DE3504332C2 - - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Belebt
schlammbecken für die Reinigung von Abwässern
mit Belebtschlamm nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Belebtschlammbecken sind besonders große und energieinten
sive Einrichtungen der modernen Belüftungstechnik.
In meist aus Stahlbeton ausgeführten Behältern wird
das eintretende Abwasser mit dem Belebtschlamm vermischt
und während seiner Hindurchbewegung durch die verschiedenen
Zonen einer kontinuierlichen Belüftung ausgesetzt. Dabei
kommt es zum Abbau organischer Verunreinigungen durch die
aeroben Mikroorganismen, die in Belebtschlamm vorhanden
sind, und dadurch zur Reinigung der Abwässer. Danach wird
das gereinigte Abwasser vom Belebtschlamm getrennt, den
man zur Anfangszone des Belebtschlammbeckens zurückführt,
und der technologische Reinigungszyklus wiederholt sich.
Eine gleichbleibende Wirksamkeit des Reinigungsprozesses
in Belebtschlammbecken hängt ab von einer Reihe von Bedingungen
und Faktoren, insbesondere der Zusammensetzung und den Eigen
schaften der Abwässer, der Art ihrer Einleitung in das Belebt
schlammbecken, der Konzentration des Belebtschlammes im
Belebtschlammbecken und seinem funktionellen Zustand, der
Sauerstofführung in der Anlage sowie den hydrodynamischen
Verhältnissen im Belebtschlammbecken.
Ein Belebtschlammbecken der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art ist
aus der US-PS 37 09 792 bekannt. Dieses Belebtschlammbecken
hat zur Sauerstoffeinleitung in das Abwasser-Belebtschlamm
gemisch nur die genannten Dispergatoren, deren Betrieb nur
schlecht an stark wechselnde Durchsatzmengen von Abwässern
angepaßt werden kann. Dadurch können die Konzentration des
Belebtschlamms im Abwasser-Belebtschlammgemisch, die Konzen
tration der organischen Verunreinigungen und die des gelösten
Sauerstoffs nicht in der Nähe der optimalen Werte gehalten
werden. Dies beeinträchtigt die Reinigungsqualität und verur
sacht relativ hohe Kosten der Reinigung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, in einem Belebtschlammbecken der
im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art auch bei stark wechselnden
Abwasserdurchsatzmengen und stark wechselnder organischer
Belastung optimale Behandlungsbedingungen gewährleisten zu
können.
Ausgehend von der oberbegrifflich vorausgesetzten Ausbildung
gelingt die Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß durch
die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten
Merkmale.
Durch die Erfindung wird eine zweistufige Belüftung erreicht,
nämlich die ständige Basisbelüftung auf einem ersten (unteren)
Belüftungsniveau durch die Dispergatoren und die bei Bedarf
zusätzlich einsetzbare Belüftung auf einem zweiten Niveau
durch die von den Flügelrädern der Flügelradbelüfter erzeugten
Bewegungen. Dabei ist in diese Belüftungsvorgänge der Regene
rator durch die zusätzlichen Saugstutzen der Steigrohre
der Flügelradbelüfter einbezogen, was eine erhöhte Konzen
tration des Belebtschlamms und des Sauerstoffs und eine
Verbesserung der Durchmischung ergibt. Schließlich bewirkt
die regelnde Auslaßvorrichtung des gereinigten Wassers,
daß eine bestimmte Eintauchtiefe der Flügelräder der Belüfter
aufrechterhalten wird, so daß alle Betriebsbedingungen und
Zustände in der Nähe des Optimums gehalten werden.
Das Niveau der ständigen Basisbelüftung wird durch Zuführung
von Druckluft durch die kleinblasigen Dispergatoren aufrechter
halten. Dabei kann die Menge des eingeleiteten sauerstoff
haltigen Gases auf das minimale Niveau abgesenkt werden,
das für die Erhaltung des Belebtschlammes im Schwebezustand
und Beibehaltung seiner aeroben Aktivität in Perioden geringen
Zuflusses von Abwässern ausreichend ist. Dies ermöglicht
einen sparsamen Betrieb bei niedrigen Betriebslasten und
schafft günstige Bedingungen für den Stofftransport des
Sauerstoffs in die Flüssigkeit, weil das sauerstoffhaltige
Gas kleinblasig eingesprudelt wird.
Das zweite Niveau, also die steuerbare und periodisch zuschalt
bare Belüftung mittels der senkrechten mechanischen Belüfter
ermöglicht die Anpassung an einen erhöhten Zufluß von Abwässern.
