DE2317356A1 - Vorrichtung und verfahren zum behandeln von abwasser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln von Abwasser durch Begasen mit einem wenigstens 50 Volumenprozent Sauerstoff enthaltenden Gas in einer geschlossenen kreisförmigen Anlage.

In Gebieten, in welchen geringe Mengen von Abwasser behandelt werden sollen, ist es erwünscht, geschlossene Anlagen zu verwenden, d.h. solche Anlagen, in welchen alle Bestandteile von einer einzigen äusseren Wandung umschlossen sind. Die Kosten für das Material und die Herstellung sind geringer bei verhältnismäßig kleinen geschlossenen Anlagen zum Be- -~

V handeln von Abwasser gegenüber Anlagen, welche getrennte Bestandteile enthalten. Darüber hinaus sind geschlossene Anlagen kompakt und brauchen eine geringere Oberfläche; solche Anlagen sind auch leichter zu entwerfen als nicht geschlossene Anlagen.

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Ungeachtet dessen, daß geschlossene Anlagen verhältnismäßig klein sind, müssen sie trotzdem die gewünschte Behandlung von Abwasser ermöglichen, d.h. die Abmessungen der Bestandteile müssen gut wirken. So müssen beispielsweise die Abschnitte für das Mischen oder die Begasung einen wirksamen Strömungsdurchfluss und eine wirksame Verteilung der Flüssigkeit gewährleisten; daa aus der Klärzone abgezogene Wasser muß einen geringen Gehalt an BOD feaben und der Schlamm muß leicht eingedickt werden können.

Es ist bekannt, kreisförmige Anlagen für verhältnismäßig geringe Mengen von Abwasser zu verwenden, wobei diese Form verschiedene Vorteile gegenüber anderen Formen wie z.B. rechtwinkligen Formen mit sich bringt. Kreisförmige Anlagen haben den geringsten Umfang im Verhältnis zu dem Querschnitt, der Materialaufwand für die Herstellung solcher geschlossener Anlagen ist klein und die Bestandteile können sehr wirksam angeordnet werden. Zusätzlich sind die Baukosten in manchen Fällen bei kreisförmigen Anlagen geringer als bei Anlagen anderer Form, wenn man sie z.B. aus Beton fertigt.

Es ist bekannt, eine biologische Behandlung in kleinen kreisförmigen Anlagen durchzuführen, weil solche Anlagen bei der Behandlung verschiedener Arten von Abwasser angewendet werden können, weil der Abfluß gut geregelt werden kann, und weil die Kapitalkosten verhältnismäßig niedrig sind. Das wesentliche Verfahren zur biologischen Behandlung in technischem

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Umfange beruht auf der Mitwirkung von aktiviertem Schlamm· Hierbei wird das Abwasser in einer Begasungszone mit einem sauerstoffenthaltenden Gas und dem aktivierten Schlamm gemischt« Dieser letztere besteht hauptsächlich aus aeroben Organismen, welche in Gegenwart von gelöstem Sauerstoff die biochemisch oxidierbaren organischen Bestandteile (BOD) absorbieren und assimilieren, und das organische Material in Formen überführen, die in der Klärzone leicht von dem gereinigten Wasser getrennt werden können. Unter normalen Bedingungen vermehren sich die Organismen schnell in der Begasungszone. Wenn die erforderliche Zeitdauer zur Umwandlung des BOD beendet ist, läßt man das flüssige Gemisch in einer Klärzone absitzen und dekantiert die abfließende gereinigte Flüssigkeit in eine Vorflut. Der Schlamm wird vom Boden der Klärzone abgezogen und ein Teil von ihm wird in die Begasungszone zurückgeführt, um sich biologisch mit dem frischen Abwasser umzusetzen.

Bis vor kurzem wurde atmosphärische Luft als die einzige Quelle für Sauerstoff in Anlagen mit aktiviertem Schlamm verwendet. Kürzlich ist dieses System sehr weitgehend verbessert worden, durch die Verwendung von Sauerstoff hoher Reinheit als das Oxidationsmittel in einer Reihe von geschlossenen rechtwinkligen Behältern, vorzugsweise mit einer stufenweisen Überführung des Gases und der Flüssigkeit von einem Behälter zu dem anderen. Derartige Verfahren sind in den USA-Patentschriften 3,547,813, 3,547,814 und 3,547 815

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beschrieben. Die mit Sauerstoff hoher Reinheit betriebenen Begasungssysteme bringen wesentliche Vorteile mit sich gegenüber Anlagen unter Verwendung von Luft, wie z.B. einen schnelleren biologisch Umsatz des zugeführten Abwassers und infolgedessen geringerer Abmessungen der Begasungsbehälter.

Das Verfahren des Klärens wird wesentlich beeinflusst von der Art der verwendeten Begasung. Kläranlagen bei den Verfahren mit aktiviertem Schlamm haben zwei Aufgaben: sie müssen einen Abfluss von Flüssigkeit mit einem geringen Gehalt von suspendierten Feststoffen gewährleisten, und sie müssen ferner eine Verdickung der abgesetzten Feststoffe gewährleisten unter Gewinnung eines Schlammes genügender Konzentration, um eine wirksame biologische Tätigkeit in der Begasungszone zu gewährleisten. Die Wirksamkeit der Kläranlagen zur Durchführung dieser zwei Aufgaben hängt in weitem Umfange ab von der physikalischen Art der Feststoffe in der aus der Begasungszone abgezogenen Flüssigkeit, und auch in dieser Beziehung bringt das Begasen mit Sauerstoff deutliche Vorteile mit sich gegenüber dem Begasen mit Luft· Bei dem letzteren Verfahren entstehen kleine, gebrechliche, verhältnismäßig schlecht ausgeflockte Teilchen von Feststoffen, die sich in der Kläranlage nicht gut absetzen. Darüber hinaus hat der abgesetzte Schlamm ein hohes spezifisches Volumen, 'das beispielsweise durch den Schlamm-Volumen-Index (SVI) gemessen wird, so daß wegen der schlechten Absetzfähigkeit und der schlechten Verdickbarkeit ein Klärgefäß zum Be-

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handeln von Schlamm, der bei dem Begasen mit Luft entstanden ist, verhältnismäßig groß sein muß, um genügend wirksam zu sein. Im Gegensatz hierzu entsteht bei dem Begasen mit Sauerstoff ein Schlamm mit einer besseren Absetzfähigkeit, d.h. einer höheren Äbsetzgeschwindigkext (geringes SVI) und einer besseren Entwässerungsfähigkeit.

Bei den Abmessungen von Klärgefäßen müssen die beiden Funktionen der Klärung und der Verdickung gesondert beobachtet werden, und es müssen solche Abmessungen gewählt werden, welche beiden Erfordernissen entsprechen. Es ist ferner notwendig, daß die Kläranlage keine stagnierenden Gebiete enthält, in welchen keine Durchströmung stattfindet. Das wird erreicht durch eine geometrische Form ohne scharfen Ecken oder ohne Gebiete, in welche der Flüssigkeitsstrom nicht gelangt, und durch eine gleichmäßige Durchströmung innerhalb der Kläranlage. Diese letztere Eigenschaft wird zwar im wesentlichen gewährleistet durch eine möglichst gleichförmige Verteilung der einströmenden Flüssigkeit über den ganzen Querschnitt der Kläranlage, es ist aber auch notwendig, die Strömung innerhalb des Gefäßes so zu halten, daß eine genügende Verweilzeit für das Absetzen gesichert ist. Es ist ferner erwünscht, die Strömung der Flüssigkeit in dem Klärgefäß so zu halten, daß sie in einen verhältnismäßig ruhigen Zustand gelangt und daß die Strömungsgeschwindigkeiten innerhalb der Hauptmasse gering sind.

Um die gesamte Fläche des Klärsystems wirksam auszunutzen, muß die Länge der Strömung wenigstens gleich sein, auch bei starkem Zufluß, mit der Länge, die für das Absetzen erforderlich ist. Wenn die Strömungslänge kürzer ist, dann findet eine Verteilung der Feststoffe nur über einem Teil der Fläche des Klärsystems statt. Unter diesen Umständen ist das Klärsystems zu groß und auch die gesamte Anlage ist größer als erforderlich. Wenn die Strecke für das Absetzen größer ist als die tatsächlich vorhandene Strecke für das Strömen der Flüssigkeit, so kann eine größere Menge von Feststoffen mit der aus dem Klärsystem abgezogenen Flüssigkeiten mitgerissen werden. Die bekannten geschlossenen kreisförmigen Anlagen zur Begasung mit Luft mit bogenförmigen Klärzonen benötigen es, daß diese Zone sich um den ganzen Umfang der äusseren Wandung erstreckt, d.h. um 360°, damit der Strömungsweg der Flüssigkeit wenigstens so groß ist, wie für das Absetzen erforderlich ist. Das heißt, daß beim Abkürzen des Klärbogens zu weniger als dem vollem Umfang die Länge des Absetzweges größer ist, als die tatsächliche Strömungslänge der Flüssigkeit, wodurch das Abtrennen der Feststoffe von der Flüssigkeit in dem Klärsystem verschlechtert wird. Das bedeutet, daß lediglich der mittlere Teil der geschlossenen kreisförmigen Anlage bei der Begasung mit Luft als Begasungszone verfügbar ist, und daß die Anlage entsprechend dem erforderlichen Volumen der Begasungszöne groß sein muß. Das Ergebnis ist eine verhältnismäßig große Anlage zur Bewältigung einer gegebenen Menge von Abwasser.

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Aufgabe der Erfindung sind ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung für das biologische Behandeln von Abwasser in einer geschlossenen kreisförmigen Anlage.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist eine geschlossene kreisförmige Anlage zum Behandeln verhältnismäßig geringer Mengen von Abwasser mit aktiviertem Schlamm und der Verwendung von Sauerstoff hoher Reinheit, die erheblich kompakter ist, als entsprechende rechtwinklige Anlagen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln von Abwasser durch Begasen mit einem wenigstens 50 Volumenprozent Sauerstoff enthaltenden Gas in einer geschlossenen kreisförmigen Anlage.

