DE2352917B2 - Einrichtung zur Umwälzung und Belüftung von Abwasser in einem hochbelasteten Belebungsbecken und Verfahren zur Reinigung von Abwasser unter Verwendung einer derartigen Einrichtung - Google Patents

Einrichtung zur Umwälzung und Belüftung von Abwasser in einem hochbelasteten Belebungsbecken und Verfahren zur Reinigung von Abwasser unter Verwendung einer derartigen Einrichtung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Umwälzung und Belüftung von Abwasser in einem hochbelasteten Belebungsbecken mit mindestens einer Umwälzvorrichtung mit einer Umlaufleitung, in die zur Umwälzung von Wasser und Schlamm aus dem Belebungsbecken eine Pumpe eingeschaltet ist, welche saugseitig mit dem Belebungsbecken und druckseitig mit einem Injektor, mittels dessen Luft in das Wasser eingeführt wird, verbunden ist, und wobei die Ausströmöffnung der Umlaufleitung derart gerichtet ist, daß in dem Belebungsbecken eine Umwälzströmung zur Saugöffnung der Pumpe erzeugt wird.
Es ist eine derartige Einrichtung zur biologischen Reinigung von Abwasser mit einem kreisförmigen Becken durch die DE-AS 15 84 330 bekannt. Das Becken weist einen mit einer un Bereich der Wasseroberfläche angeordneten Abzugsrinne versehenen Nachklärraum und einen mit einer Abwasserzuführung und einer Luftzuführung versehenen Belebungsraum auf, an dessen unterster Stelle eine Umlaufrohrleitung angeschlossen ist, die in den Belebungsraum von oben einmündet und in deren aufsteigendem Rohrteil eine Umwälzpumpe eingeschaltet ist.
Hierbei hat der von dem Belebungsraum ringförmig umschlossene, im Becken mittig angeordnete Nachklärraum in seinem unteren Teil einen nach unten offenen, konusförmig ausgebildeten Boden, dessen öffnung mit Abstand einen Ringspalt zum Belebungsraum freilassend, über dem in Beckenmitte mit einer konusförmig ausgebildeten Vertiefung versehenen Boden des Belebungsraumes angeordnet ist.
Ferner ist die Umlaufrohrleitung, im Grundriß gesehen, exzentrisch zur Beckenmitte an die konusförmig ausgebildete Vertiefung angeschlossen und über eine oder mehrere nach unten gerichtete Rohrleitungen tangential in die Kreisslrömung in den ringförmigen Belebungsraum unterhalb der Wasseroberfläche eingeführt, und es sind in den von oben in den Belebungsraum einmündenden Rohrleitungen der Umlaufrohrleitung oberhalb der Wasseroberfläche in an sich bekannter Weise mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Luftansaugöffnungen vorgesehen. Durch die nach unten gerichteten Rohrleitungen wird bei der bekannten Vorrichtung zwar eine Umlaufströmung erzeugt, die
eingetragene Luft wird jedoch nur unvollständig ausgenutzt, da sie unter anderem auf relativ kurzem Wege wieder zur Oberfläche entweicht.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei Wahrung des Energieaufwandes der Sauerstoffeintrag verbessert bzw. bei Wahrung des Sauerstoffeintrages der Energieaufwand vermindert wird.
Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß dem Injektor eine im Beckenbodenbereich verlaufende Rohrleitung nachgeschaltet ist, deren Länge wenigstens ein Drittel des Beckenumfanges bei Rundbecken oder drei Viertel der Beckenlänge bei Rechteckbecken beträgt und daß auf der Oberseite der Rohrleitung in Längsrichtung verteilt Öffnungen von einem Durchmesser von 5 bis 25 mm angebracht sind.
Hierbei ist die dem Injektor nachgeschaltete Rohrleitung verhältnismäßig lang, und dies hat für die Abwasserkläranlage den Vorteil, daß die Kontaktzeit der im Injektor dem Abwasser beigefügten Luft mit dem Abwasser selbst langer ist als bei der bekannten Vorrichtung.