Je größer die Anzahl der senkrechten mechanischen Belüfter
ist, desto genauer kann die Zufuhr des Sauerstoffs dem Bedarf
angepaßt werden. Auch ergibt sich eine Austauschbarkeit
der Belüfter. Die optimale Anzahl von mechanischen senkrechten
Belüftern hängt von den konkreten Betriebsbedingungen des
Belebtschlammbeckens ab.
Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran
sprüchen angegeben. Die Ausbildung gemäß Patentanspruch
2 erlaubt es, möglichst einfach und effektiv das Niveau
des Abwasser-Belebtschlammgemisches im Schlammabscheider
und in dem mit diesem nach dem Prinzip der kommunizierenden
Röhren verbundenen Mischbehälter zu ändern. Dabei dienen
die biegsamen Rohrleitungen nicht nur zur Ableitung des
gereinigten Wassers aus der Anlage, sondern spielen auch
die Rolle flexibler Anker, die die Lage des Reglers fixieren.
Die stromleitenden Trennwände in der Kasteneinlauföffnung
für das gereinigte Wasser ermöglichen einen gleichmäßigen
Abfluß des Wassers von den oberflächigen Schichten des Schlamm
abscheiders, was das Aufschlämmen ausschließt und die Gefahr des Ab
transports suspendierter Teilchen des Belebtschlammes mit
dem gereinigten Wasser mindert.
Die im Anspruch 3 vorgeschlagene zweckmäßige Weiterbildung
betreffend den freien Querschnitt der biegsamen Rohrleitungen
und die konstante Eintauchtiefe ihrer Eintrittsenden in
bezug auf das dynamische Niveau des Abwasser-Belebtschlamm
gemisches erlaubt eine Kontaktregelung der Eintauchtiefe
der Flügelräder des Belüfters auf einer optimalen Größe,
z. B. in einem Bereich von etwa 0,05 bis 0,15 m.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird nachstehend
ein Ausführungsbeispiel eines Belebtschlammbeckens an Hand
der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 die schematische Draufsicht des Belebtschlammbeckens;
Fig. 2 die Seitenansicht des Belebtschlammbeckens im Schnitt;
Fig. 3 einen mechanischen senkrechten Flügelradbelüfter
und seine Anordnung;
Fig. 4 einen Regler des dynamischen Niveaus des Abwasser-Belebt
schlammgemisches;
Fig. 5 die oxydierende Fähigkeit (OC) (Kurve A) und der
Leistungsverbrauch (N) (Kurve B) des Flügelradbelüfters
in dimensionslosen Einheiten in Abhängigkeit von der Eintauchs
tiefe (h, cm) seiner Flügelräder. Dabei sind die Größen
OC und N auf eine Eintauchtiefe von Null normiert.
Das Belebtschlammbecken für die Reinigung von Abwässern
mit Belebtschlamm hat einen Mischbehälter 1 (Fig. 1) mit
Dispergatoren 2 sauerstoffhaltigen Gases, der Einlässe 3
für das Abwasser aus einer Verteilungsrinne 4, einen Durchtritt
5 für den regenerierten Belebtschlamm und einen Schlammauslaß
6 durch einen Überlauf 7 und einen Wasserablaß 8 aufweist,
der mit Schlammabscheidern 9, 10 nach dem Prinzip der
kommunizierenden Röhren verbunden ist, die für das Abscheiden
des gereinigten Wassers vom Belebtschlamm dienen. Die Schlamm
abscheider 9, 10 haben einen Auslaß 11 (Überlaufrinne) für
das gereinigte Wasser und einen Auslaß 12 für den Rücklauf
schlamm die durch Druckluftheber 13, 14 betrieben werden,
die in kegelförmige Böden 15, 16 (Fig. 2) der Schlammabscheider
9, 10 ragen und an eine schlammzuführende Rinne 17 ange
schlossen sind.
Der Auslaß 12 für den Rücklaufschlamm kommuniziert mit einem
Regenerator 18 des Belebtschlammes, der Dispergatoren 19
sauerstoffhaltigen Gases und eine Prallwand 20 aufweist,
die den Regenerator 18 in zwei benachbarte Abteilungen 21
und 22 teilt. Vom Regenerator 18 führt ein Durchtritt 5
für den regenerierten Belebtschlamm zum Mischbehälter 1.