Es wurde unerwarteterweise gefunden, daß bei der Begasung von Abwasser mit Sauerstoff in einer geschlossenen kreisförmigen Anlage mit einer am Umfange angeordneten Klärzone die Bogenlänge der Klärzone bis auf 90° herabgesetzt werden kann, ohne daß die Länge des Absetzweges größer ist, als die Strömungslänge· Das bedeutet, daß die anderen, am Umfange liegenden Teile der Anlage für andere Zwecke verwendet werden können, z.B. zum Begasen, zum Ausfaulen des aktivierten Schlammes und zum Chlorieren der aus der Klärung abgezogenen Flüssigkeit. Um die gewünschte Behandlung des Abwassers mit gasförmigem Sauerstoff unter wirksamer Ausnutzung des im Vergleich zur Luft verhältnismäßig teuren Sauerstoffes zu erzielen, um den Gehalt des abfließenden Wassers an BOD herabzusetzen, und um einen aktivierten Schlamm mit den

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oben erwähnten guten Äbsetzeigenschaften zu erhalten, ist es erfindungsgemäß notwendig, wenigstens zwei getrennte Begasungszonen zu verwenden, wobei das an Sauerstoff verarmte Gas aus der ersten Begasungszone in die zweite Begasungszone übergeführt wird, und wobei die in der ersten Begasungszone oxidierte Flüssigkeit ebenfalls in die zweite Begasungszone übergeführt wird. Wenigstens eine der Begasungszonen ist angeordnet in einem bogenförmigen Teil der Anlage, die deswegen verfügbar ist, weil der bogenförmige Teil der Klärzone kürzer gehalten werden kann. Der hierbei gebrauchte Ausdruck "bogenförmiger Teil" bedeutet einen umschlossenen Teil der geschlossenen, kreisförmigen Anlage zur Behandlung von Abwasser, der aussen begrenzt ist durch die kreisförmige äussere Wandung des Behälters, innen begrenzt ist durch die kreisförmige innere Wandung, und an den Enden begrenzt ist durch radial verlaufende Teilwände, wobei die kreisförmigen inneren und äusseren Wände Bogenlängen von weniger als 360° haben.

Die Bogenlänge der Klärzone einer solchen Anlage kann bis herab zu 90° betragen, wobei immer hoch die tatsächliche Strömungslänge wenigstens so groß ist, wie die zum Absetzen erforderliche Länge. Theoretisch wäre es gewünschtenfalles möglieh, eine Klärzone mit einer Bogenlänge von 360° in einer geschlossenen kreisförmigen Anlage zur Behandlung von Abwasser vorzusehen, dabei einer solchen Bogenlänge die Länge des Absetzweges auf idealen Voraussetzungen beruht und immer noch geringer ist, als die ganze Längs des

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Strömungsweges. Indessen müsste bei einer solchen Bogenlänge in einer Anlage eines bestimmten Durchmessers der Abstand der äusseren Wandung in der Klärzone zu der inneren Wandung sehr gering gehalten werden, weil der Durchmesser der inneren Wandung vergrößert werden müsste, um Raum für wenigstens zwei Begasungszonen zu schaffen. Bei einer solchen engen Klärzone würden die hydraulischen Wirkungen durch den Einlaß und den Auslaß und die turbulenten Strömungen immer wichtiger werden und die Wirksamkeit der Klärung schädlich beeinflussen. Aus diesem Grunde sollte die Klärung eine Bogenlänge von nicht mehr als 330° haben, um einen genügenden Abstand der inneren Wandung von der äusseren Wandung zu ermöglichen, und um genügende hydraulische Bedingungen an der inneren Wandung zu schaffen, wo die oxidierte Flüssigkeit eingeführt wird, und an der äusseren Wandung, wo die geklärte Flüssigkeit abgezogen wird.

Bei der erfindungsgemäßen geschlossenen kreisförmigen Anlagen zur Behandlung von Abwasser wird die oxidierte Flüssigkeit aus der letzten Begasungszone zur gleichmäßigen Verteilung in den ersten bogenförmigen Teil des Zwischen-raumes zwischen dem Segment der inneren Wandung eingeführt. Das bedeutet, daß die oxidierte Flüssigkeit radial nach aussen von der inneren Wandung zu der äusseren Wandung strömt, wobei die tatsächliche Strömungslänge daher der radiale Abstand zwischen den Wandungen ist. Die letzte Begasungszone wird vorzugsweise innerhalb der inneren Umwandung angeordnet, da hierbei

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die erforderliche radiale Strömungsrichtung in dem zur Klärung dienenden bogenförmigen Teil am leichtesten gesichert ist. Das bedeutet, daß eine oder mehrere verengte Öffnungen in der inneren Wandung vorgesehen sein können _f um die gewünschte Strömung der oxidierten Flüssigkeit aus der letzten Begasungszone in den ersten bogenförmigen zur Klärung dienenden Teil des Zwischenraumes zu sichern»

Eine dritte radiale Teilwand Isasaa sich durch den Zwischenraum erstrecken, wobei die entgegengesetzten Kanten innerhalb des zweiten bogenförsiigen Teiles mit der inneren und der äusseren Wandung verbunden sind., so daß ein weiterer bogenförmiger Teil innerhalb des Zwischenraumes gebildet wird. Die zweite Begasungszone kann dann im zweiten bogenförmigen Teil angeordnet sein und von der ersten Begasungszone durch die dritte radiale Teilwand getrennt sein.

Die erfindungsgemäße geschlossene kreisförmige Anlage zur

Behandlung von Abwasser bringt erhebliche Vorteile mit sich gegenüber den kreisförmigen Anlagen, bei welchen gemäß

dem Stande der Technik Luft verwendet wirdo Beispielsweise beansprucht bei einem tägliche» Anfall von 3.500 bis

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4.000 m Abwasser eine erfindungsgemäße Anlage ηητ 4.7% der/ Fläche, die für eine entsprechende Anlage bei Verwendung von Luft zum Begasen erforderlich ist_e Die .erfindungsgemäße Anlage ist auch sehr viel kompakter als eine rechtwinklig® Anlage, bei welcher ebenfalls Sauerstoff siasn Belüften verwendet wird, zum Beispiel n&ch der "USA-Patentschrift* 3,5.47,815·

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Bei dem oben erwähnten Anfall von täglich 3.500 bis 4.OOO m Abwasser müsste bei einer gleichen Durchführung des Verfahrens die äussere Wandung einer rechtwinkligen Anlage eine Länge von etwa 85 m haben, während die äussere Wandung einererfindungsgemäßen Anlage nur eine Länge von 26,5 m haben müsste, was nur 31% bedeutet.

Die erfindungsgemäße Anlage zur Behandlung von Abwasser enthält eine kreisförmige äussere Wandung des Behälters, eine innere kreisförmigoWandung, die konzentrisch und im Abstand von der äusseren Wandung angeordnet ist und einen Innenraum und einen Zwischenraum zwischen der inneren und äusseren Wandung bildet. Das Verhältnis der Radien der inneren Wandung (R₁) und der äusseren Wandung (Ro) liegt zwischen 0,25 und 0,70. Eine erste radiale Teilwand erstreckt sich durch den Zwischenraum und ist mit ihren entgegengesetzten Kanten mit der inneren und äusseren Wandung verbunden. Eine zweite radiale Teilwand erstreckt sich ebenfalls durch den Zwischenraum und ist an ihren entgegengesetzten Kanten mit der inneren und der äusseren Wandung verbunden. Die zweite Teilwand ist im Abstand von der ersten radialen Teilwand angeordnet, so daß die beiden ein erstes bogenförmiges Abteil des Zwischenraumes bilden. Dieses ist begrenzt durch Segmente der inneren und äusseren Wandung mit Bogenlängen zwischen 90 und 330°. Ein zweites bogenförmiges Abteil bildet den Rest des Zwischenraumes.

Erste Vorrichtungen zum Mischen und Rezirkulieren der Flüssigkeit sind innerhalb der äusseren Wandung in einem Teil außerhalb des ersten bogenförmigen Anteils vorgesehen. Ein Deckel

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schließt diesen Teil über den ersten Vorrichtungen zum Mischen und Rezirkulieren, die eine erste Begasungszone bilden. Durch erste Leitungen wird gasförmiger Sauerstoff in die erste Begasungszone eingeführt, und zweite Leitungen führen Abwasser und aktivierten Schlamm in die erste Begasungszone ein.

Innerhalb der äusseren Wandung und außerhalb des ersten bogenförmigen Abteils sind zweite Vorrichtungen zum Mischen und Rezirkulieren der Flüssigkeit angeordnet. Ein zweiter Deckel schließt diesen zweiten Teil über den zweiten Vorrichtungen zum Mischen und Rezirkulieren und bildet damit eine zweite Begasungszone.

Die Leitungen zum Überführen des Gases aus der ersten in die zweite Begasungszone sind im Abstand von der ersten Einführung des gasförmigen Sauerstoffes angeordnet. Durch sie wird das an Sauerstoff verarmte Gas aus der ersten Begasungszone in die zweite Begasungszone geführt. Erste Leitungen sind ferner vorgesehen, um die oxidierte Flüssigkeit aus der ersten Begasungszone in die zweite Begasungszone überzuführen, wo sie mit dem sauerstoff enthaltenden Gas gemischt v/erden. Im Abstand von der ersten Gasleitung sind Entlüftungen vorgesehen, um das weiter an Sauerstoff verarmte Gas aus der zweiten Begasungszone abzulassen. Leitungen führendie zweite

oxidierte Flüssigkeit aus der zweiten Begasungszone ab. Mittel sind vorgesehen, um die oxidierte Flüssigkeit gleichmäßig in dem ersten bogenförmigen Abteil des Zwischenraumes

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um das Segment der inneren Y/and herum zu verteilen, so daß die Flüssigkeit radial durch dieses erste bogenförmige Abteil strömt. IJm den oberen Teil der äusseren Wandung des ersten bogenförmigen Abteils sind Tröge angeordnet, um das geklärte Wasser abzuziehen. Ferner sind Mittel vorgesehen zum Sammeln und Entfernen des aktivierten Schlammes aus dem Bodenteil des ersten bogenförmigen Abteils und zum Zurückführen wenigstens eines Teiles des Schlammes durch die zweite Leitung in die erste· Begasungszone.

