DE4001482C1

DE4001482C1 - Nitration bed, for waste water contg. nitrogenous organic cpds. - comprises assembly in circular tank comprising blocks on supports for bacteria supplied with oxygen

Info

Publication number: DE4001482C1
Application number: DE19904001482
Authority: DE
Inventors: Leonhard Dipl.-Ing. Fuchs; Martin 5440 Mayen De Fuchs
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-01-19
Filing date: 1990-01-19
Publication date: 1991-04-18
Anticipated expiration: 2010-01-20

Abstract

Nitration bed for converting to nitrates the nitrogenous organic cpds. in waste water forms a fixed square or rectangular assembly centrally mounted in a circular tank for liq. sewage. The bed may be formed of blocks, superimposed or laterally adjacent, of perforated supports for bacteria supplied with oxygen by air bubbling upwards through the bed. This aerated the straight bed sides and the circular tank wall maintaining constant circulation. The bed may be subdivided by vertical partition. ADVANTAGE - With uniform sewage flow maintained in entire bed, nitrification is efficient and clogging risk low.

Description

Die Erfindung betrifft ein Nitrifikationsbecken der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to a nitrification tank in the Preamble of claim 1 specified type.

Unter Nitrifikation versteht man die Oxidation des bei der Zersetzung stickstoffhaltiger organischer Substan zen (z. B. Eiweiß) entstehenden Ammoniums zu Nitrat. Diese Umsetzung erfolgt mit Hilfe von Bakterien, den Nitrifikanten. Bei einer anschließenden Denitrifikation des Nitrats NO₃ entweicht der Stickstoff gasförmig in die Atmosphäre.Nitrification is the oxidation of the ammonium that forms during the decomposition of nitrogenous organic substances (e.g. protein) to nitrate. This implementation takes place with the help of bacteria, the nitrifying bacteria. During a subsequent denitrification of the nitrate NO _3, the nitrogen escapes into the atmosphere in gaseous form.

Es ist bekannt, die Nitrifikation in Nitrifikations becken durchzuführen, die am Beckenboden eine Druck luftbelüftung aufweisen, über der ein durchlässiges Festbett angeordnet ist. Das Festbett besteht aus einem Körper mit hohem Oberflächenanteil pro Volumen zur An lagerung eines Biofilms für das Wachstum der langsam wachsenden nitrifizierenden Bakterien. Zur Sauerstoff versorgung der Bakterien strömt die von der Druckluft belüftung erzeugte feinblasige Luft durch das Festbett hindurch. Zur Erzielung einer optimalen Abbauleistung und eines stabilen Betriebes ist das Nitrifikations becken derart ausgebildet, daß eine gerichtete Strö mungswalze entsteht, die dadurch erreicht wird, daß Festbett und Belüftung außermittig im Beckenkörper an geordnet sind. Derartige Nitrifikationsbecken sind be schrieben in DE-Z Korrespondenz Abwasser, Heft 2, 1988, 120-126 und in DE-Z "gwf-wasser/abwasser" 127 (1986), Heft 9, 421-428.It is known nitrification in nitrification perform cymbal pressure on the pelvic floor have air ventilation over which a permeable Fixed bed is arranged. The fixed bed consists of one Body with a high proportion of surface area per volume Storage of a biofilm for slow growth growing nitrifying bacteria. To oxygen The supply of bacteria flows through the compressed air ventilation created fine-bubble air through the fixed bed through. To achieve optimal mining performance and stable operation is nitrification basin formed such that a directed stream mung roller arises, which is achieved in that Fixed bed and ventilation off-center in the pelvic body are ordered. Such nitrification tanks are wrote in DE-Z Korrespondenz Abwasser, Issue 2, 1988, 120-126 and in DE-Z "gwf-wasser / abwasser" 127 (1986), Issue 9, 421-428.

Die bekannten Nitrifikationsbecken haben rechteckige Beckenkörper aus Beton. Solche rechteckigen Becken körper sind aufwendig und teuer in ihrer Herstellung und sie erfordern häufig zusätzliche Abstützungen der Seitenwände, insbesondere bei einer großen Beckengröße. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß sich in den Ecken eines derartigen Nitrifikationsbeckens Totwasser bereiche bilden, die zur Verschlammung neigen. Dadurch wird die Leistungsfähigkeit der Nitrifikationsbecken verringert.The known nitrification tanks have rectangular ones Basin body made of concrete. Such rectangular pools bodies are complex and expensive to manufacture and they often require additional supports Side walls, especially with a large pool size. Another disadvantage is that in the Corners of such a nitrification basin dead water Form areas that tend to silt up. Thereby is the performance of the nitrification basin decreased.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Nitrifi kationsbecken der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, das mit geringen Kosten und hoher Stabilität herstellbar ist und bei dem von der Strömungswalze sämtliche Bereiche erfaßt werden, so daß sich eine bessere Volumenausnutzung und damit eine höhere Leistungsfähigkeit bei geringerer Verschlam mungsgefahr ergibt.The invention has for its object a nitrifi cation basin in the preamble of claim 1 specified type to create that at low cost and high stability is producible and in which the flow roller all areas are covered, so that better volume utilization and thus a higher performance with less clogging risk of injury.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 ange gebenen Merkmalen. This object is achieved with the invention in the characterizing part of claim 1 given characteristics.

