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Verfahren uxid Vorrichtung zur Aufbereitung von Abwasser Die Erfindung
betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Abwasser und insbedendere
eine verbesserte aktivierte Schlammbehandlung von Abwasser.
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Die Aktivierte Schlammbehandlung von Abwasser ist bekannt. Allgemein
wird Abwasser in einen flachen eingefaßten Bereich geleitet, beispielsweise einen
Tank oder einen Graben, der eine relativ große Oberfläche hat, die der Luft ausgesetzt
ist, und ze hbwasser (mit oder ohne zugesetzte; Rücklaufschlamm) wird mit Luft eine
Zeitlang vermischt, so daß der Sauerstoff darin aufgelöst und den biologischen Organiamen
innerhalb des Abwassers zugeführt wird.
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Bestimmte dieser bekannten Verfahren arbeiten mit Belüftungsmechanimaen
wie Bürsten, Scheiben, Ohohlrollen usw. im Bestreben, einen auaraichenden Kontakt
zwischen Luft und Flüssigkeit zu erreichen und um eine ausreichende Bewegung zu
bewirken, um Abwasserfeststoffe innerbalt der Flüssigkeiten suspendiert zu halten.
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Die Effektivität solcher Vorrichtungen, die im allgemeinen als Kilogramm
aufgelösten Cauerstoffs pro Leistung in PS pro Stunde bezeichnet wird, läßt vial
zu wünschen übrig. Darüber hinaus verringert
die bekannte Vorschrift
flacher Begrenzungsbereiche mit groBen der Luft ausgesetzten Flächen die Wirtachaftlichkeit
solcher Systeme und erlaubt nicht die Verwendung solcher Systeme in Gebieten, in
denen Land knapp ist.
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Die Erfindung sieht ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vervendung
in einem aktivierten Schlammverfahren vor, cas bzw. die diese und weitere Nachteile
beseitigt und für ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur
Verwendung in aeinem aktivierten Schlammverfahren zur Aufbereitung von Abwässern
sorgt.
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Die Erfindung schaft im wesentlichen ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Verwendurjg in einem aktivierten Schlammverfahren zur Aufbereitung von Abwasser,
bei dem bzw. der der Kontakt zwischen Luft und Flüssigkeit wesentlich vergrößert
wird und die Größe der freiliegenden Fläche in begrenzten Räumen wie Tanks im Vergleich
zu bekannten Methoder stark verringert ist. Insoesondere besteht die Erfindung darin,
daß ein 1bwasserlaugenLuftgemisrh (das nachstehend als ein Vollmi@chsystem bezeichnet
wird) durch einen hydraulischen vertikalen Stromkreis in solcher Weise umgewälzt
wird, daß das Entweichen erheblicher Mengen Luft aus einem solchen Geinch für den
Grof3teil des Stromkreises verhindert wird, so daß dadurch eine erböhte Effektlvität
erreicht wird.
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Ein beverzugtes Ausführungebeispiel der Vorrichtung besteht in einem
im @@sentlichen rechteckigen Tank erbeblicher Tiefe mit Leitstücken,
die
unter der normalen Flüssigkeitsoberfläche desselben sitzen, so daß eine Vielzahl
von Strömungswegen darin gebiloet werden, wobei verschiedene Belüftungsmechanismen
in einem oder mehreren dieser Strömungswege sitzen, die Luft und Strömungsenergie
in das Abwasser innerhalb der Vorrichtung einführen. Die Leitstücke verhindertn
ein Entweichen von Luft innerhalb der Ströznungswege und ermöglichen eine Zufuhr
einer größeren Menge Saueratoff zu den darin befindlichen biologischen Organismen
in extrem wirkungsvoller Weise, wodurch die Gesamtkosten heim Arbeiten mit einem
solchen System entscheidend verringert werden.
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Die Erfindung ist nachstehend an Rand der Zeichnungen naher erläutert.
In den Zeichnungen sind: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels des erfindungegemäßen Verfahrens9 Fig. 2 eine teilschematische
Darstellung einer Variante des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele des Verfahrens
Fig. 3 eine scnematische Seitenansicht mit weggebrochene Teilen, die ein Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung gemäß der Zrfindung zeigt, Fig. 4 eine ähnliche Darstellung eines
weiteren Ausführungabaispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung9 Fig. 5 eine shnliche
Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Fig. 6 eine weitere Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
Fig. 7 eine schematische
Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels ders erfindungsgemäßan Verfahrens.
