DE4306337A1

DE4306337A1 -

Info

Publication number: DE4306337A1
Application number: DE19934306337
Authority: DE
Inventors: Ueda U Chie Ueda Kyoto Iwao
Original assignee: IWAO UEDA U CHIE UEDA
Current assignee: IWAO UEDA U CHIE UEDA
Priority date: 1992-02-28
Filing date: 1993-02-24
Publication date: 1993-09-02
Anticipated expiration: 2013-02-25
Also published as: GB2264704B; CH688548A5; GB2264704A; KR960004766B1; AU3286793A; JPH0683839B2; FR2687994A1; US5277798A; AU655098B2; CA2086859A1; DE4306337C2; JPH0623388A; NZ245835A; GB9302414D0; FR2687994B1; TW230766B; KR930017825A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abwasserbehandlungssystem oder eine Abwasserbehandlungsausrüstung zum Behandeln von Abwas ser, wie vorgereinigtes, industrielles Abwasser, verschiedene Haushaltsabwässer und dergleichen, und insbesondere eine Abwasserbehandlungsausrüstung zum oxidativen Zersetzen und Entfernen von wasserverunreinigenden Materialien wie Materialien mit biochemischem Sauerstoffbedarf oder chemischem Sauerstoffbedarf, indem bewirkt wird, daß Abwasser in Anwesenheit von Luft in Kontakt mit einem aktivierten Schlammprozeßbad kommt, in dem Mikroorganismen (d. h. aktivierter Schlamm) auf einem Träger (d. h. einem festen Bett) angeordnet und in diesem kultiviert wird.

Im Hinblick auf die Abwasserbehandlung für oxidativ zu zerset zende und zu entfernende Wasserverunreinigungsmaterialien, so wie Materialien mit biochemischem Sauerstoffbedarf und Materialien mit chemischem Sauerstoffbedarf, die in Abwässern enthalten sind, welche aus Fabriken, Hotels, Wohnhäusern und dergleichen gelie fert werden, hat der Anmelder bereits eine Abwasserbehandlungs ausrüstung mit aktivierten Schlammprozeßbetten vorgeschlagen, in der eine Vielzahl von Behandlungsbehältern in einer Reihe aufge baut sind, wobei jeder mit einem benachbarten Behälter durch einen Kanal kommuniziert, und jeder der Behandlungsbehälter umfaßt eine Vielzahl aktivierter Schlammprozeßbäder, die in ver tikaler Richtung oberhalb eines Belüftungsrohres angeordnet sind, das mit einem Lufteinströmrohr verbunden ist und im Bodenbereich jedes Abwasserbehandlungsbehälters angeordnet ist, wobei jedes der aktivierten Schlammprozeßbetten einen zylindrischen Kern auf weist, dessen maschenähnliche oder gitterähnliche äußere Umfangs bereiche mit einem porösen Bauteil einer gewissen Dicke einge hüllt und mit Befestigungsmitteln befestigt ist, wie es in der japanischen Patentveröffentlichung (geprüft) Nr. 60 316/1989 offenbart ist. Bei dieser vorbekannten Abwasserbehandlungsaus rüstung ist die Fläche der erwähnten äußeren Umfangsbereiche des zylindrischen Kerns, die mit dem porösen Bauteil eingehüllt sind, bei jedem der aktivierten Schlammprozeßbetten von Behälter zu Behälter entsprechend der Anordnung der Behandlungsbehälter ver größert, um eine Vielfalt für die Bakterienarten, für das Brut verhältnis zwischen aeroben und anaeroben Bakterien und deren Verteilung von Behälter zu Behälter in der Anordnung des Aufbaus der Behälter zu schaffen.

Wenn bei der Abwasserbehandlungsausrüstung der obigen Anordnung etwas Luft durch das Lufteinströmrohr in das Belüftungsrohr gege ben wird, das an dem Boden jedes Abwasserbehandlungsbehälters angeordnet ist, wird die Luft in das Abwasser in Form von Blasen durch eine Vielzahl von Schlitzen geblasen, die auf der Ober fläche des Belüftungsrohres ausgebildet sind, und das Abwasser, das den Sauerstoff der Luft gelöst enthält, kommt mit den akti vierten Schlammprozeßbetten oberhalb des Belüftungsrohres in Kon takt. Somit werden die wasserverunreinigenden Materialien, wie Materialien mit biochemischem Sauerstoffbedarf oder Materialien mit chemischem Sauerstoffbedarf von den aeroben und anaeroben Bakterien zersetzt, die beide auf den aktivierten Schlammprozeß betten implantiert und kultiviert werden. Inzwischen werden diese aeroben und anaeroben Bakterien weiterhin bebrütet, wobei ein Teil der Energie verwendet wird, die in der Zeit der Zersetzung erhalten worden ist. In diesem Zusammenhang, da jedes der akti vierten Schlammprozeßbetten zylindrisch ist, gibt es einen Unter schied in der Konzentration des gelösten Sauerstoffes (hiernach bezeichnet als DO-Wert) zwischen dem Außenbereich und dem Innen bereich des Zylinders, und aerobe Bakterien werden zum großen Teil auf der äußeren Umfangsfläche des Bettes bebrütet, während anaerobe Bakterien auf der inneren Umfangsfläche des Bettes bebrütet werden. Dann werden Riesen-Mikroorganismen, so wie Zoogloea-Bakterien, Sphaerotilus, Nematoden oder Wassermilben spontan im Mittelabschnitt des porösen Bauteiles des aktivierten Schlammprozeßbettes ausgebrütet oder zum Leben erweckt und ver zehren sowohl die aeroben als auch die anaeroben Bakterien, um sie zu autolysieren. Daher wird der exzessiven Zunahme oder dem Ausbrüten aerober Bakterien, um im Übermaß Schlamm zu erzeugen, erfolgreich vorgebeugt. Da eine Vielzahl von Abwasserbehandlungs behältern in einer Reihe angeordnet sind, wobei ein Behälter mit dem anderen benachbarten Behälter durch einen Kanal kommuniziert, gibt es, wenn der DO-Wert durch Reduzieren der Luftzufuhr durch das Belüftungsrohr zu jedem Behälter in der Reihenfolge der Anordnung der Behälter geändert wird, eine Änderung von Behälter zu Behälter unter den Gesichtspunkten der Art der Bakterien, des Verhältnisses von aeroben zu anaeroben Bakterien, der Verteilung von Riesen-Mikroorganismen usw., die in jedem Abwasserbehand lungsbett kultiviert werden. Somit wird es möglich, Eigenschaften der jeweiligen Mikroorganismen gemäß dem Behandlungsprozeß zu verwenden, d. h. exzellente Wirksamkeit von aeroben Bakterien, wie bei der Behandlung von Materialien mit biochemischem Sauerstoff bedarf, mit chemischem Sauerstoffbedarf usw., die bei hoher Bela stung vorliegen, und von anaeroben Bakterien bei der Behandlung von Materialien mit biochemischem Sauerstoffbedarf usw., die bei niedriger Belastung vorliegen, ebenso wie bei der Zersetzung von Stickstoff, wird gezeigt.

