DE3520652A1

DE3520652A1 - Clarification tank for the aerobic or facultative purification of organic waste waters

Info

Publication number: DE3520652A1
Application number: DE19853520652
Authority: DE
Inventors: Erich Ikeja Zimmer
Original assignee: Water Eng & Plant
Current assignee: Water Eng & Plant
Priority date: 1985-06-08
Filing date: 1985-06-08
Publication date: 1986-12-11

Abstract

A clarification tank for the purification of organic waste waters has a vessel (1) which is dimensioned for low heat loss. In the vessel (1) is provided a submerged body (2) as colonization surface for microorganisms. Beneath the submerged body (2) is situated an aeration apparatus (3). The bottom (9) of the vessel (1) is funnel-shaped. A circulation pipe (4) with a pump (5) pumps the vessel contents from the bottom (9) to the waste water level (8), from where it flows in counter-current to the gas through the submerged body (2). The outlet (11) for the purified waste water opens out beneath the submerged body (2). The clarifying apparatus and, in particular, the submerged body (2) is constantly accessible for measurements, maintenance and repair work through an inspection shaft (14). <IMAGE>

Description

"Klärbecken zur aeroben oder fakultativen Reinigung orga-"Clarifiers for aerobic or facultative purification of organic

nischer Abwässer" Die Erfindung betrifft ein Klärbecken zur aeroben oder fakultativen Reinigung organischer Abwässer aus Haushalt, Gewerbe oder Industrie, die gegebenenfalls sogenannte Sekundärverschmutzer enthalten, mit wenigstens einem Behälter, in dem der Klärvorgang abläuft, einem Zulauf für das zu reinigende Abwasser, einem Ablauf für das gereinigte Abwasser, einem Tauchkörper als Aufwuchsfläche für sessile Mikroorganismen und einer Begasungsanlage unter dem Tauchkörper zum Einbringen von Gas - Sauerstoff bzw. Luft - in den Behälter. nischer waste water "The invention relates to a clarifier for aerobic or optional purification of organic wastewater from household, trade or industry, which may contain so-called secondary pollutants, with at least one Container in which the clarification process takes place, an inlet for the wastewater to be cleaned, a drain for the treated wastewater, an immersion body as a growth area for sessile microorganisms and a fumigation system under the immersion body for introduction of gas - oxygen or air - into the container.

Die wirtschaftliche und technische Leistungsfähigkeit einer Kläranlage hängt im wesentlichen von drei Kriterien ab, und zwar von der erreichbaren Biomassekonzentration im Belebungsteil, dem erreichbaren Sauerstoff-Nutzungsgrad der Belüftung und der Optimierung der Temperatur und weiterer Milieufaktoren, die Reaktionskinetik und Abbau günstig beeinflussen. The economic and technical performance of a sewage treatment plant depends essentially on three criteria, namely on the achievable biomass concentration in the aeration section, the achievable oxygen utilization rate of the ventilation and the Optimization of temperature and more Environmental factors, the reaction kinetics and have a favorable influence on degradation.

Die Konzentration der Biomasse stößt in Belebtschlamm-Anlagen bei Werten von ca. 6 bis 8 kg Trockensubstanz pro Kubikmeter Belebungsbecken (kgTS/m3) an ihre Grenze, da sich die Biomasse unter natürlichen Bedingungen nicht weiter konzentrieren läßt. Versucht man trotzdem, die Schlammsubstanz zu vermehren, so füllt sie das gesamte Belebungsbeckenvolumen aus, so daß schließlich der Abwasser-Durchsatz nicht mehr gewährleistet ist. The concentration of biomass comes into play in activated sludge plants Values of approx. 6 to 8 kg dry matter per cubic meter of aeration tank (kg DS / m3) to its limit, since the biomass cannot go any further under natural conditions lets focus. If you try to increase the sludge substance anyway, so it fills the entire aeration tank volume, so that ultimately the wastewater throughput is no longer guaranteed.

Befindet sich zu viel Schlammsubstanz im Belebungsbecken, so gelangen unerwünscht große Mengen Schlamm in das Nachklärbecken. Dadurch geht der Wirkungsgrad der Belebtschlamm-Anlagen um 50 % und mehr zurück. If there is too much sludge substance in the aeration tank, it will get there undesirably large amounts of sludge in the secondary clarifier. This increases the efficiency of activated sludge plants by 50% and more.

Es hat sich herausgestellt, daß eine Erhöhung der Belebtschlammkonzentration im Belebungsbecken mit Hilfe von in die Becken eingebauten Tauchkörperelementen möglich ist. It has been found that an increase in the activated sludge concentration in the aeration basin with the help of immersion body elements built into the basin is possible.

