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Tropfkörpermaterial und Verfahren zur Abwässerreinigung mittels Tropfkörpern
Die Erfindung betrifft ein Tropfkörpermaterial und ein herfahren zur Abwässerreinigung
mittels Tropfkörpern.
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Pfbliche Tropfkörperfilteranlagen bestehen aus einem großen offenen
Behalter, der unten mit einem Auslaß für das behandelte Wasser versehen ist. Der
Behälter ist mit Tropfkörpermaterial gefüllt, das einen großen Anteil an Hohlräumen
hat, durch die Luft ständig hindurchstreichen kann. Das Abwasser wird auf das Tropfkörpermaterial
aufgebracht und rieselt durch das Material in Form von dünnen Filmen und Tropfen,
die intensive Berührung mit der Luft haben. Auf dem Tropfkörpermateriai wachsende
biologische Mikroorganismen bauen einen Teil der im Abwasser vorhandenen Schmutzstoffe
ab und wandeln diese in Protoplasma um, das anschließend in einem Absitztank aus
dem Wasser entfernt wird.
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Bisher wurden üblicher Weise Gesteinsbrocken von 7 bis 14 em Durchmesser
als Tropfkörpermaterial verwendet. Obwohl diese Brocken leicht Feuchtigkeit annehmen
und die Bakterien usw. als schleimigen Belag an ihren Oberflächen halten, ist das
Einbringen der Steine in den Behälter mit Schwie?igkeiten verbunden und das aus
Gesteinsbrocken b<stehende Material hat den weiteren Nachteil, daß es bröckelig
wird und zerfällt und daher periodisch erneuert werden muß. Vberdies hat die auf
Grund der sich schnell ver größernden Anzahl von Tropfkörperanlagen entsprechend
gesteigerte Nachfrage nach geeigneten Steinbrocken dazu geführt, daß der Bedarf
an solchen Steinen nur schwer gedeckt werden kann.
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Es sind daher verschiedene Vorschläge für andere Arw ten von Tropfkörpermaterial
gemacht worden0 So ist ein fropfkörpermaterial entwickelt worden, daß aus Rotholzleisten
besteht, die einen genügend großen Abstand haben um eine ausreichende Luftzirkulation
zu gewäbrleisten, wenn das Wasser von einer Leiste zur nächsten herabrieselt. Bei
einer anderen Art von Tropfkörpermaterial werden vor geformte, im Behälter in einer
bestimmten Anordnung aufgestellte Kunststoffplatten verwandelt. Der wesentliche
Nachteil dieser beiden Vorschläge ist darin zu sehen, daß der Einbau des Materials
sehr viel Zeit erfordert, so daß unter Berücksichtigung der Materialkosten selbst,
die Gesamtkosten nicht mehr tragbar sind. Hinzu kommt, daß Reparatur- und Reinigungs-Vorgänge,
bei denen das material oder ein Teil desselben ausgebaut werden muß, außerordentlich
lumständlich sind.
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Zu dem Betriebsproblem üblicher Tropfkörperanlagen gehört die kontrolle
der sich in der Anlage ansiedelnden Psychoda Fliegen und auch die Handhabung von
sich vom Tropfkörpermaterial von Zeit zu Zeit ablösenden Teilen des schleimigen
Belags, der mit dem abfließendem Wasser abgeftihrt wird.
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Psychoda Fliegen sind zweiflügelige etwa 3 mm lange Insekten, die
in Tropfkörperanlagen ideale Lebensbedingungen finden und sich stark vermehren.
Obwohl die ausgewachsenen Fliegen sich nur auf trockene Stellen der Brocken niedersetzen
könnten und daher nicht innerhalb des ständig durchrieselten Tropfkörpers leben
können, so benötigen sie doch eine sehr feuchte Ümgebung und finden sich daher im
Bereich von Tropfkörperanlagen. Überdies ist ein Tropfkörper ein idealer Nährboden
fUr die auf nassen Flächen lebenden und auf den Bakterienbelägen hervorragend gedeihenden
Larven dieser Fliegen. eine Wolke von Fliegen ist in der Regel im Bereich einer
fropfkörperanlage anzutreffen. Da sie sehr lästig sind, hat man verschiedene Verfahren,
beispielsweise versprühen von Insektiziden, vorgeschlagen, um sich ihrer zu entledigen.
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Der Wert einer Vertilgung dieser Fliegen tat Jedoch sehr fraglich
da ihre Larven die schleimigen Beläge abpressen und dadurch einem Iblösen der Beläge
sehr wirksam entgegenwirken. In der Veröffentllchung ADVAMCES IN BI0OLOCICAL WASTE
TEEATHENT by W.W.
