DE4100983A1 - DEVICE FOR BIOLOGICAL WASTE WATER TREATMENT - Google Patents

DEVICE FOR BIOLOGICAL WASTE WATER TREATMENT

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Abstract

A container (1) for biologically treating waste water is subdivided by a closed, vertically inclined partition (5) into an activation area (6) and a sedimentation area (7). The partition (5) ends with a vertical gap to the bottom (2) and with a lateral gap to the wall (2) of the container (1). A baffle plate thickener (10) with parallel, vertically inclined blades is arranged in the upper part of the container (1). The container (1) is provided with a downcomer (11) which extends over the height of the container (1) and which is linked to the sedimentation area (7) through openings (15) at various heights. Suction tubes (24) that project into the sedimentation area or a shaft (25) in the activation area (7) remove excess sludge.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur biologischen Reinigung von Abwasser mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.The invention relates to a device for biological cleaning of waste water with the characteristics of the generic term of Claim 1.

In der Abwassertechnik werden die Funktionen der Pufferung, des biologischen Schadstoffabbaus und der Sedimentation meistens in getrennten Becken durchgeführt. Das Abwasser fließt dabei entweder durch ein geodätisches Gefälle oder durch separate Pumpen von der einen in die nächste Stufe. Ein bekanntes Verfahren dieser Art (Deutsche Molkerei-Zeitung 109 (1988) Nr. 2) arbeitet im Belebungsteil mit einem Hubstrahlreaktor, der ein vertikal verschiebbares Lochplattenpaket enthält. Dieses Verfahren eignet sich insbesondere für die Behandlung von hochbelasteten Abwässern mit einem CSB-Wert von 2000 bis 15 000 mg/l. Weiterhin sind Verfahren bekannt, bei denen der biologische Schadstoffabbau und die Sedimentation mit integrierter Rückführung in einem Becken vereinigt sind. Hierbei ist eine hydraulische Pufferung nicht gegeben.In wastewater technology, the functions of buffering, biological pollutant degradation and sedimentation are mostly carried out in separate tanks. The wastewater either flows through a geodetic gradient or through separate pumps from one stage to the next. A known method of this type (Deutsche Molkerei-Zeitung 109 (1988) No. 2) works in the activation section with a lifting jet reactor which contains a vertically displaceable perforated plate package. This method is particularly suitable for the treatment of highly contaminated wastewater with a COD value of 2000 to 15,000 mg / l. Furthermore, methods are known in which the biological pollutant degradation and sedimentation with integrated recycling are combined in one basin. There is no hydraulic buffering here.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Vorrichtung derart zu gestalten, daß sie bei geringem apparativen und betriebstechnischen Aufwand für die Reinigung von mittelhoch belasteten Abwässern geeignet ist und hydraulische Stöße auffangen kann.The invention has for its object the generic To design the device so that it with low equipment and operational expenditure for the cleaning of medium-high contaminated sewage is suitable and absorb hydraulic shocks can.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved in a generic device according to the invention by the characterizing features of Claim 1 solved. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the subclaims.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden einfache Konstruktionsmittel verwendet, so daß sich ein einfacher Aufbau und eine einfache Betriebsweise bei geringem Energieeintrag ergeben. Aus der besonderen Ausbildung des Sedimentationsteils ergibt sich ein gutes Sedimentationsverhalten des Belebtschlammes dadurch, daß bei geringer Füllhöhe der sich nach oben erweiternde Sedimentationsteil vertikal von unten angeströmt wird. Bei größerer Füllhöhe und damit verbundenem breiteren Querschnitt wird der Sedimentationsteil von dem Abwasser aus dem Belebungsteil durch den Schrägklärer horizontal angeströmt. Die in den verschiedenen Höhen angebrachten Durchtrittsbohrungen zum Ablaufschacht sorgen für einen gleichmäßigen Abfluß des gereinigten Wassers, wodurch eine Verwirbelung im Sedimentationsteil als Rückwirkung einer lokal überhöhten Strömungsgeschwindigkeit im Ablaufschacht vermieden wird. Hydraulische Stöße aus dem Zulauf zu dem Behälter werden im Ablaufschacht gedämpft. Insgesamt lassen sich unter Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahmen Abwässer mit einer Zulaufkonzentration im CSB von etwa 500 bis 2000 mg/l bei gutem Reinigungsgrad mit geringem Aufwand an Betriebsmitteln behandeln.In the device according to the invention, simple Construction means used, so that a simple structure and result in simple operation with low energy input. The special design of the sedimentation section results in good sedimentation behavior of the activated sludge, that with a low filling level, the widening upwards  Sedimentation part is flowed vertically from below. Larger Filling level and the associated wider cross section becomes the Sedimentation part of the wastewater from the activation part flowed horizontally towards the inclined clarifier. The in the different Provide through holes at heights to the drainage shaft for an even outflow of the purified water, whereby a swirl in the sedimentation part as a reaction of a locally excessive flow velocity in the downcomer is avoided. Hydraulic shocks from the inlet to the tank are dampened in the downcomer. Overall, can be under Application of the measures according to the invention with a waste water Inlet concentration in the COD of about 500 to 2000 mg / l with good Treat the degree of cleaning with little expenditure on equipment.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is in the drawing shown and is explained in more detail below. Show it:

