DE3101526A1

DE3101526A1 - Verfahren und klaeranlage zur abwasserreinigung

Info

Publication number: DE3101526A1
Application number: DE3101526A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Rudolph; August Dr.-Ing. Schreiber; Jürgen 3000 Hannover Seipp
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-01-19
Filing date: 1981-01-19
Publication date: 1982-08-05
Also published as: DK20082A; BE891817A; FR2498173A1; FR2498173B1; NL8200187A

Description

Dr.-Ing. August Schreiber

Bahnhofstr. 45

3001 Hannover-Vinnhorst

Verfahren und Kläranlage zur Abwasserreinigung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abwasserreinigung in einem runden Belüftungsbecken unter Verwendung von in Bodennähe angeordneten, auf einer Kreisbahn bewegbaren Belüftern, durch deren kreisende Bewegung im Belüftungsbekken eine Umlaufströmung des Belüftungsbeckeninhalts erzeugt wird, die an mindestens einer Stelle derart abgebremst wird, daß sie ganz oder zum größten Teil unterbunden wird; die Erfindung betrifft auch eine Kläranlage zur Durchführung dieses Verfahrens mit einem runden Belüftungsbecken und mit einer um den Beckenmittelpunkt drehbaren Belüftungsbrücke mit daran befestigten Luftzuführungsrohren und mit diesen verbundenen Belüftern, wobei im Belüftungsbecken mindestens eine radiale Staufläche angeordnet ist, die Aussparungen für den Durchgang der Luftzuführungsrohre und der Belüfter aufweist. Dabei werden infolge des Abbrenfens der durch den Widerstand der Belüfter und deren Luftzuführungsrohre erzeugten Umlaufströmung die aus den praktisch eine Saugwirkung ausübenden, kreisenden Belüftern austretenden Luftblasen langsamer aufsteigen, bildlich betrachtet von der Lotrechten abgelenkt und einen verhältnismäßig langen Weg in

dem den Belüftungsbeckeninhalt bildenden Abwasser-Belebtschlammgemisch erscheinen lassen, wodurch der Sauerstoffeintrag auf wirtschaftliche Weise sichergestellt wird. Dabei werden auch eventuelle Schlammablagerungen von der Beckensohle angesaugt, aufgewirbelt und in Schwebe gehalten.

Ein Verfahren und eine Kläranlage dieser Art ist durch die DE-AS 17 84 469 bekannt. Dabei erfolgt die Abbremsung der Umlaufströmung über die ganze radiale Breite des Belüftungsbeckens durch eine sich über den ganzen freien Radius des Beckens erstreckende vertikale Staufläche.

Dieses bekannte Verfahren bzw. diese bekannte Vorrichtung mit der Abbremsung über die ganze Breite des Belüftungsbeckens hat sich an sich gut bewährt. Insbesondere bei großen Kläranlagen jedoch mit großflächiger Belüftungsbeckensohle und mit verhältnismäßig großem Durchmesser ohne mittig eingebautes Absetzbecken kann es nicht befriedigen, den mit der Luft zugeführten Sauerstoff im Mittelpunktsbereich des Belüftungsbeckens gut auszunutzen, weil dort eine Relativgeschwindigkeit zwischen Belüftern und Beckeninhalt fehlt, um eine Sauerstoffausnutzung zu erreichen, wie es im äußeren Bereich des Belüftungsbeckens möglich ist, weil die Umlaufgeschwindigkeit und damit die Relativgeschwindigkeit im Mittelpunktsbereich geringer ist. Daher kann insbesondere bei großen Kläranlagen im Mittelpunktsbereich des Belüftungsbeckens wegen Fehlens einer horizontalen Relativgeschwindigkeit zwischen eingetragenen Luftblasen und Abwasser-Belebtschlammgemisch eine optimale Ausnutzung des mit der Belüftungsluft in das Abwasser-Belebtschlammgemisch eingetragenen Sauerstoffes nicht stattfinden.

Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, ein Verfahren und eine Kläranlage der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der ohne Erhöhung

der Umlaufgeschwindigkeit der Belüfter eine optimale Sauerstoff ausnutzung auch im Mittelpunktsbereich des Belüftungsbeckens erreicht wird, wodurch im gesamten Belüftungsbecken eine optimale Sauerstoffausnutzung ermöglicht ist.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß infolge der nur im äußeren Randbereich des Belüftungsbeckens durchgeführten, bis etwa zum Stillstand erfolgenden Abbremsung der Umlaufströmung des Abwasser-Belebtschlammgemisches in diesem Randbereich ein Aufstau entsteht, durch welchen das Abwasser-Belebtschlammgemisch veranlaßt wird, in den benachbarten Mittelpunktsbereich, in dem wegen fehlender Stauflächen und weniger dicht angeordneten Belüftern keine Abbremsung der Umlaufströmung erfolgt, und dann weiter durch die kreisenden Belüfter hindurch in dem mittleren Bereich hinter den Belüftern abzuströmen. Dadurch wird auch in dem mittleren Beckenbereich eine Relativgeschwindigkeit zwischen eingetragenen Luftblasen und Abwasser-Belebtschlammgemisch und damit eine gute Sauerstoffausnutzung ermöglicht. Somit kann in jedem Fall, d.h. auch bei großflächigen Belüftungsbecken, unter Vermeidung eines zusätzlichen Aufwandes, für größere Beckeneinbauten die gesamte Beckensohle»von Ablagerungen freigehalten und gleichzeitig eine gute Sauerstoffausnutzung bei geringen Bau- und Betriebskosten erzielt werden.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Erläuterung der Zeichnung.

In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 ein rundes Belüftungsbecken einer nach dem Belebtschlammverfahren arbeitenden Kläranlage in Ansicht von oben und

Fig. 2 das Belüftungsbecken im Schnitt nach der Linie A-B in Fig. 1.

Die in der Zeichnung dargestellte Klärr.nlage besteht aus einem im Grundriß runden Belüftungsbecken, das mit einer um den Beckenmittelpunkt in Richtung des Pfeiles 16 drehbaren Belüftungsbrücke 8 mit daran befestigten nach untenführenden Luftzuführungsrohren 9¹, 1O¹ und mit letzeren verbundenen, wenige Zentimeter über der Beckensohle 1 kreisenden Belüftern 9 bzw. 10 versehen ist. Mit ihrem äußeren Ende ist die Belüftungsbrücke 8 mit Hilfe eines angetriebenen Auflagers auf dem oberen Rand der Umfassungswand 2 des Belüftungsbekkens mit einer Geschwindigkeit von etwa 1 m/s fahrbar aufgelagert.

Im Belüftungsbecken sind radiale Stauflächen 12, 13 vorgesehen, die sich vertikal erstrecken und ortsfest angeordnet sind. Ferner weisen die Stauflächen 12, 13 Aussparungen 19 für den Durchgang der den äußeren ringförmigen Randbereich 20 des Belüftungsbeckens bestreichenden Luftzuführungsrohre 10' und deren Belüfter 10 auf.

Durch die kreisende Bewegung der Belüfter 9 bzw. 10 wird eine Umlaufströmung des den Belüftungsbeckeninhalt darstellenden Abwasser-Belebtschlammgemisches erzeugt, die durch die Stauflächen 12, 13 derart abgebremst wird, daß sie ganz oder teilweise unterbunden wird.

Die genannte Abbremsung der Umlaufströmung erfolgt nur im äußeren Randbereich 20 des Belüfturigsbeckens. Hierzu sind die Stauflächen 12, 13 nur in besagtem Randbereich 20 angeordnet.

Dadurch, daß die Stauflächen 12, 13 in einem sich in seiner Breite etwa über den halben Radius des Belüftungsbeckens oder etwas darüber hinaus bzw. in einem sich in seiner

Breite etwa über zwei Drittel des Radius erstreckenden äußeren Randbereich 20 angeordnet sind, erfolgt die genannte Abbremsung in entsprechend breiten Randbereichen 20 des Belüftungsbeckens.

