DE4431689A1 - Belüftungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Belüftungseinrichtung, insbe­ sondere zur Belüftung biologischer Filter, von Abwasser in Kläranlagen oder dergleichen.

Für die genannten Anwendungszwecke sind unterschiedlichste Belüftungseinrichtungen bekannt, wobei Rohrbelüfter und sogenannte Flächen- oder Scheibenbelüfter die wesentlichsten Ausführungsformen darstellen.

Zum Beispiel im Abwasserbereich dienen die Belüftungsein­ richtungen zur Frischhaltebelüftung von Abwasser, zum Luft-/ Sauerstoffeintrag in Belebungsbecken oder zur Schlamm­ stabilisation. Andere Anwendungsbereiche sind die Neutra­ lisation von Flüssigkeiten durch eine Begasung mit Kohlen­ dioxid. Im Bereich biologischer Filter dienen Belüftungs­ einrichtungen dazu, einen kontaminierten Luftstrom durch das Filtermedium zur Dekontaminierung zu führen. Dabei liegt das biologische Filtermaterial auf einem Rost auf, wobei die Belüftungseinrichtung unterhalb des Rostes angeordnet ist und die Luft durch den Rost in das Filtermaterial eingedüst wird.

In allen Fällen ist der Installationsaufwand erheblich. Dies gilt insbesondere für Belüftungseinrichtungen in Kläranlagen. Dabei ist es zunächst notwendig, ein Rohrverteilungssystem aufzubauen und in mehr oder weniger regelmäßigen Abständen Anschlüsse für die diskreten Belüftungseinrichtungen vorzu­ sehen, die zum Beispiel über Stahlrohrnippel mit den Rohr­ leitungen verbunden werden.

Bei Festbettanlagen werden die Festbetten oberhalb der Belüftungseinrichtung im Klärbecken angeordnet und dabei zum Beispiel auf entsprechenden Rosten konfektioniert.

Um im Fall von Störungen im Bereich der Belüftungseinrich­ tung nicht die gesamte Kläranlage stillegen zu müssen, wird der Bereich unterhalb der Festbetten, in dem sich die Be­ lüftungseinrichtung befindet, entsprechend großvolumig dimensioniert, um eine Zugänglichkeit zu erreichen. Dies führt dazu, daß die Bauhöhe zwischen dem Boden der Kläran­ lage und dem Auflagerost bis zu 2 Meter betragen kann. Hier­ durch werden die Baukosten der Kläranlage erhöht und die Wirksamkeit der Belüftungseinrichtung verringert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungs­ gemäße Belüftungseinrichtung zur Verfügung zu stellen, die einfach aufgebaut ist, eine hohe Effizienz besitzt und ins­ besondere auch eine einfachere Reparatur im Fall von Störungen erlaubt.

Zur Lösung dieser Aufgabe liegt der Erfindung folgender Gedanke zugrunde: die Belüftungseinrichtung besteht aus einem festen (statischen) Teil und einem mobilen Teil, wobei der statische Teil gleichzeitig mehrere Funktionen über­ nehmen kann. Eine erste wesentliche Funktion besteht darin, eine Aufnahme für den mobilen Teil zu schaffen, der die Luftzuführleitung umfaßt, so daß diese im Fall von Störungen aus dem statischen Teil entnommen, repariert und zurück­ geführt werden kann. Eine weitere Funktion des statischen Teils kann darin liegen, einen Auflageboden (ähnlich einem Rost) zum Beispiel für ein Festbett (im Fall der Anwendung in einer Kläranlage) bereitzustellen beziehungsweise einen Auflageboden für ein biologisches Filtermaterial zu bilden.

Daraus folgt gleichzeitig, daß der statische Teil Durch­ brechungen aufweist, um die über den mobilen Teil (die Luft­ zuführleitung) zugeführte Luft in das Wasser der Kläranlage, das Filtermaterial oder dergleichen leiten zu können.