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Eckenfelder und J. McCake, (in 1963) ist auf Seite 416 ausgefübrt
:
"Britische Forscher sind zu dem Schluß gekom men, daß in Tropfkörpern
vorhandene, die Eeläge abfressende Fauna, wie Fliegenlarven, Gollenbolan A Würmer,
das Rauptmittel sind, um den organischen Belag unter Kontrolle zu halten, und daß
sie daher für den Wirkungsgrad der Anlage wesentlich sind. ...... Die Anwendung
von Insektiziden, durch die für einige Wochen die Anahl der Fliegen stark herabgesetzt
werden kann, führte auf Grund des Nichtvorhandenseins der abtressenden Pauna zu
einer wachsenden Belagdicke In einem Tropfkörper erfolgt die biologische Oxydation
dadurch, daß die Mikroorganismen wachsen und Filme oder Beläge auf dem Tropfkörpermaterial
bilden. Ihre Nahrung besteht aus den Abfallstoffen.
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Wenn diese aus Mikroorganismen bestehenden Beläge eine größere Dicke
erreichen, lösen sie sich vorn Material ab, was anscheinend auf eine anaerobe Wirkung
unterhalb der Beläge nahe der Oberfläche des Materials zurückzuführen ist. Die abfressende
Fauna, dh. die Fliegenlarven, halten dieses Wachstum unter kontrolle und es scheint,
daß die Vertilgung der Fliegen und die Kontrolle des Wachstums der Mikroorganismen
in diametralem Gegensatz stehen.
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Die rufgabe der Erfindung ist es nun, innerhalb des Tropfkörpermaterials
Bedingungen zu schaffen, durch die die Fliegen erhalten bleiben. Die Fliegen sind
anscheinend, wenn sie trockene Flächen zum Biohniedersetzen finden, durchaus bereit,
innerhalb des fropflcörpers zu bleiben. Dies führt zu
ainer starken
Vermchrung er Larven, die die Beläge abfr@ssen@ Die durch den Aufenthalt der Fliegen
au-Berhalb des Tropfkörpers verursachte Balästigung entfällt weitgehend.
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Durch die Erfindung soll auch das Betriebsverfahren der Tropfkörperanlage
so beeinflußt werden, daß in den im Abwasser enthaltenen Schmutzstoffen eine wesentliche
Abnahme erzielt wird, was als biologischer Sauerstoffbedarf BSB bezeichnet wird.
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Ein wichtiger Faktor beim Herabsetzen der organischen Substanzen in
einer Tropfkörperanlage ist die Rege-Iiuig des pH--Wertes der durchlaufenden Flüssigkeit.
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Der aerobe Abbau von organischen Abfallstoffen in der Anlage steht
im direkten Verhältnis zum Wachstum der Mikro0organismen, das möglichst, kräftig
sein soll, Die Mikroorganismen müssen zum Leben eine gewisse Menge arr Abfallstoffen
auf schließen oder verdauern, Dies führt zu einer Umwandlung der organischen Stoffe
in Kohlensäure. Weitere Abfallstoffe werden zum Aufbauen von Proteinen und Protoplasma
benötigt, die zu einem großen Teil von den afressenden Larven verbraucht werden.
Die Chemie dieser komplexen Reaktionen ist umfassend untersucht worden und der pH-Wert
ist ganz offensichtlich ein primärer Faktor für die Kontrolle des Wachstums der
Mikroorganismen.
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Ein zu saurer oder zu basischer pH-Wert der Flüssigkeit zerstört die
Organismen und der optimale pE-Bereich für ein kräftiges Wachstum der Organismen
liegt zwischen 7,3 und 7,8 und vorzugsweise näher an 7,8. Dieser erwünschte pH-Wert
steht auch in
Beziehung zu der Wirksamkeit der Enzyme der Nikroorgamismen,
die die Wachstumsgeschwindigkeit beeinflussen und diese Enzyme arbeiten bei den
angegebenen pR-Werten von 7,3 bis 7,8 und vorzugsweise bei dem höheren Wert dieses
Bereichs mit besserem Wirkungsgrad. Andererseits ist aber ein sich dem niedrigen
Grenzwert dieses Bereichs nähernder pH-Wert für den Hetibolismus der Kohlenhydrate
wunschens wert.
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Andere Aktivitäten der Abfallstoffe senken den pH-Wert organischer
Abwässer in Richtung auf den sauren Bereich und durch die Erfindung soll eine geringe
anaerobe Aktivität innerhalb des aeroben Tropfkörpers dadurch erreicht werden,daß
kleine Wasserflächen innerhalb des ganzen Tropfkörpers vorgesehen werden, die, wie
noch beschrieben werden wird, nicht ständig durch das durchrieselnde Abwasser weggespült
werden.
