DE2049072A1 - Biologischer Filter - Google Patents

Description

Biologischer Filter

Sie Erfindung betrifft biologische Filter. Biologische Filter werden eur Reinigung von.Abwässern benutzt, 2. B. flüssigen Rückständen mit verunreinigenden Eigenschaften, die nachfolgend als "Schmutzwässer" bezeichnet: werden, so daß die daraus resultierende gereinigte Flüssigkeit in einen Fluß oder einen anderen Wasserlauf abgeleitet werden kann.

Biologische Filter zur Reinigung von Schmutzwässern sind gut bekannt und bestehen aus einem Becken oder Turm, in das bzw. den von oben das Schaut »wasser eingeleitet wird. Das Schmutzwasser kann vorher einer Vorbehandlung unterzogen worden sein, üb es in einen geeigneten Zustand zur Einleitung in das Becken oder den Turn zu bringen· Das Becken oder der Turm ist mit einen Material ausgefüllt, das gewöhnlich als "Packung" bezeichnet wird und das mehrere verschiedene Formen aufweisen kann, wobei das Schmutzwasser unter dem Einfluß der Schwerkraft durch die Packung innerhalb des Beckens oder Turms

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wandert und während dieses Durchwanderns durch biologische Wirkung gereinigt wird.

Herkömmliche gemauerte Becken für biologische Filter verwenden Felstrümmer, Steine, Ziegelabfälle und Graniteplitt, durch welche Materialien die zu behandelnden Schmutzwässer hindurchsickern. Biese üblichen Becken haben den Nachteil, daß ein großer Teil des Baumes innerhalb des Filterbeckens durch die bloße Natur der zum Anfüllen dee Beckens benutzten Mittel ausgefüllt wird, well deren Natur innere Hohlräume verhindert, die für bakterielle Einwirkung nutzbar gemacht werden könnten. Auf diese Weise werden die Reinigungsvorgänge behindert. Eine Packung als Schlacken- bzw. Steinschüttung hat Jedoch den Vorteil, daß die an der Oberseite des Beckens oder !Turmes verteilte Flüssigkeit durch die Zwischenräume der Packung hindurchsickern kann, um eine gleichmäßige Strömung des Schmutzwassers im Becken nach unten zu ergeben, wodurch jede falsche Verteilung der Flüssigkeit an der Oberseite des Beckens korrigiert werden kann. Diese Packungsart hat jedoch andererseits den Nachteil, daß die sehr kleinen Spalte zwischen den Schlacken- und Steinteilen zur Verstopfung neigen, wodurch die Wirksamkeit beeinträchtigt wird«

Eine andere bereits vorgeschlagene Packungsart für Filterbecken oder -türme besitzt die Form fester Elemente aus aneinandergefügten, abwechselnd angeordneten ,flachen und gewellten Tafeln. Die flachen Tafeln sind perforiert und passen auf die gewellten

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Safein, durch auf einer Seite der flachen Tafeln angebrachte Einkerbungen, die mit Vorsprüngen auf den gewellten Safein in Eingriff gelangen. Die Vorsprün ge werden anschließend durch Verkleben in ihrer Lage befestigt. Auf diese Veise entsteht ein fester Block aus individuell geformten Tafeln oder Flatten·

Eine weitere bereits vorgeschlagene Packungsfora ist eine Tafel, die so-ausgebildet ist, daß sie auf einer Iiängskante steht und eine Vielzahl von in Längsrichtung verteilten Killen aufweist, die aus sanft ineinanderubergehenden abwechselnden Erhebungen und Vertiefungen bestehen, die nahezu die gesamte Fläche der Platte bedecken. Sie Platte ist außerdem mit einer Vielzahl relativ kurzer Rillen versehen, die in Querrichtung der Platte längs jeder ihrer beiden Längsränder angeordnet sind, sowie mit weiteren Rillen, die den verbleibenden Bereich der Platte bedecken· Alle kurzen Rillen gehen von einer Kante der Platte aus und stehen in offener Verbindung mit einer Oberfläche der nächstgelegenen, in Längsrichtung verlaufenden Rille· Sie Platte wird durch verschiedene in Abständen angeordnete Rippen verstärkt, die sich auf wenigstens einer Fläche der Platte in Querrichtung erstrecken« Diese Rippen überspannen vorzugsweise nur wenige Rillen und weisen vorzugsweise eine der Qierkontur der Platte folgende Gestalt auf. Zum Gebrauch mit wässerigen Flüssigkeiten können diese Platten vorzugsweise aus irgendeinem Kunststoff, imprägniertem Papier oder einem anderen geeigneten, widerstandsfähigen Material gemacht sein. Diese Platten werden

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entweder durch Verkleben mit einem geeigneten Klebstoff oder Lösungsmittel oder durch Verschweißen unter Wärmeeinfluß länge der Längskaten zu Blöcken verbunden.

