DE2639770B2

DE2639770B2 - Kompaktvonichtung für das biologische Reinigen von Abwasser nach dem Schlammbelebungsverfahren

Info

Publication number: DE2639770B2
Application number: DE2639770A
Authority: DE
Inventors: Oldrich Dr. Bruenn Dracka; Svatopluk Dipl.-Ing. Bruenn Mackrle; Vladimir Dr.-Ing. Prag Mackrle
Original assignee: Agrotechnika Np Zvolen (tschechoslowakei)
Current assignee: Agrotechnika Np Zvolen (tschechoslowakei)
Priority date: 1975-09-03
Filing date: 1976-09-03
Publication date: 1979-06-07
Also published as: DE2639770C3; NL7609739A; CH616906A5; US4054524A; FR2322834A1; NL169862C; IT1078767B; FR2322834B1; AU1735576A; DE2639770A1; NL169862B; ES451177A1; YU216176A; AU498483B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kompaktvorrichtung für das biologische Reinigen von Abwasser nach dem Schlammbelebungsverfahren mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Kompaktvorrichtung dieser Art ist durch die deutsche Offenlegungsschrift 24 56 953 bekannt Sie eignet sich für Leistungen von etwa bis zu 1000 Einwohnergleichwerten. Sie ist leicht zu transportieren und als vollständige Einheit im Herstellerwerk fertigbar. Sie besitzt dabei einen stehenden Behälter, in dem der Schlammbelebungsraum und Abscheideraum konzentrisch zueinander angeordnet sind.
Die erwähnte Ausführung hat eine Reihe von

μ Nachteilen; Eine Ausführung mit einem geschlossenen, stehenden Behälter mit konzentrisch ausgebildeten Räumen ist lediglich für die erwähnten kleinsten Leistungen geeignet, da sich bei ihr für größere Leistungen die Bauhöhe zu sehr vergrößert und die notwendige Förderleistung zu sehr erhöht. Das geringe Volumen des Schlammbelebungsraumes hat zudem zur Folge, daß nur eine einstufige Verfahrenszweise mit vollständiger Durchmischung und keine zweistufige,

unterschiedliche Belüftungsintensitäten aufweisende Verfahrensweise, die z. B. auch eine Denitrifikation erlauben würde, möglich ist Zudem birgt die bekannte Ausführung die Gefahr in sich, daß bei plötzlicher großer hydraulischer Belastung ein Teil des Wassers s unverarbeitet abfließt, was die Reinigungsergebnisse beeinträchtigt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei größerer Ausführung der geringe Herstellungsaufwand und die leichte Transportfähigkeit gewahrt bleiben, aber zugleich die Möglichkeit geschaffen ist, daß der biologische Abbau zweistufig ablaufen kann und der Reinigungsgrad von kurzzeitiger hydraulischer Überlastung weniger abhängig ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst

Kompaktvorrichtungen gemäß vorliegender Erfindung haben eine Reihe von Vorteilen. Die zylindrische Form des Behälters ermöglicht eine Konstruktion ein-js selbsttragenden Schalentragwerkes, das in der Herstellung und im Material vorteilhaft ist Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit einer Fertigung einer ganzen Leistungsreihe von Vorrichtungen 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 Vorrichtungen. Ein wesentlicher Vorteil ist ferner die Möglichkeit eines zweistufigen biologischen Abbauvorganges, welcher einen höheren Reinigungsgrad als ein einstufiger Vorgang bietet und die Abhängigkeit des Reinigungsgrades von kurzzeitiger hydraulischer Überlastung herabsetzt, was sich vor allem bei kleinen Reinigungsanlagen stark bemerkbar macht

Ein weiterbildendes Merkmal der Erfindung ist daß die Größe des Winkels, den die Trennwände einschließen, im Bereich von 60° bis 120° liegt, wobei das Verhältnis des Rauminhaltes des Belebungsraumes zur Fläche des Wasserniveaus im Bereich des Abscheideraumes von 0,5 bis 3 m³ zu 1 m² liegt

