DE2639770A1 - Reaktor fuer das biologische reinigen von wasser - Google Patents

Reaktor fuer das biologische reinigen von wasser

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Description

Reaktor für das biologische Reinigen von Wasser
Die Erfindung bezieht sich auf einen Reaktor für das biologische Reinigen von Wasser, der in einem geraeinsamen Behälter einen Aktivationsraum und einen an diesen anschließenden Abscheideraum zum fluiden Filtrieren enthält.
Für kleine Reinigungsanlagen von Abwässern - mit Leistungen ungefähr unterhalb 1000 Einwohner äquivalente η - sind am vorteilhaftesten Einblockanordnungen, die leicht transportabel sind und als vollständige Einheiten im Herstellerwerk gefertigt werden. Derzeit sind im wesentlichen zwei Arten solcher Anordnungen bekannt.
Eine arbeitet mit diskontinuierlichem Betrieb, die zweite mit kontinuierlichem Betrieb. Anordnungen, welche diskontinuierlich arbeiten, benötigen ziemlich große Volumina, was mit verhältnismäßig hohen Anschaffungskosten verbunden ist. Anordnungen mit kontinuierlichem Betrieb sind wesentlich vorteilhafter. Die günstigste Verfahrenskombination bei derartigen Anordnungen ist ein Reinigen mittels biologischer Aktivation mit Abscheiden des aktivierten
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ORIGINAL INSPECTED
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Schlammes durch fluides Filtrieren und mit selbsttätigem Rückführen des aktivierten Schalammes aus dem Abscheideraum in den Aktivationsraum durch Schwerkraft.
Bekannte Anordnungen dieser Art gehören im wesentlichen zu zxvei Typen. Allgemein wird eine Anordnung mit einem eckigen Behälter mit freier Oberfläche verwendet, in welchem die Räume für das biologische Aktivieren und für das Abscheiden im wesentlichen nebeneinander vorgesehen sind.
Der zweite Typ, der für die kleinsten Leistungen bestimmt ist, d. h. der Größenordnung von Einwohneräquivalenten, besitzt geschlossenejBehälter, worin die erwähnten Räume konzentrisch nebeneinander angeordnet sind.
Die erwähnten Anordnungen haben eine Reihe von Nachteilen: Anordnungen in eckigen Behältern sind bezüglich der Herstellung und des Materials sehr anspruchsvoll und im Fall größerer Anordnungen schwer zu befördern. Anordnungen mit einem geschlossenen Behälter mit konzentrisch ausgebildeten Räumen sind lediglich für die erwähnten kleinsten Leistungen geeignet, da sich bei ihnen für größere Leistungen entweder die Umschlaghöhe zu sehr vergrößert oder die Fördermöglichkeit herabsetzt. Das Aktivieren arbeitet bei beiden Anordnungen wegen der Notwendigkeit des Rückführens des aktivierten Schlammes zum Aktivieren nur in einstufigen Behältern mit vollkommenem Mischen, so daß bei plötzlichem hydraulischen Belasten durch Rohwasser ein Teil des Wassers unverarbeitet abfließt, was die Reinigungs· ergebnisse beeinträchtigt.
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Bei manchen Anwendungen, zum Beispiel beim Entfernen von stickstoffhaltigem Material, ist es jedoch vorteilhaft, falls das. Aktivieren in einem Kolbenflußbetrieb im geschlossenen Kreis vor sich geht; denn der Kolbenfluß ermöglicht, eine verschiedene Sauerstoffkonzentration während des Aktivierens zu verwenden, was es den fakultativen Mikroorganismen ermöglicht, für Respirationsvorgänge Sauerstoff sowohl aus der Lösung als auch aus gegenwärtigen Nitraten zu entnehmen, wodurch ein Denitrieren von Nitraten zu gasförmigem Stickstoff erzielt wird. Diese Möglichkeit besitzen bestehende Anordnungen nicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Reaktor der eingangs genannten Art auszubilden, daß der Herstellungsund Materialaufwand möglichst niedrig ist, sich auch große Reaktoren leicht befördern lassen, der Aktivationsvorgang zweistufig ablaufen kann und der Reinigungsgrad von kurzzeitiger hydraulischer Überlastung weniger abhängig ist.
Diese Aufgäbe·wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem horizontalen Behälter im wesentlichen zylindrischer Form zwei in Längsrichtung verlaufende, sich nach unten nähernde Trennwände vorgesehen sind, die den Raum des Behälters einerseits in einen Abscheideraum,der oben durch das Niveau der Flüssigkeit begrenzt ist, über welchem sich ein Entlüftungsraum befindet, und andererseits in einen Aktivationsrauiii aufteilen, der aus zwei miteinander verbundenen Teilen mit einer Zufuhrleitung für Rohwasser besteht, wobei die unteren Kanten der Trennwände eine Durchfluß öffnung bilden, die den Aktiva ti ons raum mit dem Abscheideraum verbindet, und daß im System der Strömungslinien im Aktivationsraum oder im System induzierter Strömungslinien im Abscheideraum an der Durchflußöffnung ein Wandsystem vorgesehen ist, das eine Querzirkulation der Flüssigkeit im Abscheideraum unterdrückt.
