DE6604586U - Vorrichtung zum reinigen von wasser nachdem belebungsverfahren. - Google Patents

Description

PASSAVANT-Y/ERKE
Michelbaoher Hütte
b. Michelbach / Nassau

Vorrichtung zum Reinigen von Wasser nach
dem Belebungsverfahren

pie Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von 5-Abwasser nach dem Belebungsverfahren in einem Belüftungsbe-" halter und mindestens einer über dem Beiüfiungsbehälteri'yer.i fahrbaren Brücke, an der mindestens ein in den Belüftungsbehälter ragender Oberflächenbelüfter angeordnet ist.

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art werden in der Regel Belüftungsbürsten verwendet, die um eine horizontale Achse

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umlaufen. Derartige Biüftungsaggregate erzeugen eine das ganze Becken erfassende Zirkulationsströmung, die sicherstellt, daß nach und nach der gesamte Beckeninhalt einmal oder mehrmals in den Bereich des Belüftungsaggregates kommt und dort "belüftet und gründlich durchmischt wird, und die außerdem eine unerwünschte Schlamma"blagerung am Beckenboden verhindert. Ziel der Behandlung des Abwassers im Belüftungsbecken ist es, die in der Flüssigkeit fein verteilten Belebtschlammteilchen dazu anzuregen, sich zu größeren Plokken zusammenzufügen, die leicht durch Sedimentation von der Flüssigkeit getrennt werden können. Diese Plockulations- und Absetzvorgänge werden in einem dem Belüftungsbecken nachgeschalteten Absetzbecken durchgeführt.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß es in vorteilhafter Weise möglich ist, einen Teil der Plockulationsvorgänge bereits im Belüftungsbehälter stattfinden zu lassen, wodurch die Behandlung im anschließenden Nachklärbecken abgekürzt und trotzdem die Eeinigungsleistung der Gesamtvorrichtung insgesamt noch gesteigert werden kann. Dies wird erfin-

dungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß der Oberflächenbelüfter ein im wesentlichen l&trechtachsiger Belüfter, insbesondere ein an sich bekannter Belüftungskreisel is"fe Uriu uer liritigf OjTTELgS OuSI* o.StlggaS «Γ«Οα «S ^raj.«f rUugi behälter so schmal ausgebildet ist, daß nur ein Teilbereich des Belüftungsbehälters von der vom Oberflächenbelüfter erzeugten Strömung erfaßt wird.

Während bei den bekannten Anlagen die vom Belüftungsaggregat im ganzen Belüftungsbehälter erzeugte Strömung so stark ist, daß die einzelnen Belebt-8chlammtsuchen immer wieder auseinander^erissen Werden und keine Gelegenheit haben, sich bereits im Belüftungsbehälter zu größeren Flocken zusammenzuballen, tritt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in den gerade nicht vom Oberflächenbelüfter erfaßten Beckenbereichen eine Beruhigung des Wassers ein5 während dieser Beruhigungszeiten können sich die einzelnen Belebtschlammteilchen zu größeren Flocken zusammenfügen und sich dann anschließend in einem Nachklärbecken sehr viel schneller absetzen. Außerdem bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vor-

teil, daß sie mit erheblich geringerem Energieaufwand betrieben werden kann, da nicht in jedem Zeitpunkt der gesamte Inhalt des Belüftungsbehälters umgewälzt werden muß.

Vorzugsweise besitzt die Brücke einen Antrieb zum kontinuierlichen Verfahren des Oberflächenbelüfter über die gesamte länge des Belüftungsbehälters mit einer Umlauf- bzw. Hin- und Rückfahrtdauer, die für eine Plockulation des Belebtschlammes in den nicht von der Strömung erfaßten Bereichen des Belüftungsbehälters ausreicht. '

Ein im wesentlichen lotrechtachsiges Belüftungsaggregat wird deshalb verwendet, weil es nicht dazu neigt, im Becken eine horizontal gerichtete Zirkulationsströmung zu erzeugen. Diese Wirkung wird durch die genannte Gestaltung des Belüftungsbehälters unterstützt, welche verhindert, daß die vom lotrechten Belüftungsaggregat erzeugte Ringströmung sich über das ganze Becken ausbreiten kann, wie dies z.B. in einem kreisförmigen Becken der Fall sein könnte. Bei einem ringförmigen Belüftungsbecken sollte die Breite des Beckens kleiner als sein Innenradius sein.