Bei dem erfindungsgemäßen Nitrifikationsbecken ist der Beckenkörper ein Rundbeckenkörper, in dem das eckige Festbett derart angeordnet ist, daß der Rückströmungs weg der Strömungswalze von dem entsprechenden Rund bogenabschnitt des Beckenkörpers und der Seitenwand des Festbetts begrenzt ist. Auf diese Weise ergeben sich mehrere Rückströmwege von bogenförmigem Querschnitt, die mit hoher Gleichmäßigkeit durchströmt werden, so daß mehrere Strömungswalzen gebildet werden und alle Randbereiche des Beckens in Rückströmungswegen ent halten sind. Die Eckbereiche der Rückströmwege, die besonders zur Totwasserbildung neigen, befinden sich konzentriert und in großer Nähe zu dem Festkörper, so daß in diesen Eckbereichen ein stärkere Rückströmung erfolgt.In the nitrification basin according to the invention Basin body a round basin body in which the angular Fixed bed is arranged such that the backflow away from the flow roller from the corresponding round Bow section of the pelvic body and the side wall of the Fixed bed is limited. This way several return flow paths of arcuate cross-section, which are flowed through with high uniformity, so that several flow rolls are formed and all Edge areas of the basin in return flow paths ent are holding. The corner areas of the return flow paths, the are particularly prone to the formation of dead water concentrated and in close proximity to the solid, so that a stronger backflow in these corner areas he follows.

Durch die Kombination eines Rundbeckens mit einem eckigen Festbettkörper, der gerade Seitenflächen auf weist, entstehen im Randbereich des Beckens Bogen abschnitte, die von dem Festbett frei sind und die in vorteilhafter Weise für die Rückströmung ausgenutzt werden. Die sich dabei ergebenden Strömungsverhältnisse bewirken eine über die verfügbare Rückströmfläche gleichmäßig verteilte Rückströmung der Strömungswalze.By combining a round pool with a angular fixed bed body, the straight side surfaces on points, arches arise in the edge area of the basin sections that are free of the fixed bed and that in exploited advantageously for the backflow will. The resulting flow conditions cause over the available backflow area evenly distributed backflow of the flow roller.

Darüberhinaus ist von Bedeutung, daß Rundbecken sich mit entsprechenden Rundschalungen sehr viel einfacher herstellen lassen als rechteckige Becken, die indivi duelle Betonschalungen für die einzelnen Beckenwände benötigen. Außerdem ist die Stabilität von Rundbecken viel größer als diejenige von eckigen Becken und der erforderliche Materialeinsatz aus Bewehrungseisen und Beton ist geringer. In addition, it is important that round pools much easier with appropriate circular formwork can be produced as rectangular basins, the individual duel concrete formwork for the individual pool walls need. In addition, the stability of round pools much larger than that of angular pools and the required use of reinforcement iron and Concrete is less.

Das erfindungsgemäße Nitrifikationsbecken kann wahl weise als einstufiges Becken oder als zwei- oder mehr stufiges Becken ausgebildet sein. Bei einem mehrstufi gen Becken ist mindestens eine Trennwand vorhanden, die die Stufen voneinander trennt. Die Nitrifikation ist bei gleichem Beckenvolumen effektiver, wenn sie mehr stufig durchgeführt wird, d. h. wenn das Abwasser nach der ersten Nitrifikationsstufe einer zweiten Nitrifika tionsstufe in einem anderen Behälter zugeführt wird.The nitrification basin according to the invention can be chosen wise as a single-stage basin or as two or more tiered basin. With a multi-level Towards the pool there is at least one partition, the separates the stages. The nitrification is with the same pelvic volume, more effective if more is carried out in stages, d. H. if the wastewater after the first nitrification stage of a second nitrification agent tion stage is supplied in another container.