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Ein weiterbildendes Merkmal der Erfindung ist, daß die Größe des Winkels, den die Trennwände bilden, im Bereich von 60° bis 120° liegt, wobei das Verhältnis des Rauminhaltes des Aktivationsraumes zur Fläche des Niveaus im Bereich von 0,5 bis 3 nr zu 1 m liegt
Eine andere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Reaktors, der dadurch einen besonders guten Wirkungsgrad aufweist, sieht vor, daß unterhalb der einen Trennwand der erste Teil als erste Stufe des Aktivationsraumes ausgebildet ist, in den die Zufuhrleitung für Rohwasser mündet und in dessen unterem Bereich eine untere Wand angeordnet ist, deren eines Ende unter die Durchflußöffnung reicht, und daß unterhalb der zweiten Trennwand der zweite Teil als zweite Stufe des Aktivationsraumes mit dem Wandsystem ausgebildet ist, wobei beide Stufen unterhalb der Durchflußöffnung frei in Verbindung stehen.
Vorteilhaft ist weiter, daß im oberen Teil des Aktivationsraumes ein Desintegrator angeordnet ist.
Vom Standpunkt eines leichten Unterhaltens ist eine erfindungsgemäße Ausgestaltung vorteilhaft, gemäß der an einem Ende des Behälters ein Raum wesentlich kreisförmigen Querschnittes vorgesehen ist, der mit dem Aktivationsraum frei in Verbindung steht und in welchen die Zufuhr leitung für Rohwasser mündet, wobei im oberen Teil des Behälters oberhalb dieses Raumes ein Mannloch vorgesehen ist.
Im Hinblick auf eine Möglichkeit, eine Denitrierung oder Denitrifikation von Nitraten zu gasförmigem Stickstoff zu erzielen, ist eine Lösung vorteilhaft, nach der das Aufteilen
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des Aktivationsraumes in dessen ersten Teil und zweiten Teil mittels einer im wesentlichen vertikalen Trennwand erfolgt, die in Längsrichtung des Behälters unterhalb des Abscheideraumes verläuft, wobei" beide Teile des Aktivationsraumes miteinander durch zwei Überführungsräume in Verbindung stehen, die an den Stirnwänden des Behälters angeordnet sind, wobei beide Teile des Aktivationsraumes selbständige Mittel zur Bewegung der Flüssigkeit in einer zueinander entgegengesetzten Querströmung in diesen Teilen besitzen, und daß die Überführungsräume derart gerichtet sind, daß der Strom im ersten Teil des Aktivationsraumes an der Stirnwand in den ersten Überführungsraum gerichtet ist und der Strom im zweiten Teil des Aktivationsraumes an der Stirnwand in den zweiten Überführungsraum gerichtet ist, so daß das Überführen des Ströme mittels dieser Überführungsräume zwischen beiden Teilen des Aktivationsraumes einen Längsstrom im Aktivationsraum in geschlossenem Kreis verursacht.
Bei diesem Reaktor ist es vorteilhaft, daß das Mittel zur Bewegung der Flüssigkeit im ersten Teil des■Aktivationsraumes, in welchen die Zufuhrleitung für Rohwasser mündet, durch Belüftungselemente gebildet wird, während das Mittel zur Bewegung der Flüssigkeit im zweiten Teil des Aktivationsraumes durch ein Rührgerät gebildet wird.
Es ist zweckmäßig, daß die Trennwand zwischen der unteren Kante der in Längsrichtung des Behälters oberhalb des ersten Teiles des Aktivationsraumes verlaufenden geneigten Trennwand und einer Entschlämmungsanordnung am unteren Teil des Mantels des Behälters, welche für beide Teile des Aktivationsraumes gemeinsam ist, vorgesehen ist.
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Konstruktiv vorteilhaft ist eine Lösung, nach der die-Überführungsräume durch Überführungskanäle gebildet werden, die durch die im wesentlichen in der ganzen Länge des gemeinsamen Behälters verlaufende Trennwand durchführen.
Gemäß einer alternativen Ausführungsart werden die Überführungsräume durch Zwischenräume zwischen Stirnwänden des Abscheideraumes und den diesen zugekehrten Stirnwänden des Behälters gebildet, wobei in jedem dieser ÜberfUhrungsräume wenigstens eine Gleichrichterwand eingefügt ist.
Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung sind schematisch in der Zeichnung dargestellt; darin zeigen:
Pig. 1 einen Querschnitt eines Reaktors;
Fig. 2 eine Seitenansicht des vorderen Teiles des Reaktors gemäß Fig. 1, wo zwecks besserer Anschaulichkeit der vordere Deckel nicht gezeichnet ist;
Fig. 3 einen Querschnitt einer anderen Ausführungsart des Reaktors;
Fig. 4- einen Querschnitt im mittleren Bereich eines Reaktors, der auch für eine Dentrifikation von Nitraten zu gasförmigem Stickstoff geeignet ist, entlang einer in Fig. 7 mit A-A bezeichneten Ebene;
Fig. 5 und 6 Querschnitte desselben Reaktors an beiden Enden, wo Überführungskanäle vorgesehen sind, entlang Ebenen, die in Fig. 7 mit B-B und C-C bezeichnet sind;
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.Fig. 7 einen Grundriß dieses Reaktors, wobei zwecks besserer Übersicht manche Teile nicht dargestellt sind; und
Fig. 8 eine Perspektivansicht eines Reaktors gemäß Fig. 4, jedoch mit einer anderen Art der Überf ührungskanale.
