess sludge jack tube ( 7 ) is realized [= variant 2 of the delay element].

Beim Einschalten der Druckluft an der Druckluftleitung (18) wird zuerst das Überschussschlammheberrohr (7) betrieben. Dies wird dadurch gelöst, dass die Druckluftleitung (18) so aufgeteilt wird, dass die Druckluftleitung (8) nach dem Zweifachverteiler direkt an die Lufteintrittöffnung (16) des Überschussschlammheberrohres (7) angeschlossen ist und die andere Druckluftleitung (9) oben an das Wasserpufferrohr (19) druckdicht angeschlossen ist. Das Wasserpufferrohr ist unten druckdicht mit der Lufteintrittsöffnung (15) des Klarwasserheberrohres (6) durch eine gedrosselte hydraulische Engstelle (20) verbunden. Dabei ist die Lufteintrittsöffnung (15) am Klarwasserheberrohr (6) etwas höher angebracht, als die vom Überschussschlammheberrohr (7). When switching on the compressed air at the compressed air line ( 18 ), the excess sludge jack tube ( 7 ) operated. This is solved by the compressed air line ( 18 ) is divided so that the compressed air line ( 8th ) after the two-way distributor directly to the air inlet opening ( 16 ) of the excess sludge jack tube ( 7 ) and the other compressed air line ( 9 ) at the top of the water buffer tube ( 19 ) is connected pressure-tight. The water buffer pipe is pressure-tight at the bottom with the air inlet opening ( 15 ) of the clear water jack tube ( 6 ) by a throttled hydraulic bottleneck ( 20 ) connected. The air inlet ( 15 ) on the clear water pipe ( 6 ) slightly higher than that of the excess sludge jack ( 7 ).

Beim Einschalten der Druckluft fließt diese aufgeteilt einmal sofort durch die Lufteintrittsöffnung (16) des Überschussschlammheberrohres (7), betätigt damit dessen Heberfunktion sofort und zum anderen strömt die Druckluft in das Wasserpufferrohr (19), verdrängt langsam das dort befindliche Wasser durch die unten gelegene gedrosselte hydraulische Engstelle (20), durch die Lufteitrittsöffnung (15) in das Klarwasserheberrohr (6). When the compressed air is switched on, it is split once through the air inlet opening ( 16 ) of the excess sludge jack tube ( 7 ), thus activates its lift function immediately and, secondly, the compressed air flows into the water buffer tube ( 19 ), slowly displaces the water there through the throttled hydraulic bottleneck ( 20 ), through the Lufteitrittsöffnung ( 15 ) into the clear water jack tube ( 6 ).

Wenn das Wasser durch die Druckluft vollständig verdrängt worden ist, fließt diese in die Lufteintrittsöffnung (15) des Klarwasserheberrohr (6). Da dieser höher als der vom Überschusschlammheberrohr (7) angebracht wurde, ist der Wassergegendruck geringer, so dass das nur noch die Druckluft in das Klarwasserheberrohr (6) einströmt und das Überschussschlammheberrohr (7) seine Heberfunktion einstellt und somit nur noch das Klarwasserheberrohr (6) das Klarwasser aus den Reaktor (10) weg fördert. Der Klarwasserheber fördert so lange Klarwasser, bis die minimale Wasserhöhe (23), in Höhe der unteren Kante der Ansaugöffnung (4) des Ansaugrohres (5), erreicht ist, oder vorher die Druckluft durch ein Betätigungselement abgeschaltet wird. Das Wasserpufferrohr (19) füllt sich bei nicht anstehender Druckluft im Bereich der minimalen Wasserhöhe (23) bis zur maximalen Wasserhöhe (21) mit Reaktorwasser und die verdrängten Luftanteile können aus der Entlüftungsöffnung (17) entweichen. If the water has been completely displaced by the compressed air, this flows into the air inlet ( 15 ) of the clear water jack tube ( 6 ). Because this is higher than that of the excess sludge jack tube ( 7 ), the water back pressure is lower, so that only the compressed air in the clear water pipe ( 6 ) and the excess sludge jack tube ( 7 ) stops its lifting function and thus only the clear water pipe ( 6 ) the clear water from the reactor ( 10 ) promotes away. The clear water lift conveys clear water until the minimum water level ( 23 ), at the level of the lower edge of the suction opening ( 4 ) of the intake pipe ( 5 ), or before the compressed air is switched off by an actuator. The water buffer tube ( 19 ) fills with non-existing compressed air in the area of the minimum water level ( 23 ) up to the maximum water level ( 21 ) with reactor water and the displaced air fractions can from the vent ( 17 ) escape.