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.The following are with reference to the Drawings embodiments of the invention closer explained.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Draufsicht eines einstufigen Nitrifika tionsbeckens, Fig. 1 is a plan view of a single stage Nitrifika tion basin,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1, Fig. 2 is a vertical section along the line II-II of Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Festbett körpers zur Bildung des Festbetts, Fig. 3 is a perspective view of a fixed-bed body to form the fixed bed,

Fig. 4 eine Draufsicht eines zweistufigen Nitrifika tionsbeckens, Fig. 4 is a plan view of a two-stage Nitrifika tion basin,

Fig. 5 eine Draufsicht eines anderen zweistufigen Nitrifikationsbeckens, Fig. 5 is a plan view of another two-stage nitrification basin,

Fig. 6 eine Draufsicht eines dreistufigen Nitrifika tionsbeckens, Fig. 6 is a plan view of a three-stage Nitrifika tion basin,

Fig. 7 eine Draufsicht eines anderen dreistufigen Nitrifikationsbeckens, Fig. 7 is a plan view of another three-stage nitrification basin,

Fig. 8 eine Draufsicht eines vierstufigen Nitrifika tionsbeckens und Fig. 8 is a plan view of a four-stage nitrification basin and

Fig. 9 eine Draufsicht eines anderen vierstufigen Nitrifikationsbeckens. Fig. 9 is a plan view of another four-stage nitrification basin.

Das Nitrifikationsbecken der Fign. 1 und 2 besteht aus einem zylindrischen Beckenkörper 10 aus Beton, der nach oben hin offen ist. Die Seitenwand ist mit 11 und die Bodenwand mit 12 bezeichnet. Auf der Bodenwand 12 steht ein Gestell 13, unter dem die aus mehreren Druckluft verteilern bestehende Belüftungsvorrichtung 14 angeord net ist. Die Belüftungsvorrichtung 14 ist an eine Druck luftquelle angeschlossen und aus ihr tritt feinblasig verteilte Luft aus, die im Abwasser 15 aufsteigt.The nitrification basin of FIGS. 1 and 2 consists of a cylindrical basin body 10 made of concrete, which is open at the top. The side wall is designated 11 and the bottom wall 12 . On the bottom wall 12 there is a frame 13 , under which the existing ventilation device 14 is distributed from a plurality of compressed air is angeord net. The ventilation device 14 is connected to a compressed air source and from it emerges fine-bubble air that rises in the waste water 15 .

Das Gestell 13 trägt das Festbett 16, das aus zahl reichen Festbettkörpern 17 der in Fig. 3 dargestellten Art zusammengesetzt ist. Das Festbett 16 hat insgesamt quadratischen Querschnitt, jedoch kann ein hiervon ab weichender rechteckiger Querschnitt benutzt werden. Das Festbett 16 ist ein Quader, dessen Seitenwände 18 - in Draufsicht betrachtet - Sekanten zur Wand 11 des Beckenkörpers 10 bilden, wobei die Ecken 19 des Fest bettgrundrisses bis an die Seitenwand 11 des Becken körpers heranreichen. Zwischen jeder Seitenwand 18 des Festbetts 16 und dem zugehörigen Bogenabschnitt 20 der Seitenwand 11 wird ein Rückströmkanal 21 gebildet.The frame 13 carries the fixed bed 16 , which is composed of numerous rich fixed bed bodies 17 of the type shown in Fig. 3. The fixed bed 16 has a square cross-section overall, but a rectangular cross-section deviating therefrom can be used. The fixed bed 16 is a cuboid, the side walls 18 - viewed in plan view - form secants to the wall 11 of the pelvic body 10 , the corners 19 of the fixed bed plan reaching up to the side wall 11 of the pelvic body. A backflow channel 21 is formed between each side wall 18 of the fixed bed 16 and the associated arc section 20 of the side wall 11 .

