DE2857345A1

DE2857345A1 - Vorrichtung zum biologischen reinigen von abwasser

Info

Publication number: DE2857345A1
Application number: DE19782857345
Authority: DE
Inventors: Reinhart Von Dr Nordenskjoeld
Original assignee: Nordenskjoeld reinhart Von dr-Ing
Current assignee: Nordenskjoeld Reinhart Von Dr-Ing 8011 Solali
Priority date: 1978-08-09
Filing date: 1978-08-09
Publication date: 1980-04-03
Also published as: DE2857345C2; DE2834899B2; DE2834899A1

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine "Vorrichtung zum biologischen Eeinigen von Abwasser mit wenigstens einem Belebtschlammbecken, das einen Zu- und einen Ablauf aufweist, wobei eine Schlammrückführleitung vorgesehen ist, die beim Zulauf mündet.

Aus der DE-OS 22 40 5^3 ist eine Vorrichtung der ebengenannten Art bekannt, bei der das Belebtschlammbecken zwischen einem Vorklärbecken und einem Nachklärbecken angeordnet ist. Die Becken sind nebeneinander auf einer rechteckigen Grundfläche angeordnet. Im Belebtschlammbecken wird quer zur Längserstreckung desselben mit Hilfe eingetragener Luft eine Walzenströmung erzeugt, die für eine gleichmäßige Verteilung von Abwasser, Belebtschlamm und Sauerstoff führen soll. Im Nachklärbecken aufgefangener Belebtschlamm wird mit Hilfe einer Schlammrückführleitung in das Belebtschlammbecken eingeleitet und aufgrund der walzenartigen Umwälzströmung auch in die Nähe des Zulaufs gebracht. Der biologische Stoffwechsel soll damit ununterbrochen am Laufen gehalten werden.

Nachteilig ist bei der bekannten Vorrichtung, daß das Belebtschlammbecken von seinen Dimensionen her nicht beliebig groß ausbilden läßt, da die vorgesehene Umwälzströmung sich nur bis zu einer gewissen Breite des Belebtschlammbeckens erreichen läßt und bei Überschreiten einer Grenzbreite tote Zonen entstehen würden und neu zulaufendes Abwasser zumindest anfänglich nicht im genügenden Maße mit dem rückgeführten Belebtschlamm geimpft werden würde, so daß im Belebtbecken nicht mehr von einer gleichmäßigen Verteilung von Abwasser, Belebtschlamm und Luftsauerstoff gesprochen werden kann.

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Nachteilig ist bei der bekannten Vorrichtung auch die Schlammrückführung. Das vom Belebtschlammbecken ablaufende Abwasser wird zusammen mit dem Belebtschlamm an unter der Wasseroberfläche liegenden Stellen in das Nachklärbecken überführt. Eine Tauchwand zwingt das zugeführte Abwasser und den Belebtschlamm nach unten zu sinken. Eine den gesamten Boden des Nachklärbeckens abfahrende Saugeinrichtung nimmt den Belebtschlamm vom Boden auf und führt ihn zumindest teilweise in das Belebtschlammbecken zurück.

Diese Lösung ist einerseits umständlich und zum anderen nachteilig, da der Schlamm bei seinem Übertritt in das Nachklärbecken die Durchtrittsoffnungen verstopfen kann und zudem hinterher im Nachklärbecken durch die stets hin· und her zu fahrende Saugeinrichtung wieder aufgesammelt werden muß. Der Abfluß vom Belebungsbecken kann nicht gesteuert werden, da die Durchtritt soff nungen zum Nachklärbecken von ihrer Anzahl und Größe her festgelegt sind. Dies bedeutet, daß der im Belebtschlammbecken stattfindende biologische Stoffwechsel zumindest mit Hilfe des Ablaufs nicht gesteuert werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in der Herstellung und im Unterhalt kostengünstige Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Klärung des Abwassers durch den Belebtschlamm auch bei großen Abmessungen des Belebtschlammbeckens sicher und auf einfache Weise beherrscht werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bereich des Ablaufs eine beruhigte Zone vorhanden ist, der eine Schlammsammelrinne angeordnet ist, an deren Boden der Beginn der Schiammrückführleitung verlegt ist.

