DE2036047A1 - Spiral aerator vessel - for activated sludge effluent treatment plant - Google Patents

Spiral aerator vessel - for activated sludge effluent treatment plant

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Abstract

Appts. for the biological treatment of effluent, i.e., activated sludge treatment, in which a vertical spiral guide wall with constant spacing between adjacent turns is provided in the aeration tank forming a spiral channel through which the effluent/activated sludge mixture to be aerated is force circulated, pref. in such a way that it is fed to the centre and discharged at the end of the spiral.

Description

Vorrichtung zur biologischen Abwasserreinigung.Device for biological wastewater treatment.

Die Seaktionsbedingungen in den Belüftungsbehältern zur biologischen Abwasserreinigung werTen durch kleinere Behälterquerschnitte und größere Behä lt erhöhen bei Verwendung von Druckluft als Sauerstoffquelle verbessertOBei dem uebergang zu Reaktionsbehältern mit größeren Querschnitten nimmt im allgemeinen der Umsatz und damit die Wirtschaftlichkeit abOEiner der mannigialtigen Gründe dafür liegt in der Erschwerung einer gleichmäßigen Verteilung der Gasblasen über den Behälterquerschnitt in jeder Höhe außer in der Nähe der AbwasseroberflächeeAuch die hydraulischen Verhältnisse werden mit wachsenden Behälterquerschnitten ungünstiger,so daß zur Erzielung der notwendigen Turbulenz und Umwälzung wesentlich mehr Druckluft erforderlich wird als zur Deckung des auerstoffbedarfs der den BSB abbauenden Mikroorganismen allein notwendig ist;der Energiebedarf steigt dadurch wesentlich an,ohne daß aber dennoch eine gleichmäßige Ausdehnung der Reaktionszonen über den gesamten Behälter raum in konstanter Zusammensetzung erreichbar ist.Perner werden mit steigenden Behälterquerschnitten die Unterschiede in der Verweilzeit' der einzelnen Gasblasen in dem Abwasser-Belebtschlammgemisch immer großer,und die mittleren Verweilzeiten des Gemisches können mit den wirklichen Verweilzeiten im Behälter nur schwer in Übereinstimmung gerecht werden,so daß Teile des belüfteten Belebtschlamm-Abwassergemisches die Behälter bereits verlassen,bevor der biologische Abbau beendet ist.Unter diesen Gesichtspunkten verhalten sich Flachbecken auch in erienschaltung amungünstig,sten;der Umsatz und die Wirtschaftlichkeit nehmen hier am meisten ab.Ian versucht daher,die Hydraulik durch den Einbau von Tauchwände,Strömungskegeln ohne oder-mit Rotationsbremsen, Leitkreuzen, Betonvouten in Flachbeckenecken oder andere Vorrichtungen auf Kosten des Energieverbrauchs zu verbessern.The seaktionsbedingungen in the aeration tanks for biological Wastewater treatment is achieved through smaller tank cross-sections and larger tanks increase when using compressed air as an oxygen source improved when transitioning the conversion generally increases with reaction vessels with larger cross-sections and thus the profitability is one of the many reasons for this in the difficulty of an even distribution of the gas bubbles over the container cross-section at any height except in the vicinity of the sewage surface also the hydraulic conditions are unfavorable with growing container cross-sections, so that to achieve the necessary turbulence and circulation, significantly more compressed air is required than to cover the oxygen requirements of the microorganisms that break down the BOD alone is necessary; the energy requirement increases significantly as a result, but without that a uniform expansion of the reaction zones over the entire container space can be achieved in a constant composition the differences in the residence time of the individual gas bubbles in the waste water / activated sludge mixture always greater, and the mean residence times of the mixture can match the real ones Residence times in the container are difficult to meet in compliance, so that parts of the aerated activated sludge-wastewater mixture leave the container before Biodegradation has ended. Shallow pools behave under these aspects Also in series connection, it is unfavorable; the turnover and profitability decrease This is where most of the time. Ian therefore tries to improve the hydraulics by installing baffles and flow cones with or without rotation brakes, guide crosses, concrete coves in flat pool corners or to improve other devices at the expense of energy consumption.