Alle in der Beschreibung, den Ausführungsbeispielen und den nachfolgenden Ansprüchen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein. All features described in the description, the exemplary embodiments and the following claims may be essential to the invention both individually and in any combination with one another.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
elektrische Steuerung electrical control
22
Drucklufterzeuger Air compressor
33
Druckluftventil Air Valve
3131
Druckluftsteuerventil Pneumatic control valve
44
Ansaugöffnung suction
55
Ansaugrohr intake
66
Klarwasserheberrohr Clear water siphon
77
Überschussschlammheberrohr Excess sludge siphon tube
88th
Druckluftleitung Compressed air line
99
Druckluftleitung Compressed air line
1010
Reaktor reactor
1111
Vorklärung primary treatment
1212
Belüfter aerator
1313
gemeinsamer Verbindungsraum common connection room
1414
Klarwasserzohne Klarwasserzohne
1515
Lufteintrittsöffnung Air inlet opening
1616
Lufteintrittsöffnung Air inlet opening
1717
Entlüftungsöffnung vent
1818
Druckluftleitung Compressed air line
1919
Wasserpufferrohr Water buffer tube
2020
gedrosselte hydraulische Engstelle throttled hydraulic bottleneck
2121
maximale Wasserhöhe maximum water level
2222
Druckluftverteiler Compressed air distribution
2323
minimale Wasserhöhe minimum water level
2424
gedrosselte pneumatische Engstelle throttled pneumatic bottleneck
2525
gedrosselte pneumatische Engstelle throttled pneumatic bottleneck
2626
Beschickungsheberrohr Feeding siphon tube

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (9)