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist einfach aufgebaut und schafft die Möglichkeit zur kostengünstigen vollbiologischen Abwasserreinigung. Die Vorrichtung ist nicht auf Becken bestimmter Größe oder vorbestimmter Form beschränkt. Die Vorteile der Erfindung kommen jedoch bei großen Becken besser zum tragen, da einerseits ein größeres Aufnahme- und damit Puffervolumen zur Verfugung steht und andererseits die vollbiologische Klärung bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung noch einfacher und sicherer gehandhabt werden kann. Unabhängig von der Größe und der Form der Becken können diese auf jeden Fall auch als einfache, mehr Öder weniger befestigte Erdbecken ausgebildet werden. Hierdurch ergibt sich ein bedeutender Kostenvorteil bei der Herstellung gegenüber den üblichen teueren Bauwerken. Desgleichen ergeben sich bei Erweiterungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung keine allzugroßen Probleme, da, sofern Platz da ist, entweder die bestehenden Erdbecken in kürzester Zeit vergrößert oder durch neu zu schaffende Erdbecken ergänzt werden, die zugeschaltet werden. Entsprechend große Becken bieten auch den Vorteil, daß selbst starke Schwankungen der Abwässer im Hinblick auf Wassermenge, Schmutzfracht, absetzbarer Stoffe und pH-Wert ausgeglichen werden können.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Energieaufwand für die im Belebtschlammbecken notwendige Beckenbelüftung äußerst gering gehalten werden. Es ist möglich hierfür hintereinander angeordnete, zu einer Kette verbundene Bodenbelüfter zu verwenden, die im Bodenbereich Luft ausströmen lassen und die sich aufgrund der ausströmenden Luft selbsttätig über einen gewissen Wanderbereich periodisch hin und her treiben und damit den Belebtschlamm am Leben halten. Hierdurch findet eine großflächige und vor allem gleichmäßige Umwälzung des Abwassers und des darin befindlichen Belebtschlammes statt.

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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtlang ist im Bereich des Ablaufs eine beruhigte Zone vorhanden, in der vorzugsweise kein Lufteintrag stattfindet. Die Ausströmung im Bereich des Auslaufs ist besonders bei großen Becken sehr vorteilhaft beruhigt. In dieser beruhigten Zone ist die Schlammrückführleitung mit ihrem Einströmbereich angeordnet. Mit ihr kann nach Wunsch der Belebtschlamm zurück zum Zulauf des Beckens transportiert werden. Auf diese Weise wird frisch zulaufendes Abwasser bereits im Bereich des Zulaufs mit Belebtschlamm geimpft," worauf bereits im Bereich des Zulaufs intensiv mit der biologischen Klärung des Abwassers begonnen wird und sich dort keine belebtschlamarme Zone einstellen kann. Der feinblasige Lufteintrag wälzt das frisch zugeleitete Abwasser zusammen mit dem zugeführten Schlamm um. Im Hinblick auf die bekannten Anlagen ist es bei der Erfindung überraschend, daß mit Hilfe der sehr einfachen technischen Maßnahmen eine stabile, aerobe Klärung des Abwassers sichergestellt werden kann und sich dabei noch der Vorteil von geringen Herstellungs- und Unterhaltskosten ergibt.

Die erfindungsgemäße Schlammsammelrinne ist einfach aufgebaut und stellt im Vergleich zu den bei den bekannten Vorrichtungen notwendigen Nachklärbecken eine sehr billige und effektive Lösung dar.

Eine günstige Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Ablauf durch einen in seiner Durchflußleitung steuerbaren Schwimmerüberlauf gebildet ist. Durch einen derartigen Überlauf kann die vom ersten Becken in das zweite Becken weiterfließende Wassermenge unabhängig vom Zulauf auf einen konstanten Wert eingestellt werden. Auch bei plötzlich starken Zufluß von Abwasser, z.B. aufgrund eines Regenbruchs, braucht kein un-

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kontrollierter Abfluß in das zweite Becken befürchtet werden, da der Schwimmerüberlauf bei einem sich verändernden Wasserniveau mitsteigt bzw. mitfällt. Bei einer entsprechenden Bemessung der Klärbecken kann sich deshalb ein eigenes Regenrückhaltebecken erübrigen. Auch wird die beruhigte Zone in vorteilhafter Weise nicht mit Spitzendurchflußwerten belastet, da diese "aufgepuffert" werden.

Es ist günstig, wenn über der Schlammsammelrinne der Schwimmerüberlauf für das nächste Becken angeordnet und diesem zur Seite der Beckenmitte hin eine schwimmende Tauchwand vorgelagert ist. Die Tauchwand trennt das in Umwälzung befindliche Belebtbecken ab und führt zu einer Beruhigung im Bereich des Ablaufs, wodurch der Schlamm sich in der Schlammsammelrinne ablagern kann. Die Tauchwand begünstigt das Abscheiden des Schlammes.

Bei einer anderen günstigen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schlammsammelrinne einen V-förmigen Querschnitt mit ungleichlangen Schenkeln aufweist und mit ihrem, den Beginn der Schlammrückführleitung aufnehmenden Rinnengrund tiefer liegt als der Beckenboden, wobei der kürzere V-Schenkel die Verbindung zu diesem bildet. Durch das Tieferliegen des Rinnengrundes wird eine gute !Führung des Schlammes zur Schlammrückführleitung erreicht. Da im Bereich der Rinne von den eigentlichen Bodenbeluftern der Schlamm nicht mehr aufgewirbelt wird, senkt er sich hier ab und wird im Bereich der Rinne eingedickt.

Sofern der Schlamm zu sehr zusammenbackt, kann es vorteilhaft sein, wenn über der Schlammsammelrinne eine Räumeinrichtung zum Räumen desselben und der Aufnahmeöffnungen der Schlammrückführleitung vorhanden ist.