Die Erfindung betrifft ferner ein verbessertes Verfahren zur Behandlung von Abwasser. In einer kreisförmigen Anlage, bei welcher zum Begasen Luft verwendet wird, kann die Länge der Klärung nicht unter 360° herabgesetzt werden, damit nicht die Länge des Absetzweges wesentlich größer ist, als die tatsächliche Strömungslänge der Flüssigkeit. Wenn aus einer solchen Anlage die oxidierte Flüssigkeit aus einem mittig angeordneten Klärgefaß zur radialen Strömung gegen die äussere Wandung abgezogen wird, so müsste die Verteilungsfläche sehr groß sein, da sie den gesamten Kreisumfang von 360° einnimmt, und die radiale Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit müsste sehr gering sein. Da aber die Absetzgeschwindigkeit von aktiviertem Schlamm, der bei der Begasung mit Luft anfällt, sehr gering ist, müsste die radiale Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit gegenüber der Einströmungsgeschwindigkeit sehr st-ark herabgesetzt werden, um ein gutes Absetzen zu erzielen. Bei den geometrischen Bedingungen

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einer üblichen Anlage ist das bei der Verwendung von Luft zum Begasen nicht möglich. Die Fläche, über welche die Flüssigkeit strömt, kann nur um ein geringes vergrößert werden, so daß die radiale Strömungsgeschwindigkeit nicht wesentlich herabgesetzt werden kann.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist der Raumbedarf für die Begasung nicht nur erheblich geringer als bei der Begasung mit Luft, dieser Raum ist auch in wenigstens zwei Zonen unterteilt. Das bedeutet, daß die mittig angeordnete kreisförmige letzte Begasungszone einen geringen Umfang hat und daß die oxidierte Flüssigkeit nur innerhalb eines kleinen begrenzten Gebietes in die bogenförmige Klärzone eintritt. Das örtlich begrenzte Verteilungsgebiet bringt hohe radiale Strömungsgeschwindigkeiten beim Einlaß an der inneren Wandung mit sich. Wegen des tatsächlichen langen radialen Strömungsweges der Flüssigkeit und wegen der höheren Absetzgeschwindigkeit des oxidierten Schlammes genügt die Vergrößerung der Fläche, über welche die Flüssigkeit strömt, um ein gutes Absitzen zu sichern. Die Länge des Absetzweges liegt also innerhalb des tatsächlichen radialen Strömungsweges, da die Flüssigkeit in dem Klärgefäß sich gut radial ausdehnen kann.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Abwasser durch Begasen mit einem wenigstens 50 Volumenprozent Sauerstoff enthaltenden Gas in Gegenwart von zurückgeführtem aktiviertem Schlamm zur biologischen Oxidation

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in wenigstens zwei überdeckten Begasungszonen, in welchen das zugeführte Sauerstoffenthaltende Gas, das Abwasser und der aktivierte Schlamm gemischt werden, und wobei eine der Flüssigkeiten gleichzeitig rezirkuliert wird, wobei das an Sauerstoff verarmte Gas und die teilweise oxidierte Flüssigkeit getrennt aus der ersten Begasungszone in eine zweite Begasungszone übergeführt werden, wo sie kontinuierlich gemischt und rezirkuliert werden, und wobei die aus der letzten Begasungszone abgezogene weiter oxidierte Flüssigkeit in einer Klärzone zu abfließendem Wasser und aktiviertem Schlamm getrennt wird, und wobei wenigstens ein Teil des Schlammes in die erste Begasungszone zurückgeführt wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß a) das zugeführte sauerstoffenthaltende Gas, das Abwasser und der zurückgeführte aktivierte Schlamm in einer bogenförmigen ersten Begasungszone gemischt werden; b) daß das an Sauerstoff teilweise verarmte Gas und die teilweise oxidierte Flüssigkeit in einer kreisförmigen letzten Begasungszone gemischt werden; c) daß die weiter oxidierte Flüssigkeit radial durch eine bogenförmige Klärzone mit einer Bogenlänge von 90 bis 330⁰C von einem inneren Einlaß zu einem äusseren Auslaß geführt werden, und zwar mit einem Verhältnis der radialen Geschwindigkeiten und der Strömungsgeschwindigkeiten, bei welchen der Wert ^v _E/V-r zwischen 0,1 und 0,5 liegt, wenn dieses Verhältnis nach der Formel:

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!ι _ I Q

-U _R

berechnet wird.

Hierbei haben die einzelnen Symbole die nachstehende Bedeutung:

V₁-, = radiale Strömungsgeschwindigkeit der

Flüssigkeit an dem Auslaß an dem äußeren Durchmesser;

Vj = radiale Strömungsgeschwindigkeit der

Flüssigkeit an dem Einlaß an dem inneren Durchmesser;

Q = Strömungsgeschwindigkeit der aus der Klärzone abgezogenen Flüssigkeit;

R = Strömungsgeschwindigkeit des zurückgeführten aktivierten Schlammes;

E₁ = Radius des kleineren Bogens, an welchem sich der Einlaß befindet;

R₂ = Radius des größeren Bogens, an welchem sich der Auslaß befindet.

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Die Erfindung ist durch die Zeichnungen erläutert, in welchen einige Ausführungsformen dargestellt sind.

Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Fließbild eines erfindungsgemäßen Systems zur Behandlung von Abwasser,

Fig. 2 eine isometrische Ansicht einer erfindungsgemäßen geschlossenen kreisförmigen Anlage zur Behandlung von Abwasser,

Fig. 3 eine Aufsicht auf eine Anlage ähnlich der nach Fig. mit einer ersten bogenförmigen Begasungszone, einer zweiten mittig angeordneten Begasungszone, einer bogenförmigen aeroben Ausfaulzone und einer bogenförmigen Klärung mit einer Bogenlänge von 190°,

Fig. 4 eine schematische Aufsicht auf eine Anlage nach Fig. 3, welche die Ströme der Flüssigkeiten und der Gase zeigt,

Fig. 5 eine Ansicht der Anlage nach Fig. 3 entlang des Schnittes A-A,

Fig. 6 eine weitere Ansicht der Anlage nach Fig. 3 im Schnitt entlang der Linie B-B,

Fig. 7 eine weitere Ansicht der Anlage nach Fig. 3 im Schnitt entlang der Linie C-C,

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Fig. 8 eine schematische Aufsicht auf eine andere ge- . schlossene kreisförmige Anlage zur Behandlung von Abwasser ähnlich der nach Fig. 4, aber mit einem bogenförmigen Klärgefäß mit einer Bogenlänge von 295°, wobei auch die Ströme der Flüssigkeit und des Gases gezeigt sind,

Fig. 9 eine weitere Aufsicht der geschlossenen kreisförmigen Anlage zur Behandlung von Abwasser mit drei bogenförmigen Begasungszonen, einer vierten mittig angeordneten Begasungszone und einem Klärgefäß mit einer Bogenlänge von 99 , wobei die Ströme der Flüssigkeit und des Gases dargestellt sind,

Fig. 10 in Aufsicht eine weitere geschlossene kreisförmige Anlage zur Behandlung von Abwasser mit zwei bogenförmigen Begasungszonen, einer bogenförmigen Chlorierzone, einer mittig angeordneten aeroben Ausfaulzone und einem Klärgefäß mit einer Bogenlänge von 222°,

Fig. 11 von der Seite die Anlage nach Fig. 10 im Schnitt entlang der Linie A-A,

Fig. 12 eine andere Ansicht der Anlage nach Fig. 10 im Schnitt entlang der Linie B-B, -

Fig. 13 noch eine andere Ansicht der Anlage nach Fig. 10 im Schnitt entlang der Linie C-C,

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Fig. 14 zeigt graphisch das Verhalten einer mit Luft begasten kreisförmigen Anlage, in welcher Abwasser mit einem Gehalt von 250 mg/1 BOD in einer Begasungszone mit einem Gesamtgehalt an suspendierten Feststoffen von 2200 mg/1 behandelt wird,

Fig. 15 zeigt graphisch das Verhalten einer kreisförmigen Anlage bei der Begasung mit Sauerstoff, in welcher Abwasser mit einem Gehalt von 250 mg/1 BOD und 5000 mg/1 an gesamten suspendierten Feststoffen behandelt wird,

Fig. 16 zeigt graphisch das Verhalten der Klärung in einer kreisförmigen, mit Luft begasten Anlage bei Verarbeitung von Abwasser mit 686 mg/1 BOD in einer Begasungszone mit einem Gesamtgehalt von 2200 mg/1 an gesamten suspendierten Feststoffen, und

Fig. 17 zeigt graphisch das Verhalten der Klärung in einer mit Sauerstoff begasten kreisförmigen Anlage bei der Behandlung von Abwasser mit einem Gehalt von 686 mg/1 BOD bei einem Gehalt von 6500 mg/1 an gesamten suspendierten Feststoffen.

Die Fig. 1 zeigt schematisch den Strömungsverlauf in einem System zur Behandlung von Abwasser unter Anwendung der vorliegenden Erfindung. Die Anlage enthält eine kreisförmige äussere Wandung 20 des Behälters und eine kreisförmige innere

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Wandung 21, die konzentrisch im Abstand von der äusseren Wandung verläuft. Beide bilden einen Innenraum 22 und einen Zwischenraum 23 zwischen der inneren und äusseren Wandung. Das Verhältnis der Radien der inneren Wandung R.. und der äusseren Wandung R₂ liegt zwischen 0,25 und 0,70. Abwasser wird durch die Leitung 24 in die erste Begasungszone 25 eingeführt, zurückgeführter Schlamm wird ebenfalls durch die Leitung 26 in diese Zone eingeführt, und ein Gas mit einem Sauerstoffgehalt von wenigstens 50 Volumprozent wird durch die Leitung 27 mit dem Regelventil 28 in die gleiche Zone eingeführt.