Beim sogenannten Bio-Zwei-Schlamm-Verfahren werden in das Belebungsbecken über die Belüftungselemente Tropfkörperblöcke eingebaut. Auf deren Flächen wächst sessiler Schlamm, der sich mit dem in suspendierter Form gewachsenen Belebtschlamm mischt und zu einer Verbesserung des Schlammindexes führt. Der sessile Schlamm auf den Tropfkörperblöcken führt auch zu der erwünschten Erhöhung der Belebtschlammkonzentrat ion unabhängig von der Schlammrückführung aus dem Nachklärbecken. Die Trockenmasse des Belebtschlammes konnte auf 3,5 kg pro Kubikmeter gesteigert werden. Das Tropfkörpervolumen ist aus konstruktiven Gründen auf ca. 10 bis 20 % des Belüftungsbecken-Volumens begrenzt. In the so-called bio-two-sludge process, the aeration tank Installed trickling filter blocks over the ventilation elements. Grows on their surfaces sessile sludge that dissolves with activated sludge that has grown in suspended form mixes and leads to an improvement in the sludge index. The sessile mud on The trickling filter blocks also leads to the desired increase in the activated sludge concentrate ion independent of the sludge return from the secondary clarifier. The dry matter of the activated sludge could be increased to 3.5 kg per cubic meter. The trickling filter volume is for structural reasons to approx. 10 to 20% of the volume of the aeration basin limited.

Ein ähnliches System ist als Biocomp-Verfahren bekannt geworden und wurde in der japanischen Stadt Osaka erprobt. Als Trägermaterial wurden spezielle Netzscheiben benutzt, die die Sauerstoffversorgung des Biofilms begünstigen. Die Aufenthaltszeit des Abwassers konnte von 6 bis 8 Stunden auf 3 bis 4,5 Stunden verkürzt werden. Die entsprechende Raumbelastung wurde von 0,22 kg BSB5 /(m3 x d) auf 0,40 kg BSB5 /(m3 x d) erhöht, ohne daß eine Verschlechterung der Ablaufwerte beobachtet wurde. A similar system has become known as the Biocomp process and was tested in the Japanese city of Osaka. Special Mesh disks are used, which favor the oxygen supply of the biofilm. the Dwell time of the wastewater could be reduced from 6 to 8 hours to 3 to 4.5 hours will. The corresponding volume load was increased from 0.22 kg BOD5 / (m3 x d) to 0.40 kg BOD5 / (m3 x d) increased without any deterioration in the discharge values being observed became.

Ein weiteres Verfahren wurde an der Universität Stuttgart entwickelt und erstmals auf der Kläranlage Obere Düte" der Georgsmarien-Hütte eingesetzt. Zielrichtung war eine Intensivierung der Nitrifikation durch den Einsatz von Biofilmreaktoren in der letzten Kaskade. Auch bei dieser Anlage wird das Gemisch aus Belebtschlamm und Abwasser mit Hilfe des durch die Belüftung gebildeten Auftriebs durch den aus Tonkugeln gebildeten Tropfkörper transportiert. Das Nitrifikationsvermögen des Belebungsbeckens konnte durch den Einsatz dieses Tropfkörpers auf das drei- bis zehnfache gesteigert werden. Another method was developed at the University of Stuttgart and used for the first time at the "Obere Düte" sewage treatment plant at Georgsmarien-Hütte was an intensification of nitrification through the use of biofilm reactors in the last cascade. In this plant, too, the mixture is made up of activated sludge and sewage with the help of the buoyancy created by the aeration through the out The trickling filter formed by clay balls is transported. The nitrification capacity of the activated sludge tank could be increased three to ten times by using this trickling filter will.

Bekannt ist auch das Linpor-Verfahren, bei dem in bis zu 40 % des Beckenvolumens Kunststoffschaumwürfel als Aufwuchsmaterial für die sessilen Organismen eingebracht werden. The Linpor process is also known, in which up to 40% of the Basin volume plastic foam cubes as growth material for the sessile organisms be introduced.

Die Belebtschlammkonzentration konnte dadurch auf 6 bis 7 kg TS/m3 angehoben werden.As a result, the activated sludge concentration could reach 6 to 7 kg DM / m3 be raised.

Eine Abwandlung wurde von der britischen Firma Simon & Hartley entwickelt. Mit Hilfe von schwimmenden Schaumstoffwürfeln - Kantenlänge 1 cm - wird die Belebtschlammkonzentration im Becken nach eigenen Angaben auf 9 bis 15 kg TS/m3 erhöht und somit ein hohes Schlammalter erzeugt. Die Schaumstoffwürfel werden mit Hilfe eines Transportbandes fortlaufend zu zwei Walzen geführt, die den Schlamm auspressen und ihn als Uberschußschlamm aus dem System entfernen. Betriebsergebnisse sind allerdings bisher nicht bekannt geworden. A modification was made by the British company Simon & Hartley developed. With the help of floating foam cubes - edge length 1 cm - the activated sludge concentration in the tank according to our own information to 9 to 15 kg DM / m3 increases and thus creates a high sludge age. The foam cubes come with With the help of a conveyor belt continuously led to two rollers that the mud squeeze out and remove it from the system as excess sludge. Operating results have not yet become known.

