DE3609215A1 - Activation unit for biological waste water purification - Google Patents

Activation unit for biological waste water purification

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Abstract

Published without abstract.

Description

Die Erfindung betrifft eine Belebungsanlage zur biologischen Abwasserreinigung mit einem Belüftungsbecken und Belüftern, welche dem Abwasser in der Nähe der Beckensohle und um eine vertikale Achse kreisend Druckluft zuführen.The invention relates to a biological activation plant Wastewater treatment with an aeration tank and aerators, which the sewage near the bottom of the pool and around a Supply compressed air in a vertical axis.

Eine Anlage dieser Art ist in der DE-PS 31 31 358 beschrieben. Bei dieser Anlage bewegt eine zweiarmige, auf einer Mittel­ stütze gelagerte Brücke Druckluftbelüfter um eine vertikale Achse kreisend oberhalb der Beckensohle durch das Abwasser. Da die Anlage eine Mittelstütze benötigt und die gesamte be­ gehbare Brücke drehbar ausgeführt ist, kann ihre Wirtschaft­ lichkeit nicht als zufriedenstellend bezeichnet werden. Da die Masse der Brücke ständig in Bewegung gehalten werden muß, benötigt sie für den Betrieb erhebliche zusätzliche elektri­ sche Energie. Außerdem können an die Brücke nur wenige Druck­ luftbelüfter gehängt werden, es sei denn, sie werden mit sehr dichten Abständen angeordnet, was bei der größeren räumlichen Konzentration der Druckluftbelüfter zu geringeren Sauerstoff­ eintragswerten führt. Der Betrieb dieser Brücken ist kompli­ ziert, da sie zum Begehen an einer vorgegebenen Haltestelle mit Podest genau positioniert zum Halten gebracht werden müssen.A system of this type is described in DE-PS 31 31 358. In this system, a two-armed, moving on a medium supported bridge compressed air aerator around a vertical Axis circling above the bottom of the basin through the waste water. Since the system needs a central support and the entire be walkable bridge is rotatable, its economy not be described as satisfactory. There the mass of the bridge must be kept in motion, it requires considerable additional electrical power to operate energy. In addition, only a few pressure can be applied to the bridge air aerators are hung unless they are used with a lot dense distances arranged, which in the larger spatial Concentration of compressed air aerators to lower oxygen  leads to entry values. The operation of these bridges is complicated graces as they can be walked at a predetermined stop can be brought to a stop precisely positioned with a pedestal have to.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Belebungsan­ lage der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß der Betrieb bei gleichzeitiger Verringerung der notwendigen Ener­ gie vereinfacht und die Brücke während des Betriebes be­ gangen werden kann. Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich durch eine vertikal angeordnete tragende Welle für Druckluft­ belüfterrohre aus, welche mit ihrem oberen Ende in einem über das Belebungsbecken führenden mit den Beckenwänden fest ver­ bundenen und begehbaren Bedienungssteg drehbar gelagert ist. Die Erfindung löst nicht nur die vorgenannten Aufgaben, son­ dern es können zusätzlich die Baukosten wesentlich gesenkt werden, da eine Mittelstütze entfällt und die begehbare Brücke nicht drehbar, sondern stationär und mit dem Bauwerk fest verbunden ausgeführt ist. Sie benötigt wesentlich weniger elektrische Energie, da allein die Druckluftbelüfter und de­ ren Luftzuführungsrohre bewegt werden müssen, bewegbare Mas­ sen der Brücke jedoch entfallen. Durch um die Drechachse ring­ förmig oder polygonhaft in einer oder mehreren Reihen vorge­ sehene Anordnung der Druckluftbelüfter ist es möglich, mehr Belüfter und diese in größeren gegenseitigen Abständen anzu­ ordnen, wodurch der Sauerstoffeintrag gesteigert wird. Außer­ dem kann der Bedienungssteg jederzeit zu Kontrollzwecken be­ treten werden, ohne die umlaufende Belüftung zu unterbrechen. Die Anlage ist also in Bau- und Betriebskosten günstiger kann mit mehr Druckluftbelüftern bestückt werden und ist im Be­ trieb unkompliziert.The invention is based on the task of a revitalization location of the type mentioned so that the Operation while reducing the necessary energy simplified and the bridge during operation can be walked. The solution according to the invention stands out through a vertically arranged supporting shaft for compressed air aerator tubes, which with their upper end in one over the aeration tank leading ver with the pool walls bound and walk-in operating dock is rotatably mounted. The invention solves not only the aforementioned tasks, son it can also significantly reduce construction costs as there is no central support and the walkable bridge not rotatable, but stationary and fixed to the building is connected. It requires much less electrical energy, since only the compressed air aerator and de Ren air supply pipes must be moved, movable mas However, the bridge is no longer required. By ring around the turning axis pre-shaped or polygonal in one or more rows see arrangement of compressed air aerators, it is possible to do more Aerators and these to be spaced apart from each other order, which increases the oxygen input. Except this can be done at any time for control purposes will kick without interrupting the all-round ventilation. The plant is therefore cheaper in construction and operating costs be equipped with more compressed air aerators and is in the loading drifted straightforward.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung rein schematisch dargestelt und nachstehend erläutert. Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing shown purely schematically and explained below.  