Zur Verstärkung der vorteilhaften Wirkung der nur im äußeren Randbereich 20 des Belüfungsbeckens vorgenommenen Abbremsung wird entsprechend den Volumenverhältnissen des Belüftungsbeckens in dem dem besagten äußeren Randbereich 20 benachbarten inneren Beckenbereich, der hier mit Mittelpunktsbereich 21 bezeichnet wird, eine weniger intensive Belüftung vorgenommen als im äußeren Randbereich 20. Hierzu sind diesan der Belüftungsbrücke 8 befestigten, in dem dem äußeren Randbereich 20 benachbarten Mittelpunktsbereich 21 des Belüftungsbeckens angeordneten Belüfter 10 in geringerer Anzahl und mit größerem gegenseitigen Abstand voneinander vorgesehen als die im äußeren Randbereich 20 angeordneten Belüfter 9. Die im Mittelpunktsbereich 21 vorgesehenen Belüfter 10 mit ihren LuftZuführungsrohren 10' üben somit einen geringeren Widerstand aus als die im äußeren Randbereich 20 angeordneten Belüfter 9 mit den dazugehörigen Luftzuführungsrohren 9', wodurch das Hindurchströmen des im Mittelpunktsbereich 21 befindlichen Abwasser-Belebtschlammgemisch-Volumens durch die Zwischenräume zwischen den Belüftern 10 und deren Luftzuführungsrohren 10' intensiviert und die weiter oben erwähnte vorteilhafte Relativgeschwindigkeit zwischen eingetragenen Luftblasen und Abwasser-Belebtschlammgemisch erhöht und somit die gute Sauerstoffausnutzung noch mehr verbessert wird.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, besitzt das Belüftungsbecken vier gleichmäßig über den Beckenumfang verteilte radiale Stauflächen 12, die mit ihrer einen vertikalen Seitenkante an der Innenseite der Umfassungswand 2 des Belüftungsbeckens anliegen bzw. dort befestigt sind. Einer dieser über den

Beckenumfang verteilten Stauflächen 12 - und zwar der in Fig. 1 untersten - sind zwei nebeneinander auf dem gleichen Radius vorgesehene Fortsetzungs-Stauflachen 13 zugeordnet, wobei zwischen den Stauflächen 12 und 13 die Aussparungen 19 für den Durchgang der Luftzuführungsrohre 9' bildende seitliche Abstände angeordnet sind. Zur Veranschaulichung der Lage der Stauflächen 12 und 13 im Verhältnis zu den Belüftern 9 und 10 und deren Luftzuführungsrohren 9' bzw. 10' sind die genannten Stauflächen in Fig. 1 gestrichelt dargestellt und mit 12' und 13' bezeichnet, während zum gleichen Zweck in Fig. 2 die Brücke 8 mit Belüftern und Luftzuführungsrohren eingezeichnet ist.

Um selbst bei stillstehender Belüftungsbrücke 8 einen Kontakt zwischen dem durch einen mittigen Schacht 6 erfolgenden Zulauf und dem über einen mit einem nicht dargestellten Nachklärbecken verbundenen Ablaufschacht 4 erfolgenden Ablauf möglichst gering zu halten, ist der in der Mitte der Grundfläche des Belüftungsbeckens vorgesehene und ein mittiges Auflager 18 für die Belüftungsbrücke 8 aufweisende Schacht 6 mit einer ihn im wesentlichen radial durchsetzenden Staufläche 14 versehen, die an vertikalen Tragsäulen 22 des Schachtes 6 anliegt und an ihnen befestigt ist. In dem genannten Nachklärbecken setzt sich der Schlamm ab, und das gereinigte Abwasser wird einem Vorfluter, dem es nicht mehr schädlich ist, zugeführt.

