DE3039423A1 - Biological sewage treatment - using surface aerator receiving recycled impeller spray droplets - Google Patents
Biological sewage treatment - using surface aerator receiving recycled impeller spray dropletsInfo
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Abstract
Description
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifit ein Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwasser und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for the biological purification of Waste water and a device for carrying out the process.
In den überwiegenden Fällen biologischer Reinigung wird dem in einem Kreislaufbecken umlaufenden AbtTasser der notwendige Sauerstoff aus der Umgebungsluft durch horizontalachsige Oberflächenbelüfter zugeführt.In the majority of cases of biological cleaning, this is done in one Circulation basin circulating AbtTasser the necessary oxygen from the ambient air fed by horizontal-axis surface aerators.
Diese je nach Bestückung als 1figwalze, Stabwalze oder Mammutrotor bezeichneten Belüfter haben deshalb eine derart weite Verbreitung gefunden, weil sie äußerst robust, also wartungsarm sind,eine sehr gute Ökonomie haben und durch ihren tiefreichenden Wasservortrieb Schlammablagerungen und damit anaerobe Zustände im Belebungsbecken wirksam verhindern.Depending on the equipment, these are available as 1-cage rollers, bar rollers or mammoth rotors designated aerators have found such widespread use because they are extremely robust, i.e. they require little maintenance, are very economical and have a good performance their deep water propulsion sludge deposits and thus anaerobic conditions prevent effectively in the aeration tank.
Wegen der in letzter Zeit eingetretenen Energieverteuerung geht das Bestreben dahin, die Oberflächenbelüfter weiter zu optimieren, d.h. ihren Sauerstoff eintrag pro aufgewendeter Energie zu erhöhen. Ausgehend von der Erkenntnis, daß die Sauerstoffaufnahme um so größer ist, je größer die Oberfläche aller erzeugten Abwnssertropfen bzw. Luftblasenist, besteht die Lösung dieser Aufgabe gemäß der brfindung dariii, daß mindestens ein Teil des Abwassers im freien Fall auf den aufwärts bewegten Umfangs teil des Oberflächenbelüfters gegeben wird. Ilierbei wird durch die Adelition der Pallgeschw-indigkeit mit der Umfangsgesonwindigkeit eine hohe Aufprallenergie erzielt, die das aufprallende Abwasser in feinste Tropfen zerschlägt.This is possible because of the recent rise in energy prices Endeavor to further optimize the surface aerators, i.e. their oxygen to increase the entry per energy expended. Based on the knowledge that the greater the surface area of all produced, the greater the oxygen uptake Waste droplets or air bubbles is the solution to this problem according to the finding dariii that at least part of the wastewater is in free fall on the upward moving circumference is given part of the surface aerator. Ilierbei is through the aristocracy of the Pall speed with the circumferential speed a high one Impact energy achieved, which breaks the impacting wastewater into the finest drops.
Der rotierende Belüfter wird also nicht nur mit seinem eintauchenden, sondern auch auf einem über Wasser liegenden Umfangsabschnitt genutzt. Das feinstzerteiite Abwasser wird als Tröpfohenvorhang zum größten Teil ueber den Scheitel des rotors gehoben; die Tröp@@h@n schlagen nach langem Weg durch die Luft auf der Zulaufseite des Rotors auf die Wasserfläche auf. Sie behindern also kaum den auf der Ablaufseite von den austauchenden Schaufeln hochgeschleuderten Wasserschwall.The rotating aerator is not only used with its immersing, but also used on a circumferential section lying above water. The finest part Wastewater is for the most part over the top of the rotor as a curtain of droplets upscale; the Tröp @@ h @ n hit after a long way through the air on the inlet side of Rotor on the water surface. So they hardly hinder the one on the drainage side torrent of water thrown up by the erupting shovels.
Da fu, das zusätzliche Zerprallen des Wassers nur eine geringe Energie benötigt wird, der Effekt aber sehr groß ist, steigt die Ökonomie erheblich.Since fu, the additional crashing of the water only has a low level of energy is needed, but the effect is very large, the economy increases considerably.
Grundsätzlich gibt es zwei Möglichkeiten, Abwasser in der erfindungsgemäßen Art auf den-Belüfter zu leiten.There are basically two ways of wastewater in the invention Kind of directing on the aerator.
entweder gibt man das dem Belüftungsbecken zugeführte Abwasser auf oder man fängt zumindest einen Teil des vom Belüfter hochgeschleuderten Abwassers auf und läßt es auf den Belüfter zurückfallen. Auch die Kombination der beiden Blöglichkeiten läßt sich verwirklichen.either the wastewater supplied to the aeration basin is abandoned or at least part of the waste water thrown up by the aerator is caught and lets it fall back on the aerator. Also the combination of the two possibilities can be realized.
