DE3816285A1 - Festbettkoerper fuer biologische abwasserreinigung - Google Patents
Festbettkoerper fuer biologische abwasserreinigungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Festbettkörper für die bio
logische Abwasserreinigung mit einem für einen Wasser
durchtritt durchbrochenen Aufnahmebehälter für einen Tauch-
oder Tropfkörper.
Es sind Tauchkörper bekannt, die in einem allseitig durch
lässigen Behälter einliegen, welcher mit irgendeinem grob
körnigen Material gefüllt ist. In den letzten Jahren haben
sich jedoch Tauchkörper durchgesetzt, die aus zahlreichen,
im Abstand von etwa 2 bis 5 cm nebeneinander angeordneten
Platten bestehen. Die Platten sind dabei untereinander
verbunden und liegen zum Teil nicht mehr in einem getrennten
Aufnahmebehälter ein.
Soweit nachstehend von einem Tauch- oder Tropfkörper ge
sprochen wird, so werden hierunter die Teile verstanden,
die den wirksamen Festbettkörper einer biologischen Ab
wasserreinigungsanlage beschreiben.
Bei Tauchkörpern der eingangs genannten Art wird das Ab
wasser durch die Räume zwischen den Platten hindurchge
leitet, und es bildet sich nach einiger Zeit auf der Ober
fläche dieser Platten eine schleimige Schicht, der soge
nannte biologische Rasen, ein Nährboden für aerobe Bakterien.
Dabei werden die im Abwasser enthaltenen Schmutzstoffe
adsorbiert und dann von den Bakterien durch biologische
Oxidation abgebaut und mineralisiert. Entscheidend für
die Funktionstüchtigkeit eines derartigen Tauchkörpers
ist eine ausreichende Sauerstoffzufuhr unter ständiger
Entfernung der entstehenden Schlammteilchen. Neben beweg
lichen Tauchkörpern, die durch ständiges Eintauchen und
Herausnehmen aus einem von Abwasser durchflossenen Becken
charakterisiert sind, haben sich insbesondere freistehende
Tauchkörper durchgesetzt, die von unten mittels Luft durch
strömt werden. Dabei wird der im Inneren des Körpers ge
bildete Schlamm ausgespült. Dieser wird anschließend in
einem Nachklärbecken ausgeschieden und beispielsweise
in den Zufluß zu einem Vorklärbecken geleitet.
Das Prinzip ist dabei ähnlich wie beim Belebtschlammver
verfahren oder beim Tropfkörperverfahren.
Auch Tropfkörper dienen der biologischen Reinigung von
Abwässern, die zum Teil mechanisch vorgereinigt sind.
Während der Tauchkörper in einem mit Wasser gefüllten
Becken einliegt, wird der Tropfkörper von oben mit dem
zu reinigenden Abwasser besprüht, und das Abwasser bezie
hungsweise die Tropfen fließen dann durch den Tropfkörper
hindurch. Der entscheidende Unterschied zwischen Tauch
körpern und Tropfkörpern besteht also darin, daß bei einem
Tropfkörper die Belüftung nicht durch die zwischen den
Platten von unten eingedüste Luft erreicht wird, sondern
daß das mittels eines Sprengers auf die Oberfläche des Tropf
körpers versprühte Wasser auf seinem Weg Luftsauerstoff
aufnimmt und diesen dem biologischen Rasen zugibt. Aus
dieser verstärkten Sauerstoffzufuhr ergibt sich ein großer
Abbaueffekt für derartige Tropfkörper.