Gemäß Fig. 2 ist das Festbett 16 im Abwasser 15 voll ständig getaucht angeordnet. Der (nicht dargestellte) Einlaß kann sich am Beckenkörper an beliebiger Stelle oben oder unten befinden, während der Auslaß vorzugs weise im oberen Bereich angeordnet ist. Die Belüftungs vorrichtung ist vorzugsweise ausschließlich unter dem Festbett 16 angeordnet, so daß die gesamte ausströmende Luft durch das Festbett hindurch aufsteigt und damit den Biofilm, der den Lebensraum für die Nitrifikanten bildet, durchströmt. Das dabei mitbewegte Wasser strömt in den Rücklaufwegen 21 außerhalb des Festbetts 16 zu rück zur Beckensohle.Referring to FIG. 2, the fixed bed 16 is disposed fully constantly immersed in the waste water 15 °. The (not shown) inlet can be located anywhere on the pelvic body above or below, while the outlet is preferably arranged in the upper region. The ventilation device is preferably arranged exclusively under the fixed bed 16 , so that all the outflowing air rises through the fixed bed and thus flows through the biofilm that forms the habitat for the nitrifying bacteria. The water that is moved thereby flows in the return paths 21 outside the fixed bed 16 back to the pelvic floor.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines der zahl reichen Festkörper 17, aus denen das Festbett 16 zu sammengesetzt ist. Diese handelsüblichen Festbettkörper 17 bestehen aus zylindrischen Maschenröhren 22 aus Kunststoff, beispielsweise aus Polypropylen. Die Maschenrohre sind durch Verschweißung untereinander verbunden. Sie stehen senkrecht und sind insgesamt zu einem quaderförmigen Block vereinigt. Zahlreiche solcher in Fig. 3 dargestellten Festbettkörper 17 sind zur Bildung des Festbetts 16 übereinandergestapelt und seitlich nebeneinandergesetzt. Das Festbett 16 kann aber auch aus Festbettkörpern anderer Struktur zu sammengesetzt sind, die beispielsweise aus profilierten Platten bestehen. Fig. 3 shows an embodiment of one of the rich solids 17 rich, from which the fixed bed 16 is composed. These commercially available fixed bed bodies 17 consist of cylindrical mesh tubes 22 made of plastic, for example made of polypropylene. The mesh tubes are connected to each other by welding. They are vertical and are combined into a cuboid block. Numerous such fixed bed bodies 17 shown in FIG. 3 are stacked one above the other to form the fixed bed 16 and are placed side by side. The fixed bed 16 can, however, also be composed of fixed bed bodies of another structure, which consist for example of profiled plates.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem im Beckenkörper 10 eine vertikale diametrale Trennwand 23 vorgesehen ist, die das Becken in zwei Bereiche unter teilt. Jeder dieser Bereiche enthält ein Festbett 16a, 16b, wobei beide Festbetten 16a und 16b zusammengenom men den gleichen Aufbau und den gleichen Grundriß haben wie das einzige Festbett 16 in Fig. 1. Dies bedeutet, daß die beiden Festbetten 16a und 16b mit einer Längs seite 18a, die etwa die doppelte Länge hat wie die Querseite 18b, an der Trennwand 23 anliegen. Hierbei ergeben sich Rückströmbereiche 21 von großem Quer schnitt und Rückströmbereiche 21a von kleinerem Quer schnitt. Von dem einen Beckenbereich kann ein über die Trennwand 23 hinwegführender Überlauf zu dem anderen Beckenbereich führen, so daß die Nitrifikation in beiden Beckenbereichen zusammengenommen zweistufig durchgeführt wird. Fig. 4 shows an embodiment in which a vertical diametrical partition 23 is provided in the basin body 10 , which divides the basin into two areas. Each of these areas contains a fixed bed 16 a, 16 b, both fixed beds 16 a and 16 b taken together men have the same structure and the same floor plan as the only fixed bed 16 in Fig. 1. This means that the two fixed beds 16 a and 16 b with a longitudinal side 18 a, which has approximately twice the length as the transverse side 18 b, abut the partition 23 . This gives return flow areas 21 of large cross section and return flow areas 21 a of smaller cross section. An overflow leading over the partition 23 can lead from the one pool area to the other pool area, so that the nitrification in both pool areas is carried out together in two stages.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Beispiel eines zweistufigen Nitrifikationsbeckens, bei dem die beiden Festbetten 16a und 16b so angeordnet sind, daß sie zusammengenom men einen quadratischen Grundriß haben, wobei die Trennwand 23 diagonal angeordnet ist. Jedes der Fest betten 16a und 16b hat somit den Grundriß eines recht winkligen Dreiecks. Die Festbettkörper 17 können zur Bildung einer ebenen Seitenwand 18 des Festbettkörpers durch dreieckförmige Festbettkörper 17a ausgefüllt sein. Alternativ ist es auch möglich, die dreieck förmigen Festbettkörper 17a fortzulassen, so daß die Seitenwand 18 treppenförmigen Verlauf hat. Fig. 5 shows another example of a two-stage nitrification basin, in which the two fixed beds 16 a and 16 b are arranged so that they have a square plan together, with the partition 23 arranged diagonally. Each of the fixed beds 16 a and 16 b thus has the layout of a right angled triangle. The fixed bed body 17 can be filled to form a flat side wall 18 of the fixed bed body by triangular fixed bed body 17 a. Alternatively, it is also possible to omit the triangular-shaped fixed bed body 17 a, so that the side wall 18 has a stepped course.

