DE3321440A1

DE3321440A1 - Anordnung zum entfernen des flotationsschlammes beim biologischen aktivierungsreinigen von abwaessern

Info

Publication number: DE3321440A1
Application number: DE19833321440
Authority: DE
Inventors: Svatopluk Dipl.-Ing. Brno Mackrle; Vladimír Dr.-Ing. Praha Mackrle
Original assignee: AGROZET KONCERN OBCHODNA ORG
Current assignee: AGROZET KONCERN OBCHODNA ORG
Priority date: 1982-06-14
Filing date: 1983-06-14
Publication date: 1983-12-15
Also published as: IT1161931B; AT385978B; CS232768B1; ATA216483A; DE3321440C2; IT8321603A0; US4585556A; NL8302043A; CA1191286A; CS440182A1

Description

AGROZET koncernovä obchodnä organizäcia podnikove riaditelstvo Zvolen, CSSR

Anordnung zum Entfernen des Flotationsschlammes beim biologischen Aktivierungsreinigen von Abwässern

Die Anordnung gemäß der Erfindung ist zum biologischen Aktivierungsreinigen von Abwässern mit Abscheiden des Aktivschlammes durch fluides Filtrieren bestimmt.

Die hohe Effizienz des fluiden Filtrierens zum Abscheiden von Teilchen des Aktivschlammes mit höherem spezifischen Gewicht als Wasser ist allgemein bekannt. Bestimmte Schlammteilchen mit einem geringeren spezifischen Gewicht als Wasser und einer Flotierneigung können Jedoch in der fluiden FiIterschicht nicht aufgefangen werden, sondern durchdringen diese Schicht und gelangen in das

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gereinigte Wasser oberhalb des Fluidfilters und fließen zusarnrnori mit dienern durch das Sammelsystem ab. Der ausflotiorte Aktivschlamm verschlechtert die Qualität des gereinigten Wassers durch erhöhten Gehalt an unlösbaren Stoffen und an organischen Verunreinigungen, was in Einheiten BSK₁- und GHSK ausgedrückt wird.

Die Gründe dieser unerwünschten Flotation des Aktivschlammes sind verschieden. Eine der Hauptursachen liegt insbesondere in schachtfcrinigen Apparaten mit hoher Wassersäule in der Anlagerung von Luftblasen an Teilchen des Aktivschlamraeji im Abscheideraum. Die Luftblasen verringern das spezifische Gewicht der Teilchen unter den Wert des V/assers, so diß diese Teilchen in der Fluidfilterschicht nicht* aufgefangen vom aufsteigenden V/asserstrom mitgerissen werden. Das Entstehen der Luftblasen ist eine Folge der Übersättigung der Aktiviermischung durch Luft beim Belüften. Bei sehr hoher vertikaler Zirkulation der Aktivierungsmischunp; im Aktivierraum und bei Anordnung des Abscheideraumes im oberen Teil des Apparates, kann die überflüssige Luft beim Aufwärtsströmen der Mischung an Stellen eines verringerten hydrostatischen Drucks nicht rechtzeitig abgeschieden werden. In einem solchen Fall tritt die Aktiviermischung in den Abscheideraum mit Luft stark übersättig-i ein. Je größer die Höhe des Aktivierraumes ist, desto größer ist diese Übersättigung und deshalb ist auch der Flotationseffekt der abgeschiedenen Luftblasen meist in schachtförmigen Anordnungen am größten. Die Luft fällt aus dor übersättigten Mischung nicht gleichförmig, sondern bevorzugt an Stellen geringeren hydrostatischen Drucken aus, ·λ. B. in Bereichen hoher Strömungsgeschwindigkeit, in verengten Durchflußquerschnitten oder abrupter Richtungsänderung an Kanten der Eintrittsöffnuns; in den

Abscheideraum, wo die Strömungsriehtun;; der Mischung umgekehrt wird.

Diese Effekte werden auch zum Entgasen der Aktiviermischun."· angewendet, z. B. durch Einlegen von Trennwänden vor odor in den Einlauf des Abscheideraums, um die Strömung der Aktiviermischung zu beschleunigen oder ihro Richtung zu ändern.