Bei der aeroben Abwasserreinigung werden Bakterien eingesetzt, die mit Hilfe von Sauerstoff die im Abwasser enthaltenen Kohlenstoff- und/oder Stickstoffverbindungen abbauen. Der Sauerstoff-Nutzungsgrad in den derzeit betriebenen Belebungsanlagen liegt je nach Gasblasengröße zwischen 5 und 11 %. Bei Tauchkörper-Anlagen mit natürlicher Belüftung liegt der Nutzungsgrad bei ca. 5 %, bei künstlicher Luftzufuhr noch niedriger. In aerobic wastewater treatment, bacteria are used that With the help of oxygen, the carbon and / or nitrogen compounds contained in the wastewater dismantle. The degree of oxygen utilization in the activated sludge plants currently in operation is between 5 and 11% depending on the size of the gas bubble. With immersion body systems with natural Ventilation the degree of utilization is approx. 5%, with artificial air supply even lower.

Verantwortlich für diese schlechten Nutzungsgrade sind die kurze Verweilzeit der Luftblasen im Abwasser, wodurch die Sauerstoff-Austauschphase zwischen Luft und Biomasse sehr kurz ist, sowie die relativ geringe Biomasse-Konzentrat ion. The short ones are responsible for these poor utilization rates Dwell time of the air bubbles in the wastewater, creating the oxygen exchange phase between Air and biomass is very short, as well as the relatively low biomass concentration ion.

Zur Verbesserung des Sauerstoff-Nutzungsgrades sind ebenfalls eine Reihe von Anlagen und Verfahren bekannt geworden. Als Beispiel sei hier genannt das Deep-shaft-Verfahren der Firma ICI. Bei diesem Verfahren ist der Belebungsraum als Schacht mit konzentrisch verlegtem Innenrohr mit 50 bis 200 m Tiefe ausgeführt. Im Betrieb ist das Abwasser in ständigem Kreislauf, wobei es durch das Innenrohr nach unten gedrückt und gleichzeitig mit Luft angereichert wird. Bis es aus der Tiefe von 50 bis 200 m wieder an die Oberfläche gelangt, ist die eingetragene Luft völlig verbraucht. Nachteilig sind jedoch der extrem tiefe Schacht sowie das Verdichten der Prozeßluft gegen den hydrostatischen Druck der Flüssigkeitssäule. To improve the oxygen utilization rate are also a A number of systems and processes have become known. An example is given here the deep-shaft method from ICI. In this process, the activation room is designed as a shaft with a concentrically laid inner pipe with a depth of 50 to 200 m. In operation, the wastewater is in constant circulation, and it flows through the inner pipe is pressed down and at the same time enriched with air. Until it's out of the When it reaches the surface again at a depth of 50 to 200 m, this is the air that has been introduced completely consumed. However, the extremely deep shaft and the compaction are disadvantageous the process air against the hydrostatic pressure of the liquid column.

Eine weitere wichtige Einflußgröße ist die Temperatur im Belebungsraum. Durch einen Temperaturanstieg von beispielsweise 20 auf 35 0C kann ein Beschleunigungsfaktor von 3 erreicht werden. Another important influencing factor is the temperature in the activation room. By a temperature increase of, for example 20 to 35 0C an acceleration factor of 3 can be achieved.

Als erste Versuchsanlage, die diese Wirkung einer Temperaturerhöhung bestätigt hat, muß der von H. Brauer entwickelte Hubstrahlreaktor angesehen werden. Bei diesem besteht der Belebungsraum aus einem schlanken senkrechten Zylinder mit einer Hubstange, an der in bestimmten Abständen gelochte Scheiben zur Verbesserung des Stoffaustausches angeordnet sind. Die Versuchstemperatur wurde allerdings durch äußere Beheizung eingestellt. Die biochemische Umsetzung soll 35 bis 70 mal höher sein als in konventionellen Klärsystemen. As the first test facility that this effect of a temperature increase has confirmed, the lifting jet reactor developed by H. Brauer must be considered. In this case, the activation space consists of a slim, vertical cylinder with a lifting rod on which discs are perforated at certain intervals for improvement of the exchange of substances are arranged. The test temperature was however through external heating set. The biochemical conversion is said to be 35 to 70 times higher than in conventional sewage systems.

Bei kommerziell betriebenen Kläranlagen wird weniger auf eine extrem hohe Abbauleistung als vielmehr auf eine hohe Wirtschaftlichkeit der Anlage geachtet, wobei Wirtschaftlichkeit in etwa definiert werden kann als das Verhältnis von Abbauleistung zu der Summe aus Baukosten und Betriebskosten. Außerdem muß ein störungsfreier Betrieb unter allen vorkommenden Umgebungsbedingungen gewährleistet sein. In the case of commercially operated sewage treatment plants, less is on an extreme high dismantling performance rather than a high profitability of the plant, where economic efficiency can be roughly defined as the ratio of degradation capacity to the sum of construction costs and operating costs. In addition, there must be trouble-free operation be guaranteed under all occurring environmental conditions.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Klärbecken der eingangs genannten Art anzugeben, welches unter Kombination des Belebtschlamm-Verfahrens mit dem Tauchkörper-Verfahren eine maximale Vergrößerung und Nutzung der gesamten Biomasse durch permanenten Kontakt mit Nährstoffen und Sauerstoff sowie eine optimale Sauerstoff-Nutzung durch große Verweilzeit der eingetragenen Luft ermöglicht. The present invention is based on the object of a clarifier of the type mentioned at the outset, which is combined with the activated sludge process with the immersion body method a maximum enlargement and use of the whole Biomass through permanent contact with nutrients and oxygen as well as optimal Oxygen use made possible by the long residence time of the air introduced.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1. This problem is solved by the characterizing features of Claim 1.