Erfindungsgemäß lassen sich solche Nachteile und Mängel auch für größere und große biologische Abwasserreinigungsanlagen durch den Einsatz von Spiralleitwänden z oB us sich siel; so tra-nde Kunststoffplatten in niedrige oder hohe Behälter in überraschenar Weise beseitigen,selbst wenn Rel,-lter mit a:?ro£en Querschnitten verwendet werden. Infolge der gleichbleibenden Lichtweite von Spiralwand zu Spiralwand bleibt die Durchflußgeschwindigkeit konstant, und infolge des zwangsweisen Umlaufs strönt das biologisch zu behandelnde Abwasser mit ausreichender Umwälzströmung zur Verhinderung von Schlammablagerungen und zur Erzielung einer homogenen Luft-Abwasser-Belebtschlamm Suspension an en nahe über dem Behälterboden parallel mit den Spiralleitwänden verlaufenden und mit Bohrungen an der Unterseite versehenen Belüftungsleitungen z0B aus Kunststoff vorbei und wird bei durch Drosselachieber geregeltem Luftdurchsatz mit genügend Sauerstoff versorgt. Durch das tief lie gende Belüftersystem werden Störungen der Umwälzströmung vermieden und günstige Sauerstoffertragswerte erzielt. Zur Aufteilung in verschieden belastete Stufenkammern können Zwischenwände mit Durchtrittsöffnungen am Boden zwischen den Spiralleitwänden vorgesehen werdenDie Vorrichtung ermöglicht es,die wirkliche Verweilzeit in dem Spiralleitwandbehälter mit der mittleren Verweilzeit,die durch den Quotienten aus dem Belüftungsvolumen Bv (m3) und aus dem Äbwassermengendurchfluß V (m3/h) ausgedrückt wird, in nahezu vollkommene tibereinstimmung und damit den biologischen Abbau der organischen Schmutzstoffe im Abwasser zur Vollständigkeit zu bringen, Teile des belüfteten Belebtschlamm-Abwasser-Gemisches können den Belüftungsbehälter nicht mehr bereits' verlassen, bevor der biologische Abbau. beendet ist. Der Energieaufwand für die Belebtschlammanlage wird nicht mehr wie bei den konventionellen Anlagen durch die Forderung nach ausreichender Umwälzun,sondern allein durch den Sauerstoffbedarf bestimmt.According to the invention, such disadvantages and deficiencies can also be applied to larger ones and large biological wastewater treatment plants the use from spiral baffles z oB us fell; so tra-ning plastic sheets in low ones or eliminate tall containers in a surprising manner, even if rel, older with a:? ro £ en Cross sections are used. As a result of the constant clear width of the spiral wall to the spiral wall the flow rate remains constant, and as a result of the inevitable The wastewater to be treated biologically flows in circulation with sufficient circulating flow to prevent sludge deposits and to achieve a homogeneous air-wastewater-activated sludge Suspensions running parallel to the spiral baffles close to the bottom of the container and ventilation ducts, e.g. made of plastic, provided with holes on the underside over and is with sufficient air flow regulated by the throttle slide Oxygen supplied. Due to the low lying ventilation system, disturbances of the Circulating flow avoided and favorable oxygen yield values achieved. To the division Partition walls with passage openings can be placed in step chambers with different loads be provided on the floor between the spiral baffles The device allows es, the real residence time in the spiral baffle container with the mean residence time, the by the quotient of the ventilation volume Bv (m3) and the waste water volume flow V (m3 / h) is expressed in almost perfect agreement and thus the biodegradation of organic pollutants in wastewater to completeness to bring parts of the aerated activated sludge-wastewater mixture can the aeration tank no longer already 'left before biodegradation. is finished. The energy expenditure for the activated sludge plant is no longer the same as for the conventional plants by the demand for sufficient circulation, but solely by the need for oxygen certainly.

Es werden die Voraussetzungen für sehr hohe Belastungen durch die Spiralleitwand-Behälterform bei niedrigem Energieverbrauch geschaffen, da sehr lange Kontaktatrecken zwischen' dem Belebtschlamm,dem Abwasser und der Luft aufgebaut, der Belebtschlamm in verschiedenen Konzentrationen mit der Luft und dem Abwasser innig vermischt und die Luftzufuhr auf den den jeweiligen Sauerstoffbedarf abgestimmt werden.The requirements for very high loads from the Spiral baffle container shape created with low energy consumption, as it is very long Contact areas between 'the activated sludge, the waste water and the air, the activated sludge in various concentrations with the air and the wastewater intimately mixed and the air supply on the the respective oxygen demand be matched.