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Bekanntlich tritt am Boden einer in ruhigem Zustand verbleibenden
Wasserfläche eine anaerobe Wirkung auf, die, trotzdem sie nur gering ist, doch zur
Erzeugung einer kleinen Menge einer sauren Substanz führt, Es wurde Jedoch beobachtet,
daß beim Betrieb einer erfindungsgemäß ausgebildeten Tropfkörperanlage diese sich
anscheinend anserob verhaltenden Wasserflächen den gesamt pH-Wert der Anlage nicht
senkten, sondern anscheinend erhöhten. Vergleichsversuche zeigten, daß der pH-Wert
des Abtluea üblicher Anlagen beträchtlich niedriger als der der verbesserten Anlage
war. Die verbesserte Anlage
zeigte überdies ein wesentlich größeres
Absenken des ESB im Abrasser. Es wird angenemmen, daß die Erzeugung kleiner Säuremengen
in den Lachen ein so kräftiges Wachstum der Mikroorganismen hervorruft, daß dieser
wünschenswerte Effekt erzielt wird.
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Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der vorerwähnten
uberlegungen entwickelt, um ein Filtermaterial zu schaffen, das in.wirtschaftlicherer
Weise in Tropfkörperanlagen eingebaut werden kann als bekannte Waterialien.
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Gemäß der Erfindung besteht das Tropfkörpermaterial aus dünnwandigen
kapselförmigen Schalen oder Rohlkörpern, die vorzugsweise Kugelform haben und die
aus Kunststoffen hergestellt sind. Die Hohlkörper brauchen lediglich in den Tropfkörperbehälter
eingeschüttet zu werden. Jeder Körper ist ein dünnes Bauelement von leichtem Gewicht,
der netzartig an seiner Umfangsfläche mit einer Anzahl von verhältnismäßig großen
Löchern versehen ist, damit Wasser und auch Luft durch den Körper und um ihn herum
strömen können. Hierdurch werden die bakteriell wirksamen Flächen des Körpers vergrößert.
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Hieraus folgt, daß das neue Tropfkörpermaterial eine terbesserte Filterwirkung
hat, da einerseits das Wasser den Tropfkörper besser durchströmen kann und andererseits
im wesentlichen durchgehende Hohlräume zur BertRgung gestellt werden, durch die
genügend Luft zum Ersetzen des beim Aufschließen der organ nischen Abfallstoffe
von den Mikroorganismen verbrauchten Sauerstoffs zirkulieren kann.
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Die mit Löchern versehenen Kunststoffkörper können mit sehr geringen
Kosten hergeste?lt werden, zumal ihre Größe und Form nicht der Jeweilig zu erstellenden
Anlage angepaßt zu sein braucht.
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Das neue sehr haltbare Tropfkörpermaterial laßt sich auch leicht ausbauen,
falls der Behälter zur Reinigung oder Reparatur entleert werden muß.
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Die Oberflächen der kapselförmigen Körper lassen sicik in einfacher
Weise so ausbilden, daß ihre hydrophilen Eigenschaften verbessert werden, so daß
Feuchtikeit und der zur biologischen Oxydierung der organischen Bestandteile des
Abwassers erforderliche Belag besser an ihnen haften.
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Verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen
werden im folgenden Teil der Beschreibung anhand der Zeichnungen beschrieben. In
den Zeichnungen ist: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines üblichen Tropfkörpertanks,
der mit dem verbesserten Tropfkörpermaterial gefüllt ist Fig. 2 ein Teilschnitt
2-2 der Bigur 1 in vergrößertem Maßstab; Fig. 3 eine Seitenansicht einer bevorzugten
Ausführungsform eines kugelförmigen Hohlkörpers, aus dem sich das Tropfkörpermaterial
zusammensetzt ; Fig. 4 eine Draufsicht auf die Innenseiten eines Paares von halbkugelvörmigen
Körpern, die, miteinander verbunden, den in Fig. 3 gezeigten kugelförmigen Körper
bilden;
Fig. 5 ein Teilschnitt gemäß der Linie 5-5 der Fig. 3 der
in vergrößertem Maßstab eine Art einer Verbinung zwischen den beiden halbkugelförmigen
Körpern zeigen ; Fig. 6 ein der Fig. 5 ähnlicher Teilschnitt einer anderen Verbindungsart
zwischen zwei halbkugelförmigen Körpern; Fig. 7 ein der Fig. 5 ähnlicher Teilschnitt
einer dritten Verbindun Bart zwischen zwei halbkugelförmigen Körpern ; Fig. 8 ein
Teilschnitt durch einen kleinen Teil eines Hohlkörpers gemäß der Linie 8-8 der Fig.