Der Reaktor gemäß Fig.1 wird durch einen horizontalen zylindrischen Behälter mit einem Mantel 1 gebildet, der an beiden Enden durch nicht dargestellte Deckel verschlossen ist. Im Behälter sind zwei in Längsrichtung verlaufende Trennwände 21, 22 vorgesehen, die sich nach unten zu nähern und deren Unterkanten 210 und 220 eine Durchflußöffnung bilden.
Die Trennwände 21, 22 teilen den Behälterraum einerseits in einen Abscheideraum S im wesentlichen prismatischer Form, der oben durch das Wasserniveau 11 begrenzt ist, oberhalb dessen sich ein Entlüftungsraum 0 befindet, der über ein Entlüftungsrohr 16 mit der Außenatmosphäre verbunden ist, andererseits in einen Aktivationsraum, der durch dessen ersten Teil A1 und dessen zweiten Teil A2 gebildet wird, in welchen im unteren Teil die Zufuhrleitung des Rohwassers mündet.
Seitwärts sind im Aktivationsraum bekannte Belüftungselemente Sl, 82 vorgesehen, die an eine Druckluftquelle 15 angeschlossen sind.
Das Wasserniveau 11 wird durch, das Niveau äer Abfuhrleitungen 12 bestimmt. Das Wasserniveau im Aktivationsraum ist mit 17 bezeichnet.
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Vorteilhaft liegt die Größe des Winkels B zwischen den Trennwänden 21, 22 in den Grenzen von 6o° bis 120°. Es ist ferner vorteilhaft, daß das Verhältnis zwischen dem Rauminhalt des Aktivationsraumes A. , Ap und der Fläche des Niveaus 11 des Abscheideraumes S innerhalb der Grenzen 0,5 bis 3 irr des Aktivationsraumes zu 1 m des Niveaus liegt. Die erwähnten Grundsätze gelten für verschiedene Ausführungen des erfindungsgemäßen Reaktors.
In der Nähe der Durchflußöffnung 6 ist im Bereich des Entstehens einer induzierten Strömung im Abscheideraum S ein Wandsystem 3 eingereiht, und zwar bei der Ausführung gemäß Pig.l zum Beispiel in Form eines sich fächerförmig erweiternden Rostes, wodurch eine unerwünschte Querzirkulation der Flüssigkeit im Abscheideraum S verhindert wird.
Eine ähnliche Wirkung kann durch Anwendung eines geeigneten Wandsystems 3 bei der Durchflußöffnung 6 im System der Strömungslinien im Aktivationsraum A1 oder Ap erzielt werden.,, wie dies in Fig. 3 angedeutet ist und später näher beschrieben wird.
Im unteren Teil des Aktivationsraumes A1, Ap ist eine perforierte Platte I9 angeordnet. Der Raum unterhalb dieser perforierten platte 19 ist aneinen Entsehlämmungskanal 13 angeschlossen, der in den untersten Teil der Stirnwand des zylindrischen Behälters mündet, so daß dieser Entschlämmungskanal 13 in Fig. 2 nicht sichtbar Jst.
Die beschriebene Anordnung arbeitet folgendermaßen: In den Aktivationsraum A1, A2 wird über die Zufuhr-
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leitung. 9 das zum Reinigen bestimmte Rohwasser eingeführt. Durch Wirkung der Belüftungselemente 81, 82 wird die Flüssigkeit im Aktivationsraum A., , Ap mit Sauerstoff gesättigt und gleichzeitig in eine Querzirkulation versetzt, wobei diese Belüftungselemente auch als Quellen der Zirkulation der Flüssigkeit dienen. Durch diese Zirkulation entstehen zwei große Querwirbel, die durch Pfeile angedeutet sind. In beiden symmetrischen Hälften des Aktivationsraumes, d, h. im ersten Teil A, und im zweiten Teil Ap, findet im Gleichlauf, also parallel, ein intensives Durchmischen der Flüssigkeit statt, das wegen Sättigung durch Sauerstoff zu einer Biodegradation organischer Stoffe führt. Dasjgere inigte Wasser mit der Suspension des aktivierten Schlammes kommt über die Durohf lußöffnung in den Abscheideraum S. Be^ steigender Strömung der Flüssigkeit im Abscheideraum S bildet sich eine fluide Schicht, eine unvollständig schwebende Flockenwirbelschicht, in weIcher die Flockensuspension aufgefangen wird. Das von der Suspension befreite Wasser wird am Niveau 11 über die Abfuhrleitungen entnommen. Die Gleichfömigkeit des Strömens und die Verhütung unerwünschter Querzirkulationen des Wassers im Abscheideraum S, welche durch Übertragung der Querströmung im Aktivationsraum A, , Ap entstehen könnten, werden durch das erwähnte Wandsystem J5 gesichert.