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Desgleichen können im Bereich der Schiammsamme1rinne Luftaustritt soff nungen zur Belüftung und zum Aufwirbeln des gesammelten Schlammes vorhanden sein. Diese Luftaustrittsöffnungen können dazu verwendet werden, daß der bereits gesammelte Schlamm wieder etwas belüftet und gelockert wird, und daß eine gewisse Schlammmenge "quasi als Überschußschlamm"mit dem Ablauf abgeht. Damit ergibt sich neben der gezielten Abtrennung des Überschußschlammes aus der Rückführleitung eine weitere"Regulierbarkeit"desselben.

Bei der Erfindung sind alle Voraussetzungen geschaffen, um den die vollbiologische Klärung durchführenden Belebtschlamm anzureichern, am Leben zu erhalten und ihn in seiner Funktion zu unterstützen· Die in der beruhigten Zone in der Nähe des Ablaufs vorgesehene Schlammsammelrinne ist hierbei ein vorteilhaftes Instrument. Das Abwasser treibt zusammen mit dem Belebtschlamm in breiter Front und schon beruhigt auf die Schlammsammelrinne zu, wo die vertikal am Schwimmer im Wasser hängende Tauchwand eine weitere Beruhigung des Wassers sicherstellt. Das Wasser und der Schlamm werden zwischen und unter der Tauchwand hindurchgeführt, da die Tauchwand bis zum Wasserspiegel hin reicht. Am Grund der Schlammsammelrinne ist der Beginn der Schlammrückführleitung verlegt. Der Belebtschlamm wird je nach Bedarf durch die Aufnahmeöffnungen angesaugt und dem Beckenzulauf wieder zugeleitet. Sofern jedoch kein weiterer Belebtschlamm beim Zulauf benötigt wird, ist es möglich, durch die Luftaustrittsöffnungen den bereits angesammelten Schlamm aufzuwirbeln und ihn dem Ablauf zuzuführen. Eine in diesem Moment dann ungewollte Eindickung wird auf diese Weise wieder beseitigt.

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Der Ablauf ist in seiner Durchflußleistung einstellbar, wodurch das Niveau innerhalb des Beckens beliebig bestimmbar ist. Durch das Regeln der Belüfterleistung, das Bestimmen der Wanderbewegung der Belüfterketten, das Maß der Schlammrückführung und die Bemessung der Durchflußleistung des Ablaufs sind derart viele Möglichkeiten geschaffen, den im Becken vorhandenen Belebtschlamm so zu steuern, daß er seiner Funktion bei der biologischen Klärung des Abwassers voll nachkommen kann.

Für das Fördern des Schlammes innerhalb der Schlammrückführleitung ist bei einer günstxgen Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß dieselbe mit einem Luftinjektor versehen ist, der

als Pumpe den Belebtschlamm zum Zufluß hin fördert und ihn dabei auf dem Wege zugleich belüftet.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung beschrieben. Es zeigt:

Figur Λ eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung,

Figur 2 eine Seitenansicht einer ersten Art von Boden-

beiüftern,.

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Figur 3 eine Seitenansicht auf eine zxveite Art von

Bodenbelüftern,

Figur 4 eine Schnittansicht einer aus ihrer vertikalen

Hängelage ausgeschwenkten Belüfterkette,

Figur 5 eine Draufsicht auf ein Klärbecken, dessen

drei Lüfterketten in ihren Vanderbewegungen gezeigt sind, _x

Figur 6 ' einen Querschnitt durch eine Schlammsammel-

rinne, und .

Figur . 7 einen Längsschnitt durch die Schlammsammeirinne.

In Figur 1 der Zeichnung ist eine Vorrichtung 1 zur biologischen Reinigung von Abwasser 2 gezeigt. Die dargestellte Vorrichtung umfaßt ein. Becken 3 zum Ausführen einer ersten Belebtstufe und ein Becken 4· zum Ausführen einer zweiten Belebstufe, sowie ein Schlammabsetzbecken 5 und. ein Stapelbecken 6. Der Zufluß des zu " klärenden Abwassers 2 findet über einen Zulauf 7 statt, der mit einem gegebenenfalls automatischen Rechen 8, einem Sandfang 9 und einer Venturrinne 10 ausgestattet ist und<von dem eine Regenentlastungsleitung 38 wegführt.

Das Becken 3 ist, ebenso wie das ihm nachgeschaltete Becken 4· rechteckig geformt und relativ groß bemessen. Alle Becken, sind befestigte Erdbecken. Beim Becken 3 mündet der Zulauf für das Abwasser an dem einen Ende der längeren Seite, der entsprechende Ablauf 11 ist dem Zulauf diagonal am anderen Ende der anderen Längsseite angeordnet. Der Ablauf des Beckens 3 ist auf kurzem Wege mit dem Zulauf 12 des Beckens 4· verbunden, dessen Ablauf 13 wiederum dem Ziiauf 12 diagonal gegenüberliegt. Dies gilt auch für die nachges.chalteten Becken 5 und. 6 der Zu- bzw. Abläufe die auch einander diagonal gegenüberliegen.