Dreifunktionaler Druckluftheber, mit der Überschussschlammfunktion während der Reaktorbelüftungsphase, der Reinigungsfunktion während der Absetzphase, und der Klarwasserförderfunktion nach der Absetzphase, umfassend – ein senkrechtes oben offenes Ansaugrohr (5) mit einer Ansaugöffnung (4) in seiner Wand und zwei senkrechten, parallel zueinander verlaufenden Druckluftheberrohren in Form eines Klarwasserheberrohrs (6) und eines Überschussschlammheberrohrs (7), wobei das Ansaugrohr (5) und die zwei Druckluftheberrohre (6 und 7) in ihrem unteren Bereich in einen gemeinsamen Verbindungsraum (13) münden, das Klarwasserheberrohr (6) oben offen und seitlich in einen Kläranlagenabfluss einleitbar ist, das Überschussschlammheberrohr (7) oben offen und seitlich oberhalb der maximalen Wasserhöhe (21) in einen Reaktor (10) in dessen Vorklärung (11), in einen Schlammspeicher, in eine Filtertasse, einen Filtersack oder in einen schlammstabilisierenden Komposter einleitbar ist, – eine Lufteintrittsöffnung (15), die im unteren Bereich des Klarwasserheberrohrs (6) angeordnet und mit einer Druckluftleitung (9) druckdicht verbunden ist, welche über eine Druckluftleitung (18) zu einem Drucklufterzeuger (2) führt, – eine Lufteintrittsöffnung (16), die im unteren Bereich des Überschussschlammheberrohr (7) angebracht und mit einer Druckluftleitung (8) druckdicht verbunden ist, welche ebenfalls zu dem Drucklufterzeuger (2) führt und – eine elektrische Steuerung (1), welche zumindest den Druckluftverdichter (2) und die Druckluftventile (3; 31) steuert, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftleitung (9) über ein Verzögerungselement in die Druckluftleitung (18) mündet, wobei das Verzögerungselement ein Druckluftsteuerventil (31) ist und die Lufteintrittsöffnungen (15 und 16) zueinander in gleicher Höhe angeordnet sind, oder wobei das Verzögerungselement ein Wasserpufferrohr (19) mit einer, gegenüber dem Wasserpufferrohr (19) kleinen Entlüftungsöffnung (17) ist und die Lufteintrittöffnung (15) etwas höher als die Lufteintrittsöffnung (16) angeordnet ist. Three-functional compressed air lift, with the excess sludge function during the reactor aeration phase, the cleaning function during the settling phase, and the clear water delivery function after the settling phase, comprising - a vertical top open intake pipe ( 5 ) with a suction opening ( 4 ) in its wall and two vertical, parallel to each other compressed air lifting tubes in the form of a clear water jack tube ( 6 ) and a surplus sludge jack tube ( 7 ), wherein the intake pipe ( 5 ) and the two compressed air lift tubes ( 6 and 7 ) in its lower area into a common connection space ( 13 ), the clear water pipe ( 6 ) open at the top and can be introduced laterally into a wastewater treatment plant effluent, the excess sludge-lifting tube ( 7 ) open at the top and laterally above the maximum water level ( 21 ) in a reactor ( 10 ) in its preliminary treatment ( 11 ), in a sludge storage, in a filter cup, a filter bag or in a sludge-stabilizing composter can be introduced, - an air inlet opening ( 15 ) located in the lower part of the clear water lift pipe ( 6 ) and with a compressed air line ( 9 ) is connected pressure-tight, which via a compressed air line ( 18 ) to a compressed air generator ( 2 ), - an air inlet ( 16 ) located in the lower part of the excess sludge jack ( 7 ) and with a compressed air line ( 8th ) which is likewise connected to the compressed air generator ( 2 ) and - an electrical control ( 1 ), which at least the compressed air compressor ( 2 ) and the compressed air valves ( 3 ; 31 ), characterized in that the compressed air line ( 9 ) via a delay element in the compressed air line ( 18 ), wherein the delay element is a compressed air control valve ( 31 ) and the air inlets ( 15 and 16 ) are arranged at the same height to each other, or wherein the delay element is a water buffer tube ( 19 ) with one, opposite the water buffer tube ( 19 ) small vent ( 17 ) and the air inlet opening ( 15 ) slightly higher than the air inlet ( 16 ) is arranged. Dreifunktionaler Druckluftheber gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Druckluftleitung (18) und der Druckluftleitung (8) sowie der in das Wasserpufferrohr (19) führende Druckluftleitung (9) ein Druckluftverteiler (22) angeordnet ist, vermittels dessen Druckluft in die Druckluftleitung (8) und die Druckluftleitung (9) aufteilbar ist. Three-functional compressed air lift according to claim 1, characterized in that between the compressed air line ( 18 ) and the compressed air line ( 8th ) as well as into the water buffer tube ( 19 ) leading compressed air line ( 9 ) a compressed air distributor ( 22 ) is arranged, by means of which compressed air in the compressed air line ( 8th ) and the compressed air line ( 9 ) is divisible. Dreifunktionaler Druckluftheber gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserpufferrohr (19) als druckdichte Röhre ausgeführt ist, welche im nicht aktiven Zustand zwischen der maximalen Wasserhöhe (21) und der minimalen Wasserhöhe (23) mit Wasser des Reaktors (10) füllbar ist, und das Wasserpufferrohr (19) die Entlüftungsöffnung (17) an seinem oberen Ende oberhalb der maximalen Wasserhöhe (21) aufweist. Three-functional compressed air lift according to claim 1, characterized in that the water buffer pipe ( 19 ) is designed as a pressure-tight tube, which in the non-active state between the maximum water level ( 21 ) and the minimum water level ( 23 ) with water of the reactor ( 10 ) is fillable, and the water buffer tube ( 19 ) the vent ( 17 ) at its upper end above the maximum water level ( 21 ) having. Dreifunktionaler Druckluftheber gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Lufteintrittsöffnung (15) eine gedrosselte hydraulische Engstelle (20) angeordnet ist. Three-functional compressed air lift according to claim 1, characterized in that in front of the air inlet opening ( 15 ) a throttled hydraulic bottleneck ( 20 ) is arranged. Dreifunktionaler Druckluftheber gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsöffung (17) einen Durchmesser im Bereich von 0,1 bis 2,0 mm besitzt. Three-functional compressed air lift according to claim 1, characterized in that the vent opening ( 17 ) has a diameter in the range of 0.1 to 2.0 mm. Dreifunktionaler Druckluftheber gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Wasserpufferrohr (19) und vor der Lufteintrittsöffnung (16) ein Druckluftverteiler (22) angeordnet ist. A three-functional compressed air lift according to claim 1, characterized in that in front of the water buffer pipe ( 19 ) and in front of the air inlet ( 16 ) a compressed air distributor ( 22 ) is arranged. Dreifunktionaler Druckluftheber gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckluftverteiler (22) in seiner Zuleitung, welche die Druckluftleitung (18) ist, eine gedrosselte pneumatische Engstelle (24) und seiner Ableitung, welche die Druckleitung (8) ist, eine gedrosselte pneumatische Engstelle (25) besitzt. Three-functional compressed air lift according to claim 6, characterized in that the compressed air distributor ( 22 ) in its supply line, which the compressed air line ( 18 ), a throttled pneumatic bottleneck ( 24 ) and its derivative, which the pressure line ( 8th ), a throttled pneumatic bottleneck ( 25 ) owns. Dreifunktionaler Druckluftheber gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansaugrohr (5), welches eine Ansaugöffnung (4) aufweist, in der Klarwasserzohne (14) des Reaktors (10) anordenbar und dort fest montierbar ist, wobei die Öffnungsunterkante der Ansaugöffnung (4) die minimale Wasserhöhe (23) bestimmt. Three-function compressed air lift according to claim 1, characterized in that the intake pipe ( 5 ), which has a suction opening ( 4 ), in the Klarwasserzohne ( 14 ) of the reactor ( 10 ) can be arranged and fixed there, wherein the opening lower edge of the suction opening ( 4 ) the minimum water level ( 23 ) certainly. Dreifunktionaler Druckluftheber gemäß einem oder mehrerer der zuvor stehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wasserleitweg durch die Ansaugöffnung (4), das Ansaugrohr (5) den gemeinsamen Verbindungsraum (13), danach zuerst durch das Überschussschlammheberrohr (7) und dann durch das Klarwasserheberrohr (6) ausgebildet ist. Three-functional compressed air lift according to one or more of the preceding claims 1 to 8, characterized in that a Wasserleitweg through the suction port ( 4 ), the intake pipe ( 5 ) the common connection space ( 13 ), then first through the excess sludge jack tube ( 7 ) and then through the clear water jack tube ( 6 ) is trained.
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