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein Belebungsbecken, Fig. 1 is a vertical section through an activated sludge tank,

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Belebungsbecken das an einer Seite als Rechteckbecken und im gegenüberliegenden Bereich als Rundbecken ausgeführt ist, Fig. 2 is a plan view of an aeration tank which is embodied on one side as a rectangular tanks and in the opposite area as a circular tank,

Fig. 3 die Draufsicht auf ein kreisrundes Belebungsbecken mit zweireihiger Belüfteranordnung und Fig. 3 is a plan view of a circular aeration tank with a two-row aerator arrangement and

Fig. 4 ein Belebungsbecken mit mehreren Belüftungseinheiten, wobei das Becken an einem Ende mit einer halbkreis­ förmigen Seitenwand und im rechten Bereich mit einer geraden Seitenwand ausgeführt ist. Fig. 4 shows an aeration tank with several aeration units, the tank being designed at one end with a semicircular side wall and in the right area with a straight side wall.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Belebungsbecken 1 ist an einem Ende durch eine gerade Wand 2 und am gegenüberlie­ genden Ende durch eine halbkreisförmige Wand 3 begrenzt. Es zeigt eine ebene Sohle 4 und einen mittigen Bedienungssteg 5 der mit den Seitenwänden fest verbunden ist. Im Mittelpunkt des Bedienungssteges, der auch über dem Mittelpunkt der Bek­ kengrundfläche liegt, ist ein Getriebemotor 6 mit vertikaler Antriebswelle 7 angeordnet. Er versetzt ein zur vertikalen Drehachse symmetrisch angeordnetes Rohrsystem um die verti­ kale Achse in Drehung. Das Rohrsystem besteht aus einer verti­ kalen rohrförmigen Antriebswelle 7, mehreren, vorzugsweise drei, davon abzweigenden horizontalen Verbindungsrohren 8 sowie einem ringförmigen Luftverteilungsrohr 9. Auf dem Luft­ verteilungsrohr sind die Druckluftbelüfterrohre 10 angeord­ net und radial ausgerichtet. Die Antriebswelle 7 lagert bei dem gezeigten Beispiel mit seinem unteren Ende in einem Fuß­ lager 11 auf der Beckensohle 4 und mit seinem oberen Ende in einem feststehenden, am Bedienungssteg angeordneten Rohrge­ häuse 12 mit größerem Druchmesser als die Antriebswelle. Die­ se ist mit einem Antriebszapfen des Getriebemotors 6 verbun­ den. In das feststehende Rohrgehäuse 12 mündet ein von den nicht dargestellten Drucklufterzeugern ausgehendes Luftzufüh­ rungsrohr 13. Zur Abdichtung des Ringspaltes zwischen der An­ triebswelle 7 und dem diese konzentrisch umgebenden Rohrge­ häuse 12 sind Dichtungselemente 14 angeordnet. Das obere Ende der rohrförmigen Antriebswelle 7, welches zur Lagerung in das Rohrgehäuse 12 hineinreicht, zeigt eine Luftdurchtritts­ öffnung 15, so daß die außerhalb der Belebungsanlage auf­ gestellten Gebläse die Druckluft über das Luftzuführungsrohr 13, durch das Rohrgehäuse 12, die Luftdurchtrittsöffnung 15 in die hohle Antriebswelle 7 und von dort über die Verbindungs­ rohre 8, das Luftverteilungsrohr 9 und über die Druckluftbe­ lüfterrohre 10 in das Abwasser drücken können. Das ganze zur vertikalen Becken- bzw. Antriebsachse symmetrisch angeordne­ te Rohrsystem wird durch den auf dem Bedienungssteg 5 angeord­ neten elektrischen Getriebemotor 6 in eine Umdrehung mit 0,5-4 U/min versetzt.The aeration tank 1 shown in FIGS. 1 and 2 is limited at one end by a straight wall 2 and at the opposite end by a semicircular wall 3 . It