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Die Erfindung sieht ganz allgemein die Behandlung von Abwasser vor,
bei der eine bestimmte Menge Abwasser innerhalb einer relativ tiefen Einfassung
umschlossen wird, beispielsweise in der zur eines Tanks oder dergleichen, der mit
horizontal angeordnrten, gasundurchlässigen Umlenkeinrichtungen ausgerüstet ist,
welche sich im wesentlichen ganeauso weit erstrecken wie die Umschließung und von
deren Enden im abstand angeordnet sind, derart, daß Fließwege wischen den Umlenkeinrichtungen
und den Enden der Umschließung geschaffen werden, Die Umlenkeinrichtungen sitzen
innerhalb der Umschließung und mindestens unter dem normalen Flüssigkeitsspiegel
darin. Die Umschließung und die Umlenkeinrichtungen sind so angeordnst, daß eine
Anzahl in einer Folge verbundener Strömungswege gebildet werden, die einen langgestreckten
endlosen vertikalen Strömungskreis bilden, um für eine vollständige Vermischung
von Abwasserstoffen innerhalb der Umschließung zu sorgen, ohne daß die vermischte
Luft entweicht. Mechaniache Bslitftuogseinrichtwnaen, die innerhalb eines oder mchrerer
der Strömungewege eitzen, führen Luftblssen in das eingeschlossene Abwasser ein
und verleihen ihm eine bestimmte Strömungsenergie durch die gesamten Strömungewege
hindurch. Die Erfindung sorgt tür einen größeren Kontakt zwischen den Luftblasen
und dan Abwaeserflüssigkeiten, so daß sine größere Menge Sauerstoff darin aufgelöst
werden kann und daß die Gesamteffektivität eines solchen Systems vstark verbessert
wird.
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Gemäß Fig. 1 wird unbehandeltes Abwasser oder eine sonstige Schmutzflüssigkeit
von
einer Zuleitung 11 zu einer Rückluaf- oder Aktivschlammquelle 13 geleitet (beispielsweise
im Rücklauf von einer Absetzvorrichtung 16), und eine bestimmte Menge diesses Rücklaufschlamms
wird damit vermischt, um eine Miachwasserlauge entstehen zu las3en. Das Mischwasser
wird dam beliftet, beispielsweise durch eine Belüftungsverrichtung 14, so daß Luftblasen
oder dergleichen in das Abwasser i3ngs des oberen Teils bzw. der oberen Schicht
des selben eingeführt werden. Das Abwasser-Luftgemisch wird darin hydraulisch durch
eine Vorrichtung 15 durch ein vertikal endloses Orbitalströmungsschema umgewälzt,
bei dem der Großteil der Luft inner@alb der Wasserlauge daran gehindert wird, über
einen erheblichen Teil dieses Kreises zu entweichen. Auf diese Weise löst sich einegrößere
Menge Sauerstoff innerhalb des Abwassers auf und steht ozone weitere res ffr die
verschiedenen biologischen Organismen in den Mengen zur Verfügung, die für die wirksame
Behandlung von Abwasser erforderlich sind.
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Abwasserfeststoffe müssen nicht aus dem unbehandelten Abwasser vor
der obigen Behandlung entfernt werden, und gegebenenfalls können sie darinnen verbleiben
und nach der Beschreibung behandelt werden. Es versteht sich, daß eine zusätzliche
Strömungsenergie erforderlich werden kann, um die Suspension der Feststoffe innerhalb
des gesamten Strömungskreiase aufrechtzuerhalten.
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Die Wirksamkeit kieses Verfahrens wird erheblich gegenüber den bekannten
Methoden arhöht, da die Leistungsanforderungen für dan Belllftungsmechanisms
ähnlich
oder geringer sind als die, die nach dem Stand der Technik erforderlich sind, und
darüber hinaus bleibt Luft in kontakt mit der Flässigkeit während wesentlich längerer
Zeiten als beim Stand der Technik, um damit mehr Sauerstoff für die biologischen
Organismen zur Umwandlung von Abwasser in Schlamm zu schaffein. In dieser Hinsicht
ist darauf hinzuweipen, da3 die meisten Verfahren nach dem Stand der Technik etwa
, kg Sauerstoff pro PL' pro Stunde schaffen, während das erfindungsgemäße Verfahren
etwa 2,5 oder mehr kg Sauerstoff pro PS pro Stunde schafft. Das ist einesignifikante
Erhöhung im Wirkungagrad und verbessert die Wirtschaftlichkeit entscheidend. Der
Umlauf des Abwasser-Luftgemisches geht so ausreichend lange weiter, daß mindestens
ein erheblicher Teil des unbshandelten Abwassers behandelt wird, und dann wird das
behandelte Abwasser aus dem umschlossenen Bereioh bzw. Tank entfernt und zu einer
Absetzvorrichtung 16 geleitet, in der Schlamm entfernt wird, um dem unbehandelten
Abwasser gemäß der Darstellung zurückgeführt zu werden, oder in anderer Weise abgeführt
wird, und der Ausfluß wird geklltrt oder sonstwie behandelt, um Brauchwasser entstehen
zu lassen.
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In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie es in Yig.