Noch eine weitere bereits vorgeschlagene Packungsart besitzt eine Vielzahl von länglichen Rohren, die im Inneren derart unterteilt sind, daß sie eine bienenwabenförmige Struktur aufweisen. Diese Pakkungsart wird durch Extrusion eines geeigneten Kunststoffes hergestellt ,und die Packung wird in

einzelnen, länglichen, vertikal auf dem Ende stehenden Stücken in einen Filterturm eingesetzt. Dazwischen eingefügte Stützplatten wrden benutzt, wenn sehr große Konstruktionen gebaut werden, und der Flüssigkeit wird dann ermöglicht, durch die einzelnen Rohre und ihre Unterteilungen nach unten zu stürzen.

Ändere bisher vorgeschlagene Packungsmaterialien bestanden aus hölzernen Tafeln und Stäben, die so angeordnet waren, daß sie ein offenes Netzwerk bildeten, oder aus Kunststoffgittern mit einer gerin

gen Tiefe von nur wenigen Zentimetern und einer fachwerkartigen Struktur oder aus kleinen Stücken fester, geschäumter Blöcke aus Kunststoff·

Bei Packungen für einen biologischen Filter soll die dem Austausch dienende auf eine Einheit bezogene Kontaktfläche möglichst groß sein, um sicherzustellen, daß das Äbfallmaterial so weit wie möglich vom Bedarf an biochemischem Sauerstoff befreit wird·

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Ss ist die hauptsächliche Aufgabe dieser Erfindung, einen biologischen Filter zu schaffen, der eine Fackung besitzt, die verbesserte Eigenschaften gegenüber bisher bekannten Konstruktionen aufweist·

Erfindungsgemäß wird ein biologischer Filter vorgeschlagen, der einen Filterturm oder ein Filterbekken mit einer Packung aus Packungselementen umfaßt, wobei jedes dieser Elemente zylindrische Form mit einer perforierten Wandung besitzt und innerhalb des Zylinders eine Mehrzahl von Flügeln aufweist, die sich von der Mittelachse des Zylinders radial bis zur Seitenwandung erstrecken«

Anhand der nun folgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung wird diese näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen biologischen Filter,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht

einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fackungselementes für einen biologischen Filter,

Fig. 3 eine Stirnansicht des in Fig. 2 gezeigten Elementes,

Fig. 4 eine Seitenansicht des Elementes nach Fig. 2,

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Fig. 5 eine Stirnansicht einer weiteren AuBführungsform eines Pakkungselementes zur Anwendung in einem erfindungs gemäßen biologischen Filter,

Fig. 6 eine Seitenansicht des in Fig. 5 gezeigten Elementes und

Fig. 7 eine Seitenansicht noch einer h weiteren Ausführungsform eines

erfindungsgemäßen Elementes für einen biologischen Filter.

In Fig. 1 umfaßt ein biologischer Filter einen Filterturm oder ein Filterbecken 1, der bzw. das jede

bekannte Form mit einer oberen öffnung aufweisen

die ^^

kann, durch/Schmutzwässer eingeführt werden können,

um unter dem Einfluß der Schwerkraft durch eine Packung 2 zu sickern, wobei die gereinigte Flüssigkeit durch einen Auslaß 3 i& einen Fluß oder einen anderen Wasserlauf entlassen wird·

" Die Packung 2 ist als eine Hasse aus Packungsele-

menten geformt, wobei in der Zeichnung drei verschiedene solcher Packungßeleoente lediglich beispielsweise gezeigt sind.