Im Mischbehälter 1 sind zwei senkrechte mechanische Flügelrad
belüfter 23, 24 angeordnet, die steuerbare Saugstutzen 25,
26 besitzen, deren Eintrittsenden 27, 28 mit dem Regenerator
18 verbunden sind und deren Austrittsenden 29, 30 als Trichter
31, 32 ausgebildet sind, in denen Flügelräder 33, 34 angeordnet
sind. Dabei liegen die oberen Ränder 35, 36 der Trichter
31, 32 nicht unterhalb des dynamischen Niveaus 37 des Abwasser-
Belebtschlammgemisches im Mischbehälter 1, wobei der Auslaß
11 des gereinigten Wassers der Schlammabscheider 9, 10 einen
Regler 38 des dynamischen Niveaus des Abwasser-Belebtschlamm
gemisches aufweist, der eine Regelung des dynamischen Niveaus
in direkter Abhängigkeit von der Zuflußmenge der Abwässer
bewirkt.
Darüber hinaus weist die schlammzuführende Rinne 17 einen
regelbaren Auslaß 39 des überschüssigen Schlammes auf, der
kleiner als der zum Regenerator 18 führende Rücklaufschlammaus
laß 12 ist und zu einem aeroben Mineralisator 40 zur Behandlung
des überschüssigen Belebtschlammes führt.
Im Stirnteil des aeroben Mineralisators 40, der Dispergatoren
41 sauerstoffhaltigen Gases aufweist, ist ein Schlammverdichter
42 zur Verdichtung des überschüssigen behandelten Belebt
schlammes vorgesehen, der eine Sammelrinne 43 für Schlammwasser
hat, die zum Regenerator 18 führt.
Die Dispergatoren 19, 41 sauerstoffhaltigen Gases sowie
die Druckluftheber 13, 14 sind über Luftleitungen 44 an
ständig laufende Verdichter 45 der Basisbelüftung angeschlossen.
Die mechanischen senkrechten Flügelradbelüfter, die ein
nicht geringeres Oxydationsvermögen als die pneumatischen
kleinbasigen Belüfter aufweisen, sind der Gefahr der Ver
stopfung während des Stillstandes nicht ausgesetzt und werden
nicht ständig betrieben. Dadurch erhöhen sich die Betriebs
sicherheit und Lebensdauer der mechanischen Belüfter auf
das Mehrfache. Eine Wartung ist während der Betriebspausen
leicht möglich.
Wenn das pneumatische Basissystem der Belüftung volle 24
Stunden arbeitet, so hat das steuerbare (mechanische) System
der Belüftung während des Tages nicht mehr als zwei Ein
schaltungen. Sind zwei mechanische senkrechte Belüfter vorge
sehen, so läuft der erste Belüfter etwa 8 bis 10 Stunden
pro Tag und der zweite Belüfter etwa 4 bis 6 Stunden. Wegen
des Vorhandenseins der kontinuierlich betriebenen kleinblasigen
Dispergatoren würde sogar der vollständige Ausfall eines
mechanischen senkrechten Belüfters keine große Schwierigkeiten
bereiten, weil er erfolgreich während der 12 bis 20 Stunden
langen Betriebspausen ersetzt werden kann.
Der mit seinem Eintrittsende an den Regenerator angeschlossene
Saugstutzen und das trichterförmige Austrittsende, in dem
die Flügelräder rotieren, machen es möglich, dem Regenerator
konzentriertes Abwasser-Belebtschlammgemisch zu entnehmen
und mit dem Gemisch im Mischbehälter zu vermischen. Da das
Abwasser-Belebtschlammgemisch im Mischbehälter eine Konzen
tration des Belebtschlammes von 1 bis 2 g/l hat, erhöht
sich durch die Zumischung regenerierten Belebtschlammes
mit einer Konzentration von 7 bis 8 g/l bei einer Zunahme
der Betriebslast die Konzentration des Belebtschlammes im
Mischbehälter beispielsweise auf 4 bis 5 g/l, was eine optimale
Beziehung zwischen der Konzentration des Belebtschlammes
und der organischen Verunreinigungen aufrechtzuerhalten
ermöglicht, sogar bei der Zunahme der Betriebslast auf das
2,5- bis 3fache.
Sind beispielsweise zwei mechanische senkrechte Belüfter
vorhanden, deren Saugstutzen an die zwei benachbarten, durch
eine Prallwand getrennten Abteilungen des Regenerators ange
schlossen sind, läßt sich die Konzentration des Belebtschlammes
im Mischbehälter des Belebtschlammbeckens nicht nur auf
dem Minimal- (1 bis 2 g/l) und dem Maximalniveau (4 bis
5 g/l), sondern auch auf einem Zwischenniveau aufrechterhalten.