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2 dargest.llt ist, wird das Abwasser durch die verschiedenen Bchritte
geleitet, wie sie vorstehend beschrieben worden sind, und es wird, nachdem das Abwasser-Luftgemisch
durch eine Vorrichtung 15 durch einen hydraulischen preis umgewälzt worden ist,
ausätsliche Luft und Strömungsenergie an unter der Oberfläche liegenden Stellen
mittele einer unter der Oberfläche ligenden Belüftungsvorrichtung
15a
eingeführt. Die Unterwasser-Belüftungsvorrichtung 15a führt eine zusätzliche Menge
Luft in die Abwasserflüssigkeit ein und sorgt für zusätzliche Energie für den Flüssigkeitsstrom,
um eine angemessene Suspension von Feststoffen sicherzustellen und um den Wirkungsgrad
des Gesamtverfahrens weiter zu erhöhen.
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GemäB Fig. 7 weist die Erfindung eine Vorrichtung 30 beispielsweise
in der Form eines Umschließungstanks 31 oder dergleichen auf, dic aus einem geeigneten
Werkstoff wie Beton, Kunstharz, Stahl uwsw. besteht. Der Tank 31 ist im wesentlichen
rechteckig und hat eine so ausreichende Größe, daß er das gewünschte Volumen as
Flüssigkeit aufnehmen kann. Die Hauptachse eines Solchen Tanks kann dabei in ihrer
Länge bis zu etwa 30 bis 60 m betragen, während die nebenachse in der Tiefe bis
zu etwa 15 bis 30 m gehen kann. In einem bavorzugten Ausführungsbeispiel ist der
Tank 31 so gebaut, daß er eine Flüssigkeitstiefe von etwa 2,4 bis ,6 m und eine
Länge von etwa 4,8 bis 9 m hat. Der Tank 31 ist mit einem Mediumeinlaß 32 verschen,
der funktionell mit einer Zufuhr lla für unabehandeltes Abwasser versehen ist, welcher
aiißerdem mit einer Zusetzvorrichtung 13a tEr Rücklaufschlamm versehen ist. Das
unbehandelte Abwasser (nit oder ohne Grobfeststoffabscheidung) und der Rücklaufsechlamm
(und/oder teilweise behandelte Abwasserflüssigkeit) werden miteinander innerhalb
des Einlasses 32 vor dem Einlaufen in den Tank 31 vermischt.
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Eine Ablenkvorrichtung 33 sitzt innerhalb des Tanks unterhalb des
normalen Flüasigkeitsspiegels desselben und teilt das Innere des
Tanks
31 in eine Anzahl von Strömungswegen 31a und 31b gleichen Volumens. Zwar sind nur
zwei solcher Strömungswege dargestellt, es können Jedoch weitere solcher Strömungswege
vorgesehen sein, wie das in Fig. 6 gezeigt ist. Die lblenkvorrichtung 33 befindet
sich längs Partien de. Tank. wie den Seiten des Tanks, derart, daß die Flüsaigkeit
und derglelohen nur um die Enden derselben in eine. bestimmten hydraulischen Kreis
fließen können, beispielsweise einen vertikalen Orbitalkreis mit einer Strömungspartie
längs der hauptachse in grdßerer Abmessung als die der Strömungspartie längs der
Nebenachse.
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Die Ablenkvorrichtung 35 ist gasundurchlässig und kann beispielsweise
aus einem geeigneten Kunstharz, einem geeigneten Metall usw. bestehen, und sie kann
in gewellter Form wie dargestellt oder sonatwie geformt sein, um für erhöhte Festigkeitseigenschaten
zu sorgen und um sicherzustellen, daß die eingeschlossene Luft nicht lediglich einen
großen Film oder eihne groß Blase längs der Unterseite dersalben bildet.
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Eine Belüftungavorrichtung 34 befindet sich innerhalb mindestans einer
der Strömungewege innerhalb des Inneren des Tanks 31. Eine Oberflächenbelüftungsvorrichtung
34a befindet sich längs der Oberseite des Tanks 31 innerhalb der oberen Strömungswege
31a. Die Belüftungsvorrichtung 54 kann verachiedene Formen haben, unter anderen
die der Oberflächenbelüftungsvrrichtung 34a, die in Fig. 1 gezeigt ist, und diese
besteht im wesentlichen aus einer Anzahl von Scheiben 36, die auf einer gemeinsamen
Achse 35a sitzen, wn die Breite des Strömungswege 51a hinweg gedreht zu werden,
damit
mindestens ein teilweiser Kontakt mit der AbwasserflUssigkeit
im Strömungsweg 31a hergestellt wird. Die Achse 35a wird funktionell mit einem Antrieb
35 verbunden, betspielsweise mit ein Elektromotor. Die Scheiben 36 sind mit mehreren,
d.li. tausenden, feinen Perforierungen 36a versehen, die nicht nur die Funktion
haben, muftblasen in die Abwasserflüssigkeit innerhalb des Strömungswegs 71a hineinzuführen,
sondern auch unter der Oberfläche Flüssigkeit darin einschließen sollen und Tropfen
derselben nach oben in Kontakt mit der Umgebungsluft tragen sollen. Gemäß der Darstellung
können mehw rere Belüfatungsvorrichtungen 34 vorgesehen sein, und die Drehzahl kann
nach Bedarf geregelt werden. Die Belüftungsvorrichtung 34 iibernimmt also allgemein
die Funktion, Luft unter den Flüssigkeitsspie-@d einzuführen und Strömungsenergie
bzw. Oberflächenumwälzung für die Abwasserflüssigkeiten entstehen zu lassen, und
zwar in einem so ausreichenden Maße, daß ein Absetzen von Abwasserfeststoffen verhindert
wird.
