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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verarbeiten von
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Abwasser, insbesondere zum mikrobiologischen Reinigen von Industrieabwässern,
kommunalem Abwasser und/oder Haushaltsabwasser, und zwar unter Verwendung von mindestens
einen mikrobiologisch aktiven Abscheider.
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Bisher werden die Sprühfiltration und die Reinigung durch Schlammaktivierung
in großem Maße eingesetzt, um Abwässer mit hohem Anteil an organischen Substanzen
biochemisch zu reinigen. Die Reinigung durch Schlammaktivierung weist jedoch einen
erheblichen Nachteil auf, da der Verarbeitungswirkungsgrad mit der Zunahme der Wasserverschmutzung
erheblich abnicht nimmt. Aus diesem Grund kann dieses Reinigungsverfahren/mit der
in letzter Zeit erheblichen Zunahme kommunaler und industrieller Abwässer Schritt
halten, die zunehmend verunreinigt sind. Mit diesem bekannten Reinigungsverfahren
kann insbesondere ein hoher Reinigungsgrad des Abwassers nicht verwirklicht werden,
obwohl die Wartung und der Betrieb außerordentlich kompliziert sind und hervorragend
ausgebildetes Personal erfordern; ferner sind die anfänglichen Investitionskosten
einer derartigen Reinigungsanlage erheblich.
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Dagegen weist die Spruhfiltration die vorstehend erwähnten Nachteile
des Reinigungsverfahrens durch Schlammaktivierung nicht auf. Jedoch hat die Sprtihfiltrationsanlage
einen großen Platzbedarf und eine relativ große Höhendifferenz zwischen dem Einlaß
für das Abwasser und dem Auslaß für das gereinigte Wasser. Ferner tritt eine Verstopfung
des Filters häufig auf, insbesondere wenn die Filterfläche zur Vergrößerung des
Wirkungsgrades pro Anlageneinheit erhöht werden soll.
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In der letzten Dekade wurde das sogenannte Rotationsscheiben-
system
entwickelt und wird gegenwärtig in großem Umfang verwendet. Bei derartigen Anordnungen
sind mehrere Scheiben auf einer drehbaren Welle in gleichem Abstand starr befestigt,
die auf einem offenen Behandlungsbehälter derart horizontal angeordnet ist, daß
die Scheiben immer zur Hälfte in das Abwasser eintauchen. Durch eine konstante Umdrehungsgeschwindigkeit
der Welle wird das Ende dieser Scheiben abwechselnd in das Abwasser eingetaucht
und in der offenen Atmosphäre belüftet. Dadurch erfolgt auf der Scheibenoberfläche
eine biologische Ausflockung von Mikroorganismen aus dem Abwasser, so daß sich insgesamt
durch das wiederholte Eintauchen allmählich eine organische, mikrobinlogisch aktive
Schicht ausbildet. Nach jedem Eintauchen wird die Scheibe an der Luft belüftet.
werden während jedem Eintauchen die mikrobiologisch aktive Schicht in Berührung
mit dem Abwasser gebracht wird, werden durch diese die in dem Wasser enthaltenen,
organischen Faulsubstanzen adsorbiert und dann während jeder nachfolgenden Belüftung
oxidiert und zersetzt. Dabei wird jedoch ein Teil der adsorbierten organischen Substanzen
durch die Mikroorganismen in der Schicht biochemisch assimiliert, so daß sich die
Mikroorganismen vermehren und die Schicht weiter entwickelt. Im Betrieb dieser Anlage
werden mehrere dieser abwechselnd wiederholten Schritte miteinander kombiniert.
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Daher steht die Betriebskapazität einer derartigen Rotationsscheibenanordnung
in enger und direkter Beziehung zur Gesamtoberfläche der verwendeten Rotationsscheiben.
Zur Vergrößerung dieser Kapazität muß der Durchmesser der Rotationsscheiben oder
die Anzahl der Scheiben vergrößert werden. In jedem Fall ist der erforderliche Platzbedarf
unerwünscht hoch.
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Um die erforderliche Fläche zu verringern, ist vorgeschlagen worden,
die Rotationsscheiben zusammen mit den zugehörigen Antriebswellen in zwei Gruppen
zu unterteilen, wobei diese Gruppen miteinander über eine endlose Kette in einer
neuartigen, dreidimensionalen Weise betrieblich verbunden werden,
so
daß diese Gruppen abwechselnd und nacheinander eingetaucht und belüftet werden,
wenn die verbindende Kette umläuft.