Im Sinne einer Optimierung der Abwasserreinigung wird
eine möglichst hohe "Reaktionsoberfläche" angestrebt,
weshalb sich in der Praxis als Profilteile gestaltete
Platten durchgesetzt haben. Dabei sind die Profilteile
zum Beispiel wellblechartig gestaltet und bilden, wenn
sie gegeneinander festgelegt sind, Kanäle aus. Die Ver
bindung der Profilteile, die schon aus Kostengründen in
der Regel aus Kunststoff bestehen, erfolgt dabei durch
Verkleben mit einem lösungsmittelhaltigen Kleber. Abgesehen
von den dabei freiwerdenden umweltschädlichen Gasen haben
die bekannten Tauch- und Tropfkörper auch den Nachteil,
daß durch die Verklebung ein erheblicher Teil der Oberfläche
der Profilteile als Anlagefläche für den biologischen
Rasen verlorengeht.
Ein aus der Praxis bekannter Festbettkörper ist so aufge
baut, daß er aus röhrenartigen, seitlich durchbrochenen
Einzelelementen besteht, sogenannten Netzrohren, die eine
gleiche Länge und in der Regel auch einen gleichen Durch
messer aufweisen. Mittels Verklebung oder Verschweißung
werden die einzelnen Netzrohre an den Kopfenden dauerhaft
miteinander verbunden, so daß Blöcke entstehen, die letzt
endlich das Festbett ausbilden.
Bei einem derartigen Festbettkörper aus Netzrohren wird
zwar eine hohe Reaktionsoberfläche geschaffen, und dieser
Festbettkörper hat sich in der Praxis auch durchgesetzt,
dennoch besteht der Wunsch, ihn in folgender Hinsicht
zu optimieren: Zum einen ist die Herstellung des bekann
ten Festbettkörpers mit einem nicht unerheblichen Aufwand
verbunden, weil die einzelnen Netzrohre - wie beschrie
ben - zunächst untereinander verbunden werden müssen.
Daraus resultiert gleichzeitig, daß an den Verbindungs
stellen keine "aktive Reaktionsoberfläche" zur Verfügung
steht. Schließlich ist die durch einen derartigen Festbett
körper gebildete Reaktionsoberfläche definiert und kann
nicht variiert werden. Sollen aber zum Beispiel Abwässer
unterschiedlicher Verunreinigungsstufen nacheinander ge
reinigt werden, so kann sich ergeben, daß die zur Verfü
gung stehende Reaktionsoberfläche entweder zu groß oder
zu klein ist. Gegebenenfalls muß ein Festbettkörper gegen
einen anderen ausgetauscht werden.
Hier setzt die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe
ein, nämlich einen Festbettkörper für die biologische
Abwasserreinigung anzubieten, der einerseits eine hohe
Reaktionsoberfläche zur Bildung des biologischen Rasens
zur Verfügung stellt, der selbst aber andererseits möglichst
variabel gestaltet sein soll. Darüber hinaus soll der
Festbettkörper möglichst einfach aufgebaut sein und keine
oder zumindest geringere Vorarbeiten als im Stand der
Technik notwendig machen. Schließlich ist angestrebt,
den Festbettkörper sowohl als Tauch- wie Tropfkörper ver
wendbar zu machen.
Die Erfindung steht unter der Erkenntnis, daß ein derartiger
Festbettkörper auf relativ einfachem Wege dadurch reali
siert werden kann, daß der eigentliche Tauch- oder Tropf
körper "gardinenartig" konfektioniert und in einem ent
sprechenden Aufnahmebehälter angeordnet wird. "Gardinen
artig" heißt dabei, daß der Körper, zum Beispiel bei ver
tikaler Ausrichtung, in der Aufsicht eine sinus- beziehungs
weise wellenartige Form aufweist. Dabei ist der Begriff
"sinusförmig" nicht auf eine ideale Sinuskurve beschränkt,
sondern soll jegliche wellenartige Formgebung einschließen,
so zum Beispiel auch eine sägezahnartige, dreieckförmige
oder ganz allgemein stufenförmige Konfektionierung.