Der negative Einfluß des Abscheidens von Luftblasen beim Eintritt in den Abscheideraum "wird durch Anordnung eines längers für den ausflotierten Schlamm im Raum des Fluidfilters behoben, der den ausflotierten Schlamm auffängt und ihn an seiner Oberfläche konzentriert. Durch diese Mittel wurde dem Entweichen des Aktivschlarames in das gereinigte Wasser entgegengewirkt.Ohne solche Fänger konnte insbesondere in schachtförmigen Anordnungen dio Menge des ausflotierten Schlammes die Menge an Aktivsch.Lamm übersteigen, wodurch die Anordnung funktionslos wurde.

Auch bei Anwendung von z. B. Schlammfängern k'inn das Abscheiden von Luft direkt in der Fluidfilterschicht nicht vermieden werden und kleinere Anteile an Schlamm werden unvermeidbar, insbesondere bei ungleichförmiger Belastung der Anordnung, bei jäher hydraulischer überlastung ausflotiert, so daß immer mit einem gewissen Entweichen der Suspension an die Oberfläche des Abscheiderauines gerechnet werden muß.'

Ein weiterer Grund für eine Flotation des Aktivschlainmes können Substanzen sein, die leichter als Wasser siad und deren Anhaften an Schlämmteilchen deren Flotation verursachen. Die intensivste Flotation entsteht beim Inaktivieren eines Teils des Aktivschlaimnes darch toxische Stoffe oder durch

Temperaturänderungen, welche eine Änderung der Population der Biozenose und dergleichen als Folge haben. In einem derartigen Fall verursachen verstorbene Mikroorganismen, die eine Tendenz zum IPlotieren haben, ein Ausschwemmen einer großen Menge Aktivschlamm an der Oberfläche des Abscheide raumes und durch deren Mitnahme in den Abfall kommt es zu einer ausgesprochenen Verschlechterung der Wasserqualität.

Um ein Sindrin^en des ausflotierten Schlammes in das gereinigte Wasser zu verhüten, kann der Reinwasserablauf unter der Oberfläche angeordnet werden. In diesem Fall sammelt sich der ausflotierte Schlamm an der Oberfläche des Abscheideraumes und bildet eine schwimmende Schioht, die nicht in das gereinigte Wasser gelangt.

Der Abzug unter der Oberfläche hat außer einem höheren Wirkungsgrad der Reinigungsvorgänge auch den Vorteil eines vereinfachten Wasserabzugs, weil wesentlich geringere Genauigkeiten der Anordnung einzuhalten sind, als das bei den empfindlichen Überlauf-Abzugssystemen der Fall ist.

Zum Entfernen der ausflotierten Suspension von der Oberfläche des Abscheideraumes werden Überläufe verwendet, über welche ein Teil des gereinigten V/assers zusammen mit dem ausflotiorton »Schlamm kontinuierlich in einen Sammelbehälter abfließt, aus dem sie in den Aktivierraum zurückgepumpt werden, während der Abzug für das gereinigte Wasser unterhalb der Oberfläche angeordnet ist. Ein Nachteil dieser Anordnung ist die hohe hydraulische Belastung der Abscheidung. Falls das Entfernen der ausflotierten Suspension genügend sein soll, muß die Menge an über den Oberlauf fließenden Wassers genügend groß sein und es muß

eine Vielzahl von Überläufen an der ganzen Oberfläche verteilt werden, um die ausflotierte Suspension von der ganr,cu Oberfläche wirksam abzuführen. Da die größte Intensität; des Wasserabzugs über diese Überläufe bei maximaler hydraulischer Belastung vorkommt, kann ein Erhöhen der hydraulischen Spitzenbelastung wegen der Rezirkulation des Wassers bis 1/5 bis 1/4- der hydraulischen Normalbelastung betrafen, war. sich ungünstig auf die Gesamtkapazität der Anordnung auswirkt ·

ferner hat dieses kontinuierliche Abführsystem noch den Nachteil, daß bei Betriebsstörungen,ζ· B. beim Übergang von einer Betriebsart des Aktivierungsreinigen auf eine andere, bei Temperaturänderungen oder beim Absterben eines Teils der Biozenose durch toxische Stoffe, das Abführen des entstandenen Flotationsschlammes ungenügend ist und ein vollständiges Entfernen der schwimmenden Schlammschicht sehr schwierig ist.

