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Anlage für die biologische Abwasseraufbereitung
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Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Anlage für die biologische
Abwasseraufbereitung, - mit im Grundriß kreisförmigem Belebungsbecken, Brücke und
von der Brücke getragenem Belüftungskreisel, dessen Durchmesser kleiner ist als
der Grundradius des Belüftungsbeckens.
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Bei den (aus der Praxis) bekannten, gattungsgemäßen Anlagen ist
die
Brücke eine stationäre Brücke, die diametral über dem Belebungsbecken angeordnet
ist. In der Mitte der Brücke ist der Belüftungskreisel montiert, der damit im Zentrum
des Belebungsbeckens arbeitet. Dabei ist bei größeren Becken in bezug auf die Sauerstoffeintragung
der Wirkungsgrad unbefriedigend: Wird der Quotient aus Wassertiefe und Grundrißradius
des Belebungsbeckens zu klein, so kann nach vorliegenden Erfahrungen mit großem
Wirkungsgrad keine hohe Sauerstoffeintragung erzielt werden. Der Energieaufwand
für die Sauerstoffeintragung einerseits, für die Erzielung einer ausreichenden Umwälz-
und Mischströmung andererseits wird zu hoch und damit unwirtschaftlich. Im übrigen
ist es bekannt, daß bei einem großen Verhältnis von Wandfläche des Belebungsbeckens
zu seinem Volumen höhere Sauerstoffeintragungswerte erreicht werden, da die Sauerstoffeintragung
vorwiegend durch die im Wandbereich mitgerissenen Luftblasen erfolgt. Das hat die
Probleme um eine Verbesserung des Wirkungsgrades für die Sauerstoffeintragung bei
gattungsgemäßen Anlagen mit großem Grundrißradius des Belebungsbeckens bisher nicht
beeinflußt.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße
Anlage mit großem Grundrißradius des Belebungsbekkens im Verhältnis zum Kreiseldurchmesser
so weiter auszubilden, daß die Sauerstoffeintragung ohne Schwierigkeiten mit gutem
Wirkungsgrad erfolgt. - Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß der Belüftungskreisel
in einem Abstand vom Belebungsbeckenmittelpunkt angeordnet ist, der größer ist als
der halbe Grundrißradius, und daß zwischen dem Belüftungskreisel und dem Belebungsbeckenmittelpunkt
eine Leitwand angeordnet ist.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß sich in einem Belebungsbecken
mit kreisförmigem Grundriß und großem Grundrißradius durch exzentrische Anordnung
des Belüftungskreisels im gleichsam "äußerem Viertel~ sowie durch Anordnung einer
Leitwand zwischen Belüftungskreisel und Belebungsbeckenmittelpunkt ein Intensivbelüftungsbereich
aufrechterhalten läßt, der mit gutem Wirkungsgrad und günstigem Verhältnis von wirksamer
Wandfläche zu dem zwischen Leitwand und Belebungsbeckenwand teileingeschlossenen
Volumen arbeitet, - wobei die erreichte Belüftung im zeitlichen Ablauf des Arbeitens
der erfindungsgemäßen Anlage den gesamten Inhalt des Belebungsbekkens induzierend
erfaßt. Bei Belebungsbecken mit sehr großem Grundrißradius kann man, einander z.
B. diametral gegenüberliegend, zwei Belüftungskreisel mit zugeordneten Leitblechen
in der beschriebenen Weise anordnen.
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Besonders günstig in bezug auf die Belüftung des gesamten Inhaltes
des Belebungsbeckens ist eine Ausführungsform, die dadurch gekennzeichnet ist, daß
der Belüftungskreisel auf einer Halbbrücke angeordnet ist, die sich von einem Auflager
im Belebungsbeckenmittelpunkt bis zum Beckenrand erstreckt und auch die Leitwand
trägt, und daß die Halbbrücke (mit der Leitwand und dem Belüftungskreisel) um das
Auflager rotierbar ist. Es wird so ein Intensivbelüftungsbereich geschaffen, der
um den Mittelpunkt des Belüftungsbeckens wandert. Selbstverständlich bildet sich
stets auch eine entsprechende Zirkulationsströmung um den Belüftungsbeckenmittelpunkt
bzw. das Auflager aus.