Der Rücklaufschlamm wird vom Fuß des Nachklärbehälters auf den gesamten Behälterinhalt innerhalb der Spiralleitwände gegebenenfalls stufenweise verteilt.The return sludge is from the foot of the secondary clarifier to the entire Container contents within the spiral guide walls, if necessary, gradually distributed.

Zur Ausbildung einer Kompaktkläranlage wird der getrennte belüftete Stabilisierungs- und der Nachklärbehälter in bekannter Konstruktion in der Spiralmitte, angeordnet.Der Abwasserzulauf liegt in der Spiralmitte, wenn der Nachklär- und Stabilisierungsbehälter außerhalb untergebracht werden, und der Abwasserablauf befindet sich am Spiralauslauf.To form a compact sewage treatment plant, the separate ventilated Stabilization and secondary clarification tanks in the known construction in the middle of the spiral, The wastewater inlet is in the middle of the spiral, if the secondary clarification and stabilization tank be housed outside, and the waste water drain is located on the spiral outlet.

Ausführungsbeispiel: Die Vorrichtung ist für eine biologische Kläranlage mit einen Anschlußwert yop 10.000 Sinwohnern (70 g BSB5/d) ausgelegtODer Behälter (A) besteht aus Metall oder Kunststoff und hat einen Rauminhalt von 120 m3, entsprechend einem Durchmesse von 5 m und einer Höhe von 6,5 m. Die darin eingesetzte Spiralwand (B) zeigt einen Abstand von 1- m,also eine lichte Weite von 1 m von Spiralwand zu Spiralwand. Der gesamte Be,hälterinhalt dreht sich als Ganzes, wobei sich ein Spiegelgefälle vom Abwasser zulauf in der Spiralmitte bis zum Abwasserablauf am Spiralende ausbildet.Durch die eingesetzten Querwände (C)mjt Durchtrittsöffnungen (D) ist der Behälter in zwei bis 4 Eammern (E) geteilt, wodurch das Abwasser von der inneren Kammer in der Spiralmitte in die mittleren und schließlich in die äußeren Kammern strömt. In Bodennähe des Behälters ist der Belüftungsschlauch (F) mit Bohrungen für grob-,mittel- oder feinblasige Druckluftbelüftung angeordnet, der in der Mitte zwischen den Spiralwänden verläuft. Durch die Drosselschieber (G) wird der ljuftdurchsatz bzw.die Sauerstoffversorgung geregelt. Die- Durchtrittsöffnungen (D) der Querwände (C) entfallen, wenn das Abwasseran an den Querwänden (C) überlaufen soll.Die Rohrleitung (H) für den Rücklaufschlamm ffiiirt vom Nachklärbehälter unter Zwischenschaltung der Pumpe (I) zum gegebenenfalls belüfteten Verteiler (K), von dem der Rück- 1-auf schlamm im Gefälle auf die einzelnen Kammern (E) verteilt wird0Der Rauminhalt der Kammern innerhalb :der Spiralleitwände wird bei der Behandlung von häuslichen Äbwääsern so aufgeteilt, daß die erste Kammer -ein Fassungsvermögen von 40 m3 und die zweite Kammer ein solches von 80 m3 aufweist; andere Unterteilungen ergeben srch sowohl raum- als auch zahlenmäßig bei anderen Zusammensetzungen -der Abwässer-0 Der B.ehälter selbst wird aus glasfaserverstärkte in Euns-tstoff mit hoher Festigkeit und Beständigkeit oder aber aus Met-all gefertigt; das Gleiche gilt für die Spiralleitwände.Exemplary embodiment: The device is for a biological sewage treatment plant designed with a connection value of up to 10,000 residents (70 g BOD5 / d) (A) is made of metal or plastic and has a volume of 120 m3, accordingly a diameter of 5 m and a height of 6.5 m (B) shows a distance of 1 m, i.e. a clear width of 1 m from the spiral wall to Spiral wall. The entire contents of the container rotates as a whole, with a mirror slope from the sewage inlet in the middle of the spiral to the sewage outlet at the end of the spiral the inserted transverse walls (C) with passage openings (D) is the container in two divided up to 4 chambers (E), removing the waste water from the inner chamber in the center of the spiral flows into the middle and finally into the outer chambers. Near the ground of the The container is the ventilation hose (F) with holes for large, medium or fine bubbles Compressed air ventilation arranged, which runs in the middle between the spiral walls. The air flow rate or the oxygen supply is controlled by the throttle slide (G) regulated. The passage openings (D) of the transverse walls (C) are omitted when the wastewater should overflow on the transverse walls (C) The pipe (H) for the return sludge ffiiirt from the secondary clarification tank with the interposition of the pump (I) for, if necessary ventilated distributor (K), from which the return 1-on mud on a slope is distributed to the individual chambers (E) 0 The volume of the chambers within : the spiral baffles are divided up when treating domestic wastewater in such a way that that the first chamber -a capacity of 40 m3 and the second chamber such a of 80 m3; other subdivisions result in both space and number with other compositions - the waste water - 0 The B. container itself is made of glass fiber reinforced made of solid material with high strength and durability or made of metal; the same applies to the spiral baffles.