Fig. 1 den Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur biologischen Reinigung von Abwasser und Fig. 1 shows the longitudinal section through a device for the biological treatment of waste water and

Fig. 2 die Draufsicht auf Fig. 1. Fig. 2 shows the top view of FIG. 1,.

Ein oben offener und unten durch einen Boden 2 verschlossener Behälter 1 oder Becken mit einer vertikalen Wand 3 dient zur Aufnahme und Behandlung von Abwasser. In den Behälter 1 ragt ein Zuführungsrohr 4 hinein, durch das das Abwasser zugeführt wird. Der Behälter 1 ist durch eine Trennwand 5 in einen Belebungsteil 6 und in einen Sedimentationsteil 7 aufgeteilt. In dem Belebungsteil 7 sind ein oder mehrere selbstansaugende Tauchbelüfter 8 angeordnet, die jeweils durch ein Rohr 9 Luft ansaugen und die im Abwasser vorhandenen Bakterien mit dem notwendigen Sauerstoff versorgen sowie eine ausreichende Durchmischung des Abwassers bewirken. Anstelle von Tauchbelüftern können auch Teller- oder Kerzenbelüfter verwendet werden. A container 1 or basin with a vertical wall 3, which is open at the top and closed by a bottom 2 , is used for receiving and treating waste water. A feed pipe 4 protrudes into the container 1 , through which the waste water is fed. The container 1 is divided by a partition 5 into an activation part 6 and a sedimentation part 7 . One or more self-priming submersible aerators 8 are arranged in the activation part 7 , each sucking in air through a tube 9 and supplying the bacteria present in the wastewater with the necessary oxygen and effecting sufficient mixing of the wastewater. Instead of diving aerators, plate or candle aerators can also be used.

Die Trennwand 5 zwischen dem Belebungsteil 6 und dem Sedimentationsteil 7 ist geschlossenwandig und schräg gegen die Vertikale geneigt. Der Neigungswinkel beträgt 50 bis 70, vorzugsweise 60 Grad. Auf diese Weise entsteht ein sich nach oben erweiternder Sedimentationsteil 7. Die Trennwand 5 endet in einem vertikalen Abstand von dem Boden 2 und in einem seitlichen Abstand von der Wand 3 des Behälters 1. Das Abwasser kann aus dem Bodenbereich des Behälters 1 von unten aus dem Belebungsteil 6 in den Sedimentationsteil 7 eindringen, wobei der Durchschnittsquerschnitt durch die Trennwand 5 und die Wand 3 des Behälters 1 gebildet ist.The partition 5 between the activation part 6 and the sedimentation part 7 is closed-walled and inclined at an angle to the vertical. The angle of inclination is 50 to 70, preferably 60 degrees. In this way, a sedimentation part 7 that widens upwards is created. The partition 5 ends at a vertical distance from the bottom 2 and at a lateral distance from the wall 3 of the container 1 . The waste water can penetrate from the bottom area of the container 1 from below from the activation part 6 into the sedimentation part 7 , the average cross section being formed by the partition 5 and the wall 3 of the container 1 .

