DE2420076A1 - Continuous introduction of oxygen into an activated sludge tank - single-stage working with shaft below reservoir - Google Patents

Continuous introduction of oxygen into an activated sludge tank - single-stage working with shaft below reservoir

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Abstract

An installation for continuously feeding oxygen into sewage under increased hydrostatic pressure, is arranged with a gas inlet in the bottom section of a shaft and fluid inlet and outlet connections to a tank positioned at the top of the shaft. A partition starting 1-20% of the height of the shaft above the shaft bottom, divides it into two chambers, and the gas inlet is located at the bottom of one of the chambers. Special pressure vessels and expensive easily upset gas dispersion units are unnecessary. Simple in operation and requires little maintenance.

Description

Vorrichtung zum kontinuierlichen Eintrag von Sauerstoff in ein kontinuierlich betriebenes einstufiges Belebtschlammbecken Zum Betrieb einer biologischen Kläranlage muß im Belebtschlammbecken eine bestimmte Sauerstoffkonzentration aufrechterhalten werden, damit die Bakterienkultur arbeiten kann. Der dazu notwendige Sauerstoff wird der Flüssigkeit aus der Gasphase zugeführt. Die Nachschubgeschwindigkeit von Sauerstoff aus dem Gas in die Flüssigkeit hängt von mehreren Einflußgrößen ab; sie ist einerseits von der Größe der Phasengrenzfläche gasförmig/ flüssig, sowie von der Turbulenz in ihr abhängig, und ist andererseits dem treibenden Konzentrationsgefälle Ac direkt proportional.Device for the continuous entry of oxygen into a continuously operated single-stage activated sludge basin For operating a biological sewage treatment plant must maintain a certain oxygen concentration in the activated sludge tank so that the bacterial culture can work. The oxygen required for this is supplied to the liquid from the gas phase. The replenishment speed of Oxygen from the gas into the liquid depends on several influencing factors; she is on the one hand from the size of the phase interface gaseous / liquid, as well as from the turbulence in it depends, and is on the other hand the driving concentration gradient Ac directly proportional.

Zur Vergrößerung der Phasengrenzfläche und zur Aufrechterhaltung der Turbulenz werden unterschiedliche Apparate verwendet; heute werden hierzu meist Oberflächenbelüfter eingesetzt oder das Gas wird in die Flüssigkeit geleitet und dort mittels Rührer oder Flüssigkeitsstrahlen (Ejektor; Zweistoffdüse) dispergiert. Diese Verfahren arbeiten unter geringen hydrostatischen Drücken von etwa 0.5 - 0.7 bar. Durch Übergang von Luft zu reinem Sauerstoff oder zu Luft, die mit Sauerstoff angereichert ist, ist ein besserer Abbau der Schadstoffe im Abwasser gewährleistet. Eine Steigerung des Sauerstoff-Partialdruckes im Abwasser kann durch Erhöhung des Systemdruckes erreicht werden.To enlarge the phase interface and to maintain the Different devices are used for turbulence; today this is usually the case Surface aerator used or the gas is passed into the liquid and dispersed there by means of a stirrer or liquid jets (ejector; two-fluid nozzle). These processes work under low hydrostatic pressures of around 0.5-0.7 bar. By moving from air to pure Oxygen or air, which is enriched with oxygen, is a better breakdown of the pollutants in the wastewater guaranteed. An increase in the partial pressure of oxygen in the wastewater can result from Increase in the system pressure can be achieved.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, die unter Einsparung von speziellen Druckbehältern und aufwendigen störungsanfälligen Gasdispergiereinheiten auf einfachem Wege ermöglicht, Sauerstoff in Abwässer einzubringen, wobei diese Vorrichtung sicher arbeitet und wartungsarm ist.The invention is based on the object of specifying a device those that save on special pressure vessels and costly and failure-prone Gas dispersion units make it possible to introduce oxygen into wastewater in a simple way, this device works safely and requires little maintenance.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst; daß ein Gaseinlaß im unteren Teil eines Schachtes angeordnet ist und ein Flüssigkeitseinlaß sowie ein Flüssigkeitsauslaß an einem über dem Schacht angeordneten, mit diesem verbundenen, Reservoir angeordnet ist.This object is achieved according to the invention; that a gas inlet is arranged in the lower part of a shaft and has a liquid inlet as well a liquid outlet on one arranged above the shaft and connected to it, Reservoir is arranged.

