DE3502762C2

DE3502762C2 - Tauchtropfkörper

Info

Publication number: DE3502762C2
Application number: DE19853502762
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl Ing Walloschke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-01-28
Filing date: 1985-01-28
Publication date: 1994-02-10
Anticipated expiration: 2005-01-29
Also published as: ES296559Y; ES296559U; DE3502762A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Tauchtropfkörper für biolo gische Kläranlagen mit einer Walze, die um eine Welle drehbar gelagert ist und im Außenmantel Öffnungen auf weist, sowie mit Füllelementen gefüllt ist, die ein gro ßes Hohlraumvolumen besitzen.

Tauchtropfkörper werden bei biologischen Kläranlagen in der Weise eingesetzt, daß sie im Klärbecken auf einer waagrechten Welle rotierend und teilweise in das Abwasser eintauchend angeordnet sind. Ein Tauchtropfkörper der eingangs genannten Art ist aus der US-PS 3,540,389 und dem DE-GM 79 01 897 bekannt. Die Füllelemente sind dabei als lose Schüttung in der Walze angeordnet. Während des Rotierens der Walze werden die Füllelemente abwechselnd belüftet und in das Abwasser eingetaucht. Bei stark be lasteten Abwässern werden mit derartigen Tauchtropfkörpern gute Reinigungsleistungen erzielt. Bei schwach belasteten Abwässern ist die Reinigungsleistung jedoch vergleichs weise gering.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tauch tropfkörper zu schaffen, der bei schwach belasteten Ab wässern eine hohe Reinigungsleistung besitzt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mindestens ein Teil der Füllelemente Module sind, die aus einer Mehr zahl parallel miteinander verbundener Rohrelemente bestehen und fest derart in der Walze angeordnet sind, daß die Achse wenigstens eines Teil der Rohrelemente etwa radial ausgerichtet ist, die übrigen Elemente entweder tangential oder axial ausgerichtet sind.

Durch die radiale Ausrichtung der Achsen eines Teils der Rohrelemente wird erreicht, daß während der Rotation des walzenförmigen Tauchtropfkörpers eine Wasserströmung bis zur Rotationsachse der Walze entsteht und sowohl eine Zwangsbelüftung des sich im Becken befindlichen Abwassers und der eingetauchten Bewuchsmasse als auch beim Auftauchen der Rohrelemente eine Zwangshebung von Abwasser und langsames Vorbeitropfen am Bewuchs gewähr leistet ist. Dadurch wird zum einen eine vollständige und weitgehende gleichmäßige Belüftung des gesamten Vo lumens und insbesondere des inneren Bereiches des walzen förmigen Tauchtropfkörpers erreicht.

Durch die axiale Ausrichtung eines weiteren Teils der Modulachsen in Richtung der Walzenachse, insbesondere im Randbereich des Walzentauchtropfkörpers, wird ebenfalls eine Zwangsbelüftung des Abwassers bei deren Eintauchen und eine Zwangshebung von Wasser sowie eine Belüftung des Abwassers durch Herabtropfen des Wassers beim Auf tauchen bewirkt, so daß in einem einzigen Verfahrensgang und ohne zusätzlichen Energieaufwand die Tropfkörpervor gänge und Belebungsvorgänge gleichzeitig und unter Aus nutzung der Vorteile beider Abwasserreinigungsverfahren ablaufen.

Die tangentiale Ausrichtung eines Teils der Modulachsen bewirkt, daß je nach Drehung ständig ein Teil der Module radial und ein Teil tangential ausgerichtet sind, so daß die Zwangshebung und Zwangsbelüftung quasi konti nuierlich stattfinden.

Durch die feste Anordnung der Module wird ein gegen seitiger Abrieb der Füllelemente verhindert und ein starker, dichter Bewuchs auf und innerhalb der Füll elemente ermöglicht.

Die Module haben vorzugsweise die Form eines Würfels mit einer Kantenlänge von 200 bis 1000 mm und sind da bei aus Rohrelementen entsprechender Länge mit einem Durchmesser von 25 bis 80 mm zusammengesetzt. Die Rohrabschnitte haben zur Erhöhung der für die Ansied lung des Bewuchses geeigneten Oberfläche vorzugsweise eine gewellte oder aufgerauhte Oberfläche.