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Der Antrieb für die Rotationsbewegung der Brücke oder Halbbrücke kann
über einen besonderen Antriebsmotor mit entsprechendem
Getriebe
erfolgen. Durch Einfachheit in antriebstechnischer Hinsicht, aber gleichzeitig durch
besonders intensive Belüftung des gesamten Inhaltes des Belebungsbeckens ausgezeichnet
ist jedoch eine Ausführungsform, bei der der Belüftungskreisel mit der Leitwand
zugleich als Reaktionsantrieb für die Rotationsbewegung der Brücke oder Halbbrücke
ausgebildet ist. Ein anderer Vorschlag der Erfindung, bei dem die für die Rotation
aufgewandte Arbeit gleichzeitig die Belüftung des gesamten Inhaltes des Belebungsbeckens
wirksam verbessert, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Halbbrücke eine über ihr
Auflager in der Belebungsbeckenmitte vorkragende Verlängerung aufweist und die Verlängerung
einen Hilfskreisel als Antrieb für die Rotationsbewegung der Brücke oder zur Unterstützung
der Rotationsbewegung der Brücke trägt.
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Von besonderer Bedeutung ist im Rahmen der Erfindung, daß sich die
Belüftungsverhältnisse im Intensivbelüftungsbereich und die Erfassung des gesamten
Inhaltes des Belebungsbeckens durch die Leitwand beeinflussen lassen, wenn die Leitwand
an zumindest einer vertikalen Seite eine verstellbare Leitfläche oder verstellbare
Leitflächen aufweist. Diese Verstellung verändert einerseits die hydrodynamischen
Randbedingungen für den Intensivbelüftungsbereich und damit die Intensivbelüftung,
sie verändert aber auch die Randbedingungen für die Zirkulationsströmung des Abwassers
um den Belebungsbeckenmittelpunkt und/oder für den Reaktionsantrieb. Die erfindungsgemäße
Anlage kann so ohne Schwierigkeiten unterschiedlichen Betriebsverhältnissen angepaßt
werden. Im allgemeinen wird man die Leitwand um etwa 50 % der Wassertiefe in das
Abwasser im Belebungsbecken eintauchen
lassen. Die Eintauchtiefe
kann ebenso verstellbar sein wie die radiale Anordnung der Leitwand. Im Rahmen der
Erfindung liegt es auch, den Belüftungskreisel oder die Belüftungskreisel in radialer
Richtung und/oder in vertikaler Richtung zur Anpassung an unterschiedliche Betriebsverhältnisse
verstellbar anzuordnen.
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Die erreichten Vorteile sind zusammengefaßt darin zu sehen, daß bei
einer erfindungsgemäßen Anlage die Sauerstoffeintragung ohne Schwierigkeiten mit
gutem Wirkungsgrad erfolgt, weil für diesen Wirkungsgrad zunächst die Verhältnisse
im Intensivbelüftungsbereich bestimmend sind. Die erreichte Belüftung erfaßt jedoch
beim Arbeiten der Anlage gleichsam induzierend den gesamten Inhalt des Belüftungsbeckens.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung
Fig. 1 einen Grundriß einer erfindungsgemäßen Anlage, Fig. 2 einen Schnitt in Richtung
A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1, Fig. 3 in gegenüber der Fig. 1 wesentlich
vergrößertem Maßstab die Draufsicht B auf den Gegenstand nach Fig. 2.
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Die in den Figuren dargestellte Anlage dient der biologischen Abwasseraufbereitung.
