DE2412543B1

DE2412543B1 - Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwasser mit einem langgestreckten Umlaufbecken.

Info

Publication number: DE2412543B1
Application number: DE19742412543
Authority: DE
Inventors: August Dr.-Ing. Schreiber; Berthold Dipl.-Ing. Schreiber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-03-15
Filing date: 1974-03-15
Publication date: 1975-05-28
Also published as: NL164537C; DK100875A; GB1437284A; RO64813A; NL164537B; DE2412543C2; PL98345B1; JPS5435426B2; JPS50125558A; DK141619B; BE826732A; NL7405957A; DK141619C; ES435519A1; US3947358A; FR2263981A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur biologischen Reinigung von Abwasser mit einem langgestreckten Umlaufbecken, welches durch eine längsverlaufende, mit Abstand vor den beiden Umlaufbecken-Stirnwänden endende mittlere Trennwand in zwei zueinander parallele, an den Enden miteinander verbundene Strömungskanäle unterteilt ist und in welchem in Bodennähe liegende, um eine auf der Längsmittellinie des Umlaufbeckens befindliche lotrechte Rotationsachse kreisende Belüfter vorgesehen sind, wobei die mittlere Trennwand bis zur Rotationsachse der kreisenden Belüfter herangeführt und mit Aussparungen für den Durchgang der Belüfter sowie der diesen zugeordneten Luftzuführungsrohren versehen ist.

Eine solche Vorrichtung ist durch die DT-PS 16 58 129, z. B. Fig. 7, bekanntgeworden. Bei dieser bekannten Vorrichtung sind die im Bereich einer abgerundeten Umlaufbecken-Stirnwand angeordneten kreisenden Belüfter durch je eine Quertrennwand gegen die beiden Strömungskanäle abgetrennt, wobei die Quertrennwände mit Durchlaßöffnungen für den Zufluß des zu belüftenden und für den Abfluß des belüfteten Abwassers versehen sind.

Die Durchlaßöffnung für den Zufluß und die Durchlaßöffnung für den Abfluß ist jeweils in einer unterschiedlichen Höhenlage über dem Beckenboden angeordnet, um eine im wesentlichen senkrechte Strömung zu erzeugen, die die bei Drehung der Belüfter auftretende, um die Rotationsachse der Belüfter umlaufende Strömung des Abwassers kreuzt und abbremst, damit ein in schräger Richtung erfolgendes Aufsteigen der aus den Belüftern austretenden Luftblasen und damit eine längere Aufenthaltszeit derselben im Abwasser zwecks verbesserter Abwasserreinigung erzielt wird. Darüber hinaus ist ebenfalls zur Abbremsung dieser Strömung die mittlere Trennwand bis zur Rotationsachse der kreisenden Belüfter herangeführt und mit Aussparungen für den Durchgang der Belüfter versehen.

Die mit den genannten Durchlaßöffnungen versehenen Quertrennwände, welche den Durchfluß-Querschnitt der Strömungskanäle wesentlich verkleinern, stellen jedoch Drosselstellen dar, wodurch der Durchsatz durch den Bereich der kreisenden Belüfter derart niedrig gehalten ist, daß die bekannte Vorrichtung sich nicht für die Reinigung größerer Abwassermengen eignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der unter Aufrechterhaltung einer möglichst langen Aufenthaltszeit der aus den Belüftern austretenden Luftblasen und damit einer guten Sauerstoffausnutzung