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die dadurch einen beson- ders guten Wirkungsgrad aufweist, sieht vor, daß unterhalb der einen Trennwand der erste Teil des Belebungsraumes als erste Stufe ausgebildet ist, in den die Zufuhrleitung für Rohwasser mündet und in dessen unterem Bereich eine untere Wand angeordnet ist, deren eines Ende unter den Durchflußschlitz reicht, und daß unterhalb der zweiten Trennwand der zweite Teil des Belebungsraumes als zweite Stufe mit dem Wandsystem ausgebildet ist, wobei beide Stufen unterhalb der Durchflußöffnung frei in Verbindung stehen.

Vorteilhaft ist weiter, daß im oberen Teil des Belebungsraumes ein Sammelraum fü'· Schwimmschlamm 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 Belebungsraum frei in Verbindung steht und in welchen die Zuführleitung 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 des Belebungsraumes 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 Belebungsraumes miteinander durch zwei Überführungsräume in Verbindung stehen, die an den Stirnwänden des Behälters angeordnet sind, wobei beide Teile des Belebungsraumes selbständige Mittel zur Bewegung der Flüssigkeit in einer zueinander entgegengesetzten Querströmung in diesen Teilen besitzen, und daß die Überführungsräume derart angeordnet sind, daß der Strom im ersten Teil des Belebungsraumes an der Stirnwand in den ersten Überführungsraum gerichtet ist und der Strom im zweiten Teil des Belebungsraumes an der Stirnwand in den zweiten Überführungsraum gerichtet ist so daß das Überführen der Ströme mittels dieser Überführungsräume zwischen beiden Teilen des Beleb^agsraumes einen Längsstrom im Belebungsraunit mit geschlossener Kreisströmung verursacht

Bei dieser Vorrichtung ist es vorteilhaft daß das Mittel zur Bewegung der Flüssigkeit im ersten Teil des Belebun^sraumes, in welchen die Zufuhrleitung für Rohwasser mündet durch Belüftungselemente gebildet wird, während das Mittel zur Bewegung der Flüssigkeit im zweiten Teil des Belebungsraumes 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 Belebungsraumes verlaufenden geneigten Trennwand und einem Schlammabzugskanal am unteren Teil des Mantels des Behälters, welche für beide Teile des Belebungsraumes gemeinsam ist vorgesehen ist

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 Trennwano 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 Überführungsräume wenigstens eine Gleichrichterwand eingefügt ist.

Ausführungsbeispiele gemäß der Vorrichtung nach der Erfindung sind schematisch in der Zeichnung dargestellt, die nachstehend näher erläutert wird Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt eines ersten Ausführungsbeispicls,

Fig.2 eine Seitenansicht des vorderen Teiles rier Vorrichtung gemäß Fig. 1, wobei zwecks besserer Anschaulichkeit der vordere Deckel nicht gezeichnet ist

F i g. 3 einen Querschnitt einer anderen Ausführungsart der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 4 einen Querschnitt im mittleren Bereich einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die auch für eine Denitrifikation von Nitraten zu gasförmigem Stickstoff geeignet ist, entlang einer in Fig.7 mit A-A bezeichneten Ebene,

F i g. 5 und 6 Querschnitte derselben Vorrichtung an beiden Enden entlang Ebenen, die in F i g. 7 mit B-ßund C-Cbezeichnet sind,

F i g. 7 einen Grundriß der Vorrichtung gemäß F i g. 4, wobei zwecks besserer Übersicht manche Teile nicht

dargestellt sind und

Fig.8 eine Perspektivansicht einer Vorrichtung gemäß F i g. 4 mit leichter Abänderung.

Die Vorrichtung gemäß F i g. 1 wird durch einen horizontalen zylindrischen Behälter 1 mit einem Mantel 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 einen Durchflußschlitz 6 bilden.