An einer Stirnwand des Reaktors ist ein Raum U kreisförmigen Querschnitts ausgeführt, welcher mit dem Aktivationsraum A., Ap frei verbunden ist, so daß er während des Betriebes des Reaktors dessen Bestandteil bildet. Die Zufuhrleitung 9 für Rohwasser mündet vorteilhaft in diesen erwähnten Raum U, der,falls die Anordnung außer Betrieb steht, zum Beispiel bei Reparaturen und dergleichen, über
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ein Mannloch 18 zugänglich ist, das im oberen Teil des Mantels 1 vorgesehen ist. Zwecks besserer Anschaulichkeit ist in Fig. 2 die Stirnwand des Behälters nicht dargestellt.
Der in Fig. 3 gezeichnete Reaktor besitzt einen in zwei Stufen geteilten Aktivationsraum, welche im wesentlichen in Reihe arbeiten. Unterhalb der Trennwand 21 wird durch den ersten Teil A, des Aktivationsraumes dessen erste Stufe mit der Zufuhrleitung 9 für Rohwasser gebildet. Im unteren Teil der ersten Stufe ist eine schräge untere Wand 71 angeordnet, deren niedrigererpechter Teil unterhalb der Durchflußöffnung 6 reicht, so daß sich zwischen der unteren Wand 71 und dem gegenüberliegenden Teil des Mantels 1 ein Ansaugkanal N. befindet.
Im oberen Teil der ersten Stufe, d.h. des ersten Teiles A, des Aktivationsraumes, ist ein Desintegrator D schwimmender Verunreinigungen angeordnet, der durch eine schräge Trennwand gebildet wird und mit der Atmosphäre oberhalb des Wasserniveaus 11 in Verbindung steht.
Die zweite Stufe, die durch den zweiten Teil A2 des Aktivationsraumes gebildet wird, ist durch die Trennwand begrenzt und steht frei mit der ersten Stufe in Verbindung. An der Durchflußöffnung 6 ist in der zweiten Stufe das schon erwähnte Wandsystem 3 eingereiht, das hier die Form einer schrägen Wand hat, die im unteren Teil gegen die Durchflußöffnung 6 geneigt ist, und eine öffnung 31 aufweist. Das Wandsystem 3 unterdrückt eine unerwünschte Übertragung von Querwirbeln aus dem Aktivationsraum, und zwar aus dessen zweiten Stufe in den Abscheideraum S. Das Vorhandensein derartiger Wirbel im Abscheideraum S beeinträchtigt, wie bekannt, den Abscheidevorgang.
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- 11 ■- .
Im unteren Teil der zweiten Stufe ist eine sfchräge "untere Wand 72 vorgesehen, die zusammen mitjdem gegenüberliegenden Teil des Mantels 1 einen Saugkanal Ng bildet, der zu einer Verbesserung der Querzirkulation der Flüssigkeit in der zweiten Stufe beiträgt.
Im untersten Teil des Behälters befindet sich ein Sammelsystem für Schlamm, gebildet durch eine perforierte Wand 19 und einen Entschlammungskanal 13, über welchen der überschüssige Schlamm periodisch abgelassen wird.
Die Gliederung des ;Raumes U des Reaktors gemäß Fig. unterscheidet sich von der gemäß Fig. 1-dadurch,daß hier eine vertikale Trennwand vorliegt, die bis zur perforierten Wand 19 reicht, wodurch im Raum U, der während des Betriebes als Aktivationsraum dient, eine Aufteilung dieses Raumes durch diese vertikale Trennwand im Hinblick auf die erste und zweite Stufe erzielt wird. Diese Anordnung ist zwecks besserer Verständlichkeit der Figur nicht eingezeichnet. .
Die Anordnung gemäß Fig. 3 arbeitet folgendermaßen:
Durch Wirkung der Be lüf tungselemente 81, 82 wird die Flüssigkeit in beiden Stufen des Aktivationsraumes A1, Ap mit Sauerstoff gesättigt und gleichzeitig in Querzirkulation versetzt. Durch diese Zirkulation entstehen zwei große Querwirbel, deren Strömungslinien wesentlich geschlossen sind und dabei zwei Teile A1, Ag, d.h. zwei Stufen im Aktivationsraum bilden. Während in den einzelnen Stufen des Aktivationsraumes A1, A£ durch die Belüftung ein intensives Durchmischen der Flüssigkeit zustandekommt, ist
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das Mischen der Flüssigkeit an der Kontaktstelle beider Stufen sehr gering. Deshalb arbeiten beide Teile A, , Ap des Aktivationsraumes als praktisch selbständige, ideal gemischte, in Reihe geschaltete Behälter. Am Desintegrator D am oberen Ende der ersten Stufe A. des Aktivationsraumes werden dabei kleine intensive Wirbel erzeugt. Ein Teil des Stromes der zweiten Stufe A„ des Aktivationsraumes führt längs des Wandsystems ~$. Die Strömung der Flüssigkeit wird dabei durch das Wandsystem 3 gleichgerichtet und derart abgebremst, daß dadurch ein Übertragen induzierter Wirbel aus dem Aktivationsraum in den Abscheideraum S unterdrückt wird. Wegen der asymmetrischen Anordnung des Saugkanals N, der ersten Stufe des Aktivationsraumes reicht die Strömung in der ersten Stufe des Aktivationsraumes bis unterhalb der Durchflußöffnung 6, die den Abscheideraum S mit dem Aktivationsraum verbindet.
