DE3921077C2

DE3921077C2 -

Info

Publication number: DE3921077C2
Application number: DE19893921077
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl.-Ing. Passail At Glasner
Original assignee: Waagner Biro AG
Current assignee: Waagner Biro AG
Priority date: 1988-07-08
Filing date: 1989-06-28
Publication date: 1992-02-06
Also published as: DE3921077A1; AT392636B; ATA177488A

Description

Die Erfindung betrifft ein biologisches Filter für Wasserreinigungsanlagen mit Rückspüleinrichtung und abgesetzten Kontaktkörpern, insbesondere nach biologi schen Kläranlagen mit Kontaktkörpern.The invention relates to a biological filter for water purification systems Backwashing device and remote contact bodies, especially according to biologi treatment plants with contact bodies.

Es sind Filter für Wasserreinigungsanlagen in zahlreichen Bauarten bekannt, deren Nachteile im relativ großen Druckverlust beim Reinfiltervorgang besteht, wobei die Filter oftmals vom aeroben in den anaeroben Bereich umschlagen und so zu Ge ruchsproblemen werden.Filters for water purification systems in numerous designs are known, the Disadvantages are the relatively large pressure loss during the clean filtering process the filters often change from the aerobic to the anaerobic range and thus to Ge smell problems.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, den genannten Nachteilen zu be gegnen und ist dadurch gekennzeichnet, daß das Filter aus mehreren parallel ge schalteten Kammern besteht, die einzeln zwecks Rückspülung abschaltbar sind und deren Seitenwände und/oder Böden, zumindest teilweise, als Lochbleche ausgebildete Filterflächen vorgeschaltet sind, die mit Kontaktkörpern belegt sind, die von organischen Substanzen, wie z. B. Sägespänen, Rindenstückchen und/oder Schaumstoff, gebildet sind und die mit biologischem Rasen belegten Kontaktköper im Flüssigkeitsraum zurückhalten, und daß in den einzelnen Kammern, vorzugsweise in mehreren Höhen über dem Boden, regelbare Gaszuführungsorgane für das zu filtrierende Medium und zur zeitweisen Auflockerung der abgesetzten Kontaktkörper und deren Abreinigung vorgesehen sind, wobei im Zulaufbereich des Filters schwimmende bzw. schwebende Kontaktkörper vorgesehen sind, die durch dauernde Gaszufuhr bzw. den Zulauf in Bewegung gehalten werden. Diese Bauweise ermöglicht einen kontinuierlichen Betrieb ohne Gefahr einer Verschlammung des Filters und erhöht durch reinigungsfreundliche Konstruktion die Verfügbarkeit der Anlage.The invention has set itself the task of being the disadvantages mentioned oppose and is characterized in that the filter from several parallel ge switched chambers, which can be switched off individually for backwashing and whose side walls and / or bottoms, at least partially, as perforated plates trained filter surfaces are upstream, which are covered with contact bodies are those of organic substances, such as. B. sawdust, pieces of bark and / or foam, are formed and those covered with organic turf Hold contact body in the liquid space, and that in the individual chambers, preferably at several heights above the ground, adjustable gas supply elements for the medium to be filtered and to temporarily loosen the sediment Contact body and their cleaning are provided, wherein in the inlet area of the Filters floating or floating contact body are provided by continuous gas supply or the inlet are kept in motion. This design enables continuous operation without the risk of silting up the Filters and increases the availability of the Investment.

