DE2231172A1

DE2231172A1 - Kombinierte einrichtung zur biologischen abwasserreinigung

Info

Publication number: DE2231172A1
Application number: DE2231172A
Authority: DE
Inventors: Jacques Bernard
Original assignee: Degremont SA
Current assignee: Suez International SAS
Priority date: 1971-07-20
Filing date: 1972-06-26
Publication date: 1973-01-25
Also published as: DE2231172B2; AR196618A1; CA1003128A; ES404004A1; DE2231172C3; BE785000A; FI57578B; FI57578C; AU4482872A; SE378407B; CH555784A; BR7204764D0; US3834540A; AU468494B2; FR2146574A5; JPS5545278B1; GB1397118A

Description

133 route de Saint-Cloud, 93 Rueil-Malmaison (Frankreich)

Kombinierte Einrichtung zur biologischen Abwasserreinigung

Die Erfindung betrifft eine kombinierte Einrichtung zur biologischen Abwasserreinigung.

Es ist bekannt, daß die Behandlung von Abwasser mit aktiviertem bzw. belebtem Schlamm grundsätzlich darin besteht, das zu behandelnde Wasser mit Schlamm in Kontakt zu bringen, der ärobe Mikroorganismen enthält, soweit die biologische Reinigung des zu behandelnden Wassers betroffen ist.

Diese Behandlung findet in Einrichtungen statt, die grund-

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sätzlich zwei Becken umfassen, die "Belebungsraum" und "Absetzraum" genannt werden und in denen zwei grundsätzliche Phasen der Behandlung ablaufen:

- Der Belebungsra.um besteht aus einem Becken, wo das zu behandelnde V/asser unter Luftzufuhr mit dem Belebungsschlamm bzw. dem aktiviertem Schlamm in Kontakt gebracht wird;

- der Absetzraum ist ein Absetz-Klärbecken, wo die Trennung bewirkt wird und die "biologischen Flocken" nach unten und das Inzwischen gereinigte Wasser nach oben gelangt.

Diese Einrichtvngen bestehen bisher aus zwei Arten:

- Die Einrichtungen mit "getrenntem Becken" umfassen, wie bereits ihr Marne angibt, ein eigenes Becken für jede Phase der Behandlung, und der Austausch zwischen den Becken wird mittels Leitungen bewirkt, von denen einige mit Pumpvorrichtungen versehen sind;

- die Einrichtungen mit "kombinierten Becken", in denen die zwei Phasen der Behandlung in parallelen oder konzentrischen, aneinander anschließenden und in direkter Verbindung miteinander über eine bestimmte Länge stehenden Becken ablaufen. Bei derartigen Doppelbecken kann man zwischen einer Belebungszone und einer Absetz-Klärzone unterscheiden.

Welcher Art die jeweilige Einrichtung auch angehören mag, bewirkt sie während der Behandlung eine Übertragung von Schlamm aus dem Belebungsraum in Richtung auf den Boden des Absetzbeckens, wo dieser Schlamm absinkt. Es wird eine Umwälzung dieses Schlamms zu dem Belebungsraum veranlasst, wo er derart aufs neue belüftet wird, daß innerhalb des Schlamms eine ausreichende Konzentration von Mikroorganismen aufrechterhalten wird, um eine Entfernung der organischen Verunreinigungen zu

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gewährleisten, die in dem zu reinigenden Wasser enthalten sind.

Ein einfaches Schema einer Einrichtung einer bekannten Art mit getrennten Becken ist in Pig. 1 dargestellt. Das Abwasser oder Rohwasser 1 wird dem Belebungsbecken 2 zugeführt, wo der Sauerstoff mittels eines Sammlers 3 eingeführt wird, der von einem Luftverdichter S her gespeist ist.

Die mit Belebungsschlamm gemischte Flüssigkeit verlässt das Belebungsbecken 2 und speist das Absatzbecken 6 über die Rohrleitung 5. Das gereinigte Wasser wird bei 7 abgezogen. Der auf den Boden des Absetzbeckens 6 abgesunkene Schlamm wird mittels einer Pumpvorrichtung 4 zu dem Belebungsbecken 2 zurückgeführt.

Diese Pumpvorrichtung kann einen mechanischen Antrieb aufweisen oder einer bekannten Art wie einer mit Druckluft oder Emulsion betriebenen Pumpe angehören, auch Kammutpumpe ("aer-lift") genannt. Der in Fig. 1 dargestellte Pumpentyp 4 gehört dieser letztgenannten Art an. Ein Druckluftabzweig 8, angeschlossen an die Rohrleitung der Druckseite des Überdruekerzeugers oder Überdrucksammlers S gestattet die Einführung eines Luftdurchsatzes in die Mammutpumpe 4, die ausreicht, um die Extraktion des abgesetzten Schlamms und seine Rückführung zum Belebungsraum zu gewährleisten.