Das Rohwasser tritt in die erste Stufe des Aktivationsraumes über die Zufuhrleitung 9 im Bereich der Wirkung des Desintegrators D ein. Schwimmende Verunreinigungen - wie zum Beispiel Papier - werden in den Wirbeln des Desintegrators aufgefangen und hier fortlaufend desintegriert. Das Rohwasser wird in der ersten Stufe des Aktivationsraumes gleichmäßig gemischt und verarbeitet.
Der Rauminhalt des zufließenden Rohwassers verdrängt aus der ersten Stufe des Aktivationsraumes den gleichen Rauminhalt des Wassers in die zweite Stufe des Aktivationsraumes. Das in die zweite Stufe des Aktivationsraumes verdrängte Wasser wird hier wieder gleichmäßig gemischt und verarbeitet. Der Rauminhalt des aus der ersten in die zweite Stufe des Aktivationsraumes verdrängten Wassers
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verdrängt aus der zweiten Stufe des Aktivätionsraumes über die Durchflußöffnung β den gleichen Rauminhalt des Wassers in den Abscheideraum S. Im Abseheideraum S wird aus dem Wasser der aktivierte Schlamm abgeschieden, und das gereinigte Wasser strömt in die Abfuhrleitungen über. Der vom gereinigten Wasser im Abscheideraum S abgeschiedene aktivierte Schlamm gelangt über die Durchflußöffnung in die zweite Stufe des Aktivätionsraumes zurück.
Da die Strömung in der ersten Stufe des Aktivätionsraumes bei unterhalb der Durchflußöffnung 6 reicht, gelangt durch die Wirkung der Schwerkraft ein Teil desteurückgeführten Schlammes aus der zweiten Stufe des Aktivationsraumes in die erste Stufe. Dadurch wird der aktivierte Schlamm in die erste Stufe des Aktivationsraumes, der aus diesem Raum durch den Strom desjgereinigten Wassers abgeführt wird, selbsttätig zurückgeleitet. Dank der beschriebenen Anordnung arbeitet die Aktivation gemäß Fig.3 zweistufig mit selbsttätiger Rezirkulation des Schlammes in beiden Stufen. Der überschüssige Schlamm wird bei unterbrochenem Durchlüften periodisch aus dem Sammelsystem im Boden des Behälters über den Entschlammungskanal 13 abgelassen.
Die in Fig. 1 und 3 dargestellten Anordnungen müssen als Ausführungsbeispiele betrachtet werden, die andere Ausführungen nicht ausschließen. Sie sind auch nicht auf Reaktoren rein zylindrischer Form begrenzt. Es sind auch Ausführungen mit Mänteln^ ovalen Querschnittes, ggf. mit Behältern, die im oberen Teil offen sind, gut möglich. Eine zylindrische Form des Reaktors scheint jedoch am vorteilhaftesten zu sein.
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Der in Fig. 4 bis 8 dargestellte Reaktor, der auch für die schon erwähnte Denitrifikation geeignet ist, wird durch einen horizontalen zylindrischen Behälter mit einem Mantel 1 gebildet, der an beiden Enden durch Stirnwände 111, 112 verschlossen ist (Fig. 7). Im Behälter sind zwei geneigte Trennwände 21, 22 vorgesehen, die den Behälter in einen Abscheideraum S oberhalb dieser Trennwände 21, und in einen Aktivationsraum unterteilen, der sich unterhalb dieser Trennwände befindet und in einen ersten Teil A1 und einen zweiten Teil Ap geteilt ist. Ferner befindet sich im Behälter eine vertikale in Längsrichtung verlaufende Trennwand 23, welche unten an die in Längsrichtung verlaufende Trennwand 21 anschließt, den Aktivationsraum in zwei selbständige Teile A, und A~ aufteilt und in den Oberteil des Entschlämmungssystems übergeht, das durch den Entschlämmungskanal ,13 im untersten Teil des Behälters gebildet wird, der jedoch für beide Teile A1, A2 des Aktivationsräumes gemeinsam ist. In den ersten Teil A1 des Aktivationsraumes mündet die Zufuhrleitung 9 für Rohwasser (Fig. 5). Die unteren Kanten 210, 220 der geneigten, in Längsrichtung verlaufenden Trennwände 21, 22 bilden eine Durchflußöffnung 6, wodurch der zweit^Teil Ap des Aktivationsraumes mit dem Abscheideraum S in Verbindung steht. Im ersten T-.eil A1 des Aktivationsraumes befinden sich Belüftungselemente 81, die an eine Druckluftquelle 15 angeschlossen sind. Im zweiten Teil Ap des Aktivationsraumes befindet sich ein Organ zur Bewegung der Flüssigkeit, das aus einem durch einen Elektromotor 85 (Fig. 7) angetriebenen Rührgerät 83 besteht, das in Längsrichtung des Behälters angeordnet ist.