Wie aus der Zeichnung weiterhin ersichtlich ist, sind insbesondere bei großer Beckentiefe die Fortsetzungs-Stauflachen 13 biegungsfest versteift und in der Beckensohle 1 verankert. Zur biegungsfesten Versteifung können die Stauflächen 13 vertikal gewellt sein. Zur Verankerung in der Beckensohle 1 sind die Stauflächen 13 durch zwei in Umdrehungsrichtung 16 der Belüftungsbrücke 8 hintereinander angeordnete, mit der Beckensohle verbundene und hinter den Stauflächen 13 ange-

ordnete Tragsäulen 17 gehalten und mit letzteren verspannt .

Zur Unterstützung des erwähnten, durch die Zwischenräume zwischen den Belüftern 10 und deren Luftzuführungsrohren 10' entgegen der Pfeilrichtung 16 erfolgenden Hindurchströmens des im Mittelpunktsbereich 21 befindlichen Abwasser-Belebtschlammgemisch-Volumens sind im Mittelpunktsbereich an der Belüftungsbrücke 8 etwa quer zur Brückenlängsrichtung verlaufende, mit der Belüftungsbrücke umlaufende, z.B. durch Bleche gebildete Leitflächen 15 und 15' vorgesehen, die den Belüftungsbeckeninhalt beim Umlauf der Brücke 8 über die Belüfter im Mittelpunktsbereich 21 abdrängen. Die dem Schacht 6 benachbarte Leitfläche 15 kann von oben gesehen etwa im gleichen Sinn wie die Umfassungswand 2 des Belüftungsbeckens gekrümmt sein, während die vom Schacht 6 weiter entferntliegenden Leitflächen 15' entsprechend der beabsichtigten Strömung eine etwa S-förmige Krümmung aufweisen können. Durch die Leitflächen 15, 15' wird der Beckeninhalt nach dem mittleren Beckenbereich 21 abgedrängt und zum überströmen der dortigen Belüfter 10 veranlaßt.

Das Belüftungsbecken weist noch eine Zulaufleitung 5 auf, die von einem an der Außenseite der Umfassungswand 2 befindlichen, ein Gemisch aus Rohabwasser und Rücklauf-Belebtschlamm aus einem Nachklärbecken aufnehmenden Zulaufschacht 3 kommend unterhalb der Beckensohle 1 bis zum Schacht 6 verläuft und in letzteren von unten eintritt. Dabei wirkt der Schacht 6 als Verteilerschacht, der das Abwasser-Belebtschlammgemisch über den gesamten Raum des Belüftungsbeckens verteilt.

Der Patentanwalt

Leerseite

Claims

Ansprüche

1. Verfahren zur Abwasserreinigung in einem runden Belüftungsbecken unter Verwendung von in Bodennähe angeordneten, auf einer Kreisbahn bewegbaren Belüftern, durch .deren kreisende Bewegung im Belüftungsbecken eine Umlaufströmung des Belüftungsbeckeninhaltes erzeugt wird, die derart abgebremst wird, daß sie ganz oder zum größten Teil unterbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbremsung der Umlaufströmung nur im äußeren Randbereich des runden Belüftungsbeckens vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbremsung in einem sich in seiner Breite etwa über den halben Radius des Belüftungsbeckens oder etwas darüber hinaus erstreckenden äußeren Beckenbereich vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbremsung in einem sich in seiner Breite etwa über zwei Drittel des Radius erstreckenden äußeren Beckenbereich vorgenommen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem dem äußeren Beckenbereich benachbarten Mittelpunktsbereich des Belüftungsbeckens eine weniger intensive Belüftung vorgenommen wird als im äußeren Randbereich.

5. Kläranlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem runden Belüftungsbecken und mit einer um den Beckenmittelpunkt drehbaren

■ Belüftungsbrücke mit daran befestigten Luftzuführungsrohren und mit diesen verbundenen Belüfter^ wobei im Belüftungsbecken mindestens eine radiale Staufläche angeordnet ist, die Aussparungen für den Durchgang der Luftzuführungsrohre und der Belüfter aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Staufläche (12 bzw. 13) nur im äußeren Beckenbereich (20) des Belüftungsbeckens angeordnet ist.

6. Kläranlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Staufläche (12 bzw. 13) in einem sich in seiner Breite etwa über den halben Radius des Belüftungsbeckens oder etwas darüber hinaus ersteckenden äußeren Beckenbereich (20) angeordnet ist.

7. Kläranlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,daß die mindestens eine Staufläche (12 bzw. 13) in einem sich in seiner Breite etwa über zwei Drittel des Radius erstreckenden äußeren Beckenbereich (20) angeordnet ist.

8. Kläranlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Belüftungsbrücke (8) befestigten, in dem dem äußeren Beckenbereich (20) benachbarten Mittelpunktsbereich (21) des Belüftungsbeckens angeordneten Belüfter (10) in geringerer Anzahl und mit größerem gegenseitigen Abstand voneinander vorgesehen sind als die im äußeren Beckenbereich (20) angeordneten Belüfter (9).

9. Kläranlage nach einem der Ansprüche 5 bis 8, gekennzeichnet durch mehrere radiale, über den Beckenumfang verteilte Stauflächen (12), die mit ihrer einen vertikalen Seitenkante an der Innenseite der Umfassungswand (2) des Belüftungsbeckens anliegen.

10. Kläranlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der über den Beckenumfang verteilten Stauflächen (12) eine oder mehrere auf dem gleichen Radius vorgesehene Fortsetzungs-Stauflächen (13) zugeordnet sind, wobei zwischen den auf dem gleichen Radius befindlichen Stauflächen (12, 13) die Aussparungen (19) für den Durchgang der Luftzuführungsrohre (9') bildende seitliche Abstände angeordnet sind.

11. Kläranlage nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte der Grundfläche des Belüftungsbeckens ein ein mittiges Auflager (18) für die Belüftungsbrücke (8) aufweisender Schacht (6) angeordnet ist, der mit einer ihn im wesentlichen radial durchsetzenden Staufläche (14) versehen ist.

12. Kläranlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Staufläche (14) an vertikalen Tragsäulen (22) des Schachtes (6) anliegt.

13. Kläranlage nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Fortsetzungs-Stauflächen (13) biegungsfest versteift und in der Beckensohle (1) verankert sind.

14. Kläranlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Fortsetzungs-Stauflächen (13) zur biegungsfesten Versteifung vertikal gewellt und zur Verankerung in der Beckensohle (1) durch zwei in Umdrehungsrichtung (16) der Belüftungsbrücke (8) hintereinander angeordnete, mit der Beckensohle verbundene

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Tragsäulen (17) gehalten und mit letzteren verspannt sind.

15. Kläranlage nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß an der Belüftungsbrücke (8) eine oder mehrere mit der Belüftungsbrücke umlaufende und zwecks Eintauchens in den Belüftungsbeckeninhalt sich unterhalb der Belüftungsbrücke befindende Leitflächen (15, 15') angeordnet ist.

16. Kläranlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechend der beabsichtigten Strömung die dem mittigen Schacht (6) benachbarte Leitfläche (15) etwa im gleichen Sinn wie die Umfassungswand (2) des Belüftungsbeckens gekrümmt ist, während die vom Schacht (6) weiter entfernt liegenden Leitflächen (15') eine etwa S-förmige Krümmung aufweisen.

17. Kläranlage nach einem der Ansprüche 5 bis 16, gekennzeichnet durch eine Zulaufleitung (5), die von einem außerhalb des Belüftungsbeckens befindlichen, ein Gemisch aus Rohabwasser und Rücklauf-Belebtschlamm aus einem Nachklärbecken aufnehmenden Zulaufschacht (3) kommend unterhalb der Beckensohle (1) bis zum Schacht (6) verläuft und in letzteren von unten eintritt.