Die erste Begasungszone 25 ist bogenförmig und wird von dem Deckel 29 bedeckt. Mittel zum Mischen und Rezirkulieren der Flüssigkeit und des Gases sind in der ersten Begasungszone angeordnet. Sie bestehen aus einem rotierbaren Impeller 30 an der Oberfläche der Flüssigkeit, einem Propeller 31 unterhalb des Impellers, wobei eine gemeinsame Welle 32 den Impeller und den Propeller verbindet. Die Welle erstreckt sich durch den Deckel 29, und ein Antriebsmotor 33 bewirkt die Rotation der Welle 32. Ein Propeller 31 mischt kontinuierlich unter der Oberfläche Flüssigkeiten, während der Impeller 30 Flüssigkeit nach außen gegen das Gas versprüht und einen kontinuierlichen Umlauf der Flüssigkeit bewirkt. Wenn der äussere Behälter 20 flach ist, so kann der Impeller 30 beides bewirken und der untergetauchte Propeller 31 kann unnötig sein. Es können auch andere mechanische Mittel zum Mischen und zum Rezirkulieren verwendet werden, z.B. ein System mit einem untergetauchten Propeller, einem

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Gassprüher, und einer Pumpe zum Rezirkulieren von Gas, die mit dem Gasraum über der Flüssigkeit und unter dem Deckel verbunden ist. Nach der USA-Patentschrift 3,547,815 kann der Gassprüher am Ende einer hohlen senkrechten rotierbaren Welle angeordnet sein, wobei der Propeller an der gleichen Welle oberhalb der Sprühvorrichtung befestigt ist. Die Pumpe zum Rezirkulieren des Gases kann an dem Deckel befestigt sein, wobei ihre Einlaßseite mittels einer durch den Deckel führenden Leitung mit dem Gasraum verbunden ist. Die Auslaßseite der Pumpe ist mit dem oberen Ende der rotierbaren Welle verbunden, um das sauerstoffhaltige Gas durch den Sprüher zurück in die Flüssigkeit gelangen zu lassen.

Der Schlamm wird in die erste Begasungszone 25 in einer solchen Menge zurückgeführt, daß der gewünschte Gehalt an Gesamtfeststoff, z.B. 6000 mg/1 und an flüchtigen suspendierten Feststoffen, z.B. 4500 mg/1, aufrechterhalten wird. Breitere brauchbare Bereiche für diese Parameter sind 4000 - 8000 mg/1 MLSS und 3000 - 6000 mg/1 MLVSS. Das Verhältnis von Nahrungsstoff zur Biomasse kann innerhalb des Bereiches von 0,5 1,55 g BODg/täglich χ g MLVSS liegen, z.B. bei etw^ 0,68. Die Konzentration des zurückgeführten Schlammes (MLSS) liegt im Bereich zwischen 15,000 und 50,000 mg/1. Gasförmiger Sauerstoff wird in einer solchen Menge eingeführt, daß die Konzentration des in der Flüssigkeit gelösten Sauerstoffes (DO) bei 4-8 mg/1, beispielsweise bei 6 mg/1, liegt. Das Regelventil 28 für den Sauerstoff kann so eingestellt werden, daß

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es automatisch dem Dampfdruck des Sauerstoffs in dem Gasraum entspricht, der durch den Fühler 34 und die Übermittlung 35 gesteuert wird.

Die Flüssigkeit und das Gas in der ersten Begasungszone werden so lange wie gewünscht gemischt, z.B. während einer Verweilzeit von 45 Minuten. Die entstandene erste oxidierte Flüssigkeit wird durch die Öffnung 36 in der inneren Wandung 21 in die zweite Begasungszone 37 abgelassen. Gleichzeitig wird das an Sauerstoff verarmte Gas aus der ersten Begasungszone 25 durch die erste Leitung 38 in die zweite Zone 37 geführt. In dieser Zone werden das Gas und die Flüssigkeit erneut gemischt mittels des Propellers 39, des Impellers 40, der Welle 41 und des Motors 42. Die zweite Begasungszone 37 ist geschlossen durch den Deckel 43. Die Betriebsparameter können praktisch die gleichen sein,wie in der besprochenen ersten Begasungszone 25. Nach der gewünschten Verweilzeit für die Flüssigkeit, z.B. nach 45 Minuten, wird die zweite oxidierte Flüssigkeit aus der zweiten Zone 37 durch die Leitung 44 in die Klärzone 45 geführt. Diese hat eine innere Wandung 21, eine äussere Wandung 20 und erste und zweite radiale Trennwände, die nicht in Fig. 1 dargestellt sind. Das an Sauerstoff weiter verarmte Gas wird aus der zweiten Begasungszone 37 durch die Entlüftung 46 abgelassen. Es sei bemerkt, daß die Ablässe aus der ersten Begasungszone 25 und der zweiten Begasungszone 37 im Abstand von den Gaseinlässen zu diesen Zonen angeordnet sind, so daß das Gas nicht direkt von dem Einlaß zu dem Auslaß gelangen kann· .

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Die oxydierte Flüssigkeit, die in die Klärzone 45 eintritt, strömt radial durch diese Zone gegen die äußere Wandung 20. Die Peststoffe werden hierbei abgesetzt. Tröge 47 verlaufen entlang den Kanten der äußeren Wandung der Klärzone 45 und führen das geklärte Wasser daraus durch die Leitung 48 ab. Als Tröge 47 können beliebige Mittel zum Sammeln und zum Entfernen von geklärtem Wasser verwendet werden, z.B. die abgebildete offene Leitung oder eine eingetauchte durchlöcherte Leitung. Mittel sind vorgesehen, um den aktivierten Schlamm im Bodenteil des Klärgefäßes 45 zu sammeln und zu entfernen und ihn wenigstens teilweise in die erste Begasungszone 25 durch die Leitungen 26 zurückzuführen. Diese Mittel können Aufnahmeköpfe 49 sein, die in der Nähe des Bodens der Klärzone 45 angeordnet sind, zusammen mit senkrechten Leitungen 50, bei denen jeweils das untere Ende mit einem Aufnahmekopf für den Schlamm und das obere Ende mit einem Verteiler 51 verbunden sind. Eine Brücke 52 erstreckt sich über die Klärzone und trägt die Aufnahmeköpfe und die senkrechten Leitungen, Mechanische Antriebsmittel, die nicht dargestellt sind, sind vorgesehen, um die Brücke bogenförmig wiederholt über die Klärzone zwischen den zwei radialen Endstellungen zu führen. Nicht abgebildete Pumpen sind mit dem Verteiler 51 verbunden, um den Schlamm hineinzuziehen.

Gemäß der Fig. 2 ist die erste Begasungszone 25 ein Teil des zweiten bogenförmigen Abteils, das den Rest des Zwischenraumes außerhalb des ersten bogenförmigen, zum Klären dienenden Abteils 45 bildet. Diese erste Begasungszone 25 hat einen Deckel 29, welcher den Motor 33 trägt, durch den die Mittel zum mechanischen Mischen und Rezirkulieren angetrieben werden. Die zweite Begasungszone 37 befindet sich innerhalb der inneren Wandung 2i

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und ist geschlossen durch den Deckel 43, welcher den Motor 42 zum Antrieb der zweiten Mittel zum Mischen und Rezirkulieren trägt. Das erste bogenförmige, zum Klären dienende Abteil 45 ist nicht bedeckt. Die Brücke 52 zum Tragen der Aufnahmeköpfe und der senkrechten Leitungen ist dargestellt. Eine bogenförmige Abteilung 53 für die aerobe Ausfaulung schließt sich an die erste Begasungszone 25 an und ist von der Klärzone durch die erste radiale Teilwand 54 getrennt. Die erste Begasungszone 25 ist von der Klärzone 45 durch die zweite radiale Teilwand getrennt. Die beiden mit einem Deckel versehenen bogenförmigen Abteile, die erste Begasungszone 25 und die aerobe Ausfaulzone 53, sind voneinander getrennt durch eine dritte radiale Teilwand, die sich bis zum¹ Boden der Anlage zwischen der äußeren Wandung 20 und der inneren Wandung 21 erstreckt. Mittel zum Mischen und Rezirkulieren der Flüssigkeit sind vorgesehen in der aeroben Ausfaulzone 53, und werden durch den Motor 58 auf dem Deckel angetrieben.

Fig. 3 zeigt in Aufsicht eine Ausführungsform der Erfindung ähnlich derjenigen nach Fig. 2. Sie enthält eine bogenförmige erste Begasungszone 25, eine mittig angeordnete zweite Begasungszone 37, eine bogenförmige aerobe Ausfaulzone 53 und eine bogenförmige Klärzone 45 mit einer Bogenlänge von 190 . Ebenfalls enthält diese Ausführungsform eine bogenförmige Zone 6l für das Chlorieren. Abwasser wird in die erste Begasungszone 25 durch die Einlaßleitung 24, das Tor 62 und das Sieb 63 eingeführt. Sauerstoffhaltiges Frischgas wird eingeführt durch die oben angeordnete Leitung 27. Schlamm wird aus der Klärzone 45 zurückgeführt durch den kreisförmigen Trog 51, der um den äußeren Umfang der inneren Wandung 21 zwischen der ersten radialen Teil— wand 54 und der zweiten radialen Teilwand 56 verläuft. Ein ge—

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ringer Gasüberdruck wird unter dem Deckel der ersten Begasungs— zone aufrechterhalten, um ein Rückströmen von Gas zwischen den Begasungszonen 25 und 37 zu verhindern. Die erste und die zweite Begasungszone enthalten Druckablaßventile 64 und 65. Das schon beschriebene System zum mechanischen Mischen und Rezirkulieren der Flüssigkeit und des Gases ermöglicht es, daß in der ersten Begasungszone 25 Sauerstoff in das Flüssigkeitsgemisch eingebracht wird, wobei die Biomasse das BOD assimiliert und metabolisiert, und wobei Kohlendioxyd, Wasser und weitere Mikroorganismen entstehen. Sauerstoff wird verbraucht, und die Reinheit des Gases in dem Raum über dem Flüssigkeitsgemisch nimmt ab. Die teilweise oxydierte Flüssigkeit und das an Sauerstoff verarmte Gas werden in die zweite mittige Begasungszone 37 übergeführt, wo sie weiter gemischt und rezirkuliert werden. Das an Sauerstoff weiterhin verarmte Gas wird aus der zweiten Begasungszone 37 durch die Leitung 46 abgelassen. Die oxydierte Flüssigkeit strömt radial nach außen durch das Klärgefäß 45. Die Brücke zum Sammeln des Schlammes und der oben befindliche Verteiler 52 bewegen sich bogenförmig zwischen der ersten radialen Teilwand 54 und der zweiten radialen Teilwand 56. Das Luftgebläse 56 an dem Verteiler 51 ergibt die erforderliche Saugwirkung zum Hinaufziehen des Schlammes von dem Boden des Klärgefäßes und zu seinem Austragen in den Trog 51. Oer nicht zurückgeführte Schlamm wird mittels des Troges 51 in die aerobe Ausfaulzone 53 gebracht, die ebenfalls mit mechanischen Mitteln zum Mischen und Rezirkulieren versehen ist, die ähnlich denen in der ersten und in der zweiten Begasungszone sind. Diese Mittel zum Mischen und Rezirkulieren und der Antriebsmotor 58 können von Brücken 59 getragen werden, die sich auf einem bogenförmigen Wege kontinuierlich zwischen der zweiten radialen Teilwand 54 und der dritten radialen Teilwand 57 bewegen. Der

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aeroben Ausfaulzone kann gasförmiger Sauerstoff zugeführt werden von einer äußeren Quelle oder wenigstens zum Teil aus der zweiten Begasungszone. Das geklärte Wasser strömt über das Abflußwehr 67 in den Trog 68, der um den inneren Umfang der Klärzone 45 verläuft. Die Flüssigkeit strömt in die Chlorierungszone 6l zur Entwesung und wird dann durch die Leitung abgelassen.