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Mischabwasser (d.h. unbehandeltes Abwasser und Rücklaufschlamm), das
in den Tank 31 einströmt, wird sofort mit dem milalt innerhalb des Tanks vermischt,
falls welcher vorhanden ist, außerdem mit Luft mittels der Belüftungsvorrichtung
34. Die elüftungsvorrichtung 34 arbeitet allgemein in einer Ebene parallel zur Strömungsrichtung
und führt Luft und Strömungsenergie in das Mischabwasser ein. Wenn sich die Scheiben
36 also mit einer bestimmten Drehzahl drehçn, fangen die Perforeierungen 36a derin
Luft aus dem Bereich über der Flüssigkeitsoberfläche ein und geben als Folge des
Flüssigkeitsdrucks die Luft unter dem Flüssigkeitsspiegel in der Form feiner Bläschen
ab.
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Die Perforierungen 36a belüften auch durch, daß sie von unten Flüssigkeit,deren
aufgeldster Sauerstoffgehalt geringer als der der Flüssigkeit ist, die sich nahe
an oder an der @Oberfläche befindet, nach oben führt und diese Flüssigkeit in der
Form von Tröpohen oder dergleichen tiber dem FlUss.igkeitsspiegel freigibt, um einen
größeren Kontakt mit Luft hervorzurufen. Die rotierenden Scheiben 36 liefern auch
Energie an die eingefaßten Abwasserflüssigkeiten, um einen Richtunegsstrom entstehen
zu lassen und um fr eine angemessene Eanalgeschwindigkeit zu schaffen, die erforderlich
ist, damit die Abwasserfaststoffe innerhalb der Flüssigkeiten gehalten worden und
daran gehindert werden, sich lediglich abzusetzen.
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Dieser riinhtungsstrom, unterstützt durch die Geometrie der inneren
Tankfläche, beispielsweise gekrümmte Endwände, trägt eingeschlossene Luftbläschen
oder dertleichen längs des oberen Stromungswegs Iz und in den unteren Strdoungaweg
31b. Nashtürlich ist der Stron kontinuierlich. und die eingeschlossene Luft ermöglicht
ein Auflösen von Sauerstoff darin innerhalb der Abwasserflüssig@eitan, um lansam
von den aktiven Orgavisaen darin verbraucht zu werden. Es versteht sich, daQ Jedes
Flässigkeitsstromsegment in seiner Bewegung durch die verschiedenen Strömungswege
von einer der Belüftungsvorrichtunggen 34 weg immer weniger aufgelösten Sauerstoff
enthält, bis es an der @ächsten Belüftungsvorrichtung ankormt oder zur Ausgangsstalle
zurückkahrt. Da es einen geringen aufgelösten Sauerstoffgehalt hat, ni@mt jedes
umlaufende Flüssigkeits@egment dieser Art schneller Sauerstoff aus den Luftblasen
auf, die an der Belüftungsvorrichtung
zugeführt werden, so daß
dadurch der wirkungsgrad der Vorrichtung weiter erhöht wird.
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Der Umlauf wird so ausreichend lange aufrechterhalten, daß mindestens
ein erheblicher Teil des unbehandelten Abwassers veararbaitet wird.
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Der Ausfluß verläßt den Tank 21 über einen geeigneten Auslaß 37, zu
den ein Wehr 38 bzw. Damm gehärt, ferner eine eingetauchte Leitung 38b mit einem
Regelorgan 38a, das automatisch oder von Hand betätigt wird. Der Ausfluß geht vom
Auslaß 37 zu einer Endabsetzverrichtung (nicht dargestellt) weiter, in der Schlamm
zur abschließenden Abführung und/oder zur Rückleitung zur Vermischung mit frischem,
unbehandeltem Abwasser abesch@eden wird. Der verbleibende Ausfluß wird geklärt und
sonstwie behandelt, um Brauchwaseer entstehen zu lassen, das in Ströme oder dergleichen
abgeführt werden kann.
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Der Auslaß 37 ermöglicht eine selektive Änderung der Plüssigkeitstiefe
innerhalb des Tanks. Diese Änderung ermöglicht das Auffangen von Leistung und erhöht
den Wirkungsgrad der Gesamtovorrichtung weiter. Mit der Verringerung des Stroms
unbehandelten Abwassers kann die Flüssigkeitstiefe innerhalb des Tanks verringert
werden, so daß beispielsweise eine geringere Oberfläche der Scheiben 36 innerhalb
der Flüssigkeit auStaucht und weniger Leitung benötigt wird, um die scheiben durch
diese Flüssigkeit ZU drehens Andererseits wird dann, wenn man auf schwere Abwasserströme
stößt, die Flüssigkeitstiefe innerhalb des Tanks erhöht und/oder duch entsprechende
Einstellungen des Damms 58 und des Leitung 73b geregelt, so daß
ein
größerer Teil der Oberflache der Scheibe eintaucht und mehr Sauerstoff dem Abwassergemisch
zugeführt wird.