Die vorangehende Verbesserung im Wirkungsgrad der Behandlung hängt weitgehend von der genauen Kontrolle ab, um den geeigneten DO-Wert zu erhalten. Unter diesem Gesichtspunkt wird in dem Fall jedes aktivierten Schlammprozeßbettes, das in der Abwasserbehand lungsausrüstung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, der Strömungsgeschwindigkeit des Abwassers, dessen DO-Wert erhöht wird, eine Vielfalt aufgegeben, abhängig vom Außenbereich oder Innenbereich des Zylinders, indem man die physikalische Umgebung des Bettes ändert, d. h., die zylindrischen Fläche, die mit dem porösen Bauteil Behälter für Behälter in ihrer Reihenfolge einge hüllt ist. Im Ergebnis ist die Kontrolle des DO-Wertes ganz genau und einfach sowohl innerhalb als auch außerhalb des zylindrischen Bettes, und es ist möglich, den DO-Wert geeignet zu kon trollieren, wobei die Ernährungsbalance in jeweiligen Behältern, die in einer Reihe angeordnet sind, eingehalten wird und demgemäß diejenige Brutphase von Bakterien, die am geeignetsten ist, dauerhaft gemäß jedem Prozeß der Behandlung angenommen wird. Somit wird eine stabile und effiziente Abwasserbehandlung über einen langen Zeitraum konstant durchgeführt.

Wenn man die Abwasserbehandlungsausrüstung der obigen Anordnung benutzt, die in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 60 316/1989 offenbart ist, werden vielfältige Vorteile sicherge stellt, so daß, selbst wenn die Luftzufuhrmenge aus dem Belüf tungsrohr so gehalten wird, wie sie beim Beginn des Betriebes eingestellt war, eine ganz wirksame Abwasserbehandlung durch die Behandlungsausrüstung in ihrer Gesamtheit durchgeführt wird, trotz Änderungen der Materialien mit biochemischem Sauerstoffbe darf und chemischem Sauerstoffbedarf in dem Abwasser, und es ist möglich, das Abwasser zu allen Zeiten mit hohem Wirkungsgrad zu behandeln. Daneben ist die tägliche Betriebsüberwachung einfach, und sie erfordert nicht viel Arbeit.

Jedoch fließt in der genannten Abwasserbehandlungsausrüstung, die in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 60 316/1989 offen bart ist, Abwasser einfach in den ersten Behälter, wobei er gefüllt wird, und fließt weiter in den nächsten Behälter, wobei es aus dem ersten Behälter in einer solchen Weise überläuft, daß es langsam durch jeden Behandlungsbehälter strömt, während die einströmende Luft durch das Belüftungsrohr zugeführt wird. Daher kann ein Nachteil derart auftreten, daß die Bedingungen der Anwe senheit von Mikroorganismen, die auf dem aktivierten Schlammpro zeßbad gebildet werden, zwischen dem oberen Bereich und dem Bodenbereich jedes Bettes, zwischen dem mittleren Bereich und dem Umfangsbereich oder abhängig von der Lage des angeordneten Bettes in einem Behälter variabel sind. Um einem solchen Nachteil zu begegnen, wird die vorbekannte Ausrüstung so gesteuert, daß sie eine Vielfalt von Behälter zu Behälter bezüglich der Art der Bak terien, dem Verhältnis von aeroben Bakterien zu anaeroben Bakte rien usw. schafft, die den aktivierten Schlamm bilden. Jedoch bleibt noch ein Problem, daß nicht eine spezielle Art des akti vierten Schlamms gebildet wird, die tatsächlich in jedem Behälter erforderlich ist, abhängig von dem Abschnitt des Bettes in einem Behälter. Demgemäß wird der Wirkungsgrad der Behandlung des gesamten Behälters verringert, und als ein Ergebnis wird die erwartete Abwasserbehandlungsleistungsfähigkeit der gesamten Aus rüstung von hochbelasteter Behandlung zu niederbelasteter Behand lung nicht immer befriedigend erreicht.

Weiterhin ist es bei der bekannten Abwasserbehandlung der obigen Anordnung manchmal der Fall, daß aufgrund jahreszeitlicher Ände rungen oder des Klimas, das in einem Gebiet vorliegt, in dem die Ausrüstung aufgestellt und betrieben wird, keine befriedigende Abwasserbehandlung erreicht wird. Weiterhin ist es sicher, wenn man die genannte vorbekannte Abwasserbehandlungsausrüstung benutzt, daß überschüssiger Schlamm bemerkenswert reduziert wird, verglichen mit dem herkömmlichen aktivierten Schlammprozeß. Jedoch wird in der hochbeladenen Behandlung für die Behandlung eines unbehandelten Abwassers, dessen Konzentration an wasserver unreinigenden Materialien beispielsweise auf 300 bis 3000 ppm steigt, eine geringe Menge an überschüssigem Schlamm noch produ ziert, selbst wenn man die genannte Ausrüstung verwendet. Demge mäß ist es erforderlich, daß solcher überschüssiger Schlamm regelmäßig aus der Ausrüstung entfernt wird, und es versteht sich, daß zusätzliche Kosten für eine derartige Behandlung über schüssigen Schlammes nötig werden. Darüber hinaus ist es sicher, wenn man die vorbekannte Abwasserbehandlung der obigen Anordnung benutzt, daß wasserverunreinigende Materialien, einschließlich Materialien mit biochemischem Sauerstoffbedarf, chemischem Sauer stoffbedarf usw. mit großer Geschwindigkeit entfernt werden, jedoch ist ein perfektes Entfärben des behandelten Wassers schwierig.

Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben diskutierten Probleme zu lösen, und hat als Aufgabe, eine verbesserte Abwas serbehandlungsausrüstung zu schaffen, in der eine Vielzahl von Abwasserbehandlungsbehältern nebeneinander vorgesehen sind und in jedem der Abwasserbehandlungsbehälter eine Vielzahl von aktivier ten Schlammprozeßbetten in vertikaler Richtung angeordnet sind und ein Belüftungsrohr am Boden angeordnet ist, und wobei die Leistungsfähigkeit der Abwasserbehandlung der jeweiligen Behand lungsbehälter verbessert wird, so daß die gesamte Ausrüstung Abwasser mit einem hohen Wirkungsgrad zu allen Zeiten behandeln kann, wobei hochbeladene Behandlung und niederbeladene Behandlung überdeckt werden, und daß eine befriedigende Abwasserbehandlungs leistungsfähigkeit erreicht wird, ungeachtet der Jahreszeit und/oder des Gebietes, in dem sie aufgestellt ist, ohne daß jeg licher überschüssiger Schlamm entfernt werden müßte, da er in der Ausrüstung überhaupt nicht vorliegt, wobei perfekt behandeltes, entfärbtes Wasser ausgelassen wird.

Um die vorangehende Aufgabe zu lösen, umfaßt eine Abwasserbehand lungsausrüstung gemäß der Erfindung eine Einrichtung zum Erzeugen eines Wasserwirbelstromes zum Ansaugen von Abwasser vom Boden jedes der Abwasserbehandlungsbehälter und zum Leiten des ange saugten Abwassers von der Bodenmitte jedes Behälters hinauf zu der Flüssigkeitsoberfläche, so daß ein Wirbelstrom des Abwassers in dem Behälter erzeugt wird, und ein Heizrohr, das mit einem Heizmedium-Umwälzer verbunden ist und durch das erhitztes Medium, so wie heißes Wasser, fließen kann. Die erwähnte Einrichtung zum Erzeugen eines Wasserwirbelstromes und das Heizrohr sind beide in jedem Abwasserbehandlungsbehälter an ihrem Boden angeordnet. Die Ausrüstung umfaßt auch eine Einrichtung zum Umwälzen von Abwas ser, um einen Teil des Abwassers, das der Behandlung unterliegt, aus den Abwasserbehandlungsbehältern, mit Ausnahme des ersten Behälters, zu ihrem vorangehenden Behälter oder ihren vorangehen den Behältern zurückzuführen (z. B. kann in einer Ausrüstung, die vier Abwasserbehandlungsbehälter aufweist, ein Teil des Abwas sers, das der Behandlung unterliegt, aus dem dritten Behälter in den ersten und den zweiten Behälter zurückgeführt werden). Die Ausrüstung weist weiterhin einen Sedimentationsbehälter und einen Schlammaufschlußbehälter auf, die zusätzlich zu der Vielzahl von Abwasserbehandlungsbehältern angeordnet sind. Der Sedimentations behälter steht mit dem letzten Abwasserbehandlungsbehälter über einen Durchgang in Verbindung, um überschüssigen Schlamm, der sich auf dem Boden des Sedimentationstankes abgeladen hat, an den Schlammaufschlußbehälter weiterzugeben, wo der weitergegebene Schlamm aufgeschlossen wird, während Überstand, der nach der Schlammbehandlung erhalten wurde, von dem Schlammaufschlußbehäl ter zu dem ersten Schlammbehandlungsbehälter gegeben wird.

In dem Abwasserbehandlungsbehälter der obigen Anordnung wird Abwasser in jedem der Abwasserbehandlungsbehälter durch die Ein richtung zum Erzeugen eines Wasserwirbelstromes verquirlt, und das Abwasser wird ausreichend bewegt, um in den gesamten Behälter zu strömen. Somit wird eine erforderliche Art des aktivierten Schlammes in jedem Behandlungsbehälter vollständig in dem Behäl ter unabhängig von der Position in dem Behälter gebildet, wodurch die Leistungsfähigkeit der Behandlung in dem gesamten Behand lungsbehälter verbessert wird. Da weiterhin eine Heizeinrichtung im Bodenteil jedes Abwasserbehandlungsbehälters angeordnet ist, kann die Temperatur des Abwassers auf einer Temperatur gehalten werden, die erforderlich ist, den Schlamm zu allen Zeiten am Leben zu halten, selbst wenn es Winter ist oder wenn die Behand lungsausrüstung in irgendeinem kalten Gebiet aufgestellt ist. Selbst in dem Fall, daß die Konzentration an wasserverunreinigen dem Material in dem unaufbereiteten Abwasser, das in die Abwas serbehandlungsausrüstung eingeführt ist, hoch ist, wird, da ein Teil des Abwassers mit geringerer Konzentration, das der Behand lung unterliegt, von dem zweiten Abwasserbehandlungsbehälter und von anderen Behältern in den ersten Behandlungsbehälter zurückge strömt wird, das unaufbereite Wasser verdünnt, wodurch die hohe Konzentration des wasserverunreinigenden Materials auf eine geringe Konzentration eingestellt wird, die für die Behandlung geeignet ist. Da weiterhin Abwasser von dem zweiten Behälter und von anderen Behältern in den ersten Behälter zurückgeströmt wird, kann die Zeit, die vom Einführen des unaufbereiteten Abwassers in die Abwasserbehandlungsbehälter bis zu dessen Auslassen nach außen in Form von behandeltem Wasser, d. h. die Zeit, während der Abwasser in den verschiedenen Behandlungsbehältern bleibt, um darin behandelt zu werden, kontrolliert werden; mit anderen Wor ten, der Prozentanteil des zu entfernenden wasserverunreinigenden Materials kann auf den optimalen Wert für das gesamte Behandlungssystem eingerichtet werden. Weiterhin, selbst wenn eine geringe Menge an überschüssigem Schlamm in dem Prozeß der Abwasserbehandlung erzeugt wird, kann der überschüssige Schlamm in dem Sedimentationsbehälter und dem Schlammaufschlußbehälter, die zusammen mit den Abwasserbehandlungsbehältern installiert sind, behandelt werden und wird niemals aus der Ausrüstung ent lassen. Da der Überstand, der nach dem Aufschluß des Schlammes verbleibt, hohe Konzentration an Materialien mit chemischem Sau erstoffbedarf aufweist, wird das Behandlungswasser nicht aus der Ausrüstung ausgelassen, sondern in den ersten Abwasserbehand lungsbehälter zurückgeführt. Hier kann die Befürchtung entstehen, daß wenn das behandelte Wasser mit hoher Konzentration an Mate rialien mit chemischem Sauerstoffbedarf in den Abwasserbehand lungsbehälter zurückgeführt wird, die Konzentration an Materia lien mit chemischem Sauerstoffbedarf des Abwassers nach und nach erhöht wird, was zum Auftreten von größeren Mengen führt. Da jedoch, wie oben erwähnt, das Abwasser geringer Konzentration, das der Behandlung unterliegt, in den ersten Behandlungsbehälter zurückgeführt wird und die Abwasserbehandlung bei sehr hoher Leistungsfähigkeit geführt wird, treten keine größeren Mengen auf.