Im oberen Teil des Behälters ist ein Schrägklärer 10 aus einem Paket paralleler Lamellen angeordnet. Dieser Schrägklärer 10 erstreckt sich oberhalb der Trennwand 5 und bildet im oberen Behälterteil die Trennung zwischen dem Belebungsteil 6 und dem Sedimentationsteil 7. Die Neigung der Lamellen des Schrägklärers 10 folgt der Neigung der Trennwand 5.In the upper part of the container, an inclined clarifier 10 is arranged from a package of parallel fins. This inclined clarifier 10 extends above the partition 5 and forms the separation between the activation part 6 and the sedimentation part 7 in the upper part of the container. The inclination of the fins of the inclined clarifier 10 follows the inclination of the partition 5 .

Der Behälter 1 ist mit einem Ablaufschacht 11 versehen, der sich über die Höhe des Behälters 1 erstreckt. Der Ablaufschacht 11 ist durch einen Teil der Behälterwand 3 und eine dem Behälterinneren zugewandte Schachtwand 12 gebildet. An das untere Ende des Ablaufschachtes 11 ist ein Ablauf 13 angeschlossen. Das obere Ende des Ablaufschachtes 11 ist zum Behälterinneren hin offen und bildet einen Überlauf 14, der sich unterhalb der Oberkante des Behälters 1 befindet und etwa in der gleichen Ebene wie der obere Teil des Schrägklärers 10 liegt.The container 1 is provided with a drain shaft 11 which extends over the height of the container 1 . The drain shaft 11 is formed by a part of the container wall 3 and a shaft wall 12 facing the interior of the container. A drain 13 is connected to the lower end of the drain shaft 11 . The upper end of the drain shaft 11 is open to the inside of the container and forms an overflow 14 which is located below the upper edge of the container 1 and lies approximately in the same plane as the upper part of the inclined clarifier 10 .

Die dem Behälterinneren zugewandte Schachtwand 12 ist in mehreren Höhenebenen mit Durchtrittsbohrungen 15 versehen, die die Verbindung des Ablaufschachtes 11 mit dem Sedimentationsteil 7 darstellen. An die Durchtrittsbohrungen 15 können sich Wirbeldrosseln 16 anschließen. Die Wirbeldrossel 16 besteht aus einer horizontalen Zuleitung, die tangential in eine Wirbelkammer einmündet. Die Wirbelkammer ist mit einer axialen Auslaßöffnung und einer Wirbelkernbelüftung versehen. The shaft wall 12 facing the interior of the container is provided in several height levels with through bores 15 , which represent the connection of the downcomer 11 to the sedimentation part 7 . Vortex chokes 16 can connect to the through bores 15 . The vortex throttle 16 consists of a horizontal feed line that opens tangentially into a vortex chamber. The vortex chamber is provided with an axial outlet opening and a vortex core ventilation.

Die Wirbeldrossel 16 hat gegenüber einer einfachen Bohrung eine verbesserte Durchflußcharakteristik, da der effektive Durchfluß weniger stark von der Füllhöhe innerhalb des Ablaufschachtes 11 abhängt, als das bei der einfachen Durchtrittsbohrung der Fall ist. In der Höhe der Wirbeldrosseln 16 ist der Ablaufschacht auf der Außenseite mit verschließbaren Kontrollöffnungen 17 versehen.The vortex throttle 16 has an improved flow characteristic compared to a simple bore, since the effective flow depends less on the fill level within the downcomer 11 than is the case with the simple through bore. At the level of the vortex throttles 16 , the outlet shaft is provided on the outside with lockable control openings 17 .

Mit den in mehreren Ebenen übereinander angeordneten Durchtrittsbohrungen 15 in der Schachtwand 12 des Ablaufschachtes 11 kann in dem Sedimentationsteil 7 eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit, die die Sedimentation stören würde, verhindert werden. Zur weiteren Erhöhung dieses Effektes sind in dem Sedimentationsteil 7 vor den Durchtrittsbohrungen 15 vertikal offene Beruhigungszonen 18 vorgesehen. Diese Beruhigungszonen 18 sind dadurch gebildet, daß ein vorgewölbtes Blech 19 einen Abstand von der Durchtrittsbohrung 15 einhält und mit der Schachtwand 12 des Ablaufschachtes 11 verbunden ist.With the through bores 15 arranged one above the other in several planes in the shaft wall 12 of the downcomer 11 , an increased flow rate which would interfere with the sedimentation can be prevented in the sedimentation part 7 . To further increase this effect, vertically open calming zones 18 are provided in the sedimentation part 7 in front of the through holes 15 . These calming zones 18 are formed in that a bulging sheet 19 maintains a distance from the through hole 15 and is connected to the shaft wall 12 of the downcomer 11 .