Dies macht das Regelungssystem der Konzentration des Belebt
schlammes sehr anpassungsfähig und erlaubt es, Energieverluste
für die Belüftung des Schlammediums auf ein Minimum herabzu
setzen.
Der obere Rand des Trichters, in dem die Flügelräder des
senkrechten mechanischen Belüfters rotieren, liegt während
eines erhöhten Zuflusses der Abwässer auf dem oder oberhalb
des dynamischen Niveaus des Abwasser-Belebtschlammgemischs
im Mischbehälter, um ein spontanes Überströmen aus dem Misch
behälter in den Regenerator zu verhindern. Andererseits
liegt der obere Trichterrand nicht unnötig oberhalb des
dynamischen Niveaus, weil dies die Effektivität des Belüfters
herabsetzen würde.
Der Regler des dynamischen Niveaus im Schlammabscheider
gestattet es, das Niveau in direkter Abhängigkeit vom Abwasser
zufluß sowohl im Mischbehälter als auch im nach dem Prinzip
der kommunizierenden Röhren mit ihm verbundenen Schlammab
scheider zu regeln. Dadurch ändert sich automatisch die
Tiefe des Eintauchens der Flügelräder des Belüfters derart,
daß je höher der Zufluß des Abwassers ist, eine umso größere
Sauerstoffmenge vom mechanischen Belüfter ins Abwasser-
Belebtschlammgemisch eingewirbelt wird.
Vorliegend ist der Regler 38 des dynamischen Niveaus des
Schlammediums eine Überlaufrinne 11 mit mindestens zwei
biegsamen Rohrleitungen 46, 47, 48, deren Eintrittsenden
49, 50, 51 in einem Einlaufkasten 52 für das gereinigte
Wasser mit stromleitenden Trennwänden 53 und einem Ponton 54
liegen, der eine konstante Tiefe des Eintauchens der Eintritts
enden 49, 50, 51 der biegsamen Rohrleitungen 46, 47, 48
in bezug auf das dynamische Niveau 37 des Abwasser-Belebt
schlammgemischs gewährleistet.
Der Einlaufkasten 52 des gereinigten Wassers hat Verbindung
mit der Atmosphäre durch Luftröhren 55, 56, die gleichzeitig
als Stutzen für Ballastgewichte 57, 58 dienen.
Die Fläche des freien Querschnittes der biegsamen Rohrleitungen
46, 47, 48 und die konstante Eintauchtiefe ihrer Eintrittsenden
49, 50, 51 in bezug auf das dynamische Niveau 37 des Abwasser-
Belebtschlammgemisches ist so gewählt, daß die Eintauchtiefe
der Flügelräder 33, 34 der Belüfter 23, 24 sich in bezug
auf das dynamische Niveau 37 im wesentlichen in einem Bereich
von -0,05 bis +0,15 m ändert.
Das beschriebene Belebtschlammbecken zur Reinigung von Ab
wässern mit Belebtschlamm funktioniert wie folgt:
In Zeitabschnitten verminderten Zuflusses von Abwässern
gelangt dieses über die Verteilerrinne 4 durch die Einlaß
öffnungen 3 in den Mischbehälter 1, wo es mit regeneriertem
Belebtschlamm vermischt wird, der durch den Durchtritt 5
vom Regenerator 18 kommt. Das entstehende Gemisch mit einer
Konzentration des Belebtschlammes in einem Bereich von 1,5
bis 2,0 g/l wird von den Dispergatoren 2 sauerstoffhaltigen
Gases belüftet, das durch die Luftleitungen 44 vom Verdichter
45 ständig zugeführt wird und eine Basisbelüftung des ersten
Niveaus bewirkt. Dabei liegt die Menge des zugeführten sauer
stoffhaltigen Gases auf einem minimalen Niveau, das zur
Aufrechterhaltung des Belebtschlammes im Schwebezustand
und Beibehaltung seiner aeroben Aktivität in solchen Zeitab
schnitten verminderten Zuflusses der Abwässer ausreichend
ist. Somit läuft die Anlage bei niedrigen Betriebslasten
sehr sparsam und bei günstigen Bedingungen für den Stofftrans
port des Sauerstoffes in die Flüssigkeit, weil das Gas fein
blasig eingesprudelt wird, was die Lebensdauer der Disperga
toren beträchtlich verlängert, da dabei die Gasbelastung
pro Einheit ihrer Arbeitsfläche auf einen Bruchteil herabge
setzt ist.