Mit der Abwasserbehandlungsausrüstung der obigen Anordnung und Funktion, wenn man die Ausrüstung gemäß der vorliegenden Erfin dung benutzt, um die Reinigungsbehandlung von Abwasser durch zuführen, so wie welches, das aus Fabriken, Betrieben, Häusern ausgelassen wird, wird es möglich, Abwasser mit großer Leistungs fähigkeit jederzeit von hochbeladener Behandlung bis zu niederbe ladener Behandlung zu behandeln. Somit wird eine ausreichende Leistungsfähigkeit der Abwasserbehandlung zu allen Zeiten gewähr leistet, ungeachtet jahreszeitlicher Änderungen oder des Klimas in der Region, in der das System aufgebaut ist. Darüber hinaus gibt es überhaupt kein Auslassen überschüssigen Schlammes außer halb des Systems und im Ergebnis wird die Arbeit des Abführens überschüssigen Schlammes aus der Ausrüstung und die Kosten für ein solches Entfernen überschüssigen Schlammes gespart. Wenn man das Abwasserbehandlungssystem gemäßt der Erfindung verwendet, kann die Konzentration an wasserverunreinigenden Materialien auf 5 bis 0 ppm reduziert werden, und ein farbloses und durchsichti ges behandeltes Wasser läuft aus der Ausrüstung ab.

Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich.

Fig. 1 ist eine geschnittene Vorderansicht einer Abwasserbehand lungsausrüstung mit aktivierten Schlammprozeßbetten als eine Aus führungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die in Fig. 1 gezeigt Aus rüstung;

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel der Anordnung einer Abwasserstromführungsplatte zeigt, die in der genannten Abwasserbehandlungsausrüstung benutzt wird;

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel der gesamten Anordnung eines aktivierten Schlammprozeßbettes zeigt, das in der genannten Abwasserbehandlungsausrüstung benutzt wird;

Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht der Gesamtanordnung eines aktivierten Schlammprozeßbettes; und

Fig. 6 ist eine teilweise perspektivische Ansicht eines akti vierten Schlammprozeßbettes, wobei ein Teil ausgeschnitten ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird hiernach mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, wobei Fig. 1 eine geschnittene Vorderansicht ist, die eine Gesamtanordnung der Abwasserbehandlungsausrüstung mit aktivierten Schlammprozeßbetten zeigt und Fig. 2 ist eine Draufsicht darauf. Es sei angemerkt, daß Fig. 1 vier Abwasserbehandlungsbehälter und einen Abschnitt zur Verarbeitung überschüssigen Schlammes darstellt, getrennt in obere und untere Teile, somit ist die Lage des Abschnittes für die Behandlung überschüssigen Schlammes unterschiedlich der in der Fig. 2.

Die Abwasserbehandlungsausrüstung dieser Ausführungsform weist einen Abwasserbehandlungsabschnitt 10 und einen Abschnitt 12 zur Behandlung überschüssigen Schlammes auf. Der Abwasserbehandlungs abschnitt 10 weist vier Abwasserbehandlungsbehälter 14, 16, 18, 20 auf, die nebeneinander eingerichtet sind, und der Abschnitt 12 zum Behandeln überschüssigen Schlammes weist einen Sedimenta tionsbehälter 22, einen Speicherbehälter 24 für überschüssigen Schlamm und einen Schlammaufschlußbehälter 26 auf.

Verbunden mit dem oberen Teil eines ersten Abwasserbehandlungsbe hälters 14 des Abwasserbehandlungsabschnittes 10 ist ein (nicht dargestelltes) Einführungsrohr für unaufbereitetes Abwasser, und zwei Abwasserbehandlungsbehälter, einander benachbart, sind mit einander durch Strömungsdurchgänge 28, 30, 32 verbunden, die jeweils auf dem oberen Teil der Trennwand ausgebildet sind.

Ein Paar Belüftungsrohre 33, die mit einem (nicht dargestellten) Lufteinströmrohr verbunden sind, sind jeweils an zwei Enden des inneren Bodenteils jedes Abwasserbehandlungsbehälters 14, 16, 18, 20 angeordnet. Eine Vielzahl von aktivierten Schlammbetten 34, 36, 38, 40 sind in vertikaler Richtung oberhalb jedes Belüftungs rohres 33 in jedem Abwasserbehandlungsbehälter 14, 16, 18, 20 in einer solchen Weise angeordnet, daß obere und untere Enden der Betten durch (nicht dargestellte) Tragpfeiler gestützt werden. Weiterhin ist in dem inneren Bodenteil jedes Abwasserbehandlungs behälters 14, 16, 18, 20 eine Tauchpumpe 42 angeordnet. Und Abwasserstromführungselemente 46, die jedes über eine Leitung 44 mit einer Auslaßöffnung jeder Tauchpumpe 42 verbunden sind, sind jeweils in dem Mittelteil angeordnet. Ein langgestrecktes Heiz rohr 48 ist auch nahe der Bodenfläche jedes Abwasserbehandlungs behälters 14, 16, 18, 20 angeordnet. Dieses Heizrohr 48 ist über einen Durchgang mit einer Wärmequelle 54 verbunden, welche einen Kessel und eine Umwälzpumpe über ein Einführrohr 50 und ein Aus laßrohr 52 aufweist, somit wird bewirkt, daß heißes Wasser umwälzbar innerhalb des Heizrohres 48 strömt.