In dem Sedimentationsteil 7 ist unterhalb des Schrägklärers 10 ein Wehr 20 in einem Abstand von der Schachtwand 12 des Ablaufschachtes 11 angeordnet. Das Wehr 20 bildet zusammen mit der Schachtwand 12 einen oben offenen und unten geschlossenen Raum, der zumindest an der tiefsten Stelle mit einer in den Ablaufschacht 11 einmündenden Durchtrittsbohrung 15 versehen ist.In the sedimentation section 7 , a weir 20 is arranged below the inclined clarifier 10 at a distance from the shaft wall 12 of the downcomer 11 . The weir 20 forms, together with the shaft wall 12, a space which is open at the top and closed at the bottom and which, at least at the deepest point, is provided with a through hole 15 which opens into the drain shaft 11 .

Innerhalb des Belebungsteiles 6 ist ein Strömungsleitblech 21 angeordnet, das vorzugsweise parallel zu der Trennwand 5 verläuft. Dieses Strömungsleitblech 21 ragt tiefer als die Trennwand 5 in den Behälter 1 hinein, so daß der Durchtrittsquerschnitt zwischen dem Belebungsteil 6 und dem Sedimentationsteil 7 überdeckt ist und die Wirbelbewegung innerhalb des Belebungsteiles 6 von dem Sedimentationsteil 7 ferngehalten wird. A flow baffle 21 is arranged within the activation part 6 and preferably runs parallel to the partition 5 . This flow baffle 21 projects deeper than the partition 5 into the container 1 , so that the passage cross section between the activation part 6 and the sedimentation part 7 is covered and the vortex movement within the activation part 6 is kept away from the sedimentation part 7 .

Das in dem Belebungsteil 6 gereinigte Abwasser tritt in den Sedimentationsteil 7 ein. In diesem Sedimentationsteil 7 setzen sich die Bakterienschlammflocken größtenteils ab und rutschen zurück in den Belebungsteil 6. Die Funktion des Sedimentationsteiles 7 ist bei verschiedenen Füllgraden unterschiedlich. Bei einer geringen Füllhöhe strömt das Abwasser aus dem Belebungsteil 6 an dem Strömungsleitblech 21 vorbei und tritt von unten in den Sedimentationsteil 7 ein. Bis zu einer durch das Wehr 20 vorgegebenen Füllhöhe h4 fließt kein gereinigtes Abwasser aus dem Sedimentationsteil 7 durch den Ablaufschacht 11 ab. Steigt die Füllhöhe in dem Behälter 1 weiter an, so werden bis zu einer mittleren Füllhöhe h3 eine oder mehrere Durchtrittsbohrungen 15 beaufschlagt. Der mit der Füllhöhe steigende Abfluß kann nicht in beliebiger Höhe von unten in den Sedimentationsteil 7 eingeführt werden. Übersteigt der Füllstand im Behälter 1 die Füllhöhe h2, so wird das Lamellenpaket des Schrägklärers 10 aktiv, und aus dem vertikal beschickten Sedimentationsteil 7 wird ein horizontal beschickter. Dadurch kann der Abfluß noch weiter über mehrere Durchtrittsbohrungen 15 gesteigert werden. Oberhalb des Füllstandes h1 fließt das Abwasser über den Überlauf 14 in den Ablaufschacht 11 ab.The wastewater cleaned in the activation section 6 enters the sedimentation section 7 . The majority of the bacterial sludge deposits in this sedimentation part 7 and slide back into the activation part 6 . The function of the sedimentation part 7 is different at different filling levels. At a low filling level, the waste water flows from the activation part 6 past the flow guide plate 21 and enters the sedimentation part 7 from below. Up to a filling height h 4 predetermined by the weir 20 , no purified waste water flows out of the sedimentation part 7 through the downcomer 11 . If the fill level in the container 1 continues to rise, one or more through bores 15 are acted upon up to an average fill height h 3 . The outflow increasing with the filling level cannot be introduced into the sedimentation part 7 from below at any desired level. If the fill level in the container 1 exceeds the fill level h 2 , the plate pack of the inclined clarifier 10 becomes active and the vertically charged sedimentation part 7 becomes a horizontally charged one. As a result, the outflow can be increased further via a plurality of through holes 15 . Above the fill level h 1 , the waste water flows through the overflow 14 into the downcomer 11 .