3 in stark vergrößertem Maßstab der die zu einem verbesserten Anhaften von Feuchtigkeit
und bakteriellen Anwuchs Oberflächenbeschaffenheit der Körper zeigt; Fig. 9 eine
Schnittansicht einer anderen Ausführungsform eines Kugelkörpers ; Fig. 10 eine weitere
Ausfüyhrungaform eines Körpers gemäß der Erfindung; Fig. 11 eine Schnittansicht
eines kugelförmigen Körpers in einer von vielen möglichen Stellungen. dem er beim
Einschütten der Körper in den Tropfbehälter einnehmen kann. Die Ansicht zeigt die
Wasserlache am Boden des Körpers, die durch die Mikroorganismen überzogenen Flächen
und die im oberen Teil des Körpers befindliche trockene Fläche, auf die sich die
Psychoda Fliegen niederlassen können.
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Fig. 12 eine Schnittansicht eines der Fig. 10 ähnlichen, eine seiner
vielen im Tropfkörper möglichen Stellungen einnehmenden rohrförmigen Körpers, in
der wie in Fig. 11 die Lache, der Belag und der trockene Bereich des tbrpers gezeigt
ist; Fig. 13 eine Schnittansicht durch einen Teil eines üblichen Filters mit senkrechten
Durchlässen, die so abgewandelt sind, daß Lachen und trockene Flächen zum
Niederlassen
der Fliegen gebildet wer den; und Fig. 14 ein Teilschnitt durch aus Leisten bestehendes
Tropfkörprmaterial, das so abgewandelt ist1 daß Lachen und trockene Flächen zum
Niederlassen der Fliegen gebildet werden.
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In den Fig. 1 und 2 ist eine übliche Tropfkörperanlage F für die Reinigung
von Abwasser gezeigt, bei der im Abwasser enthaltene organische Substanzen durch
aerobe Mikroorganismen abgebaut werden. Die Anlage besteht aufs einem oben offenen
Behälter 20. Der Behälter ist vorzugsweise kreisförmig. Er ist verhältniamäßig groß
und kann einen Durchmesser von 15 m oder größer und eine Tiefe von 1,80 - 2,50 m
haben. Die kreisförmige Form erleichtert ein gleichmäßiges Sprenkeln des Wassers
mittels dos sich langsam um ein Standrohr drehenden Drehsprenklers 21 auf das Tropfkörpermaterial
ei Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das Filtermaterial
M aus einer großen Anzahl von kugeligen Hohlkörper oder Schalen. Wenn Wasser auf
das Tropfkörpermaterial aufgebracht wird.
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sickert es wusch das Material nach unten, wobei es der oxydierenden
Wirkung aerober Mikroorganismen ausgesetzt ist. Das Wasser sammelt sich dann in
all Boden 24 des Behiltors angeordneten Absugsrienen und wird dann durch eine nicht
gezeigte Hauptauslaßleitung abgeführt0 Die kugeligen Hohlkörper sind aus einem geeigneten
Kunststoff hergestellt, der sich gegenüber Wasser, Luft, Sonnenlicht, Bakterien
und im Wasser vorh@ dene schädliche Stoffe inert verhält. Eine Anzahl
von
polymeren Stoppen sind für diese Körper geeignet Da diese körper aber billig herstellbar
sein sollen, wird vorzugsweise ein spritzgießbares Tilermoplast verwendet, beispielsweise
Folvinylchlorid-, polystyol-, Polyäthylen-, Polypropylen- und Polyamidkunststoffe.
Als wichtige Eigenschaften der verwendeten Werkstoffe sei angeführt: Widerstand
gegen Zerfall; gute Gießbarkeit; ausreichende Festigkeit, so daß ein am Boden des
Behälters befindlicher dünnwandiger Körper, die über ihm liegenden körper sicher
abstützen kann, und billige Herstellung. Das Material soll ferner so beschaffen
sein, daß dem Körper eine zum haftenden Halten von Feuchtigkeit und bakteriellen
Belägen geeignete hydrophile Oberfläche gegeben werden kann.
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Obwohl, wie in Fig. 5 gezeigt, eine kugelige Schalenform bevorzugt
ist, ist die Erfindung nicht auf ei@e solche Form beschränkt, weil auch dünnwandige
Körper anderer Form zum ungeordneten Einschütten in einen Tropfkörperbehälter geeignet
sind. Eine grundlegende Bedingung für den Körper ist, daß er ausreichend große Löcher
für das Eintreten des Wassers in sein Inneres und für sein Durchlüften hat und,
daß das Wasser sowohl über die Außen^ als auch über die Innenflächen des Körpers
rieseln kann.