Damit ergeben sich die Vorteile, daß der in den Behälter eingesetzte Tauchkörper nicht nur als Aufwuchsfläche für den Biorasen, sondern gleichzeitig als Speicher für Sauerstoff und Nährstoffe, als Bremse zur Verringerung der Steiggeschwindigkeit der Luftblasen sowie als Wärmestaukörper wirkt. Außerdem verringert der Tauchkörper die Neigung der Gasblasen, sich zu größeren Blasen zu vereinigen. This has the advantages that the inserted into the container Immersion bodies not only as a growth area for the organic lawn, rather at the same time as a store for oxygen and nutrients, as a brake on reduction the rate of rise of the air bubbles and acts as a heat sink. aside from that The immersion body reduces the tendency of the gas bubbles to grow into larger bubbles unite.

Die besonders wirksame Verlängerung der Verweilzeit der Gasblasen im Abwasser wird jedoch dadurch erreicht, daß das Abwasser den Gasblasen entgegenströmt. Bei korrekter Abstimmung der Strömungsgeschwindigkeiten läßt sich auch bei relativ flachen Behältern die Verweilzeit so sehr vergrößern, daß der gesamte Sauerstoffgehalt an das Abwasser bzw. an die biologisch aktiven Bakterien übergeht. Nährstoffe und Sauerstoff werden an alle Flächen des Biorasens kontinuierlich herangetragen, so daß der Stoffwechsel der Bakterien gleichmäßig und unter optimalen Bedingungen verlaufen kann.The particularly effective extension of the residence time of the gas bubbles in the wastewater, however, the result is that the wastewater flows counter to the gas bubbles. If the flow velocities are correctly coordinated, relative Shallow containers increase the residence time so much that the total oxygen content passes to the wastewater or to the biologically active bacteria. Nutrients and Oxygen is carried continuously to all areas of the biorasher, see above that the metabolism of the bacteria runs smoothly and under optimal conditions can.

Versetzt man das Abwasser im Behälter in Rotation, vorzugsweise durch seitlich gerichtete Gasaustrittsöffnungen der Begasungsanlage, so steigen die Gasblasen spiralförmig nach oben. Ihre Verweilzeit im Abwasser wird weiter erhöht. If the wastewater in the container is set in rotation, preferably through Laterally directed gas outlet openings of the gas supply system, the gas bubbles rise spiral upwards. Their residence time in the wastewater is further increased.

Eine Verstopfung des Tauchkörpers wird durch ein kontinuierliches Abspülen der nachwachsenden Anteile des Biorasens erreicht. Durch die Strömung werden gleichzeitig Belebtschlamm und Abwasser gemischt und homogenisiert und ein Absetzen von Schlamm am Boden des Behälters verhindert. A clogging of the immersion body is caused by a continuous Rinsing off the regrowing parts of the organic lawn achieved. Be by the current activated sludge and waste water simultaneously mixed and homogenized and a settling of sludge at the bottom of the tank.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch die Anordnung des Tauchkörpers unterhalb des Abwasserspiegels und das Hochpumpen des Behälterinhaltes vom Boden nur bis zum Abwasserspiegel geodätische Höhe nicht überwunden werden muß; die Pumpe muß vielmehr lediglich die Strömungswiderstände in Tauchkörper und Umwälzleitung überwinden. Another advantage is that the arrangement of the immersion body below the sewage level and pumping up the contents of the container from the ground only does not have to be overcome up to the sewage level geodetic height; the pump Rather, only the flow resistances in the immersion body and circulation line must be measured overcome.

Einen wesentlichen vorteilhaften Einfluß auf das Betriebsergebnis hat jedoch die Dimensionierung des Behälters auf geringen Wärmeverlust. Diese kann darin bestehen, daß der Behälter mit einem Deckel abdeckbar ist, daß die Wände wärmegedämmt werden oder besonders vorteilhaft, da ohne zusätzlichen Aufwand machbar, daß das Verhältnis von wärmeabgebender Behälteroberfläche zu Behältervolumen minimiert wird. Die Konzentration der durch den biologischen Abbau entstehenden Wärme im Behälter wird auch durch den eingesetzten Tauchkörper verbessert, dessen Masse als Wärmespeicher und -isolator wirkt. A significant beneficial influence on the operating result Has however, the dimensioning of the container for low heat loss. This can be in it exist that the container can be covered with a lid that the walls are thermally insulated or particularly advantageous, since it can be done without additional effort, that the Ratio of heat-emitting container surface to container volume is minimized. The concentration of the heat generated by the biological degradation in the container is also improved by the inserted immersion body, its mass as a heat storage and isolator acts.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich schließlich daraus, daß das gereinigte Abwasser unterhalb des Tauchkörpers abgezogen wird. Dadurch wird gewährleistet, daß das Abwasser wenigstens einmal durch den Tauchkörper geleitet und dabei weitgehend abgebaut wird. Bei einem Abzug des gereinigten Abwassers in Höhe des Abwasserspiegels im Behälter könnten insbesondere bei Spitzenbelastungen Kurzschluß strömungen vom Zulauf direkt zum Ablauf entstehen, wodurch völlig ungereinigtes Abwasser direkt in den Ablauf bzw. in das Nachklärbecken gelangt. Finally, another advantage results from the fact that the cleaned Waste water is drawn off below the immersion body. This ensures that the wastewater is passed through the immersion body at least once and thereby largely is dismantled. With a deduction of the treated wastewater in the amount of the wastewater level in the container could short-circuit currents from especially at peak loads Inflow directly to the drain, resulting in completely uncleaned wastewater directly enters the drain or the secondary clarifier.