Das in den Fig. 2 bis 4 gezeigte Element besitzt eine im allgemeinen zylindrische Gestalt mit einer zylindrischen Vandung 4 und Perforationen 5 und 6 in der Wandung 4. Innerhalb des Zylinders sind swei Gruppen Ton Flügeln angeordnet, wobei eine erst« Gruppe von Flügeln 7 eich im allgemeinen im Bereich

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der öffnungen 5 und eine zweite Gruppe von Flügeln

8 sich im allgemeinen im Bereich der Offnungen 6 befinden« Jeder dieser Flügel 7 und 8 erstreckt sich von äsr Kittellängsachse des Zylinders 4 radial nach außen, um dort auf die Seitenwand zu treffen. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind die Gruppen der Flügel 7 und 8 in axialer Sichtung des Zylinders gegeneinander versetzt, d. h. sie sind gegeneinander im Winkel versetzt· Wie aus den Fig.

-2 bis 4 ersichtlich ist, sind die Perforationen 5 und 6 in der Wandung 4 zwischen Jedem Paar in TJmfangsrichtung benachbarter Flügel 7 bzw· 8 angeordnet«

Bei dem anderen erfindungsgemäß ausgebildeten Element nach den Fig. 5 und 6 besitzt dieses Element eine im allgemeinen zylindrische Gestalt mit einer zylindrischen Wandung 9» bei dieser Ausführungeform ist jedoch nur eine einzige Gruppe innerer Flügel 10 vorhanden, die eine der axialen Länge des Zylinders 9 gleiche Länge besitzen. In der Wandung

9 sind Perforationen 11 ausgebildet, wobei jedoch bei dieser Ausführungsform diese Perforationen 11 in den Bereiten angeordnet sind, in denen die Flügel 10 auf die Wandung 9 auftreffen. Die Flügel sind außerdem den Perforationen benachbart mit Ausnehmungen 12 versehen.

Bei der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform ist das Element im wesentlichen zylindrisch mit einer zylindrischen Wandung 13 und besitzt eine einzige Gruppe innerer Flügel 14, die sich über die gesamte Länge dee Zylinders erstrecken. Die in der Wan-

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dung 13 ausgebildeten Perforationen 15 eind in diesem Falle kreisförmig gestaltet und liegen zwischen benachbarten Flügeln.

Vorzugsweise werden die Elemente aus einem geeigneten Kunststoffmaterial geformt, das gegenüber den zu behandelnden Materialien widerstandsfähig ist· Alternativ können die Elemente extradiert und die Perforationen gefräst oder gebohrt oder auf andere Weise in einem gesonderten Arbeitsgang geformt werden, nachdem die Zylinderwandung und die Flügel ausgebildet worden sind.

in Betrieb befinden sich die Elemente im Turm in einer zufälligen Anordnung oder sie können gestapelt sein. Es kann auch ein Teil der Packungen gestapelt sein» während der andere Teil eine zufällige Ordnung aufweist.

Durch einen mit den vorstehend beschriebenen Pakkungen gefüllten Filterturm können viele Torteile erreicht werden, von denen beispielsweise zu erwähnen ist, daß kein Kleben oder Verschweißen ejLnzelner Platten erforderlich ist, um einen Block zu bilden, wie er früher vorgeschlagen wurde, und daß die dem Austausch dienenden Kontaktflächen pro Raumeinheit verhältnismäßig groß sind. Bei der Anwendung erfindungsgemäßer Packungen besteht keine Notwendigkeit dafür» irgendeine einzufügende Stützkonstruktion, wie Balken oder Hippen, zu verwenden. Weiterhin ermöglicht.es die Anwendung dieser Pakkungselemente , der zu behandelnden Abwasserflüssigkeit über den biologischen Bewuchs in einem dünnen Film zu strömen, so daß der wirksamste Austausch

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von Sauerstoff von der luft in die Flüssigkeit stattfinden kann. Die Elemente ermöglichen es, daß die durch die Einwirkung der Bakterien erzeugten Feststoffe durch die Fackung nah unten wandern, wodurch die Möglichkeit einer Verstopfung des hohen Anteiles an leeren Säumen innerhalb der Packung verringert wird·

Zusätzliche Eontakt flächen sind dadurch geschaffen, daß die Schmutzwässer durch die Elemente hindurchströmen können, was im Gegensatz hierzu beim Gebrauch von Steinen und anderen nicht porösen Materialien nicht möglich ist·

Die zufällige Verteilung der Elemente in einem Filterbecken oder -turm stellt sicher, daß die Flüssigkeit gleichmäßig verteilt wird, während sie durch das Becken oder den Turm nach unten strömt, wodurch die Notwendigkeit entfällt, komplizierte Systeme zur Verteilung der Flüssigkeit vorzusehen, die bisher notwendig waren, falls eine gleichmäßige Verteilung erreicht werden sollte. Bio Ausgestaltung jedes Elements stellt sicher, daß keine Kanalisierung der Flüssigkeit stattfindet.