σ3θοη/ω55θ

- 1.2. -

_ 12 _

Zur Umgehung des Beckens 3 ist eine beim Zulauf 7 beginnende Leitung 14 vorgesehen, die direkt beim Zulauf 12 des Beckens 4 mündet. Sofern das Becken 4 umgangen werden soll, kann die Leitung 15 verwendet werden, die vom Zulauf 12 zum Ablauf 13 führt. Des weiteren ist für die Umgehung des Beckens 5 eine Leitung 16 vorgesehen, die vom Ablauf 13 zu der Verbindung zwischen den Becken 5 und 6 führt. Zu guter Letzt kann noch das Becken 6 mit Hilfe der Leitung 17 umgangen werden, die von der Verbindung zwischen den beiden Becken zum Ablauf 18 des Beckens 6 führt.

Im vorliegenden Fall ist lediglich das Becken 3 mit einer Schlammsammeirinne 19 versehen, die an der dem Zulauf 7 fernen, kürzeren Rechteckseite des Beckens 3 angeordnet ist und sich damit unmittelbar im Bereich des Ablaufs 11 befindet. Von der später noch genauer zu beschreibenden Schlammsaimnelrinne führt eine Schlammrückführleitung 20 zum Zulauf 7 und mündet in denselben.

An der dem Zulauf 7 näheren, kürzeren Rechteckseite des Beckens 3 sind Unterwassergebläse 21 vorgesehen, die später noch zu erläuternde Belüfterketten 23 mit Druckluft versorgen.---Derartige , Unterwassergebläse können auch an der dem Zulauf 12 nahen, kurzen Eechteckseite des Beckens 4 vorgesehen werden. Es können aber auch beide Becken 3 und 4 gemeinsam durch eine zentrale Gebläsestation 22 versorgt werden, die -.dann anstatt der Unterwassergebläse die Bodenbelüfter 24 in einem Verbund mit Luft versorgen können. Das Becken,3 ist wegen seiner gegenüber dem Becken 4 größeren Breite mit insgesamt drei Belüfter— ketten 23 versehen, die parallel zu den längeren Rechteckseiten mit gewissem Abstand zueinander und zum Beckenrand über die Becken geführt sind. Die .·. -

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Belüfterketten weisen Bodenbelüfter 24 auf, die hintereinander frei hängend an wenigstens einem flexiblen Träger 25 angeordnet sind, der zwischen zwei Festpunkten 44· befestigt ist und für eine ausreichende Anbindung der Belüfterkette aar die Pestpunkte sorgt. Der Träger ist so über das Becken geführt.und entweder innerhalb oder außerhalb des Beckens befestigt, daß die Bodenbelüfter zusammen mit dem Träger periodisch seitlich zur Längserstreckung derselben auswandern. Diese Wanderbewegung ist in Figur 5 deutlich zu erkennen. Die Belüfterketten 23 nehmen im Moment der Darstellung jeweils eine Schlangenlinie ein, die sich willkürlich ausgebildet hat. Die Wanderbewegung einer Belüfterkette ist lediglich von der Länge des Trägers und seiner mehr oder weniger losen Spannung zwischen den beiden Festpunkten an seinen Enden begrenzt. Durch die entsprechende Bemessung des Trägers kann sichergestellt .werden, daß die Belüfterketten die gesamte Beckenfläche überstreichen. Hach einer gewissen Zeit stellt sich bei der Wanderbewegung der Belüfterketten üblicherweise ein Gleichklang ein.

In den Figuren 2 und 3 sind zwei verschiedene Arten von Bodenbelüftern gezeigt. Der in Figur 2 dargestellte Bodenbelüfter 24-a bildet eine andere Belüfterkette, als derjenige von Figur 3» der mit dem Bezugszeichen 24b versehen ist. Der Bodenbelüfter 24a ist hängend an einem Träger 25 angeordnet, der im vorliegenden Fall ein Seil ist. Das Seil ist mehr oder minder lose zwischen den Festhaltepunkten 44· gespannt;. Ent- ■ '""·... . lang des Seiles verläuft eine Luftversorgungsleitung 26, die gewöhnlich von einem Schlauch gebildet ist. Im Bereich jedes Bodenbelüfters 24a ist diese Leitung kurz unterbrochen. Die Verbindung wird von einen T-art igen. Rohr stück 27 hergestellt, das mit den beiden gegenüberliegenden öffnungen in die beiden Schlauchenden zweier benachbarter Abschnitte der Luftversorgungsleitung eingesteckt ist. Das T-Verbindungsstück ist mit seiner dritten öffnung mit einem Verbindungsrohr 28 verbunden, das, grob gesagt, vertikal nach.unten führt."Am unteren Eride des

Verbindungsrohres ist ein am Träger 25 paralleles Verteilerrohr 29 befestigt, das an seinem Umfang zahlreiche Luftöffnungen 30 besitzt, toch die 030014/0550

Luftversorgungsleitung 26 und das Verbindungsrohr. 28 wird das Verteilerrohr 29 mit Druckluft gespeist, die dann durch die Luftöffnungen 30 ausströmt. Im Bereich jedes Bodenlüfters 24a ist noch ein Schwimmer 31 vorgesehen, der sich in Trägerlängsachse erstreckt und für die schwimmende Lagerung der Bodenlüfter sorgen soll. Die Luftversorgungsleitung 26, der Träger 25 und die restliche Konstruktion des Bodenlüfters 24a ist mit Hilfe üblicher Befestigungsmittel, z.B. über Spannlaschen 33 mit dem Schwimmer verbunden. · \