Aufgabe der Erfindung ist es_? die Abführung des Schlammes zu intensivieren und zwar auch bei unterschiedlichen bzw. wechselnden Betriebsbedingungen·

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Schlammfänger im Niveau der Betriebsoberfläche oberhalb des Sammelkranzes mit einem Sammelbehälter verbunden ist, dessen Überlaufkante höher liegt und an eine Absaugvorrichtung angeschlossen ist.

Zweckmäßig wird der Sammelbehälter im oberen Teil des Schlammfängers angeordnet.

Vom Konstruktions-, Herstellungs- und Betriebstandpunkbist eine Ausführung vorteilhaft, bei der der iJaininelbouälLer

durch einen Teil eines Ansatzes des Schlammfängers durch einen Boden und eine Trennwand gebildet wird, in welcher eine Oberströinöffnung vorgesehen ist, die eine Verbindung des !Schlammfängers mit dem Sammelbehälter bildet, wobei dessen überlauf durch die obere Kante dieses Teils des Ansatzes gebildet wird.

Gemäß einer weiteren Ausbildung ist in der Verbindung zwischen dem Schlammfänger und dem Sammelbehälter ein einstellbarer Schieber eingebaut.

Bei einer weiteren Ausbildung, die ein leichtes Einstellen der Betriebsbedingungen ermöglicht,ist der Sammelkranz an don Abzup; für das gereinigte Wasser angeschlossen, in welchem sich ein Schieber für Einstellen der Betriebsoberfläche des erhöhten Niveaus befindet.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung ausführlich beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Anordnung im vertikalen Axialschnitt, Fif. 2 die Anordnung nach Pig. 1 in Draufsicht.

Die Anordnung zum biologischen Aktiviorungsreinigen von Abwasser weist einen Abscheiderauin 1 oberhalb des Aktivierraumes 2 in einem Behälter mit einem Mantel 3 auf. Zur Verbindung des Aktivierraumes 2 mit dem Abscheideraum ist ein Überströmkanal 4 vorgesehen, der durch eine geneigte bzw. konische Trennwand 5 mit ebenem Boden gebildet wird, die den Abscheideraum 1 vom Aktivierraum 2 trennt, h'ine unter dieser angeordnete konische bzw. geneigte Wand ;;oht in ihrem unteren Teil in einen Rücklauf kanal 7 über,

der durch einen zylindrischen Mantel 8 gebildel; wird. Im unteren Teil des Abscheideraumes 1 befindet sich ein Einlauf 9 in den Abscheideraum 1, der durch den unteren Rand 10 der geneigten Trennwand 5 begrenzt ir;t. Im oberen Teil steht der Überströmkanal 4 mit dem Aktivierraum 2 über Einlauföffnungen 11 in Verbindung, die in der unueren .rrenei^- ten Wand 6 ausgeführt sind«

Im Abscheideraum 1 ist ein Schlammfänger 12 für den ausflotierten Schlamm angeordnet, dessen konische V/and 13 oben in einen Ansatz 19 übergeht, der zweckmäßig eine konische Form haben kann» Im oberen Teil des Schlammfängers wird durch eine Trennwand 14, einen Boden 5 und einen Teil des Ansatzes 19 ein Sammelbehälter 16 für den ausflotierten Schlamm gebildet. Der obere Rand 17 dieses Teils des Ansatzes 19 befindet sich oberhalb des normalen Flüssigkeitspegels 18 im Abscheideraum 1. Der restliche Umfangsteil des Ansatzes 19 und die Trennwand 14 reichen bis über ein erhöhtes Niveau 20. Die Trennwand 14 besitzt eine Überströmöffnung 21 mit einem einstellbaren Schieber 22. Der Sammelbehälter 16 ist über eine Falleitung 26 an die Saugseite einer Mammutpumpe 23 mit einer Druckluftzufuhr 24 angeschlossen» Sowohl die Mammutpumpe 23 als auch die Fallleitung 26 verlaufen durch den unteren Teil des Abscheidoraumes 1 und erstrecken sich bis in den Rücklaufkanal 7- Ke Förderseite der Mammutpumpe 23 mündet oberhalb des Betriebsniveaus 18 in einen Schlammablauf 27.