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An beiden Enden des Reaktors nahe den Stirnwänden 111, 112 befinden sich Überf ührungsräume p., Pp, die durch geneigte Überführungskanal 9I, 92 gebilaet werden, welche gemäß den in Fig. 5 und 6 dargestellten Beispielen durch Rohre gebilaet werden, von denen jedes unterhalb einer der geneigten Trennwände 21, 22 beginnt und durch die vertikale Trennwand 23 durchführt. Der geneigte Überführungskanal 91 beginnt unterhalb der geneigten Trennwand 21 und verbindet den ersten Teil A, des Aktivationsraumes mit dem zweiten Teil Ap dieses Raumes, der geneigte Überführungskanal 92 beginnt unterhalb der geneigten Trennwand 22 und verbindet den zweiten Teil Ap des Aktivationsraumes mit dem ersten Teil A- dieses Raumes. Beide geneigten Überführ ungskanäle 92, 92 sind so gegenüber der vertikalen Trennwand 23, in Längsrichtung des Reaktors gesehen, gegenseitig geneigt. .
Im unteren Teil des Abscheideraumes S befindet sich ein Wandsystem 3 zur Verhütung der Übertragung der Querzirkulation aus dem zweiten Teil Ap des Aktivationsraumes in den Abscheideraum S. Zu diesem Zweck kann analog ein Wandsystem verwendet werden, das in das System der Strömungslinien im zweiten Teil Ap des Aktivationsraumes eingeschaltet ist, wie dies zum Beispiel bei der Anordnung gemäß Fig. 3 angedeutet 1st.
Das Wasserniveau 11 im Reaktor wird durch das Niveau der Abfuhrleitungen 12 des gereinigten Wassers bestimmt, oberhalb dessen sich ein Entlüftungsrum O befindet, der über ein Entlüftungsrohr l6 mit der Atmosphäre in Verbindung steht.
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Im oberen Teil des ersten Teiles A1 des Aktivationsraumes kann vorteilhaft ein Desintegrator D vorgesehen sein.
Bei der Anordnung gemäß Fig. 8 ist der Abscheideraum S kurzer als die Entfernung beider Stirnwände 111, 112 des Reaktorbehälters. Der Abscheideraum S ist hier durch Stirnwände 2k und 25 begrenzt. Die vertikale Trennwand 23 verläuft gleichfalls nur in der Länge des Abscheideraumes. Überführungsräume P-, Ρ werden durch einen Zwischenraum zwischen den Stirnwänden 24, 25 des Abscheideraumes S und den Stirnwänden 112, 111, die diesen Stirnwänden 24-, 25 zugekehrt sind, gebildet. In jedem so gebildeten Überführungsraum P,, P2 ist wenigstens eine Gleichrichterwand 910, 920 vorgesehen, die dieselbe Aufgabe wie die Wand der Rohre erfüllt, die den Überführungskanal 91 bzw. 92 bilden.
Die in Fig.4 und 8 dargestellte Anordnung arbeitet folgendermaßen:
Durch Wirkung der Belüftungselemente 81 wird die Flüssigkeit im ersten Teil A, des Aktivationsraumes mit Sauerstoff gesättigt und gleichzeitig in eine hier durch Pfeile angedeutete Querzirkulation versetzt. Im zweiten Teil Ap des Aktivationsraumes wird durch Bewegung des Rührgerätes 83 die Flüssigkeit gleichfalls in eine durch Pfeile angedeutete Querzirkulation versetzt. Die Richtung der Querströmung ist in beiden Teilen A1, A2 des Aktivationsraumes entgegengesetzt. Die Querströmung im ersten Teil A1 des Aktivationsraumes ist in der Nähe der Stirnwand zur Mündung des schrägen Überführungskanals 9I gerichtet, der hier den Überführungsraum P1 darstellt, und dieseiJKanal mündet in den zweiten Teil Ap des Aktivationsraumes in Richtung der Querströmung in diesem Raum. Analog ist die Quer-
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strömung Im zweiten Teil Ap des Aktlvationsraumes in der Nähe der Stirnwand 111 gegen die Münaung des weiteren schrägen Überführungskanals 92 gerichtet, der einen Überführungsraum P2 darstellt, und dieser Kanal mündet in den ersten Teil A, des Aktivationsraumes in Richtung der Querströmung in diesem Raum. Infolgedessen wird die Flüssigkeit durch Querströmung aus dem ersten Teil A, des Aktivationsraumes über den Überf Uhrungsraum P, in den zweiten Teil Ap des Aktivationsraumes überführt und durch Querströmung aus dem zweiten Teil Ap des Aktivationsraumes über den Überführungsraum Pp in den ersten Teil A. des Aktivationsraumes überführt. Dadurch entsteht Im Aktivationsraum eine Längsströmung in geschlossenem Kreis.
Das Rohwasser wird über die Zufuhr leitung 9 ersten Teil A1 des Aktivationsraumes In der Nähe der Stirnwand 111 zugeführt, wo es sich mit dem Wasser mit aktiviertem Schlamm mischt, das in den ersten Teil A1 des Aktivationsraumes aus dem zweiten Teil Ap dieses Raumes zugeführt wird. Im ersten Teil A1 des Aktivationsraumes laufen durch Anwesenheit des aktivierten Schlammes und durch Sättigung mit Sauerstoff eine Btodegradatlon organischer Stoffe und eine Denitrifikation von Stickstoffverbindungen ab.