Um einerseits die genannte gardinenartige Anordnung des
Tauch- oder Tropfkörpers zu realisieren und gleichzeitig
die durch den Körper zur Verfügung gestellte Oberfläche
variabel zu gestalten, schlägt die Erfindung in ihrer
allgemeinsten Ausführungsform einen Festbettkörper mit
einem für einen Wasserdurchtritt durchbrochenen Aufnahme
behälter für den Tauch- oder Tropfkörper vor, bei dem
der Aufnahmebehälter zumindest in seinem oberen freien
Randbereich mit einer oder mehreren Schienen ausgebildet
ist, die sich quer und gegebenenfalls im Abstand zuein
ander über die freie Öffnungsweite des Aufnahmebehälters
erstrecken und an der oder denen netzartige Tauch- oder
Tropfkörper sinusförmig konfektioniert angelenkt sind.
Die einzelnen netzartigen Tauch- oder Tropfkörper (soweit
nachstehend ausschließlich von Tauchkörpern gesprochen
wird, umfaßt dieser Begriff stets auch Tropfkörper) sind
damit wie Gardinen an einer Gardinenstange angeordnet
und der von dort bekannte Effekt, den Faltenabstand der
Gardine durch Auseinanderziehen oder Zusammendrücken der
Gardine einstellbar zu machen, wird auch erfindungsgemäß
ausgenutzt, wenn nach einer vorteilhaften Ausführungsform
der Tauchkörper entlang der Schiene verschiebbar angeord
net ist.
Je nachdem, ob eine größere oder kleinere Reaktionsober
fläche gewünscht wird, kann der Faltenabstand des netz
förmigen Tauchkörpers durch entsprechende Verschiebung
entlang der Schiene eingestellt werden.
Während es grundsätzlich genügt, den gardinenartig gestal
teten Tauchkörper an einer oberen Schiene aufzuhängen,
so ist doch eine Ausführungsform bevorzugt, bei der im
Abstand zur oberen Schiene am unteren freien Randbereich
des Aufnahmebehälters eine weitere Schiene angeordnet
ist, an der der Tauchkörper ebenfalls angelenkt ist, so
daß er oben und unten geführt wird.
Diese Ausführungsform ermöglicht es, den einzelnen netz
förmigen Tauchkörper nicht nur vertikal auszurichten,
sondern auch schräg verlaufend, da er quasi oben und unten
gespannt und geführt wird. Eine solche Ausführungsform
hat den Vorteil, daß ein entsprechender Festbettkörper
auch als Tropfkörper ohne weiteres verwendbar ist, weil
die von oben aufgesprühten Tropfen, sofern sie beispiels
weise senkrecht herunterfallen, nicht mehr anhand der
zwischen den Falten ausgebildeten Kanäle ohne Berührungs
kontakt hindurchfallen können, sondern auf jeden Fall
auf das Netz des Tropfkörpers fallen. Dies gilt insbeson
dere dann, wenn eine Vielzahl von derartigen Tauch- oder
Tropfkörperelementen im Abstand zueinander angeordnet
sind. Fällt nämlich ein einzelner Tropfen noch durch eine
Unterbrechung im ersten Netz, so ist die Wahrscheinlichkeit
relativ groß, daß er auf einen Steg des darunter angeord
neten weiteren Netzes fällt und die Wahrscheinlichkeit
eines Festkörperkontaktes wird um so größer, je mehr Netze
übereinander beziehungsweise untereinander angeordnet
sind.
In der Regel werden als Material für den Tauchkörper die
gleichen Materialien eingesetzt wie für die eingangs be
schriebenen Netzrohre, also in erster Linie Kunststoff
materialien. Dabei bieten sich vor allem Thermoplaste
wie Polyvinylchlorid, Polystyrol, UV-stabilisiertes Poly
propylen etc. an.
Soweit die mechanische Festigkeit derartig hergestellter
Elemente aufgrund einer besonderen Anordnung im Aufnahme
behälter nicht ausreichen sollte, kann nach einer vorteil
haften Ausführungsform der Erfindung auch ein zum Beispiel
durch eine Drahteinlage armiertes Kunststoffnetz verwendet
werden. Zu diesem Zweck wird beispielhaft ein Drahtnetz
kunststoffummantelt.