Im oberen Teil des Abscheideraumes 1 ist unter dem Betriebsniveau 18 ein gelochter Sammelkranz 28 nit einem Ablauf 29 für das gereinigte Wasser mit einem Rugelschieber 30 vorgesehen.

'!'!in Zulauf 31 des Rohwassers mündet in den Aktivierraum 2, in welchem ein pneumatisches Belüftungssystem mit Belüftungselementen 32 Luft zerstäubt wird. Ein Teil der zugeführten Luft wird in der Aktiviermischung gelöst und zwar in Abhängigkeit von der Tauchtiefe der Belüftungselemente $2. Durch den Mammuteffekt der zugeführten Luft wird eine intensive Zirkulation der Flüssigkeit im Aktivierraum 2 in vertikaler Richtung erzielt, welche die Aktivierungsreinigung bewirkt. Die Luft wird nach Durchgang durch den Aktivierraum 2 über einen oder melir Entlüftungskamine 34- abgeführt.

Aus dem Aktivierraum 2 wird die Aktiviermischung über die öffnungen 11, den Überströmkanal 4· und den Einlauf 9 in den Abscheideraum 1 geleitet. Bei jäher Änderung der Strömungsrichtung um den unteren Rand 10 der geneigten Trennwand 5 tritt durch örtliche Strömungsbeschleunigung eine Verringerung des Druckes ein, wobei feiae Luftblasen aus der Aktiviermischung ausgefällt werden, die sich an Teilchen des Aktivschlammes anlagern. Diese Teilchen mit den anhaftenden Luftblasen sind leichter als die Aktiviermischung und schwimmen auf.

Je hoher die Flüssigkeitssäule im Aktivierraum 2 und je intensiver die Belüftung bei höherer Belastung durch Verunreinigungen ist, desto höher ist die Ausfällung von Luftblasen beim Eintritt in den Abscheideraum 1 und um so größer ir.t die Übersättigung der Aktiviermischung mit Luft.

Dor aufschwimmende Aktivschlamm wird im Schlammfänger 12 aufgefangen, der den Schlamm durch seine konische, sich nach oben verjüngende Form im Betriebsniveau 18 in demjenigen Teil dos Ansatzes 19 konzentriert, der direkt mit dem Raum unterhalb der konischen Wand 13 in Verbindung steht· Der so

konzentrierte Schlamm wird periodisch über die Überströmöffnung 21 in den Sammelbehälter 16 abgelassen durch die geeignete Saugvorrichtung, vorteilhaft durch die Mammutpumpe 25, abgesaugt und über die Schlammabfuhr 27 nach außen, z. B. in einen nicht dargestellten Schlammsammelbehälter abgeführt»

Falls kein pneumatisches Belüftungssystem verwendet wird und Luft für eine Mammutpumpe 23 nicht zur Verfügung steht, kann für den Abzug des ausflotierten Schlammes, der besonders dickflüssig ist und durch Schwerkraft allein aus dem Sammelbehälter 16 nicht abfließt, ein nicht dargestellter Unterdruckbehälter eingesetzt werden· Auf beide Arten wird ein Entfernen des aufschwimmenden tichlamraes aus dem oberen Teil des Schlammfängers 12 gewährleistet.

Da bei Eintritt der Aktivierminchung in den Abscheideraum 1 über den Eintritt 9 die Übersättigung der Aktiviermischung mit Luft nicht vollständig aufgehoben werden kann, ist ein Abscheiden von Luftblasen auch im Fluidfilter im Abscheideraum 1 außerhalb des Schlammfängers 12 möglich und ein. Teil des Aktivschlammes kann etwa im .Betriebsniveau 18 im Abscheideraum 1 aufschwimmen. Durch Anordnen des Ablaufsystems für das gereinigte Wasser unter dem Betriebsniveau 18 und durch Anwendung des gelochten Sammelkranzes 28 wird jedoch das Mitreißen von Schlammteilchen in das gereinigte Wasser vermieden und der ausflotierte Schlamm sammelt sich als schwimmende Schicht im Betriobsniveau 18. Das Betriebsniveau 18 wird im Normalbetrieb ooerhalb des gelochten Sammelkranzes 28 durch Einstellen des Schiebers eingehalten.