Eine besonders intensive Vermischung von zu reinigendem Abwasser und umgewälztem Schlamm ergibt sich bei einer Anordnung gemäß Anspruch 2. A particularly intensive mixing of wastewater to be cleaned and circulated sludge results in an arrangement according to claim 2.

Optimale Ergebnisse bei der Trennung von gereinigtem Abwasser und Schlamm ergeben sich bei einer Ausbildung des Behälterbodens gemäß Anspruch 6. Wählt man den Winkel flacher, besteht die Gefahr, daß sich zuviel Schlamm absetzt und in eine anaerobe Gärung übergeht; wählt man den Winkel zu steil, wird die Bautiefe unnötig groß. Optimal results in the separation of purified wastewater and Sludge result from a design of the container bottom according to claim 6. Selects if you flatter the angle, there is a risk that too much sludge will settle and goes into anaerobic fermentation; if you choose the angle too steep, the construction depth will be unnecessarily large.

Uberwachung und Wartung der Kläranlage werden besonders vereinfacht und erleichtert durch eine Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 7. Dies gilt insbesondere dann, wenn auch die Merkmale der Ansprüche 8 bis 11 erfüllt sind. Monitoring and maintenance of the sewage treatment plant are particularly simplified and facilitated by a design of the Invention according to claim 7. This applies in particular if the features of claims 8 to 11 are also met are.

Ist der Tauchkörper gemäß den Merkmalen der Ansprüche 12 bzw. 13 ausgebildet, so besteht die Möglichkeit, die Strömungsgeschwindigkeit des Abwassers, die Verweilzeit des Sauerstoffs und die Wärmedämmung durch geeignete Auswahl von Größe und Form der Einzelkörper zu regulieren. Is the immersion body according to the features of claims 12 and 13 formed, there is the possibility of the flow velocity of the wastewater, the residence time of the oxygen and the thermal insulation by suitable selection of To regulate the size and shape of the individual bodies.

Falls der Tauchkörper nach einer allgemein mehrjährigen Betriebszeit zuwachsen sollte, kann er aufgrund der Tatsache, daß er aus insbesondere schwimmfähigen Einzelkörpern besteht, gemäß Anspruch 14 mittels Druckluft und/oder Druckwasser freigespült werden. If the immersion body has generally been in operation for several years Should it overgrow, it may be due to the fact that it is particularly buoyant There is individual bodies, according to claim 14 by means of compressed air and / or pressurized water be flushed free.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Klärbecken und Fig. 2 eine Draufsicht auf das Klärbecken der Fig. 1. Based on the drawing, the invention is intended to be in the form of an exemplary embodiment are explained in more detail. They show: FIG. 1 a cross section through a clarifier and FIG. 2 is a plan view of the clarifier in FIG. 1.

Die Figuren zeigen den Belebungsteil einer Kläranlage, gebildet aus einem kreiszylindrischen Behälter 1 mit einem trichterförmigen Boden 9. Der Behälter 1 ist so ausgebildet, daß möglichst wenig der durch den biologischen Abbau gebildeten Wärme abgestrahlt wird. Hierzu sind im wesentlichen die Abmessungen,d. h. der Durchmesser D und die Höhe H so ausgebildet, daß die wärmeabgebende Oberfläche klein ist im Verhältnis zum Behältervolumen. Der Behälter 1 kann auch als Zylinder mit einer vieleckigen Grundfläche ausgebildet sein. Der Behälter 1 steht auf einem Betonfundament 7. The figures show the activation part of a sewage treatment plant, formed from a circular cylindrical container 1 with a funnel-shaped bottom 9. The container 1 is designed so that as little as possible of the formed by the biological degradation Heat is radiated. For this purpose, the dimensions are essentially, i. H. the diameter D and the height H formed so that the heat-emitting surface is small in Relationship to the container volume. The container 1 can also be used as a cylinder with a be formed polygonal base. The container 1 stands on a concrete foundation 7th

Im Inneren des Behälters 1 erkennt man einen Tauchkörper 2, der aus einer Vielzahl von Einzelkörpern, insbesondere von Kunststoffrohrprofilabschnitten, als Schüttgut besteht. Durch geeignete Gitter oder Lochbleche 19 wird dafür gesorgt, daß die Oberfläche des Tauchkörpers 2 in ausreichendem Abstand unterhalb des Abwasserspiegels 8 bleibt, so daß sich in dem so gebildeten Stauraum oberhalb des Tauchkörpers 2 Abwasser und rückgespülter Schlamm ausreichend vermischen können, bevor sie den Tauchkörper 2 durchströmen. In the interior of the container 1 one recognizes an immersion body 2, which is made of a large number of individual bodies, in particular of plastic pipe profile sections, exists as bulk material. Suitable grids or perforated sheets 19 ensure that that the surface of the immersion body 2 is at a sufficient distance below the sewage level 8 remains, so that in the storage space thus formed above the immersion body 2 Wastewater and backwashed sludge can mix sufficiently before the Flow through immersion body 2.