Insoweit unterscheidet sich die Belüftungseinrichtung grund­ sätzlich von Ausführungsformen nach dem Stand der Technik, die ausschließlich statisch sind. Hierdurch ergeben sich folgende Konsequenzen: Der Raum, in dem die Belüftungsein­ richtung angeordnet wird, kann sehr viel kleiner sein als bei bekannten Ausführungsformen. Es ist nicht mehr notwen­ dig, die gesamte Fläche, über die sich die Belüftungsein­ richtung erstreckt, zugänglich zu machen; vielmehr reicht es aus, eine seitliche Zugangsmöglichkeit zu schaffen, über die die Luftzuführleitungen, also die mobilen Teile, entnehmbar sind. Die nachfolgende Figurenbeschreibung zeigt dazu ein konkretes Ausführungsbeispiel.

In ihrer allgemeinsten Ausführungsform betrifft die Erfin­ dung eine Einrichtung zur Belüftung biologischer Filter, von Abwasser in Kläranlagen oder dergleichen mit folgenden Merk­ malen:

• - einem, auf einen Boden aufsetzbaren Profilkörper,
• - der Profilkörper weist kanalartige Abschnitte auf,
• - die kanalartigen Abschnitte sind entlang ihrer in der Montageposition vom Boden abstehenden Zonen mit Durch­ brechungen ausgebildet,
• - mindestens eine Luftzuführleitung ist in den kanalartigen Abschnitten positionierbar.

Die konkrete geometrische Gestaltung der kanalartigen Abschnitte kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. So kann die Querschnittsform rechteckförmig oder trapez­ förmig sein oder einen polygonalen Querschnitt aufweisen. Jede andere Querschnittsform ist aber ebenso möglich, bei­ spielsweise kann die Oberfläche des Profilkörpers wellen­ artig gestaltet sein, so daß sich gekrümmte Oberflächenzonen ergeben.

Grundsätzlich kann die Belüftungseinrichtung einen einzigen kanalartigen Abschnitt aufweisen. Es ist aber bevorzugt, den Profilkörper mit einer Vielzahl von parallel zueinander angeordneten kanalartigen Abschnitten auszubilden, wodurch sich der Montageaufwand ebenso verringert wie die Her­ stellungskosten. Außerdem lassen sich die kanalartigen Abschnitte mit einem vorwählbaren Abstand konfektionieren. Insgesamt ergeben sich dann für den Querschnitt des Profil­ körpers beispielsweise Mäanderformen. Vorzugsweise sind die Querschnitte der einzelnen kanalförmigen Abschnitte dabei untereinander gleich, so daß gleichzeitig eine "plane" Oberfläche ausgebildet wird, auf der dann zum Beispiel Fest­ betten aufgestellt werden können.

Die Profilkörper können auf dem Boden einer Kläranlage oder eines biologischen Filters lose aufgelegt werden; ebenso ist es möglich, sie am Boden zu befestigen, beispielsweise zu verschrauben. Die konkrete Konfektionierung wird vom jewei­ ligen Anwendungsfall abhängen und zu berücksichten haben, daß ein Auftrieb der Profilkörper verhindert werden muß.

Die Luftzuführleitung hat sich in ihrer Geometrie den kanal­ artigen Abschnitten anzupassen. Sie kann starr oder flexibel sein, wobei die letztgenannte Ausführungsform besonders vor­ teilhaft ist, da sie eine einfachere Montage/Demontage er­ laubt. Ein perforierter Kunststoffschlauch erfüllt die Auf­ gabe besonders wirkungsvoll.

Die Luftzuführleitung kann sich über eine Teillänge oder die gesamte Länge des zugehörigen kanalartigen Abschnittes er­ strecken. Grundsätzlich ist auch eine Anordnung denkbar, bei der ein Schlauch durch einen kanalartigen Abschnitt geführt, dann umgebogen und über einen benachbarten kanalartigen Ab­ schnitt zurückgeführt wird.

Die Montage/Demontage sowie die Wirkungsweise der Belüftungs­ einrichtung werden dadurch verbessert, daß die Querschnitts­ fläche der Luftzuführleitung kleiner ist als die Quer­ schnittsfläche des zugehörigen kanalartigen Abschnittes, so daß zwischen der Luftzuführleitung und dem Profilkörper ein Abstand besteht. Dies gilt für Ausführungsformen, bei denen die Luftzuführleitung in kanalartigen Abschnitten einliegt, die umfangsseitig geschlossen sind oder deren "offenes Ende" gegen den Boden gerichtet ist. Ebenso ist es aber auch möglich, die Luftzuführeinrichtung in dazwischenliegenden kanalartigen Abschnitten anzuordnen, die nach oben (in Richtung auf das Festbett, das Filtermaterial oder dergleichen) offen sind. Bei diesen Ausführungsformen läßt sich aufgrund eines im Begasungsfall auftretenden Unterdrucks im Bodenbereich eine häufig erwünschte "Strö­ mungswalze" des Abwassers in einer Kläranlage erreichen.