shows a flat sole 4 and a central operating web 5 which is firmly connected to the side walls. At the center of the operating web, which is also above the center of the base area Bek, a geared motor 6 with a vertical drive shaft 7 is arranged. It rotates a pipe system arranged symmetrically to the vertical axis of rotation about the vertical axis. The pipe system consists of a vertical tubular drive shaft 7 , a plurality, preferably three, of which branching horizontal connecting pipes 8 and an annular air distribution pipe 9 . On the air distribution pipe, the compressed air aerator tubes 10 are angeord net and radially aligned. The drive shaft 7 is supported in the example shown with its lower end in a foot bearing 11 on the pelvic floor 4 and with its upper end in a fixed, arranged on the operating web Rohrge housing 12 with a larger diameter than the drive shaft. This is connected to a drive pin of the geared motor 6 . In the fixed tube housing 12 opens out from the compressed air generators, not shown, air supply pipe 13th To seal the annular gap between the drive shaft 7 and the concentrically surrounding Rohrge housing 12 , sealing elements 14 are arranged. The upper end of the tubular drive shaft 7 , which extends for storage in the tubular housing 12 , shows an air passage opening 15 , so that the outside of the activation system on the blower put the compressed air through the air supply pipe 13 , through the pipe housing 12 , the air passage opening 15 into the hollow Drive shaft 7 and from there via the connecting pipes 8 , the air distribution pipe 9 and the compressed air ventilation pipes 10 can press into the waste water. The entire pipe system symmetrically arranged to the vertical pelvis or drive axis is set in one revolution with 0.5-4 rpm by the electrical gear motor 6 arranged on the service web 5 .

Das in der Fig. 3 dargestellte kreisförmige Belebungs­ becken 16 zeigt beispielhaft zwei polygonal und konzentrisch ineinander angeordnete Luftverteilerrohre 17 und 18. Alle übrigen Einzelheiten sind mit den gleichen Bezugsziffern wie die entsprechenden Elemente in den Fig. 1 und 2 versehen.The circular aeration tank 16 shown in FIG. 3 shows an example of two polygonal and concentrically arranged air distribution pipes 17 and 18th All other details are provided with the same reference numerals as the corresponding elements in FIGS . 1 and 2.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der mehrere umlaufen­ de Belüftungseinheiten 19, 20 und 21 in einem langgestreck­ ten Belebungsbecken mit parallelen Längswänden und geraden (2) oder halbkreisförmigen (3) Seitenwänden angeordnet sind. Dieses Becken kann entsprechend den Anforderungen des Reini-­ gungsverfahrens entweder ohne Zwischenwände als vollständig durchmischte Belebungsanlage oder mit Zwischenwänden 22 als mehrstufige, kaskadenförmig durchströmte Belebungsanlage betrieben werden. Fig. 4 shows an embodiment in which a plurality of circulating de-aeration units 19 , 20 and 21 are arranged in an elongated aeration tank with parallel longitudinal walls and straight ( 2 ) or semicircular ( 3 ) side walls. This basin can be operated in accordance with the requirements of the cleaning process either without partition walls as a fully mixed activation system or with partition walls 22 as a multi-stage, cascade-shaped activation system.