Jedes Element ist mechanisch fest,und es besteht deshalb keine Neigung der Fackung, unter einer Belastung zusammenzubrechen, wenn sie eine Ansammlung festen biologischen Materials zu tragen hat·

Die erfindungsgemäßen Elemente sind strukturell fest, bedürfen keiner Verklebung oder keiner Befestigungselemente, um wie bisher Gruppen zu bilden.

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Zusätzlich können große Höhen der Fackung selbsttragend sein, wobei es lediglich erforderlich ist, . daß die Außenlandungen dem Becken oder dem Turm die nötige StabiUtät verleihen.

Es wurden drei Ausführungs formen der erfindungsgemäßen Elemente beschrieben, es ist jedoch zu bemerken, daß viele andere Formen entworfen werden können, welche die gleiche Aufgabe innerhalb der . durch die nachfolgenden Ansprüche gekennseichneten ™ Erfindung erfüllen können. Insbesondere kann die Ausgestaltung der Elemente verändert werden, um verschiedenen Abfallmedien angepaßt zu werden, beispielsweise Hausabwässern oder Industrieabwässern· Die Anordnung und Größe der Flügel und Perforationen kann verändert werden, um Brücken für die Erzeugung zusätzlicher aktiver Oberflächen zu schaffen, ohne daß eine Blockierung öder Verstopfung der Packung auftritt« Zusätzlich ist die innere Struktur der Elemente und die Anordnung der Mehrzahl von in einem Becken oder Turm befindlichen Elementen derart, daß Filmschichten durch die Bak-) terien gebildet werden, die dadurch die Beinigungswlrksamkeit erhöhen, aber die Packung nicht verstopfen oder die Strömung der Flüssigkeit unerwünscht behindern»

Ansprüche;

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   1J Biologischer Filter mit einem Filterturm oder einem Filterbecken mit einer aus Fackungselementen gebildeten Packung, dadurch gekennzeichnet, daß jedes dieser Elemente eine zylindrische Gestalt mit einer perforierten Wandung (4, 9» 13) aufweist und daß innerhalb des Zylinders eine Anzahl von Flügeln (7» 10, 14-) angeordnet ist, die sich von der 'Mittelachse des Zylinders radial zur Seitenwandung erstrecken·
2. 2. Filter nachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Element zwei Gruppen von Flügeln (7, 8) aufweist, die zueinander im Winkel versetzt sind«
3. 3. Filter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem Paar von in Umfausrichtung benachbarten Flügeln (7, 8, 14) eine Perforation (5, 6, 15) ausgebildet ist.

   4· Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (10, 14) eine länge besitzen, die gleich der axialen Länge der zylindrischen Wandung (9, 13) ist·

   5· Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforationen (11) in der Wandung (9) in den Bereichen ausgebildet sind, wo die Flügel (10) auf die Wandung treffen·

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   6„ Filter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (10) mit Ausnehmungen (12) versehen Bind, die den Perforationen benachbart angeordnet sind·

   7ο Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Packungselemente ganz aus Kunststoff hergestellt sind»

   Bo Verfahren zur Filtrierung bakteriologisch aktiver Schmutzwasser unter Verwendung eines Filters gemäß Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Schmutzwasser von oben in ein Becken oder einen Turm geleitet werden, «unter Schwerkraft über und durch Elemente hindurch nach unten siokern, die als Packung für das Becken oder den Turm ausgebildet sind, wobei jedes Element im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und mit einer Wandung mit zahlreichen Durchbrechungen und einer Vielzahl von Flügeln versehen ist, die sich von der mittleren Achse des Zylinders nach außen zu der Wandung erstrecken, woduroh die bakteriologische Aktivität gefördert wird, und daß die gefilterten Schmutzwässer aus dem Turm oder Beoken abgeleitet werden.

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