Zahlreiche Einrichtungen mit aktiviertem Schlamm sind entsprechend dem Schema von Fig. 1 ausgeführt worden, indem man eine Mammutpumpe für die Umwälzung des Schlamms benutzt. Bedauerlicherweise ist diese wirkungsvoller und mit sicherem Betrieb arbeitende Vorrichtung auf kleine Anlagen beschränkt. Tatsächlich ist die Wiederaufnahme,des Schlamms durch eine Mammutpumpe eine "punktförmige" Aufnahme: Sie bedingt, daß Vorkehrungen getroffen werden, damit der Schlamm von selbst

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zur Basis der Mammutpumpe ·ί gelangt. Der Absetzraun let einheitlich, quadratisch, oder kreisförmig» und sein Trichter weist eine ausreichende r'eigung (übor 50' gegenüber der Horizontalen) auf, um Abflußstockungen und Ablagerungen an den Wänden zu vermeiden. Aufgrund dieser Tatsache ist die .Anwendung eines Absetzraums von großem Durchmesser (über 10,00 m) praktisch unmöglich. Denn dies würde die Konstruktion von sehr tiefen Absetzräumen erfordern, deren Baukosten zu hoch sind.

Im Falle beträchtlicher Durchsatzmengen hat man, statt die Anzahl der Absetzbecken zu vervielfachen - mit Probienen der hydraulischen Verteilung, die immer schwierig sind, - Absetzbecken mit vielen Trichtern vorgeschlagen, von denen jeder mit einer Rohrleitung zum Abziehen durch Mammutpumpen verseilen ist. Man ist nun auf den Gedanken gekommen den Absetzraum und den Belebungsraum in einer einzigen Einrichtung anzuordnen. Fig. gibt das grundsätzliche Schema einer derartigen kombinierten Einrichtung zur biologischen Abwasserreinigung wieder. Von dieser Art existieren bereits eine Anzahl von Ausführungen. Diese Einrichtung weist eine Längssymmetrieachse auf, und der Betriebsablauf erfolgt in Querrichtung.

Der Durchsatz Q an zu reinigendem Wasser wird hier mittels einer Einlaufrinne 9 zugeführt, die in der zentralen Beltiungszone 10 mit Überlaufverteilern versehen ist, wo der zur Entwicklung von Mikroorganismen notwendige Sauerstoff mittels Luftdiffusoren 11 eingeführt wird.

Die Flüssigkeit des aktivierten Schlamms (Speisedurchsatzinengc Q + in Kückführungskreisleuf bzw. in der Umwälzung befindliche Durchsatzmenge q) gelangt dann in zwei seitlichr Absetzräume 1Γ über zwei obere Schlitze oder Spalte 1^.

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Das behandelte Wasser, wird bei 14 mittels Überlaufsammelrinnen abgeführt. Der abgesetzte Schlamm sammelt sich in einer Reihe von Trichtern 15, die jeweils mit einer Abzugsrohrleitung ausgerüstet sind, die eine Luftzuführung aufweist und den Schlamm bei 10 in die Belebungszone zurückführt, indem sie oberhalb der Wasserebene mündet.

Die Durchsatzmenge, die durch die verschiedenen Mammutpumpen umgewälzt wird, entspricht der umgewälzten Durchsatzmenge q.

Diese Ausführung einer kombinierten Einrichtung, wie sie in Fig. 2 schematisch dargestellt ist, weist, wenn sie die Einrichtung der Gesamtheit des Reinigungsprozesses in einer kompakten Anordnung zulässt, folgende beträchtliche Wachteile auf:

- Die Konstruktion einer großen Anzahl von Trichtern in den Absetzbecken ist sehr teuer und verringert das Nutzvolumen der Absetzzonen sehr erheblich und verlängert folglich die Verweilzeit des zu behandelnden Wassers;

- die Aufteilung, der im Kreis geführten Durchsatzmenge zu

gleichen Teilen auf die verschiedenen Trichter ist sehr schwierig durchzuführen;, denn die luftdurchsatzmengen zur Einspritzungen in die verschiedenen Rohrleitungen der Schlammrückführung sind gering. Es kann sich folglich eine ungleiche Verteilung in der Schlammkonzentration über die gesamte Läripj'? der Einrichtung oder zwischen jeder der beiden Absetzzonen einstellen.

Um den Umfanf der im Inneren der Absetzbecken einzurichtenden Trichter zu verringern, ist nach einer Lösung:, dio einom Vor- ;₀; i__n o. _rl-oh 'Wl binh^c.-r ir on .'itancl Oⁿ.r Technik entspricht, vorge-

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sehen, da'3 eine Umwillzleitung ausgebildet wird, deren Eingang: üLch praktisch über die gesamte Länge der Einrichtung . fortsetzt und in der Hauern die linmündun«· dieser Leitungen in die Belebungszone verlängern. Die Luft wird einerseits mittels Diffusoren, die genau genommen in der Belebungszone angeordnet sind, und andererseits mittels Diffusoren, die an der Mündung der tlückführungsleitungen im Inneren der Hauern angeordnet sind, eingeführt.

Die in die Diffusoren eingespritzte Luft hat vor allem zum Zweck, die Antriebsenergie zur Verfügung zu stellen, die für das Einpumpen und Umwälzen des abgesetzten Schlamms in die zentrale Belebungszone notwendig ist.