Die mit dieser erfindungsgemäen Vorrichtung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bei geringer aufzubringender Gesamtleistung, bei nahezu wartungsfreier und sicherer Arbeitsweise, Sauerstoff in Abwässer eingebracht werden kann. An der Stelle des Gaseintrittes ist die Absorptionsgeschwindigkeit besonders hoch, weil der Partialdruck des Gases hier am höchsten ist. Die Flüssigkeit im Schacht wird infolge der Mammutpumpenwirkung des Blasenschwarms in Zirkulation versetzt und je nach der Stärke des Gasdurchsatzes rückvermischt. Dabei ist der Aufwand, einen tiefen Schacht zu erstellen, der an seinem Boden einen hohen hydrostatischen Druck aufweist, relativ gering.The advantages achieved with this device according to the invention exist especially in the fact that with low total power to be applied, with almost maintenance-free and safe working method, oxygen can be introduced into wastewater can. At the point of gas entry, the rate of absorption is special high because the partial pressure of the gas is highest here. The liquid in the shaft is set in circulation as a result of the mammoth pump effect of the swarm of bladders and backmixed depending on the strength of the gas throughput. The effort is to create a deep shaft with a high hydrostatic at its bottom Has pressure, relative small amount.

Als besonderer Vorteil des Schachtes muß angesehen werden, daß sich die Flüssigkeit in der Höhe des Gasverteilers auf einem hohen hydrostatischen Druck befindet, ohne daß dazu eine Kompressionsarbeit aufgebracht werden muß.A special advantage of the shaft must be seen that the liquid at the level of the gas distributor at a high hydrostatic pressure is located without a compression work having to be applied.

Im Hinblick auf den Umweltschutz hat ein Schacht gegenüber einem herkömmlichen Belebtschlammbecken den großen Vorteil, daß er platzsparend ist; er fällt dadurch weniger auf und ist leichter abzudecken. Außerdem können die entweichenden, sehr stark geruchsbelästigenden Abgase, wegen der geringen Baugröße leicht aufgefangen und zu einer Verbrennungsanlage geführt werden.In terms of environmental protection, a manhole has a better quality than a conventional one Activated sludge basin has the great advantage that it saves space; he falls through it less and is easier to cover. Also, the escaping can be very very odorous exhaust gases, easily collected due to the small size and fed to an incinerator.

Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Trennwand bis 1 - 20 % der Schachthöhe über dem Boden des Schachtes angeordnet ist.A further embodiment of the device according to the invention is thereby characterized in that a partition wall up to 1 - 20% of the shaft height above the bottom of the Shaft is arranged.

Dadurch wird insbesondere erreicht, daß bei unterschiedlichen Gasbelastungen in den durch die Trennwand gebildeten Kammern in einer Kammer eine Gegenstrom-Fahrweise und gleichzeitig in der anderen Kammer eine Gleichstrom-Fahrweise verwirklicht werden kann.This achieves in particular that with different gas loads in the chambers formed by the partition wall in a chamber a countercurrent mode of operation and at the same time a direct current operation can be implemented in the other chamber can.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Gaseintrittsstelle am unteren Ende einer der durch die Trennwand gebildeten Kammern des Schachtes angeordnet.According to a further embodiment of the device according to the invention is the gas entry point at the lower end of one of the areas formed by the partition Arranged chambers of the shaft.

Durch die Mammutpumpenwirkung der Gasblasen wird die Flüssigkeit in Zirkulation versetzt, wodurch gewährleistet wird, daß die sauerstoffarme Flüssigkeit von oben über die gasfreie Kammer an die Begasungsvorrichtung transportiert wird. Man kann hierbei den Gas- und Flüssigkeitsdurchsatz so einstellen, daß beliebige Nutzungsgrade in bezug auf Sauerstoff und beliebige Sauerstoff-Konzentrationen (zwischen Null und Sättigungswert) in der Flüssigkeit aufrechterhalten werden können.Due to the mammoth pump effect of the gas bubbles, the liquid put in circulation, thereby ensuring that the oxygen-poor liquid is transported from above via the gas-free chamber to the gas injection device. You can adjust the gas and liquid throughput so that any Degrees of use with regard to oxygen and any oxygen concentration (between Zero and saturation value) can be maintained in the liquid.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist wenigstens eine Flüssigkeitsfördervorrichtung in wenigstens einer der Kammern angeordnet.According to a further embodiment of the device according to the invention is at least one liquid delivery device in at least one of the chambers arranged.

Durch diese Flüssigkeitsfördereinrichtung kann die Strömung, die durch die Mammutpumpenwirkung der Gasblasen hervorgerufen wird, abgebremst werden, je nach Förderleistung sogar umgekehrt werden, was einer reinen Gegenstromfahrweise entspricht. Damit wird die Verweilzeit des Gases in der Flüssigkeit beeinflußbar, so daß ein möglichst vollständiges Lösen des Gases erreicht werden kann.Through this liquid delivery device, the flow that flows through the mammoth pumping effect of the gas bubbles is slowed down, depending can even be reversed according to the delivery rate, which is a pure countercurrent mode of operation is equivalent to. In this way, the residence time of the gas in the liquid can be influenced, so that as complete a dissolution of the gas as possible can be achieved.

Durch eine entsprechende Einstellung der Flüssigkeitsfördereinrichtung kann die Geschwindigkeit des umlaufenden Abwassers so eingestellt werden, daß Sauerstoff oder Luft, welcher kurz unter der Oberfläche aufgegeben wird, im Gleichstrom beide Kammern durchläuft.By setting the liquid delivery device accordingly the speed of the circulating sewage can be adjusted so that oxygen or air, which is applied just below the surface, both in cocurrent Going through chambers.

