DE2324678C3 - Vorrichtung zur biologischen Reinigung von Abwasser nach dem Belebtschla mmverf ahren - Google Patents

Description

50

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung tür biologischen Reinigung von Abwasser nach dem Belebtschlammverfahren, die aus einem in der Drauf- licht gesehen kreisförmigen Becken besteht, das durch eine Tauchwand in einen zenirisch gelegenen Belüflungsraum und einen diesen ringförmig umgebenden, im Längsschnitt gesehen dreiecksförmig ausgebildeten Nachklärraum aufgeteilt ist, sowie einem im Belüftungsraum angeordneten und mit einem kurz oberhalb Ίο der Beckensohle endenden Steigrohr ausgestatteten Hochleistungskreisel, wobei an das Steigrohr mehrere radial und waagerecht verlaufende Rohrleitungen angeschlossen sind, die höhenverstellbar im Bereich der Wasseroberfläche im Nachklärraum enden.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der DT-AS 13 635 bekannt und hat sich in der Praxis als Kompaktkläranlage gut bewährt. Von der Fachwelt werden derartige Vorrichtungen oft als Essener Becken bezeichnet

Die beschriebene Vorrichtung ist dabei in den meisten Fällen zusätzlich mit einem außerhalb des Beckens angeordneten Schlammfang ausgestattet, der durch eine Rohrleitung mit dem Steigrohr des Hochlcistungskreisels und durch eine andere Rohrleitung mit dem Belüftungsraum verbunden ist, wobei die in das Steigrohr mündende Rohrleitung im Bereich des Schlammianges nach oben umgebogen und mit einer im Bereich der Wasseroberfläche höhenverstellbaren Überlaufvorrichtung ausgestattet ist. Die beschriebene Zusatzeinrichtung dient dabei der geregelten Überschußschlammentnahme aus der Vorrichtung.

Der sich an der Wasseroberfläche des Nachklärrau- mes der Vorrichtung abscheidende Schwimmschlamm wurde bisher durch die bereits erwähnten an das Steigrohr des Hochleistungskreisels angeschlossenen, radial und waagerecht verlaufenden Rohrleitungen abgezogen, die höhenverstellbar im Bereich der Wasseroberfläche des Nachklärraumes enden. Der Schwimmschlamm sowie teilweise auch Schlamm aus der Filterschlammschicht im Nachklärraum gelangt dabei infolge des im Steigrohr herrschenden Unterdruckes in den Belüftungsraum zurück. Der Nachteil dieser Verfahrensweise ist also der, daß der Schwimmschlamm in der Vorrichtung bleibt und nur zwischen dem Belüftungs- und dem Nachklärraum umgewälzt wird. EJei verstärktem Schwimmschlammanfall war es aber bisher nicht möglich, kontinuierlich, automatisch oder manuell diesen Schwimmschlamm über eine geringe Menge hinaus aus der Vorrichtung zu entfernen. Ein starker Schwimmschlammanfall kann jedoch zu erheblichen Störungen beim Betrieb der Vorrichtung führen. Obwohl die Ablaufrinnen normalerweise mit Tauchwänden ausgerüstet sind, kann in diesem Falle Schwimmschlamm in den Ablauf gelangen. Außerdem ist der optische Eindruck nicht gut, wenn der Schwimmschlamm auf der Wasseroberfläche im Nachklärraum eine Schicht von mehreren Zentimetern Dicke bildet.

Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe ?ugrunde, die bekannte Vorrichtung so auszugestalten und zu verbessern, daß eine geregelte Entnahme von überschüssigem Schwimmschlamm aus dem Nachklärraiim möglich wird und gleichzeitig die Nachteile vermieden werden, die sich durch das Auftreten von überschüssigem Schwimmschlamm einstellen können.