Außerdem ergibt sich ein wesentlicher technischer Fortschritt dadurch, daß das Wasser-Luft-Gemisch in der Rohrleitung langer unter vollem Druck der Wassersäule gehalten wird und die sich aus dem Wasser-Luft-Gemisch abtrennenden Luftblasen an der Rohroberseite austreten können, wo sie von der turbulenten Umwälzströmung erfaßt werden, so daß der Sauerstoffeintrag nochmals zusätzlich verbessert wird.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei der Belebtschlamm-Belüftung der Injektor nicht so sehr wesentlich den Sauerstoffeintrag bewerkstelligt, als daß er ein intensives, sehr feinblasiges Belebtschlamm-Luft- r, gemisch erzeugt, das erst anschließend hohe Kontaktzeiten zwischen Luft und Wasser ermöglicht
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Einrichtung nach dem Anspruch 1 sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 gekennzeichnet. -in
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Reinigung von Abwasser unter Verwendung einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der durch den Injektor zugeführten Luft bei voller 4-, Belastung der Abwasserkläranlage vor dem Injektor bereits mindestens dem statischen Druck der Flüssigkeitssäule über dem tiefsten Punkt der Injektorrohrleitung entspricht.
Weiterbildungen dieses Verfahrens beinhalten die -,<i Unteransprüche 6 bis 9.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend in Verbindung mit den Figuren erläutert Es zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäß ausgeführte Einrichtung zur Umwälzung und Belüftung -,-, von Abwasser,
F i g. 2 als konstruktives Detail die Seitenansicht der zugehörigen Rohrleitungen,
Fig.3 im Vertikaischnitt einen Teil eines rechteckigen Belebungsbeckens gemäß der Erfindung, u>
F i g. 4 im Längsschnitt eine Variante der Ausführung nach F i g. 3,
Fig. 5 als konstruktives Detail die Ansicht der nebeneinander angeordneten Rohrleitungen an der Stirnseite eines Belebungsbeckens gemäß F i g. 4, h-,
Fig.6 in größerem Maßstab, links im Schnitt, rechts in Ansicht, als konstruktives Detail das perforierte Rohr 9gemäß Fig. 1,3und4.
Fig.7 in vergrößertem Maßstab im Schnitt die Ausbildung des Injektors 6 gemäß den F i g. I und 2,
F i g. 8 das Prinzip einer erfindungsgemäüen Einrichtung zur Reinigung stark verschmutzter Abwässer mit Plattenabscheider und Turmtropfkörper und
F i g. 9 das Prinzip einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Reinigung stark verschmutzter Abwässer mit Abscheider und Belebungsbecken.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Umwälzung und Belüftung von Abwasser in einem Rundbecken in Draufsicht dargestellt, während in der Fig.2 die zugehörigen Rohrleitungen in Seitenansicht dargestellt sind. In dem Belebungsbecken 1 ist eine Rundströmung 2 angedeutet Die Absaugöffnung der Saugieitung 3 ist hierbei an der Außenwand und etwa 80 cm unter dem Wasserspiegel liegend dargestellt, kann jedoch auch im Zentrum 4 angeordnet werden. Die Entnahmeleitung führt zur Saugseitc der Pumpe 5. Injektor 6 und zugehörige Drucklufterzeugungsanlage 7 sind außerhalb des Beckens in Höhe des Beckenbodens auf der Druckseite der Pumpe angeoryjet. Im Becken liegt die perforierte Rohrleitung 9; der btrömungsverlauf im Becken und über die Belüftungsleitung zurück zur Pumpe ist angedeutet, desgleichen die Zufuhr 11 des zu reinigenden Abwassers und die Zugabe 13 von Ferro-Fernsulfat-chlorid-Lösung zur Durchführung der weiteren Reinigung.