Die Kantenlänge der würfelförmigen Module kann z. B. 1/3 oder 1/4 des Durchmessers des Tauchtropfkörpers betragen, so daß der Tauchtropfkörper insgesamt eine relativ geringe Anzahl von Modulen enthält. Wegen der Größe der Module und der parallelen Ausrichtung der Rohrelemente innerhalb eines Moduls läßt sich nur er reichen, daß die Achsen eines Teils der Rohrelemente eines Moduls etwa radial ausgerichtet sind. Dies genügt jedoch, um dem Kern des Tauchtropfkörpers eine ausrei chende Menge von Abwasser zuzuführen und ihn ausreichend zu belüften.

Die Module werden zweckmäßig durch gitterförmig ange ordnete Führungselemente gehalten, die an der Nabe der Walze angeschweißt sein können.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Reinigungsanlage mit drei Tauchtropfkörper walzen im Schnitt nach A-A von Fig. 2;

Fig. 2 die Reinigungsanlage im Schnitt nach B-B von Fig. 1;

Fig. 3 eine Tauchtropfkörperwalze im Schnitt nach C-C von Fig. 4;

Fig. 4 die Anordnung der Module im Schnitt nach C-C von Fig. 4;

Fig. 5 die Tauchtropfkörperwalze im Schnitt nach D-D von Fig. 3;

Fig. 6 die Anordnung der Module im Schnitt nach D-D von Fig. 3;

Fig. 7 die Ansicht eines Modulblocks der Walzen füllung.

In den Zeichnungen ist eine Walzentauchtropfkörper anlage mit drei hintereinanderliegenden Tauchtropf körpern in Form von Walzen 1 dargestellt. Jede Walze 1 ist mit würfelförmigen Modulen 11 aus Rohrelementen 12, die nach dem Schema der Fig. 5 und 6 eingebaut sind, gefüllt. Die Rohrelemente 12 können die verschiedensten inneren Formen und Größen haben, sollen jedoch eine möglichst große spezifische Oberfläche, die möglichst rauh ist, mit gleichzeitig sehr großem Hohlraumvolumen haben. Darüberhinaus sollen die einzelnen Module 11 nur eine Öffnungsrichtung haben, d. h., die Rohrelemente 12 der in einer Richtung hintereinander angeordneten Module sollen keine sich durch den gesamten Tauchtropf körper erstreckende Öffnungen oder Kanäle ergeben, damit die Verdrängung von Abwasser oder Luft aus dem Inneren der Rohrelemente 12 langsam erfolgt. Die Module sind hauptsächlich radial angeordnet. Ein Teil kann auch axial oder tangential montiert werden, um eine wahllose Schüttung zu simulieren.

Am zweckmäßigsten werden die Rohrelemente 12 der Module 11 aus aufgerauhten, gewellten Kunststoff-Rohrabschnitten mit einem Durchmesser zwischen 25 und 80 mm und einer der Kantenlänge der Module 11 entsprechenden Länge von 200 bis 1000 mm, die unter dem Handelsnamen "EWALLPORIT- STANGENMATERIAL" auf dem Markt sind gebildet und miteinander verklebt oder sonstwie verbunden. Als Kunststoffmaterial kann zum Beispiel PVC oder Polystyrol verwendet werden. Die Module aus miteinander verklebten, gewellten Kunst stoffrohren besitzen z. B. ein Hohlraumvolumen von ca. 94% und z. B. eine wirksame Materialoberfläche von ca. 160 m²/m³ bei einem Gewicht von ca. 64 kg/m³.

Das Aufrauhen von Kunststoff-Füllelementen kann in der in der AT-PS 310 102 (= GB-PS 1,366,528) beschriebenen Weise erfolgen.

Bei einer Walze von zum Beispiel 2 m Durchmesser und 3 m Länge ergibt sich das Füllvolumen zu etwa 9 m³ und damit die für die Ansiedlung von Mikroorganismen verfüg bare Oberfläche zu etwa 1.440 m².