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Der in Fig. 3 gezeigte Kugelkörper S hat an seinem Äquator zwei Flansche,
die zur Verbindung von zwei halbkugelförmigen Abschnitten dienen. Der dargestellte
Körper hat sechs in gleichmäßigem Abstand angeordnete Löcher H. Der im Schnitt in
Fig. 9 gezeigte Körper
S ist kugelartig aus zwei teleskopish ineinanderfas
senden halbkugelartigen Abschnitten gebildet. Dieser Körper hat zehn in gleichmäßigen
Abständen um seinen Umfang angeordnete Löcher Ht Der in Fig. 10 gezeigte.
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körper, der an sich die einfachere Form eines für die zwecks der Erfindung
geeigneten Körpers darstellt, besteht aus einem kurzen Zgllnder, dessen offene Enden
die beiden auf Abstand stehenden Löcher H" bilden.
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Jeder der gezeigten Körper S, S' oder S" ist als Tropfkörpermaterial
geeignet und füllen den Behälter, wenn sie in diesen eingeschüttet werden, in ungeordneter
Weise. Jeder Körper wird mit anderen Körpern Berührung haben, wobei in einigen körpern
ein Loch und in anderen ein Wandungsabschnitt unten liegt. In jedem Fall wird aber
etwas Wasser an der Außenseite des Körpers entlang und etwas Wasser durch den Körper
hindurch rieseln. In gleicher Weise wird auch Luft um den Körper herum und durch
den Körper hindurchtreten. überdies wird, wenn dsr körper in beliebiger Weise orientiert
ist, in ihm eine Wasserlache vorhanden sein. Die im Körper verbleibende Was sermenge
wird jedoch, ganz gleich, wie der Körper orientiert ist, immer klein sein, weil
sich immer ein Loch H, H' oder H" nahe der den Boden bildenden Wand befinden wird.
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Die in Fig. 3 und 4 dargestellten Körper können von weder gewünsdten
Große und Dicke sein und haben vorzugsweise einen Durchmesser von 7,5 bis 15 cm.
Es wurde gefunden, daß ein Körper von 8,5 cm Durchmesser
und sechs
Löcher H von 3 cm Durchmesser bei einer Wandstärke von 0,76 mm ausreichend starr
ist.
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Das Problem, einen Körper S bei für den in Frage stehenden Zweck tragbaren
Kosten mit einer Anzahl von Löchern 8 zu versehen, erschien zunächst schwer zu losen,
bis die in Fig. 4 gezeigte Lösung gefunden wurde, bei der zwei halbkuglförn.ige
Körper 30 und 30a verwendet werden, deren am Kugeläquator angeordneten Flanschen
31 und 31a gleichzeitig die Starrheit des Körpers erhöhen und eine Verbindungsmöglichkeit
für die beiden Halbkugeln bilden. Es ist wünschenswert, die Löcher II in beiden
Halbkugeln symmetrisch anzuordnen. In Jeder Halbkugel sind dabei drei Löcher in
Winkelabständen von 120 angeordnet und um sicherzustd!Len, daß in er Kugel die Löcher
der einen Halbkugel auf Lücke zu den Löchern der anderen Halbkugel stehen, sind
die beiden Halbkugeln an den Kanten ihrer Flansche 31 und 31a durch einen dünnen
Streifen 32 (Fig. 4) verbunden, der ein aufeinander passendes Umfalten der Flansche
ermöglicht.
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Das Verbinden der Flansche 31 kann auf verschiedene Weise vorgenommen
werden. Bei der Aufübrungsform nach den Figuren 3, 4 und 5 sind zur Verbindung der
Flansche an einem Flansch vorspringende Stifte 33 und am anderen Flansch mit den
Stiften fluchtende Löcher Yi vorgesehen. Von diesen Stiften und Löchern können auch
einige an einem Flansch und die übrigen am anderen angeordnet sein. Die Stifte 33
haben verdickte Enden (Fig. 5), die durch die Löcher hindurchgehen, so daß die beiden
Kugelhälften durch
einfaches "Aneinanderschnappen" verbunden werden
könneun.
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Bei der in Fig. 6 gezeigten Planschverbindung hat der eine Flansch
eine hinterschnittene umlaufende innere Ausnehmung 35 und der andere Flansch einen
in diese Ausnehmung einrastenden umlaufenden Vorsprung 36. Zum Schließen dieser
Verbindung ist ein erheblich großen rer Druck als bei der aus den Stiften 33 und
den Löchern 34 bestehenden Verbindung erforderlich. Die beiden Halbkugeln werden
aber durch das Ineinanderrasten von Vorsprung und Ausnehmung wesentlich enger und
Sester zusammengehalten.