Anstelle einer netzartigen Konfektionierung können natürlich
auch lochblechartige, deformierbare Platten oder dergleichen
Verwendung finden.
Weiterhin ist vorgesehen, daß die einzelnen Tauchkörper
elemente entlang der Schienen in bestimmten Positionen
arretierbar angeordnet sind. Dies kann ohne weiteres mit
tels einfacher Klemmen an den Anlenkpunkten der Tauchkör
perelemente an den Schienen erfolgen.
Um zum Beispiel die Reaktionsoberfläche des erfindungs
gemäßen Festbettkörpers zu verdoppeln, kann zum Beispiel
nach Verschieben der auf einer Schiene angeordneten ersten
"Gardine" eine zweite "Gardine" auf dieselbe Schiene aufge
setzt werden, wodurch sich der Abstand der einzelnen Falten
entsprechend verringert.
Eine weitere Möglichkeit der Vergrößerung oder Verringerung
der zur Verfügung gestellten Reaktionsoberfläche ergibt
sich dann, wenn die Schienen selbst in ihrem Abstand zuein
ander einstellbar sind.
Vorzugsweise werden die einzelnen Tauchkörperelemente
so angeordnet, daß ihre Falten parallel zueinander ver
laufen, das heißt, daß eine Falte eines Elementes in eine
andere Falte eines benachbarten Elementes hineinragt,
jedoch im Abstand zu diesem angeordnet ist.
Durch die erfindungsgemäße Konfektionierung ist sicherge
stellt, daß die gesamte Oberfläche der einzelnen Tauch
körperelemente als Reaktionsfläche zur Verfügung steht,
weil Verbindungsstellen der einzelnen Elemente unterein
ander entfallen.
Die einzelnen Elemente können so angeordnet werden, daß
sich eine sinusförmige Geometrie in der Aufsicht von oben
ergibt, die Elemente können aber auch so angeordnet werden,
daß sich die sinusförmige Anordnung aus einer Seitenansicht
darstellt. Letztgenannte Ausführungsform ist insbesondere
wieder bei der Verwendung des Festbettkörpers als Tropf
körper vorteilhaft, weil dann entlang des Tropfenweges
von oben nach unten der Tropfen auf jeden Fall stets ein
oder mehrere Netze passieren muß und dabei mit großer Wahr
scheinlichkeit auf mindestens einen Festkörpersteg trifft.
Die Geometrie des Aufnahmebehälters kann beliebig sein.
Um jedoch möglichst das gesamte Volumen vorteilhaft auszu
nutzen, wird ein Aufnahmebehälter bevorzugt, der einen
rechteckigen oder quadratischen Querschnitt besitzt.
Vor allem zur Verwendung als Tauchkörper ist es vorteil
haft, wenn die vertikalen Wände oder Stützen des Aufnahme
behälters nach unten verlängert sind, so daß der Aufnahme
behälter nach Einsetzen in einer Regenerationswanne im
Abstand zu deren Boden steht. Hierdurch wird es ermöglicht,
unterhalb des Aufnahmebehälters Luftzuführeinrichtungen
anzuordnen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unter
ansprüchen sowie den sonstigen Anmeldungsunterlagen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs
beispieles näher erläutert. In der einzigen Figur ist
eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Fest
bettkörpers dargestellt.
Mit dem Bezugszeichen 10 ist ein Aufnahmebehälter gekenn
zeichnet, der als Rahmenkonstruktion ausgebildet ist,
bestehend aus einem oberen, rechteckförmigen Rahmenteil
12 und einem im Abstand dazu angeordneten baugleichen
unteren Rahmenteil 14. Die Rahmenteile 12, 14 werden durch
vier vertikale Stützen 16, 18, 20, 22 eckseitig miteinander
verbunden, die den unteren Rahmenteil 14 nach unten über
ragen.