In Figur 4 ist gezeigt, wie aufgrund einer sich ergebenden Schräglage eines Bodenbelüfters 24a um einen Winkel 06 die entsprechende Wanderbewegung einer Belüfterkette entsteht. Sofern aus dem Verteilerrohr 30, wie vorgesehen, die Luft ausgeblasen wird, entsteht eine kleine resultierende Kraft in Richtung des Pfeiles P. Dies wird den Bodenbelüfter etwas in Richtung des Pfeiles P in Bewegung versetzten, worauf er die benachbarten Bodenbelüfter ebenso aus einer eventuell gegebenen, strikt vertikalen Hängelage seitlich versetzten wird. Als Folge davon wird die gesamte Belüfterkette seitlich auswandern. Es sei betont, daß aber nicht immer die gesamte Belüfterkette in einer Richtung in einer geschlossenen Formation auswandern muß. Jede Belüfterkette ist dem freien Spiel der Kräfte ausgesetzt und wird sich zwar im großen und ganzen periodisch aber dennoch willkürlich in dem durch den Träger vorgegebenen Maße in ihrem Wanderbereich bewegen.

Die Luftöffnungen 30 im Verteilerrohr 29 sind so klein, daß lediglich kleine Luftblasen in das Wasser eingetragen werden. Aus Figur 4 ist zu erkennen, wie die Luftblasen in etwa .vertikal hoch steigen. Über dem Verteilerrohr 29 wird sich an der Wasser-

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oberfläche ein kleiner Wasserberg bilden, der sich wegen auf- * strömenden Luft bildet. Dieser unterstärkt die bereits vorhandene Wanderb erregung der Belüfterkette.

Figur 4 ist auch zu entnehmen, daß sich aufgrund der über dem Verteilerrohr 29 hochsteigenden Luft links und rechts des Bodenbelüfters eine etwa kreisförmige Wasserströmung einstellt, die jeweils durch die Pfeile A und B angedeutet ist. Durch diese Bewegung bilden sich förmlich Wasserwalzen aus. Sofern der Bodenbelüfter im Randbereich des Beckens ist, stellt sich in der Regel eine etwa abgeänderte Strömung ein, die auch die Randbereiche des Beckens mit umfaßt.

Der Bodenbelüfter 24b besitzt prinzipieHden gleichen Aufbau wie der eben gerade beschriebene Bodenbelüfter 24a. Gleiche Teile sind deshalb mit den gleichen Bezugsziffern versehen. Eine Änderung ist vornehmlich im Bereich des T-förmigen Verbindungsstücks 27 gegeben, das seitlich über den Schwimmer 31 zur Verbindung mit der Luftyersorgungsleitung herausgeführt ist.. Der Schwimmer ist auf diesen Bereich des T-Verbindungsstücks als Schaum auf das Rohr aufgespritzt oder formschlüssig darauf angeordnet. Er ist von einem zylindrischen, die Luftversorgungsleitung 26 koaxial aufnehmenden Schwimmkörper ge— bildei^. Die Luftversorgungsleitung 26 besteht aus einem Schlauch der aber so bemessen ist, daß er zugleich die Funktion des Trägers übernehmen kann, d.h., der Träger 25 von Figur 2 entfällt bei dieser Art eines Bodenbelüfters. Die Verbindung zwischen den Abschnitten der Luftversorgungsleitung und den jeweiligen Bodenbelüftern ist so bemessen, daß auch auftretende Wind- und Wasserkräfte den Verbund nicht lösen können und.deshalb die Übernahme der Funktion des Trägers 25 durch die Luftversorgungsleitung 26" voll übernommen werden kann. Bei beiden·. Arten von Bodenbelüftern

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ist auch ausreichend sichergestellt, daß dieselben um ihre vertikale Hängelage pendeln können, so daß sich die bereits erwähnten Wanderbewegungen der Bodenbelüfterketten einstellen können.

Der Bereich des Ablaufs 11 des Beckens 3 ist in den Figuren 6 und 7 detailiert dargestellt. In Figur 6 ist der Beckenboden zu erkennen, darüber das in diesem Becken bereits vorgeklärte Abwasser 2. Das Ende des Beckens wir über einen ausreichenden Teil der Breite von einer Schlammsammeirinne 34- gebildet, die einen V-förmigen Querschnitt mit ungleichlangen Schenkeln aufweist, wobei der Rinnengrund tiefer liegt als der Beckenboden 33 und mit diesem über den kürzeren V-Schenkel 35 verbunden ist. Der längere V-Schenkel führt über die Wasseroberfläche hinaus, zum Beckenrand 36· Am Rinnengrund ist die bereits erwähnte Schlammrückführleitung 20 verlegt. Sie weist im Bereich der Rinne Aufnahme öffnungen 37· auf, die den Eintritt des Schlamms in die Leitung ermöglichen sollen. Die Schlammrückführleitung 20 ist seitlich aus der Schlammsammeirinne 34· herausgeführt und verläuft über der maximalen Wasserhöhe beginnend zurück zum Zulauf 7- Es ist eine Mammutpumpe vorgesehen, die den geförderten. Schlamm sowohl fördern, als auch gleichzeitig Belüften soll. Die Mammutpumpe ist wie üblich als Luftinjektor 39 ausgebildet.