Bei einer ausgeführten Anlage dieser Art wurde als Belebungsbecken ein Rundbecken mit V = 360 cbm und als Nachklärbecken ein im Belebungsbecken zentrisch angeordnetes Rundbecken mit Räumer und einem Zentralrohr großen Durchmessers gewählt.
Das angesaugte Wasser wurde durch die Pumpe 5 auf einen Druck von 1,2 bis 1,6 bar gebracht und durch die innen konische Verengung des Injektors mit einer Geschwindigkeit von über 4 m/sec hindurchgeführt. Am Ende der Rohrleitung strömte das Wasser mit einem Druck von etwa 1,1 bis 1,2 bar aus. Über die Rohrleitung im Becken wurden pro laufendem Meter ihrer Längs.· 10 bis 30 cbm/h Luft in das Belebungsbecken eingeführt.
Das Belebungsbecken wurde so eingerichtet, daß während des Normalbetriebes 220 cbm/h Umlaufwasser mit dem Rückschlamm über das Nachklärbecken abgezogen werden, während im Saisonbetrieb dem Belebungsbecken zusätzlich 440 cbm/h Umlaufwasser entnommen und nach Belüftung in dasselbe zurückgegeben wurden. Im Normalbetrieb findet bei einer Raumbelastung von 0,8 kg/cbm,d BSB5 eine weitgehende Schlammstabilisierung statt. In der Saison werden bei einer spezifischen Belastung von 2,4 zusätzliche Maßnahmen zur Schlammstabilisierung ergriffen; sie erfolgt dann an dem Überschußschlamm in einem zweiten Becken, das gleichfalls mit einer erfindungsgemäßen B 'lüftungsvorrichtung versehen ist.
In F i g. 3 ist die Belüftungseinheit in einem Rechteckbecken dargestellt. Lin':s sind die Pumpe 5, der injektor 6 und das perforierte Rohr 9 unter Wasser im Belebungsbecken angeordnet.
In F i g. 4 sind die Saugleitung 3, die Pumpe 5, Injektor 6 und Rohrleitung 9 außerhalb des Beckens angeordnet und durch Schieber abtrennbar. Der Zufluß des zu reinigenden Abwassers ist wieder mit 11, die Strömung mit 2 bezeichnet. Befestigungsösen 10 sind im Beckenboden für die Befestigung des perforierten Rohres 9 vorhanden. Die aus dünnem, korrosionsfestem Material (VA, Kunststoff, Steinzeug) gefertigten Rohre können zur Verankerung auch zu etwa 75% in einen Betonboden eingelassen werden. Die Ansicht der
Beckenwand mit zwei Belüftungscinheiten. seillich betrachtet, ist ganz rechts in der F i g. 5 angedeutet.
P i g. b zeigt Schnitt und Seitenansicht des perforierten Rohres 9, aus dem die als vorteilhaft befundene Anordnung der Bohrungen bzw. Öffnungen 12 hervorgehl.
In F i g. 7 ist die Ausführungsform eines Großinjektors der entwickelten Art dargestellt; 14 ist der Mantel, 15 tins innere sich konisch verjüngende Rohr, in dem das einströmende Druckwasser 16 auf Geschwindigkeiten über 3,5 m/sec bei 17 gebracht wird, 19 ist die sich erweiternde Mischzone (»Venturirohr«), in die die über 21 zugeleitete Druckluft durch die nur teilweise dargestellten ringförmig angeordneten Öffnungen 22 einströmt. Das fertige I.ufl-Wasser-Gcmisch verläßt die iviischzone bei 23 und kann, braucht jedoch nicht unmittelbar von dort in das perforierte Rohr 9 des Bc;'kcninnercn eintreten.