In Übereinstimmung mit dem beschriebenen Stand· der Technik v.'ird die Speisung der Absetzzonen mit einer Durchs atzmenge, die der Zulaufmen.¹e an Rohwasser + der Umwälzmenge entspricht, über die gesamte Länge verteilt aufgrund von zwei kontinuierlichen Schlitzen oder Offnungen, die Lm oberen Teil jeder der Haupttrennmauern vorgesehen sind. Yor jedem Schlitz ist eine Ablenkplatte oder eine Zwischenwand mit Ablenkfunktion angeordnet.

Diese Anordnung weist sehr beträchtliche llachteile auf;

1) Wegen des sehr häufigen Voihandenneins von größeren Körpern, Fasern oder dergleichen in dem zu behandelnden V/asser mu:3 die kleinste Abmessung der UmwäLzleitungen .nunreichend bleiben, wenn man keine Verstopfung am Eingang riskieren will, wodurch es nicht zu einer Rückführung des abgesetzten Schlamms kommen würde, der ^:l?nn Ln einen anäroben Gärungszustaud mit der Folge einer Verschlechterung den Behandlungsverfahrons übergeht.

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Andererseits muß, ura die Forderung allen abgesetzten Schlamms, selbst der schwersten Gchlammarten, zur Belobungszone zu gewährleisten, eino beträchtliche TJmwälzmenge σ aufrechterhalten werde¹:, die ein mehrfaches des maximalen zu behandelnden Durchsatzes Q betragen kann.

Die entsprechende Einführung einer sehr großen Wasser durchsatzmenge Q + q in die Absetzräunle führt zu sehr erheblichen Turbulenzen am Mündungser_üe der Zwischenwände. Diese Turbulenzen haben eine schwerwiegende Verschlechterung der Qualität des Absetzvorgangs zur Polge.

Man kann nur dadurch Abhilfe schaffen, daß man die Durchsatzmenge α verringert. Aber dies ist nicht möglich; denn man riskiert dann die Verstopfung der Umwälzleitung und damit ein Anhalten der Rückführung bzw. Umwälzung.

2) Eine Drucksteigerung im Speisenetz der Luftzufuhr - beispielsweise in der Polge einer Vergrößerung bzw. Erhöhung des Durchsatzes an über die Diffusoren eingespritzter Luft aufgrund eines größeren Sauerstoffbedarfs der Bak1_erienflora - führt zu einer Steigerung des Durchsatzes der über die Diffusoren eingespritzten Luft und folglich zu einer Steigerung der Uniwälzmenge q, wodurch zusätzliche hydraulische Störungen in den Absetzräuraen verursacht werden können. Eine Verringerung kann im Gegenteil das Risiko einer Blockierung oder zumindest einer teilweisen Blockierung der Umwälzung vergrößern.

3) Eine Vergrößerung des durch die Diffusoren eingespritajen Luftdurchsatzes führt übrigens zu,dem allein zu einer Vergrößerung des Durchsatzes q infolge des Abfalls der Dichte

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der Emulsion, die sich in der Belebungszone befindet. Man sieht so, daß die Durchsatzmenge der Umwälzung nicht unabhängig ist von Veränderungen des Luftdurchsatzes für die Belebung, die die Änderungen im. Sauerstoffbedarf des Belebungsschlamms erfordern können.

4) Wenn die oberen Fenster kontinuierlich sind, wird ein nicht zu vernachlässigender Teil des Schlamms, der durch die Kanäle umgewälzt wird, direkt über die genannten öffnungen bzw. Fenster in die Absetzzonen eingeführt, ohne mit dem . Inhalt der Belebungszone vermischt worden zu sein. Es gibt also einen "Kurzschluß" eines Teils des konzentrierte! umgewälzten Schlamms und damit eine unnütze Belastung des Absetzbeckens mit Gewicht an Trockenmaterie mit der Gefahr der Heraufbeschwörung von Denitrifikationserscheinungen im Absetzbecken und mit der Gefahr des Aufsteigens von Belebungsschlamm an die Oberfläche.

Die vorliegende Erfindung hat zum Zweck, kombinierte Einrichtungen zur dialogischen Abwasserreinigung vorzusehen, die den Erfordernissen der Praxis besser entsprechen als die bisher bekannten, dem gleichen Zweck dienenden Einrichtungen, insbesondere insofern, als sie die Ausführung von Anlagen grofier Abmessungen, wirkungsvoller und sicherer Funktionsweise zulassen, deren Absetzzonen ein erhebliches ITutzvolumen aufweisen und deren Herstellungskosten erheblich unter denjenigen gemäß den Vorschlägen des bisherigen Standes der Technik liegen. Tie kombinierten Einrichtungen gemc.3 der vorliegenden Erfindung vermeiden außerden die Nachteile der bisher bekannten, dera gleichen Zweck dienernden Einrichtungen, insbesondere in der Hinsicht, daß die Umwälzung des abgesetzten Schlamms in einer von dor Art und Weise der Oxidation unabhängigen Art durchgeführt wird

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und daß die Einrichtungen derart ausgebildet sind, daß sie keinen Anlaß geben können, der Ort von hydraulischen Störungen zu sein, und auch nicht der Ort direkter Übergänge (Kurzschlüsse) von konzentriertem umgewälztem Schlamm in das Absetzbecken ohne vorherigen Durchgang durch die Belebungszone. Dadurch gestatten die Einrichtungen gemäß der Erfindung.eine sehr erhebliche Senkung der in der Umwälzung befindlichen Durchsatzmenge.