Wenn in der Kläranlage keine Hebevorrichtung vorhanden ist, die das Abwasser auf die erforderliche Höhe pumpt, oder wenn der Anteil des vom Rotor hochgeschleuderten Abwassers zu niedrig ist, dann kann man das Abwasser auch mit Hilfe eines mit dem Belüfter gekoppelten Schöpfrades od. dgl. hochfördern. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das hochzufördernde Abwasser dern unteren Bereichen des Belüftungsbeckens entnommen wird, weil dort in der Tiegel ein Sauerstoffdefizit herrscht.If there is no lifting device in the sewage treatment plant that can Pumping sewage to the required height, or if the proportion of the being thrown up by the rotor Sewage is too low, then you can also use the sewage with the Aerator coupled scoop wheel or the like. Convey up. It is particularly advantageous if the wastewater to be pumped up is taken from the lower areas of the aeration basin because there is an oxygen deficit in the crucible.
Es findet auf diese Weise ein Austausch den Abwassers in vertikaler Richtung statt, was auch für die Abbauarbeit des Belebtschlammes günstig ist.In this way the wastewater is exchanged vertically Direction instead, which is also favorable for the work of decomposing the activated sludge.
Für den Fall, daß das Belüftungsbecken mit der erfindungsgemäßen Einrichtung in einem Wohngebiet liegt und deshalb gegen das Lforttragefl von pathogene Keime enthaltenden ærosolen Vorsorge getroffen werden muß, wird gemäß einem Ausgestaltungsgedanken der Erfindung vorgeschlagen, den umfangsbereich des Belüfters, in dem das Abwasser aufgegeben und in dem es zerprnllt wird, gegen die Umgebung abzuschirmen. Dies kann durch eine Haube geschehen, die sich zumindest bis über den Scheitel des Beltiftuiigsrotors erstreckt. Der unter der haube liegende Luftraum bietet dann sogar die Möglichkeit, reinen Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherte Luft zum Belüften einzusetzen.In the event that the aeration basin with the device according to the invention is in a residential area and therefore against the transmission of pathogenic germs containing ærosolen precaution must be taken, according to a design concept proposed the invention, the peripheral area of the aerator in which the waste water abandoned and in which it is broken up to shield against the environment. This can done by a hood that extends at least over the top of the Beltiftuiigsrotors extends. The one under the hood then even offers lying airspace the possibility of pure oxygen or oxygen-enriched air for ventilation to use.
Eine zweckmäßige Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält eine schräg obetrhalb des aufwärts bewegten Umfangsabschnitt des Belüfters angeordnete Rinne, die sich parallel zur Drehachse des Belüfters im wesentlichen über dessen ganze Länge erstreckt und mit einer zum Belüfter hin abfallenden Ablaufeinrichtung versehen ist. Die Ablaufeinrichtung ist vorzugsweise als Rampe ausgebildet, deren Breite und Neigung verstellbar sind.A useful device for carrying out the invention Method includes a slant above the upwardly moved peripheral portion of the aerator arranged channel, which is parallel to the axis of rotation of the aerator in the extends essentially over its entire length and with a sloping towards the aerator Drain device is provided. The drainage device is preferably a ramp formed whose width and inclination are adjustable.
Wenn ein mit der Belüfterachse gleichachsiges und mit dem Belüfter angetriebenes Schöpfrad vorgesehen ist 2 dann mündet dessen Abwurf direkt in die Rinne. Damit das Wasser, das vom Schöpfrad hochgehoben wird, nicht mehrmals im Kreislauf um den Belüfter xef f rt wird, ist es zweckmäßig, dem Schöpfrad eine eigene Kammer zuzuordnen, die mit dem Becken an einer Stelle verbunden ist, die ausreichend weit vor dem Belüftet liegt.If one is coaxial with the aerator axis and with the aerator driven bucket wheel is provided 2 then opens its discharge directly into the Gutter. So that the water that is lifted up by the bucket wheel does not circulate several times around the aerator it is advisable to have its own chamber for the bucket wheel which is connected to the pelvis at a point that is sufficiently wide in front of the ventilated.