Nach der biochemischen Oxydation der organischen Verun
reinigungen durch die Mikroorganismen des Belebtschlammes
im Mischbehälter 1 gelangt das Schlammgemisch durch den
Auslaß 6 zwischen dem Überlauf 7 und dem Wasserablaß 8 in
die Schlammabscheider 9, 10, die mit dem Mischbehälter 1
nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren verbunden sind
und zur Abscheidung des gereinigten Wassers und des Rücklauf
schlammes dienen.
Aus den Schlammabscheidern 9, 10 wird das gereinigte Wasser
über die Überlaufrinne 11 mittels des Reglers 38 des dyna
mischen Niveaus aus der Anlage entlassen, während der abge
schiedene Schlamm durch die Druckluftheber 13, 14 in die
Schlammrinne 17 gepumpt wird, aus der der rückzuführende
Umlaufschlamm durch den größeren Rücklaufauslaß 12 dem Regene
rator 18 und der überschüssige Belebtschlamm durch den kleineren regelbaren Durchtritt 39
dem aeroben Mineralisator 40
zugeleitet wird.
Die Behandlung des überschüssigen Belebtschlammes wird im
aeroben Mineralisator 40 durchgeführt und im Schlammverdichter
42 beendet, aus dem der Schlamm mit einer Feuchtigkeit von
98 bis 97%, d. h. mit einer Konzentration von 20 bis 30
g/l, abhängig von dessen Ausgangseigenschaften, zum Verwerfungs
ort transportiert wird. Das im Schlammverdichter 42 abge
schiedene Schlammwasser wird über die Sammelrinne 43 in
den Regenerator 18 entlassen.
Die gegenseitige Anordnung der Schlammabscheider 9, 10 des
aeroben Mineralisators 40 und des Regenerators 18 ermöglicht
es, die Energie für die Zuführung des Belebtschlammes herabzu
setzen, wobei der Kontakt des Umlaufschlammes mit dem Sauer
stoff der Luft während seines Hochpumpens mit den Druckluft
hebern 13, 14 die negative Einwirkung der anaeroben Ver
hältnisse mildert sowie eine schnellste Regeneration, als
auch eine wirksame Verdichtung bewirkt.
In Zeiten eines erhöhten Zuflusses von Abwässern wird der
in Strömungsrichtung erste mechanische Belüfter 23 einge
schaltet, wodurch über den steuerbaren Saugstutzen 25 regene
rierter Belebtschlamm aus der Abteilung 21 des Regenerators
18 in den Mischbehälter 1 gelangt. Dabei entsteht eine Zirku
lation des Schlammgemisches und der eintretenden Abwässer
aus dem Mischbehälter 1 in den Regenerator 18, der die aktive
Oxydation fördert. Im System "Mischbehälter - erste Abteilung
des Regenerators" stellt sich eine durchschnittliche Konzen
tration des Belebtschlammes von 2,5 bis 3 g/l ein, und der
gestiegene Bedarf an Sauerstoff wird durch den Flügelradbe
lüfter 23 gedeckt.
Bei weiterer Zunahme des Abwasserzuflusses wird zusätzlich
der zweite mechanische Belüfter 24 eingeschaltet, wodurch
über den steuerbaren Saugstutzen 26, dessen Eintrittsende
28 an die Abteilung 22 des Regenerators 18 angeschlossen
ist, der Belebtschlamm aus dieser Abteilung in den Mischbe
hälter 1 des Belebtschlammbeckens gelangt. Im System "Mischbe
hälter - beide Abteilungen des Regenerators" stellt sich
eine durchschnittliche Konzentration des Belebtschlammes
in einem Bereich von 4 bis 5 g/l ein.
Die Dispergatoren 2 des sauerstoffhaltigen Gases sind längs
des Umfangs des Mischbehälters 1 derart angeordnet, daß
während des Betriebs der mechanischen Belüfter 23, 24 die
von diesen erzeugten Ströme der Flüssigkeit oberhalb der
Dispergatoren abwärts gerichtet sind, so daß Gegenstrombe
dingungen für die Auflösung des Sauerstoffes gegeben sind,
der von den Dispergatoren 2 der Basisbelüftung eingeleitet
wird.