Das Ausführungsbeispiel von Fig. 6 entspricht dem jenigen von Fig. 4, mit Ausnahme der Tatsache, daß die eine Beckenhälfte durch eine weitere Trennwand 24 in zwei Viertelkreis-Sektoren unterteilt ist, von denen jeder einen quaderförmigen Festkörper 16c und 16d ent hält. Die drei Festkörper 16b, 16c und 16d ergänzen in Draufsicht zu einer quadratischen oder rechteckigen Struktur.The embodiment of Fig. 6 corresponds to that of Fig. 4, except for the fact that the one half of the pool is divided by a further partition 24 into two quarter-circle sectors, each of which holds a cuboid solid 16 c and 16 d ent. The three solid bodies 16 b, 16 c and 16 d complement a square or rectangular structure in plan view.

Das Ausführungsbeispiel von Fig. 7 entspricht dem jenigen von Fig. 5, wobei jedoch ebenfalls die eine Beckenhälfte durch eine zusätzliche Trennwand 24 in zwei Vierteilkreis-Sektoren unterteilt ist, von denen jeder ein dreieckförmiges Festbett 16b, 16c, 16d enthält, wobei sämtliche Festbetten sich in Draufsicht zu einer quadratischen oder rechteckigen Struktur ergänzen, die durch die Trennwände 23, 24 unterteilt ist.The embodiment of Fig. 7 corresponds to that of Fig. 5, but also the one half of the pool is divided by an additional partition 24 into two four-circle sectors, each of which contains a triangular fixed bed 16 b, 16 c, 16 d, wherein all fixed beds complement one another in plan view to form a square or rectangular structure which is divided by the partitions 23 , 24 .

Die Fig. 8 und 9 zeigen Ausführungsbeispiele, bei denen der Beckengrundriß durch zwei sich kreuzende Trennwände 23 und 25 in vier gleiche Sektoren unter teilt ist und jeder dieser Sektoren ein Festbett ent hält, wobei die Festbetten gemäß Fig. 8 rechteckig bzw. viereckig oder gemäß Fig. 9 dreieckig sein können. In jedem Fall ergänzen sich die Festbetten insgesamt zu einer Struktur mit rechteckigem (viereckigem) Grundriß.The Figs. 8 and 9 show embodiments in which the Beckengrundriß be divided by two intersecting walls 23 and 25 into four equal sectors and each of these sectors holds a fixed bed ent, wherein the fixed beds of FIG. 8 rectangular or square or according to Fig. 9 can be triangular. In any case, the fixed beds complement each other to form a structure with a rectangular (square) floor plan.

Normalerweise reicht die aus der Belüftungsvorrichtung 14 austretende Luft aus, um die erforderlichen Strömungswalzen zu erzielen. Es kann unter Umständen zweckmäßig sein, zusätzlich noch ein Rührwerk vorzu sehen, das die zirkulierende Abwasserströmung unter stützt.Typically, the air exiting vent 14 is sufficient to achieve the required flow rolls. Under certain circumstances, it may be useful to additionally provide an agitator that supports the circulating wastewater flow.

Claims

1. nitrification basin for wastewater purification, with a basin body ( 10 ), a fixed bed ( 16 ) arranged therein for the attachment of microorganisms and a ventilation device ( 14 ) which causes a circulating waste water flow in the basin body through the solid body ( 16 ), whereby to the side of the fixed bed ( 16 ) there is at least one free space ( 21 ) for the backflow, characterized in that the basin body ( 10 ) is an essentially cylindrical round basin body and that the fixed bed ( 16 ) has an angular plan with essentially straight side walls ( 18 ), a free space ( 21 ) being formed in each case between the round arch ( 20 ) of the pelvic body ( 10 ) and a side wall ( 18 ) of the fixed bed ( 16 ).

2. nitrification basin according to claim 1, characterized in that the fixed bed ( 16 ) has a rectangular, in particular square, or three corner-shaped cross section and at least two corners ( 19 ) of the fixed bed are arranged near the basin wall ( 11 ).

3. nitrification basin according to claim 1 or 2, characterized in that the basin body ( 10 ) by at least one vertical partition ( 23 ; 24 ; 25 ) is divided into several basin areas, where a side wall of the fixed bed runs along the partition.

4. nitrification tank according to claim 3, characterized ge indicates that the fixed beds put together form a rectangular plan and that the Partition parallel to the sides of this reason crack runs.

5. nitrification tank according to claim 3, characterized ge indicates that the fixed beds put together form a square plan and that the Partition runs diagonally to this floor plan.