Überraschenderweise wurde festgestellt, dall auch in beliebig groSen Injektoren, z. B. solchen für 400 cfaiii/h Wasser und 600cbm/h Druckluft, die einen Durchmesser von 250 mm besitzen, und selbst dann, wenn dabei die Bohrungen für die Zuluft in der Misch/one angeordnet sind und die sehr großen Durchmesser von 12 mm besitzen, ein sehr feinblasiges Gemisch von Luft in Wasser erzeugt werden kann, das teilweise eine Luft-in-Wasser-Fimulsion mit Luftbläscr>»ri im Durchmesser-Bereich von 0,2 bis 2.5 mm enthält, wie sich aus der sehr niedrigen Steiggeschwindigkeit der Luftbläschen errechnet.
Bislang ist keine wirtschaftlich und technisch befriedigende Lösung zur Beseitigung von Jauche und Abortgrubeninhalten bekanntgeworden. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens gelingt es bereits. Schwcinegülle bei einer Raumbelastimg von 2 kg/cbm,d BSB, einstufig bis zu 99.8% zu reinigen. Die mit BSB--Verschmutzungen von 17 000 bis 26 000 ppm zulaufende, von Kotstoffen und Streu befreite Gülle wird bei einer Anlage gemäß F-" i g. 8 der Belebtschlamm-Umwälzpumpe 5 saugseitig zugeführt, dort sofort durch den Belebtschlamm sehr stark verdünnt und anschließend gemeinsam mit ihm im Injektor 6 kräftig belüftet.
Bei Platzmangel kann die in F i g. 8 dargestellte Belebungsanlage auch als mehrstufige Anlage mit einer sehr hoch belastbaren ersten Belebungsstufe, nämlich mit 24 kg/cbm.d BSB> ausgeführt werden. Ihr werden dann die in der Zerkleinerungsvorrichtung 31 homogenisierten Abflüsse aus der Massentierhaltung vor der Umlaufwasser-Pumpe 5 zugeführt, dort mit Belebtschlammwasser aus dem Becken 1 und geringen Anteilen technischer Ferrichlondlösung 32 verdünnt, anschließend im Injektor 6 belüftet und über das mit 22.5 cbm sehr kleine Belebungsbecken 1 verteilt. Bei der geringen Größe des Belebungsbeckens wird das mit Luft versehene Druckwasser nach dem Injektor teilweise außerhalb des Beckens in Rohrleitungen geführt.
Die Trennung zwischen dem beschwerten Belebtschlamm und dem Umlaufwasser erfolgt in einem Plattenabscheider 33 recht glatt.
Das abgetrennte Klarwasser aus der ersten Stufe hat noch eine BSBs-Tageslast von 59.2 kg. Dieses Abwasser könnte in einer zweiten, niedrig belasteten Belebungsanlagc der gleichen Art gereinigt werden, die allerdings bei einer Raumbelastung von 03 120 cbm fassen müßte. Wegen des Platzmangels wurde deshalb, wie in F i g. 8 dargestellt, ein Turmtropfkörper 36 gleicher Raumbelaslung gewählt, der bei einer Arbeitshöhe von 12 m einen freien inneren Durchmesser von 3.60 m hat. Bei Kreislaufbeschickung ergibt sich mit ihm ein Reinigungseffekt von 98,3% und damit ein Ablauf von rund ■, 25 ppm BSB, im Tagesdurchschnitt. Der Phosphorsäuregehalt im geklärten Abwasser liegt unter 1,5 ppm.
Die gesamte zweistufige Kläranlage für 3300 Schweine (entspricht 10 000 EGW) läßt sich so einschließlich Schlammpresse auf einer Fläche von 10 χ 10
in qm unterbringen. Im Verhältnis zu konventionellen Anlagen sind die Anschaffungs- und Betriebskosten erstaunlich gering. Der Energieverbrauch liegt insgesamt bei unter 0,4 kW/kg BSBs.