Jedes aktivierte Schlammprozeßbett, von dem eine teilweise ausge schnittene, vergrößerte Ansicht in Fig. 6 gezeigt ist, weist einen zylindrischen Kern 56 aus einem harten Kunstharz auf, der für eine lange Zeitdauer des Versenkens korrosionsbeständig ist, mit einer maschenartigen oder gitterartigen Umfangsfläche, ein poröses Bauteil 58, mit dem dieser zylindrische Kern 56 mit einer bestimmten Dicke eingehüllt ist, d. h. etwa 15-20 mm dick, Befe stigungsringen 60, zum Befestigen der oberen und unteren Teile jedes Bettes, wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt und einem Befe stigungsgurt 62 zum Befestigen des porösen Bauteiles 58 an mehre ren Abschnitten des zylindrischen Kerns 56. Zusätzlich bezeichnet die Bezugsziffer 58 Löcher, die durch jeden Befestigungsring 69 gebohrt sind, um Tragpfeiler zum Tragen der Betten hindurchzufüh ren. Das poröse Bauteil 58 ist aus vielen korrosionsbeständigen Chloridgarnen gebildet, die miteinander verdrillt sind, oder anderem schwammigem, maschenartigen oder faserigen Kunstharz. Diese aktivierten Schlammprozeßbetten 34, 36, 38, 40 haben von Behälter zu Behälter jeweils unterschiedliche Formen. Fig. 4 bzw. 5 zeigt ein Beispiel davon. Das heißt, in dem Fall des akti vierten Schlammprozeßbettes, das in Fig. 4 gezeigt ist, ist das poröse Bauteil 58 spiralig mit einer gewissen Breite geschnitten, so daß der zylindrische Kern 56 teilweise ebensoviel freiliegt. Im Falle des aktivierten Schlammprozeßbettes, das in Fig. 5 gezeigt ist, ist die gesamte Oberfläche des zylindrischen Kernes 56 mit dem porösen Bauteil 58 bedeckt.

Zusätzlich ist es auch bevorzugt, daß die äußere Form jedes akti vierten Schlammbettes variiert wird, um dreieckig, zylindrisch, quadratisch im Schnitt zu sein, so daß eine Variation in der Anordnung jeweiliger aktivierter Schlammprozeßbetten gegeben wird, anstelle des Variierens der Oberfläche des zylindrischen Kernes 56, der mit dem porösen Bauteil 58 bedeckt ist (d. h. der freiliegenden Fläche des zylindrischen Kerns 56 durch teilweisen Wegschnitt des porösen Bauteils 58).

Wie in Fig. 3 gezeigt, ist bei jedem Abwasserstromführungsele ment 46 der Durchmesser seiner zylindrischen Form nach oben divergierend, wobei die obere Endfläche geschlossen ist, und eine Endverbindung 68, mit der die Leitung 44, die an die Tauchpumpe 42 angeschlossen ist, verbunden ist, ist an dem unteren Teil aus gebildet. Jedes Abwasserstromführungselement 46 umfaßt weiterhin ein Außengehäuse 66, auf dessen oberen Teil eine große Anzahl von Auslaßöffnungen 70 gebildet sind, und ein Innengehäuse 72 von zylindrischer Form, dessen oberes Ende geschlossen ist, und auf dessen unteren Teil eine Einströmöffnung (nicht dargestellt), die mit der Leitung 44 in Verbindung ist, gebildet ist, und auf deren Umfangsfläche eine spiralische Nut 74 ausgebildet ist, und das innerhalb des Außengehäuses 66 angeordnet ist. Wenn somit Abwas ser aus den Abwasserbehandlungsbehältern 14, 16, 18, 20 in die Tauchpumpen 42 eingeführt wird und das eingeführte Abwasser in den Innenteil des Innengehäuses 72 des Abwasserstromführungsele mentes 46 durch die Leitung 44 gegeben wird, dann wird das Abwas ser aus dem Abwasserstromführungselement 46 durch die spiralige Nut 74 des Innengehäuses 72 und die Auslaßöffnungen 70 des Außen gehäuses 66 ausgestoßen, wodurch ein Wirbelstrom von Abwasser, das von dem Mittelabschnitt des Behälterbodens nach oben zur Flüssigkeitsoberfläche strömt, erzeugt wird.

Angeordnet in dem inneren Bodenbereich des dritten Abwasserbe handlungsbehälters ist ein Wasseransaugrohr 76, auf dem eine Vielzahl von Ansaugöffnungen gebildet sind. Das Wasseransaugrohr 76 wird durch einen Durchgang mit einer Ansaugöffnung einer Umwälzpumpe 80 über eine Leitung 78 verbunden. Die Auslaßöffnung der Umwälzpumpe 80 ist über einen Durchgang mit jedem von Wasser zufuhrrohren 84 verbunden, die jeweils auf dem oberen Teil des ersten Abwasserbehandlungsbehälters 14 und dem zweiten Abwasser behandlungsbehälter 16 angeordnet sind und eine Vielzahl von Aus laßöffnungen aufweisen. Wenn daher die Umwälzpumpe 80 angetrieben wird, wird bewirkt, daß ein Teil des Abwassers, das der Behand lung in dem dritten Abwasserbehandlungsbehälter 18 unterliegt, in den ersten und den zweiten Abwasserbehandlungsbehälter 14 und 16 zurückfließt.

