DE2512815C2

DE2512815C2 - Vorrichtung zur biologischen Abwasserbehandlung

Info

Publication number: DE2512815C2
Application number: DE2512815A
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing.Dr. 5090 Leverkusen Guth; Theo Dr. 4018 Langenfeld Mann; Marko Dr. 5000 Köln Zlokarnik
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1975-03-22
Filing date: 1975-03-22
Publication date: 1984-03-22
Also published as: DE2512815A1; ATA205876A; AT353196B; BE839847A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur biologischen Abwasserbehandlung, bestehend aus einem Belebungsbecken, in dem die Flüssigkeitshöhe 10 bis m beträgt, dessen Verhältnis von Höhe/Durchmesser bo zwischen etwa 5 und 0,5 liegt und das in der Nähe des Beckenbodens Gaseinführstellen aufweist.

Eine Vorrichtung dieser Art ist durch die deutsche Patentschrift 19 31635 bekanntgeworden. Dort wird eine Kläranlage mit einem turmartigen Belüftungsbe- t» halter, der eine Höhe von etwa 30 m aufweist, beschrieben. Das Verfahren wird mit Luft betrieben. Die Veröffentlichung vermittelt jedoch keine Lehre darüber, wie ein schneller und effektiver Sauerstoffeintrag in das Abwasser auch unter Ausnutzung der durch den Eintrag erzeugten Zirkulationsströme des Abwassers erreicht werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, in einem Belebungsbecken einen hohen Sauerstoffeintrag beim Aufsteigen des Behandlungsgases durch das belebtschlammhaltige Abwasser ohne zusätzliche Einbauten zu erreichen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst daß die annähernd äquidistant zueinander und gleichmäßig über die gesamte Bodenfläche verteilt angeordneten Gaseinführstellen im Abstand von 2 bis 10 m, von der Mitte der jeweiligen Gaseinführstelle gemessen, angeordnet sind, wobei eine Gaseinführstelle pro 5 bis 15 m² Beckenbodenfläche vorgesehen ist daß jede Gaseinführstelle eine Querschnittsflächi zwischen etwa 0,1 bis 0,5 m² aufweist daß jede Gaseinführstelle mit 100 bis 300 Effektivkubikmeter eines mindestens 50 VoL-% O2 enthaltenden Gases pro m² Querschnittsfiäche und pro Stunde bei einem Gasdruck des eingeführten Gases, der etwa 0,01 bis 03 bar über dem hydrostatischen Druck der Gaseinführstelle liegt belastbar ist.

Zweckmäßige Ausführungsformen für eine Vorrichtung gemäß der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 4.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Verfahren zur biologischen Abwasserbehandlung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß durch das aus den Gaseinführstellen austretende Gas Begasungskamine erzeugt werden, wodurch das zu reinigende Abwasser in eine auf- und absteigende Zirkulationsbewegung versetzt wird.

Zweckmäßige Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Ansprüche 6 bis 8.

Wie sich herausgestellt hat, kommt es, um Sauerstoff in einer Stufe hochgradig (Nutzungsgrad: 80 bis 90%) zu absorbieren, wesentlich darauf an, daß durch eine intensive Zirkulation der Flüssigkeit sowie durch ein schnelles Aufsteigen des Gasblasenschwarms dafür gesorgt wird, daß im Belebtschlammbecken keine nennenswerten Sauerstoff-Konzentrationgradienten auftreten und daß die vom Gasblasenschwarm nach dem Mammutpumpenprinzip mitgeführte Flüssigkeit mit Sauerstoff nicht soweit gesättigt wird, daß an Stellen niedrigeren hydrostatischen Drucks Entgasung auftreten kann. Die erfindungsgemäßen Mitnahmen ermöglichen eine einstufige Behandlung des belebtschlammhaltig^n Abwassers, wobei der Sauerstoff verbraucht wird.