ORtG(NAL INSPECTED

eine zufriedenstellende Reinigung von auch verhältnismäßig großen Abwassermengen möglich ist.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung darin, daß die Strömungskanäle mit ihrem vollen Querschnitt in den Bereich der kreisenden Belüfter übergehen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die Belüfter in schnell kreisende Bewegungen versetzt, und gleichzeitig wird aus ihnen Luft in das Abwasser eingeblasen. Durch das Abbremsen der infolge des Kreisens der Belüfter bewirkten Umlaufströmung des Abwassers werden die aus den Belüftern austretenden Luftblasen von der Lotrechten abgelenkt, so daß sie einen langen Weg im Abwasser zurücklegen müssen, wodurch die gewünschte lange Aufenthaltszeit der Luftblasen im Abwasser aufrechterhalten wird. Dabei hat es sich überraschenderweise gezeigt, daß das in bezug auf die kreisenden Belüfter erfolgende Zu- und Ableiten des Abwassers mit seinem in den beiden Strömungskanälen vorhandenen vollen Querschnitt, d. h. ohne Drosselung, völlig ausreicht, um die für die Belüftung des Abwassers notwendige Abbremsung desselben zu gewährleisten und darüber hinaus infolge des ungedrosselten und damit erhöhten Durchsatzes durch den Bereich der Belüfter einen derart günstigen Umlauf um die mittlere Trennwand herum zu erzeugen, daß sich in den Strömungskanälen des Umlaufbeckens der für eine gute Abwasserreinigung erforderliche Belebtschlamm bildet Die hierdurch erzielte Effektivität ermöglicht eine wirksame Reinigung auch größerer Abwassermengen, wie sie z. B. von 20 000 bis zu mehreren 100 000 angeschlossenen Einwohnern anfallen.

Zur Verstärkung der Umlaufströmung werden in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung um die Rotationsachse der Belüfter im Abwasser kreisende Stauflächen vorgeschlagen, wobei die Aussparungen in dem bis zur Rotationsachse der kreisenden Belüfter herangeführten Teil der mittleren Trennwand für den Durchgang auch der Stauflächen bemessen sind. Die Stauflächen, die zweckmäßig quer zu ihrer kreisförmigen Bewegungsbahn angeordnet sind, verringern zwar im Augenblick des Durchgangs durch die Aussparungen der mittleren Trennwand den Durchfluß; sie erzeugen jedoch nach dem Durchgang durch die Aussparungen einen großen Wasserwiderstand, wodurch die Umlaufströmung, welche bereits durch den Widerstand der Belüfter hervorgerufen wird, noch verstärkt wird.

Die Vorrichtung besteht zweckmäßig aus einer die Rotationsachse der kreisenden Belüfter enthaltenden Auflagerstütze, auf der mit einem Drehantrieb versehene horizontale Luftverteilerarme drehbar gelagert sind,... von denen aus sich Luftzuführungsrohre nach unten erstrecken, an deren Enden die kreisenden Belüfter angeschlossen sind. Dabei können auch die Stauflächen auf der Auflagerstützte drehbar gelagert sein. Hierzu können die Stauflächen an den Luftzuführungsrohren oder an von besonderen, auf der Auflagerstütze drehbar gelagerten Horizontalarmen aus sich nach unten erstrekkenden Stangen angeordnet sein, die den gleichen Abstand von der Rotationsachse haben wie die Luftzuführungsrohre.

Eine weitere Ausführungsform besteht darin, daß der Boden der Strömungskanäle — bezogen auf die Strömungsrichtung des um die mittlere Trennwand umlaufenden Abwassers — vor den kreisenden Belüftern ein Gefälle aufweist, um auf dieser Strecke eine Schlammablagerung zu vermeiden und den Umlauf noch weiter zu begünstigen.

Außer im Bereich einer der beiden Umlaufbecken-Stirnwände können die Belüfter auch jeweils im Bereich beider Umlaufbecken-Stirnwände oder aber im Bereich der Mitte der Längserstreckung-der mittleren Trennwand angeordnet sein.

Die Umlaufbecken-Stirnwände können ebenfalls zur weiteren Begünstigung des Umlaufs einen nach außen gekrümmten halbkreisförmigen Grundriß aufweisen.

Zur Sicherstellung der für die biologische Abwasserreinigung erforderlichen Luftversorgung, insbesondere bei verhältnismäßig lang ausgebildeten Umlaufbecken, sind im Abstand von den kreisenden Belüftern zusätzlich noch ortsfeste Bodenbelüfter in den beiden Strömungskanälen angeordnet.