Der vierte Abwasserbehandlungsbehälter 20 und der Sedimentations behälter 22 des Abschnittes für die Behandlung überschüssigen Schlamms stehen miteinander über ein Verbindungsrohr 86 in Ver bindung. Eine Transferpumpe 88 für überschüssigen Schlamm ist in dem inneren Bodenbereich des Sedimentationsbehälters 22 angeord net. Indem man die Pumpe 88 betreibt, wird überschüssiger Schlamm, der sich auf dem Boden des Sedimentationsbehälters 22 abgelagert hat, über ein Transferrohr 90 zu einem benachbarten Speicherbehälter 24 für überschüssigen Schlamm überführt. Ein Überströmbehälter 92 ist auf dem oberen Teil des Sedimentations behälters 22 ausgebildet und an diesen Überströmbehälter 92 ist ein Auslaßrohr für behandeltes Wasser (nicht dargestellt) ange schlossen. Alles behandelte Wasser, das in den Überströmbehälter 92 fließt, wird aus der Anordnung durch das Auslaßrohr für behan deltes Wasser ausgelassen.

Weiterhin ist eine Transferpumpe 94 für überschüssigen Schlamm in dem inneren Bodenbereich des Speicherbehälters 24 für über schüssigen Schlamm angeordnet, so daß überschüssiger Schlamm, der sich am Boden des Sedimentationsbehälters 22 abgelagert hat, durch das Transferrohr 90 in den benachbarten Speicherbehälter 24 für überschüssigen Schlamm überführt werden kann. Eine Tauchpumpe 98 ist in dem mittleren Bodenbereich des Schlammaufschlußbehäl ters 26 angeordnet. Wenn die Tauchpumpe 98 betrieben wird, wird der Schlamm auf dem Behälterboden in die Tauchpumpe 98 gesaugt, dann durch das Auslaßrohr 100 in Richtung auf die Flüssig keitsoberfläche geleitet und aus dem Auslaßrohr 100 nahe um die Flüssigkeitsoberfläche herum ausgelassen. Der aus dem Auslaßrohr 100 ausgelassene Schlamm strömt in Richtung auf den Behälterboden und wird wieder in die Tauchpumpe 98 gesaugt. Während der Schlamm zirkulierend in den Schlammaufschlußbehälter 26 strömt, wird eine Chemikalie, die ein emulgierendes Oberflächenmittel und Saponin enthält, in angemessener Menge zu dem strömenden Schlamm hinzuge fügt, so daß der Aufschluß des Schlammes stattfinden kann. Ein Heizrohr 102 ist nahe dem Boden des Schlammaufschlußbehälters 26 angeordnet. Dieses Heizrohr 102 ist über einen Durchgang mit einer Wärmequelle 108, die einen Kessel und eine Umwälzpumpe auf weist, über ein Einführrohr 104 und ein Auslaßrohr 106 verbunden, somit wird bewirkt, daß erhitztes Wasser zirkulierend innerhalb des Heizrohres 102 strömt. Weiterhin ist eine Flüssigkeitszufuhr pumpe 110 im Schlammaufschlußbehälter 26 angeordnet, so daß eine Flüssigkeit, die durch den Aufschluß von Schlamm in dem Schlamm aufschlußbehälter erhalten wird (Überstand) in den ersten Abwas serbehandlungsbehälter 14 durch die Flüssigkeitszufuhrpumpe 110 über eine Flüssigkeitszufuhrleitung 112 gegeben werden kann.

Mit der Abwasserbehandlungsausrüstung der obigen Anordnung wird die Abwasserbehandlung in der folgenden Weise ausgeführt.

Wenn Abwasser in den ersten Abwasserbehandlungsbehälter 14 gebracht wird, wird das Abwasser nachfolgend aus dem ersten Abwasserbehandlungsbehälter 14 in den zweiten Abwasserbehand lungsbehälter 16 über den Überströmdurchgang 28 strömen, aus dem zweiten Abwasserbehandlungsbehälter 16 in den dritten Abwasserbe handlungsbehälter 18 über den Überströmdurchgang 30 und aus dem dritten Abwasserbehandlungsbehälter 18 in den vierten Abwasserbe handlungsbehälter 20 über den Überströmdurchgang 32. Und in jedem Abwasserbehandlungsbehälter 14, 16, 18, 20 wird Luft, die aus einem Luftzufuhrgebläse (nicht dargestellt) über das Luftein strömrohr in das Belüftungsrohr 33 geliefert wird, in das Abwas ser aus dem Paar Belüftungsrohre 33, 33 geblasen, wodurch Sauer stoff in dem Abwasser gelöst und dispergiert wird. Das Abwasser, das solchen gelösten Sauerstoff (DO) enthält, kommt mit der Anzahl der aktivierten Schlammbetten 34, 36, 38, 40 in Kontakt, die jeweils in vertikaler Richtung in den Abwasserbehandlungsbe hältern vorgesehen sind. Wasserverunreinigende Materialien, so wie Materialien mit biochemischem Sauerstoffbedarf, Materialien mit chemischem Sauerstoffbedarf usw., werden durch aerobe und anaerobe Bakterien zerlegt, die in den aktivierten Schlammprozeß betten 34, 36, 38, 40 implantiert und kultiviert werden, während die aeroben und anaeroben Bakterien zunehmend bebrütet werden, wobei ein Teil der Energie verwendet wird, die zu der Zeit einer solchen Zerlegung erhalten worden ist.