Direkt über dem Rinnengrund ist eine Räumeinrichtung in Form, einer langsam und stetig in der Rinne hin- und herbewegbaren Räumkette 40 vorgesehen. Die Kette schleift mit ihrem unteren Ende an der Schlammsammelrinne entlang und lockert den Schlamm auf. An ihrem oberen Ende ist die Kette an einem Zugseil befestigt, das mit Umlenkrollen über die gesamte Breite der Schlammsammelrinne gespannt und von einem Motor stetig hin- und hergehend bewegt wird.

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Im Bereich der Rinne ist darüber hinaus noch ein Schwimmerüberlauf 41 vorhanden, der aus drei nebeneinanderliegenden Rohren besteht. Die beiden äußeren Rohre stellen Schwimmer dar, die in beiden Endbereichen jeweils über eine vertikale Verbindungswand 45 miteinander verbunden sind und auch das mittlere, den eigentlichen Ablauf bildende Rohr im Verbund halten. Die Schwimmer sorgen zusammen mit den Verbindungswänden dafür, daß keinerlei schwimmende Gegenstände.in den Ablauf geraten und diesen verstopfen können. Der Ablauf ist sehr einfach gestaltet. Das mittlere Rohr ist um seine Achse drehbar in den Verbindungswänden gelagert. An seiner Mantelfläche sind, z.B. in einer steilen Schraubenlinie Eintrittsöffnungen angeordnet. Je nach dem wie das Rohr verdreht ist, werden dadurch mehr oder weniger Eintrittsöffnungen in das Wasser getaucht, wodurch die Durchflußleistung des Ablaufs einstellbar ist. Das mittlere Rohr des Schwimmerüberlaufs ist über eine flexible Leitung 46 mit einem in der benachbarten Rinnenwand fest verlegten AbIaufrohr verbunden, das mit seiner Höhe den untersten Wasserspiegel innerhalb des Beckens bestimmt, da in dem Pail, wo durch ein Absinken des Wasserniveaus der Schwimmerüberlauf unterhalb des Wasserablaufs abzusinken droht, kein Wasser mehr den Ablauf durchfließt. Die maximale Höhe des Wasserspiegels wird durch einen Notüberlauf 47 begrenzt.

Die Schlammsammelrinne.ist zur Seite der Beckenmitte hin über eine schwimmende Tauchwand 42 abgeschirmt, die der Rinne so vorgelagert ist, daß sich zur Rinne hin eine beruhigte Abflußströmung einstellt, bei welcher das Abwasser und der darin schwebende Belebtschlamm nach unten geführt werden, worauf sich der Schlamm anschließend in dem Rinnengrund absetzt und das Wasser nach oben zum Schwimmerüberlauf strömt. Die vertikal hängende Tauchwand erstreckt sich über die gesamte Breite der .Rinne und ist in nicht gezeigter Weise ortsfest aber höhenvariabel gehalten.

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Um eine eventuell zu starke Eindickung des Schlammes im Bereich. der Schlammsammelrinne zu verhindern sind im Rinnengrund Luftaustritt soff nungen 43 zur Belüftung und Auf wirbelung des bereits gesammelten Schlamms vorhanden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet in der nachstehend angegebenen Weise. Das zu klärende Abwasser wird über den Zulauf 7 in das Becken 3 eingeleitet. Eine Vorklärung entfällt in der Regel. Im Becken 3 läuft der Belebtschlammprozeß ab. Die hin- und heriirandernden Belüfterketten 23 halten trotz äußerst niedriger Energiedichte durch entsprechend verteilte Installation das gesamte Beckenvolumen mit allen Schwebstoffen in Umwälzung , wobei gleichzeitig im gesamten Volumen feinblasig belüftet wird. Das Belüftungssystem kann Beckenformen und Wassertiefen bis ca. 4 Meter beliebig angepaßt werden. Die zugeführte Luftmenge wird ausgehend von einer Grundlast entsprechend dem eingestellten Sauerstoffbedarf automatisch festgelegt oder halbautomatisch durch Einstellung von Zeitschaltuhren eingeregelt. Unterschreitet die momentane Last ca. 40 % der Nennlast, reicht die Umwälzurg durch die noch verbleibende erforderliche Luftmenge nicht mehr aus, um auch Grobstoffe, z.B. Zartoffelschalen, in Umwälzung zu halten, weshalb in diesem Pail Zeitschaltuhren ca. alle 60 Minuten .- Λ bis 3 Minuten lagen auf volle Luftleistung schalten.

Sofern mehrere Gebläse vorgesehen sind, kann ein Gebläse zur Sicherstellung der Grundlast immer in Betrieb bleiben, während die anderen zur Sauerstoffsteuerung nach Bedarf dazu geregelt werden können.

