DE2548481A1 - Aerating deep water layers - by pipe to zone of vacuum created below air injector ring inside cylinder - Google Patents
Aerating deep water layers - by pipe to zone of vacuum created below air injector ring inside cylinderInfo
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Abstract
Description
Einrichtung zur Belüftung von sauerstoffarmen Tiefenschichten in Gewässern oder Abwasser-Schlammgemischen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Belüftung von sauerstoffarmen Tiefenschichten in Gewässern oder Abwasser-Schlammgemischen.Device for the aeration of oxygen-poor deep layers in waters or sewage-sludge mixtures. The present invention relates to a device for aeration of oxygen-poor deep layers in bodies of water or sewage-sludge mixtures.
Es sind in der biologischen Abwasserreinigung Verfahren bekannt, die nach einer mechanischen Vorreinigung in Sieben oder Absetzbecken mit Tropfkörpern arbeiten. Für kleinere Abwassermengen wird hingegen vorwiegend das Belebtschlammverfahren angewendet. Dabei wird üblicherweise einem Belüftungsbecken ein Nachklärbecken nachgeschaltet, wobei das Abwasser häufig ohne Vorklärung ins Belüftungsbecken gelangt.Processes are known in biological wastewater treatment which after mechanical pre-cleaning in sieves or settling basins with trickling filters work. For smaller amounts of wastewater, however, the activated sludge process is predominantly used applied. A secondary clarifier is usually connected downstream of an aeration basin, whereby the wastewater often reaches the aeration basin without primary treatment.
Der für die biologischen Vorgänge erforderliche Sauerstoff wird mittels Oberflächenbelüfter, wie Kreisel, Bürstenwalzen Versprüheinrichtungen oder mit Druckluft unter der Wasseroberfläche eingebracht. Die notwendige Rücklaufschlammförderung aus dem Nachklärbecken ins Belüftungsbecken geschieht durch Pumpen.The oxygen required for the biological processes is by means of Surface aerators, such as gyroscopes, roller brushes, spraying devices or with compressed air introduced under the surface of the water. The necessary return sludge conveyance from the secondary clarifier to the aeration tank is done by pumping.
Weiter sind Belüftungsverfahren bekannt, die in stehenden, meist stark eutrophierten Gewässern mit Druckluft aus perphorierten Leitungssystemen oder mit Oberflächenbelüftern Sauerstoff in die sauerstoffarmen oder sauerstoffreien Schichten durch Belüften eintragen.Ventilation methods are also known, those in standing, mostly strong Eutrophic waters with compressed air from perforated pipe systems or with Surface aerators add oxygen to the oxygen-poor or oxygen-free layers enter by venting.
Diese bekannten Ausführungsarten weisen vielfache e Nachtei- Nachteile auf. Bei Abwasserreinigungsanlagen führen Oberflächenbelüftet zu Geruchsimmissionen und die biologischen Vorgänge in offenen Becken werden in kleinen Verhältnissen durch klimatisch direkt einwirkende Schwankungen nachteilig beeinflusst. Bei diesen Anlagen mit Druckluftbelüftungen sind separate Rücklaufschlammfördereinrichtungen erforderlich, die üblicherweise als Pumpen oder Druckluftheber ausgebildet werden. Wegen der geringen Dimensionen und der niedrigen Wirkungsgrade sind solche Einrichtungen störungsanfällig und unwirtschaftlich.These known types of embodiment have multiple disadvantages and disadvantages on. In wastewater treatment plants, surface ventilated systems lead to odor emissions and the biological processes in open basins are in small proportions adversely affected by fluctuations that have a direct impact on the climate. With these Systems with compressed air ventilation are separate return sludge conveying devices required, which are usually designed as pumps or compressed air lifters. Because of the small dimensions and the low efficiency, such devices are prone to failure and uneconomical.
Nachteilig bei den bekannten Verfahren der Gewässerbelüftung ist, dass vor allem die kälteren Tiefenschichten sauerstoffarm oder sauerstoffrei sind, die schwer erreicht werden können, dann aber durch die Belüftung aufgewirbelt und mit den überlagernden wärmeren Wasserschichten durchmischt werden. Solche Veränderungen führen zu neuen Störungen, insbesondere zu Beeinträchtigungen des Fischbestandes.The disadvantage of the known methods of water aeration is that that especially the colder deep layers are oxygen-poor or oxygen-free, which are difficult to reach, but then blown up by the ventilation and be mixed with the overlying warmer layers of water. Such changes lead to new disturbances, in particular to impairment of the fish population.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es nun, diese Unzulänglichkeiten zu beheben und damit eine wirtschaftliche und betriebssichere Lösung zu erzielen.The purpose of the present invention is now to address these shortcomings to fix and thus to achieve an economical and operationally reliable solution.