In diesem Zusammenhang gibt es, da jedes aktivierte Schlammpro zeßbett 34, 36, 38, 40 zylindrisch ist, ein Unterschied des DO- Wertes zwischen dem Außenbereich und dem Innenbereich des Zylin ders, und im allgemeinen werden aerobe Bakterien hauptsächlich auf der äußeren Umfangfläche des Bettes bebrütet, während anae robe Bakterien auf der inneren Umfangsfläche des Bettes bebrütet werden. Dann werden Riesen-Mikroorganismen, so wie Zogloea-Bakte rien, Spherotilus, Nematoden oder Wassermilben spontan im Mittel bereich des porösen Bauteiles der aktivierten Schlammprozeßbetten 34, 36, 38, 40 bebrütet oder zum Leben erweckt und verzehren sowohl aerobe als auch anaerobe Bakterien, um sie zu autolysie ren. Daher wird dem exzessiven Zuwachs oder Bebrüten aerober Bak terien, die exzessiven Schlamm erzeugen würden, erfolgreich vor gebeugt, wodurch der Erzeugung von exzessivem Schlamm vorgebeugt wird. Da in jedem der aktivierten Schlammprozeßbetten 34, 36, 38, 40, die jeweils in dem ersten, zweiten, dritten und vierten Abwasserbehandlungstank 14, 16, 18, 20 angeordnet sind, die phy sikalische Umgebung, d. h. die Fläche die nach dem Einhüllen des zylindrischen Kerns 56 mit dem porösen Bauteil 58 freiliegt, von Behälter zu Behälter variiert, variiert auch die Stromgeschwindigkeit des Abwassers mit erhöhtem DO-Wert innerhalb und außerhalb des Zylinders ebenso von Behälter zu Behälter. Dem gemäß gibt es eine Änderung von Behälter zu Behälter im Hinblick auf die Art der Bakterien, die im Verhältnis von aeroben Bakte rien zu anaeroben Bakterien, der Verteilung von Riesen-Mikroorga nismen usw., die in jedem der aktivierten Schlammprozeßbetten 34, 36, 38, 40 kultiviert werden und den aktivierten Schlamm bilden. Wenn man den DO-Wert in jedem Abwasserbehandlungsbehälter 14, 16, 18, 20 ändert, in dem man die Geschwindigkeit der Luftzufuhr aus dem Belüftungsrohr 33 zu jedem Behälter entsprechend der Reihen folge des Anordnens der Abwasserbehandlungsbehälter 14, 16, 18, 20 reduziert, werden die aktivierten Schlammprozeßbetten 34, 36, 38, 40, die jede eine Brutphase mit den aeroben und anaeroben Bakterien haben, mit ihren individuellen Eigenschaften ausgebil det. Somit, als ein Ergebnis des Bildens der aktivierten Schlammprozeßbetten wie oben erwähnt, wird es möglich, Eigen schaften jeweiliger Mikroorganismen gemäß dem Fortschreiten der Behandlung zu verwenden, d. h. die exzellente Leistungsfähigkeit aerober Bakterien, die bei der Behandlung von Materialien mit biochemischem Sauerstoffbedarf, chemischem Sauerstoffbedarf usw. bei hoher Belastung und der von anaeroben Bakterien in der Behandlung von Materialien mit biochemischem Sauerstoffbedarf usw. bei niedriger Belastung ebenso wie in der Zerlegung von Stickstoff gezeigt wird, während ernährungsmäßig die Luft, Stickstoff und Phosphor, den sie brauchen, gemäß dem Fortschreiten der Behandlung ausgeglichen wird.

Bei der Abwasserbehandlungsausrüstung der genannten Anordnung wird beiwirkt, daß Abwasser in jedem der Abwasserbehandlungsbe hälter 14, 16, 18, 20 nach oben in der Form eines Wirbelstromes aus Abwasser aus den Abwasserstromführungselementen 46 strömt, nach dem Ansaugen in die Tauchpumpe 42, sich dann strömend in Richtung auf den Behälterboden bewegt, um wieder in die Tauch pumpe 52 gesaugt zu werden. Mit anderen Worten wird bewirkt, daß das Abwasser zirkulierend innerhalb jedes Behälters strömt, und, als ein Ergebnis, aktivierter Schlamm einer Art, die für die spezielle Behandlung erforderlich ist, im Mittel durchgehend in dem Tank gebildet wird. Um die Abwasserbehandlungsausrüstung die ser Ausführungsform im Winter oder in einem kalten Gebiet zu betreiben, wird bewirkt, daß heißes Wasser durch das Heizrohr 48 strömt, so daß die Temperatur des Abwassers kontrolliert und in einem Temperaturbereich gehalten wird, der es ermöglicht, daß der Schlamm lebt. Weiterhin wird bei dieser Abwasserbehandlungsaus rüstung ein Teil des Abwassers in dem dritten Abwasserbehand lungstank 18 durch die Umwälzpumpe 18 über das Wasseransaugrohr 76 angesaugt, und das angesaugte Abwasser wird in den ersten und zweiten Abwasserbehandlungsbehälter 14 und 16 durch das Wasserzu fuhrrohr 18 zurückgeführt oder zurückgespeist. Zu dieser Zeit kann es möglich sein, durch geeignetes Einstellen der Rückführge schwindigkeit des Abwassers, daß die Konzentration des wasserver unreinigenden Materials von unaufbereitetem Abwasser auf eine geforderte Konzentration eingestellt oder verdünnt werden kann, oder daß die Behandlungszeit der Abwasserbehandlung in dem Abwas serbehandlungsabschnitt auf eine geforderte Zeit eingestellt wird.

In der Zwischenzeit strömt dann das Abwasser, das auf eine sehr geringe Konzentration an wasserverunreinigendem Material von 5 bis 0 ppm während des sequentiellen Durchlaufs durch den ersten, zweiten, dritten und vierten Abwasserbehandlungsbehälter 14, 16, 18, 20 behandelt worden ist, in den Sedimentationsbehälter 22 aus dem vierten Abwasserbehandlungsbehälter 20 über das Verbindungs rohr 86. Zu dieser Zeit kann eine geringe Menge an überschüssigem Schlamm in dem Abwasser enthalten sein. Dieser überschüssige Schlamm in dem Abwasser fällt nach unten und wird auf dem Tankbo den abgelagert. Dieser abgelagerte überschüssige Schlamm wird von dem Boden des Sedimentationsbehälters 22 über das Transferrohr 90 zu dem Speicherbehälter 25 für überschüssigen Schlamm geliefert. Andererseits strömt der Überstand in den Überströmbehälter 92 und wird schließlich aus der Ausrüstung in Form eines behandelten, gereinigten und entfärbten Wassers durch das Entladungsrohr ent lassen.