Infolge der speziellen Anordnung der Gaseinführstellen und der speziellen Querschnittsbelastung dieser Gaseinführstellen entstehen Begasungskamine, in denen sich der infolge hoher Begasungsdichte entstandene hohe Auftrieb sowohl auf die Aufstiegsgeschwindigkeit des Gasblasenschwarms als auch auf seine Mammutpumpenwirkung vorteilhaft auswirkt. Dabei steht für die Rückströmung des Wassers ein großer Ringquerschnitt zur Verfügung* wodurch eine intensive Flüssigkeitszirkulation in großen Belebtschlammbecken in Abwesenheit jeglicher Einbauten bewerkstelligt wird.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung beispielhaft an einer Vorrichtung zur biologischen Abwasserbehandlung erläutert, die mit technisch reinem Sauerstoff arbeitet:

Ein Belebtschlammbecken, das ein Flüssigkeitsvolumen von 6200 m¹ besitzt, wird mit 80OmVh Abwasser

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beschickt. Der Sauerstoffbedarf dieser Anlage beträgt 45,6 t/Tag, was 1900 kg Sauerstoff/h entspricht. Die Sauerstoffkonzentration in der Flüssigkeit beträgt 6 mg/] und die Wassertemperatur 30° C.

Die Flüssigkeitshöhe im Belebtschlammbecken beträgt 20 m, der Belebtschlammbeckendurchmesser des zylindrisch geformten Beckens beträgt ebenfalls 20 m (Belebtschlammbecken-Querschnittsfläche 314 m²). Erfindungsgemäß wird der Sauerstoff nur an 30 Stellen (eine Begasungsstelle auf etwa 10 m²) in die belebtschlammhaltige Flüssigkeit eingeführt, wobei diese Begasungsstellen äquidistant (in den Ecken gleichschenkliger Dreiecke gedacht) angeordnet sind. Als Gaseinführstellen werden Injektoren eingesetzt (Querschnittsfläche: 0,1 m²), die sich etwa V₂ m über dem Beckenboden befinden. Der Durchsatz je Injektor beträgt 19,4 Effektivkubikmeter/h Gas und 6mVh belebtschlammhaltige Abwasser. Dieses belebtschlammhaltige Abwasser wird dem Belebtschlammbecken entnommen und über Förderpumpe^) den Injektoren als Treibflüssigkeit zugeführt Der fiberdruck des eingeführten Gases an der Gaseinführstelle beträgt hierbei etwa 0,01 bar über dem hydrostatischen Druck. Der Nutzungsgrad beträgt 80% der "eingeleiteten Sauerstoffmenge.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur biologischen Abwasserbehandlung, bestehend aus einem Belebungsbecken, in dem die Flüssigkeitshöhe 10 bis 40 m beträgt dessen s Verhältnis von Höhe/Durchmesser zwischen etwa 5 und 0,5 liegt und das in der Nähe des Beckenbodens Gaseinführstellen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die annähernd äquidistant zueinander und gleichmäßig über die gesamte Bodenflä- ίο ehe verteilt angeordneten Gaseinführstellen im Abstand von 2 bis 10 m, von der Mitte der jeweiligen Gaseinführstelle gemessen, angeordnet sind, wobei eine Gaseinführstelle pro 5 bis 15 m² Beckenbodenfläche vorgesehen ist, daß jede Gaseinführstelle eine ι > Querschnittsfläche zwischen etwa 0,1 bis 0,5 m² aufweist, daß jede Gaseinführstelle mit 100 bis 300 Effektivkubikmeter eines mindestens 50 VoL-% O2 enthaltenden Gases pro m² Querschnittsfläche und pro Stunde bei einem Gasdruck des eingeführten Gases, der etwa 0,01 bis 0,5 bar übtt dem hydrostatischen Druck der Gaseinführstelle liegt, belastbar ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß als Gaseinführstellen Düsen, Ejekto- >5 ren, Injektoren oder Lochböden vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß eine Gaseinführstelle pro 8 bis 12 m² Beckenbodenfläche vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, jo dadurch gekennzeichnet daß jede Gaseinführstelle eine individuelle Querschnittsfläche von 0,1 bis 03 m² aufweist

5. Verfahren zur Behandlung von Abwasser, in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4, « dadurch gekennzeichnet, daß durch das aus den Gaseinführstellen austretende Gas, Begasungskamine erzeugt werden, wodurch das zu reinigende Abwasser in eine auf- und absteigende Zirkulationsbewegung versetzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaseinführstellen mit je 150 bis 250 Effektivkubikmeter Gas pro m² Querschnittsflächc der Gaseinführstelle und pro Stunde belastet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas zusammen mit einer Treibflüssigkeit, vorzugsweise belebtschlammhaltigem Abwasser, der Gaseinführstelle zugeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibflüssigkeit 10 bis 30VoI.-% des Gasdurchsatzes ausmacht.