Im ersten Teil A1 des Aktivationsraumes geht dann das Wasser mit dem aktivierten Schlamm über den Überführungskanal 91 in den zweiten Teil A„ des Aktivationsraumes über, wo wegen Mangel an Sauerstoff bei einer weiteren Biodegradation organischer Stoffe gleichfalls eine Denitrifikation vor sich geht. Das gereinigte Wasser mit der
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Suspension des aktivierten Schlammes kommt aus dem zweiten Teil Ap des Aktivationsraumes in einen bekannten Abscheideraum S, wo ein Abscheiden des aktivierten Schlammes und seine Rückführung über die Durchfluß Öffnung 6 durch Wirkung der Schwerkraft in den zweiten Teil Ag des Aktivationsraumes vor sich gehen, während das gereinigte Wasser ohne Schlamm über die Abfuhrleitungen 12 abgezogen wird. Der abgeschiedene aktivierte Schlamm wird zusammen mit dem rezirkulierten Wasser in den ersten Teil A1 des Aktivationsraumes über den geneigten Überführungskanal 92 überführt. Ähnlich verläuft der beschriebrne Vorgang bei der Anordnung gemäß Fig. 8.
Die Anordnungen gemäß Fig. 4 bis 8 sollen gleichfalls nicht auf die beschriebenen Beispiele oder auf die erwähnte Wirkungsweise beschränkt sein, sondern beides soll lediglich als Beispiel dienen. Es ist zum Beispiel auch eine Anordnung mit Belüftungselementen in beiden Teilen A,, Ap des Aktivationsraumes ähnlich, wie dies in.* Fig. 1 bis j5 angedeutet ist, möglich wo die Quelle der Bewegung in einem Teil des Aktivati ons systems ein hydraulisches System, z. B. auf Basis gleichgerichteter Wasserstrählen ist. Analog kann zum Beispiel erreicht werden, daß eine Anordnung mit Belüftungselementen in beiden Teilen des Aktivationsraumes parametrisch so abgestimmt ist, um als oxydative Biodegradation ohne denitrifikative Wirkung zu arbeiten.
Die resultierende Strömung, die durch Zusammensetzen der beschriebenen Quer- und Längsströmungen entsteht, ist eine Strömung in Form einer in sich geschlossenen Schraubenlinie, die in beiden Teilen A,, Ap des Aktivationsraumes verläuft und durch ihre Art einer Kolbenströmung in ge-
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schlossenem Kreis nahe steht. Die Zufuhr von Rohwasser mündet dabei vorteilhaft in Richtung der Längsströmung in den Anfang des Teiles des Aktivationsraumes, der mit dem Abscheideraum S nicht direkt in Verbindung steht.
Ein Vorteil einer Kolbenströmüng in geschlossenem Kreis ist bei geeignetem Säuerstoffbetrieb die Möglichkeit eines Erzielens einer Denitrifikation der Abwasser. Ein weiterer Vorteil ist, daß in einzelnen Teilen des Aktivationsraumes eine unterschiädliche Intensität der Belüftung erzielt werden kann und sich so beispielsweise eine Übertragung der Querströmung in den Abscheideraum S ohne komplizierte Hydraulik des Abscheidens beschränken läßt. Ein konstruktiver Vorteil dieses Reaktors ist die Möglichkeit der^Zufuhr des zu reinigenden Wassers an eine Stelle des Reaktors ohne Bedarf einer Anwendung weiterer Mittel für dessen gleichförmige Verteilung, da die Kolbenströmung eben diese Lösung ermöglicht.
Einblockreaktoren gemäß vorliegender Erfindung haben eine Reihe von Vorteilen. Die zylindrische Form des Behälters ermöglicht eine Konstruktion eines selbsttragenden Schalentragwerkes, das in der Herstellung und im Material vorteilhaft ist. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit einer Fertigung einer ganzen Leistungsreihe von Reaktoren mit minimaler Zahl von Grundelementen auf der Basis nur einer Änderung der Länge der Anordnung. Alle diese Faktoren ermöglichen eine billige Massenerzeugung. Außerdem kommt dazu als weiterer Vorteil eine leichte Beförderung auch verhältnismäßig großer Reaktoren. Ein wesentlicher Vorteil ist ferner die Möglichkeit eines zweistufigen Aktivations-■ Vorganges, welcher einen höheren Reinigungsgrad als ein
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einstufiger Vorgang bietet und die Abhängigkeit des Reinigungsgrades von kurzzeitiger hydraulischer Überlastung herabsetzt, was sich vor allem bei kleinen Reinigungsanlagen stark bemerkbar macht.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Γ1 J Reaktor für das biologische Reinigen von Wasser, der in einem gemeinsamen Behälter einen Aktivationsraum und einen an diesen anschließenden Abscheideraum zum fluiden Filtrieren enthält, dadurch gekennzeichnet, daß in einem horizontalen Behälter im wesentlichen zylindrischer Form zwei in Längsrichtung verlaufende, sich nach unten nähernde Trennwände (21, 22) vorgesehen sind, die den Raum des Behälters einerseits in einen Abscheideraum (S), der oben durch das Niveau (11) der Flüssigkeit begrenzt ist, über welchem sich ein Entlüftungsraum (O) befindet, und andererseits in einen Aktivationsraum aufteilen, der aus zwei miteinander verbundenen Teilen (A1, A2) mit einer Zufuhrleitung (9) für Roh wasser besteht, wobei die lunteren Kanten der Trennwände (21, 22) eine Durchflußöffnung (6) bilden, die den Aktivationsraum mit dem Abscheideraum (S) verbindet, und daß im System der Strömungslinien im Aktivationsraum oder im System induzierter Strömungslinien im Abscheideraum (S) an der Durchflußöffnung (6) ein Wandsystem (3) vorgesehen ist, das eine Querzirkulation der Flüssigkeit im Abscheideraum (S) unterdrückt.