Der überschüssige Schlamm, der in dem Speicherbehälter 24 für überflüssigen Schlamm gespeichert ist, wird dann zu dem Schlamm aufschlußbehälter 26 über das Transferrohr 96 mittels der Trans ferpumpe 94 für überschüssigen Schlamm geliefert. Der überschüs sige Schlamm wird dem Aufschluß in dem Schlammaufschlußbehälter 26 ausgesetzt und verflüssigt. Diese Flüssigkeit aufgeschlossenen Schlammes (Überstand) wird wegen seiner hohen Konzentration an Materialien mit chemischem Sauerstoffbedarf nicht aus der Ausrü stung ausgelassen, sondern wird zu dem ersten Abwasserbehand lungsbehälter 14 über das Flüssigkeitszufuhrrohr 112 zurückgege ben und zusammen mit dem unaufbereiteten Abwasser in dem Abwas serbehandlungsabschnitt 10 behandelt. Wie so weit beschrieben wird die Abwasserbehandlung ohne irgendwelches Auslassen von überschüssigem Schlamm und aufgeschlossener Flüssigkeit davon aus der Ausrüstung durchgeführt. Zusätzlich werden unlösliche anorga nische Materialien auf geeignete Weise vom Boden des Schlammauf schlußbehälters 26 abgeführt.

Es wird weiterhin vom Fachmann verstanden, daß die vorangehende Beschreibung eine bevorzugte Ausführungsform der offenbarten Vor richtung ist und daß verschiedene Änderungen und Modifikationen bei der Erfindung gemacht werden können, ohne daß man Gedanken und Umfang verläßt.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Zeichnungen sowie den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl ein zeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Bezugszeichenliste

10 Abschnitt für Abwasserbehandlung
12 Abschnitt für die Behandlung überschüssigen Schlamms
14 Abwasserbehandlungsbehälter
16 Abwasserbehandlungsbehälter
18 Abwasserbehandlungsbehälter
20 Abwasserbehandlungsbehälter
22 Sedimentationsbehälter
24 Speicherbehälter für überschüssigen Schlamm
26 Schlammaufschlußbehälter
28 Strömungsdurchgang
30 Strömungsdurchgang
32 Strömungsdurchgang
33 Belüftungsrohr
34 Aktiviertes Schlammbett
36 Aktiviertes Schlammbett
38 Aktiviertes Schlammbett
40 Aktiviertes Schlammbett
42 Tauchpumpe
44 Leitung
46 Abwasserstromführungselement
48 Heizrohr
50 Einführungsrohr
52 Auslaßrohr
54 Wärmequelle
56 Zylindrischer Kern
58 Poröses Bauteil
60 Befestigungsringe
62 Befestigungsgurte
66 Außengehäuse
68 Endverbindung
70 Auslaßöffnungen
72 Innengehäuse
74 Spiralige Nut
76 Wasseransaugrohr
78 Leitung
80 Umwälzpumpe
84 Wasserzufuhrrohre
86 Verbindungsrohr
88 Transferpumpe für überschüssigen Schlamm
90 Transferrohr
92 Überströmbehälter
94 Transferpumpe für überschüssigen Schlamm
98 Tauchpumpe
100 Auslaßrohr
102 Heizrohr
104 Einführungsrohr
106 Auslaßrohr
108 Wärmequelle
110 Flüssigkeitszufuhrpumpe
112 Flüssigkeitszufuhrrohr

Claims

Abwasserbehandlungsausrüstung mit aktivierten Schlammprozeßbet ten, bei der eine Vielzahl von Behandlungsbehältern (14, 16, 18, 20) in einer Reihe angeordnet sind, wobei jeder mit einem benach barten Behälter über einen Durchgang kommuniziert und jeder der Behandlungsbehälter eine Vielzahl von aktivierten Schlammprozeß betten (34, 36, 38, 40) aufweist, die in vertikaler Richtung oberhalb eines Belüftungsrohres (33) angeordnet sind, das mit einem Lufteinströmrohr verbunden und an dem Boden jedes Behälters angeordnet ist, wobei jedes der aktivierten Schlammprozeßbetten (34, 36, 38, 40) einen zylindrischen Kern (56) aufweist, dessen maschenartiger oder gitterartiger äußerer Umfangsbereich mit einem porösen Bauteil (58) einer bestimmten Dicke eingehüllt und durch Befestigungseinrichtungen (60) befestigt ist, und bei der die äußere Umfangsfläche des zylindrischen Kerns (56), der in das poröse Bauteil (58) eingehüllt ist, in jedem aktivierten Schlamm bett (34, 36, 38, 40) von Behälter zu Behälter entsprechend der Anordnung der Behälter zunimmt, um eine Vielfalt hinsichtlich der Art der Bakterien, des Brutverhältnisses zwischen aeroben und anaeroben Bakterien und deren Verteilung von Behälter zu Behälter in ihrer Reihenfolge zu geben, gekennzeichnet durch:
- - eine Einrichtung zum Erzeugen eines Wasserwirbelstromes zum Ansaugen von Abwasser vom Boden jedes der Abwasserbehand lungsbehälter (14, 16, 18, 20) und zum Einströmen des ange saugten Abwassers vom Mittelteil des Bodens jedes Behälters hinauf zur Flüssigkeitsoberfläche, so daß in dem Behälter ein Wirbelstrom von Abwasser erzeugt wird;
- - ein Heizrohr (48), das mit einer Umwälzeinrichtung für Heiz medium verbunden ist und durch welches erhitztes Medium, so wie heißes Wasser strömen kann;
- - eine Einrichtung zum Umwälzen von Abwasser zum Rückführen eines Teiles des Abwassers, das der Behandlung unterliegt, aus den Abwasserbehandlungsbehältern (16, 18, 20), mit Aus nahme des ersten Behälters (14), zu ihrem voran angeordneten Behälter oder Behältern, um durch Verdünnen die Konzentration an wasserverunreinigenden Materialien von unaufbereitetem Abwasser zu kontrollieren und die Behandlungszeit in dem Behälter zu kontrollieren;
- - einen Sedimentationsbehälter (22), der über einen Durchgang mit einem letzten Abwasserbehandlungsbehälter (20) kommuni ziert;
- - einem Schlammaufschlußbehälter (26) zum Aufschließen über schüssigen Schlammes, der sich auf dem Boden des Sedimenta tionsbehälters (22) abgelagert hat; und
- - eine Zufuhreinrichtung für schlammbehandeltes Wasser zum Lei ten von Überstand, der nach der Schlammbehandlung erhalten worden ist, aus dem Schlammaufschlußbehälter (26) zu dem ersten Abwasserbehandlungstank (14).