Die vorliegende Erfindung ist folglich gerichtet auf eine kombinierte Einrichtung zur biologischen Abwasserreinigung mittels aktiviertem Schlamm, die mindestens zwei mit einem Belebungsbecken gekoppelte und in Verbindung stehende Absetzbecken sowie Vorrichtungen zum Umwälzen von abgesetztem Schlamm aus dem Absetzbecken in das Belebungsbecken umfasst und dadurch gekennzeichnet ist, daß die Vorrichtungen zum Umwälzen von abgesetztem Schlamm aus mit Luft arbeitenden Pumpen nach Art von Mammutpumpen ("air-lift") bestehen, die jeweils von einem der Absetzbecken ausgehend in das Belebungsbecken münden und gemäß einem diskontinuierlichen, und den Absetzbecken abwechselnd zugeführten Durchsatz mit Luft gespeist werden, der eine pulsierende Umwälzung des abgesetzten Schlamms abwechselnd von jedem der Absetzbecken aus zu dem Belebungsbecken«hervorruft.

G-_emäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung erfolgt die Steuerung der Speisung der Mammutpumpen mit Luft gemä3 einem pulsierenden, abwechselnd in jedes Absetzbecken geführten Luftdurchsatz, welche Speisung die Umwälzung des abgesetzten Schlamms abwechselnd von jedem der Absetzbecken aus ausgehend steuert, mittels automatisch arbeitender, programmierter Vorrichtungen.

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Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung sind die Mammutpumpen derart ausgebildet, daß sie ein im Vergleich zu ihrem Oberteil erweitertes Unterteil aufweisen, wobei das Unterteil ihre Ansaugöffnung für den abgesetzten umzuwälzenden Schlamm bildet.

Nach einer bevorzugten Anordnung dieser Ausbildungsweise ist eine Vielzahl von Mammutpumpen in Verbindung mit jedem der Absetzbecken vorgesehen, wobei die Unterteile der Vielzahl der Mammutpumpen eine ununterbrochene, dichte R^ihe am Grund des Belebungsbeckens bilden, und diese fortgesetzte Reihe eine Verbindungsöffnung zwischen dem Boden der Absetzbecken und dem Belebungsbecken bildet.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung sind die Öffnungen zur Speisung der Absetzbecken von dem Belebungsbecken aus diskontinuierlich und die obere Mündung der Kammutpumpen befindet sich zwischen diesen Öffnungen.

G_pmäß einer dritten vorteilhaften Ausführungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung münden die Mammutpumpen mit ihrem oberen Ende in einer Höhe, die derjenigen benachbart ist, in der sich die Öffnungen zur Speisung der Absetzbecken vom Belebungsbecken her befinden.

Gemäß einer vierten vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung befinden sich die Öffnungen zur Speisung der Absetzbecken von dem Belebungsbecken her in Höhe der Vasserebene oder unterhalb derselben.

Gemäß einer fünften vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung sind die Mammutpumpen unter einem

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Vinkel zwischen 4 5 und 90° gegenüber dei* Horizontalen in der Z) i nr i c htung ang e br a c h t.

Gemäß einer sechsten Ausführungsform der erfindungsgemäßen 3 inrichtung befindet sich der Boden der Absetzbecken in einer Höhe, die derjenigen der Sohle des Belebungsbeckens eng benachbart ist.

Gemäß einer siebten vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgeniäßen Einrichtung sind die Vorrichtungen zur Speisung der Mammutpumpen mit Luft und die Vorrichtungen zur Speisung des Belebungsbeckens mit Luft unabhängig voneinander und liegen in verschiedenen Höhen, \%^robei die Mündungen der Vorrichtungen zur Speisung der· Mammutpumpen mit Luft vorzugsweise oberhalb einer Höhe liegen, in der die Vorrichtungen zur Speisung des Belebungsbeckens mit Luft angeordnet sind.

Entsprechend einer achten vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung sind die automatischen Vorrichtungen zur Steuerung des Durchsatzes der abwechselnd den Mammutpumpen zugeführten Luft mit einer, geeigneten Vorrichtung ausgerüstet, die dazu dient, die Vorrichtungen zur Speisung der Mammutpumpe mit Luft unter Druck zu halten, wenn diese autonatischen Steuervorrichtungen geschlossen sind, wodurch die Voraussetzungen für einen sofortigen Anlauf der Mammutpumpen nacii den abwechselnden Öffnungen der Steuervorrichtungen geschaffen werden.

Gemäß einer bevorzugten Anordnung für diese Ausführungsiorm besteht diese Vorrichtung aus einem Bypass, der mit einem Regulierventil von geringem Durchgangsquerschnitt versehen ist, das einen sehr geringen regulierbaren Plüssigkeittdurchsatz a.ufrecht erhält,

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Gemäi? einer nnmtm vorteilhaften Ausfülrrungsart der erfindungsgemä.?en Hinrichtung sind die Vorrichtungen zur Speisung der I-iammutpumpenmit Luft nit Begulierorganen für den Durchsatz der Luft zu den Mammutpumpen ausgerüstet, beispielsweise mit Verteilermembranen, Hähnen oder dergleichen.