Die Trennwände 21, 22 teilen den Behälterraum einerseits in einen Abscheideraum 5 im wesentlichen prismatischer Form, der oben durch das Wasserniveau 11 begrenzt ist, oberhalb dessen sich ein Entlüftungsraum Obefindet, der über ein Entlüftungsrohr 16 mit der Außenatmosphäre verbunden ist. andererseits in einen Belebungsraum, der durch einen ersten Teil Ai und einen zweiten Teil Ai gebildet wird und in welchen im unteren Teil die Zufuhrleitung 9 des Rohwassers mündet.

Seitwärts sind im Belebungsraum bekannte Belüftungselemente 81,82 vorgesehen, die an eine Druckluftquelle 15 angeschlossen sind.

Das Wasserniveau 11 wird durch das Niveau der Abfuhrleitungen 12 bestimmt. Das Wasserniveau im Belebungsraum ist mit 17 bezeichnet.

Vorteilhaft liegt die Größe des Winkels B zwischen den Trennwänden 21, 22 in den Grenzen von 60° bis 120°. Es ist ferner vorteilhaft, daß das Verhältnis zwischen dem Rauminhalt des aus den Teilen A\, Ai gebildeten Belebungsraumes und der Fläche des Wasserniveaus 11 des Abscheideraumes 5 innerhalb der Grenzen 0,5 bis 3 m³ des Belebungsraumes zu 1 m² des Wasserniveaus liegt. Die erwähnten Grundsätze gelten für verschiedene Ausführungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In der Nähe des Durchflußschlitzes 6 ist im Bereich des Entstehens einer induzierten Strömung im Abscheideraum S ein Wandsystem 3 eingereiht, und zwar bei der Ausführung gemäß F i g. 1 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 dem Durchflußschlitz 6 im System der Strömungslinien in den Teilen A\ oder Ai des Belebungsraumes erzielt werden, wie dies in F i g. 3 angedeutet ist und später näher beschrieben wird.

Im unteren Teil des Belebungsraumes ist eine perforierte Platte 19 angeordnet Der Raum unterhalb dieser perforierten Platte 19 ist an einen Schlammabzugskanal 13 angeschlossen, der in den untersten Teil der Stirnwand des zylindrischen Behälters mündet, so daß dieser Schlammabzugskanal 13 in Fig.2 nicht sichtbar ist.

Die beschriebene Anordnung arbeitet folgendermaßen:

In die Teile A\, A₂ des Belebungsraumes wird über die Zufuhrleitung 9 das zum Reinigen bestimmte Rohwasser eingeführt Durch Wirkung der Belüftungselemente 81, 82 wird die Flüssigkeit in den Teilen A₁, A₂ des Belebungsraumes 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 Belebungsraumes, d. h. im ersten Teil At und im zweiten Teil Ai, findet im Gleichlauf, also parallel, ein intensives Durchmischen der Flüssigkeit statt, was wegen Sättigung durch Sauerstoff zu einer Biodegradation organischer Stoffe führt. Das gereinigte Wasser mit der Suspension des aktivierten Schlammes kommt über den Durchflußschlitz in den Abscheideraum S. Bei steigender Strömung der Flüssigkeit im Abscheideraum 5 bildet sich eine fluide Schicht, eine unvollständig

ίο schwebende Flockenwirbelschicht, in welcher die Flockensuspension aufgefangen wird. Das von der Suspension befreite Wasser wird am Wasserniveau 11 über die Abfuhrleitungen 12 entnommen. Die Gleichförmigkeit des Strömens und die Verhütung unerwünschter

η Querzirkulationen des Wassers im Abscheideraum 5,

welche durch Übertragung der Querströmung im Belebungsraum entstehen könnten, werden durch das erwähnte Wandsystem 3 gesichert.

An einer Stirnwand der Vorichtung ist ein Raum U kreisförmigen Querschnitts ausgeführt, welcher mit den Teilen A\, Aides Belebungsraumes 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 ein Mannloch 18 zugänglich ti·, das im oberen Teil des Mantels des Behälters 1 vorgesehen ist. Zweck« besserer Anschaulichkeit ist in Fig.2 die Stirnwand des Behälters nicht

jo dargestellt.