Da nicht ganz zu verhindern ist, daß das von den austauchenden Schaufeln mit hochgerissene wasser bis in eine Höhe gelangt, in der von oben das zu zerprallende Wasser aufgegeben wird, wird vorgeschlagen, zwischen den eintauchenden auch nicht eintauchende J3elüfterschaufeln anzuordnen. Diese zusätzlichen Schaufeln dienen dann ausschließlich dem Zerprallen. Damit sie diese Aufgabe optimal ausüben können, ist ihre Oberfläche stark aufgerauht oder aufgelöst; sie sind also vorzugsweise mit Randschlitzen, Noppen oder Abwinkelungen versehen, die eine besonders starke Zerteilung der aufprallenden Wassertropfen bewirken Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beiliegenden Zeichnungen darestelltw anhand derer die Brfindung nachstehend näher erläutert wird. Es zeigen: Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen erfindungsgemäßen Belüftungsrotor, Iig, 2 die Vorderansicht zu lig. 1, Fig. 3 ein Detail eines anderen Belüftungsrotors in der Draufsicht, Fig. 4 bis 8 verschiedene Formen für die Relüftungsschaufeln.Since it cannot be completely prevented that the shovels emerge with torn up water reaches a height in which from above what is to be collapsed Water is abandoned, it is suggested, between the submerges also not to arrange immersing fan blades. These extra shovels are used then only the crash. So that you can perform this task optimally, is its surface heavily roughened or dissolved; so they are preferential provided with edge slits, knobs or bends, which are particularly strong Embodiments of the invention cause the impacting drops of water to be broken up are shown in the accompanying drawings based on which the determination below is explained in more detail. The figures show: FIG. 1 a vertical section through one according to the invention Ventilation rotor, Iig, 2 the front view to lig. 1, Fig. 3 shows a detail of another Ventilation rotor in plan view, Fig. 4 to 8 different shapes for the ventilation blades.
Nach Fig. 1 besteht der in einem Umlaufbecken 1 installierte Belüftungsrotor 2 aus einer Hohlwelle 3 und einer Vielzahl auf ihr durch Schraubell oder Klemmen befestigter Belüftungsschaufeln 4. Der untere Teil der beim Auftauchen aus dem Wasser 5 durch die Schaufeln 4 hochgeschleuderten Tropfen prallt nach einer Freiflugstrecke, auf der er aus der Luft Sauerstoff aufnimmt, auf die Waserflä che 5 auf und schlägt dort nochmals Luftblasen ein. Ein Teil der Wassertropfen wird durch Prallteller 6 zerkleinert und ein zweites al angehoben. Der obere Teil des Tropfenvorhangs gelangt auf der Unterseite einer unter spitzem Winkel zum Belüfterumfang angeordneten Auffangfläche 7 und über eine halbzylindrisch gebogene Umlenkfläche 8 von außen in eine parallel zur Delüfterachse verlaufende Rinne 9. Von dort läuft das Wasser über eine Ablauframpe, 10 wieder auf die aufsteigenden Belüfterschaufeln 4, von denen es unter Zerprallen erneut hochgeschleudert wird. Um zu verhindern, daß die sehr fein zerteilten Tröpfchen als Aerosole vom Wind fortgetragen werden, ist der über der Rinne liegende Bereich durch eine Haube 11 abgedeckt. Auf der gegenüber liegenden Seite kann eine weitere Rinne 12 vorgesehen sein, die die über den Scheitel des Belüfters gelangten Wassertropfen auffängt und mittels eines Tauchrohres 13 in tiefere ißeckenabschnitte leitet.According to Fig. 1, there is a ventilation rotor installed in a circulating pool 1 2 from a hollow shaft 3 and a multitude on it by screwing or clamping attached ventilation vanes 4. The lower part of the when emerging from the water 5 drops thrown up by the blades 4 bounces after a free flight path, on which he picks up oxygen from the air, on the Waserflä surface 5 and hits there again air bubbles. Part of the water droplets is caused by baffle plates 6 crushed and raised a second al. The upper part of the curtain of drops arrives on the underside of a collecting surface arranged at an acute angle to the circumference of the aerator 7 and over a semicylindrical bent deflection surface 8 from the outside into a parallel one Channel 9 running to the Delüfter axis. From there the water runs over a drain ramp, 10 again on the ascending aerator blades 4, one of which it is under crashing is thrown up again. To prevent the very finely divided droplets when aerosols are carried away by the wind, is the area above the gutter covered by a hood 11. On the opposite side can be another Channel 12 can be provided, which the water droplets reached over the apex of the aerator catches and by means of a dip tube 13 leads into deeper corner sections.
Sowohl die Auifangfläche 7 als auch die Ablauframpe 10 haben Abschnitte 7',1O', die in der Neigung und/oder in Richtung auf den Belüfterumfang verstel bar sind. Unlnlt ist der Anteil des aufgefangenen und auf den Belüftet zunjckgeführten Wassers in gewissen Grenzen steuerbar.Both the collecting surface 7 and the discharge ramp 10 have sections 7 ', 1O', which can be adjusted in the inclination and / or in the direction of the aerator circumference are. Unlnly is the proportion of the collected and ventilated returned Water controllable within certain limits.