Anstelle der dargestellten Rahmenkonstruktion könnte der
Aufnahmebehälter ohne weiteres auch zum Beispiel mit vier
Wänden und einem Boden ausgebildet sein, wobei jedoch
zumindest der Boden dann so gestaltet ist, daß er von
unten mit einem Behandlungsgas durchströmt werden kann.
Auch unterhalb des Rahmenteils 14 des dargestellten Auf
nahmebehälters 10 wird in der Praxis später mindestens
ein (nicht dargestellter) Gasspülstein angeordnet sein,
durch den Luft nach oben in das mit Wasser gefüllte Behand
lungsgefäß abgegeben wird, in dem der Aufnahmebehälter
10 vollständig einliegt. Aus vorstehendem ergibt sich
bereits, daß die dargestellte Anordnung zur Verwendung
als Tauchkörper gedacht ist. Folglich befindet sich der
gesamte Aufnahmebehälter 10 später unterhalb der Wasser
oberfläche.
Zwischen den schmalen Schenkeln 12 a, b des Rahmenteils
12 erstrecken sich im dargestellten Ausführungsbeispiel
drei Schienen 24, 26, 28, parallel zu den längeren Schen
keln 12 c, 12 d des Rahmenteils 12 und parallel sowie im
Abstand zueinander. Die Schienen 24, 26, 28 sind hier
an den schmalen Schenkeln 12 a, b ortsfest angelenkt.
Die Schienen 24, 26, 28 sind unterseitig T-förmig in Längs
richtung geschlitzt, wobei der horizontale T-Schenkel
innenseitig verläuft und der vertikale T-Schenkel nach
unten aus den Schienen 24, 26, 28 jeweils frei herausläuft.
In dem durch den horizontalen T-Schlitz ausgebildeten
Hohlraum verlaufen - ähnlich wie bei Gardinenstangen -
jeweils eine Vielzahl von Rollen, die mit einem Haken
verbunden sind, der mit seinem freien Ende unten aus dem
vertikalen T-Schlitz hervorragt.
Das freie hakenförmige Ende der einzelnen Rollen dient
- wiederum ähnlich wie bei Gardinen - zur Aufnahme korres
pondierender Tauchkörperelemente 30.
Jedes der drei dargestellten Tauchkörperelemente besteht
aus einem flächigen Kunststoffnetz, das im Abstand zuein
ander in die Haken der (nicht dargestellten) Rollen einge
hängt wird, wobei die Verbindungsstellen des Netzes mit
den Haken einen geringeren Abstand zueinander aufweisen
als der dazwischen verlaufende Abschnitt des Tauchkörper
elementes 30, so daß dieses - ähnlich wie eine Gardine -
zwischen den einzelnen Verbindungsstellen an den Schie
nen 24, 26, 28 faltenartig (sinusförmig) angeordnet ist.
Die Zuordnung der einzelnen Tauchkörperelemente 30 ist
so gewählt, daß diese parallel zueinander verlaufen, das
heißt, eine Ausbuchtung (Falte) eines Tauchkörperelemen
tes 30 in einer Ausbuchtung (Falte) des benachbarten Tauch
körperelementes 30 verläuft.
Es ist offensichtlich, daß durch Verschiebung der einzelnen
Netze entlang der korrespondierenden Schiene der Falten
abstand variiert werden kann und damit die zur Verfügung
gestellte Reaktionsoberfläche. Durch einfaches Aufziehen
eines weiteren Tauchkörperelementes auf ein und dieselbe
Schiene kann so die Reaktionsoberfläche für das zu behan
delnde Abwasser nahezu beliebig variiert werden.
Ebenso kann die durch die Tauchkörperelemente 30 zur Ver
fügung gestellte Reaktionsoberfläche dadurch vergrößert
oder verkleinert werden, daß mehr oder weniger als die
dargestellten drei Schienen 24, 26, 28 vorgesehen werden,
und vorzugsweise sind die Schienen 24, 26, 28 dann auch
entlang der schmalen Schenkel 12 a, b parallel zueinander
verschiebbar, so daß der Abstand zwischen den einzelnen
gardinenartigen Tauchkörperelementen beliebig eingestellt
werden kann.