Somit gewährleistet die Einleitung einer zusätzlichen Menge
von Sauerstoff durch die stufenweise Einschaltung der me
chanischen Belüfter 23, 24 ein zweites Niveau der Belüftung
regelbarer oder periodischer Wirkung. Während das Basisbe
lüftungssystem kontinuierlich arbeitet, kann das steuerbare
Belüftugssystem entsprechend der Anzahl der mechanischen
Belüfter bei Bedarf zugeschaltet werden und bei der Aufstellung
von zwei mechanischen Belüftern arbeitet der erste etwa
8 bis 10 Stunden und der zweite 4 bis 6 Stunden pro Tag.
Um das spontane Überströmen des Abwasser-Belebtschlammgemischs
aus dem Mischbehälter 1 des Belebtschlammbeckens in den
Regenerator 18 in Zeiten erhöhten Abwasserzuflusses zu ver
hindern, werden die oberen Ränder 35, 36 der Trichter 31,
32 in denen die Flügelräder 33, 34 der mechanischen Belüfter
23, 24 angeordnet sind, oberhalb des dynamischen Niveaus
37 des Abwasser-Belebtschlammgemisches im Mischbehälter
1 gehalten.
Für eine flexiblere Regelung des Energieaufwandes in Zeiten
erhöhten Zuflusses sowie zur effektiveren Nutzung der me
chanischen Belüfter 23, 24 wird das dynamische Niveau 37
des Abwasser-Belebtschlammgemisches im Mischbehälter 1,
der nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren mit den
Schlammabscheidern 9, 10 verbunden ist, in direkter Abhängig
keit von der Zuflußmenge des Abwassers durch den Regler
38 (Fig. 4) des dynamischen Niveaus des Abwasser-Belebtschlamm
gemisches eingestellt. Das geklärte Abwasser strömt zwischen
den strahllenkenden Trennwänden 53 des Einlaufkastens 52
für das gereinigte Wasser in diesen und von hier durch die
biegsamen Rohrleitungen 46, 47, 48 in die Überlaufrinne 11.
Dabei dienen die biegsamen Rohrleitungen 46, 47, 48 nicht
nur zum Abtransport des gereinigten Wassers aus der Anlage,
sondern auch als weiche Anker, die die Lage des Reglers
38 des dynamischen Niveaus des Abwasser-Belebtschlammge
misches in der Draufsicht fixieren. Die strömungslenkenden
Trennwände 53 bewirken einen gleichmäßigen Einlauf des Wassers
von den oberflächigen Schichten der Schlammabscheider 9, 10.
In Zeiten verminderten Zuflusses fließt das Abwasser bei
geringen Druckverlusten durch die biegsamen Rohrleitungen
46, 47, 48, die für eine bestimmte Durchflußmenge gerechnet
sind, was eine minimale Eintauchtiefe der Flügelräder 33,
34 der mechanischen Belüfter 23, 24 zur Folge hat. Entsprechend
der Vergrößerung der Durchflußmenge der eintretenden Abwässer
und somit der Belastung durch organische Verunreinigungen
nehmen die Druckverluste in der Flüssigkeit beim Durchfließen
der biegsamen Rohrleitungen 46, 47, 48 zu, was ein Steigen
des Flüssigkeitsniveaus 37 und somit ein tieferes Eintauchen
der Flügelräder 33 der Belüfter 23, 24 zur Folge hat, so daß
auch die von diesen eingetragene Sauerstoffmenge zunimmt.
Bei einem Abwasserzufluß, der den maximal vorgesehenen über
steigt, liegt der Flüssigkeitsspiegel oberhalb des oberen
Randes der Überlaufrinne 11, und das geklärte Abwasser strömt
außer durch die biegsamen Rohrleitungen teilweise direkt
in die Überlaufrinne 11, so daß die Eintauchtiefe der mecha
nischen Belüfter 23, 24 die maximal zulässige nicht übersteigt.
Der Regler 38 des dynamischen Niveaus hält somit das Niveau
des Abwasser-Belebtschlammgemisches in den Schlammabscheidern
9, 10 und in dem mit diesen kommunizierenden Mischbehälter
1 stufenlos auf dem jeweils optimalen Wert, was zu einer
gleichmäßigen Änderung der Eintauchtiefe der Flügelräder
33, 34 der mechanischen Belüfter 23, 24 derart führt, daß
bei höherem Abwasserzufluß eine größere Sauerstoffmenge
von den mechanischen Belüftern 23, 24 eingeführt wird. Dies
spart Elektroenergie.
Abhängig von der Eintauchtiefe der Flügelräder des mechanischen
senkrechten Belüfters können drei Betriebszustände unter
schieden werden: Zerstäuben, wirksame Belüftung und reine
Vermischung der Flüssigkeit.