Die in F i g. 3 gezeichnete Vorrichtung besitzt einen in zwei Stufen geteilten Belebungsraum, welcher im wesentlichen in Reihe arbeitet. Unterhalb der Trennwand 21 wird durch den ersten Teil Ai des Belebungs-

ü raumes dessen erste Stufe mit der Zufuhrleitung 9 für Rohwasser gebildet. Im unteren Teil der ersten Stufe ist eine schräge untere Wand 71 angeordnet, deren niedrigerer rechter Teil unterhalb des Durchflußschlitzes 6 reicht, so daß sich zwischen der unteren Wand 71 und dem gegenüberliegenden Teil des Mantels ein Ansaugkanal /V₁ befindet.

Im oberen Teil der ersten Stufe, d. h. des ersten Teiles Ai des Belebungsraumes, ist ein Sammelraum D für schwimmende Verunreinigungen angeordnet, der durch

J5 eine schräge Trennwand gebildet wird und mit der Atmosphäre oberhalb des Wasserniveaus 11 in Verbindungsteht.

Die zweite Stufe, die durch den zweiten Teil Ai des Belebungsraumes gebildet wird, ist durch die Trennwand 22 begrenzt und steht frei mit der ersten Stufe in Verbindung. An dem Durchflußschlitz 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 den Durchflußschlitz 6

geneigt ist, und eine Öffnung 31 aufweist Das Wandsystem 3 unterdrückt eine unerwünschte Übertragung von Querwirbeln aus dem Belebungsraum, und zwar aus dessen zweiten Stufe in den Abscheideraum 5. Das Vorhander^cein derartiger Wirbel im Abscheideraum S beeinträchtigt, wie bekannt den Abscheidevorgang.

Im unteren Teil der zweiten Stufe ist eine schräge untere Wand 72 vorgesehen, die zusammen mit dem gegenüberliegenden Teil des Mantels des Behälters 1 einen Ansaugkanal N₂ 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 die perforierte Platte 19 und den Schlammabzugskanal 13, über welchen der überschüssige Schlamm periodisch abgelassen wird.

Die Gliederung des Raumes U der Vorrichtung gemäß F i g. 3 unterscheidet sich von der gemäß F i g. 1 dadurch. Jaß hier eine vertikale Trennwand vorliegt, die bis zur perforierten Platte 19 reicht, wodurch im Raum U, der während des Betriebes als Belebungsraum dient, eine Aufteilung dieses Raumes durch dtes< 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 Belüftungselemente 81, 82 wird die Flüssigkeit in beiden Stufen bzw. Teilen A\, A₂ des zurückgeführten Schlammes aus der zweiten Stufe des Belebungsraumes in die erste Stufe. Dadurch wird der aktivierte Schlamm in die erste Stufe des Belebungsraumes selbsttätig zurückgeleitet. Dank der beschriebenen Anordnung arbeitet die Belebung gemäß Fig.3 zweistufig mit selbstätiger Rezirkulation des Schlammes in beiden Stufen. Der überschüssige Schlamm wird bei unterbrochenem Durchlüften periodisch aus dem Sammelsystem im Boden des Behälters über den

to Schlammabzugskanal 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 kreiszylindrischer Form begrenzt. Es sind auch Ausführungen mit Mänteln ovalen Querschnittes, ggf. mit Behältern, die im oberen Teil offen sind, gut möglich. Eine kreiszylindrische Form

i ίΤίίί Sauerstoff gesättigt und "leichzei- des Behälters scheint jedoch If vorteilhaftesten 711 sein.