Claims (14)
1. Festbettkörper für biologische Abwasserreinigung mit
einem, für einen Wasserdurchtritt durchbrochenen Auf
nahmebehälter (10) für einen Tauch- oder Tropfkörper
(30),
dadurch gekennzeichnet,
daß der Aufnahmebehälter (10) zumindest in seinem oberen
freien Randbereich mit einer oder mehreren Schienen
(24, 26, 28) ausgebildet ist, die sich quer und gegebenen
falls im Abstand zueinander über die freie Öffnungsweite
des Aufnahmebehälters (10) erstrecken, und an der oder
denen netzartige Tauch- oder Tropfkörper (30) sinusförmig
konfektioniert angelenkt sind.
2. Festbettkörper nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß im unteren freien Randbereich des Aufnahmebehälters
(10) eine der Zahl der Schienen (24, 26, 28) im oberen
freien Randbereich entsprechende Zahl von Schienen sich
quer und gegebenenfalls im Abstand zueinander über die
freie Öffnungsweite des Aufnahmebehälters (10) erstrecken
und der oder die Tauch- oder Tropfkörper (30) über ent
sprechende Verbindungselemente an den unteren Schienen
ebenfalls angelenkt sind, zur Führung der Tauch- oder
Tropfkörper (30) zwischen den oberen (24, 26, 28) und
unteren Schienen.
3. Festbettkörper nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Tauch- oder Tropfkörper entlang der Schienen
(24, 26, 28) verschiebbar angeordnet sind.
4. Festbettkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Tauch- oder Tropfkörper entlang der Schienen
in bestimmten Positionen arretierbar angeordnet sind.
5. Festbettkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die am oberen beziehungsweise unteren freien Rand
bereich des Aufnahmebehälters (10) angeordneten Schie
nen (24, 26, 28) jeweils parallel im Abstand zueinander
verlaufen und die Tauch- oder Tropfkörper (30) so zwischen
sich aufspannen, daß diese, in Längsrichtung betrachtet,
weitestgehend parallel zueinander verlaufen.
6. Festbettkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schienen in ihrem Abstand zueinander einstellbar
sind.
7. Festbettkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Tauch- oder Tropfkörper (30) in Längsrichtung
betrachtet so angeordnet sind, daß sich ihre sinusförmige
Ausrichtung in einer Aufsicht von oben ergibt.
8. Festbettkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Tauch- oder Tropfkörper (30) aus einem netzartigen
Kunststoffmaterial bestehen.
9. Festbettkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Tauch- oder Tropfkörper (30) nach Deformierung
zu einer vorgebbaren Konfektionierung in ihrer Zuord
nung formstabil sind.
10. Festbettkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Tauch- oder Tropfkörper (30) aus einem metall
drahtarmierten Kunststoffnetz bestehen.
11. Festbettkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder
8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Tauch- oder Tropfkörper in Längsrichtung betrach
tet so angeordnet sind, daß sich ihre sinusförmige Aus
richtung in einer seitlichen Ansicht ergibt.
12. Festbettkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Aufnahmebehälter (10) aus einer Rahmenkonstruktion
(12, 14, 16, 18, 20, 22) besteht.
13. Festbettkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die vertikalen Wände oder Stützen (16, 18, 20, 22)
den Aufnahmebehälter (10) nach unten überragen.
14. Festbettkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Aufnahmebehälter (10) in der Aufsicht eine Recht
eck- oder Quadratform aufweist.
Priority Applications (1)
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DE19883816285 Granted DE3816285A1 (de) | 1988-05-12 | 1988-05-12 | Festbettkoerper fuer biologische abwasserreinigung |
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