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Bei der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform werden die beiden Flansche
durch Schweißen, wie bei W zusammengehalten. Die Schweißung kann, wie dargestellt,
an einzelnen Stellen der Kanten oder durch eine Verbindung der aufeinanderliegenden
Flächen erfolgen. Das Schweißen kann durch Idaungsmittel oder in bekannter Weise
durch Erhitzen erfolgen.
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Die Halbkugeln werden vorzugsweise im Spritzgußverfahren hergestellt
und die dabei verwendeten Formwerkzeuge können zur Verbesserung der vorbeschriebenen
Grundform viele bauliche Merkmale aufweisen, wie die in Fig. 5 bei gezeigten Verstärknngsrippen,
auf grund derer das Gewicht der Kugeln herabgesetzt werden kann.
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Ferner können, wie bei 38 in Fig. 5 gezeigt, die Ldcher H an ihren
Innenseiten von Verdickungen 39 umgeben sein, die sicherstellen, daß bei Jeder Stellung
der Kugel im Tropfkörper eine klein Menge von
Flüssigkeit in ihr
zurückgehalten wird. Die Wandungen der ormwerkzeuge können auch so bearbeitet sein,
daß sie das Anhaften von Flüssigkeit und Schleim begünstigen. Dies wird beispielsweise
durch die Bildung von Riffelungen oder andersartigen Erhebungen an der Werkzeugwandungen
bewirkt, die entsprechende Vertiefungen und Erhebungen in den Wandungen des Eohlkörpers
erzeugen, wie dies bei 39 in Fig. 8 gezeigt ist.
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Diese Riffelungen 39 erhöhen nicht nur das Haftvermögen für Flüssigkeit.
sondern auch das Festsetzen der Bakterien sn den Oberflächen der Wandungen. Wenn
die Kugeln aus Material bestehen, das sich schlecht befeuchten läßt, müssen sie
einer ihre hydrophilen Eigenschaften verbessernden Behandlung unterzogen werden.
Dies kann dadurch bewirkt werden, daß man die Halbkugeln an einer oxydierenden Flamme
vorbeiführt oder durch lonisierung oder durch chemische Behandlung. Diese Vorgänge
sind den Fachleuten auf dem Gebiet der Herstellung von Kwiststoffgegenetänden wohl
bekannt und brauchen daher nicht näher erläutert zu werden. Es geneigt. darauf hinzuweisen,
daß die das Tropfkörpermaterial bildenden Körper hydrophil sein und vorzugsweise
eine aufgerauhte Oberfläche haben müssen.
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Der kugelartige Körper 8 in Fig. 9 ist von ähnlicher Bauart wie der
in Fig. 4 dargestellte Körper, abgesehen davon, daß seine halbkugelartigen Hälften
40 und 40a eine größere Anzah'von kleineren Uschern aufweisen könnens Bei dieser
Bauart weist Jede Hälfte
vier um 90° versetzte Löcher und ferner
auf ihrem Boden ein fünftes Loch auf. Die beiden Hälften 40 unh 40a können auf verschiedene
Weise miteinander verbunden sein und die in Fig. 9 gezeigte Verbindungsart stellt
lediglich ein Beispiel dar. Bei die ser Verbindung ist der Aquatorrand 41 der Hälfte
40 weiter wie der Rand 41a der Hälfte 40a, so daß diese Hälfte teleskopisch in die
Hälfte 40 einfaßt, wobei Wulste 42 des Randa 41 in Auanehmungen 43 des Bands 41a
einschnappen.
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Der kugelartige Körper 8. wird in genau der gleichen Weise wie der
Körper ß im Spritzgußverfahren hergestellt. Seine Oberflächen sind so behandelt,
daß sie hydrophil sind. Die Körper weisen ferner Bit lungen oder andere Au7frauhungen
auf.
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Die per S' können auch mit rippenartigen Versteifungen versehen sein,
um die für eine bestimmte Festigkeit erforderliche Materialmenge zu verringern.
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Der zindrische Körper 5" in Fig. 9 ist im wesentlichen ein kurzes
Rohrstück 50, dessen offene Enden die Löcher X bilden. Um die Starrheit des Korpers
bei seitlich angreifenden Druckkräften zu gewährleisten und innerhalb des Körpers
eine Möglichkeit zur Aufnahme einer Vassorlache vorzusehen, ist er an beiden Enden
mit nach innen abgebogenen kurzen Planschen 51 versehen. Die zylindrischen Körper
können entweder im Spritzgußverfahren hergestellt werden oder durch Unterteilen
eines extrudierten Rohr. in geeignete längen, an denen die Flansch 51
durch
Andrücken an eine beheizte Platte angestaucht oder anderweitig erzeugt werden. Bei
der gezeigten Ausbildung werden in praktisch allen im Tropfkörper vorgenommenen
Stellungen der Körper kleins Wassermengen hinter den unten liegenden Teilen der
Elansche 51 zurückgehalten. Wie bei den vorbeschriebeaen Ausf(Shrungsformen wird
die Oberfläche der Körper einer sie hydrophil machenden Behandlung unterzogen und
vorzugsweise mit angeformten Riffelungen versehen.