Die in F i g. 4 bis 8 dargestellte Vorrichtung, die auch für eine Denitrifikation geeignet ist, wird durch einen horizontalen zylindrischen Behälter 1 mit einem Mantel 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, 22 und in einen Belebungsraum unterteilen, der sich unterhalb dieser Trennwände befindet und in einen ersten Teil At und einen zweiten Teil A₂ 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 Belebungsraum in zwei selbständige Teile A\ und A₂ aufteilt und in den Oberteil des Schlammabzugssystems übergeht, das durch den Schlammabzugskanal 13 im untersten Teil des Behälters gebildet wird, der jedoch für beide Teile A\, A₂ des Belebungsraumes gemeinsam ist. In den ersten Teil A\ des Belebungsraumes mündet die Zufuhrleitung 9 für Rohwasser (Fig. 5). Die Unterkanten 210, 220 der geneigten, in Längsrichtung verlaufenden Trennwände 21, 22 bilden einen Durchflußschlitz 6, wodurch der zweite Teil A₂ des Belebungsraumes mit dem Abscheideraum S in Verbindung steht. Im ersten Teil A\ des Belebungsraumes befinden sich Belüftungselemente 81, die an eine Druckluftquelle 15 angeschlossen sind. Im zweiten Teil A₂ des Belebungsraume 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.

Ai. beiden Seiten des Behälters nahe den Stirnwänden 111, 112 befinden sich Überführungsräume Pi, P₂, die durch geneigte Überführungskanäle 91, 92 gebildet werden, welche gemäß den in F i g. 5 und 6 dargestellten Beispielen durch Rohre gebildet 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 Belebungsraumes mit dem zweiten Teil A₂ dieses Raumes, der geneigte Überführungskanal 92 beginnt unterhalb der geneigten Trennwand 22 und verbindet den zweiten Teil A₂ des Belebungsraumes mit dem ersten Teil A\ dieses Raumes.

Beide geneigten Überführungskanäie 9i, 52 sind so gegenüber der vertikalen Trennwand 23, in Längsrichtung des Behälters gesehen, gegenseitig geneigt
Im unteren Teil des Abscheideraumes ^befindet sich

tig in Querzirkulation versetzt. Durch diese Zirkulation entstehen zwei große Querwirbel, deren Strömungslinien im wesentlichen geschlossen sind und dabei zwei Teile A\, A7, d. h. zwei Stufen im Belebungsraum bilden.Während in den einzelnen Stufen des Belebungsraumes durch die Belüftung ein intensives Durchmischen der Flüssigkeit zustande kommt, ist das Mischen der Flüssigkeit an der Kontaktstelle beider Stufen sehr gering. Deshalb arbeiten beide Teile A\, A₂ des Belebungsraumes als praktisch selbständige, ideal gemischte, in Reihe geschaltete Behälter. Am Sammelraum ~> am oberen Ende der ersten Stufe des Belebungsraumes werden dabei kleine intensive Wirbel erzeugt. Ein Teil des Stromes der zweiten Stufe des Belebungsraumes führt längs des Wandsystems 3. Die Strömung der Flüssigkeit wird dabei durch das Wandsystem 3 gleichgerichtet und derart abgebremst, daß dadurch ein Übertragen induzierter Wirbel aus dem Belebungsraum in den Abscheideraum S unterdrückt wird. Wegen der asymmetrischen Anordnung des Ansaugkanals Λ/| der ersten Stufe des Belebungsraumes reicht die Strömung in der ersten Stufe des Belebungsraumes bis unterhalb des Durchflußschlitzes 6, der den Abscheideraum Smitdem Belebungsraum verbindet.

Das Rohwasser tritt in die erste Stufe des Belebungsraumes über die Zufuhrleitung 9 im Bereich des Sammelraumes D ein. Schwimmende Verunreinigungen — wie zum Beispiel Papier — werden in dem Sammelraum aufgefangen. Das Rohwasser wird in der ersten Stufe des Belebungsraumes gleichmäßig gemischt und verarbeitet.

Der Rauminhalt des zufließenden Rohwassers verdrängt aus der ersten Stufe des Belebungsraumes den gleichen Rauminhalt des Wassers in die zweite Stufe des Belebungsraumes. Das in die zweite Stufe des Belebungsraumes verdrängte Wasser wird hier wieder gleichmäßig gemischt und verarbeitet. Der Rauminhalt des aus der ersten in die zweite Stufe des Belebungsraumes verdrängten Wassers verdrängt aus der zweiten Stufe des Belebungsraumes über den Durchflußschlitz 6 den gleichen Rauminhalt des Wassers in den Abscheideraum S. Im Abscheideraum S wird aus dem Wasser der aktivierte Schlamm abgeschieden, und das gereinigte Wasser strömt in die Abfuhrleittrngen 12 über. Der vom gereinigten Wasser im Abscheideraum 5 abgeschiedene aktivierte Schlamm gelangt über den Durchflußschlitz in die zweite Stufe des Belebungsraumes zurück.