In Figur 1 der Zeichnung ist beim Becken 3 lediglich -eine einseitige Speisung der Belüfterketten 23 durch'die Gebläse 21

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oder 22 vorgesehen. Sofern die einseitige Einspeisung der Druckluft keine ausreichende Versorgung der Belüfterketten mit Luft sicherstellt, kann auch eine zweiseitige Einspeisung vorgenommen werden, wie dies z.B. heim Becken 4- angedeutet ist.

Das Abwasser wird zusammen mit dem in ihm schwebenden und durch die Lufteinleitung permanent umgewälzten Belebtschlamm aufgrund der sich durch den Zu- und Ablauf ergebenden Grundströmung langsam in Richtung auf den Ablauf hin bewegt, wo es bereits beruhigt ankommt.

Heu zufließendes Abwasser kann bereits über die Schlammrückführleitung 20 mit Belebtschlamm versetzt sein, so daß sich auch im Bereich des Zuflusses eine gleichmäßige, stabile aerobe Klärung des Abwasser einstellt. Die Bodenbelüfter sorgen durch den stetigen Sauer st of feintrag dafür, daß der Belebtschlamm nicht absterben kann. ·

Am Ende des Beckens wird durch die Wirkung der Tauchwand der Schlamm im erforderlichen Umfang zum Absetzen in der Schlammsammeirinne gebracht, worauf er durch die Schlammrückführleitung 20 wieder dem Zulauf zugeleitet wird. Sofern der Schlamm an der Schlammsammelrinne zu sehr haftet, kann er mit Hilfe der Räumkette 40 wieder in Bewegung gesetzt werden. Sofern er zusehr eindickt, kann er durch Luft aus den Luftaustrittsöffnungen notwendigenfalls so sehr aufgewirbelt -werden, daß er zusammen mit dem anderen Abwasser über den Schwimmerüberlauf in das Becken 4· gelangt. Der Schwimmerüberlauf kann in seiner Durchflußleistung eingestellt werden, wodurch unabhängig vom Zulauf ein geregelter Ab- und Überfluß zum Becken 4- erreicht wird.

Die in der Schlammrückführleitung vorgesehene Mammutpumpe' 39. kann bei Erreichen des gewünschten Schlammgehaltes im Becken 3

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in ihrem Einsatz seitlich gekürzt werden, wodurch sich die bereits vorstehend angegebene Notwendigkeit einstellen kann. d>"n dam niclrö mslir abgeforderten Schlamm dem Schwimmerüber« i'i-.if 41 zuzuführen» Auf diese Weise wird eine sichere Steu;.: i3.g ν·:ο Selilammgelialtes im Becken 3 erreicht*, Der Sehwimnerüberl'-äuf '■;-·! koii-}. aucii in den nachfolgenden Becken installiert sein, vo-■.^:':■;·?.}: > -lie Becken daira kommunizieren imd ein großes Fuffer-H auf weis en ο

Π- ccviolü. die Eelüfterketten als auch der Überlauf zum nächsten P--, cliero. schwimmend aufgebaut sind_s kann sowohl das Becken 3 ^als auch das Becken M- Niveauschwankungen bis zu 0,5 Meter aufnehmen. Diese Pufferwirkung kann eine getrennte EegenwasSerbehandlung bzw. Speicherung unnötig werden lassen. Das bei Eegenanfang besonders verschmutzte V/asser kann mit Sicherheit aufgefangen werden, der Eest kann auf Wunsch über die Eegenentlastungs- leitung 38 abgeführt werden.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann auch ein Schwimmerzulauf vorgesehen werden. Er ist im Prinzip ähnlich gestaltet wie der bereits beschriebene Schwimmerablauf 41. Das mittlere Rohr ist jedoch anders gestaltet. Es ist eine von der Zulaufleitung von der Seite her gespeiste offene Rinne, die an dem der ZuIaufleitung gegenüberliegenden Ende eine von einer Drossel durchsetzte Wand aufweist. Die Drossel ist so ausgelegt, daß sie das normal zufließende Abwasser durchläßt. Bei starkem Zufluß von Abwasser wird das Abwasser über die offenen Rinnenwände ins Becken fließen. Der Schwimmerzulauf stellt sich, auch bei steigendem Wasserniveau auf das höhere Niveau ein, da er schwimmt. Seine Zu leitung vom Zulauf her ist flexibel gestaltet. Dies bedeutet, daß beim Nachlassen eines verstärkten Zulaufens nicht wie üblich

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eine rückläufige Entleerung durch den Zulauf in die Regenentlastung möglich ist. Eine derartige Entleerung ist besonders deshalb unerwünscht, weil z.B. bei plötzlich anfallendem Regen nicht nur das Regenüberwasser abgeleitet, sondern auch aus dem Klärbecken andere Abwasser in die Regenentlastung gelangen, könnte, wie dies bei bekannten Anlagen der Fall ist.