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Der Wirkungsgrad eines aus den vorbeschriebenen kugeligen Körpern
bestehenden Tropfkörpers wurde durch Vergleichsversuche in der Kläranlage der Stadt
Colorado Springs geprüft. Der Versuchsbehälter hatte einen Durchmesser von 2,5 m
und eine mittlere flrop£-körpertiefe von 1,8 m. Diese Tiefe entsprach der Tiefe
ddr in der Kläranlage im getrieb befindlichen Tropfkörper, vo9n denen einer aus
Gesteinstrocken und der andere aus Holzleisten bestand. Bei den Vergleichsversuchen
wurde den beiden Tropfkörpern bekannter Bauart und dem erfindungsgemäßen Tropfkörper
die gleiche Menge des gleichen Abwassers Je Flächeneinheit zugeführt.
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Die nachfolgenden Tabellen zeigen, daß die Versuchsanlage einen besseren
Wirkungsgrad hatte, als die Gesteinsbrocken oder Holzleisten als fropfkörpermaterial
verwendenden Anlagen Der Durchfluß durch das Gestein war in der Regel geringer als
der durch die aus Leisten oder aus den Hohlkörpern bestehenden Tropfkörper.
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Datum: 15.8.69 29.8.69 22.8.69 27.8.69 Zufluß BSB 244 178 213 171
BSB Abfluß bei 234 155 172 157 den bekannten Anlagen BSB Abfluß aus 204 143 135
132 der Versuchs anlage Abgesehen von beträchtlich niedrigeren BSB Werten im Abfluß
wurden bei der Versuchsanlage auch beträchtliche pE Unterschiede im Vergleich zu
den bekannten Anlagen festgestellt: Datum : 5.9.69 7.9. 14.9 19.9. 26.9. 28.9.
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pH Zufluß 7.30 7.31 7.34 7.42 7.17 7.19 pH Abfluß bei den 7.39 7.40
7.41 7.49 7.21 7.24 bekannten Anlagen pH Abfluß bei den 7.33 7.52 7.59 7.63 7.38
7.44 Versuchsanlagen Die Ergebnisse zeigen eine Erhbhung von etwa 40 - 60 % in der
Verringerung des BSB für den Abfluß aus der Terv suchsanlage gegenüber dem Abfluß
BSB der bekannten Anlagen. Dies war überraschend. An sich war man der Meinung gewesen,
daß bereits bei gleichen Ergebnissen für die Versuchsanlage und für die bekannten
Anlagen das verbesserte Tropfkörpermaterial vorzuziehen sei.
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Bei der durch eine große seitliche Tur ermöglichten Untessuchung der
im Tropfkörpermaterial der Versuchsanlage vor sich gehenden Vorgänge, wurden zwei
wichtige Faktoren festgestellt. Erstens wurde eine überraschend große Anzahl von
Fliegen innerhalb der Kugeln festgestellt, während praktisch keine Fliegen
innerhalb
der bekannten Anlagen festgestellt werten konnten. Dies war berraschend und völlig
unerwartet, da trotz des Sommers keine Fliegen außerhalb der Versuchsanlage festgestellt
werden konnten, die für gewöhnlich in der Umgebung einer Kläranlage zu finden sind.
Es scheint, daß die Fliegen tatsächlich innerhalb des Tropfkörpers leben und diesen
nicht verlassen. Neben den zahlreichen Fliegen wurden fast noch größere Mengen von
Larven beobachtet, die sieh von dem an den Kugeln haft enden Bakterienschleim ernähren.
Der zweite Faktor war daß trotz der völlig regellosen Anordnung der Kugeln im Tropfkörper
innerhalb der Kugeln in größerem Umfang klein. Wasserlachen vorgefunden wurden.
Die Grundkonstruktron der Kugeln sieht an sich kleine Ausnehmungen am Boden vor,
so daß man erwarten konnte, Wasserlachen vorzufinden. Zunächst hatte man angenommen,
daß durch diese Lachen die Feuchtigkeit innerhalb des Tropfkörpers besser zu regeln
sei. Das unerwartete Ergebnis aber war, daß innerhalb der obenliegenden Teile fast
alle Kugeln trockene Stellen ohne Schleimbelag vorhanden waren. An diesen Stellen
saßen die Fliegen, während ihre Larven in den Schleimbelägen und um die Lachen1
herum zu finden waren.