Claims (7)

1. Vorrichtung zur biologischen Reinigung von Abwasser mit Hilfe von Belebtschlamm in einem oben offenen, einen Boden (2) und eine vertikale Wand (3) aufweisenden Behälter (1), der durch eine Trennwand (5) in einen Belebungsteil (6) und einen Sedimentationsteil (7) getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (5) geschlossenwandig ist, gegen die Vertikale geneigt ist und in einem vertikalen Abstand von dem Boden (2) und in einem seitlichen Abstand von der Wand (3) des Behälters (1) endet, daß in dem oberen Teil des Behälters (1) ein Schrägklärer (10) mit parallelen, gegen die Vertikale geneigten Lamellen angeordnet ist und daß der Behälter (1) mit einem Ablaufschacht (11) versehen ist, der sich über die Höhe des Behälters (1) erstreckt und über in mehreren Höhenebenen angeordnete Durchtrittsbohrungen (15) mit dem Sedimentationsteil (7) verbunden ist.1. Device for the biological purification of waste water with the aid of activated sludge in an open top, a bottom ( 2 ) and a vertical wall ( 3 ) having container ( 1 ) through a partition ( 5 ) in an activation part ( 6 ) and Sedimentation part ( 7 ) is separated, characterized in that the partition ( 5 ) is closed, inclined to the vertical and at a vertical distance from the bottom ( 2 ) and at a lateral distance from the wall ( 3 ) of the container ( 1 ) ends that in the upper part of the container ( 1 ) an inclined clarifier ( 10 ) with parallel, inclined against the vertical fins is arranged and that the container ( 1 ) is provided with a drain shaft ( 11 ) which extends over the height of the Container ( 1 ) extends and is connected to the sedimentation part ( 7 ) via through holes ( 15 ) arranged in several height levels. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsbohrungen (15) jeweils mit einer Wirbeldrossel (16) verbunden sind, die in den Ablaufschacht (11) hineinragen.2. Device according to claim 1, characterized in that the through bores ( 15 ) are each connected to a vortex throttle ( 16 ) which protrude into the downcomer ( 11 ). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Schrägklärers (10) in dem Sedimentationsteil (7) in einem seitlichen Abstand von dem Ablaufschacht (11) ein Wehr (20) angeordnet ist, dessen Unterkante mit dem Ablaufschacht (11) dicht verbunden ist.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that a weir ( 20 ) is arranged below the inclined clarifier ( 10 ) in the sedimentation part ( 7 ) at a lateral distance from the drain shaft ( 11 ), the lower edge of which with the drain shaft ( 11 ) is tightly connected. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Sedimentationsteil (7) vor den Durchtrittsbohrungen (15) vertikal offene Beruhigungszonen (18) durch mit der Schachtwand (12) des Ablaufschachtes (11) verbundene Bleche (19) gebildet sind. 4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the sedimentation part ( 7 ) in front of the through holes ( 15 ) vertically open calming zones ( 18 ) by means of the shaft wall ( 12 ) of the downcomer ( 11 ) connected plates ( 19 ) are formed. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablaufschacht (11) in der Höhe der Oberkante des Schrägklärers (10) mit einem Überlauf (14) versehen ist.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the downcomer ( 11 ) is provided at the height of the upper edge of the inclined clarifier ( 10 ) with an overflow ( 14 ). 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen des Schrägklärers (10) parallel zu der Trennwand (5) angeordnet sind.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the slats of the inclined clarifier ( 10 ) are arranged parallel to the partition ( 5 ). 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Belebungsteil (6) parallel zu und in einem Abstand von der Trennwand (5) ein Strömungsleitblech (21) angeordnet ist, dessen Unterkante einen geringeren Abstand von dem Boden (2) des Behälters (1) aufweist als die Trennwand (5).7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that in the activation part ( 6 ) parallel to and at a distance from the partition ( 5 ) a flow guide plate ( 21 ) is arranged, the lower edge of which is a smaller distance from the floor ( 2 ) of the container ( 1 ) as the partition ( 5 ).
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