Die gestellte Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zusätzlich zu den an das Steigrohr angeschlossenen und höhenverstellbar im Bereich der Wasseroberfläche im Nachklärraum endenden Rohrleitungen eine oder mehrere ebenfalls höhenverstellbar im Bereich der Wasseroberfläche des Nachklärraumes endende Rohrleitungen vorgesehen sind, die in einer außerhalb des kreisförmigen Beckens angeordneter Schacht münden, von dem eine gesonderte Rohrleitung zum Steigrohr zurückführt und der mit einer Pumpe versehen ist, wobei der Schacht so ausgebildet ist, da£ das durchgeleitete Abwasser genügend Aufenthaltszeil zur Abscheidung des Schwimmschlammes an der Was seroberfläche hat und daß zwischen den beiden Rohr leitungen keine Kurzschlußströniung entstehen kann.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung sieht also vor daß ein Teil des sich im Nachklärraum atisammelnder Schwimmschlammes nicht über das Steigt ohr direkt ir den Belüftungsraum zurückgesaugt wird, sondern übei eine oder mehrere zusätzlich vorgesehene Rohrleitun

gen in den außerhalb des Beckens angeordneten Schacht gelangt, wo der Schwimmschlamm an der Wasseroberfläche abgeschieden und danach abgepumpt wird. Da dieser Schacht durch eine weitere Rohrleitung ebenfalls mit dem Steigrohr verbunden ist, wird das vom Schwimmschiamm befreite Abwasser wieder in den Belüftungsraum der Vorrichtung zurückgesaugt, was wiederum zur Folge hat, daß neues, mit Schwimmschlamm beladenes Abwasser aus dem Nachklärraum in den außen liegenden Schacht nachfließen kann. Die Zahl der Rohrleitungen, die vom Nachklärraum zum Schacht führen, kann natürlich den gegebenen Verhältnissen, d. h. der Menge des zu entfernenden Schwimmschlammes, angepaßt werden. Selbstverständlich können in diesen Rohrleitungen Absperrorga- ne vorgesesehen sein, so daß der Flüssigkeitskreislauf zwischen dem Becken und dem Schacht bei Bedarf unterbrochen und damit die Schwimmschlammentnahme gestoppt werden kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung nach der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, die nachstehend näher erläutert wird. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt entlang der Linie E-F in F i g. 2,

F i g. 2 die Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 3 einen Längsschnitt entlang der Linie A-B in F i g. 2, wobei jedoch nur die rechte Hälfte dargtstellt ist, und

Fig. 4 einen Längsschnitt entlang der Linie C-D in F i g. 2, wobei ebenfalls nur die rechte Hälfte dargestellt ist.

Bei der in F i g. 1 im Längsschnitt dargestellten Vorrichtung handelt es sich um ein sogenanntes Essener Becken mit au3enliegendem Schlammfang. Die Vorrichtung besteht aus dem in der Draufsicht gesehen kreisförmigen Becken 1, das durch die Tauchwand 2 in den Belüftungsraiim 3 und den Nachklärraum 4 aufgeteilt ist. Im Zentrum des Belüftungsraumes 3 ist der Hochleistungskreisel 5 mit dem Steigrohr 6 angeordnet. Der Hochleistungskreisel 5 wird dabei von dem auf einer Betriebsbrücke 7 montierten Elektromotor 8 über ein Getriebe angetrieben. Das Steigrohr 6 ist auf der Abstützung 9 montiert.

Durch die Rotation des Hochleistungskreisels wird das Abwasser in Form eines Parabelbogens zentralsymmetrisch über die Wasseroberfläche 10 geschleudert, worauf es im Becken in einer schraubenlinienför- migen Bewegung wieder nach unten gelangt und von dort in das Steigrohr zurückfließen kann. Der im Steigrohr vom Hochleistungskreisel erzeugte Unterdruckoder injektoreffekt bewirkt schließlich, daß das Abwasser wieder in den Rotationsbereich des Hochleistungskreiseis .zurückgelangt und erneut über die Wasseroberfläche geschleudert wird. Durch diese Umwälzbewegung des Abwassers wird verhindert, daß sich der bei der Belüftung gebildete Belebtschlamm auf der Beckensohle absetzt. Das bei der Belüftung gebildete Belebtschlamm-Abwassergemisch dringt, wie der ('feil zeigt, durch den ringförmigen Spalt 11 von unten in den Nachklärraum 4 ein, wobei sich die Strömungsgeschwindigkeit des Abwassers nach oben wegen der konischen Erweiterung des Nachklärraumes ständig verringen, so daß eine Schlammsedimentierung eintreten kann. Es bildet sich im Nachklärraum eine Filterschlammschicht von ausreichender Dicke aus, aus der nach oben das gerinigte Abwasser klar austreten soll und dann in die Ablaufrinne 12 gelangt. Gleichzeitig sinken die koagulierten größeren Flocken der Filterschlammschicht entgegen der Wasserbewegung wieder nach unten und gelangen durch den ringförmigen Spalt 11 zurück in den Belüftungsraum, wo sie erneut in den Kreislauf des Belebtschlamm-Abwassergemisches einbezogen werden.