Das Ausfaulen der Feststoffe wird durchgeführt in der Zone 53> wobei die überstehende Flüssigkeit gewünschtenfalls in die erste Begasungszone 25 durch das Tauchrohr 70 zurückgeführt wird. Abfallender Schlamm wird aus der Ausfaulzone 53 durch die Leitung 71 abgeführt.

Die Fig. 4 zeigt den Strömungsverlauf in der beschriebenen kreisförmigen Anlage zur Behandlung von Abwasser«, Das Wasser strömt nacheinander durch die erste Begasungszone 25» die zweite Begasungszone 37» zu der Klärzone 45 ? wo die oaydierte Flüssigkeit zu aktiviertem Schlamm und geklärtem Wasser getrennt wird. Das letztere wird gegebenenfalls in die Chlorierungszone 6l geführt und dann abgelassen. Ein Teil des aktivierten Schlammes wird in die erste Begasungszone 25 zurückgeführt, der Rest gelangt in die aerobe Ausfaulzone 53 zur weiteren Begasung. Die überstehende Flüssigkeit kann in die erste Begasungszone 25 mittels des Tauchrohres 70 zurückgeführt werden. Das Sauerstoffgas, welches in die erste Begasungszone 25 eintritt, wird dort teilweise verbraucht, das an Sauerstoff verarmte Gas wird durch die Leitung 38 in die zweite Begasungszone 37 gebracht, und das weiterhin an Sauerstoff verarmte Gas wird durch die Entlüftung 46 abgelassen.

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Fig. 5 ist eine Ansicht der Anlage nach Fig. 3 im Schnitt entlang der Linie A-A. Sie zeigt das Sammeln des aktivierten Schlammes und seine Entfernung mit mehr Einzelheiten. Eine Reihe von Aufnahmeköpfen 49a-d für den Schlamm verlaufen quer in Abständen voneinander über das erste zum Klären dienende bogenförmige Abteil 45. Sie sind in der Nähe des Bodens 72 angeordnet und werden getragen von hohlen Wellen 50a-d, durch welche der Schlamm in den oben befindlichen Trog 51 gefördert wird. Ein Luftgebläse 66 auf dem Deckel 43 der zweiten Begasungszone ist mittels der Leitungen 73 und 74 mit jeder der senkrechten Leitungen 75a-d verbunden, die mit den unteren Enden der Wellen 50a-d verbunden sind. Hierdurch wird die erforderliche Ansaugung zum Heraufziehen des Schlammes erzeugt. Der Motor 76 bewegt die Brücke mit der Anordnung zum Aufnehmen des Schlammes 52 bogenförmig um das Klärgefäß. Der oxydierte Schlamm strömt aus der zweiten Begasungszone 37 in die Klärzone 45 durch die Leitung 44, die mit der inneren Wandung 21 verbunden ist. Die letztere enthält senkrechte Vorsprünge 77, die sich vom Boden 72 aus erstrecken und in Abständen von jeder Seite der inneren Wandung 21 angeordnet sind und nach unten bis in die Nähe des Bodens 72 mit einem engen Zwischenraum verlaufen.

Fig. 6 ist eine Ansicht der Anlage nach Fig. 3 im Schnitt entlang der Linie B-B. Sie zeigt den Teil der inneren Wandung, durch welche die erste bogenförmige Begasungszone 25 und eine mittig angeordnete zweite Begasungszone 37 getrennt sind. Kreisförmige Öffnungen 38 in dem oberen Teil der inneren Wandung 41 erlauben einen beschränkten Strom von an Sauerstoff verarmten Gas aus der ersten in die zweite Begasungszone. Die schlitzförmige Öffnung 36 in dem unteren Teil der inneren Wandung gestattet einen beschränkten Durchstrom der ersten oxydierten

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Flüssigkeit aus der ersten in die zweite Zone. Waagerechte Schlitze 68 in Höhe der Flüssigkeitsoberfläche sind vorgesehen, um Schaum aus der ersten in die zweite Zone gelangen zu lassen.

Fig. 7 ist eine Seitenansicht der Anlage nach Fig. 3 im Schnitt entlang der Linie C-C. Sie zeigt die zweite radiale Teilwand 56» welche die erste bogenförmige Klärzone 45 von der Chlorierungs— zone 6l trennt. Bei dieser besonderen Ausführungsform ist der Flüssigkeitsstand in der Klärzone, der durch die höhere gestrichelte Linie wiedergegeben wird, über dem Flüssigkeitsstand in der Chlorierungszone 6l, der durch die niedrigere waagerechte gestrichelte Linie wiedergegeben wird. Das geklärte Wasser strömt über das Auslaßwehr 67 in den Trog 68 entlang dem Umfange des Klärgefäßes 45 und innerhalb der äußeren Wandung 20, und von da in die Chlorierzone 6l. Der Schlammtrog 51 ist gegen die äußere Seite der inneren Wandung 21 angeordnet. Die zweite oxydierte Flüssigkeit aus der zweiten Begasungszone 37 strömt um senkrechte Vorsprünge 77 vom Boden 72 des Klärgefäßes und innerhalb der inneren Wandung 21 in die Klärzone 45, wo sie radial nach außen strömt, wie oben beschrieben.

Die Fig. 8 zeigt schematisch eine andere geschlossene kreisförmige Anlage zur Behandlung von Abwasser, die sich dadurch von den beschriebenen Ausführungsformen unterscheidet, daß die erste Begasungszone 25 den ganzen zweiten bogenförmigen Abteil enthält, und daß das erste bogenförmige zum Klären dienende Abteil 45 den Rest des Zwischenraumes zwischen der äußeren Wandung 20 und der inneren Wandung 21 ausmacht. Diese Anordnung enthält keine weiteren Zonen außer der Begasungszone und der Klärzone. Die Bogenlänge der Klärzone kann etwa 295° betragen. Das Verhältnis des Querschnittes der Kl'drzone zn dem

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/ft Inhalt der Begasungszone kann bei etwa 0,192 liegen, und das Verhältnis der Radien der inneren Wandung R. zu der äußeren Wandung R„ kann bei etwa 0,382 liegen.

Fig. 9 zeigt schematisch eine Aufsieht auf eine noch weitere Ausführungsform einer geschlossenen kreisförmigen Anlage zur Behandlung von Abwasser. Diese Ausführungsform ist besonders geeignet zum Behandeln von Abwasser mit einem sehr hohen Gehalt an BOD. Vier Begasungszonen sind vorgesehen, die vorzugsweise so angeordnet sind, daß das Sauerstoff enthaltende Gas und das Abwasser stufenförmig im Gleichstrom durch diese vier Stufen laufen. Drei bogenförmige Begasungszonen, eine vierte mittig angeordnete Begasungszone, ein bogenförmiges Klärgefäß mit einer Bogenlänge von 99° und eine bogenförmige Zone für die aerobe Ausfaulung sind in der Anlage enthalten. Die erste bogenförmige Begasungszone 25 ist getrennt von der bogenförmigen Klärzone h5 durch eine erste radiale Teilwand 5k und von der zweiten bogenförmigen Begasungszone 37 durch eine dritte radiale Teilwand 57. Die zweite bogenförmige Begasungszone 37 und die dritte bogenförmige Begasungszone 78 sind durch eine vierte radiale Teilwand 79 getrennt. Die dritte bogenförmige Begasungs— zone 78 und die bogenförmige Zone 53 für die aerobe Ausfaulung sind durch eine fünfte radiale Teilwand 80 getrennt. Das entgegengesetzte Ende der Ausfaulzone 53 ist von der bogenförmigen Klärzone k5 durch eine zweite radiale Teilwand 56 getrennt. Die vierte Begasungszone 81 ist in der Mitte der Anlage innerhalb der inneren Wandung 21 angeordnet. Mit Ausnahme der bogenförmigen Klärzone h5 ist die gesamte Anlage durch einen Deckel geschlossen. Die Verbindungen zwischen den verschiedenen Zonen können denen gleich sein, die in den Fig. 6 und 7 dargestellt sind. Beispielsweise kann das Verhältnis der Querschnittsfläehe

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—1 des Klärteiles zu dem Volumen der Begasung bei etwa O,O3l6 ft liegen, und das Verhältnis der Radien der inneren Wandung R. und der äußeren Wandung R„ kann bei etwa 0,467 liegen.

Fig. iO zeigt von oben eine weitere Ausführungsform. Eine aerobe Ausfaulzone 53 ist in der Mitte innerhalb der inneren Wandung 21 angeordnet. Die erste Begasungszone 25 befindet sich in dem zweiten bogenförmigen Abteil und ist auf der einen Seite von der zweiten bogenförmigen Begasungszone 37 durch die dritte radiale Teilwand 85 und auf der anderen Seite von der radialen Chlorierungszone 6l durch die vierte radiale Teilwand 86 getrennt. Die zweite bogenförmige Begasungszone 37 ist von der ersten bogenförmigen Klärzone 45 durch die erste radiale Teilwand 54 getrennt. Die oxydierte Flüssigkeit gelangt aus der zweiten Begasungszone 37 in die Rinne 87, die um den äußeren Umfang der inneren Wandung 21 innerhalb der bogenförmigen Klärzone 45 verläuft. Durch überfließen gelangt sie gleichmäßig und kontinuierlich in die Klärzone, die sie radial durchströmt. Das geklärte abfließende Wasser strömt durch den Trog 68 in die Chlorierungszone 6i, die von der Klärzone durch die zweite radiale Teilwand 56 getrennt ist. Die abgesetzten Feststoffe in der Klärzone 45 werden an den äußeren Enden der Klärzone mittels eines an einer Brücke 52 befestigten Schabers in Tröge gebracht. Der Schaber läuft auf Schienen auf der inneren und der äußeren Wandung über der bogenförmigen Klärzone, und wird angetrieben durch umkehrbare Antriebsmittel 76, die an jedem Ende durch Stopvorrichtungen 88 gesteuert werden, so daß der Schaber in beiden Richtungen aktiv ist. Die Tröge sind gegen die innere Wandung 21 geneigt, und ein Teil des angesammelten Schlammes wird durch die Leitungen 89 mit Pumpen 90 in die erste bogenförmige Begasungszone 25 zurückgeführt. Der Rest

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des Sehlammes wird in die mittig angeordnete Zone 53 für das aerobe Ausfaulen zurückgeführt. Der Abfallschlamm wird aus dieser durch die Leitung 71 ausgetragen, die durch die zweite Begasungszone 37 verläuft.