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Wie erwähnt, handelt es sich bei dem umschließenden Tank 31 memo;
der Erfindung um einen mit einer im wesentlichen rechteckigen Form mit einer Flüssigkeitstiefe
von etwa 2,4 bis 3,6 in. Das Verhältnis von Länge zu Tiefe kann von 1:1 oder 31
bis 10:1 oder noch mehr varwiieren.
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Eine weitere Ausführung 40 eines umschließenden Tanks 31 ist in 'lig.
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4 gezeigt. Der Tank 31 hat im wesentlichen die gleiche rorm wie die
des ausführungabeispiels 30, außer daß die Oberflächen-Belüftungsvorrichtung 34b
aus einer @Anzabl elliptisch geformter Scheiben 3c' besteht, die eine Anzahl feiner
Perforierungen 36a aufweisen. Diese Geometrie der Scheiben 36' ermöglicht ihnen
ein Führen von Luft weiter unter den Flüssigkeitsspiegel, BO daß eine verbesserte
Effektivität in be R t immt en Anwendungsbereichen erreicht wird. Das Ausführungsbeispiel
540 ist darüber hinaus mit einer znsätzlichen Belüftungsvorrichtung 34 versehen,
die sich innerhalb des Strömungswegs 31b befindet,und als Unterwasser-Belüftungsvorrichtung
34b dient eine Pumpe P mit zwei Ausaugleitungen 32a, von denen die eine Luft ansaugt
und die andere mit einer Zusetzvorrichtung 13a für Rücklaufschlwmn (oder umgewählate
Abwasserflüseigkeiten usw.) verbunden ist.
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Das Luft-Rücklaufschlammgemisch geht durch die Pumpe P und wird in
die umlaufende Abwasserflüssigkeit innerhalb des Tanks 31 durch eine Anzahl offenendiger
Strahlrobre 42 oder dergleichen mit bestimmter
Geschwindigkeit
gespritzt. Die Strahlrohre 42 sind so angeordnet, daß sie Luft unter die Umlenkvorrichtung
33 in den unteren Strömungsweg 31b einspritzen. Die Strahlrohre 42 sorgen für weitere
Luft für das Abwasser nnd lassen auch zuätzliche Strömungsenergie entstehen, um
sicherzustellen, daß die richtige Ges«hwindigkeit innerhalb des umlaufenden Abwassers
aufrechterhalten wird, um ein Absetzen aventueller Feststoffe zu verhindern. In
Behandlungstanks mit relativ kurzen Abmessungen fungieren die Strahlrohre hauptsächlich
dahingehend, zusätzliche Luft und Energie für die Flüssigkeit aufzubringen, die
fließt, während bei Tanks, die relativ lang saind, die Strahlrore nicht nur für
zusätzliche Luft und Energie gegenüber der sorgen, die durch die Oberflächen-Eelftungevarrichtwrg
sichergestellt wird, sondern auch eine zusätzliche gleiche Menge Luft und Energie
erbringen.
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Bei kürzeren Tanks geht die aufgelöste Sauerstoffspanne von einer
Belüftungsvorrichtung 34 zur anderen. Mit anderen Worten, ein Eltissigkeitsströmungssegment
kann mindestens einen Teil eines vollen Strömungskreises durchfließen, ehe der aufgelöste
Sauerstoffgehalt des Strömungssegments voll verbraucht ist. In bestimmten Ausführungen,
beispieleweise bei solchen, die mit längeren Ealtetar.ks arbeiten, geht die aufgelöste
Sauerstoffspanne von der Oberflächen-Belüftungsvorrichtung 34a zur Unterwasser-Belüftungsvorrichtung
34b und dann zurtlck zu der Oberflächen-Belüftungsvorrichtung 34a.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel 50 ist in Fig. 5 dargestellt und
dieses AusfUhrungsbeispiel ist dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ähnlich,
außer daß die Oberflächen-Belüftungsvorrichtung 34a durch zyliddrische
perforierte
Hohlrollen 36" gebildet ist, die eine Anzahl von Perforierungen 36"a und eine Anzahl
von padedelförmigen Elementen 36"b aufweisen. Die Hohlrollen 36" fungieren ähnlich
wie die perforierten Scheiben 36, und die paddelförmigen Elemente 36"b üben eine
Strdmungs- oder Umwälzungsenergie e.uf die eingeschlossenen Abwasserflüssigkeiten
aus. Darüber hiiiaus befindet sich die Unterwasser-Belüftungsvorrichtung ?44b ein
einer solchen Lage, daß die Strahlrohre 42a (es versteht sich, daß mehrere solcher
Strahlrohre verwendet werden+ können, auch wenn nur eines gezeigt ist) sitzen unter
einem Winkel, derart, daß Luft nach unten in den Tank länge des Fließwegs abgegeben
wird. Diese Abgabe nach unten stellt sicher, daß die Luft eine noch längere Kontaktzeit
mit der Fllssigkeit hat, als das anderenfalls möglich wäre; dabei ist allerdings
zusätzliche Leistung erforderlich, um Luft in größere Tiefen zu drücken.