Zur Anlage gehören zunächst und im grundsätzlichen Aufbau
ein im
Grundriß kreisförmiges Belebungsbecken 1, eine Brücke 2 und ein von der Brücke 2
getragener Belüftungskreisel 3, wobei der Kreiseldurchmesser d kleiner ist als der
Grundrißradius R des Belebungsbeckens 1. - Aus einer vergleichenden Betrachtung
der Fig. 1 und 2 entnimmt man ohne weiteres, daß der Belüftungskreisel 3 in einem
Abstand A vom Belebungsbeckenmittelpunkt M angeordnet ist, der größer ist als der
halbe Grundrißradius R/2. Zwischen dem Belüftungskreisel 3 und dem Belebungsbeckenmittelpunkt
M befindet sich eine Leitwand 4 besonderer Funktion. Sie definiert, zusammen mit
der Wand 5 des Belebungsbeckens 1 an der anderen Seite des Belüftungsbereichs I
einen Intensivbelüftungsbereich I, der durch Kreuzschraffur deutlich gemacht ist.
Andererseits entsteht um den Mittelpunkt M des Belebungsbeckens 1 eine Zirkulationsströmung
(mit überlagerten Wirbeln und überlagerter Turbulenz, wie durch Pfeile angedeutet
ist), so daß die Belüftung, die im Intensivbelüftungsbereich I erfolgt, sich dem
gesamten Inhalt des Belebungsbeckens 1 induzierend mitteilt.
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Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung
ist der Belüftungskreisel 3 auf einer Halbbrücke 2 angeordnet. Diese erstreckt sich
von einem Auflager 6 im Belebungsbeckenmittelpunkt M bis zum Beckenrand. Sie trägt
nicht nur den Belüftungskreisel B, sondern auch die Leitwand 4. Die Halbbrücke 2
mit dem Belüftungskreisel 3 und mit der Leitwand 4
ist um das Auflager
in Richtung des in Fig. 1 eingezeichneten Pfeiles rotierbar. Dabei könnte, z. B.
im Lagerkopf 7 der Halbbrücke 2 oder am Beckenrand 11, ein besonderer Rotationsantrieb
vorgesehen sein. Im Ausführungsbeispiel ist jedoch die Anordnung so getroffen, daß
der Belüftungskreisel 3 mit der Leitwand 4 zugleich als Reaktionsantrieb für die
Rotationsbewegung der Halbbrücke 2 ausgebildet ist. Außerdem besitzt die Halbbrücke
2 im Ausführungsbeispiel eine über ihr Auflager in der Belebungsbeckenmitte 6 vorkragende
Verlängerung 8. Diese Verlängerung 8 trägt einen Hilfskreisel 9, der einerseits
als Antrieb für die Rotationsbewegung der Brücke 2 funktioniert, andererseits aber
auch die Belüftung und auch die induzierte Zirkulationsströmung unterstützt. Im
allgemeinen ist er kleiner und sogar beachtlich kleiner als der Belüftungskreisel
3 im Intensivbelüftungsbereich I.
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Insbesondere in Fig. 3 ist angedeutet worden, daß die Leitwand 4 an
ihren vertikalen Seiten verstellbare Leitflächen 10 trägt.
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Die in Fahrtrichtung der Drücke gelegene verstellbare Leitwand 10
kann den Intensivbelüftungsbereich I stärker eingrenzen als die der Fahrtrichtung
abgewandte Leitwand. Durch eine Verstellung der Leitflächen 10 lassen sich die Belüftungsverhältnisse
im Intensivbelüftungsbereich I, aber auch die Verhältnisse für den Reaktionsantrieb
verändern und läßt sich folglich die Anlage insgesamt unterschiedlichen Betriebsbedingungen
anpassen.
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Dabei werden mit den verstellbaren Leitflächen 10 Parameter verändert,
die bei klassischen Anlagen fehlen. Die erfindungsgemäße Anlage ist daher besser
als bekannte Anlagen unterschiedlichen Betriebsverhältnissen anpaßbar, - denn nach
wie vor können auch die sonst üblichen Parameter des Belüftungskreisels 3 verändert
werden.
Sowohl die Leitwand 4 mit den Leitflächen 10 als auch der Belüftungskreisel 3 können
höhenverstellbar sein. Es versteht sich von selbst, daß die Rotationsgeschwindigkeit
des Belüftungskreisels 3 in üblicher Weise einstellbar ist.
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L e e r s e i t e