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Die an einer Kapsel Sbeobachteten, typischen Verhältnisse sind schematisch
in Fig. 11 wiedergegeben.
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Von oben auf die Körper tropfendes und rieselndes Wasser gelangt auch
in das Innere der Kapsel und benetzt die Wandungen durch Spritzen oder durch Kapillarwirkung.
Am Boden bilden sich dabei kleine Lachen P, wobei aus diesen Lachen überlaufendes
Wasser aus der untersten Offnung H heraustropft. Es
wurde beobachtet,
daß selbst dann, wenn eine der O£rnungen H praktisch an der tiefsten Stelle des
Bodens angeordnet ist, durch Oberflächenspannung klein. Bachen gebildet wurden.
Die Außenfläche der Kugeln war praktisch völlig benetzt und vor allem ihr unten
liegender Teil war mit einem Belag m' überzogen. Der innerhalb der Kugel vorhandene
Belag erstreckte sich an der Wandung überall dort nach oben, wo diese durch Kapillarwirkung
oder durch kleine beim Einfallen eines tropfens hochspritzende tröpfchen benetzt
war.
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Der nasse Bereich erstreckte sich aber nur selten bis zum oberen Ende
der Innenseite, so daß dort ein trockener Bereich D vorhanden war.
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Larven L wurden sowohl innen und außen an den benetzten Flächen der
Kugeln festgestellt. Die Tatsache, daß die Larven den Belag abfressen und diesen
dadurch beeinflußen ergibt sich daraus, daß im Abfluß der Versuchsandage nur wenig
abgelöst Belagteile zu finden sind. Es wurde festgestellt, daß sich in Jeder Kugel
eine Anzahl von Fliegen befanden, die sich auf den trockenen Deckenbereichen niedergelassen
hatten.
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Figur 12 zeigt schematisch, wo sich in einem aus rohrförmigen Körpern
S"(Fig. 10) bestehenden Tropfkörpermaterial die trockenen Stellen D" für die Paychoda
Fliegen N und die kleinen Wasserlachen P" befinden. Wie erwähnt sind diese Körper
an ihren Enden mit nach innen weisenden Flanschen versehen, die die verhältnismäßigen
trockenen Bereiche D" bilden. Larven L fanden sich auf den benetzten übrigen Bereichen.
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Figur 13 zeigt in schematischer Darstellung ein bekanntes Tropfkörpermaterial
mit einer Anzahl von senkrechten Durchläßen 60. In Anlagen dieser Art können keine
Fliegen leben, da das auf den Tropfkörper gesprinkelte Wasser beim Abwärtsfließen
alle Bereiche des Materials benetzt. Wenn innerhalb eines solchen Tropfkörpers Fliegen
vorhanden sein sollen, müssen besondere Absetzstellen vorgesehen sein, auf denen
sich die Fliegen niederlassen können. Eine Art von solchen Absetzstellen 61 ist
in Fig. 14 gezeigt. Sie bestehen aus aus den senkrechten rinden herausgestanzen
leistenartigen, nach außen abgebogenen Abschnitten, deren Oberseiten mit kleinen
Vertiefungen 62 versehen sind0 In diesen Vertiefungen 62 bilden sich kleine Wasserlachen.
An der Unterseite der herauagebogenen Abschnitte sind nach unten offene Eindrücknngen
63 von solcher Größe vorgesehen, daß sie nicht durch die durch den Tropfkörper hindurch
riesende Flüssigkeit benetzt werden können.
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Figur 14 zeigt in schematischer Darstellung einen aus sich kreuzenden
Holzleisten 70 bestehenden Tropfkörper. Normalerweise wird das über die Rotholzleisten
rieselnde Wasser auf Grund der porösen Beschaffenheit des Holzes alle Flächen der
Leisten benetzen.
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Die Holzleisten werden sich mit Wasser vollsaugen, so daß keine trockenen
Flächen vorhanden sind, auf denen sich die Fliegen niederlassen könnten. Um in einem
solchen Fall trockene Absetzstellen für die fliegen zu schaffen, kann man an der
Ünterseite der Leisten napfförmige Außnehaungon 71 bilden, die man, falls erforderlich,
mit wasserundurchlässigem
Material, wie Kunststoffarbe, überziehen
kann. Auf der Oberseite der Leisten können für Wasserlachen bestimmte Ausnehmungen
72 vorgesehen sein, die, falls erforderlich, ebenfalls mit einem wassetundurchlässigem
Material, wie Kunststoffarbe, überzogen werden können.
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Es ist ersichtlich, daß die vorstehend erläuterten Ausführungsformen
der Erfindung im Rahmen des Erfindungsgedankens auch abgewaalelt werden. können.