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Die Ablenkvorrichtung 33 stellt nicht nur sicher, daß die innerhalb
der Abwasserflüssigkeiten einCeschlossene Luft, und zwar im oberen Strömungsweg
31a, im Abwaener während des gröbsten Teils des hydrauliochen Fließkreises bleibt,
sondern auch zusätzlich in Ausfilhrungen wie denen, die bei 40 und 50 gezeigt sind,
daß die Unterwasserbalüftung wirksam wird. Die durhh die Unterwasser-Belüftungsvorrichtung
11a oder die Strahlrohre zugeftihrte Luft bei diess@n Ausführungsbeispielen wird
also peositive durch die Ablenkung aufgefangen, rnid die Luftblasen toten normalerweise
gerade auo und gehen zur Oberfläche una sind dann nicht mehr für den Zweck der Umwandlung
in aufgelösten Sauestoff brauchbar, werden enar in diesem Falls unter der Oberfläche
aufgefangen,
um damit brauchbar zu sein. Ferner verhindert die
Wellenferm der Ablenkung 33 das Entstehen großer Blasen längs der Unterseite derselben
und bewirkt die Bildung kleiner Blasen über den gesamten Abwa.sserkörper im unteren
Strömungsweg hinweg. Natürlich bedeutet das, daß wesentlich weniger Luft zunächst
von den Strahlrohren benötigt wird, da ein größerer Prozentsatz der Luft, die zugeführt
wird, für die aufgelöste Sauerstoffumwændlung innehalb der Gesamtlänge des Tanks
zur Verfügung steht.
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Ein Ansführungsbeispiel 60 der erfindungsgemäSen Vorrichtung ist in
Fig. 7 dargestellt. Der Tank 31 ist im wesentlichen ähnlich dem vorstehend beschriebenen,
und es handelt sich dabei um einen Tank im wssentlichen in Rechteckform, der aus
Beton oder einem anderen geeigneten Werkstoff besteht und eine bestimmte Flü@@gkeitamenge
aufnehmen kann. Der Tank kann eine erhebliche ziele und Länge haben, wie schon erwähnt,
beispielsweise eine Tiefe von etwa 18 bis 27 m und eine Länge ton etwa 30 bis 60
m. Das Innere des Tanks 31 ist in eine Anzahl von Strömungswegen 31a, 31b, 31c und
31d durch geeigneten Ablenkungen 33 aufgeteilt, die durch eine äußere Ablenkung33a
und eine innere Ablenkung 33b gebildet sind. Die Strömungswege 31a bis 31d Eind
in Reihe miteinander verbunden, um ein Durchseströmen des Mediums und ein Führen
der Flüssigkeit längs eines Strömungswege und dann längs eines anderen Strömungswags
zu bewirken, ohns daß die Flüssigkeiten sich innerhalb der verst-hiedenen Strömungswege
vermischan können oder tote Stellen innerhalb dieser Strömungswege entstehen können
Der Tank ist mit einem geeigneten Mediumeinlaß 32 verschen, der in geigneter Weise
mit
einer Zuleitung 11a für unbehandeltes Abwwasser verbunden iot, ferner mit einem
Bücklaufschlamm-Einlauf 13a, so daß das unbehandeltt Abwasser und der Rücklaufschlamm
miteinander veremischt werden, während sie in den Tank 31 einlaufen, so daß die
vermischte Abwasserflüssigkeit innerhalb des Tanks und durch die beschriebenen ver@chiedenen
Strbmungswege umgewälzt wird.
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Die Ablenkung 33 befindet sich innerhalb des Tanks unterhalb des oberen
normalen Flüssigkeitespiegels, um das Innere des Tanks in eine bnsrihl etwa gleich
großer Strömung@wege aufzuteilen, war das Volumen anbelangt. Allgemein erstreckt
sich Jeder Strömungsweg auf eine Tiefe von etwa 1,2 bis 1,8 m. Die Ablenkung 3,
sitzt aii solchen Teilen aes @ Tanks, daß die Abwasserflüssigkeit nur um die Enden
derselben in einem bestimmten vertikalen Orbitalkreis flielsen kann, so daß jedes
Segment der Abwasserflüssigkeit durch ealle Strömungswege fließt.