Der Tauchkörper 2 nimmt bis zu 90 % des zylindrischen Behältervolumens ein.The immersion body 2 takes up to 90% of the cylindrical container volume a.

Im Zentrum des Behälters 1 erkennt man eine Umwälzleitung 4, in die eine Pumpe 5 als Fördervorrichtung eingesetzt ist. Die Pumpe 5 erzeugt ein Druckgefälle, um die erforderliche Strömungsgeschwindigkeit des Abwassers im Behälter 1 zu erreichen. In the center of the container 1 can be seen a circulation line 4 into which a pump 5 is used as a delivery device. The pump 5 creates a pressure gradient, in order to achieve the required flow rate of the wastewater in container 1.

Die Strömungsgeschwindigkeit des Abwassers muß so hoch sein, daß im Tauchkörper 2 der erforderliche Spüleffekt erreicht wird, der das Zusetzen durch Abwasserbestandteile und Biorasen insbesondere in den unteren Tauchkörperschichten verhindert. Durch eine hohe Strömungsgeschwindigkeit werden aber auch permanent neue Nährstoffe an alle Flächen des Biorasens herangetragen, so daß dieser ein optimales Nährstoffangebot erhält. The flow rate of the sewage must be so high that the required flushing effect is achieved in the immersion body 2, which is caused by the clogging Wastewater constituents and bio turf, especially in the lower immersion body layers prevented. However, due to a high flow rate they also become permanent new nutrients are brought to all areas of the organic lawn, so that it is optimal Maintains nutrient supply.

Da die Auslaßöffnung der Umwälzleitung 4 im Bereich insbesondere unterhalb des Abwasserspiegels 8 liegt, das Abwassers also nicht gehoben werden muß, ist die Leistung der Pumpe 5 gering. Deshalb kann das Abwasser mehrfach, vorzugsweise zwanzigmal durch den Tauchkörper 2 geleitet werden, bevor es nach einer Aufenthaltszeit von 1,0, maximal 1,5 Stunden den Behälter 1 gereinigt verläßt. Since the outlet opening of the circulation line 4 in the area in particular is below the sewage level 8, so the sewage is not lifted must, the performance of the pump 5 is low. Therefore, the wastewater can several times, preferably 20 times to be passed through the immersion body 2 before it after a dwell time from 1.0, maximum 1.5 hours leaves the container 1 cleaned.

Der für den aeroben Abbau erforderliche Sauerstoff wird mit Hilfe einer Druckbelüftungsanlage 3 dem Tauchkörper 2 von unten zugeführt. Als Belüftungsanlage kommen die bekannten Vorrichtungen in Frage, die eine möglichst feine Gasblasenbildung ermöglichen. Die Gasblasen sind infolge ihres Auftriebs bestrebt, durch den Tauchkörper 2 hindurch zur Wasseroberfläche zu steigen. Die Steiggeschwindigkeit wird jedoch gebremst durch die entgegengerichtete Strömung des Abwassers und durch den Strömungswiderstand im Tauchkörper 2. Eine zusätzliche Erhöhung der Verweilzeit der Gasblasen entsteht durch Adsorption an der Oberfläche des Biorasens und durch Hohlräume in bzw. The oxygen required for aerobic degradation will fed to the immersion body 2 from below with the aid of a pressure ventilation system 3. as Ventilation system, the known devices come into question, the one possible allow fine gas bubble formation. Due to their buoyancy, the gas bubbles strive to to rise through the immersion body 2 to the surface of the water. The rate of climb is slowed down by the opposite flow of the sewage and through the flow resistance in the immersion body 2. An additional increase in the residence time of the gas bubbles is created by adsorption on the surface of the biorasens and through Cavities in or

zwischen den regellos aufgeschütteten Einzelkörpern.between the randomly piled up individual bodies.

Um die Wärmeabgabe bei Bedarf weiter verringern zu können, können die bekannten Maßnahmen ergriffen werden. In order to be able to further reduce the heat emission if necessary the known measures are taken.

Beispielsweise kann der Behälter 1 mit einem Deckel abgedeckt werden, die Behälterwandungen können wärmedämmend ausgerüstet werden, falls die Wärmedämmung durch die Dimensionierung und insbesondere durch den Tauchkörper 2 nicht ausreichen sollte. Anzustreben ist eine Wärmedämmung, die es ermöglicht, den Behälterinhalt auf 35 bis 40 0C zu erwärmen.For example, the container 1 can be covered with a lid, the container walls can be equipped with thermal insulation, if the thermal insulation not sufficient due to the dimensioning and in particular due to the immersion body 2 should. The aim is to achieve thermal insulation that enables the contents of the container to be heated to 35 to 40 0C.