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Es hat sich jedoch in diesem Fall gezeigt, daß die gemeinsame Antriebskette
einer erheblichen Korrosion und Abnutzung unterworfen ist, da sie abwechselnd und
wiederholt in das Abwasser eingetaucht und belüftet wird, so daß sich keine lange
Haltbarkeit ergibt.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte
Vorrichtung zum Verarbeiten von Abwasser zu schaffen, die lediglich einen geringen
Platzbedarf hat. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann insbesondere über einen langen
Zeitraum außerordentlich stabil und mit hohem Wirkungsgrad arbeiten.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die bisher üblichen Rotationsscheiben
durch mindestens zwei Gruppen mikrobiologisch aktiver Schichten als Abscheider ersetzt.
Diese Abscheider können beispielsweise in Form paralleler Platten ausgebildet sein,
die an ihren entsprechenden Enden starr miteinander verbunden sind. Anstelle dieser
Platten können mindestens zwei Gehäuse verwendet werden, die im wesentlichen mit
Raschigringen, Telleratts und/oder ähnlicher Teile gefüllt sind, die starr ausgebildet
sind und leicht tlüssigkeitsdurchlässige Kanäle geringer Abmessungen bilden können.
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Diese zwei Abscheidergruppen sind mittels einer Schnur, einem Draht
oder einem derartigen inglichen und biegsamen Teil miteinander verbunden, das über
einen vorgegebenen Hubweg hin- und herbewegt werden kann, um die beiden Abscheidergruppen
sowohl einzutauchen als auch zu belüften. Jede dieser Gruppen kann gegebenenfalls
mehrfach vorgesehen werden.
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Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegende Zeichnung
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht
einer bevorzugten Ausführungsform, Fig. 2 eine schematische, perspektivische Ansicht
des bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 verwendeten Antriebs, Fig. 3 eine schematische
Querschnittsansicht der Ausführungsform gemäß Fig. 1 entlang der Linie A-A' und
Fig. 4 und 5 Ansichten entsprechend den Fig. 1 und 2 einer anderen Ausführungsform.
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Bei der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform ist ein
Abwasserbehälter 1 vorgesehen, dessen Oberteil mittels einer sich in vertikaler
Richtung erstreckenden, vorzugsweise kuppelförmigen Abdeckung 10 abgedeckt ist.
Der Behälter 1 ist in seiner Mitte (in Fig. 1 gesehen) mit einer herabhängenden
Trennwand 11 versehen, so daß der wirksame Innenraum des Behälters in eine erste
Kammer 15 und eine zweite Kammer 16 unterteilt ist. Die Trennwand 11 erstreckt sich
von oben nach unten, wobei eine Durchlaßöffnung lla unterhalb der Wand 11 noch innerhalb
des Innenraums des Behälters 1 verbleibt.
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Eine Einlaßleitung 12 für Abwasser kommt von einer nicht dargestellten
Abwasserzufuhr her. Die Einlaßleitung 12 hat mehrere Verzweigungsrohre 12a, die
zum Oberteil des Behälters 1 fuhren und die entsprechende Durchlaßsteuerungen 12b
für die Abwasserzufuhr aufweisen.
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Eine Auslaßleitung 13 für gereinigtes Wasser weist mehrere Auslaßverzweigungsrohre
13a auf, die mit dem Oberteil des Behälters 1 verbunden und mit entsprechenden Steuerventilen
13b für den Auslaß versehen sind.
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Der Behälterboden 1a verengt sich im wesentlichen nach unten, vorzugsweise
#mäß der Darstellung V-förmig, um den gebildeten Schlamm leicht aufzusammeln. Um
diesen Schlamm abzugeben,erstreckt sich eine Schlammauslaßleitung 14 vom Behälterboden
la zu einer nicht dargestellten, bestimmten Abgabe- oder Weiterbehandlungsvorrichtung.
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Auf zwei Gruppen 4, 4' parallel angeordneter, starrer Platten als
Abscheider lagern sich mikrobiologisch aktive Schlich ten ab. Der gegenseitige Parallelabstand
beträgt vorzugsweise 10 bis 100 mm. Diese Abscheidergruppen 4 und 4' sind an ihren
oberen Enden durch entsprechende, starre Verbindungsteile 100 und 100' starr miteinander
verbunden und sind durch ein biegsames, längliches Teil, vorzugsweise durch einen
Draht, eine Schnur, eine Kette, ein Band oder einen Gürtel aufgehängt.
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Gegebenenfalls können jedoch diese Abscheider 4, 100 oder 4', 100'
durch ein Gehäuse, einen mit Löchern versehenen Kasten oder dergleichen, ersetzt
werden, die mit festen, vereinzelten Füllstoffen aufgefüllt sind, beispielsweise
Raschigringe, Telleratts oder dergleichen, so daß man eine große Aktivfläche erhält.