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Eine Belüftungevorrichtung 34 befindet sich in mindestens einem der
beschriebenen Strömungswege. Gemäß der Darstellung befinden sich Oberflächen-Belüftungsmittel
34a an der oberen Fläche des Tanks 31, um in Kontakt mit der Abwasserflüssigkeit
zu gelangen, die innerhalb des Strömungswegs 31a fließt. Die Belüfungsvorrichtung
34 besteht in den hier dargestellten Ausführungsbeiapiel aus einer rotierenden Bürste
36", die in geeigneter Weise zur Drehen; in der dargestellten Richtung gelagert
ist. Die einzelnen Bürstenelemente bestehen aus einem geeigneten Kunstharz oder
dergleichen, und es handelt eich dabei lediglich um Borsten ausreichender Starrheit,
um ein ümbiegen innerhalb der flüssigkeit zu widerstehen, wobei die Borsten an einem
gesigneten Kern in ausreichend
dichter Weise angeordnet sind,
um Luft dazwischen aufzufangen und sie nach unten zu führen, damit sie in Kontakt
mit der Abwasserflüasigkeit gelangt. Wenn sich die J3ürste 36"' dreht, nimmt sie
Flüsaigkeitströpfchen aus der Abwasserflüssigkeit auf und trägt sie vom Flüssigkeitskörper
in die Luft, um eine zusätzliche Belüftung zu bewirken. Je nach der Länge des Tanks
31 können mehrere Oberflächen-Belüftung@vorrichtungen 34a längs des StrömungswegE
31a vorgesehen sein. D1@ flürsten 36"! führen der Abwaeserflüssigkeit also eine
bestimmte Sauerstoffmenge zu und sorgen für eine so ausreichende Strömungsenergie,
daß ein Richtungsfluß und eine angemessene Kanalströmungsgeschwindigkeit entstehen,
welche erforoerlich sind, wa die Abwasserfeststoffe innerhalb der Flüssigkeit zu
halten und um ein Absetzen derselben zu verhindern.
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Mit dem Ankommen der Abwasserflüssigkeiten am Ende ders Strömungswegs
31a treffen sie auf die gekrümmten Endwände 31' des Tanks 31 und werden nach unten
in den Strömungsweg 31b gedrückt. Eine zuäsätzliche Belüftungsvorrichtung 34, die
hier aus einer Unterwasser-Belüfatungsvorrichtung 34b mit einer ersten Strahlvorricbt'ang
42c besteht, ist so angeordnet, daß sie Luft und/oder Rücklaufschlamm in den Strömungsweg
31b einftilirt. Die Unterwasser-Belüftungsvorrichtung 34b sorgt für eine@ zusätzliche
Luftzufubr und für eine Strömungaenergieeingabe in die Abwasserflüssigkeit. gin
Ventil V ist vorgesehen, um die Luftmenge oder das Lutf-Rücklaufschlammgemisch zu
regulieran, daie bzw. das an der Strahlvorrichtung 42c zugeführt wird. Die Abwasserflüssigkeit
flie@t weiter längs des Strömiingswegs Ib in der durch das Pfeile angegebenen Richtung,
bis es am entformten Snd3 desso'ben ankommt und
auf die gekrdmmte
endwand 5382 des äußeren Ablenkungsteila 34a auftrifft, das dessen Fließen nach
unten in den Strömungisweg 31c bewirkt. Die Anzahl von Strahlrohren 42c können als
eine Folge längs des Eingangs des Fließwegs 31b vorgesehen sein, um für angemessene
Luft- und Energiezufuhr zur Abwasserflüssigkeit zu sorgen damit sichergestellt wird,
daß sie weiter in der gewünschten Weise fließt, d.h. ohne daß Feststoffe sich absetzen
und ohne daß der Sauerstoffgehalt verlorengeht, und zwar innerhalb der Gesamtheit
der Strömungswege 31b und 31c. Mit dem Ankommen der Abwasserllüssigkeiten am Ende
des Strömungswegs 31c treffen sie crneut auf die gekrtunte Endwand 31' des Tanks
31 auf und wurden nach unten in den Strömungsweg 31d gedrückt. Eine zusätzliche
Folge von Stahirohren 42c' ist länga des Eingangs des Strömungswegs 31d vorgesehen,
so daß zusätzliche Luft und Energie den umlaufenden Abwasserflüssigkeiten zugeführt
werden können, um sicherzustellen, daß die Feststoffe sich nicht absetzen und daß
die Luftzufuhr nicht innerhalb der Abwasserflefssigkeiten verbraucht wird. Dieses
Umlaufsystem wird so ausreichend lange aufrechterhalten, daß mindestens ein erheblicher
Teil des zunäch@t zugefllhrten unbehandelten Abwassers behandelt wird, und dann
wird der Ablauf 37 betätigt, so daß eine geregelte Menge des bahandelten Abwassers
abgeführt wird, wie das vorstehend beschrieben worden ist.