Der Erfindung liegt die folgende Erkenntnis zugrunde: Wird in einem wassergefüllten Becken oder Gewässer (See, Weiher) ein seitlich und unten geschlossener Schachtbehälter vollständig eingetaucht, so weisen niveaugleiche Punkte innerhalb und ausserhalb des Schachtes den gleichen Druck auf.The invention is based on the following knowledge: Is in a water-filled basin or body of water (lake, pond) a closed side and bottom Manhole containers are completely submerged, so point at the same level within and outside the shaft apply the same pressure.
Wird hingegen im Behälter über dessen Boden, aber unterhalb seines oberen Randes Druckluft eingeblasen, so strömen die Luftblasen nach oben weg und erzeugen im unterliegenden Raum des Behälters einen relativen Unterdruck. Dabei ist die Wirkung grundsätzlich die gleiche, ob die Druckluft grobblasig oder feinblasig eingetragen wird. Wird nun eine Oeffnung im Unterdruckbereich des Behälters aufgemacht, so fliesst ein Wasserstrom aus dem Bereich höheren Druckes in den Unterdruckbereich. Wird an der erwähnten Oeffnung eine Rohr- oder Schlauchleitung so angeschlossen, dass die Leitungssohle immer tiefer liegt als der Wasserspiegel, so kann von jedem beliebigen Punkt Flüssigkeit angesaugt und zum Belüfter gleitet werden.If, however, in the container above its bottom, but below its If compressed air is blown in at the top edge, the air bubbles flow upwards and away generate a relative negative pressure in the underlying space of the container. Included the effect is basically the same whether the compressed air has coarse or fine bubbles is entered. If an opening is now opened in the vacuum area of the container, a stream of water flows from the area of higher pressure into the negative pressure area. If a pipe or hose is connected to the mentioned opening in such a way that Anyone can say that the bottom of the pipe is always lower than the water level Liquid can be sucked in at any point and slid to the aerator.
Erfindungsgemäss wird bei der biologischen Abwasserreinigung nach dem Belebtschlainmverfahren zur Belüftung sauerstoffarmer Tiefenschichten in Gewässern oder Abwasser-Schlammgemischen in einem Belüftungsbecken, dem ein mit diesem kommunizierend verbundenes Nachklärbecken nachgeschaltet ist, mindestens ein Schachtbelüfter angeordnet, der dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Luftausblasvorrichtung innerhalb des seitlich und unten geschlossenen vollständig eingetauchten Schachtbehälters ausmündet, dessen Seitenwände höher als die Luftausblasöffnungen hinaufreichen und unterhalb des Luftaustritts eine Unterdruckzone umschliessen, in die eine unter dem Wasserspiegel bis in die sauerstoffarmen Wasserschichten hinabreichende Leitung einmündet, durch die ausdiesen Schichten sauerstoffarmes Wasser selbsttätig in den Schachtbelüfter gesaugt und dort mit Sauerstoff versorgt wird Um eine unerwünschte Durchmischung der oberen Schichten mit den Tiefenwasserschichten zu verhindern, ist es vorteilhaft, den Schachtbelüfter mit einer Umlenk-Tauchwand zu umgeben, die über den Wasserspiegel hinaufreicht und deren unteres Ende bis in die Tiefe geführt wird, in der das sauerstoffangereicherte Wasser eingeleitet werden soll.According to the invention, in the biological wastewater treatment the activated sill process for aeration of oxygen-poor deep layers in water or sewage-sludge mixtures in an aeration basin, which one communicates with this connected secondary clarifier is connected downstream, at least one shaft aerator is arranged, which is characterized in that an air blower is located inside the side and opens out at the bottom of the completely immersed shaft container, which is closed Reach up the side walls higher than the air outlet openings and below the air outlet enclose a negative pressure zone, in one under the water level up to the low oxygen The line reaching down the water layers flows through the lines from these layers low-oxygen water is automatically sucked into the shaft aerator and there with oxygen is supplied around an undesired mixing of the upper layers with the deep water layers To prevent this, it is advantageous to equip the shaft aerator with a deflection baffle to surround, which reaches up above the water level and its lower end to in the depth is guided at which the oxygen-enriched water is introduced target.