Das Material des Profilkörpers hängt vom Anwendungsfall ab und ist beispielsweise Metall oder Kunststoff.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungs­ unterlagen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs­ beispieles näher beschrieben.

Dabei zeigt die einzige Figur - in stark schematisierter Darstellung - einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Belüftungseinrichtung innerhalb einer Abwasser-Kläranlage.

Mit dem Bezugszeichen 10 ist die Kläranlage insgesamt dar­ gestellt. Sie besitzt einen Boden 12, Wände 14 und ist mit einem zu reinigenden Abwasser 16 gefüllt. Zu- und Ablauf sowie weitere übliche Bestandteile einer Kläranlage sind hier im einzelnen nicht dargestellt.

Das Bezugszeichen 18 beschreibt einen Profilkörper einer erfindungsgemäßen Belüftungseinrichtung, und zwar hier in zwei alternativen Ausführungsformen.

Im linken Teil der Figur ist ein Profilkörper 18 aus Kunststoff dargestellt, der im Schnitt einen mäanderförmigen Verlauf zeigt. Hierdurch werden kanalartige Abschnitte 18.1 bis 18.4 ausgebildet, wobei die Abschnitte 18.2 und 18.4 nach oben "geschlossen" und die Abschnitte 18.1 und 18.3 nach oben "offen" sind.

Daraus folgt, daß der Profilkörper 18 mit den Abschnitten 18.1 und 18.3 auf dem Boden 12 aufliegt, mit dem er verschraubt ist.

In den kanalartigen Abschnitten 18.2 und 18.4 sind perforierte Schläuche 20 angeordnet, die mit einer (hier nicht dargestellten) Luftzuführeinrichtung verbunden sind. Die Schläuche 20 bestehen aus Kunststoffmaterial und die Perforationsöffnungen sind in der oberen Schlauchhälfte angeordnet, so daß die zugeführte Luft nach oben entweichen kann.

Um die Luft in das Abwasser 16 führen zu können sind entsprechend die "Abdeckungen" 22 der kanalartigen Abschnitte 18.2 und 18.4 ebenfalls mit Durchbrechungen (Perforationen) ausgebildet.

Ebenso können in den vertikalen Zonen 24 der Abschnitte 18.2 und 18.4 Durchbrechungen vorgesehen sein, wodurch sich im Belüftungsfall eine "Strömungswalze" des zu behandelnden Abwassers 16 automatisch einstellt.

Der Profilkörper 18 erstreckt sich im wesentlichen zwischen den gegenüberliegenden Wänden 14 der Kläranlage 10. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist zumindest an der gasanschlußsseitigen Seite jedoch ein Abstand zur Wand vorgesehen, der dazu dient, die Schläuche 20 zu montieren beziehungsweise im Reparaturfall entnehmen und wieder zuführen zu können. Dies kann ohne weiteres von oben erfolgen, da die Schläuche 20 biegsam sind und sich so durch das Abwasser in die Abschnitte 18.2 und 18.4 führen lassen. Eine alternative Ausführungsform eines Profilkörpers 18 ist im rechten Teil der Figur dargestellt. Der Profilkörper zeigt hier einen "wellenartigen" Verlauf, sein Aufbau entspricht im übrigen aber dem im linken Teil der Figur, wie er vorstehend beschrieben wurde.

Zusätzlich liegt hier ein Schlauch 20 im Abschnitt 18.3 ein, das ist der Abschnitt, der nach oben "offen" ist, so daß die zugeführte Luft direkt in das Abwasser 16 geführt wird. Der Profilkörper 18 ist über seine gesamte Fläche perforiert.