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Das längliche Aufhängeteil 3 ist um den Umfang eines bewegbaren Rades
2 gewunden, an dem eine Welle 2' befestigt ist; diese Welle ist an ihren beiden
Enden durch geeignete Lager 105 und 106 gehaltert.
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Gegebenenfalls können mehrere ähnliche Anordnungen 3, 4 und 4', vorzugsweise
zueinander parallel, an dem beweglichen Rad 2 aufgehängt werden. Bei der dargestellten
Ausfthrungsform ist das Rad gegenüber dem Behälter 1 mittig und in erheblichem vertikalem
Abstand gegenüber diesem angeordnet.
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Die Abscheider 4 und 4' sind derart aufgehängt, daß der eine, beispielsweise
4', vollständig in das Abwasser 15 in dem
Behälter 1 eingetaucht
ist und der andere, beispielsweise 4, sich in der freien Luft befindet.
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Mit dem bewegbaren Rad 2 ist eine Antriebsrolle 2" konzentrisch und
starr verbunden, die über ein Endlosband 101 mit einer Antriebsrolle 5 verbunden
ist, wobei letztere mit einem umkehrbaren Elektromotor oder pneumatischen Motor
6 in Verbindung steht. Dieser Motor kann mittels bekannter, nicht dargestellter
Steuereinrichtungen, vorzugsweise mit vorgegebener Frequenz, in eine hin- und hergerichtete
Drehbewegung versetzt werden. Durch diesen gesteuerten Antrieb wird jeder Abscheider
4, 4' einer Hin- und Herbewegung unterworfen und abwechselnd eingetaucht und belüftet.
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Für diese Hin- und Herbewegung können Endschalter verwendet werden,
die durch die Position der Abscheider betätigt werden.
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In Fig. 2 ist eine bevorzugte Vorrichtung zur Bewegungsumkehr lediglich
schematisch dargestellt. Dabei ist der Antriebsmotor 6 über eine Welle 102 mit einer
üblichen Bewegungsumkehrvorrichtung 7 verbunden, deren Abtriebwelle 103 mit der
Antriebsrolle 5 verbunden ist. In diesem Fall arbeitet der Motor 6 unidirektional.
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Dadurch wird jeder Abscheider 4, 4' abwechselnd und wiederholt durch
die Auf- und Abbewegung in das Abwasser eingetaucht und belüftet, wenn der Motor
6 in Betrieb gesetzt wird.
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Vorzugsweise wird am unteren Ende des Behälters 1 und in dem Abwasser
oder in der Luft ein Kamm 8 horizontal angeordnet.
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Vor jedem Eintauchen streichen die Abscheider 4 oder 4' durch die
Kammzwischenräume. Dadurch können durch das Wachstum der Mikroorganismen auf den
Oberflächen jedes Abscheiders die Plattenzwischenräume nicht verstopfen, und die
gewünschte biochemische Aktivität wird nicht gestört.
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Der Oberteil der erfindungsgemäßen, biochemischen Reinigungs-
anlage,
der der Luft ausgesetzt ist, ist in dem vorzugsweise kuppelförmigen Abdeckgehäuse
10 angeordnet, dessen unteres Ende mit dem oberen Ende des Behälters 1 starr verschraubt
ist. Das Gehäuse 10 weist Lüftungsöffnungen 9 für die gewünschte Belüftung auf.
Die gegenseitige Kämiwirkung zwischen dem Kamm und dem Abscheider kann insbesondere
und unter Bezug auf die Figuren 1 und 3 erläutert werden; das Abwasser wird aus
dem Vorrat durch die Hauptversorgungsleitung 12 und die Verzweigungsrohre 12a der
inlaBkammer 15 zugeführt, die mit dem ersten Abscheider 4' zusammenwirkt. In Figur
1 ist dieser Abscheider 4' in die Kammer 15 abgesenkt. Wenn sich die Platten 4'
im frischen Zustand befinåen, werden während des Eintauchens auf den freien Oberflächen
der Platten Mikroorganismen abgeschieden. Wenn sich jedoch durch vorheriges Eintauchen
auf den Platten 4' bereits mikrobiologisch aktive Schichten ausgebildet haben, so
wird ein Teil der faulenden, in dem Abwasser enthaltenen, organischen Substanzen
in und auf der mikrobiologisch aktiven Schicht adsorbiert. Wenn in diesem Fall sich
auf den anderen Platten 4 bereits eine mikrobiologisch aktive Schicht ausgebildet
hat und zusätzlich faulende, organische Substanzen in und auf dieser Schicht adsorbiert
worden sind, so werden diese Substanzen durch die Bertihrung mit dem Sauerstoff
der Luft biochemisch zersetzt.