Fig. 11 ist eine Seitenansicht der Anlage nach Fig. 10 im Schnitt entlang der Linie A-A. Sie zeigt die Anordnung der Brücke und der Schaber für den Schlamm. Der Schaber 91 erstreckt sich quer zwischen der äußeren Wandung 20 und der inneren Wandung 21 und ist waagerecht etwas oberhalb des Bodens 72 angeordnet. Er wird mittels der Arme 92 von der Brücke 52 getragen. Die Brücke 52 bewegt sich über der bogenförmigen Klärzone auf Rollen 93.

Fig. 12 ist eine andere Seitenansicht der Anlage nach Fig. 10 im Schnitt entlang der Linie B-B, Sie zeigt die Vorrichtung zur Rückführung des Schlammes. Die abgesetzten Feststoffe sammeln sich in dem Schlammtrog 95 am unteren Ende der ersten radialen Teilwand 54 an, und werden nach oben gezogen durch einen senkrechten Abschnitt der Leitung 89 mittels der Schlammpumpe 90. Der nicht zurückgeführte Anteil wird durch die Zweigleitung 96 zur aeroben Ausfaulung 53 gebracht, wo er weiterhin begast wird. Die waagerechte gestrichelte Linie zeigt den Flüssigkeitsstand in der zweiten Begasungszone 37.

Fig. 13 ist eine weitere Seitenansicht der Anlage nach Fig. im Schnitt entlang der Linie C-C. Sie zeigt die zweite Begasungszone mit den Vorrichtungen zum Mischen und Rezirkulieren und dem Ablassen des Schlammes. Die Leitung 71 erstreckt sich von der mittigen Zone 43 für das aerobe Ausfaulen durch die innere Wandung 2.1 und radial über den Boden 72 von der bogen-

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förmigen zweiten Begasungszone 37, gelangt von dort durch die äußere Wandung 20.

Die Fig. Ik bis 17 vergleichen die Längen der tatsächlichen Flüssigkeitsströmungen mit den Weglängen für das Absetzen bei Kläranlagen, bei denen das Abwasser mit Luft begast ist, und bei Kläranlagen, bei denen das Abwasser erfindungsgemäß mit Sauerstoff begast ist. Die Länge des Absetzweges wurde unter der Voraussetzung einer gleichmäßigen Verteilung der begasten Flüssigkeit über einen senkrechten Querschnitt einer Fläche benachbart der inneren Wandung bestimmt, ferner einergleichmäßigenradialenVerteilung der Strömungsgeschwindigkeiten nach den Fig. Ik bis 17. Die Kurve" A zeigt die Länge des Absetzweges, und die Kurve B zeigt die Länge des tatsächlichen Strömungsweges.

Fig. 14 zeigt das Verhalten einer Kläranlage, die mit Luft begast ist, wobei Abwasser mit 250 mg/l BOD und 2 200 mg/l gesamte suspendierte Feststoffe behandelt wurde. Fig. 15 zeigt das Verhalten einer Kläranlage einer in zwei Stufen mit Sauerstoff begasten Anlage bei Behandlung von Abwasser mit dem gleichen Gehalt an BOD, aber mit einem höheren Gehalt an gesamten suspendierten Feststoffen in der Begasungszone von 5 000 mg/l. Bei Vergleich dieser Kurven sieht man, daß in einer Anlage nach Fig. Ik, in welcher mit Luft begast wurde, die tatsächliche Länge des Strömungsweges der Flüssigkeit nur dann die Länge des Äbsetzweges erreicht, wenn das Klärgefäß eine Bogenlänge von 36O⁰ hat, und daß jede Abnahme der Bogenlänge des Klärgefäßes es verhindert, daß abfließendes Wasser mit einem geringen Gehalt an Feststoffen anfällt. Im deutlichen Gegensatz hierzu genügt bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eine Bogen-

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länge von nur 260 für das Klärgefäß, wobei die Länge der Gesamtströmung größer ist als die Absetzlänge, so daß eine wirksame Abtrennung der Feststoffe in dem Klärgefäß möglich ist.

Die Fig. 16 und 17 zeigen das Verhalten von Kläranlagen in kreisförmigen Anlagen, die entweder mit Luft oder Sauerstoff begast waren. In der mit Luft begasten Zone wurde ein Abwasser mit 686 mg/l BOD und einem Gesamtgehalt an suspendierten Feststoffen von 2 200 mg/l verwendet, während im Gegensatz dazu in den mit Sauerstoff begasten Zonen ein Abwasser mit einem Gehalt von 6 500 mg/l an gesamten suspendierten Feststoffen verwendet wurde.

Wie bei der Fig. 14 zeigt auch die Fig. l6, daß Abwasser mit einem höheren Gehalt an BOD in mit Luft begasten kreisförmigen Anlagen ebenfalls ein Klärgefäß mit einer Bogenlänge von 36O⁰ erfordert, d.h., daß die Länge des Absetzweges nach Kurve A oberhalb der tatsächlichen Strömungslänge nach Kurve B liegt, und zwar bei jeder Bogenlänge des Klärgefäßes. Die Fig. 17 zeigt, daß eine Bogenlänge des Klärgefäßes von 80° genügt, um eine wirksame Abtrennung der Feststoffe vom Wasser und einen gereinigten Abfluß zu erzielen. Es sei bemerkt, daß die kreisförmigen Anlagen, in welchen mit Luft begast wurde, nach den Fig. 14 und l6, nicht so flexibel sind, daß weitere Behandlungszonen wie die beschriebene aerobe Ausfaulzone und die Chlorierzone, eingebaut werden können, wie das bei Anlagen gemäß der Erfindung möglich ist.

Innerhalb des weiten Bereiches von 90 bis 330° für die Bogenlänge des Klärgefäßes ist es vorzuziehen, Klärgefäße mit Bogenlängen von 180 bis 300 zu verwenden, wenn Abwässer mit weniger

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als 300 mg/l verarbeitet werden sollen, und Klärgefäße mit Bogenlängen von 90 bis 240°, wenn Abwässer mit mehr als 300 mg/1 verarbeitet werden sollen. Es ist ferner vorzuziehen, Klärgefäße mit Bogenlängen von 180 bis 330 zu verwenden, wenn in der geschlossenen kreisförmigen Anlage gemäß der Erfindung eine Kontaktstabilisation ausgeführt werden soll, d.h. wenn in einer verhältnismäßig kleinen Belüftungsstufe mit einer kurzen Verweilzeit für die Flüssigkeit die überstehende Flüssigkeit entfernt wird, und die Feststoffe teilweise für eine weitere Belüftung konzentriert werden.

Die erwähnten bevorzugten Bereiche zeigen die allgemeine Tendenz für optimale Bogenlängen des Klärgefäßes, um das Verhältnis der Fläche der Begasungszone zu der Fläche der Klärzone zu vergrößern^ wobei eine größere Fläche der Begasungszone erforderlich ist, um Abwässer mit höheren Konzentrationen an BOD zu bearbeiten.

Die Tabelle I zeigt geeignete Verfahrensbedingungen für erfindungsgemäße geschlossene kreisförmige Anlagen mit einer Begasung durch Sauerstoff gemäß der Erfindung im Vergleich mit Anlagen bei einer Begasung mit Luft zur Behandlung von typischem städtischen Abwasser.

Tabelle I

System mit System mit

Sauerstoff Luft DOB-Gehalt der gemischten """"""" Flüssigkeit (mg/l) 4-8 1-2

Begasungszeit (Stunden) 1—3 3-8

Konzentration an MLSS (mg/l) 4000-8000 iOOO-3000 Konzentration an MLVSS (mg/l) 3000-6000 900-2600

■ . - 35 409842/0615

System mit System mit

. Sauerstoff Luft

kg BOD/täglich

kg MLVSS 0,5-1,55 0,25-0,80

Sehlammvolumindex

nach Mohlman (mg/l) 30-70 100-150

Konzentration des

zurückgeführten

Schlammes (mg/l) 15OOO-5OOOO 5OOO-15OOO

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung -wird das Verhältnis des Querschnittes der bogenförmigen Klärzone zu dem Inhalt der gesamten Belüftungszone dem BOD-Gehalt des Abwassers angepaßt. Für zu behandelndes Abwasser mit BOD-Konzentrationen von weniger als etwa 300 mg/l liegt das Verhältnis der bogenförmigen Klärzone zu der Belüftungszone vorzugsweise zwischen etwa 0,10 ft"¹ und 0,25 ft"¹ , während das

vergleichbare Verhältnis bei mit Luft belüfteten kreisförmigen Anlagen im Bereich von etwa 0,02 ft" bis

0,10 ft liegt. Für ein fließendes Abwasser mit BOD-Konzentrationen über 300 mg/l kann das Verhältnis der bogenförmigen Klärzone zu der Belüftungszone vorzugsweise zwischen etwa 0,05 und 0,11 (0,05 ft"¹ bis 0,11 ft"¹) liegen. Die vergleichbaren Verhältnisse für mit Luft belüftete kreisförmige Anlagen liegen in dem Bereich von etwa 0 bis 0,04 ft~ .

Im allgemeinen soll bei Abwässern mit geringen Verunreinigungen die bogenförmige Klärung vorzugsweise einen verhältnismäßig großen Anteil der gesamten Fläche der Anlage ausmachen, während bei Abwässern mit einem hohen Gehalt an Verunreinigungen die bogenförmige Klärung vorzugsweise einen verhältnismäßig kleineren Anteil der Gesamtfläche der Anlage ausmacht.