Die Walzen 1 haben die Form von geraden Zylindern. Die Module 11 an der Walzenoberfläche sind entsprechend der Zylinderfläche abgerundet. Das Skelett der Walze kann z. B. aus einer Welle 2 bestehen, auf die Naben 3 und davon angeschweißte Metallprofile 4 in T-Form aufgezogen sind. Die beiden äußeren Naben 3 sind dabei einseitig mit Profilen 4 bestückt, während die inneren Naben 3 die Profile 4 nach beiden Seiten tragen. Die Profile 4 sind so angeordnet, daß sie als Führungsschienen für die Module 1 der Füllung dienen und dabei einen freien Zutritt von Luft und Abwasser gewähren.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 bis 6 sind um die Welle 2 herum in jedem der drei in den Fig. 3 und 4 erkennbaren Abschnitte der Walze 1 vier Module 11 um die Welle 2 herum angeordnet. Diese inneren Module haben die Form eines Würfels mit einer Kantenlänge von 500 mm. In diesen inneren Modulen 11 sind die Rohrelemente 12 dabei jeweils so ausgerichtet, daß ihre Achsen in einer Ebene senkrecht zur Welle 2 liegen und senkrecht zu der Achse des angrenzenden inneren Moduls. Durch diese be schriebene Ausrichtung der inneren Module werden durch gehende Kanäle verhindert. Um die inneren Module 11 herum sind äußere Module 11 angeordnet, deren Oberflächen zum Teil abgerundet sind, damit sie der Zylinderaußenfläche der Walze 1 entsprechen. Die Achsen der Rohrelemente die ser äußeren Module 11 stimmen zum Teil mit denen der inne ren Module 11 überein, so daß die durch die Rohrelemente 12 der inneren Module gebildeten Kanäle bis zur Walzenober fläche fortgesetzt werden. Dies ist zweckmäßig, damit auch dem Kern der Walze 1 abwechselnd Abwasser und Luft zuge führt wird. Bei den sich jeweils in diagonaler Richtung an die inneren Module 11 anschließenden äußeren Module sind die Rohrelemente 12 parallel zur Welle 2 ausgerichtet. Durch diese Elemente erfolgt insbesondere eine Zwangsbe lüftung des Abwassers und eine Zwangshebung von Wasser. Die übrigen äußeren Module sind so ausgerichtet, daß die Achsen der Rohrelemente möglichst senkrecht zur Walzenober fläche verlaufen. Ein einzelner der inneren Module 11 ist in Fig. 7 gezeigt.

Die Modulfüllung der Walze 1 wird zum Beispiel durch von außen befestigte (z. B. geschraubt oder geschweißt) Flacheisen 5 und 6 daran gehindert, während der Drehung aus der Walze herauszurutschen. Der Abstand zwischen zwei Naben 3 mit Führungsprofilen richtet sich nach den Ab messungen der Module. Sie sind angeordnet, daß jeweils ein Modul 1 zwischen zwei Naben 3 paßt. Die gesamte Me tallkonstruktion der Walze 1 ist aus Edelstahl gefertigt, verzinkt, oder in anderer geeigneter Weise behandelt, um widerstandsfähig gegen Rost und aggressive Substanzen im Abwasser zu sein. Darüber hinaus ist auch eine Fertigung aus anderen, nichtmetallischen Materialien möglich, z. B. Kunststoff.

Die Walzen rotieren in Fließrichtung auf waagerechten Wellen 2, wobei sich der jeweils untere Teil der Walzen 1 ständig im Abwasser befindet. Das Abwasser gelangt über einen Zulauf in das Walzenbecken, durchfließt nachein ander die Tauchtropfkörperwalzen und wird über die Ab laufschwelle in die Ablaufleitung verdrängt.