Zweckmäßig mündet die Zulaufleitung des zu reinigenden Rohabwassers und die Ablaufleitung des mit Belebtschlamm angereicherten Abwassers jeweils in Strömungsrichtung des um die mittlere Trennwand umlaufenden Abwassers in das Umlaufbecken ein.

In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Vorrichtung nach der Erfindung beispielsweise dargestellt, die nachstehend näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 eine erste Ausführungsform im Längsschnitt,.

F i g. 2 eine zweite Ausführungsform mit zwei nebeneinander angeordneten Umlaufbecken mit zugeordnetem Nachklärbecken in der Draufsicht,

Fig.3 eine dritte gegenüber Fig. 1 abgeänderte Ausführungsform im Längsschnitt und

F i g. 4 die Ausführungsform nach F i g. 3 in der Draufsicht.

Der Boden des Umlaufbeckens ist mit 1 und die Umfassungswand mit 2 bezeichnet. Das langgestreckte Umlaufbecken ist durch eine längsverlaufende, mit Abstand vor den beiden Umlaufbecken-Stirnwänden 2a endende mittlere Trennwand 3 in zwei zueinander parallele Strömungskanäle 4,5 unterteilt Dadurch, daß die mittlere Trennwand 3 vor den Stirnwänden 2a endet, sind die beiden Strömungskanäle 4 und 5 jeweils an den Enden miteinander verbunden.

In dem Umlaufbecken wird dem Abwasser durch in der Nähe des Bodens 1 um eine auf der Längsmittellinie des Umlaufbeckens befindliche lotrechte Rotationsachse A kreisende Belüfter 6 eine Umlaufströmung um die Rotationsachse A und um die mittlere Trennwand 3 herum aufgezwungen.

Zur Abbremsung des um die kreisenden Belüfter 6 umlaufenden Abwassers ist die mittlere Trennwand 3 bis zur Rotationsachse A der kreisenden Belüfter 6 herangeführt. Dieser verlängerte Teil der mittleren Trennwand 3 ist in der Zeichnung mit 3a bezeichnet. Der verlängerte Teil 3a ist mit Aussparungen 7 für den Durchgang der kreisenden Belüfter 6 versehen.

Das um die mittlere Trennwand 3 umlaufende Abwasser wird mit seinem in den Strömungskanälen 4 und 5 vorhandenen vollen Querschnitt zu den kreisenden Belüftern 6 hingeleitet und von ihnen abgeleitet Hierzu gehen die Strömungskanäle 4 und 5 mit ihrem vollen Querschnitt in den Bereich der kreisenden Belüfter 6 über, wie insbesondere aus den F i g. 2 und 4 hervorgeht. Die kreisenden Belüfter 6 werden mit einer Geschwindigkeit von mehr als 40 cm je Sekunde umlaufend um die Rotationsachse A bewegt

Zur Verstärkung der Umlaufströmung sind um die Rotationsachse A der Belüfter 6 im Abwasser kreisende Stauflächen 8 vorgesehen, welche sich im wesentlichen quer zu ihrer kreisförmigen Bewegungsbahn erstrecken. Dabei sind die Aussparungen 7 in dem bis zur Rotationsachse A der kreisenden Belüfter 6 herange-

führten Teil 3a der mittleren Trennwand 3 für den Durchgang auch der Stauflächen 8 bemessen.

Die Rotationsachse A der kreisenden Belüfter 6 ist in einer Auflagerstütze 9 enthalten, auf welcher mit einem Drehantrieb versehene horizontale Luftverteilerarme 10 drehbar gelagert sind. Von den Luftverteilerarmen 10 aus erstrecken sich Luftzuführungsrohre 11 nach unten, an deren Enden die kreisenden Belüfter 6 angeschlossen sind. Die Luftzuführungsrohre 11 passieren gemeinsam mit den Belüftern 6 die Aussparungen 7.

Die Stauflächen 8 sind an von besonderen, auf der Auflagerstütze 9 drehbar gelagerten Horizontalarmen 12 aus sich nach unten erstreckenden Stangen und/oder an den Luftzuführungsrohren 11 angeordnet. Diese Stangen haben zwecks Ermöglichung des Durchganges durch die Aussparungen 7 den gleichen Abstand von der Rotationsachse A wie die Luftzuführungsrohre 11.