    2. Reaktor nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Größe (B) des Winkels, den die Trennwände (21, 22) bilden, im Bereich von 60° bis 120° liegt, wobei das Verhältnis des Rauminhaltes des Aktivationsraumes zur Fläche des Niveaus (11) im Bereich von 0,5 bis 3 ir zu Im liegt.
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    3. Reaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der einen Trennwand (21) der erste Teil (A,) als erste Stufe des Aktivationsraumes ausgebildet ist, in den die Zufuhrleitung (9) für Rohwasser mündet und in dessen unterem Bereich eine untere Wand (71)angeordnet ist, deren eines Ende unter die Durchflußöffnung (6) reicht, und daß unterhalb der zweiten Trennwand (22) der zweite Teil (Ap) als zweite Stufe des Aktivationsraumes mit dem Wandsystem (3) ausgebildet ist, wobei beide Stufen unterhalb der Durchflußöffnung (6) frei in Verbindung stehen.
    K. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Teil des Aktivationsraumes ein Desintegrator (D) angeordnet ist.
    5. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,daß an einem Ende des Behälters ein Raum
    (U) wesentlich kreisförmigen Querschnittes vorgesehen ist, der mit dem Aktivationsraum (A1, A2) frei in Verbindung steht und in welchen die Zufuhrleitung (9) für Rohwasser mündet, wobei im oberen Teil des Behälters oberhalb dieses Raumes (U) ein Mannloch (18) vorgesehen ist.
    6. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß zum Aufteilen des Aktivationsraumes in dessen ersten Teil (A1) und zweiten Teil (Ap) eine Trennwand (23) vorgesehen ist, die in Längsrichtung des Behälters unterhalb des Abscheideraumes verläuft, und daß beide Teile (A1ZAp) des Aktivationsraumes miteinander durch zwei Überführungsräume (P1, Pp) in Verbindung stehen, die an den Stirnwänden (111, 112) des Behälters angeordnet sind, wobei beide Teile (A1, Ap) des Aktivationsraumes selbständige Mittel (81, 83) zur Be-
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    wegung der Flüssigkeit in einer zueinander entgegengesetzten Querströmung in diesen Teilen (A, , Ap ) besitzen, und daß die Überführungsräume (P1, P2) derart gerichtet sind, daß der Strom im ersten Teil (A,) des Aktivationsraumes an der Stirnwand (1.12) in den ersten Überführungsraum (P1) gerichtet ist und der Strom im zweiten Teil (Ap) des Aktivationsraumes an der Stirnwand (111) in den zweiten Überführungsraum (Pp) gerichtet ist, so daß das Überführen der Ströme mittels dieser Überführungsräume (P,,Pp) zwischen beiden Teilen (A. ♦ Ap) des Aktivationsraumes einen Längsstrom im Aktivationsraum in geschlossenem Kreis verursacht.
    1J. Reaktor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Bewegung der Flüssigkeit im ersten Teil (A1) des Aktivationsraumes, in welchen die Zufuhrleitung (9) für Rohwasser mündet, «lurch BelUftungselemente (81) gebildet wird, während das Mittel zur Bewegung der Flüssigkeit im zweiten Teil (Ag) des Aktivationsraumes durch ein Rührgerät (83) gebildet wird.
    8. Reaktor nach Anspruch ξ, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (23) zwischen der unteren Kante (210) der in Längsrichtung des Behälters oberhalb des ersten Teiles (A1) des Aktivationsraumes verlaufenden geneigten Trennwand (21) und einer Entschlämmungsanordnung (13) am untersten Teil des Mantels (1) des Behälters, welche für beide Teile (A1, A2) des Aktivationsraumes gemeinsam ist, vorgesehen ist.
    9. Reaktor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Überführungsräume (P1, P2) durch Überführungskanäle (91, 92) gebildet werden,· die durch die im wesentlichen in der ganzen
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    Länge des gemeinsamen Behälters verlaufende Trennwand (23) durchführen.
    10. Reaktor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet ,daß die Überfünrungsräume (P, , P„) durch Zwischenräume zwischen Stirnwänden (24, 25) des Abscheideraumes (S) und den diesen zugekehrten Stirnwänden (112, 111) des Behälters gebildet sind, wobei in jedem dieser Überführungsräume (P1, Pp) wenigstens eine Gleichrichtwand (910, 920) eingefügt ist.
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