Der Luftverteiler, z.B. ein Drehkolbengebläse wird für'einen ufteintrag von rd. 13.000 Nm3/d und die Kreiselpumpe für den Rücklaufschlamm auf eine Fördermenge von etwa 2.000 m3/d bemessenjder Gegendruck beträgt max. 6 in WS.The air distributor, e.g. a rotary piston blower, is used for air intake of around 13,000 Nm3 / d and the centrifugal pump for the return sludge to a delivery rate of about 2,000 m3 / d, the back pressure is a maximum of 6 in WS.

Zur Erhöhung der Turbulenz wird der Abstand der Spiralleitwände an mehereren Stellen von im auf 0,5 m verengt, indem Stauwände z.B.mit einem V-förmigen Einschnitt oder andere strömungstechnisch geformte Einbauten zur Veränderung der Durchflußgeschwindigkeit in bestimmten Grenzen angeordnet werden.To increase the turbulence, the distance between the spiral guide walls is increased Several places are narrowed from im to 0.5 m by adding retaining walls, e.g. with a V-shaped Incision or other aerodynamically shaped internals to change the Flow rate can be arranged within certain limits.

Kunststoffbehälter werden zum Schutz gegen Kälte im Winter aus Kunststoffplatten gefertigt,die in Schichten (sandwich-Form) mit Kälteisolierung hergestellt werden.Plastic containers are made from plastic sheets to protect against the cold in winter manufactured in layers (sandwich form) with cold insulation.

Die Vorrichtung kann mit gleichem Vorteil auch in Erdbecken eingebaut werden.The device can also be installed in underground basins with the same advantage will.

Die Auflasten sind auf den gesamten Grundriß verteilt unddaher verhältnismäßig klein,so daß vom Untergrund keine AbhänW gigkeit besteht; die Bodenpressung bleibt klein.The loads are distributed over the entire floor plan and are therefore proportionate small, so that there is no dependency on the subsoil; the soil pressure remains small.

Durch den Einbau we-iterer Querwände (C) unter Verlängerung der Spiralleitwand (B) und Vergrößerung des Behälterraumes (A) werden weitere Kammern (E) als Schlammregenerierungs-und -stabilisierungsbehälter gebildet,die-am Spiralende liegen, Die Figur 1 stellt den Spiralleitwandbehälter ohne in der Mitte liegende Sc-hlammstabilisierungs- und Nachklärbehälter, die Figur 2 einen solchen mit diesen in der Mitte der Spirale liegenden Behältern dar.By installing further transverse walls (C) while extending the spiral guide wall (B) and enlargement of the container space (A) are further chambers (E) as sludge regeneration and -stabilization container formed, which-lie at the end of the spiral, Figure 1 represents the Spiral baffle tank without sludge stabilization and secondary clarification tanks in the middle, FIG. 2 shows such a container with these containers located in the middle of the spiral represent.