Die Zerstäubung findet bei einer geringen (von -0,1 bis
-0,05 m) Eintauchtiefe h der Flügelräder statt. Unter diesen
Bedingungen ist die oxydierende Fähigkeit OC und der Energie
aufwand gering.
Je nach der Vergrößerung der Eintauchtiefe h der Flügelräder
von -0,05 m bis 0,15 m (bei konstanter Drehzahl) erreicht
die oxydierende Fähigkeit OC des mechanischen senkrechten
Belüfters die Maximalwerte, und der Leistungsverbrauch N
steigt etwa linear. Dieser Eintauchbereich ist der der wirk
samen Belüftung.
Bei größerer (über 0,15 m) Eintauchtiefe h der Flügelräder
fällt die oxydierende Fähigkeit OC des Belüfters steil ab,
weil die Flügelräder allmählich den Kontakt mit der Atmos
phärenluft verlieren. Dann wirken sie nur noch mischend
und der Leistungsverbrauch N wird maximal.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich, besteht ein optimaler Größenbereich
des Eintauchens der Flügelräder, in dem die Belüftungs
effektivität und die Leistung des Belüfters, bezogen auf
den Sauerstoff, hohe Werte aufweisen. Der Betrieb im optimalen
Bereich wird dadurch erreicht, daß die Fläche des freien
Querschnitts der biegsamen Rohrleitungen des Reglers des
dynamischen Niveaus und die konstante Eintauchtiefe ihres
Eintrittsendes hinsichtlich des dynamischen Niveaus des
Abwasser-Belebtschlammgemisches so gewählt ist, daß die
Eintauchtiefe der Flügelräder des Belüfters in einem Bereich
von -0,05 bis 0,15 m schwankt.
Es gelingt somit eine vollständige und stabile biologische
Reinigung von Abwässern auch bei beträchtlichen Schwankungen
des Zuflusses und der Konzentration organischer Verun
reinigungen. Die Konstruktion ist einfach und kompakt und
die Zuverlässigkeit bei niedrigem Elektroenergieaufwand
hoch.
Claims (3)
1. Belebtschlammbecken für die Reinigung von Abwässern
mit Belebtschlamm
mit einem Mischbehälter (1), der Dispergatoren (2) sauerstoff haltigen Gases enthält und in den die zu reinigenden Abwässer und regenerierter Belebtschlamm eingeleitet werden,
und mit einem dem Mischbehälter (1) nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren nachgeschalteten Schlammabscheider (9, 10) zur Abscheidung des Belebtschlamms vom gereinigten Wasser mit einem Auslaß (11) des gereinigten Wassers und einem Auslaß (12) des Rücklaufschlammes,
und mit einem den Rücklaufschlamm aufnehmenden Regenerator (18) des Belebtschlammes, der Dispergatoren (19) sauerstoff haltigen Gases enthält und einen Durchtritt (5) zum Mischbe hälter (1) für den regenerierten Belebtschlamm aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Mischbehälter (1) mindestens einen an sich bekannten mechanischen Flügelradbelüfter (23, 24) mit senkrechtem Steigrohr aufweist, dessen Austritts ende (29, 30) als Trichter (31, 32) ausgebildet ist, in dem die Flügelräder (33, 34) des Belüfters angeordnet sind und dessen oberer Rand (35, 36) oberhalb des dynamischen Niveaus (37) des Abwasser-Belebtschlammgemisches im Mischbe hälter (1) liegt,
wobei an das Steigrohr ein Saugstutzen (25, 26) angeschlossen ist, dessen Eintrittsende (27, 28) mit dem Regenerator (18) verbunden ist, und daß der Auslaß (11) des gereinigten Wassers aus dem Schlammabscheider (9, 10) einen Regler (38) des dynamischen Niveaus des Abwasser-Belebtschlammge misches in direkter Abhängigkeit vom Zufluß des Abwassers derart aufweist, daß die Eintauchtiefe der Flügelräder (33, 34) des Belüfters (2, 24) bezüglich des dynamischen Niveaus (37) des Abwasser-Belebtschlammgemisches in einem Bereich von etwa 0,05 bis 0,15 m bleibt.