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Danach wird durch Umkehren der Drehrichtung der Aufhängetrom mel 2
die Betriebsphase umgekehrt, was in den Figuren 1 und 2 zur Vereinfachung lediglich
mit einer Scheibe dargestellt wird. Durch diese Änderung des Betriebszustandes wird
die erste Plattenanordnung 4' aus dem Abwasserbad in die freie Atmosphäre angehoben
und die andere Anordnung 4 in das Bad abgesenkt, das durch die zweite Kammer 16
(Auslaßkammer) gebildet wird. Dadurch erfolgt die Betriebsänderung zwischen den
beiden Anordnungen 4' und 4.
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Durch Wiederholung dieser Änderung der Betriebsphase wird das in der
zweiten Kammer 16 enthaltene Abwasser biochemisch
gereinigt. Danach
werden die Auslaßleitung 13 sowie die Verzweigungsrohre 13a geöffnet. Die Strömungsgeschwindigkeit
der Einlaßflüssigkeit kann durch den öffnungsgrad der Steuerventile 12b gesteuert
werden. In ähnlicher Weise kann die Strömungsgeschwindigkeit der abgegebenen Flüssigkeit
durch geeignete Einstellung der zugehörigen Steuerventile 13b eingestellt werden.
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Während des kontinuierlichen Betriebs strömt das der biochemischen
Reinigung. unterworfene Abwasser allmählich aus der Einlaßkammer 15 durch die Durchlaßöffnung
11a unterhalb der Trennwand 11 in die Auslaßkammer 16. Das gereinigte Wasser wird
schließlich durch die Auslaßleitung 13 aus dem Oberteil der Auslaßkammer 16 abgegeben.
Vom Boden des Behälters 1 wird durch die Auslaßleitung 14 der gesammelte Schlamm
abgegeben. Die Auslaßgeschwindigkeit für den Schlamm kann ebenfalls durch einstellen
des zugehörigen Steuerventils 14a eingestellt werden.
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Die Trennwand 11 verhindert ein andernfalls mögliches Vorbeiströmen
des Abwassers zwischen den Einlaß- und den Auslaßleitungen 12 bzw. 13.
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Erfindungsgemäß werden somit die Anordnungen 4 und 4', auf denen sich
die mikrobiologisch aktiven Schichten ausbilden, in das Abwasserbad eingetaucht,
während andere Betriebsteile der Anordnun#,bei denen Korrosion auftreten kann, wirksam
vom Abwasser ferngehalten werden; dadurch ergibt sich eine wesentlich längere Lebensdauer
der Anlage. Wenn die Durchsatzkapazität erhöht werden soll, so kann die Anordnung
leicht in der Weise an diese Forderung angepaßt werden, daß man die Tiefe des Behälters
erhöht und entsprechend die aktive Fläche der Bauteile, beispielsweise der Platten
4 und 4', erhöht, auf denen sich die mikrobiologisch aktive Schicht ausbildet.
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In den Figuren 4 und 5 ist eine andere erfindungsgemäße Aus-
führungsform
dargestellt; die Bauteile 101, 103, 104, 104a, 105, 108, 109, 110, 111, 112, 114,
114a, 115 und 116 entsprechen in ihrem Aufbau, in ihrer Anordnung sowie in ihrer
Funktion den Bauteilen 1, 3, 4, 4', 5, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 14a, 15 bzw. 16 der
ersten Ausführungsform; eine erneute Beschreibung dieser Bauteile kann daher unterbleiben.
Ferner sind die Bauteile 106 und 107 im wesentlichen gleich den Bauteilen 6 bzw.
? der ersten Ausführungsform.
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Bei dieser zweiten Ausführungsform ist die Trommel 2 der ersten Ausführungsform
durch einen zweiarmigen Hebel 102 ersetzt, der mit seiner Mitte an der Arbeitswelle
102' befestigt ist, die ähnlich der Arbeitswelle 2" der ersten Ausführungsform ist.
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Die Welle 102' wird durch ein Paar Lager 105' und 106' ähnlich den
Lagern 105 und 106 der ersten Ausführungsforn drehbar gelagert.
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Dadurch ergibt sich eine ähnliche, abwechselnde Bin- und Herbewegung
der entsprechenden Abscheider 104 und 104a mit mikrobiologisch aktiven Schichten
und ähnlicher Wirkung wie bei der ersten Ausführungsform.
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