Bei einer Weilerbildung der Erfindung wird, wie in
ι, F-i g. 9 dargestellt, in dem Belebungsbecken 1 mit der exlrcm hohen Raumbclastung von 81.25 kg RSIMcbnul gearbeitet. Das erfordert natürlich einen extrem hohen Gehalt an Belebtschlamm im Belebungsbecken und damit sehr starke Durchmischungslcistungcn. die aber
.'ο gerade mil dem L-iiiiiuungsgemiiucM Vciiiiiiici'i in u<ir> Belebungsbecken eingebracht werden können, so daß hier eine Schlammbelastung von über 5 kg RSEWkg TS,d realisiert werden kann.
Das Belebungsbecken verkleinert sich dann auf einen
_>-, Druckreaktor, der mit seinem inneren Wasservolumen von 4,5 cbm und einem Innendruck von 1,4 bar arbeitet und dessen Boden und Behälterwand von der Rohrleitung für das Wasser-Belebtschlamm-Luft-Gemisch gebildet werden.
in Die zur Mittelachse des Behälters weisenden Wände des Kanals enthalten die Bohrungen für den Luftaustritt in den Bclebtschljcmminhalt des zylindrischen Behälters. Für einen 96%igen bis 98.2°/oijen BSBs-Abbati ist eine Verweilzeit von 6 bis 7 Stunden vollkommen ausrei-
r, chend. Der Energiebedarf für die Belüftung beträgt im Mittel 0,335 und bei Spitzenlast 0.28 kW/kg BSB>
Die überschüssige Luft entweicht über einen Schaumabscheider 47 und ein Druckminderventil 49, und der entstandene Übcrschußschlamm wird mit seinem
in Wasser unterhalb des konstantgchaltenen Flüssigkeitsniveaus über Druckminderungsventil 50 entnommen. Der nicht verbrauchte Luftsauerstoff in der überschüssigen Luft kann auch für die zweite Stufe genutzt werden. In den Rohren ergeben sich für das Luft-Wasser-Ge-
j-, misch Wegstrecken von 8 bis 24 m. die bei einer mittleren Geschwindigkeit von etwa 2 m/sec einer Kontaktzeit zwischen 4 und 12 see entsprechen. Der Größe der Luftblasen entspricht eine Steiggeschwindigkeit von 2,5 bis 20cm/sec. im Mittel etwa 10 bis
-,n 15cm/sec. Das bedeutet infolge der erzeugten Strömung einen Weg der Luftblase durch das Wasser (bei 4 m Wassertiefe) von mindestens 16 m un.., eine Verweilzeit von etwa 30 sec. In größeren Anlagen ergeben sich teilweise Kontaktstrecken von insgesamt
-,-, weit über 40 mund Kontaktzeiten bis über 45 see. Damit ergibt sich der besondere Vorteil für die Auslegung solcher Belebungsanlagen, daß ihre Wirkungsweise bei Extrapolation auf größere Anlagen sich verbessert.
Überraschenderweise ergibt das Zusammenspiel der
t,n erfindungsgemäßen, überaus einfachen Einrichtungen also extrem hohe Verweilzeiten und Kontaktstrecken zwischen Luft und Wasser, damit verbunden ein hohes Sauerstoff-Eintragsvermögen, das mit sonstigen Vorrichtungen bei gleichem energetischen Aufwand nicht
h5 erreicht wird. Die rechnerisch zu erfassenden Sauerstoff-Eintragswerte von z. B. 17,5 bis 21% werden in der Praxis im Dauerbetrieb erreicht und teilweise überschritten. Eintragswerte bis zu 28,5% bei einem OC bad
von 2,0 wurden vereinzelt gemessen.
Die nachfolgende Tabelle stellt den sich überraschend ergebenden verfahrenstechnischen Zusammenhang zwischen Schmutzlast, spezifischer Belastung, Beckenvolumen, Umlaufwasser und Luftbedarf dar, ausgehend von einem konstanten Beckenvolumen von V = lOOOcbm, einem vielfach gemessenen Sauerstoff-Ertrag von 18,3% und 24-Stunden-Betrieb.