Vorzugsweise sind die Filterflächen an den Seitenflächen auf die benetzten Flächen unterhalb der betrieblichen Spielschwankungen begrenzt. Diese Ausgestaltung vermindert die Gestankbildung. Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal sind die einzelnen Filterkammern durch ablaufseitige Verbindungen als kommunizierende Behälter geschaltet, so daß Schlammanbackungen an den Filterflächen einer Kammer, insbesondere an und zwischen den Kontaktkör pern, vom Filtrat der anderen Kammern beim Absenken des Flüssigkeitsniveaus in den Flüssigkeitsraum der zu spülenden Kammern rückführbar und aus diesem im Flüs sigkeitsstrom entfernbar. Diese erfindungsgemäße Ausgestaltung der Rückspülung verhindert eine Krustenbildung und vermeidet in der Folge Betriebsstillstände. The filter surfaces are preferably wetted on the side surfaces Areas limited below the operational game fluctuations. These Design reduces stink formation. According to another The feature of the invention are the individual filter chambers through the outlet side Connections switched as communicating containers, so that sludge caking on the filter surfaces of a chamber, in particular on and between the contact bodies pern, from the filtrate of the other chambers when lowering the liquid level in the liquid space of the chambers to be rinsed is traceable and out of it in the river liquid flow removable. This embodiment of backwashing according to the invention prevents crust formation and consequently avoids downtimes.

Insbesondere ist der Filterzulauf über gelochte oder poröse Rohre oder Schläuche geführt, und ist nach Abschalten des Zulaufs durch Rückspülen der Grobschlamm oder der Überschußschlamm durch Ausspülen der Rohre oder Schläuche oder über eine Schnecke mechanisch abführbar. Diese erfindungsgemäße Ausgestaltung ist für Kleinanlagen aus betriebswirtschaftlicher Sicht eine besonders günstige Lösung. Vorzugsweise sind die Kontaktkörper im Filter artgleich mit Kontaktkörpern in den biologischen Stufen der Kläranlage und insbesondere biologisch abbaubar. Diese erfindungsgemäße Ausgestaltung ist für mehrstufige Kläranlagen mit biologischen Kontaktkörpern eine betriebswirtschaftliche Optimallösung und bringt für eine Anlage mit Klärgasverwertung eine Verminderung des Deponiebedarfes.In particular, the filter inlet is through perforated or porous pipes or hoses out, and is after rinsing the inlet by backwashing the coarse sludge or the excess sludge by rinsing out the pipes or hoses or via a Mechanically removable screw. This embodiment of the invention is for From a business perspective, small systems are a particularly inexpensive solution. The contact bodies in the filter are preferably of the same type as contact bodies in the biological stages of the sewage treatment plant and in particular biodegradable. These The inventive design is for multi-stage sewage treatment plants with biological Contact bodies an optimal business solution and brings for one Plant with sewage gas recycling a reduction in landfill requirements.

Die Erfindung wird anhand der schematischen Fig. 1 bis 3 beispielsweise erklärt. So zeigtThe invention is explained for example on the basis of the schematic FIGS. 1 to 3. So shows

Fig. 1 eine Kläranlage, Fig. 1 a water treatment plant,

Fig. 2 einen Filter einer Kläranlage im Detail und Fig. 2 shows a filter of a sewage treatment plant in detail and

Fig. 3 eine Filterkammer gemäß Fig. 2 in einer variierten Bauweise. Fig. 3 is a filter chamber in FIG. 2 in a varied construction.