Zuläufe, Abläufe und Überläufe der Becken sind in den Figu­ ren aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellt und werden entsprechend dem bekannten Stand der Technik ausgeführt.Inlets, drains and overflows of the pools are in the Figu not shown for reasons of simplification executed according to the known prior art.

Zur biologischen Reinigung wird Abwasser über den nicht dar­ gestellten Zulauf dem Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch des Be­ lebungsbeckens zugeführt und dort so lange belüftet und um­ gewälzt, bis die biologische Reinigung durch die Anwesenheit von Bakterien und Sauerstoff erreicht ist.For biological purification, wastewater is not presented above provided feed to the wastewater-activated sludge mixture of the Be fed into the living basin and ventilated there for so long rolled until the biological purification by the presence is reached by bacteria and oxygen.

Mit dem erfindungsgemäßen Rohrsystem umlaufender Druckluft­ belüfter werden mehrere Vorteile erzielt. Zum einen wird der Sauerstoffeintrag gegenüber feststehenden Belüftern wesentlich gesteigert, da die Luftblasen der umlaufenden Be­ lüfter im ganzen Becken weit geräumiger verteilt werden und mit einer wesentlich längeren Kontaktzeit im Wasser auf einem verlängerten Blasenweg an die Oberfläche steigen. Die Belüfter können wesentlich gleichmäßiger über die Becken­ fläche verteilt angeordnet werden als bei den bislang be­ kannten Ausführungen. Außerdem wird im Gegensatz zu den Ober­ flächenbelüftern trotz eines wesentlich geringeren Aufwandes an Umwälzenergie eine wirkungsvollere Durchmischung der Re­ aktionspartner Wasser, Bioflocken und Sauerstoff erzielt, da der Beckeninhalt nahezu von der gesamten Sohle her belüftet und umgewälzt wird. Weiterhin sind der Antrieb für die Be­ luftung und die Umwälzung verfahrenstechnisch getrennt. Die Belüftung wird über von Gebläsen erzeugte Druckluft vorgenom­ men, während die Umwälzung durch das sich drehende Rohrsystem erreicht wird. Deshalb können zur Energieeinsparung die den größten Energieanteil verbrauchenden Gebläse (ca. 90 % der Gesamtenergie, die für eine derartige Belebungsanlage benö­ tigt wird) durch Regelgeräte abgeschaltet werden, ohne die Um­ wälzung bei weiter umlaufenden Belüftern zu beeinträchtigen und ohne zu Schlammablagerungen zu führen.Compressed air circulating with the pipe system according to the invention aerators have several advantages. For one thing the oxygen input compared to fixed aerators significantly increased because the air bubbles of the rotating Be fans in the entire pool can be distributed far more spaciously and with a much longer contact time in the water rise to the surface using an extended bubble path. The Aerators can be much more even across the pool be arranged in a more distributed manner than in the previous be knew versions. Also, in contrast to the waiter surface aerators despite much less effort of circulation energy a more effective mixing of the Re Action partner water, bio flakes and oxygen achieved because the pelvic contents are ventilated from almost the entire sole and is circulated. Furthermore, the drive for the Be ventilation and the circulation are separated in terms of process technology. The Ventilation is carried out using compressed air generated by fans men, while the circulation through the rotating pipe system is achieved. Therefore, to save energy, the largest energy share of blowers (approx. 90% of the Total energy required for such an aeration plant  is switched off by control devices without the order to affect circulation with further circulating aerators and without leading to sludge deposits.

Mit dem intermittierenden Belüftugsbetrieb bei gleichzeitig kontinuierlichem Umwälzbetrieb sind erfindungsgemäß gestal­ tete Anlagen besonders geeignet, intermittierende oxische und anoxische Prozeßphasen für die simultane Denitrifikation zu fahren.With the intermittent ventilation operation at the same time Continuous circulation operation are designed according to the invention systems particularly suitable, intermittent oxic and anoxic process phases for simultaneous denitrification to drive.