Die Ausbildung der Schachtbelüfter erfolgt vorzugsweise aus Kunststoff, Metall oder Beton.The shaft aerators are preferably made of plastic, Metal or concrete.
In der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 bis 4 je eine Kleinkläranlage in einem schematischen Vertikalschnitt, und Fig. 5 und 6 je eine Seebelüftungseinrichtung in einem schematischen Vertikalschnitt.In the drawing, for example, embodiments are shown, namely shows: Fig. 1 to 4 each a small sewage treatment plant in a schematic vertical section, and FIGS. 5 and 6 each show a sea ventilation device in a schematic vertical section.
Bei der Kleinkläranlage nach Fig. 1 wird das Abwasser direkt aus der Kanalisation oder nach einer üblichen mechanischen Vorklärung durch die Leitung 1 in das Belüftungsbecken 2 über dessen Wasserspiegelhöhe N eingeleitet. Aus dem Belüftungsbecken 2 gelangt das Wasser-Belebtschlammgemisch durch eine Verbindungsleitung 4 in das Nachklärbecken 5, wobei im Raum der Tauchwand 6 eine Entgasung des Gemisches erfolgt, indem noch vorhandene Luftbläschen aufsteigen und entweichen. Im Nachklärbecken 5 trennt sich der absetzbare Belebtschlamm vom aufsteigenden gereinigten Abwasser, welches das Nachklärbecken durch das Abflussrohr 7 verlässt und einem Vorfluter zugeleitet wird. Die Sohle der Verbindungsleitung 4 ist tiefer angeordnet als der Wasserspiegel N im Belüftungsbecken 2 und die Sohlenhöhe der Ablaufleitung 7, sodass sich in beiden Becken 2 und 5 die gleiche Wasserspiegelhöhe einstellt. Der in der Trichterspitze 8 des Nachklärbeckens 5 sedimentierte Belebtschlamm wird während dem Einblasen von Druckluft durch die Einblasöffnungen 12 in den Schachtbelüfter 9 zurückgesaugt.In the small wastewater treatment plant according to Fig. 1, the wastewater is directly from the Sewerage or after a usual mechanical pre-treatment through the pipeline 1 introduced into the aeration basin 2 above its water level N. From the Aeration basin 2, the water-activated sludge mixture passes through a connecting line 4 in the secondary clarifier 5, whereby degassing in the area of the immersion wall 6 of the mixture takes place as air bubbles still present rise and escape. In the secondary clarifier 5, the settable activated sludge separates from the rising, cleaned sludge Waste water that leaves the secondary clarifier through the drain pipe 7 and one Receiving water is fed. The bottom of the connecting line 4 is arranged lower than the water level N in the aeration basin 2 and the sole height of the drainage line 7, so that the water level is the same in both basins 2 and 5. The activated sludge sedimented in the funnel tip 8 of the secondary clarifier 5 becomes during the injection of compressed air through the injection openings 12 into the shaft aerator 9 sucked back.
Dabei ist die Führung der Leitung 11 beliebig, so lange sie höhenmässig nicht über den Wasserspiegel N zu liegen kommt.The leadership of the line 11 is arbitrary as long as it is in terms of height does not come to lie above the water level N.
Zweckmässig wird die Durchführung innerhalb des Verbindungsrohres 4 vorgenommen. Der Lufteintrag im Schachtbelüfter 2 wird je nach den Betriebsbedingungen durch die Einblasöffnungen 12 grobblasig, mittelblasig oder feinblasig gewählt, wobei der Energieaufwand bei feinblasiger Belüftung am geringsten bleibt. Die Becken 2, 5 sind mit Abdeckplatten 15 und 16 überdeckt, welche die Anlage vor extremen klimatischen Einflüssen schützen und Geruchsimmissionen verhindern. Um die notwendige Ueberwachung und Wartung zu ermöglichen, sind in den Abdeckungen 15, 16 Kontrollöffnungen mit abnehmbaren Deckeln 23 und 24 versehen.The implementation within the connecting pipe is expedient 4 made. The air entry in the shaft ventilator 2 is depending on the operating conditions coarse-bubble, medium-bubble or fine-bubble selected through the injection openings 12, whereby the energy expenditure remains lowest with fine-bubble ventilation. The basins 2, 5 are covered with cover plates 15 and 16, which the system from extreme Protect climatic influences and prevent odor immissions. To the necessary To enable monitoring and maintenance, there are control openings in the covers 15, 16 provided with removable lids 23 and 24.