An das Steigrohr 6 sind mehrere, radial und waagerecht verlaufende Rohrleitungen 18 angeschlossen, die vermittels der Überlaufvorrichtungen 19 höhenverstellbar im Bereich der Wasseroberfläche im Nachklärraum 4 enden. In diesen Rohrleitungen entsteht dabei infoige der aufwärts gerichteten Bewegung des Wassers im Steigrohr ein Sog, durch die der bei mineralisierender oder stabilisierender Fahrweise des Belüftungsbeckens gebildete Schwimmschlamm über die Überlaufvorrichtung 19 zum Teil von der Wasseroberfläche im Nachklärraum abgesaugt wird. Die normalerweise mehrere Rohrleitungen 18 — beispielsweise drei — vorgesehen sind, können diese gleichzeitig auch als Stützelemente zur Erhöhung der Standfestigkeit des Steigrohres dienen.

Weiterhin ist bei der dargestellten Vorrichtung außerhalb des Beckens 1 ein Schlammfang 13 vorgesehen, der durch die Rohrleitung 14 mit dem Steigrohr 6 und durch die Rohrleitung 15 mit dem Belüftungsraum 3 verbunden ist. Die Rohrleitung 14 ist im Bereich des Schlammfanges nach oben umgebogen und mit einer im Bereich der Wasseroberfläche höhenverstellbaren Überlaufvorrichtung 16 versehen.

Die Wirkungsweise des Schlammfanges ist dabei folgende: Infolge der aufwärts gerichteten Bewegung des Abwassers im Steigrohr 6 entsteht in der Rohrleitung 14 eine Saugwirkung, die ausreicht, um über die Überlaufvorrichtung 16 einen regelbaren schlammfreien Wasserstrom von der Wasseroberfläche im Schlammfang 13 abzuziehen. Die Größe des Abwasserstromes kann dabei durch Höhenverstellung der Überlaufvorrichtung einreguliert werden. Der durch die Rohrleitung 14 abgezogene Wasserstrom gelangt über das Steigrohr 6 zurück in den Belüftungsraum 3. Da Belüftungsraum und Schlammfang durch die Rohrleitung 15 kommunizierend miteinander verbunden sind, wird gleichzeitig eine gleichgroße Menge Belebtschlamm-Abwassergemisch durch den Spalt 11 über die Rohrleitung 15 in den Schlammfang 13 gedrückt. Der mitgeführte Belebtschlamm setzt sich dabei am Boden des Schlammfanges ab und kann in größeren Zeitabständen — etwa alle 3 bis 6 Tage — als Überschußschlamm abgezogen werden, während das beim Absetzen und Eindicken des Schlammes freiwerdende Wasser nach oben steigt. Zwischen dem Schlammfang und dem Belüftungsraum besteht also ein Flüssigkeitskreislauf, dessen Größe durch die Höhenverstellung der Überlaufvorrichtung 16 geregelt wird. Damit kann jedoch auch die Überschußschlammentnahme aus dem Belüftungsraum auf den gewünschten Wert eingestellt werden. Selbstverständlich kann der Flüssigkeitskreislauf durch die in den Rohrleitungen 14 und 15 angeordneten Absperrschieber 17 und 20 auch ganz unterbrochen werden.

Das Bezugszeichen 21 markiert schließlich den Abwasserzulauf, der über die Rohrleitung 22 in den Belüftungsraum 3 erfolgt.