Wie aus F i g. 3 hervorgeht, ist der Boden 1 der Strömungskanäle 4 und 5 in Strömungsrichtung gesehen vor den kreisenden Belüftern 6 mit einem Gefälle versehen. In den F i g. 3 und 4 erstreckt sich der Boden 1 des StrömungsRanals 5 von der Umlaufbecken-Stirnwand 2a aus mit Gefälle bis zum Bereich der kreisenden Belüfter 6. Dort erreicht der Boden 1 über eine Schwelle la eine größere Höhe. Von der Schwelle la bis zur linken Umlaufbecken-Stirnwand 2a verläuft der Boden des Strömungskanals 5 dann ebenfalls mit Gefälle. Der Strömungskanal 4 verläuft dann weiter von der linken Umlaufbecken-Stirnwand 2a bis zum Bereich der kreisenden Belüfter 6 mit Gefälle, und zwar bis zu der im Strömungskanal 4 vorgesehenen Schwelle la. Hier erfolgt wiederum ein Sprung auf eine größere Höhe, worauf der Boden 1 des Strömungskanals 4 von der Schwelle la aus bis zur rechten Umlaufbecken-Stirnwand 2a wieder mit Gefälle verläuft.

Bei den Ausführungsformen nach den F i g. 1 und 2 sind die kreisenden Belüfter 6 im Bereich der linken Umlaufbecken-Stirnwand 2a vorgesehen. Bei besonders langen Umlaufbecken können die kreisenden Belüfter 6 auch im Bereich der beiden Umlaufbecken-Stirnwände 2a angeordnet sein. Die kreisenden Belüfter 6 rotieren dann mit gleicher Drehrichtung. Bei der Ausführungsform nach den F i g. 3 und 4 sind die kreisenden Belüfter etwa im Bereich der Mitte der mittleren Trennwand 3 angeordnet. Die Umlaufbecken-Stirnwände 2a weisen jeweils einen nach außen gekrümmten halbkreisförmigen Grundriß auf.

Bei der Ausführungsform nach den F i g. I und 2 sind außer den kreisenden Belüftern 6 noch ortsfeste Bodenbelüfter 13 vorgesehen.

Im Bereich der nicht mit kreisenden Belüftern versehenen Umlaufbecken-Stirnwände 2a sind mit Abstand von der Stirnwand 2a und mit Abstand voneinander gekrümmte Umleitwände 14 für das umlaufende Abwasser vorgesehen.

Die zur Versorgung der Belüfter dienende und von einer Druckluftquelle kommende Druckluftleitung ist mit 15 bezeichnet. Sie führt zur Rotationsachse A und von dort über eine geeignete dichte Drehverbindung 16 in die horizontalen Luftverteilerarme 10, und zwar unter Vermittlung eines auf die Auflagerstütze 9 aufgesetzten Standrohres 17. Auf der Auflagerstütze 9 ist auch noch als Drehantrieb für die horizontalen Luftverteilerarme 10 bzw. für die Horizontalarme 12 der Stauflächen 8 ein Elektromotor 18 vorgesehen.

Die Druckluftleitung 15 besitzt auch noch einen Abzweig 19 zur Versorgung der ortsfesten Bodenbelüfter 13.

Schließlich ist noch im Bereich der kreisenden Belüfter 6 eine Bedienungsbrücke 20 vorgesehen, welche feststehend angeordnet sein kann. Von der Bedienungsbrücke 20 aus können die gruppenweise angeordneten kreisenden Belüfter 6 und die z. B. als Staubleche ausgebildeten Stauflächen 8 ausgehoben, gereinigt und gegebenenfalls ausgewechselt werden.