Die Figur zeigt weiter, daß auf den Profilkörpern 18 Festbetten 26 angeordnet sind, die aus (im einzelnen nicht dargestellten) Netzrohren bestehen, die zu einem Block 26 konfektioniert sind.

Ein wesentliches Merkmal und ein Vorteil der erfindungsgemäßen Belüftungseinrichtung besteht darin, daß diese gleichzeitig als Aufstandsfläche für die Festbetten 26 dient, so daß zusätzliche Roste, Halterungen oder dergleichen entfallen. Das Festbett 26 verhindert auch, daß zum Beispiel der Belüftungsschlauch 20 im Bereich des Abschnittes 18.3 nach oben auftreibt.

Die Anordnung der Belüftungseinrichtung innerhalb einer Kläranlage oder eines biologischen Filters kann unterschiedlich erfolgen. In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispieles kann die Ausrichtung der Profilkörper 18 beispielsweise um 90 Grad versetzt sein und sich dabei auf den Bereich zwischen den Seitenwänden 14 und den inneren vertikalen Flächen 26a der Festbetten 26 beschränken. Mit anderen Worten: Der Bereich 30 zwischen benachbarten Festbetten 26 bleibt frei; hier ist keine Belüftungseinrichtung bodenseitig angeordnet.

Dies hat den Vorteil, daß zur Montage/Demontage sowie in Reparaturfällen eine Zugänglichkeit über den Bereich 30 möglich wird, wobei der Abstand zwischen den Festbetten 26 so gewählt werden kann, daß Reparaturpersonal hier in das Abwasser eintauchen und die notwendigen Arbeiten vornehmen kann.

Bei dem letztgenannten Ausführungsbeispiel können die beiden Profilkörper 18 selbstverständlich gemeinsam (beispielsweise unterhalb des Bereiches 30) an eine gemeinsame Gaszuführleitung angeschlossen werden.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel veranschaulicht, daß die erfindungsgemäße Belüftungseinrichtung äußerst einfach aufgebaut ist, jedoch eine hohe Effizienz aufweist und insbesondere die Bauhöhe der Kläranlage deutlich verringert. Darüberhinaus ist sie angesichts ihres einfachen Aufbaus relativ störunanfällig. Im Falle von Störungen lassen sich Reparaturen - wie dargestellt - leicht ausführen.

Für andere Anwendungsbereiche gelten die vorstehenden Ausführungen analog. Bei einem Biofilter können die Profilkörper 18 dabei gleichzeitig die im Stand der Technik notwendige Funktion eines Rostes für die Biomasse übernehmen.

Claims (10)

1. Einrichtung zur Belüftung biologischer Filter, von Abwasser in Kläranlagen (10) oder dergleichen, mit:

• 1.1. einem, auf einen Boden (12) aufsetzbaren Profilkörper (18), der
• 1.2 kanalartige Abschnitte (18.1 bis 18.4) aufweist, die
• 1.3 entlang ihrer in der Montageposition vom Boden (12) abstehenden Zonen (22, 24) Durchbrechungen aufweisen, sowie
• 1.4 mindestens einer Luftzuführleitung (20), die in den kanalartigen Abschnitten (18.1 bis 18.4) positionierbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die kanalartigen Abschnitte (18.1 bis 18.4) einen rechteckförmigen, trapezförmigen oder polygonalen Querschnitt aufweisen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, bei dem die kanalartigen Abschnitte (18.1 bis 18.4) eine gekrümmte Oberfläche aufweisen.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Profilkörper (18) eine Vielzahl parallel zueinander angeordneter kanalartiger Abschnitte (18.1 bis 18.4) aufweist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Luftzuführleitung (20) ein perforierter Schlauch ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der sich die Luftzuführleitung (20) über die gesamte Länge des zugehörigen kanalartigen Abschnitts (18.1 bis 18.4) erstreckt.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Querschnittsfläche der Luftzuführleitung (20) kleiner als die Querschnittsfläche des zugehörigen kanalartigen Abschnitts (18.1 bis 18.4) ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der der Profilkörper (18) aus Metall oder Kunststoff besteht.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Luftzuführleitung (20) aus Kunststoff besteht.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der die mit Durchbrechungen ausgebildeten Zonen (22) des Profilkörpers (18) fluchtend zueinander ausgerichtet sind.