Während die vorstehenden Ausführungen zu F i g. 1 im wesentlichen dazu dienten, die allgemeine Wirkungsweise einer Vorrichtung vom Tvd des Essener

Beckens zu erläutern, soll die erfindungsgemäße Verbesserung an Hand der F i g. 2 bis 4 abgehandelt werden.

Aus der Draufsicht auf F i g. 2 erkennt man, daß neben dem Schlammfang 13 ein Schacht 23 angeordnet ist, wobei beide zusammen als Kombinationsbauwerk ausgeführt sind und eine bauliche Einheit bilden, bei der beide Teile nur durch die Trennwand 24 voneinander getrennt sind. In der Trennwand 24 ist ein Absperrschieber 25 vorgesehen, so daß im Bedarfsfalle zwisehen beiden Räumen ein Flüssigkeitsaustausch stattfinden kann. Der Schacht 23 ist durch die Rohrleitung 26 mit dem Nachklärraum 4 des Beckens 1 verbunden, während eine weitere Rohrleitung 27 vom Schacht 23 zum Steigrohr 6 führt. Man erkennt aus der Draufsicht, daß im Schacht 23 vor der Mündung der Rohrleitung 26 ein höhenverstellbares Überlaufwehr 28 vorgesehen ist. Weiterhin sieht man, daß die Mündung der Rohrleitung 27 von einem gesonderten Abzugsschacht 29 umgeben ist. Schließlich erkennt man im Schacht 23 die Pumpe 30 mit dem dazugehörigen Abzugsrohr 31. Die Pfeile an den Rohrleitungen markieren die jeweilige Strömungsrichtung. Im vorliegenden Falle sind, wie die Draufsicht erkennen läßt, zwei Schwimmschlammabzüge zum Steigrohr 6 über die Rohrleitungen 18 und nur ein Schwimmschlammabzug zum Schacht 23 über die Rohrleitung 26 vorgesehen.

Die weiteren Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich besser aus den Längsschnitten in den F i g. 3 und 4 erkennen.

Die F i g. 3, die den Längsschnitt entlang der Linie A-B in Fig. 2 darstellt, läßt ebenfalls den Schacht 23 erkennen, der durch die Rohrleitung 26 mit dem Nachklärraum 4 des Beckens 1 verbunden ist. Man sieht aus der Abbildung, daß die Rohrleitung 26 im Bereich der Wasseroberfläche des Nachklärraumes mit einer höhenverstellbaren Überlaufvorrichtung 32 und dem Absperrorgan 33 versehen ist. Außerdem erkennt man die Anordnung des höhenverstellbaren Überlaufwehres 28 vor der Mündung der Rohrleitung 26. Die Pumpe 30 mit dem dazugehörigen Abzugsrohr 31 befindet sich auf der Sohle des Schachtes 23.

Der in Fig.4 dargestellte Längsschnitt entlang der Linie C-D in F i g. 2 läßt die Rohrleitung 27 erkennen, die vom Schacht 23 zum Steigrohr 6 zurückführt. Die Mündung der Rohrleitung ist mit dem Absperrorgan 34 ausgestattet und von dem Abzugsschacht 29 umgeben, der einen Teil des Schachtes 23 abtrennt. Sind die Absperrorgane 33 und 34 geöffnet, so wird über die höhenverstellbare Überlaufvorrichtung 32 Schwimmschlamm von der Wasseroberfläche im Nachklärraum 4 abgesaugt und über die Rohrleitung 26 in den Schacht 23 abgezogen. Die abgesaugte Abwasser-Schlammenge wird dabei so im Hinblick auf Größe des Schachtes 23 eingestellt, daß der Schwimmschlamm dort ausreichend Gelegenheit hat, zur Wasseroberfläche aufzusteigen und über das höhenverstellbare Überlaufrohr 28 abzufließen. Der abfließende Schwimmschlamm gelangt damit in den äußeren Teil des Schachtes 23 und damit in den Wirkungsbereich der Pumpe 30, von der er über das Abzugsrohr 31 aus dem Schacht entfernt werden kann. Gleichzeitig fließt das vom Schwimmschlamm befreite Abwasser von der Seite in den Abzugsschacht 29, von wo es durch die Rohrleitung 27 zum Steigrohr 6 gesaugt wird und so in den Belüftungsraum 3 zurückgelangt. Das aus dem Belüftungsraum in den Nachklärraum aufsteigende Abwasser verdrängt dann, wie bereits festgestellt wurde, wiederum eine entsprechend große Wassermenge durch die Rohrleitung 26 in den Schacht 23. Reicht der im Steigrohr 6 erzeugte Unterdruck nicht aus, um den gewünschten Flüssigkeitskreislauf zwischen dem Becken 1 und dem Schacht 23 aufrechtzuerhalten, so kann dieser Vorgang durch eine im Kreislaufsystem installierte Pumpe unterstützt werden. Eine solche Pumpe muß natürlich auch vorgesehen werden, wenn das Steigrohr ganz weg- bzw. ausfällt.