Fig. 2 zeigt zusätzlich zu Fig. 1 zwei weitere Möglichkeiten zur Aufgabe von Wasser auf den Belüfter. Links ist ein Zulaufrohr 14 zu sehen, das in die über den Belüfterantrieb 3" hinaus verlängerte Rinne 9 mündettuncl der Zufuhr von aus dem Vorklärbecken oder dem IVechenbauwerk kommendem Abwasser dient. Rechts ist ein mit der Welle 3' des Belüfters gekoppeltes Schöpfrad 15 zu sehen, das in einer eigenen Abwasserkammer 16 arbeitet und durch ein aufstromseitig beginnendes Rohr 17 mit Abwasser beschickt wird. Das obere Abgabeende des Schöpfrades liegt über der nach rechts verlängerten Rinne 9.In addition to FIG. 1, FIG. 2 shows two further possibilities for the task of water on the aerator. On the left an inlet pipe 14 can be seen, which is in the over the ventilator drive 3 "out, extended channel 9 at the mouth of the supply from the primary clarification basin or the sewage water coming from the IVechenbauwerk. Right is a to see the scoop wheel 15 coupled to the shaft 3 'of the aerator, which is in its own Wastewater chamber 16 works and through a pipe 17 beginning upstream Waste water is fed. The upper discharge end of the bucket wheel is above the after extended channel on the right 9.
Fig. 3 gibt Beispiele für die Ausgestaltung der Belüfterschaufeln und für die Anpassung der Ablauframpe.3 gives examples of the design of the aerator blades and for adapting the deceleration ramp.
Zwischen den normalen eintauchenden Belüftungsschaufeln 4, die das Wasser auf die in Fig. 1 gezeigte Art in die Rinne 91 heben, sind kürzere, nicht eintauchende Schaufeln vorgesehen, die ausschließlich dazu dienen, clas von der Rampe ablaufende Wasser zu zerteilen und hochzuschleudern. Sie besitzen dazu eine z.B. in Fischgrätenform aufgelöste kontur (18), oder sie sind in einzelne Profilstäbe 19 aufgeteilt. Bei rechteckiger Form (20) sind auf die Oberfläche Rippen aufgelegt oder der Bandstahl, aus dem die Schaufeln hergestellt sind, ist durch Diegen in eine gewellte Form gebracht. Die Ablauframpe 10" ist dort, wo die längeren Belüftungsschaufeln 4 rotieren, entsprechend ausgespart und mit Leitwänden 10111 versehen, die zu den vorgezogenen Abschnitten der Rampe führen.Between the normal immersing aeration vanes 4 that the Lifting water into the gutter 91 in the manner shown in Fig. 1 are shorter, not submerged blades are provided which are used solely to remove clas from the To split up the ramp running water and to throw it up. You have one for this E.g. in a herringbone shape (18), or they are in individual profile bars 19 split. In the case of a rectangular shape (20), ribs are placed on the surface or the strip steel from which the blades are made is by Diegen in brought a wavy shape. The drain ramp 10 "is where the longer ventilation vanes 4 rotate, recessed accordingly and provided with guide walls 10111, which lead to the lead forward sections of the ramp.
Die Figuren 4 bis 8 zeigen verschiedene Formen von Belüftungs- und Prallschaufeln. Die Schaufel 24 nach Fig.Figures 4 to 8 show different forms of ventilation and Impact vanes. The shovel 24 according to Fig.
4 besteht aus mehreren gebogenen Rundstäben, die auch gestaffelt angeordnet sein können. Die aus rechteckigem Profilstahl hergestellten Schaufeln (Fig. 5) können nach Fig, 6 an der Prallfläche mit einer Verzahnung 34 oder gleichmäßig verteilten Noppen 44 versehen sein. Eine solelle Verzahnung 54 weist auch die Schaufel nach Fig.4 consists of several curved round bars, which are also arranged in a staggered manner could be. The blades made of rectangular profile steel (Fig. 5) can after 6 on the impact surface with a toothing 34 or evenly distributed knobs 44 be provided. Such a toothing 54 also has the blade according to Fig.
7 auf, die ein dreischenkliges Profil hnfi.7, which have a three-legged profile hnfi.
Die Schaufel nach Fig. 8 ist mit einer Fischgräte vergleichbar. Wie die Figuren 8a und 8b zeigen, sind die Gräten abwechselnd sägezahnartig nach oben und unten abgebogen, wodurch das aufprallende Wasser auch noch eine seitliche Ablenkung erfährt.The shovel according to FIG. 8 is comparable to a fish bone. As Figures 8a and 8b show, the bones are alternately sawtooth upwards and bent down, causing the impacting water to deflect sideways learns.
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