Eine besonders gute Löslichkeit des Gases wird erreicht, wenn fein verteiltes Gas in die Flüssigkeit geleitet wird.A particularly good solubility of the gas is achieved when fine distributed gas is passed into the liquid.

Aus diesem Grunde wird nach einer weiteren Ausgestaltvmg der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Gaseintrittsstelle eine Dispergiervorrichtung angeordnet.For this reason, according to a further embodiment of the invention Device in the gas entry point a dispersing device arranged.

Als besonders geeignete Dispergiervorrichtungen haben sich nach weiteren Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung Düsen, Rührer und Siebböden bewährt, die besonders wartungsarm sind.According to others, particularly suitable dispersing devices have been found Refinements of the device according to the invention have proven nozzles, stirrers and sieve trays, which are particularly low-maintenance.

Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt die Fig. : Querschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung.An embodiment of the device according to the invention is in Drawing shown and is described in more detail below. It shows the Fig. : Cross section through the device according to the invention.

Über einen Flüssigkeitseinlaß 3 wird Abwasser in ein Reservoir 5 geleitet. Das Reservoir 5 ist mit einem Schacht 2 verbunden, der durch eine Trennwand 6 in zwei Kammern unterteilt ist, die miteinander in Verbindung stehen. Durch den Gaseinlaß 1 wird reiner Sauerstoff in eine der Kammern eingelassen. Durch die Mammutpuppenwirkung des Gasblasenschwarms wird Abwasser durch die zweite Kammer an den Gaseinlaß 1 gefördert und dort mit Sauerstoff in Verbindung gebracht. Der Sauerstoff löst sich beim Aufsteigen im Abwasser. Durch geeignete Mengenzugabe kann man erreichen, daß das Abwasser mit Sauerstoff gesättigt wird und an der Oberfläche des Reservoir 5 kein überschüssiger Sauerstoff austritt. Das behandelte Abwasser verläßt über den Flüssigkeitsauslaß 4 das Reservoir 5.Wastewater is fed into a reservoir 5 via a liquid inlet 3. The reservoir 5 is connected to a shaft 2 which is separated by a partition 6 in is divided into two chambers that are in communication with each other. Through the gas inlet 1, pure oxygen is admitted into one of the chambers. Because of the mammoth doll effect of the swarm of gas bubbles, wastewater is conveyed through the second chamber to the gas inlet 1 and associated there with oxygen. The oxygen dissolves as you ascend in wastewater. By adding a suitable amount you can achieve that the wastewater with Oxygen is saturated and there is no excess on the surface of the reservoir 5 Oxygen escapes. The treated waste water leaves via the liquid outlet 4 the reservoir 5.

Claims (8)

Patentansprüche Claims Vorrichtung zum kontinuierlichen Eintrag von Sauerstoff in Abwässer unter erhöhtem, hydrostatischen Druck, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gaseinlaß (1) im unteren Teil eines Schachtes (2) angeordnet ist, und ein Flüssigkeitseinlaß (3) sowie ein Flüssigkeitsauslaß (4) an einem über dem Schacht (2) angeordneten, mit diesem verbundenen Reservoir (5) angeordnet ist.Device for the continuous introduction of oxygen into waste water under increased hydrostatic pressure, characterized in that a gas inlet (1) is arranged in the lower part of a shaft (2), and a liquid inlet (3) and a liquid outlet (4) on one above the shaft (2), is arranged with this connected reservoir (5). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trennwand (6) bis 1 - 20 % der Schachthöhe über dem Boden des Schachtes (2) angeordnet ist. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that one Partition wall (6) up to 1 - 20% of the shaft height above the bottom of the shaft (2) is. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaseintrittsstelle (1) am unteren Ende einer der durch die Trennwand (6) gebildeten Kammern des Schachtes (2) angeordnet ist. 3. Apparatus according to claim 1-2, characterized in that the Gas inlet point (1) at the lower end of one of the areas formed by the partition (6) Chambers of the shaft (2) is arranged. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Flüssigkeitsfördervorrichtung in wenigstens einer der Kammern angeordnet ist. 4. Apparatus according to claim 1-3, characterized in that at least a liquid delivery device is arranged in at least one of the chambers. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 - 3. dadurch gekennzeichnet, daß in der Gaseintrittsstelle (1) eine Dispergiervorrichtung angeordnet ist. 5. Apparatus according to claim 1-3, characterized in that in a dispersing device is arranged at the gas inlet point (1). 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzei hnet, daß die Dispergiereinheit aus einer Düse besteht. 6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the dispersion unit consists of a nozzle. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispergiervorrichtung aus einem Rührer besteht.7. Apparatus according to claim 5, characterized in that the dispersing device consists of a stirrer. 8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispergiervorrichtung aus einem Siebboden besteht.8. Apparatus according to claim 5, characterized in that the dispersing device consists of a sieve bottom.
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