Das über eine Zulaufleitung 10 zugeführte, zu reinigende Abwasser sowie der über die Pumpe 5 umgewälzte Schlamm gelangen in einen Mischbehälter 13, wo sie innig vermischt werden, bevor sie über dem Tauchkörper 2 verteilt werden. The wastewater to be cleaned which is fed in via a feed line 10 as well as the sludge circulated by the pump 5 reach a mixing container 13, where they are intimately mixed before they are distributed over the immersion body 2.

Der Abzug des gereinigten Wassers erfolgt nicht wie üblich mit Hilfe einer Uberfallkante im Bereich des Abwasserspiegels 8, sondern durch eine gesonderte Ablaufleitung 11, deren Eintrittsöffnung unterhalb des Tauchkörpers 2 im Bereich des trichterförmigen Bodens 9 liegt. Auf diese Weise wird erreicht, daß das über die Leitung 10 zugeführte Abwasser den Tauchkörper 2 mindestens einmal durchströmt haben muß, bevor es über die Ablaufleitung 11 abgezogen wird. Auf diese Weise wird verhindert, daß beispielsweise bei Spitzenbelastungen ein Teil des ungereinigten Abwassers sozusagen im Kurzschluß über die Überfallkante zum Ablauf gelangen kann. The purified water is not withdrawn with the help of the usual method an overflow edge in the area of the sewage level 8, but by a separate one Drain line 11, the inlet opening of which is below the immersion body 2 in the area of the funnel-shaped bottom 9 is located. In this way it is achieved that the over the line 10 Waste water supplied to the immersion body 2 at least must have flowed through it once before it is withdrawn via the drain line 11. In this way it is prevented that a part, for example, in the event of peak loads of the untreated wastewater, so to speak, in a short circuit over the overflow edge to the drain can get.

Am oberen Ende der Ablaufleitung 11 erkennt man eine Reinigungs- und Inspektionsöffnung 12. At the upper end of the drain line 11 you can see a cleaning and inspection opening 12.

Eine Besonderheit, die Wartung und Betrieb der Kläranlage erheblich vereinfacht und erleichtert, besteht in der Anordnung eines zentralen Inspektionsschachtes 14. Dieser reicht bis unter die Begasungsanlage 3, so daß die Filterkerzen bzw. -düsen der Begasungsanlage ausgetauscht werden können, ohne daß der Tauchkörper 2 ausgebaut werden müßte, wie es bei den herkömmlichen Anlagen der Fall ist. A specialty, the maintenance and operation of the sewage treatment plant considerably simplified and facilitated, consists in the arrangement of a central inspection shaft 14. This extends to under the gas supply system 3, so that the filter candles or - Nozzles of the gas supply system can be exchanged without the immersion body 2 would have to be expanded, as is the case with conventional systems.

Im Inspektionsschacht 14 liegen auch die Umwälzleitung 4, die Pumpe 5 und eine Entwässerungspumpe 6, so daß auch diese Aggregate ständig gewartet werden können. The circulation line 4, the pump, are also located in the inspection shaft 14 5 and a drainage pump 6, so that these units are also constantly serviced can.

Vom Inspektionsschacht 14 aus können auch mehrere Meßsonden 18 im Behälter verteilt angeordnet werden, um den Zustand des Tauchkörpers und den Ablauf der biologischen Prozesse in den verschiedenen Schichten des Tauchkörpers messen und gegebenenfalls steuern zu können. From the inspection shaft 14 from several measuring probes 18 in the Containers are arranged distributed to the state of the immersion body and the drain Measure the biological processes in the different layers of the immersion body and to be able to control it if necessary.

Ferner ist es möglich, im Inspektionsschacht 14 einen Aufzug 17, eine Be- und Entlüftungsanlage 16 usw. anzuordnen. Zugänglich ist der Inspektionsschacht 14 über eine Brücke 15. It is also possible to install an elevator 17 in the inspection shaft 14, a ventilation system 16, etc. to be arranged. The inspection shaft is accessible 14 over a bridge 15.

Schließlich ist es möglich, den Tauchkörper 2 mit Hilfe von Druckluft und/oder Druckwasser, die mit Hilfe einer gegebenenfalls beweglichen Lanze eingebracht werden, durch Rückspülung zu reinigen. Eine Zerstörung der Einzelkörper des Tauchkörpers ist nicht zu befürchten, da diese der Lanze ausweichen, insbesondere, wenn sie schwimmfähig sind bzw. durch aufgefangene Luftblasen genügend Auftrieb haben. Finally, it is possible to release the immersion body 2 with the aid of compressed air and / or pressurized water with the help a possibly movable Lance can be introduced to be cleaned by backwashing. A destruction of the individual body of the immersion body is not to be feared, as they evade the lance, in particular, if they are buoyant or if they have enough buoyancy through trapped air bubbles to have.