Da die Strömung in der ersten Stufe des Belebungsraumes bis unterhalb des Durchflußschlitzes 6 reicht, gelangt durch die Wirkung der Schwerkraft ein Teil des

ein Wandsystem 3 zur Verhütung der Übertragung der Querzirkulation aus dem zweiten Teil Ai des Belebungsraumes in den Abscheideraum S. Zu diesem Zweck kann analog ein Wandsystem verwendet werden, das in das System der Strömungslinien im zweiten Teil A₂ des Belebungsraumes eingeschaltet ist, wie dies zum Beispiel bei der Anordnung gemäß F i g. 3 angedeutet ist.

Das Wasserniveau 11 im Behälter wird durch das Niveau der Abfuhrleitungen 12 des gereinigten Wassers bestimmt, oberhalb dessen sich der Entliiftungsraum O befindet, der über das Entlüftungsrohr 16 mit der Atmosphäre in Verbindung steht.

Im oberen Teil des ersten Teiles A\ des Belebungsraumes kann vorteilhaft ein Sammelraum D für Schwimmstoffe vorgesehen sein.

Bei der Anordnung gemäß F i g. 8 ist der Abscheideraum A kurzer als die Entfernung beider Stirnwände 111,112 des Reaktorbehälters. Der Abscheideraum Sist hier durch Stirnwände 24 und 25 begrenzt. Die vertikale Trennwand 23 verläuft gleichfalls nur in der Länge des Abscheideraumes. Überführungsräume Pu P₂ werden durch einen Zwischenraum zwischen den Stirnwänden 24,25 des Abscheideraumes Sund den Stirnwänden 112, 111, die diesen Stirnwänden 24, 25 zugekehrt sind, gebildet. In jedem so gebildeten Überführungsraum P,, Pi 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 Belebungsraumes mit Sauerstoff gesättigt und gleichzeitig in eine hier durch Pfeile angedeutete Querzirkulation versetzt. Im zweiten Teil Ai des Belebungsraumes wird durch Bewegung des Rührgerätes 83 die Flüssigkeit gleichfalls in eine durch Pfeile angedeutete Querzirkulation versetzt. Die Richtung der Querströmung ist in beiden Teilen A_u A₂ des *o Belebungsraumes entgegengesetzt. Die Querströmung im ersten Teil A\ des Belebungsraumes ist in der Nähe der Stirnwand 112 zur Mündung des schrägen Überführungskanals 91 gerichtet, der hier den Überführungsraum P\ darstellt, und dieser Kanal mündet in den « zweiten Teil Ai des Belebungsraumes in Richtung der Querströmung in diesem Raum. Analog ist die Querströmung im zweiten Teil Ai des Belebungsraumes in der Nähe der Stirnwand 111 gegen die Mündung des weiteren schrägen Überführungskanals 92 gerichtet, der einen Überführungsraum P₂ darstellt, und dieser Kanal mündet in den ersten Teil Ai des Belebungsraumes in Richtung der Querströmung in diesem Raum. Infolgedessen wird die Flüssigkeit durch Querströmung aus dem ersten Teil A\ des Belebungsraumes über den Überführungsraum P\ in den zweiten Teil Ai des Belebungsraumes überführt und durch Querströmung aus dem zweiten Teil Ai des Belebungsraumes über den Überführungsraum P₂ in den ersten Teil A\ des Belebungsraumes überführt Dadurch entsteht im Belebungsraum eine Längsströmung in geschlossenem Kreis.