Schmutzlast Raumbelastung V Umlauf V Zufuhr
kg/h BSB lcg/cbm. d cbm cbm/h Luft V"
BSB5 cbm/h
20,8 0,5 1000 250 375
83,3 2 1000 1000 I 500
166,7 4 1000 2000 3000
250,0 6 1000 3000 4 500
333,3 8 1000 3000 6000
416.7 10 1000 4000 7 rm
500,0 12 1000 4000 9000
835 20 1000 8000 15 000
Das Verhältnis der Mengen Umlauf/h zu Beckenvolumen beträgt dabei für Raumbelastungen bis hinauf zu 12kg/cbm,d BSB5 zwischen 1,0 und 4,0. Lediglich bei sehr geringer spezifischer Belastung, wie sie in einigen Anlagen nachts vorkommt, ist zur Vermeidung von Fäulniserscheinungen eine ganz geringe Luftzufuhr erforderlich. Dabei kann das Umlaufwasser so weit zurückgenommen werden, wie erforderlich ist, den B?lebtschlamm noch über Boden in einer Strömungsgeschwindigkeit von mindestens 0,60 m/sec zu halten. Dazu bedarf es des Umpumpens von etwa '/4 bis '/2 des Beckenvolumens in der Stunde. Diese geringe Wassermenge kann auch dadurch bei fehlendem Zufluß zur Kläranlage in das Becken eingebracht werden, daß man diese Menge aus dem jedem Belebungsbecken zugeord neten Nachklärbecken entnimmt, damit gleichzeitig den Rückschlamm belüftet und in das Belebungsbecken wieder einbringt. Bei geringem Luftbedarf, wie er dann ohne Schmutzstoff-Zufuhr bestehen kann, wird man auch unter Ausschaltung der Luftgebläse die den Pumpen nachgeschalteten Injektoren als einfache Wasserstrahlsauger betreiben.
Aus Gründen des rationellen Betriebes hat es sich als zweckmäßig erwiesen, dem Umlaufwasser möglichst viel Luft beizumischen, so daß sich zwischen Umlauf und
π Lufteintrag Verhältniszahlen unter 1,0 ergeben.
Dadurch kann es aber in großen Anlagen zweckmäßig werden, mehrere Belüftungseinrichtungen gemäß der Erfindung nebeneinander für gleiche oder verschiedene Schmutzlast anzuordnen, obgleich prinzipiell
>(> natürlich und gerade in kleineren Anlagen eine Belüftungse'nheit ausreicht, die man dann je nach anfallender Schmutzlast mit variablen Mengen Druckluft oder angesaugte Luft beschickt, wobei die üblichen Mittel zur Steuerung dieses Vorganges eingesetzt werden.
In Rechteckbecken hat sich der Einsatz mehrerer parallel angeordneter Belüftungseinheiten als sinnvoll zur Erzielung einer homogenen Luft- und Abwasserverteilung erwiesen.