mit einem Mischbehälter (1), der Dispergatoren (2) sauerstoff haltigen Gases enthält und in den die zu reinigenden Abwässer und regenerierter Belebtschlamm eingeleitet werden,
und mit einem dem Mischbehälter (1) nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren nachgeschalteten Schlammabscheider (9, 10) zur Abscheidung des Belebtschlamms vom gereinigten Wasser mit einem Auslaß (11) des gereinigten Wassers und einem Auslaß (12) des Rücklaufschlammes,
und mit einem den Rücklaufschlamm aufnehmenden Regenerator (18) des Belebtschlammes, der Dispergatoren (19) sauerstoff haltigen Gases enthält und einen Durchtritt (5) zum Mischbe hälter (1) für den regenerierten Belebtschlamm aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Mischbehälter (1) mindestens einen an sich bekannten mechanischen Flügelradbelüfter (23, 24) mit senkrechtem Steigrohr aufweist, dessen Austritts ende (29, 30) als Trichter (31, 32) ausgebildet ist, in dem die Flügelräder (33, 34) des Belüfters angeordnet sind und dessen oberer Rand (35, 36) oberhalb des dynamischen Niveaus (37) des Abwasser-Belebtschlammgemisches im Mischbe hälter (1) liegt,
wobei an das Steigrohr ein Saugstutzen (25, 26) angeschlossen ist, dessen Eintrittsende (27, 28) mit dem Regenerator (18) verbunden ist, und daß der Auslaß (11) des gereinigten Wassers aus dem Schlammabscheider (9, 10) einen Regler (38) des dynamischen Niveaus des Abwasser-Belebtschlammge misches in direkter Abhängigkeit vom Zufluß des Abwassers derart aufweist, daß die Eintauchtiefe der Flügelräder (33, 34) des Belüfters (2, 24) bezüglich des dynamischen Niveaus (37) des Abwasser-Belebtschlammgemisches in einem Bereich von etwa 0,05 bis 0,15 m bleibt.
2. Belebtschlammbecken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Regler (38) des dynamischen Niveaus (37) des Abwasser-
Belebtschlammgemisches eine Überlaufrinne (11) mit mindestens
zwei biegsamen Rohrleitungen (46, 47, 48) ist, deren Eintritts
enden (49, 50, 51) in einem Einlaufkasten (52) mit strom
leitenden Trennwänden (53) und einem Ponton (54) liegen,
der eine konstante Eintauchtiefe der Eintrittsenden (49,
50, 51) der biegsamen Rohrleitungen (46, 47, 48) bezüglich
des dynamischen Niveaus (37) des Abwasser-Belebtschlammge
misches gewährleistet.
3. Belebtschlammbecken nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Fläche des freien Querschnitts der biegsamen Rohr
leitungen (46, 47, 48) und die konstante Eintauchtiefe
ihrer Eintrittsenden (49, 50, 51) bezüglich des dynamischen
Niveaus (37) des Abwasser-Belebtschlammgemisches entsprechend
der einzuhaltenden Eintauchtiefe der Flügelräder (33, 34)
des Belüfters (23, 24) gewählt sind.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/696,451 US4582599A (en) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | Aeration tank |
DE19853504332 DE3504332A1 (de) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | Belebtschlammbecken |
FR8501901A FR2577210B1 (fr) | 1985-02-08 | 1985-02-11 | Bassin a boues activees |
AU53319/86A AU592548B2 (en) | 1985-02-08 | 1986-02-07 | Genes for biologically active proteins |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853504332 DE3504332A1 (de) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | Belebtschlammbecken |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3504332A1 DE3504332A1 (de) | 1986-08-14 |
DE3504332C2 true DE3504332C2 (de) | 1989-11-09 |
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ID=6262021
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853504332 Granted DE3504332A1 (de) | 1985-01-31 | 1985-02-08 | Belebtschlammbecken |
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---|---|
DE (1) | DE3504332A1 (de) |
FR (1) | FR2577210B1 (de) |
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US3709792A (en) * | 1971-02-16 | 1973-01-09 | Fmc Corp | Method and apparatus for treating sewage |
DE2857345C2 (de) * | 1978-08-09 | 1985-09-19 | Reinhart von Dr.-Ing. 8011 Hohenbrunn Nordenskjöld | Vorrichtung zum biologischen Reinigen von Abwasser |
SU1036689A1 (ru) * | 1982-04-29 | 1983-08-23 | Всесоюзный Заочный Инженерно-Строительный Институт | Устройство дл очистки сточных вод |
-
1985
- 1985-02-08 DE DE19853504332 patent/DE3504332A1/de active Granted
- 1985-02-11 FR FR8501901A patent/FR2577210B1/fr not_active Expired
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---|---|
FR2577210B1 (fr) | 1988-12-23 |
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FR2577210A1 (fr) | 1986-08-14 |
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