Die in den Abbildungen dargestellte Vorrichtung, bei der der Schlammfang 13 und der Schacht 23 zu einem Kombinationsbauwerk vereinigt sind, hat außerdem den Vorteil, daß ein gesonderter Pumpenschacht mit Pumpe für die Überschußschlammentnahme aus dem Schlammfang entfallen kann. Der Überschußschlamm kann vielmehr, wenn der Absperrschieber 25 geöffnet wird, aus dem Schlammfang 13 in den Schacht 23 gelangen und von dort ebenso wie der Schwimmschlamm durch die Pumpe 30 abgepumpt werden.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist nicht nur für solche Essener Becken anwendbar, die —wie im Falle der vorliegenden Abbildungen - einen außenliegenden Schlammfang 13 aufweisen. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann vielmehr auch dann angewandt werden, wenn kein außenliegender Schlammfang vorhanden ist. In diesem Falle muß der Schacht 23 natürlich als Einzelbauwerk ausgeführt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   5. Vorrichtung zur biologischen Reinigung von Abwasser nach dem Belebtschlammverfahren, bestehend aus einem in der Draufsicht gesehen kreisförmigen Becken, das durch eine Tauchwand in einen zentrisch gelegenen Belüftungsraum und einen diesen ringförmig umgebenden, im Längsschnitt gesehen dreiecksförmig ausgebildeten Nach- klärraum aufgeteilt ist, sowie einem im Belüftungsraum angeordneten und mit einem kurz oberhalb der Beckensohle endenden Steigrohr ausgestatteten Hochleistungskreisel, wobei an das Steigrohr mehrere radial und waagerecht verlaufende Rohrleitun- >s gen angeschlossen sind, die höhenverstellbar im Bereich der Wasseroberfläche im Nachklärraum enden, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den an das Steigrohr (6) angeschlossenen und höhenverstellbar im Bereich der Wasserober- fläche im Nachklärraum (4) endenden Rohrleitun gen (18) eine oder mehrere ebenfalls höhenverstellbar im Bereich der Wasseroberfläche des Nachklär- raumes (4) endende Rohrleitungen (26) vorgesehen sind, die in einen außerhalb des kreisförmigen Bekkens (I) angeordneten Schacht (23) münden, von dem eine gesonderte Rohrleitung (27) zum Steigrohr (6) zurückführt und der mit einer Pumpe (30) versehen ist, wobei der Schacht (23) so ausgebildet ist, daß das durchgeleitete Abwasser genügend Aufenthaltszeit zur Abscheidung des Sehwimnischlammes an der Wasseroberfläche hat und daß zwischen den beiden Rohrleitungen (26; 27) keine Kurzschlußströmung entstehen kann.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schacht (23) vor der Mündung der im Bereich der Wasseroberfläche des Nachklärraumes (4) endenden Rohrleitung (26) mit einem höhenverstellbaren Überlaufwehr (28) versehen ist und daß die Mündung der mit dem Steigrohr (6) verbundenen Rohrleitung (27) von einem gesonderten Abzugsschacht (29) umgeben ist.
3. 3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schacht (23) mit einem Schlammfang (13) zu einem Bauwerk vereinigt ist, wobei beide über einen Absperrschicbor (25) miteinander in Verbindung stehen.