Wie sich aus F i g. 2 ergibt, gemäß welcher zwei Umlaufbecken parallel nebeneinander angeordnet sind, erfolgt die Zuleitung des zu reinigenden Rohabwassers durch eine Rohabwasserleitung 21, von welcher aus Zweigleitungen 21a in das jeweilige Umlauf becken einmünden, und zwar in Strömungsrichtung des umlaufenden Abwassers. Das gleiche gilt für die zur Ableitung dienenden Zweigleitungen 22a, welche zu einer Sammelleitung 22 führen, durch die das aus den Umlaufbekken kommende Belebtschlamm-Wassergemisch in ein Nachklärbecken 23 geleitet wird, welches neben den beiden Umlaufbecken angeordnet ist Die aus dem Nachklärbecken 23 ableitende und zu einem Vorfluter führende Rohrleitung für das biologisch gereinigte Wasser ist mit 24 bezeichnet

Auf diese Weise ist es möglich, mit verhältnismäßig einfachen Mitteln Belebtschlämmanlagen unter Aufwendung sehr geringer Bau- und Betriebskosten zur Reinigung auch größerer Abwassermengen herzustellen und zu betreiben-

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur biologischen Reinigung von Abwasser mit einem langgestreckten Umlaufbekken, welches durch eine längsverlaufende, mit Abstand vor den beiden Umlaufbecken-Stirnwänden endende mittlere Trennwand in zwei zueinander parallele, an den Enden miteinander verbundene Strömungskanäle unterteilt ist und in welchem in Bodennähe liegende, um eine auf der Längsmittellinie des Umlaufbeckens befindliche lotrechte Rotationsachse kreisende Belüfter vorgesehen sind, wobei die mittlere Trennwand bis zur Rotationsachse der kreisenden Belüfter herangeführt und mit Aussparungen für den Durchgang der Belüfter sowie der diesen zugeordneten Luftzuführungsrohren versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle (4, 5) mit ihrem vollen Querschnitt in den Bereich der kreisenden Belüfter (6) übergehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch um die Rotationsachse (A) der Belüfter (6) im Abwasser kreisende Stauflächen (8), wobei die Aussparungen (7) in dem bis zur Rotationsachse (A) der kreisenden Belüfter (6) herangeführten Teil (3a) der mittleren Trennwand (3) für den Durchgang auch der Stauflächen (8) bemessen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2 mit einer die Rotationsachse der kreisenden Belüfter enthaltenden Auflagerstütze, auf der mit einem Drehantrieb versehene horizontale Luftverteilerarme drehbar gelagert sind, von denen aus sich Luftzuführungsrohre nach unten erstrecken, an deren Enden die kreisenden Belüfter angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Stauflächen (8) auf der Auflagerstütze (θ) drehbar gelagert sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauflächen (8) an den Luftzuführungsrohren (11). angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauflächen (8) an von besonderen, auf der Auflagerstütze (9) drehbar gelagerten Horizontalarmen (12) aus sich nach unten erstreckenden Stangen angeordnet sind, die den gleichen Abstand von der Rotationsachse (A) haben wie die Luftzuführungsrohre (11).

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (1) der Strömungskanäle (4, 5) vor den kreisenden Belüftern (6) ein Gefälle aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisenden Belüfter (6) im Bereich der einen Umlaufbecken-Stirnwand (2a) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisenden Belüfter im Bereich der beiden Umlaufbecken-Stirnwände (2a) angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlaufbecken-Stirnwände (2a) einen nach außen gekrümmten halbkreisförmigen Grundriß aufweisen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisenden Belüfter (6) etwa im Bereich der Mitte der mittleren Trennwand (3) angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

10, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere bei verhältnismäßig lang ausgebildeten Umlaufbecken außer den kreisenden Belüftern (6) noch ortsfeste Bodenbelüfter (13) in den beiden Strömungskanälen (4,5) angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulaufleitung (21, 21a) des zu reinigenden Rohabwassers und die Ablaufleitung (22, 22a) des mit Belebtschlamm angereicherten Abwassers jeweils in Strömungsrichtung des um die mittlere Trennwand (3) umlaufenden Abwassers in das Umlaufbecken einmünden.