Mit der Erfindung ist auf einfache Weise eine Belebungsanlage geschaffen worden, mit der gegenüber den bislang bekannten Ausführungen durch geringere Bau- und Betriebskosten sowie durch einen einfacheren Betrieb ein erheblicher Fortschritt erzielt wird und mit der die vorgenannten Merkmale der Ab­ wasserreinigungs-Verfahrenstechnik in besonders günstiger Weise verwirklicht werden können.With the invention is an aeration plant in a simple manner created with the compared to the previously known Designs due to lower construction and operating costs as well Significant progress through easier operation is achieved and with the aforementioned features of Ab water purification process technology in a particularly inexpensive way Way can be realized.

Claims (9)

1. Belebungsanlage zur biologischen Abwasserreinigung mit einem Belüftungsbecken und Belüftern, welche dem Abwasser in der Nähe der Beckensohle und um eine vertikale Achse krei­ send Druckluft zuführen, gekennzeichnet durch eine vertikal angeordnete tragende Welle (7) für Druckluftbelüfterrohre (10), welche mit ihrem oberen Ende in einem über das Bele­ bungsbecken (1) führenden, mit den Beckenwänden (2, 3) fest verbundenen und begehbaren Bedienungssteg (5) drehbar gela­ gert ist.1.Aeration system for biological wastewater treatment with an aeration basin and aerators, which supply compressed air to the wastewater near the bottom of the basin and around a vertical axis, characterized by a vertically arranged supporting shaft ( 7 ) for compressed air aerator tubes ( 10 ), which with its upper End in a over the Bele training basin ( 1 ), with the pool walls ( 2 , 3 ) firmly connected and walkable control board ( 5 ) is rotatably mounted. 2. Belebungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichet, daß die Welle (7) zusätzlich mit ihrem unteren Ende auf der Beckensohle (4) gelagert ist.2. Aeration system according to claim 1, characterized in that the shaft ( 7 ) is additionally mounted with its lower end on the pelvic floor ( 4 ). 3. Belebungsanlage nach den Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Druckluftbelüfter (10) symmetrisch zur Drehachse angeordnet sind. 3. Aeration plant according to claims 1 or 2, characterized in that the compressed air aerator ( 10 ) are arranged symmetrically to the axis of rotation. 4. Belebungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftbelüfter (10) an einem die Welle (7) ringförmig umgebenden Luftverteiler­ rohr (9) befestigt sind.4. Aeration plant according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the compressed air aerator ( 10 ) on a shaft ( 7 ) surrounding the air distributor pipe ( 9 ) are attached. 5. Belebungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftverteilerrohr (17 18) ringförmig-polygonal ge­ staltet ist.5. Aeration system according to claim 4, characterized in that the air distributor pipe ( 17 18) is annular polygonal ge stalten. 6. Belebungsanlage nach einen oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadruch gekennzeichnet, daß die Druckluftbelüfter (10) an mehreren konzentrisch zur Drehachse angeordneten Luftver­ teilerrohren (17, 18) befestigt sind.6. Aeration system according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the compressed air aerator ( 10 ) on a plurality of concentrically arranged to the axis of rotation Luftver distributor pipes ( 17 , 18 ) are attached. 7. Belebungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftverteilerrohr mit mehr als zwei Verbindungsrohren (8) an der Welle befe­ stigt ist.7. Aeration system according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the air distributor pipe with more than two connecting pipes ( 8 ) on the shaft is BEFE Stigt. 8. Belebungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (7) rohrförmig ausgeführt und mit Luftdurchtrittsöffnungen (15) zur Weiter­ leitung der Luft von einem Luftzuführungsrohr (13) über die Verbindungsrohre (8) zum Luftverteilerrohr (9, 17, 18) ver­ sehen ist.8. Aeration system according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the shaft ( 7 ) is tubular and with air passage openings ( 15 ) for passing on the air from an air supply pipe ( 13 ) via the connecting pipes ( 8 ) to the air distributor pipe ( 9 , 17 , 18 ) is seen. 9. Belebungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende der Wel­ le (7) von einem Rohrgehäuse (12) umfaßt ist, in welches das Luftzuführungsrohr (13) mündet.9. Aeration system according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the upper end of the wel le ( 7 ) is comprised of a tube housing ( 12 ) into which the air supply tube ( 13 ) opens.
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