Gemäß einer bevorzugten Anordnung ist in Übereinstimmung mit der Erfindung eine derartige programmierte Steuerung der Vorrichtuhgen zur Steuerung des pulsierenden, abwechselnden Luftdurchsatzes zu den Mammutpumpen vorgesehen, daß die Phasen des Durchsatzes mit hohem Momentanwert von kurzer Dauer und die Phasen des Durchsatzes mit geringem Momentanwert oder mit einem Momentanwert gleich ITuIl von längerer Dauer sind.·

Außer denjenigen Vorrichtungen, die bereits vorstehend erwähnt sind, umfasst die Erfindung noch andere Anordnungen, die sich aus der nachfolgenden Beschreibung ergeben.

Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die kombinierten Einrichtungen zur biologischen Abwasserreinigung gemäS den vorhergehend erwähnten Anordnungen sowie die geeigneten Bauelemente zur Ausführung dieser Errichtungen und die Anlagen, in denen diese Vorrichtungen und Einrichtungen verwendet sin*¹..

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Diese zeiger:

Fig. ? eine schenatische Vorderansicht riner Ausführungefor:-, einer erfindungsgemäßen Einrichtung in Schnitt;

Fig. 4 eine Vorderansicht einer schemrti sc!:en Darstellung einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemüßm

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ΐ Einrichtung im Schnitt',

'· fig· 5 eine Seitenansicht einer Einzelheit der Ausführungs- ; form nach ^vig. 3.

;; Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, da3 die beiliegenden

f Zeichnungen und die herauf Bezug nehmenden Teile der Be-

\ Schreibung ausschliei31ich der Veranschaulichung der Erfindung

ί anhand 'der gewählten Ausführungsbeispiele dienen und die Erfindung in keinerlei Hinsicht beschränken sollen.

Bei der in Pig. 3 dargestellten Ausführungsart wird das zu behandelnde Wasser über eine Rohrverteilungsleitung 26 innerhalb des Belebungsraums 27 eingeführt, wo die für die Oxidation genau genommen notwendige Luft durch einen Sammler eingeführt wird, die Diffusoren 28 speist. Obere Fenster oder Öffnungen 29, die im Abstand voneinander bzw. diskontinuierlich angeordnet sind, gewährleisten die Speisung der beiden seitlichen Abset'zräuine 30. Der in den Absetzbecken 30 abgesetzte Schlamm wird über zv/ei kontinuierlich durchgehende untere 'fenster 31 zu-r rückgeholt. Eine Reihe von mit Luft betriebenen Hebern bzw. Mammutpumpen 33 ("air-lift") ist längs jedem der seitlichen Trennflügel 32 angebracht, .die zur Trennung des Belebungsraums gegenüber den Absetzräumen dienen. Diese Harnmut pump en 33 sind p.n ihrem Unterteil derart erv/eitert, daß ihre Heihe oder Aufeinanderfolge mit gegenseitiger Verbindung und ohne Unterbrechnung (vgl. Pig. 5) den Durchgang an der Basis des Trennflügels 32 vollkommen verschlie3t.

.Die Speisung der Mammutpumpen 33 mit Luft wird für die Anordnung von mit Luft betriebenen Hebern bzw. Kammutpunipen, die joder der Absetzzonen entsprechen, wird von einem gemein-

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" Sammler V aus ifoer automatische Ventile 35 gewrihristfit, von denen das eine die Mammut pump en steuert, die die Umwälzung des abgesetzten Schlamms bewirken, und zwar von einem gegebenen (beispielsweise von dem linker) Absetzbecken her, und von denen der andere die Mammutpumpe:! steuert, die die Umwälzung des angesetzten Schlamms von den anderen der Absetzbecken her bewirken.

Me .Einführung von Luft in jede der Tlammutpumpen 33 wird gewährleistet durch ein Rohr 36, das beispielweise mit einer Verteilermembran 37 versehen ist. Jedes der Rohre 36 mündet in die su behandelnde Flüssigkeit in einer Höhe, die sich in einem Abstand h oberhalb der Diffusoren 23 befindet, die beispielsweise zwischen 20 und 50 cm betragen kann.

Die Speisung der Mammutpumpen 33 mit Luft ist diskontinuierlich, um ein Pulsieren der im Poickführungskreislauf bzw. in der Umwälzung in Richtung auf den Belebungsraum befindlichen Menge an abgesetztem Schlamm zu erzielen. Eine Programmsteuerung (nicht dargestellt) der automatischen Ventile 35 regelt diesen Pulsiervorgang.

Die Ventile 35 auf der linken und auf der Rechten Seite sind nicht gleichzeitig sondern aufeinanderfolgend geöffnet. Die Öffnungszeit ist ebenso wie die lausenzeit jedes der Ventile 35 regulierbar. Die Öffnungzeit jedes der Ventile 35 kann beispielsv/eise zwischen 0 und βθ Sekunden reguliert werden, und ihre Pausenzeit kann beispielsweise zwischen 0 und 60 Minuten reguliert werden.