Die mit einer Versuchsanlage durchgeführten Untersuchungen haben gezeigt, daß die Abbauleistung größer als 90 % ist, wobei sich Aufenthaltszeiten des Abwassers unter 1,5 Stunden, vorzugsweise unter 1,0 Stunden ergeben. Die Füllkörper bestanden aus Kunststoffelementen mit einer spezifischen Oberfläche von größer 300 m2/m3. Die Förderleistung der Pumpe wurde so eingestellt, daß sich bei den angegebenen Aufenthaltszeiten ein Durchsatz von größer als 2 tw (tw = Trockenwetterabfluß) bis maximal ca. 20 tw erreicht wurde. The investigations carried out with a test facility have showed that the degradation rate is greater than 90%, with dwell times of the waste water under 1.5 hours, preferably under 1.0 hours. The packing consisted of plastic elements with a specific surface area greater than 300 m2 / m3. The delivery rate of the pump was adjusted so that the specified Dwell times a throughput of greater than 2 tw (tw = dry weather runoff) to a maximum of approx. 20 tw was reached.

Dabei konnte eine Temperaturerhöhung von bis zu 25 0C über die Zulauftemperatur des Abwassers erreicht werden. Die sich unter diesen Bedingungen im Behälter bildende Biozönose konnte auch toxische Stoffe, Maschinenöl, Schwermetalle, Stickstoffverbindungen usw. abbauen, ohne Schaden zu nehmen.A temperature increase of up to 25 ° C. above the inlet temperature could thereby be achieved of the wastewater can be achieved. The one that forms in the container under these conditions Biocenosis could also contain toxic substances, machine oil, heavy metals, nitrogen compounds etc. without being damaged.

Durch geeignete Verfahrensführung lassen sich Zonen einstellen, die auch räumlich voneinander abgesetzt sein können und in denen vorzugsweise ein BSB-Abbau, ein CSB-Abbau, eine Denitrifikation oder auch der Abbau sonstiger Abwasserinhaltsstoffe unter jeweils optimalen Bedingungen stattfindet. By means of a suitable process management, zones can be set which can also be spatially separated from each other and in which preferably a BOD degradation, COD degradation, denitrification or the degradation of other wastewater constituents takes place under optimal conditions.

Claims

"Clarifiers for aerobic or facultative purification of organic wastewater P a t e n t a n s p r u c h e 1. Clarifiers for aerobic or optional cleaning organic waste water from households, trade and / or industry, which may be contain so-called secondary pollutants, with at least one container in which the clarification process is running, an inlet for the wastewater to be cleaned, an outlet for the treated wastewater, an immersion body as a growth area for sessile microorganisms, and a gas supply system under the immersion body for introducing gas - oxygen or air - in the container, characterized in that the container (1) on low Heat loss is dimensioned so that its bottom (9) is funnel-shaped, that a circulation line (4) with a Conveyor device (5) provided with which the contents of the container are pumped from the bottom (9) to the sewage level (8), from where it flows against the gas through the immersion body (2) that the inlet (10) for the wastewater to be cleaned and the circulation line (4) above the immersion body (2) open so that both media mix and distribute over the immersion body (2), and that the drain (11) for the purified wastewater below the immersion body (2) flows out.

2. clarifier according to claim 1, characterized in that a mixing container (13) is provided, open into the inlet (10) and circulation line (4).

3. clarifier according to claim 1, characterized in that in the Drain line (11) for the purified wastewater has a control and cleaning opening (12) is provided.

4. clarifier according to claim 1 or 3, characterized in that the drain line (11) opens from the outside into the container (1) or container bottom (9).

5. clarifier according to claim 1, characterized in that the inclination (OQ of the container bottom (9) is between 450 and 600.

6. clarifier according to claim 1, characterized in that the gas outlet openings the fumigation system (3) are aligned laterally, so that the waste water in the container (1) kept rotating.

7. clarifier according to at least one of claims 1 to 6, characterized characterized in that an inspection shaft (14) is provided which extends to below the Immersion body (2) or the gas supply device (3) is sufficient.

8. clarifier according to claim 7, characterized in that the circulation line (4), the circulation pump (5) and, if necessary, a drainage pump (6) inside of the inspection shaft (14) are accessible.

9. clarifier according to claim 7 or 8, characterized in that the gas supply device (3) is accessible from the inspection shaft (14).

10. Clarifier according to at least one of claims 1 to 9, characterized characterized in that in the area of the immersion body (2) a number of measuring probes (18) are provided.

11. clarifier according to claim 10, characterized in that the Measuring probes (18) are accessible from the inspection shaft (14).

12. Clarifier-according to at least one of claims 1 to 11, characterized characterized in that the immersion body (2) consists of a large number of individual bodies as There is bulk material that has a large surface area and / or open cavities and are enclosed between grids or perforated sheets (19).

13. Clarifier according to claim 12, characterized in that the Individual bodies are buoyant.

14. Clarifier according to at least one of claims 1 to 13, characterized characterized in that at least one lance is installed with which the immersion body (2) can be flushed free using compressed air and / or pressurized water.

y

15. Clarifier according to at least one of the claims 1 to 14, characterized in that the immersion body (2) 50 to 90% of the container volume occupies.