Das Rohwasser wird über die Zufuhrleitung 9 dem ersten Teil A\ d.'s Belebungsraumes in der Nähe der Stirnwand 111 zugeführt, wo es sich mit dem Wasser mit aktiviertem Schlamm mischt, das in den ersten Teil A^ des Belebungsraumes aus dem zweiten Teil A₂ dieses Raumes zugeführt wird. Im ersten Teil /t_t des Belebungsraumes finden durch Anwesenheit des aktivierten Schlammes und durch Sättigung mit Sauerstoff ein biologischer Abbau organischer Stoffe und eine Denitrifikation von Stickstoffverbindungen statt.

Im ersten Teil A\ des Belebungsraumes geht dann das Wasser mit dem aktivierten Schlamm über den Überführungskanal 91 in den zweiten Teil Ai des Belebungsraumes über, wo wegen Mangel an Sauerstoff bei einem weiteren biologischen Abbau organischer Stoffe gleichfalls eine Denitrifikation vor sich geht. Das gereinigte Wasser mit der Suspension des aktivierten Schlammes kommt aus dem zweiten Teil Ai des Belebungsraumes in den Abscheideraum S, wo ein Abscheiden des aktivierten Schlammes und seine Rückführung über den Durchflußschlitz 6 durch Wirkung der Schwerkraft in den zweiten Teil Ai des Belebungsraumes 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 A\ des Belebungsraumes über den geneigten Überführungskanal 92 überführt. Ähnlich verläuft der beschriebene 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\, Ai des Belebungsraumes ähnlich, wie dies in F i g. 1 bis 3 angedeutet ist, möglich. Die Ursache der Bewegung in einem Teil des Belebungsraumes können hierbei z. B. gleichgerichtete Wasserstrahlen sein.

Die resultierende Strömung, die durch Zusammensetzen der beschriebenen Quer- und Längssirömungen entsteht, ist eine Strömung in Form einer in sich geschlossenen Schraubenlinie, die in beiden Teilen Ai, A₂ des Belebungsraumes verläuft und durch ihre Art einer Kolbenströmung in geschlossenem Kreis nahe steht. Die Zufuhr von Rohwasser mündet dabei vorteilhaft in Richtung der Längsströmung in den Anfang des Teiles des Belebungsraumes, der mit dem Abscheideraum 5 nicht direkt in Verbindung steht.

Ein Vorteil einer Kolbenströmung in geschlossenem Kreis ist bei geeignetem Sauerstoffbetrieb die Möglichkeit eines Erzielens einer Denitrifikation der Abwasser. Ein weiterer Vorteil ist, daß in einzelnen Teilen des Belebungsraumes eine unterschiedliche Intensität der Belüftung erzielt werden kann und sich so beispielsweise eine Übertragung der Querströmung in den Abscheideraum S ohne komplizierte Hydraulik des Abscheidens verhindern läßt Ein konstruktiver Vorteil dieser Vorrichtung ist die Möglichkeit der Zufuhr des zu reinigenden Wassers an einer Stelle der Vorrichtung, ohne Bedarf einer Anwendung weiterer Mittel für dessen gleichförmige Verteilung.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Kompaktvorrichtung für das biologische Reinigen von Abwasser nach dem Schlammbelebungsverfahren, mit einem zylindrischen Behälter, der einen Belebungsraum und einen an diesen anschließenden, mittels einer schrägen Trennwand mit Durchflußöffnung von diesem abgetrennten, einen schwebenden Schlammfilter enthaltenden Abscheideraum aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem liegend angeordneten zylindrischen Behälter (1) zwei in Längsrichtung verlaufende, schräge, sich nach unten nähernde Trennwände (21,22) vorgesehen sind, oberhalb welcher sich der Abscheideraum (SJ befindet und unterhalb welcher zwei miteinander verbundene Teile (A_x, A₂) des Belebungsraumes angeordnet sind, in denen jeweils gesondert Umwälzmittel zum selbstständigen Mischen des belebten Schlammes vorgesehen sind, und daß zwischen den unteren Kanten der Trennwände (21, 22) ein länglicher, den Abscheideraum (S) mit dem Belebungsraum verbindender Durchflußschlitz (6) gebildet ist und daß in der Nähe des Durchflußschlitzes (6) ein Wandsystem (3) zur Unterdrückung der Querzirkulation der Flüssigkeit im Abscheideraum fSJ vorgesehen ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Winkels (BJ, den die Trennwände (21, 22) einschließen, im Bereich von 60° bis 120° liegt, wobei das Verhältnis des Rauminhaltes, des Belebungsraumes zur Fläche des oberen Wasserniveaus (11) des \bscheideraumes (S) im Bereich von 0,5 bis 3 m³ zu 1 m² liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Teil des Belebungsraumes ein Sammelraum (D) für Schwimmstoffe angeordnet ist