Die Ventile 35 umfassen einen Bypass (vgl. Fig. 3 und Pig. 4 hierzu), der jeweils mit einem Ventil von geringem Durchgangsauerschnitt versehen ist, das die Aufgabe hat, die Anordnung

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;hib bohren 36 rait einem luftdurchsatz von praktisch Hull während der SchlieBzeiten der Ventile 35 unten- Druck zu halten, und zwar derart, daß der Anla.uf der I-Tammutpunpen 35 teim Öffnen der Ventile 35 sofort erfolgt.

V.'ährend der Ti^snnflügel in der Darstellung des Ausführungsbeispieles von Pig. 3 vertikal verläuft, ist er bei dem Ausführungsbeispiel von Pig. 4 geneigt. Ties hat den Vorteil, daß eine Entwicklung bzw. Erweiterung der Absetzbecken in deren oberen Bereich auf Kosten des Belebungsbeckens ermöglicht wird, wobei sich dann die Hainmutpuinpen ebenfalls in einer schrägen Lage befinden.

"Jährend die Belüftung des Belebungsraums 2J in dem Ausfühxungsbeiopiel nach -Pig. 3 mittels Mf f us or en 28 erfolgt, wird dies bei dem Ausführun_;:sbeispiel nach Pig. 4 mittels einer Turbine 39 erreicht, die an der Wasseroberfläche montiert ist.

Die kombinierte Einrichtung zur biologischen Abwasserreinigung, die in Übereinstimmung mit dem Grundgedanken der vorliegenden jJriindunf steht, hat eine Anzahl von Vorteilen, die die bisher bekannten Einrichtungen, die dem gleichen Zweck dienen, nicht r.ufvoiseu, und zwar in besonderen:

1) Per Homentanwert des Durchsatzes in der Umwälzung des i'Jchlamma ist unabhängig von der l/eise und dem Bereich der Oxidation in der Belebungszone,- genau genommen derart, daß ohne Luftdurchsatz in den Rohren 36, das heißt, wenn das entsprechende Ventil 35 geschlossen ist, die Durchsatsmenge ii:: JtUe]Lfuhrungs- bzw, Umwälzkreißlauf des' Schlamms gleich KuIl ist. Es kann folglich keine "natürliche Umwälzung" geben aufgrund des Gleichgewichts der Drücke, die vor und hinter den

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Mammutpumpe]! herrschen, bestimmt durch die Anordnung der Mündung der Pumpen zwischen den diskontinuierlichen Penstern bzw. Öffnungen 29. Dieses Fehlen einer natürlichen Umwälzung ergibt sich gleichermassen bei der Anordnung von Mammutpumpen in Höhe der Plussigkeitsoberfläclie oder unterhalb dieser Höhe.

2) Das Pulsieren des für die Umwälzung bestimmten Luftdurchsatzes und damit des Durchsatzes an umgewälztem Schlamm gewährleistet sehr hohe Spülgeschwindigkeiten am Eingang 31 der Iiammutpumpen, während die durchschnittgleiche Durchpatzirenge der Umwälzung dennoch auf sehr gemäßigten Werten gehalten wird.

3) Die Pulsationsfolge ist leicht regulierbar. Dies gestattet, ihre Dauer auf diejenige zu beschränken, die durch die Trägheit des Öchlanunbettes im Laufe des Absetzvorgangs zugelassen ist.

4) Es ist sogar möglich, jegliches Ausweichen bzw. jegliche Abführung von gereinigtem Wasser, wenn man den Druckabfall an den Penstern 29 in geeigneter Weise berechnet, in das Absetzbecken während der Dauer der Umwälzung zu unterdrücken, wo sich folgendes ergibt: Tatsächlich hat der Wechsel der Pulsationsbewegungen zur Polge, wenn der Querschnitt der genannten Penster 29 ausreichend gering ist, des vorzugsweise 3inströmen der umgewälzten und im Belebungsraum gespeicherten Momentanmenge in das Absetzbecken zu bestimmen, die sich in diesem Moment außerhalb der Umwälzung befindet und deren Wiederaufnahme von an der Oberfläche, schwimmenden Wasser nicht geändert worden ist. Dies begrenzt die während der Umwälzung in das Belebungsbecken eintretende Durchsatzmenge und vermeidet, daß die Absetzbewegung gestört wird. Diese "re-ehpi/ . α:υ-

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- 17 kann wie folgt erklärt werden:

Die Pulsationsbewegung stoppt die Seitendurchsatzmenge an Wasser abwechselnd für jeden der Absetzräume. Dies gestattet eine freie Entfaltung des Phänomens dea Zusammenwachsen des Schlamms und unterdrückt so jegliche Wirkung des Überströmens (renardage), verbessert'daher, indem das Schlammbett rehomogenisiert wird, die Filterwirkung und hat eine Verbesserung der · Qualität der zu behandelnden Flüssigkeit zur Folge.

5) Die Anordnung der Eamnutpumpen 33 und der Fenster 29 in, gegeneinander versetzter Lage gestattet die Vermeidung jeglichen direkten Durchströmens des konzentrierten umgewälzten Schlamms in das Absetzbecken während der Pulsationsbewegung.