Claims (10)

Patentansprüche. Claims. J Vorrichtung zur biologischen Abwasserreinigung'dadurch gekennzeichnet'daß in dem Belüftungaraum (A) die Spiralleitwand (B) als Tauchwand mit konstanter Lichtweite von Spiralwand zu Spiralwand und mit zwangsweisem Umlauf des zu belüftenden Abwasser-Belebtschlamm-Gemisches angeordnet ist.J Device for biological wastewater treatment 'characterized by that in the ventilation area (A) the spiral baffle (B) as a diving wall with constant clear width from spiral wall to spiral wall and with forced circulation of the sewage-activated sludge mixture to be aerated is arranged. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet'daß die Zulaufleitung (L) für das Abwasser in der Spiralmitte des Spiralleitwandbéhälters angeordnet ist. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the feed line (L) for the waste water is arranged in the spiral center of the spiral baffle container. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2,dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufleitung CM) für das Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch am Spiralende angeordnet ist. 3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that that the discharge line CM) for the sewage-activated sludge mixture is arranged at the end of the spiral is. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet,daß in der Mitte des Spiralleitwandbehälters der Nachklärbehälter (N) und der Schlammstabilisierungsbehälter (0) angeordnet ist, wobei die Zulaufleitung (L) für das Abwasser am Spiralende angeordnet ist. 4. Apparatus according to claim 1, characterized in that in the In the middle of the spiral baffle tank, the secondary clarification tank (N) and the sludge stabilization tank (0) is arranged, wherein the inlet line (L) for the waste water is arranged at the spiral end is. 5. Vorrichtung nach den ansprüchen 1 bis 4,dadurch gekennzeichnet,daß der Belüftungsschlauch (F), der mit Bohrungen für eine grob-,mittel- oder feinblasige Druckluftbelüftung versehen ist'in Bodennähe in der Mitte zwischen den Spiralwänden untergebracht ist0 5. Device according to claims 1 to 4, characterized in that the ventilation hose (F), the one with holes for a large, medium or fine bubble Compressed air ventilation is provided near the floor in the middle between the spiral walls is housed0 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5,dadurch gekennæeichnet,daß Querwände (C) als Tauchwände mit den Durchtrittsöffnungen (D) zwischen die Spiralleitwände zur Ausbildung von Kammern e ngesetzt werden.6. Device according to claims 1 to 5, characterized gekennæeichnet that Transverse walls (C) as baffles with the passage openings (D) between the spiral guide walls be used for the formation of chambers. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6,dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung (H) für den Rücklaufachlamin unter Zwischenschaltung der Pumpe (I) vom Nachklärbehälter zu dem gegebenenfalls belüfteten Verteiler (K) verlegt ist, von dem die Registerrohre zu den einzelnen Kammern (B) geführt sind. 7. Device according to claims 1 to 6, characterized in that that the pipe (H) for the Rücklaufachlamin with the interposition of the pump (I) relocated from the secondary clarification tank to the possibly ventilated distributor (K) from which the register pipes lead to the individual chambers (B). 8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7,dadurch gekennzeichnet'daß Stauwände z.B.mit einem V-förmigen Einschnitt zur Veränderung der Durchflußgeschwindigkeit und Erhöhung der Turbulenz zwischen den Spiralleitwänden angeordnet werden. 8. Device according to claims 1 to 7, characterized in that Damming walls e.g. with a V-shaped incision to change the flow rate and increasing the turbulence between the spiral baffles. 9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8,dadurch gekennzeichnet,daß zwischen die Spiralleitwände ein flächenhaftes System zur Druckluftbelüftung eingesetzt wird. 9. Device according to claims 1 to 8, characterized in that An extensive system for compressed air ventilation is used between the spiral guide walls will. 10. Vorrichtung' nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,daß die Drosselschieber (G) in der Belüftungsleitung (F) zur Regelung des liuftdurchsatz,es bzw. der Sauerstoffversorgung für jede Einzelkammer (E) angeordnet sind.10. Device 'according to claims 1 to 10, characterized in that the throttle slide (G) in the ventilation line (F) to regulate the air flow rate, it or the oxygen supply for each individual chamber (E) are arranged. L e.e r s e i t eL e r s e i t e
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