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der einen Trennwand (21) der erste Teil (Ai) des Belebungsraumes als erste Stufe 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 den Durchflußschlitz (6) reicht, und daß unterhalb der zweiten Trennwand (22) der zweite Teil (Ai) des Belebungsraumes als zweite, nachgeschaltete Stufe mit dem Wandsystem (3) ausgebildet ist, wobei beide Stufen unterhalb des Durchflußschlitzes (6) frei in Verbindung stehen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende des Behälters (1) ein Raum (U) wesentlich kreisförmigen Querschnittes vorgesehen ist, der mit dem Belebungsraum frei in Verbindung steht und in welchen die Zufuhrleitung (9) für Rohwasser mündet, wobei im oberen Teil des Behälters (1) oberhalb dieses Raumes (U) ein Mannloch (18) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufteilen des Belebungsraumes zwischen dessen ersten Teil (A₁) und zweiten Teil (Ai) eine Trennwand (23) vorgesehen ist, die in Längsrichtung des Behälters unterhalb des Abscheideraumes fSJ verlauft, und daß beide Teile (Ai, Ai) des Belebungsraumes miteinander durch zwei Überführungsräume (Pi, Pi) in Verbindung stehen, die an den Stirnwänden (111, 112) des Behälters (1) angeordnet sind, und daß die Oberführungsräume (P₁, P₂) derart angeordnet sind, daß der Strom im ersten Teil (A_x) des Belebungsraumes an der Stirnwand (112) in den ersten Oberführungsraum (P\) gerichtet ist und der Strom im zweiten Teil (A₂) des Belebungsraumes an der Stirnwand (111) in den zweiten Oberführungsraum (P₂) gerichtet ist, so daß das Oberführen der Ströme mittels dieser Oberführungsräume (P₁, P₂) zwischen beiden Teilen (A\, A₂) des Belebungsraumes einen

ίο Längsstrom im Belebungsraum mit geschlossener Kreisströmung verursacht

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Bewegung der Flüssigkeit im ersten Teil (A]) des Belebungsraumes,

in welchen die Zufuhrleitung (9) für Roh wasser mündet, durch Belüftungselemente (81) gebildet wird, während das Mittel zur Bewegung der Flüssigkeit im zweiten Teil (A₂) des Belebungsraumes durch ein Rührgerät (83) gebildet wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (23) zwischen der Unterkante (210) der in Längsrichtung des Behälters (1) oberhalb des ersten Teiles (Ai) des Belebungsraumes verlaufenden geneigten Trenn-

wand (21) und einem Schlammabzugskanal (13) am

untersten Teil des Mantels des Behälters (1), welcher

für beide Teile (A_x, A₂) des Belebungsraumes

gemeinsam ist vorgesehen ist

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8,

dadurch gekennzeichnet daß die Überführungsräume (P_x, P₂) durch Überführungskanäle (91, 92) gebildet werden, die durch die im wesentlichen in der ganzen Länge des gemeinsamen Behälters (1) verlaufende Trennwand (23) durchführen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, daß die Überführungsräume (P_x, P₂) durch Zwischenräume zwischen Stirnwänden (24, 23) des Abscheideraumes (S) und den diesen zugekehrten Stirnwänden (112, 111) des

Behälters (1) gebildet sind, wobei in jedem dieser Überführungsräume (P_x, P₂) wenigstens eine Gleichrichtwand (910,920) eingefügt ist