6) Der beträchtliche Unterschied zwischen der Höhe derStelle des Sinblasens von Luft in die Mammutpumpen und der Höhe der Stelle des Ivinblasens von Luft in die Belebungszone gestattet im Falle der Darstellung von Fig. 3 und, wenn die Speisesammler der Mammutpumpen und der Diffusoren mit Druckluft aus der gleichen Quelle gespeist werden, daß man praktisch jeglichen Einfluß seitens der Veränderungen des Durchsatzes an Luft fürjdie Oxidation und folglich des Druckes auf den Luftdurchsatz der Umwälzung unterdrücken kann.

Der Druckabfall h ist derart gewählt, daß er weit über "den Änderungen des Druckabfalls der Diffusoren in Funktion vom luftdurchsatz liegt, wenn man den Druckabfall berücksichtigt, der durch die Verteilermembranen 37 hervorgerufen wird.

7) Aufgrund der sehr starken Antriebsenergie, die in den Hanmutpurapen zur Verfugung steht, ist es möglich, sehr konzentrierten Schlamm umzuwälzen, und hierdurch kann man

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den Durchsatz an Teststoffen in der Umwälzung vergrößern. Dies hat die WirJrunr, daß der Flüssiglieitsdurchsatz begrenzt wird, der die Absetzbewegung stören kann.

8) Die Verringerung dos in den Absetsraum geführten Flüsaigkeitsvoluraens wird vorteilhaft zur Vergrößerung der Konzentration im Belebungsraum und folglich -zur Behandlung ^ines sehr viel höheren Gewichtes an Verunreinigungen bei licuivalentem Volumen verwendet.

9) Die Vergrößerung der Konzentration des umgewälzten Schlamms hat in Verbindung mit dem hervorragenden Energiewirkungsgrad der versenkt liegenden Mammutpumpen eine maximale Senkung des Durchsatzes an in die Mammutpumpen eingespritzten Luft zur Folge, der nicht mehr als einige Prozent des gesamten Luftdurchsatzes ausmacht, der für die biologischen Erfordernisse notwendig ist.

10) die Anordnungen nach der vorliegenden Erfindung lassen eine Verringerung des Volumens des Absetzraums zu und insbesondere eine Verringerung der Tiefe des letzteren, die sich in der Höhe der Sohle des Belebungsraums befinden kann.

Aus der vorhergehenden Beschreibung ergibt sich, daß man,, welches die gewählte Art der Inbetriebnahme, der Ausführun;:sform und der Anwendung auch immer vorliegen mag, kombinierte Einrichtungen zur biologischen Abwasserreinigung erhält, die im Hinblick auf die bisher bekannten, dem gleichen Zweck dienenden Einrichtungen erhebliche Vorteile aufweisen, von denen die grundlegenden oben erwähnt worden 3ind.

Ubenso wie die Grundlage von dem, was oben beschrieben worden

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ist, ist die Erfindung selbst in keinerlei Hinsiclit auf diese Arten der Inbetriebnahme, der Ausführung und Anwendung beschränkt, die im vorhergehenden beschrieben worden sind. Die Erfindung umfasst vielmehr alle Varianten, die sich iür den auf diesem G_ebiet erfahrenen Fachmann ergeben können, ohne daß damit der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

- Patentansprüche- - 20 -

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Claims

Patentansprüche

(__!• Kombinierte Einrichtung zur biologischen Abwasserreinigung mittels aktiviertem Schlamm, die mindestens zwei nit einem Belebungsbecken gekoppelte und in Verbindung stehende Absetzbecken sowie Vorrichtungen zum Umwälzen von abgesetzten Schlamm aus den Absetzbecken in das Belebungsbecken umfasst, dadurch gekennzeichnet , clr.'?. die Vorrichtungen zum Umwälzen von abgesetztem Schlamm aus nit Luft rrbeitenden Pumpen (33) nach Ai-1 von Ilarimutpuinpen bestehen, die jeweils von einen der Absetzbecken · (30) ausgehend in das Belebungsbecken (27) münden und gemäß einem diskontinuierlichen, pulsierenden und den Absetzbecken (30) abwechselnd zugeführten Durchsatz mit luft gespeist werden, der eine pulsierende Umwälzung des abgesetzten Schlamms abwechselnd von jedem der Absetzbecken (30) aus zu den Belebungsbecken (27) hervorruft.

2. IJinriciitung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η ii -zeichne t, dp3 die Steuerung der Speisung der Mammutpumpe!] (33) mit Luft gems.3 einem pulsierenden, abwechselnd in jedes Absetzbecken (30) geführten Luftdurchsatzes,welche Speisung die pulsiere:.rle Umwälzung dec p.fcgec et rteii '.'.•cklr-rj.'.E? ^bvecJiselnu von jedfun der Absetzbecken (30) aus ausgehend steuert, mittels automatisch arbeitender sowie programmierter Vorrichtungen erfolgt.