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Die Tabelle II vergleicht die Querschnittsflächen der Belüftungszone und die Flächen für die Klärung, die bei mit Luft begasten kreisförmigen Anlagen und mit Sauerstoff begasten kreisförmigen Anlagen benötigt werden bei bogenförmigen Klärteilen, alles beruhend auf einen Durchsatz von 1 χ 10 Gallonen je Tag Abwasser.

Tabelle II

Art der	BOD	MLSS	Belüftungsfläche	Klärfläche
Belüftung	(mg/1)	(mg/l)	(ft2)	(ft2)
Luft	200	2200	2943,6	1720,5
Luft	250	2200	3679,5	1720,5
Luft	686	2200	10100,0	1720,5
°2	200	5000	784,96	1410,25
°2	250	5000	981,2	1410,25
°2	25O	5500	981,2	1551,3
O0	686	65OO	2074,5	1667,7

Die Tabelle zeigt, daß in Systemen mit einer Begasung mit Sauerstoff ein erheblich geringeres Begasungsvolumen erforderlich ist als bei Belüftung mit Luft. In allen Fällen wurde die Flüssigkeit in einer Höhe von etwa 3,7 Metern bei typischen Arbeitsbedingungen gehalten. Beispielsweise beträgt bei einem Gehalt an BOD von 200 mg/l das Belüftungsvolumen eines typischen Systems mit Sauerstoff etwa 25 % des Volumens eines entsprechenden Systems mit Luft. Der Grund für diesen Unterschied ist in der Tabelle I gezeigt. Bei der Begasung mit Luft kann nur eine sehr geringe Konzentration von aktiven biologischen Feststoffen (MLVSS), typischerweise 900 bis 2600 mg/l, erhalten werden, und es müssen daher sehr große Behälter vorge-

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sehen sein, um lange Verweilzeiten zu erreichen, die notwendig sind für eine vernünftige Entfernung von BOD, In Systemen mit Sauerstoff mit höheren Gehalten an biologisch aktiven Peststoffen kann auch eine höhere biologische Assimilation aufrechterhalten werden, und man kann daher mit wesentlich kleineren Begasungskammern arbeiten.

Die Fähigkeit zum Behandeln von Abwasser mit einem Begasungssystem kann beschrieben werden als ein Betriebsbereich für das System, ausgedrückt in lbs. BOD applied/day/lOO ft·⁹ des Volumens der Begasungszone. Bei Begasung mit Luft wird typischerweise gearbeitet mit Werten von 30 bis 60 lbs. BOD/day/lOOO ft³, während bei Begasung mit Sauerstoff gearbeitet werden kann bei Werten von 60 bis 300 lbs. BOD/day/lOOO ft·⁵. Bei einer gegebenen Beladung mit BOD ist das System, in welchem mit Sauerstoff begast wird, im Umfang kleiner als ein entsprechendes System, in welchem mit Luft begast wird. Es ist schon oben bemerkt worden, daß das Verhältnis der Radien der inneren Wandung (R.) zu der äußeren Wandung (R₂) zwischen 0,25 und 0,70 liegt.

Wenn dieses Verhältnis R./R₂ über 0,70 liegt, so wird der Zwischenraum zu eng, um bogenförmige Begasungszonen mit gutem Mischen unterzubringen, d.h. die Zonen werden zu lang im Verhältnis zu ihrer Breite sein. Auch die bogenförmige Klärzone würde so eng sein, daß ungünstige Fließerscheinungen auftreten, wobei der tatsächliche Strömungsweg der Flüssigkeit bis zur äußeren Wandung zu kurz würde. Bei einer solchen Nähe des Einlasses und des Auslasses entstehen häufig Kanäle und Kurzschlüsse. Wenn das Verhältnis R./R« unter 0,25 liegt, so ist die mittige Zone sehr klein im Verhältnis zu der gesamten Fläche der Anlage. Die innere Wandung der bogenförmigen Klärzone ist

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im Umfang sehr kurz und die oxydierte Flüssigkeit wird nur örtlich verteilt, was zur Turbulenz mit den schädlichen Folgen für die Trennung der Feststoffe von der Flüssigkeit führt.

Ein bevorzugtes Verhältnis des Wertes für R /R₀ liegt zwischen 0,30 und 0,60.

Die Tabelle III enthält die geeigneten Abmessungen und Kapazitäten von geschlossenen kreisförmigen Anlagen, in welchen täglich zwischen 0,5 und 3»0 χ 10 gal/day von städtischem Abwasser mit 200 mg/l BOD verarbeitet wird.

Wie schon oben erörtert wurde, erfordert es das erfindungsge— mäße Verfahren, daß das Verhältnis V /V zwischen 0,1 und 0,5 liegt, wobei V„ die radiale Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit an dem äußeren größeren konzentrischen Durchmesser am Ausfluß bedeutet, und V₁ die radiale Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit an dem inneren kleineren Durchmesser des Einlasses bedeutet. Verhältnisse unter 0,1 erfordern zu hohe Werte für Vj, wodurch Feststoffe aus dem Schlamm im Klärgefäß abgetragen werden, eine Turbulenz erzeugt wird und eine nicht gleichmäßige Strömung bewirkt wird, welche das Trennen der Feststoffe von der Flüssigkeit hindert. Verhältnisse über 0,5 ergeben nicht die genügende Herabsetzung der Strömungsgeschwindigkeit in dem radialen Weg über das bogenförmige Klärgefäß, die notwendig ist, um die Feststoffe abzutrennen, bevor die Flüssigkeit die äußere Wandung erreicht. Beispielsweise sind bei Rückführung des Schlammes in einem Volumverhältnis von 0,3, so daß das Verhältnis R/Q = 0,3 ist, wobei R die Volumenmenge des aktivierten Schlammes bei der Rückführung ist, Q der aus der Klärzone abfließenden Flüssigkeit ist, die Werte V„/V_T für die Fig. 8 und 9 0,294 und 0,359.

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Tabelle III Dimensionen und Kapazitäten von /geschlossenen kreisförmigen Anlagen

nomineller tägl.

DurchflußI ^x> 0,5 MGD 0,75 MGD 1.0 MGD 1,5 MGD 2,0 MGD 2,5 MGD 3,0 MGD

Gesamtabmessungen,ft,In. α'²' 15'-4" 18'-8^w 2i'"-6^H 26'-4^w 3O'-4^W 34'-0^w 37'-4^M

_B(2) ^o'-O" 48'-10^M 56'-2" 68'-8" 79'-O^M 88'-4" 96'-8" _c(²) 43«_4» 53«-0^M 61'-0ⁿ 74'-4" 85»-8^M 95«_8^M 104'-8"

fiefe des Seitenwassers
fn allen Zonen - Pt. 12·-0" 12'-0" 12'-0ⁿ 12»-0" 12'-0^w 12'-0" 12'-O"

freibord in allen be-

JJ (leckten Zonen - Pt. 3'-O" 3 '-O" 3'-0" 3'-0" 3'-0" 3'-O" 3'-O"

ιό ßegasungszonen - Volum,

^ 6als. 32,500 49,100 65,100 98,200 130,200 163,000 196,400 ω

CR HLVSS Konzentration-mg/1 4,500 4,500 4,500 4,500 4,500 4,500 4,500

3i Verhältnis P/M (Nährstoffe/ '

Biomasse) 0,68 0,68 0,68 0,68 0,68 0,68 0,68

erforderlicher Sauerstoff-

lbs/täglich 730 1,095 i,460 2,190 2,920 3,650 4,380

Kraftbedarf für die erste

Zone - PS 5 7,5 10 15 20 25 30

Kraftbedarf für die zweite

Zone - PS 3 5 7,5 10 15 20 25

Volumen der Klärzone - GaIs. 75,000 112,500 150,000 225,000 300,000 375,000 450,000 κ)

Überflußgeschwindigkeit - ^ω

GPD/ft² 600 600 600 6θΟ 6θΟ 600 6θΟ ^

Geschwindigkeit des Wehres - CO

ο GPD/ft² 4,950 6,505 7,000 8,56θ 9,900 11,100 12,100 Ol

Tabelle III (Fortsetzung)

nomineller/tägl.

Durchfluß Vi; 0,5 MGD 0,75 MGD 1,0 MGD 1,5 MGD 2,0 MGD 2,5 MGD 3,0 MGD

Volumen der aeroben

Ausfaulzone - GaIs. 18,750 28,100 37,500 56,250 75,000 93,750 111,500

erforderliche Sauer-

stoffmenge - lbs/tägl. 250 375 500 750 1,000 1,250 1,500

Kraftbedarf für die

Belüftung - PS 3 5 7,5 10 15 20 25 ι

^φ (A) Durchmesser der mittigen zweiten Belüftungszone (R,)

σι (Β) Durchmesser der äußeren Wandung (2R₂) ohne aerobe Ausfaulzone (Fig. 8)

(C) Durchmesser der äußeren Wandung (2R₂) mit der aeroben Ausfaulzone (Fig. k)

(1) Maximale Zuflußmengen 2,5 mal größer als die nominalen täglichen Zuflußmengen; BOD ist 200 mg/l

(2) Bezogen auf 10" Dicke Betonwände für alle inneren Wandungen

Es sei zu dem erfindungsgemäßen Verfahren bemerkt, daß die
letzte Begasungszone die mittige kreisförmige Zone innerhalb der inneren Wandung ist. Diese Anordnung wird deshalb vorgenommen, damit die oxydierte Flüssigkeit aus dieser Zone leicht und gleichmäßig in die angrenzende bogenförmige Klärzone verteilt werden kann, während eine solche gleichmäßige Verteilung schwieriger ist, wenn die zweite Begasungszone sich in dem
zweiten bogenförmigen Abteil befindet. Im letzteren Falle sind eine Rinne oder ein Trog erforderlich, um die Flüssigkeit zu der Klärzone zu fördern, wobei in diesen ein Absetzen stattfinden kann. Diese Schwierigkeit tritt besonders dann auf, wenn die Strömungsgeschwindigkeiten der Flüssigkeit in den Leitungen niedrig sind, wie in den Gebieten, welche weit entfernt sind von den Einführungsgebieten der Flüssigkeit. Ein Absetzen in den Leitungen für die Flüssigkeit kann eine schlechte Verteilung in den Einlassen am inneren Durchmesser des Klärgefäßes zur Folge haben.