Anstatt der in Fig. 1 eingezeichneten Bodenhöcker zwischen den Walzen können auch geschlitzte Trenn wände eingebaut werden, oder es kann ganz auf eine Unterteilung verzichtet werden. In Bodenhöhe des Walzenbeckens werden unter jeder Walze 1 Abzugslei tungen 10 eingebaut, die als Entleerungsleitungen und als Überschußschlammabzugsleitungen dienen können.

Die Walzen 1 werden durch Motore und Stellgetriebe angetrieben, die entweder direkt an der Walze oder in einem abgetrennten Maschinenraum installiert sind. Die gesamte Anlage kann mit einer mit Lüftungsöffnun gen 13 versehenen Überdachung 14 zur Abhaltung von Witterungseinflüssen einerseits und Emissionen ande rerseits versehen werden.

Durch die systematische Ausrichtung der Module 11 wird während des Drehvorganges beim Auftauchen der Module 11 aus dem Abwasser laufend Abwasser in den Rohrelementen 12 mit hochgehoben und muß während sich die Walze 1 weiter dreht, in Richtung auf die Walzenachse durch die Module 11 tropfen. (Zwangs hebung von Wasser). Dabei sorgt die wellenförmige Ausbildung der Kunststoffrohroberfläche dafür, daß das Wasser immer wieder zerstäubt wird und Tropf vorgänge entstehen.

Außerdem wird durch die systematische Ausrichtung der Module 11 während des Drehvorganges beim Ein tauchen der Rohrelemente 12 in das Abwasser laufend Luft in den Rohrelementen 12 eingeschlossen und muß, während sich die Walze 1 weiter dreht, in Richtung zur Walzenachse aufsteigen. (Zwangsbelüftung des Bewuchses). Dadurch wird der Bewuchs auch unter Wasser ständig mit Luftsauerstoff versorgt.

Durch die systematische Ausrichtung der Module 11 wird schließlich während des Drehvorganges beim Eintauchen der axialen Rohrelemente 12 laufend Luft in das Becken eingedrückt (Zwangsbelüftung des Abwassers). Dadurch wird eine intensive Be lüftung des Abwassers bei gleichzeitiger ständiger Durchmischung gewährleistet. Dies entspricht dem Prinzip der Belebungsanlage.

Bei Auslegung der Abwasserreinigungsstufe für extrem hohe Belastungen oder bei späteren Erweiterungen kann zusätzlich an der Beckensohle durch einen Kompressor 15 erzeugte und durch Luftleitungen 16 verteilte Druckluft in Form von Luftbläschen einge tragen werden.

Durch den hier beschriebenen Walzentauchtropfkörper wird erreicht, daß die reinigungsleistungssteigernden Vorgänge

- Tropfkörpervorgänge im Inneren der Walze,
- Belüftung des Bewuchses,
- Belüftung des Abwassers,

nicht mehr unkontrolliert und zufällig stattfinden können, sondern aufgrund der besonderen Ausrichtung der Module 11 systematisch und kontrolliert statt finden müssen. (Zwangshebung, Zwangsbelüftung des Bewuchses und des Abwassers).

Dadurch wird erreicht, daß zwei biologische Haupt reinigungsverfahren - Tropfkörper und Belebung - gleichzeitig ohne zusätzlichen Energieaufwand be trieben werden können und dabei alle Vorteile einer zweistufigen Anlage ausgenutzt werden.

Claims

1. Tauchtropfkörper für biologische Kläranlagen, der eine Walze mit Öffnungen im Außenmantel und Füll element,e innerhalb der Walze aufweist, die ein großes Hohlraumvolumen besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Füllelemente Module (11) sind, die aus einer Mehrzahl parallel miteinander verbundener Rohrelemente (12) bestehen und fest derart in der Walze (1) angeordnet sind, daß die Achse wenigstens eines Teils der Rohrelemente etwa radial ausgerichtet ist.

2. Tauchtropfkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Module (11) aus zusammengeklebten PVC-Rohrelementen (12) mit einem Durchmesser von 25 bis 80 mm bestehen und Würfel mit einer Kantenlänge von 200 bis 1000 mm sind.

3. Tauchtropfkörper nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß die Rohrelemente (12) eine gewellte und aufgerauhte Oberfläche besitzen.