Bei dem Schachtbelüfter 9a nach Fig. 2 ist der Lufteintrag 12a in einer Kleinkläranlage gegenüber dem Beckenboden vertieft angeordnet, und die Rücklaufschlammleitung lla verbindet die Schachtbelüfterseite direkt mit der Trichterspitze des Nachklärbeckens 5.In the case of the shaft aerator 9a according to FIG. 2, the air inlet 12a is in a small sewage treatment plant recessed opposite the pool floor, and the return sludge line lla connects the shaft ventilator side directly with the funnel tip of the secondary clarifier 5.
Bei der Kleinkläranlage nach Fig. 3 ist der Schachtbelüfter 9b mit Lufteinblasöffnungen 12b direkt auf dem Belüftungsbeckenboden aufgesetzt, und die seitlich abgehende Rücklaufschlammleitung llb ist hochgezogen und durch das Verbindungsrohr 4 zur Nachklärbeckentrichterspitze geführt.In the small sewage treatment plant according to FIG. 3, the shaft aerator 9b is included Air injection openings 12b placed directly on the aeration basin floor, and the Laterally outgoing return sludge line 11b is pulled up and through the connecting pipe 4 led to the tip of the secondary clarifier funnel.
Bei der Kleinkläranlage nach Fig. 4 ist der Schachtbelüfter 9c mit Lufteinblasöffnungen 12c in gegenüber dem Belüftungsbeckenboden erhöhrt angeordnet und die Rücklaufschlammleitung llc von unten her eingeführt, durch die Verbindungsleitung 4c hindurch geführt und end in der Trichterspitze des Nachklärbeckens 5. Ausserdem sind an der Leitung iic Reinigungsstutzen 13 und 14 zu Kontroll-und Reinigungszwecken angeordnet Bei dem Beispiel nach Fig 5 ist der Schachtbelüfter 9 mit den Lufteinblasöffnungen 12 an einer in einem Gewässer schwimmenden Plattform 19 befestigt. Die Ansaugleitung ll führt aus der zu belüftenden Tiefenwasserschicht in den Unterdruckbereich des Schachtbelüfters 9 unterhalb der Lufteintrittshöhe; das Wasser durchströmt die Lufteintragszone und sinkt anschliessend vom nachströmenden Wasser verdrängt durch die Entgasungszone 18 in die Tiefe.In the small sewage treatment plant according to FIG. 4, the shaft aerator 9c is included Air injection openings 12c are arranged raised in relation to the aeration basin floor and the return sludge line llc introduced from below through the connecting line 4c passed through and end in the funnel tip of the secondary clarifier 5. Also are on the line iic cleaning nozzles 13 and 14 for control and cleaning purposes In the example according to FIG. 5, the shaft ventilator 9 is arranged with the air injection openings 12 attached to a platform 19 floating in a body of water. The suction line ll leads from the deep water layer to be aerated into the negative pressure area of the Shaft ventilator 9 below the air inlet height; the water flows through the air inlet zone and then sinks through the degassing zone, displaced by the inflowing water 18 in depth.
Der Austritt des belüfteten Wassers ist durch die frei wählbare Höhenlage des unteren Randes des Tauchmantels 17 variierbar.The outlet of the aerated water is due to the freely selectable altitude of the lower edge of the immersion jacket 17 can be varied.
Bei dem Beispiel nach Fig. 6 ist der Schachtbelüfter 9 mit den Lufteinblasöffnungen 12 mittels einer Aufhängvorrichtung 20 an einer Stützkonstruktion 21 in einem Gewässer angeordnet.In the example according to FIG. 6, the shaft ventilator 9 is provided with the air injection openings 12 by means of a suspension device 20 on a support structure 21 in a body of water arranged.
Die Ansaugleitung 11 führt durch einen geschlossenen Tauchmantel 17a in die gewünschte Tiefenwasserschicht. Nach der Entgasung in der Zone 18 innerhalb des Tauchmantels 17a strömt das Wasser, von dem durch den Schachtbelüfter 9 nachgesaugten Wasser verdrängt, durch die Ableitung 22 zurück.The suction line 11 leads through a closed immersion jacket 17a into the desired deep water layer. After degassing in zone 18 within The water flows through the immersion jacket 17a, from which water is drawn in through the shaft ventilator 9 Displaced water, back through the drain 22.
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