jo Der erforderliche Lufteintrag für ein Belebungsbekken gegebener Größe und Maximal-Belastung kann aus obiger Tabelle leicht abgeleitet werden, um sicherzustellen, daß durch die Summe aller Eintragseinheiten die erforderliche Sauerstoffmenge eingebracht wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Einrichtung zur Umwälzung und Belüftung von Abwasser in einem hochbelasteten Belebungsbek- > ken mit mindestens einer Umwälzvorrichtung mit einer Umlaufleitung, in die zur Umwälzung von Wasser und Schlamm aus dem Belebungsbecken eine Pumpe eingeschaltet ist, welche saugseitig mit dem Belebungsbecken und druckseitig mit einem in Injektor, mittels dessen Luft in das Wasser eingeführt wird, verbunden ist, und wobei die Ausströmöffnung der Umlaufleitung derart gerichtet ist, daß in dem Belebungsbecken eine Umwälzströmung zur Saugöffnung der Pumpe erzeugt wird, ι > dadurch gekennzeichnet, daß dem Injektor (6) eine im Beckenbodenbereich verlaufende Rohrleitung (9) nachgeschaltet ist, deren Länge wenigstens ein Drittel des Beckenumfanges bei Rundbecken oder drei Viertel der Beckenlänge bei >o Rechteckbecken beträgt und daß auf der Oberseite der Rohrleitung (9) in Längsrichtung verteilt öffnungen (12) von einem Durchmesser von 5 bis 25 mm angebracht sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- > > zeichnet, daß die öffnungen (12) auf der Oberseite der Rohrleitung (9) in einer Doppelreihe angeordnet sind, wobei die öffnungen vorzugsweise einen Durchmesser von 12 bis 15 mm haben und jeweils mit 30 Grad von der Senkrechten und mit jeweils 50 bis 150 mm Abstand in der Waagerechten angeordnet sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Injektor (6) auf der Druckseite der Pumpe (5) aus f'nem Rohrstück r> gleichen Leitungsdurchmessers und der Länge von 5 bis 10 Leitungsdurchmessern besteht, in dessen Innerem eine sich derart konisch verjüngende Wand angeordnet ist, daß an ihrem Ende Strömungsgeschwindigkeiten über 4 m/sec vorhanden sind und -m daß in einer darauffolgenden sich wieder konisch auf den Rohrdurchmesser erweiternden Wand öffnungen (22) mit Durchmessern von 2 bis 12 mm für den Eintritt von Preßluft in die Mischzone (19) angeordnet sind. r>
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Umwälzvorrichtungen im Belebungsbecken (1) angeordnet sind, deren kleinste stündlich das 0,2- bis 0,5fache des Beckeninhalts umwälzt und dabei die für den ίο Ruhezustand erforderliche Sauerstoffmenge einträgt und deren Gesamtheit den Sauerstoff ein trag der für das Belebungsbecken vorgesehenen Maximalbelastung erbringt.
5. Verfahren zur Reinigung von Abwasser unter v> Verwendung einer Einrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der durch den Injektor zugeführten Luft bei voller Belastung der Abwasserkläranlage vor dem Injektor bereits mindestens dem statischen Druck mi der Flüssigkeitssäule über dem tiefsten Punkt der Injektorrohrleitung entspricht.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das angesaugte Wasser durch die Pumpe auf einen Druck von 1,2 bis 1,6 bar gebracht, f>r> durch die innen konische Verengung des Injektors mit einer Geschwindigkeit von über 4 m/sec hindurchgeführt und am Ende der Rohrleitung mit einem Druck von etwa 1,1 bis 1,2 bar ausgelassen wird,
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Volumina des stündlich umgepumpten Beckeninhalts zu diesem selbst zwischen 0,25 und 4,0, vorzugsweise zwischen 1,0 und 3,0, gehalten wird, und daß das Verhältnis der Volumina des stündlich umgepumpten Beckeninhalts zu dem der stündlich einge'ragenen Luft kleiner als 1 ist
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß über die Rohrleitung im Becken ,jro laufendem Meter ihrer Länge 10 bis 30cbm/h Luft in das Belebungsbecken eingeführt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrstufigem Betrieb in der ersten Belebungsstufe mit Raurnbeiastungen zwischen 6 und 80, vorzugsweise zwischen 10 und 50 kg/cbm,d BSB5 gearbeitet wird.
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DE3141889C2 (de) * 1981-10-22 1984-05-30 Böhnke, Botho, Prof. Dr.-Ing., 5100 Aachen Verfahren zum Betrieb einer Teichbelüftungsanlage
BR8503919A (pt) * 1985-08-16 1987-03-24 Liquid Carbonic Ind Sa Ejetor para o processo co2 na neutralizacao de aguas alcalinas
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DE4029982C2 (de) * 1990-09-21 2000-08-10 Steinecker Anton Entwicklung Vorrichtung zum Begasen einer Flüssigkeit
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