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Claims (15)

Patentansprüche b) eine innere Wandung des Behälters, die konzentrisch mit der äußeren Wandung ist, und einen inneren Raum und einen Zwischenraum zwischen der äußeren und der inneren Wandung bildet, wobei das Verhältnis der Radien der inneren Wandung (Bv) und der äußeren Wandung (R0) zwischen 0,25 und 0„70 liegt; c) eine erste radiale Teilwand durch den Zwischenraum, die an ihren entgegengesetzten Kanten mit der inneren und der äußeren Wandung verbunden ist; d) eine zweite radiale Teilwand durch den Zwischenraum, die an ihren entgegengesetzten Kanten mit der inneren und der äußeren Wandung verbunden ist, in einem derartigen Abstand von der ersten Teilwand, daß ein erstes bogenförmiges Abteil des Zwischenraumes gebildet wird, dessen Begrenzung die Segmente der inneren und der äußeren Wandung zwischen 90° und 330° ihres Umfanges sind, und daß der Rest des Zwischenraumes ein zweites bogenförmiges Abteil bildet; - 43 - 409842/0615 e) erste Vorrichtungen zum Mischen und Rezirkulieren der Flüssigkeit innerhalb der äußeren Wandung, aber außerhalb des ersten bogenförmigen Abteils, und einen ersten Deckel zum Bedecken der hierbei entstehenden ersten Begasungszone, welche die ersten Vorrichtungen zum Mischen und Rezirkulieren enthält; f) eine erste Leitung zum Einführen von gasförmigem Sauerstoff in die erste Begasungszone; g) eine zweite Leitung zum Einführen von Abwasser und aktiviertem Schlamm in die erste Begasungszone; h) zweite Vorrichtungen zum Mischen und Rezirkulieren der Flüssigkeit innerhalb der äußeren Wandung, aber außerhalb des ersten bogenförmigen Abteils, und einen zweiten Deckel zum Bedecken der hierbei entstehenden zweiten Begasungszone, welche die zweiten Vorrichtungen zum Mischen und Rezirkulieren enthält; i) eine in einem Abstand von der Leitung nach (f) angeordnete Leitung zum Überführen des an Sauerstoff veramten Gases aus der ersten in die zweite Begasungszone; j) eine Leitung zum Überführen der mit Sauerstoff begasten Flüssigkeit aus der ersten in die zweite Begasungszone zum Behandeln mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas; - 44 - 409842/0615 k) eine Entlüftung im Abstand von der Leitung nach (i) zum Ablassen von an Sauerstoff verarmtem Gas aus der zweiten Begasungszone;

1) eine Leitung zum Abziehen der mit Sauerstoff behandelten Flüssigkeit aus der zweiten Begasungszone;

m) Vorrichtungen zum gleichmäßigen Verteilen der mit Sauerstoff behandelten Flüssigkeit innerhalb des ersten bogenförmigen Abteils entlang dem Segment der inneren Wandung zum radialen Strömen durch das erste bogenförmige Abteil;

n) Tröge am oberen Rand der äußeren Wandung des ersten bogenförmigen Abteils zum Abziehen des geklärten Wassers;

o) Vorrichtungen zum Sammeln und Entfernen des aktivierten Schlammes vom Bodenteil des ersten bogenförmigen Abteils und zum Zurückführen wenigstens eines Teiles des Schlammes in die zweite Leitung nach (g).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Baum die zweite Begasungszone enthält·

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine dritte radiale Teilwand im Zwischenraum, die an ihren entgegengesetzten Kanten innerhalb des zweiten bogenförmigen Abteils mit der inneren und der äußeren Wandung verbunden ist.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Begasungszone sich innerhalb des zweiten bogenförmigen Abteils befindet und von der ersten Begasungszone durch die dritte Teilwand getrennt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine vierte radiale Teilwand im Abstand von und zwischen der ersten und dritten Teilwand, die an ihren entgegengesetzten Kanten innerhalb des zweiten bogenförmigen Abteils mit der inneren und der äußeren Wandung verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch dritte Vorrichtungen zum Mischen und Rezirkulieren der Flüssigkeit innerhalb der äußeren Wandung in einem dritten Teil des ersten bogenförmigen Abteils, durch einen dritten Deckel zum Bedecken der hierbei entstehenden dritten Begasungszone, welche die dritten Vorrichtungen zum Mischen und Rezirkulieren enthält, durch eine zweite, mit der Entlüftung nach (k) verbundene Leitung zum Überführen des an Sauerstoff verarmten Gases aus der zweiten in die dritte Begasungszone, eine zweite mit der Leitung nach (1) verbundene Leitung zum Einführen der zweiten mit Sauerstoff behandelten Flüssigkeit in die dritte Begasungszone, eine mit den Vorrichtungen nach (m) verbundene Leitung zum Abziehen der Flüssigkeit aus der dritten Begasungszone, und eine weitere Entlüftung im Abstand von der zweiten Gasleitung zum Abziehen des an Sauerstoff verarmten Gases aus der dritten Begasungszone.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch dritte Vorrichtungen zum Mischen und Rezirkulieren der Flüssigkeit innerhalb der äußeren Wandung und in einem dritten Teil außerhalb des ersten bogenförmigen Abteils, einen dritten Deckel über den dritten Vorrichtungen zum Mischen und Rezirkulieren auf diesem dritten Teil zum Ausfaulen des Schlammes, Leitungen zum Einführen von Sauerstoff in die Zone zum Ausfaulen des Schlammes, eine mit der Vorrichtung nach (o) verbundene Leitung zum überführen des nicht zurückgeführten Schlammes in die Zone zum Ausfaulen des Schlammes, Mittel zum Abziehen des ausgefault en Schlammes aus der Zone zum Ausfaulen des Schlammes, und eine weitere, im Abstand von der Einleitung für Sauerstoff angeordnete Entlüftung zum Ablassen des an Sauerstoff verarmten Gases aus der Zone zum Ausfaulen des Schlammes.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Radien der inneren Wandung (R-) und der äußeren Wandung (R₂) zwischen 0,30 und 0,60 liegt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durcb ein rotierbares Gebläserad (impeller) an der Oberfläche der Flüssigkeit, ein mit diesem an der gleichen Welle befestigten Flügelrad unterhalb der Oberfläche der Flüssigkeit, und einen mit der Welle verbundenen Antriebsmotor als Vorrichtungen zum Mischen und Rezirkulieren der Flüssigkeit in der ersten und der zweiten Begasungszone.

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10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Sammeln und Entfernen des aktivierten Schlammes aus mehreren Aufnahmeköpfen für den Schlamm besteht, die in der Nähe des Bodens im Abstand von der inneren und der äußeren Wandung innerhalb des ersten bogenförmigen Abteils angeordnet sind, aus mehreren Leitungen, die an ihren unteren Enden mit den Aufnahmeköpfen verbunden sind, und deren obere Enden mit der Leitung nach (g) verbunden sind, aus einer sich über den Zwischenraum erstreckenden Brücke zum Halten der Aufnahmeköpfe und der mit ihnen verbundenen Leitungen, aus einem mechanischen Antrieb zum bogenförmigen Bewegen der Brücke über dem ersten bogenförmigen Abteil zwischen der ersten und der zweiten radialen Teilwand, und aus mit diesem Verteiler verbundenen Pumpen zum Fördern des Schlammes·

11. Verfahren zum Behandeln von Abwasser mit einem wenigstens 50 Volumenprozent enthaltenden Gas in Gegenwart von zurückgeführtem aktiviertem Schlamm zur biologischen Oxydation in wenigstens zwei bedeckten Begasungszonen, in welchen das Sauerstoff enthaltende Gas, das Abwasser und der aktivierte Schlamm gemischt werden und eines der Medien gleichzeitig in eine erste Begasungszone zurückgeführt wird, wobei das an Sauerstoff verarmte Gas und die teilweise oxydierte Flüssigkeit getrennt aus der ersten Begasungszone in eine zweite Begasungszone übergeführt werden, wo sie kontinuierlich gemischt und rezirkuliert werden, und wobei die aus der letzten Begasungs-

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zone abgezogene weiter oxydierte Flüssigkeit in einer Klärzone zu abfließendem Wasser und aktiviertem Schlamm getrennt wird, und wobei wenigstens ein Teil des Schlammes in die erste Begasungszone zurückgeführt wird,dadurch gekennzeichnet, daß:

(a) das Sauerstoff enthaltende Frischgas, das Abwasser und der zurückgeführte aktive Schlamm in einer bogenförmigen ersten Begasungszone gemischt werden;

(b) das an Sauerstoff verarmte Gas und die teilweise oxydierte Flüssigkeit in einer kreisförmigen letzten Begasungszone gemischt werden;

(c) die weiter oxydierte Flüssigkeit radial durch eine bogenförmige Klärzone mit einer Bogenlänge zwischen 90 und 330° von einem Einlaß am inneren kleineren Durchmesser zu einem Auslaß am äußeren größeren Durchmesser geführt wird, und die radiale Strömungsgeschwindigkeit und die strömende Menge so gehalten werden, daß der Wert Vg/Vj zwischen 0,1 und 0,5 liegt, wenn dieses Verhältnis nach der Formel:

^vi

berechnet wird, wobei die einzelnen Symbole dieser Formel die nachstehenden Bedeutungen haben:

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V_n, = radiale Strömungsgeschwindigkeit der

Flüssigkeit an dem Auslaß an dem äußeren Durchmesser;

V- = radiale Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit an dem Einlaß an dem inneren Durchmesser;

Q — Strömungsgeschwindigkeit der aus der Klärzone abgezogenen Flüssigkeit;

R= Strömungsgeschwindigkeit des zurückgeführten aktivierten Schlammes;

R- = Radius der kleineren Bogens, an welchem sich der Einlaß befindet;

R„ = Radius des größeren Bogens, an welchem sich der Auslaß befindet.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abwasser verwendet wird, das weniger als 300 mg/1 enthält, und daß die bogenförmige Klärzone eine Bogenlänge zwischen 180 und. 300° hat.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abwasser verwendet wird, das mehr als 300 mg/1 enthält und daß die bogenförmige Klärzone eine Bogenlänge zwischen 90 und 240° hat.

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14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Vorrichtung gearbeitet wird, bei welcher das Volumenverhältnis der Klärzone zu der Begasungszone zwischen 0,10 und 0,25 liegt.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Vorrichtung gearbeitet wird, bei welcher das Volumenverhältnxs der Klärzone zu der Begasungszone zwischen 0,05 und 0,11 liegt.

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