In Fig. 1 ist schematisch eine Kläranlage dargestellt, die aus einer oder mehre ren biologischen Abbaustufen 1 beteht, die von der zu reinigenden Substanz gemäß Pfeil 2, 2′, 2′′, 2′′′ durchströmt werden, wobei zwischen den Pfeilen 2′ und 2′′ ein Schlammabsatzbecken 3 eingeschaltet werden kann, in dem eine Vorabscheidung des Schlammes zwecks Rückführung zur Vermeidung von Schlammverlusten und auch zwecks Abführung des Überschußschlammes, insbesondere bei Hochlastanlagen, zweckmäßig erfolgen kann. Als letzte Stufe ist schließlich das erfindungsgemäße Filter 4 vorgesehen, welches aus mehreren Kammern 5, 5′, 5′′ besteht, die einzeln abge schaltet und einer Rückspülung zugeführt werden können, wodurch eine ständige Reinigung erreicht wird. Die biologische Kläranlage 1 und auch das Filter 4 haben eine eigene Gas-, bzw. Luft- oder Sauerstoffversorgung 6 und eine Schlammrückfüh rung 7, die insbesondere bei der Rückspülung der Filterflächen in Erscheinung tritt. Die Erfindung betrifft die Ausgestaltung des Filters 4, welches in Fig. 2 in einer Konstruktionsvariante näher erläutert wird. Das Filter 4 besteht aus beispielsweise drei parallel geschalteten Filterkammern 5, 5′, 5′′, wobei die Kam mer 5′′ im Betriebszustand während des Rückspülens gezeichnet wurde. Das gereinig te Abwasser, welches noch Schlammflocken beinhaltet, wird über die Leitung 2′′ herangeleitet und auf die einzelnen Filterkammern 5, 5′, 5′′, aufgeteilt. Die ein zelnen Filterkammern weisen an den Wänden 8 und am Boden Lochbleche 9 auf, durch welche das Filtrat hindurchtritt und die Schlammflocken zurückgehalten werden. Die Zurückhaltung der Schlammflocken wird dadurch erleichtert, daß in der zu rei nigenden Flüssigkeit schwebende, vorzugsweise organische, Kontaktkörper in Art von Füllkörpern vorgesehen sind, die beispielsweise von Sägespänen, Rindenstück chen und anderen pflanzlichen Abfallstoffen als auch Schaumstoffen mit Dichten 1,0 bis 1,2, vorzugsweise aus Polyurethanschaum gebildet sind, die sich gegebe nenfalls auch zersetzen können. Dies hat den Vorteil, daß die Schlammteilchen sich an diesen Kontaktkörpern festhalten, hier einen biologischen Bewuchs bilden und so durch die Lochbleche 9 zurückgehalten werden, wodurch sich ein geringer Druckverlust beim Filtrieren ergibt. Um Geruchsbildungen entgegenzuwirken, sind diese Lochbleche 9 unterhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordnet, so daß sie auch bei Spiegelschwankungen immer benetzt sind. Damit ferner die Flüssigkeit im aero ben Betrieb stets mit Sauerstoff versorgt wird, sind Belüftungseinrichtungen in unterschiedlichen Höhen vorgesehen (punktierte Linien), die im wesentlichen aus einem feinverteilten Düsensystem bestehen, durch welches z. B. Preßluft oder Rein sauerstoff bedarfsentsprechend der Flüssigkeit bzw. dem Flüssigkeitskontaktkör pergemisch zugeführt wird. Die Düsensysteme teilen den Flüssigkeitsraum im Filter 4 in einen durchwirbelten und einen stagnierenden Teilraum, wobei der stagnieren de Teilraum unterhalb der Düsensysteme angeordnet ist. Für den anaeroben Betrieb ist die Belüftung nicht notwendig, die Fluidisierung der Kontaktkörper erfolgt durch den Zulauf und rückgeführtes Biogas, wobei der durchwirbelte Raum im Be reich der Abwassereinleitung 2′′ angeordnet ist, während die stagnierende, stauen de Strömung an den Lochblechen 9 auftritt und dort die Ablagerung der Kontaktkör per ermöglicht. Die periodische Auflockerung der Kontaktkörper bewirkt eine Ge genwirkung durch Zerreißen der Bindungen zwischen den Kontaktkörpern, so daß keine Verhärtung auftritt und der Bewuchs reaktiviert wird. Darüber hinaus tritt auch eine Erneuerung bzw. ein Austausch von Kontaktkörpern in der ruhenden Schicht auf. Wird nun eine Kammer rückgespült, so wird der Schlammabfluß in Bo dennähe über die Leitungen 11, 11′, die letzten Endes in die Rückspülleitung 7 münden, geöffnet, wobei als Spülflüssigkeit ein Teil des Flüssigkeitsinhaltes des Filters 4 dient, wobei die einzelnen Kammern 5, 5′, 5′′ als kommunizierende Gefäße miteinander verbunden sind. Dadurch wird die Strömung in den Lochblenden 9 umge kehrt, und der abgespülte Schlamm wird über die Leitungen 11, 11′ abgeführt. Die Konstruktion nach Fig. 2 ist besonders sinnvoll, wenn das Schlammabsetzbecken 3 nach Fig. 1 vorhanden ist, wie dies bei Hochlastanlagen, das sind Anlagen mit hoher Schlammkonzentration, üblich ist. Bei Anlagen mit niedriger Schlammkonzen tration empfiehlt sich eine Kammerkonstruktion, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, die ebenfalls im Zustand der Rückspülung gezeichnet ist. In diesem Fall führt die Zuführung 2′ für die zu reinigende Flüssigkeit über beispielsweis drei Zuläufe 12, die in eigene Filtersäcke 13 führen, die den Schlamm aus den biologi schen Klärstufen anstelle des Schlammabsetzbeckens 3 zurückhalten und die Flüs sigkeit filtrieren. Bei der Rückspülung wird nun das Abflußende der Schläuche 13 durch das Ventil 14 geöffnet, so daß der Schlauchinhalt abfließen kann, und die Flüssigkeit von außen in den Schlauch eindringt und den an der Innenseite haften den Schlamm dadurch abspült. Gegebenenfalls kann dann noch die Innenseite des Schlauches durch Öffnung der Zuleitung 12 nachgespült werden. Diese Rückspülung erfolgt unabhängig