DE3241834C1 - Einrichtung zur Abwasserbelüftung - Google Patents

Description

• Beispiel Installiert werden 2 Gebläse für die Druckluft-Belüfter an der umlaufenden Drehbrücke mit je 26% Sauerstoffeintrag des gesamten benötigten Sauerstoffeintrags und 6 Luft-Wasser-Propellerpumpen mit je 8% Sauerstoffeintrag des gesamten benötigten Sauerstoffeintrags. Damit können folgende Sauerstoffeintrags-Regelstufen erreicht werden: Druckluft- Luft-Wasser- Regelstufe Belüfter Propellerpumpen (%) (o/o) (%) 1 x 26 0 26 1x26 1x8 34 1x26 2x8 42 2x 26 0 52 2x26 1x8 60 2x26 2x8 68 2x26 3x8 76 2x26 4x8 84 2x26 5x8 92 2x26 6x8 100-Damit kann - wie das Beispiel zeigt - nicht nur eine Regelbreite von 26%, - 100% entsprechend etwa 1:4, sondern auch die Unterteilung dieser Regelbreite in 10 Regelstufen vorgenommen werden.
• Entsprechend dem Bedarf kann die Regelbreite und die Zahl der Regelstufen durch andere Wahl und Dimensionierungen der Druckluft-Belüfter und der Luft-Wasser-Propellerpumpe fast beliebig festgelegt werden.
• Zweckmäßige Ausführungsformen für eine Einrichtung gemäß der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 und 3.
• In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung und die grafische Darstellung der Anpassungsmöglichkeiten an schwankende Abwasserschmutzfrachten schematisch dargestellt und nachstehend erläutert Es zeigt A b b. 1 die Regelungsmöglichkeit mit zwei Gebläsen für eine Druckluftbelüftung, A b b. 2 die Regelung mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung, A b b. 3 Draufsicht auf ein Belebungsbecken mit innerem Klärbecken, A b b. 4 Seitenansicht des Belebungsbeckens gemäß Abb.3, A b b. 5 Belebungsbecken ohne inneres Klärbecken in Draufsicht, A b b. 6 Draufsicht auf ein Belebungsbecken, bestehend aus zwei zusammengebauten Rundbecken und Ab b. 7 Draufsicht auf ein langes, an den Enden kreisförmig abgerundetes Belebungsbecken.
• In den Kurven der Ab b. 1 und 2 wird das oben aufgeführte Beispiel weiter veranschaulicht. Aus diesen Kurven erkennt man deutlich, daß der Sauerstoffeintrag mit der Kombination von Luft-Wasser-Propellerpumpen wesentlich wirtschaftlicher vorgenommen werden kann und damit eine Energieeinsparung entsprechend der Flächendifferenz der beiden Sauerstoffeintrags-Kurven erzielt wird.
• Diese Anpassung der Sauerstoffeintragskurve an die Sauerstoffbedarfskurve ist nicht nur wichtig bei den täglichen Schwankungen des Abwasserzulaufs zwischen den Tag- und Nachtzeiten, sondern auch bei den Schwankungen zwischen Werk- und Wochenendtagen.
• Darüber hinaus gibt es auch an verschiedenen Werktagen produktionsbedingte Abwassermengen- und Abwasserkonzentrationsschwankungen durch die an die Kläranlage angeschlossenen Industriebetriebe. Weiterhin gibt es produktionsbedingte Abwasserzulaufschwankungen, die nur in einer kurzen Saison des Jahres auftreten, wie z. B. in Weinbaugebieten und bei der Zukkerindustrie. Dabei kann die Grundlast mit der wirtschaftlichen Druckluft-Belüftung und die Spitzenlast mit den fein regelbaren Luft-Wasser-Propellerpumpen abgedeckt werden.
• Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens (A b b. 3 und 4) besteht vorzugsweise aus einem ringförmigen Belebungsbecken 1 und aus einem inneren Klär becken 2, das je nach Reinigungsverfahren als Yorreinigung, Nachklärung, Denitrifikation oder als Schlammeindicker genutzt wird. Im Mittelpunkt 3 des Beckens ist eine Drehbrücke 4 drehbar und auf der äußeren Bekkenwand 5 fahrbar gelagert. Die Drehbrücke wird von einem äußeren Getriebemotor 6 für einen ständigen Umlauf angetrieben. Die Drehbrücke 4 trägt unmittelbar über der Beckensohle angeordnete Druckluftbelüfter 7, die über eine Druckluftleitung 8 von auf der Dreh~ brücke installierten Gebläsen 9 versorgt werden. Stehen die Gebläse 9a nicht auf der Drehbrücke, sondern in einer separaten Gebläsestation neben dem Becken, dann wird die Druckluftleitung 8 um die Druckluftleitung 8a, die durch das Drehlager der Drehbrücke 4, unter der Sohle der Becken 1 und 2 und bis zu den Gebläsen 9a geführt wird, verlängert Zusätzlich können im Bereich des Wasserspiegels 10 des Belebungsbeckens 1 ein oder mehrere Luft-Wasser-Propellerpumpen 11 so installiert werden, daß der erzeugte Luft-Wasser-Strahl in Drehbrückenrichtung (Luft-Wasser-Propellerpumpe 1 1a), entgegengesetzt der Drehbrückenrichtung (Luft-Wasser- Propellerpumpe 11 bs radial zum Becken(Lufl-Wasser-Propellerpum.
• pe 1 1c) oder zur Beckensohle (Luft-Wasser-Propeller.
• pumpe 11d)gerichtet ist.
• Weiterhin können an der Drehbrücke 4 Wasserantriebsbleche 12 montiert werden, die mit Hilfe des Brükkenumlaufs eine horizontale Wasserumlaufströmung im Belebungsbecken 1 erzeugen. Die Umlaufgeschwindigkeit der Drehbrücke 4, die Größe und Zahl der Wasserantriebsbleche 12 und die Stellung der Luft-Wasser-Propellerpumpen 11 wird so abgestimmt, daß ein Optimum an Sauerstoffeintrag pro aufgewandter Energie erzielt wird.
• Eine weitere Ausführungsart ist in A b b. 5 dargestellt.
• Hier besteht das Belebungsbecken 1 aus einem Rundbecken ohne innerem weiteren Klärbecken. Eine weitere Ausführungsart ist in A b b. 6 dargestellt. Hier besteht das Belebungsbecken 1 aus zwei zusammengebauten Rundbecken mit über dem Wasserspiegel liegenden Fahrbahnen 15 für die beiden Drehbrücken 4.
• Mehr als zwei zusammengebaute Rundbecken mit über dem Wasserspiegel liegenden Fahrbahnen 15 für die Drehbrücken werden nach A b b. 7 gebaut.
• Durch die Anordnung der Wasserantriebsbleche 12 wird der Sauerstoffeintrag der Luft-Wasser-Propellerpumpe erheblich gesteigert. Bekannt ist, daß in einer horizontalen Wasserströmung aufsteigende Luftblasen von ihrem geraden Weg an die Wasseroberfläche abgelenkt werden und in einer schrägen Bahn mit verlängerten Kontaktzeiten im Wasser und vermehrten Grenzflächenaustausch zwischen Luftblase und Wasser nur langsam an die Wasseroberfläche steigen. Durch die umlaufende Drehbrücke, die bis ins Wasser reichende Wasserantriebsbleche besitzt, wird im Becken eine horizontal umlaufende Wasserströmung erzielt, die die Luftblasen der Luft-Wasser-Propellerpumpe erfaßt und sie, wie oben beschrieben, ablenkt. Damit wird der Sauerstoffeintrag der Luft-Wasser-Propellerpumpe um ca. 50% gesteigert und die Wirtschaftlichkeit zusätzlich bedeutend verbessert.
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Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Einrichtung zum Belüften von Abwasser in einem Belebungsbecken mit wenigstens einer iimlaufenden Drehbrücke, an welcher unmittelbar über der Beckensohle angeordnete Druckluftbelüfter befestigt und mit der Drehbrücke kreisförmig verfahrbar sind, gekennzeichnet durch ein Zusammenwirken der Druckluftbelüfter mit wenigstens einer zusätzlich im Belebungsbecken (1) stationär installierten Luft-Wasser- Propellerpumpe (# la - d).
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse der Luft-Wasser-Propellerpumpe (11a-d)zur Einstellung der Strahlrichtung verstellbar ausgebildet ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebszeiten der Luft-Wasser-Propellerpumpen und der Gebläse für die Druckluftbelüfter (7) getrennt und in mehreren Regelstufen schaltbar sind.

   Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Belüften von Abwasser in einem Belebungsbecken mit wenigstens einer umlaufenden Drehbrücke, an welcher unmittelbar über der Beckensohle angeordnete Druckluft-Belüfter befestigt und mit der Drehbrücke kreisförmig verfahrbar sind.

   Belebungsbecken mit umlaufenden Drehbrücken, die unmittelbar über der Beckensohle Druckluft-Belüfter tragen, sind bekannt und vielfach installiert worden, wie beispielsweise der DIE-AS 26 47 920 zu entnehmen ist Bei dieser vorveröffentlichten Belebungsanlage ist eine Belüftungsbrücke vorgesehen, welche mittels eines antreibbaren Fahrwerkes auf dem als Fahrbahn dienenden oberen Rand der äußeren Umfangswand aufgelagert ist und an welcher dicht über der Beckensohle des Belebungsbeckens befindliche mittels Luftzufuhrungsrohre mit der Brücke verbundene Belüfter angeordnet sind.

   Nachteilig bei diesen Anlagen ist der unwirtschaftliche Betrieb, da die Druckluft-Belüftung betrieblich nicht ausreichend genug an die während des Tages, während einer Woche oder während einer Produktionssaison sehr schwankend anfallende Abwasserschmutzfracht angepaßt werden kann. Um den Lufteintrag bei diesen Anlagen möglichst wirtschaftlich vorzunehmen, wird die benötigte Luftmenge im allgemeinen von zwei bis drei Gebläsen geliefert. Dadurch sollen einerseits die Investitionskosten durch den Einsatz nur weniger Aggregate niedrig gehalten werden, andererseits auch die Betriebskosten durch den besseren Wirkungsgrad bei Gebläsen mit größeren Luftförderleistungen gering bleiben. Für den Betrieb mit zwei bis drei Gebläsen sind jedoch nur zwei bis drei Regelstufen zur Anpassung des Lufteintrages durch das Zu- und Abschalten des Gebläses erreichbar.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Lufteintragung in das Abwasser besser derzeitlich unterschiedlichen Abwasserschmutzfracht angepaßt werden kann.

   Die erfindungsgemäße Lösung ist durch ein Zusammenwirken der Druckluftbelüfter mit wenigstens einer zusätzlich im Belebungsbecken stationär installierten Luft-Wasser-Propellerpumpe gekennzeichnet.

   Bei einem Vergleich des Sauerstoffeintrags in das Abwasser ist l#süzustellen, daß der Sauerstoffeintrag bei der Druckluft-Belüftung mit der umlaufenden Drehbrücke wirtschaftlicher als mit Luft-Wasser-Propellerpumpen-Vorgenommen werden kann. Mit anderen Worten: Die Druckluft-Belüftung mit der umlaufenden Drehbrücke besitzt den Vorteil des besseren Sauerstoffeintrags und den Nachteil der geringeren Regelbarkeit und Anpassung an die schwankende Satierstoffbedarfskurve. Die Luft-Wasser-Propellerpumpe besitzt dagegen den Vorteil der größeren Regelbarkeit des Sauerstoffeintrags durch das Zu- und Abschalten mehrerer Aggregate bei gleichzeitigem Nachteil des geringeren Sauerstoffeintrags pro aufgewendeter Energieeinheit.

   Für das erfindungsgemäße Zusammenwirken kann die Luftwasser-Propellerpumpe in kleinen Aggregaten mit nur geringem Lufteintrag kostengünstig hergestellt und im Belebungsbecken installiert werden. Es ist deshalb wirtschaftlich vorteilhaft, die benötigte Luftmenge auf mehrere Luft-Wasser-Propellerpumpen aufzuteilen um mehrere Regelstufen für einen angepaßten und wirtschaftlich vorteilhaften Betrieb zu erhalten Durch das ZUsammenwirken der beiden verschiedenen Sauerstoffeintragsvorrichtungen nach der Erfindung werden die Nachteile der Sauerstoffeintragsvorrichtungen aufgehoben und deren Vorteile so wirksam, daß eine Belüftungseinrichtung entsteht, die in Bau- und Betriebskosten Belebungsanlagen mit der Anwendung nur einer der beiden oben beschriebenen Belüftungseinrichtungen wirtschaftlich weit übertrifft, wie anhand des folgenden Ausführungsbeispiels deutlich erkennbar ist.

   Die Druckluft-Behälter, -die von einer umlaufenden Drehbrücke getragen werden und unmittelbar über der Beckensohle angeordnet sind, werden von zwei Gebläsen mit Druckluft versorgt Zusätzlich werden ein oder mehrere Luft-Wasser-Propellerpumpen im Bereich des Wasserspiegels installiert. Dabei können beispielsweise bei sechs Luft-Wasser-Propellerpumpen zehn Regelstufen erreicht werden.