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Gemäß der D@rstellung in den Zeichnungen besteht die Unterwasser-Belüftungsvorrichtung
34b aus einer @umpe p mit einer geeigneten Laftamsaugung und einem geelgneten Bücklau@schlammeinlauf,
und sie weist eine Anzahl ventilgeregelter Ausläufe auf, die mit de@ Strahlrohren
42c
und 42c' in geeigneter Weise verbunden sind, so daß die gewählten Mengen an Luft
und/oder Rücklaufschla-mm den umlaufenden Abwasserflüssigkeiten zugesetzt werden
können. Das ausführungsbeispiel 60 ist besonders für Großanlagen geeignet.
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In einer Abwandlung der Erfindung, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist leitet
eine Zuleitung 11 für unbehandeltes Abwasser9 beispielsweise eine städtische Abwasserleitung
oder dergleichen, das unbehandelte Abwasser durch eine Grobfeststoffausscheidungsvorrichtung
12, beispielsweise einen Absetztank, einen Zerkleinerer, eine Stabsiebvorrichtung
oder dergleichen, in der Feststoffe wie Körner, Mühl, Sand usw. ausgeschieden und/oder
auf Partikelgröße zerkleinert werden9 um die Behandlung des Abwassers nicht zu stören.
Zn betenen ist9 daß organische Feststoffe nur auf Wunsch auageschieden werden und
daß arfindungsgemß eine Verbindung einer Anzabl der dargestellten Vorrichtung miteinander
in Betracht gezogen ist, so daß Feststoffe und Flüssigkeit en in wirkungsvoller
Weise behandelt werden können, indem sie durch solche Systeme durchgeleitet werden,
Nach der Grobfestateffau@scheidungsvorrichtung 12 wird das unbehandelte Abwasser
mit Rücklüaf@chlamm an einer Rücklaufschlammzuleitung 13 ve@@ischt, und dann wird
die gemischte Abwasserflüssigkeit oberflächenbelüftet, und zwar durch eine Belüftungsvorrichtung
14, so daß Luftblasen und dergleichen in die Abwasserflüssig-Beizen eingeführt werden.
Das Abwasser-Luftgemisch wird dann hZdraulisch durch Mittel 15 durch eine vertikal
endlesas Orbitalfließschema umgewälzt, und zusätzliche Luft und Energie wird durch
eine Ünterwassir-Belüftungsvorrichtung 15a zugeführt. Auf diese Weice werden die
Ab
wasserflüsaigkeiten mit einer ausreichenden Menge aufgelösten
£auerstoffs und mit Strömungsenergie versorgt, um eine wirkungsvolle Rehandlung
von Wasser in @@ativ begrenzten Räumen zu bewirken. Nach einer ausreichenden geeigneten
Umlaufzeit wird das behandelte Abwasner abgeführt und einer Abaetzvorrichtung 16
zugeleitet, in der Schlamm zum Rücklauf zur Zuleitung 13 und/oder zum Abführen geleitet
wird, Je nachdem, und der Ausfluß wird geklärt und sonstwie beilandelt, un Brauchweasser
entstehen zu lassen.
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Die Erfindung sieht also eine Abwasserbehandlungsvorrichtung vor,
bestehend aus einer Flüssigkeitseinschließung mit einer inneren Kaiser, die einen
bestimmten Flüssigkeitatand aufnehmen kann, einer gasundruch-Iäasigen Ablenkung
innerhalb der inneren Kammer unter dem nermalen Flüasigkeitastand, derart, daß eine
Anzahl sich in Längarichtung erstrekender Fließwege entstehen, Mitteln zur Zuleitung
von Abwasser in die innere K@mmer, einer Belüftungsvorrichtung innerhalb einer der
Strömungswege zur Einführung von Luft und strbmungainduzierander Energie in das
Abwasser zum Ümwälzen des Luft-Abwas@ergemisohes durch die Anzahl vcn Strömungswegen
und mit Mittein zum Abführen des behandelten Abwassere.
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Die Erfindung sicht ferner in einem Verfahren zur Behaudlung von Abwas-Eer
die fichritte var, daß unbehandeltes Abwea@er innerhalb eines beetimmten Raums eingeschloasen
wird, der eine Ablenkung zum Aufteilen des Raums in eine obere und untere Abwasserpartie
aufweit, mindestens Rücklaufschlamm und etrömungeinduzierende Enorgie im das eingeschlossene
Abwasser
eingeführt wird, ein waagrechtes langgestreokter endloser vertikaler Strömungskreis
um die Ablenkung herum hergestellt wird, derart, daß eine vollständige Vermischung
von Abwassermaterial inneren halb des umsohlossenen Raums bewirkt wird, mindestens
Luft in die imtere Abwasserpartie des endlosan vertikalen Strömungskreises eingeführt
wird, Luft innerhalb des Abwassers positiv aufrecllterh.lten und eingeschlossen
wird, während es innerhalb der unteren Partie umläuft, und zwar so ausreicehdn lange,
daß ein wesentlicher Teil des Abw@ssers behandelt wird, und das behandelte Abwasser
aus aru umschlossenen Raum abgeführt wird, beispielsweise zum Klären und zur Behandlung
zur rzeugung von Brauchwasser.
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P a t e n t a n s p r ü c h e