von der Reinigung der Lochbleche 9, kann aber auch mit dieser simultan erfolgen. Für die Rückspülung dieser Lochbleche 9 ist dann, wie in Fig. 2 beschrieben, der Effekt der kommunizierenden Kammern zuständig.In Fig. 1 a wastewater treatment plant is shown schematically, which consists of one or more ren biodegradation stages 1 , which are flowed through by the substance to be purified according to arrow 2, 2 ', 2'',2''' , between the arrows 2 ' And 2'' a sludge sedimentation basin 3 can be switched on, in which a preliminary separation of the sludge for the purpose of recycling to avoid sludge losses and also for the removal of the excess sludge, in particular in high-load systems, can advantageously be carried out. Finally, the filter 4 according to the invention is provided as the last stage, which consists of a plurality of chambers 5, 5 ', 5'' , which switches individually and can be fed to a backwash, thereby achieving constant cleaning. The biological sewage treatment plant 1 and the filter 4 have their own gas or air or oxygen supply 6 and a Schlammrückfüh tion 7 , which occurs in particular in the backwashing of the filter surfaces. The invention relates to the design of the filter 4 , which is explained in more detail in a construction variant in FIG. 2. The filter 4 consists of, for example, three filter chambers 5, 5 ', 5'' connected in parallel, the cam mer 5''was drawn in the operating state during backwashing. The cleaned wastewater, which still contains sludge flakes, is passed through line 2 '' and divided into the individual filter chambers 5, 5 ', 5'' . The individual filter chambers have perforated plates 9 on the walls 8 and on the bottom, through which the filtrate passes and the sludge flakes are retained. The retention of the mud flakes is facilitated by the fact that floating, preferably organic, contact bodies are provided in the manner of fillers in the liquid to be cleaned, such as sawdust, pieces of bark and other vegetable waste materials, as well as foams with densities of 1.0 to 1, 2, are preferably formed from polyurethane foam, which may also decompose if necessary. This has the advantage that the sludge particles adhere to these contact bodies, form biological growth here and are thus retained by the perforated plates 9 , which results in a low pressure loss during filtration. In order to counteract the formation of odors, these perforated plates 9 are arranged below the liquid level, so that they are always wetted even when the mirror fluctuates. So that the liquid in aero ben operation is always supplied with oxygen, ventilation devices are provided at different heights (dotted lines), which consist essentially of a finely divided nozzle system, through which z. B. compressed air or pure oxygen according to the liquid or the liquid contact body is mixed. The nozzle systems divide the liquid space in the filter 4 into a swirling and a stagnating subspace, the stagnating subspace being arranged below the nozzle systems. For anaerobic operation, the ventilation is not necessary, the contact bodies are fluidized by the inlet and recirculated biogas, the swirled space in the loading area of the waste water discharge 2 '' being arranged, while the stagnant, jamming flow occurs at the perforated plates 9 and there the deposition of the contact body allows. The periodic loosening of the contact bodies has a counteracting effect by breaking the bonds between the contact bodies, so that no hardening occurs and the vegetation is reactivated. In addition, there is also a renewal or exchange of contact bodies in the resting layer. If a chamber is now backwashed, the sludge drain near Bo is opened via lines 11, 11 ' , which ultimately end in the backwash line 7 , part of the liquid content of the filter 4 serving as the flushing liquid, the individual chambers 5, 5 ', 5'' are connected as communicating vessels. As a result, the flow in the pinhole 9 is reversed, and the rinsed sludge is discharged via the lines 11, 11 ' . The construction according to FIG. 2 is particularly useful if the sludge settling basin 3 according to FIG. 1 is present, as is customary in high-load systems, ie systems with a high sludge concentration. In systems with low sludge concentration, a chamber construction is recommended, as shown in Fig. 3, which is also drawn in the state of backwashing. In this case, the feed leads 2 ' for the liquid to be cleaned via, for example, three inlets 12 , which lead to their own filter bags 13 , which retain the sludge from the biological clarification stages instead of the sludge settling basin 3 and filter the liquid. During the backwashing, the outflow end of the hoses 13 is now opened by the valve 14 , so that the hose content can flow out, and the liquid penetrates into the hose from the outside and the mud, which adheres to the inside, is thus rinsed off. If necessary, the inside of the hose can then also be rinsed by opening the feed line 12 . This backwashing takes place independently of the cleaning of the perforated plates 9 , but can also be carried out simultaneously with this. Then, as described in FIG. 2, the effect of the communicating chambers is responsible for backwashing these perforated plates 9 .

Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, dieselben Kontaktkörper im Filter zu verwenden, die auch in der biologischen Stufe verwendet werden, so daß bei der Rückführung des Rückspülschlammes in die biologische Stufe über die Leitung 7 es zu keinen unerwünschten Durchmischungen artfremder Trägermaterialien kommen kann, bzw. können zur Rückhaltung von Trägern und Bioschlamm Entwässerungsschnecken eingesetzt werden werden.It has proven to be expedient to use the same contact bodies in the filter that are also used in the biological stage, so that when the backwash sludge is returned to the biological stage via line 7, undesired mixing of foreign carrier materials cannot occur, or can be used to retain carriers and bio-sludge drainage screws.

Während des Betriebes der Anlage lagern sich Kontaktkörper mit biologischem Rasen an den Lochblechen 9 an und werden von Zeit zu Zeit durch Belüftungsstöße bzw. Gas aufgelockert, wobei es zu Abreinigungseffekten kommt, und der Schlamm besser verteilt wird, so daß die Intervalle für die Rückspülung vergrößert werden. Gleichzeitig werden schwebende bzw. schwimmende Kontaktkörper gegen bislang ru hende Kontaktkörper ausgetauscht, so daß der biologische Rasen auf den Kontakt körpern durch den Wechsel der Begasung reanimiert (reaktiviert) wird.During the operation of the plant, contact bodies with organic turf accumulate on the perforated plates 9 and are loosened from time to time by aeration or gas, which leads to cleaning effects, and the sludge is better distributed, so that the intervals for backwashing are increased will. At the same time, floating or floating contact bodies are replaced by previously resting contact bodies, so that the biological lawn on the contact bodies is reanimated (reactivated) by the change in fumigation.