Für einen periodischen Abzug des ausflotierten .Schlämmet; von der Oberfläche des Abscheideraumes 1 wird das Mvgqu

durch Schließen dos Schiebers 30 auf die Höhe des oberen Nivcrmr. '?.(.') gebracht, das von der oberen Kante 17 des Teils des zylindrischen Ansatzes 19 bestimmt wird. Der ausflotierte »ochlamm fließt dann über die obere Kante 17 in den Sammelbehälter 16, von wo er mittels der Mammutpumpe 23 oder mittels eines nicht dargestellten Unterdruckbehälters abgezo 'en wird.

Bei größeren Anordnungen kann das beschriebene Sammeln des ausflotierten Schlammes vor. oberen Niveau 20 auch mechanisch unterstützt werden, z. B. von Hand, was an die Bedienung keine besonderen Ansprüche stellt, so daß der ganze Vorgang leicht ausführbar ist. Das gilt auch für den Fall einer Kalauitätflotation wegen schlechter Wirkungsweise der Aktivierung und Absterben einer größeren Menge an ßiozenose.

Die erfindungsgemäße Anordnung hat eine Reihe von Vorteilen. Sie ermöglicht vor allem den Abzug des gereinigten Wassers unterhalb der Oberfläche auszuführen, mit einer v:gcenblich besseren Qualität des V/assers ohne Herabsetzung der Kapazität der Anordnung.

Bei einer havarieartigen Verschlechterung der Wirkungsweise der Aktivation und Absterben eines Teils der Biozenose des Aktivschlarnmes ermöglicht die Anordnung gleichfalls ein leichtes Entfernen des schwimmenden ausflotierten Schlammes von der Oberfläche des Abscheideraumes.

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Claims

Patentansprüche

1. Anordnung zum Entfernen des ausflotierten Schlammes bei biologischem Aktivierungsreinigen von Abwässern unter Anwendung des fluiden liltrierens _f mit einem Aktivierraum und einem darüber angeordneten Abscheideraum, über dessen Einlauf ein Schlammfänger vorgesehen und in dessen oberem Teil ein Sammelkranz zum Abzug des gereinigten Wassers unterhalb des Flüssigkeitsi^egelo angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß der Schlammfänger (12) in der Höhe des Betriebsniveaus (18) über dem Sammelkranz (28) mit einem Sammelbehälter (16) in Verbindung steht, dessen durch eine obere Kante (17) gebildeter Überlauf in einem erhöhten Niveau (20) liegt und an eine Abzugsvorrichtung (23) angeschlossen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Sammelbehälter (16) im oberen Teil des Schlammfängers (12) angeordnet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Sammelbehälter (16) von einem Teil eines An-

233-S 10239-SdWa

sat7.es (19) des Schlammfängers (12) durch einen Boden (15) und eine Trennwand (14-) gebildet ist, in welcher eine Überströmöffnung (21) die Verbindung des Schlammfängers (12) mit dem Sammelbehälter (16) bildet.

4·. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet,

daß Ln die Verbindung zwischen dem Schlammfänger (12) und dem Sammelbehälter (16) ein einstellbarer Schieber (22) eingebaut ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Sammelkranz (28) an einen Abzug (29) angeschlossen ist, in welchem ein Schieber (30) zum Einstellen des Betrieosniveaus (18) und des erhöhten Niveaus (20) eingebaut ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet,

daß an den Sammelbehälter (16) ein Fallrohr (26) mit einer Mammutpumpe (23) als Abzugsvorrichtung angeschlossen ist.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß der Schlammfänger (12) eine sich nach unten erweiternde konische Form hat.