In der nachfolgenden Erläuterung bedeuten die Abkürzungen TS die Trockensubstanz,BSB den biologischen Sauerstoffbedarf und CSB, den chemischen Sauerstoffbedarf.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung können Schlammgehalte von 0,5 kg TS/cbm und mehr erreicht, werden,wodurch sich im Becken 3 bei Stabilisierung mit 0,06kg BSB_n-/,. _ss Schlammbelastung für häusliches Abwasser Verweilzeiten von ca. 5 bis 7 Tagen ergeben. Bei spezifisch verschmutztem Wasser wird der Schlammgehalt höher gefahren. Der in das Becken 4 zusammen mit dem neu eingeflossenen Wasser eingebrachte Überschußschlamm wird in diesem Becken vollendst stabilisiert und durch die in diesem Becken ebenfalls vorhandenen Belüfterketten 23 in. Schwebe gehalten, so daß er schließlich nach Durchlaufen des Beckens 4- in das Absetz- bzw. Stapelbecken 5 übergeht, wo er sich, total absetzt und unter Wasser 1 bis 3 Jahre lagert. Die hier stattfindende gravitierende Eindickung sowie der weiterlaufende Restabbau führen zu Schlammmengen von nur ca. 0,2 Liter / -EGWd. Der schließlich im Ein- oder Mehr Jahresrhythmus aus einem der Nachbecken zu entnehmende Schlamm ist geruchslos und bakteriologisch einwandfrei, so daß sich eine landwirtschaftliche Verwertung anbietet.

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Das Becken 4- ist ebenfalls auf Stabilisierung ausgelegt. Schlammgehalte von 0,2 bis 0,5 kg TS/cbm sind erreichbar. Bei maximal 25 % biochemischer Hestlast ergeben sich für häusliches Wasser Verweilzeiten von ca. 2 bis 3 Tagen. Die erfindungsgemäße Vorrichtug ist auch bezüglich des CSB äußerst intensiv. Dies bewirkt zum einen die im Vergleich zur Kompaktanlage hohe Verweilzeit, zum anderen die abgestufte verschiedenartige, dem Abbaustadium angepaßte Biozönose.

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Claims

PATENTANWÄLTE

P 28 57

A. GRÜNECKER

CXPL-IN&

H. KINKELDEY

DA-tNG.

W. STOCKMAIR

0R.-ING · Art ICALTKH

K. SCHUMANN

OR PER MM: ■ OPL-PHVS

P. H. JAKOB

D(PL-JNG.

G. BEZOLD

Dd HERWkT- QPL-CHEVt

Herr

Dr. Ing. R. von Nordenskjöld

Ernst-Heinkel-Ring
Hohenbrunn

Vorrichtung zum biologischen Reinigen
von Abwasser

Patentansprüche

8 MÜNCHEN 22

Mi₁XIMIl-IANSTHASSa «3

12. -i*> ^r«^w

P 13035 I - 19/sg

Vorrichtung zum biologischen Reinigen von Abwasser mit wenigstens einem Belebtschlammbecken, das einen Zu- und einen Ablauf aufweist, wobei eine Schlammrückführleitung vorgesehen ist, die beim Zulauf mündet, dadurch gekennzeichnet , daß im Bereich des Ablaufs (11) eine beruhigte Zone vorhanden ist, in der eine Schlammsammeirinne (34)-angeordnet ist, an deren Boden der Beginn der Schlammrückführleitung (20) verlegt ist.

Q3G0U/O5SO

TeLEFON (OBB) 32 28 02

TELEX O5-2O 38Ο

TELEQRAMME MONAPAT

TELEKOPIERER

ORIGINAL INSPECTED
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Ablauf durch einen in seiner Durchflußleistung steuerbaren Schwimmerüberlauf (4-1) gebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Beginn der Schlammrückführleitung (20) von einem mit Schlammaufnahmeöffnungen (37) durchsetzten Rohr gebildet ist.
4. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet , daß die Schlammsammelrinne (3²O quer zur Längserstreckung des Trägers (25) ausgerichtet und in einer von den Bodenbelüftern (24) nicht überstrichenen, beruhigten Zone des Beckens (3» 4) angeordnet ist.
5- Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß über der Schlammsammelrinne (34) ein Schwimmerüberlauf (41) für ein nächstes Becken angeordnet und diesem zur Seite der Beckenmitte hin eine schwimmende Tauchwand (42) vorgelagert ist.
6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß die Schlammsammelrinne (34) einen V-förmigen Querschnitt mit ungleichlangen Schwenkein aufweist und mit ihren, den Beginn der Schlammrückführleitung (20) aufnehmenden Rinnengrund tiefer liegt als der Beckenboden (33)» wobei der kürzere V-Schenkel (35) die Verbindung zu diesem bildet.

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COPY
7. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß über der Schlammsammelrinne (3^) eine Eäumeinrichtung (4-0) zum Räumen desselben und der Aufnahmeöffnungen (37) der Schlammrückführleitung vorhanden ist.
8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet , daß die Schlammrückführl eitung mit einem Luft injektor (39) zum Fördern und Belüften des Belebtschlammes ausgestattet ist.
9. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß im Bereich der Schlammsammelrinne Luft austritt soffnungen (4-3) zur Belüftung und Aufwirbelung des gesammelten Schlamms vorhanden sind.

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COFf