Bei der Durchführung von praktischen Versuchen an diesem neuen Filter hat es sich überraschenderweise ergeben, daß die Filterwirkung durch Lochbleche, die relativ einfach freigehalten werden können, möglich ist, und daß das Filtervolumen auch bei großen Durchsätzen klein gehalten werden kann. Insbesondere durch die Ein schaltung von einem Schlammabsetzbecken 3, sozusagen als Vorfilter, lassen sich große Standzeiten zwischen den Rückspülungen erreichen, so daß in den meisten Fällen mit einer Dreikammerteilung das Auslangen gefunden werden kann. In diesem neuen Filter lassen sich auch problematische Abwasser, also Abwasser mit Bläh schlammbildung bzw. Schwimmschlamm und Abwasser mit Denitrifikationsproblemen problemlos behandeln, wobei lediglich darauf zu achten ist, daß diese Filter im aeroben Betrieb gefahren werden, wodurch die Luft- oder Sauerstoffzuführung im Filter verantwortlich ist. In diesem Fall tritt eine weitere Reinigung auf, so daß das Filter als zweite oder dritte biologische bzw. biologisch-mechanische Reinigungsstufe bezeichnet werden kann.When carrying out practical tests on this new filter, it has surprisingly been found that the filter effect is possible through perforated plates, which can be kept relatively simple, and that the filter volume can be kept small even with large throughputs. In particular, by switching a sludge settling basin 3 , so to speak as a pre-filter, long service lives can be achieved between the backwashes, so that in most cases a three-chamber division can be used. In this new filter, problematic wastewater, i.e. wastewater with bulky sludge formation or floating sludge and wastewater with denitrification problems, can be treated without any problems, whereby it is only necessary to ensure that these filters are operated in aerobic operation, which means that the air or oxygen supply in the filter is responsible is. In this case, a further cleaning occurs, so that the filter can be referred to as a second or third biological or biological-mechanical cleaning stage.

Auf Grund der guten Schlammrückhaltung eignet sich das Filter auch für den ana eroben Betrieb, wodurch eine hohe Prozeßstabilität erreicht wird. Beim Rückspülen muß jedoch zum Auflockern die Spülwassermenge erhöht werden bzw. statt Luft oder Sauerstoff das gebildete Biogas verwendet werden.Due to the good sludge retention, the filter is also suitable for the ana eroben operation, whereby a high process stability is achieved. When backwashing However, the amount of rinse water must be increased to loosen up or instead of air or Oxygen the biogas formed can be used.

Claims

1. Biological filter for water purification systems with backwashing device and remote contact bodies, in particular after biological sewage treatment plants with contact bodies, characterized in that the filter consists of several chambers ( 5, 5 ', 5'' ) connected in parallel, which can be switched off individually for backwashing and their Side walls ( 8 ) and / or bottoms are at least partially upstream as perforated plates ( 9 ) formed filter surfaces, which are covered with contact bodies that are from organic substances such. B. sawdust, pieces of bark and / or foam, are formed and retain the contact body occupied with organic lawn in the liquid space, and that in the individual chambers ( 5, 5 ', 5'' ), preferably at several levels above the ground, controllable gas supply elements for the medium to be filtered and for the temporary loosening of the deposited contact bodies and their cleaning are provided, whereby floating or floating contact bodies are provided in the inlet area of the filter, which are kept in motion by continuous gas supply or the inlet.

2. Filter according to claim 1, characterized in that the filter surfaces on the Side surfaces on the wetted surfaces below the company mirror fluctuations are limited.

3. Filter according to claim 1, characterized in that the individual filter chambers ( 5, 5 ', 5'' ) are connected through outlet-side connections as communicating containers ter, so that sludge caking on the filter surfaces of a chamber, in particular on and between the contact bodies , from the filtrate of the other chambers when lowering the liquid level into the liquid space of the chambers to be rinsed and can be removed from this in the liquid flow.

4. Filter according to claim 1 or 3, characterized in that the filter inlet is guided through perforated or porous tubes or hoses ( 13 ), and that after switching off the inlet by backwashing the coarse sludge or the excess sludge by rinsing the tubes or hoses ( Fig . 3) or via a worm mechanically discharged (Fig. 3).

5. Filter according to claim 1, characterized in that the contact body in Filters of the same type with contact bodies in the biological stages of Wastewater treatment plant and in particular are biodegradable.