;'. L'iarichtuii;·;; nach Anspruch 1, c.9durch g ν k e r. r.. -ζ e i c h r_ e t , da^:3 die Ilammutpumper. (33) derart ausgebildet sind, d^r;.j^: sie ein ϊτι Vergleich, zu ihr ¹^n Oberteil eiv-'t it "π 'toc Unterteil aufweisen, dac ihre Ar.oaugcffnu^g für den ur^Vw-

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i/älzeiiden Schlamm bildet,

4.- -einrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Mammutpumpen (33) in Verbindung nit jeden der Absetzbecken (30) angebracht ist, wobei die Unterteile der Vielzahl der Kammutpumpen (33) eine uimnterbrochene, dichte .Reihe a,m Grund des Absetzbeckens (30) bilden und diese Reihe eine fortgesetzte Verbindungsöffnung zwischen de;:i Boden der Absetzbecken (30) und dera Belebungsbecken (27) bildet.

5. rinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis /J., dadurch gekennzeichnet , da2 die öffnungen (29) der Speisung; der Absetzbecken (30) von den Belebungsbecken (27) aus diskontinuierlich sind und die obere Ilünduiig der llanmutpumpen (33) jev/eils zv/ischen diesen öffnungen (29) liegt.

6. Hinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mamniutpurapen (33) an ihrem oberen Ende in einer derjenigen Höhe benachbarten Höhe, „münden, wo ^icli die Öffnungen (29) zur Speisung der Absetzbecken (30) von dem Belebungsbecken (27) her befinden.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet·, daO die Öffnungen (29) zur Speisung der Absetzbecken (30) von dem Belebungsbecken (27) aus in Höhe der Wasserebene oder unterhalb derselben befinden.

3. ,Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet , da3 die Hammutpunpen (33) in der Eiiirichtung unter/;inem Vinkel von 45 bis 90° gegenüber 'der Horizontalen angebracht Bind.

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9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis S, dadr.rjh

£ e k e η η zeich i: e t , daD sich der Boden der Absetzbecken (50) in einer Höhe befindet, die der Sohle des Belebungsbeckens (27) eng benachbart ist.

10. Einrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtungen (36) zur Speisung der Haramutpumpen (33) mit Luft und die Vorrichtungen (28) zur Speisung des Belebungsbeckens (27) mit Luft voneinander unabhängig sowie in verschiedenen Höhen angeordnet sind und die Mündungen der Vorrichtungen (36) zur Speisung der Ilaranutpunipeii (;'3) mit Luft vorzugsweise oberhalb einer Hohe liege::, in der die Vorrichtungen (23) zur· Speisung des Belebungsbeckens (27) mit Luft vorgesehen sind.

11. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die automatischen Simervorrichtungen (35) für den abwechselnd den Mammutpumpe!! (33) zugeführten Luftdurchsatz mit einer geeigneten Vorrichtung ausgerüstet sind, die dazu dient, die Vorrichtungen (36) zur Speisung der Mammutpumpen (33) mit Luft unter Druck zu halten, wenn diese automatischen Steuervorrichtungen (35) geschlossen sind, wodurch ein augenblicklicher Anlauf der Ilammutpumpen nach dem abwechselnden Öffnen der Steuervorrichtungen (35) bewirkt wird.

12. Einrichtung nach .Anspruch 11, dadurch g e k e η :i zeichne t, daß diese Vorrichtung durch einen Bypass gebildet ist, der mit einen Regulierventil von geringem Durchgangsouerschnitt versehen ist, das einen sehr geringen, regulierbaren Flüssigkeitsdurchsats aufrecht erhalt.

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13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß die zur Speisung der Kammutpumpen (33) mit Luft vorgesehenen Vorrichtungen (36) mit Regulierorganen für den Luftdurchsatz der Marxautpumpen (33) wie Yerteilermembranen (37)» Hrhneii oder dergleichen versehen sind.

14. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch' gekennzeichnet, daß die programmierte Steuerung der Vorrichtungen (35) zur Steuerung des abwechselnden pulsierenden Luftdurchsatzes zu den UamnutpuEipen (36) derart gevrah.lt ist, daß die Phasen des Durchsatzes mit hohem llomentanwert von kurzer Dauer und die Phasen des Durchsatzes mit geringem Homentanwert oder mit einem KoneintanVert gleich Null von längerer Dauer sind.

15. Einrichtung nach einen der Ansprache 1 bis V>, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zur Speisung des Belebungsbeckens (27) mit Luft aus Diffusoren (28) bestehen, die in de:i unterem Te.'l dieser Zone versenkt sind.

16. Einrichtung nach einen d^r Anep3räche 1 bis 14, dadurch g e k e η η zeichnet , da.'" die A^orrichtungen zur Speisung des Belebungsbeckens (27) mit Lu:Ct aus einer Turtine (?9) bestehen, die in den unteren Teil dieser Zone versenkt ist, gegebenenfalls den ebenfalls versenkten Diffuseren beigeordnet ist. '

17. Vorrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis I4» dadurch gekennzeichnet , C.-vj die Vorrichtungen zur Speisung des Belebungsbeckens (27) nit Luft aus ein":: Turbine (Zj) bestehen, die an der Obo::fl".ohe der riüsöigkr.it ar;.ge-

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"bracht ist, gegebenenfalls auch den an Grund dieser Zone versenkten Diffusor ei" beigeordnet ist.

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