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TTm in den jeweils nicht unmittelbar vom Belüftungsaggregat erfaßten Beckenbereiehen den erwünschten Kompromiss zwischen einer zu heftigen Strömung, die die Belebtschlammteilchen auseinanderreißen würde und einem völligen Stillstand des Wassers, deü zu Schlammablagerung führen würde, zu erzielen, ist die .Verwendung eines lotrechtachsigen Belüftungsaggregates auch deshalb besonders vorteilhaft, weil man mit einem derartigen Aggregat den Wirkungsgrad des Gaseintrages und die Erzeugung von Strömung verhältnismäßig unabhängig voneinander regeln kann. In Anpassung an die jeweils vorliegenden Verhältnisse, z. B. die Beckenform, die Höhe des Wasserspiegels od. dgl. kann es insbesondere vorteilhaft sein, die Rotationsachse des Belüftungsaggregates um einen kleinen Winkel, abweichend von der Vertikalen anzuordnen und/oder schwenkbar auszubilden. Dann kann man die vom Belüftungsaggregat erzeugte Strömung jeweils so richten, wie es für den Wechsel zwischen verwirbelnder Belüftung und Beruhigung am günstigsten ist. Zusätzlich kann man auch die Rotationsachse des Belüftungsaggregates während des Betriebes pendeln oder kreisförmige Bewegungen ausführen lassen. Mehrere Belüftungs-

aggregate an einer oder mehreren Brücken können gegeneinander geneigt sein. Insbesondere ergibt sich die vorteilhafte Möglichkeit, das Beluftungsaggregat in solchem Winkel anzustellen, daß es gleichzeitig den Antrieb der Brücke bewirkt. Hierchirch wird der für den Betrieb der Vorrichtung erforderliche Aufwand noch weiter gesenkt.

Eine weitere Möglichkeit zum Variieren der Belüftungs- und Strömungsverhältnisse des Belüftungsaggregates besteht darin, das lotrechtachsige Belüftungseggr^gat in an sich bekannter Weise höhenverstellbar auszubilden. Hierzu ist vorteilhafterweise das Beluftungsaggregat in vertikaler Richtung auf mindestens einen Schwimmer abgestützt, der an der Brücke vertikal verschieblich geführt ist. Bei einer derartigen Anordnung paßt sich das Belüftungsaggregat selbsttätig an jede Änderung des Wasserspiegels an.

Nach der Erfindung bildet der Schwimmer gleichzeitig Prallflächen für das weggeschleuderte Wasser. Auf diese Weise läßt sich der Sauerstoffeintrag ohne zusätzliche Energieerhöhung steigern. Vorzugsweise sind die Prallflächen so ausgebildet, daß das aufprallende Wasser zum BQOkenboden abgelenkt wird. Dies

wirkt sich günstig auf die Ausbildung der vertikalen Strömung im Belüftungsbecken aus. Dabei kann die Neigung der Prallflächen entsprechend den jeweiligen Gegebenheiten gewählt werden. Es läßt sieh beispielsweise eine Anpassung an die Breite des Belüftungsbehälters führen, und es kann außerdem das Verhältnis von VerwirbeluQgs— uo.ä Bsruhi^Bsgs^osss beeinflußt werden.

Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal ist der Belüftungskreisel in an sich bekannter Weise so ausgebildet, daß seine Schaufeln mit zunehmendem Abstand von der Flüssigkeitsoberfläche einen ebenfalls zunehmenden Abstand von der Drehachse aufweisen. Bin derartiger Belüftungskreisel ist insbesondere daan angebracht, wenn rohes Abwasser direkt in den Belüftungsbehälter eingeleitet werden soll. Der Kreisel kann nämlich auch dann nicht verstopfen oder klemmen, wenn er mit grobem und faserigem Gut in Berührung kommt, da seine Schaufeln sämtliche Peststoffe nach außen fortschleudern. Ausserdem wurde gefunden, daß derartige Kreisel ganz besonders geeignet sind, die Ausbildung von Beruhigungs- und Verwirbelungszonen im Belüftungsbecken zu steuern.

Im Folgenden werden einige in den Zeichnungen dargestellte Ausfiihrungsformen der erfindungsgemäßen Anlage beschrieben und dabei auch das erfindungsgemäße Verfahren erläutert.

Figur 1 ist ein Grundriß einer ersten Ausführungsform.

Figur 2 ist ein Teilschnitt entlang der Linie A-B in Figur 1.

Figur 3 ist ein Teilschnitt durch eine zweite Ausführungsform.

Figur 4 ist ein Grundriß einer dritten Ausführungsform.

Die Vorrichtung nach Figur 1, die als vorgefertigte,; transportable Einheit ausgebildet sein kann, besteht aus einem kreisförmigen Nachklärbecken 1, das von einem

ringförmigen Belüftungsbecken 2 umgeben ist. Das belüftete Wasser gelangt durch den zentralen Zulauf 3, zu dem eine nicht gezeigte leitung aus dem Belüftungsbecken führt, in das Nachklärbecken 1 und wird diesem über die Ablaufrinne 4 entnommen. Über beide Becken erstreckt sich eine im Zentrum des Nachklärbeckens 1 und auf dem

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Außenrand des Belüftungsbeckens 2 gelagerte Brücke 5. Die zentrale Lagerung der Brücke ist drehbar, und an ihrem äußeren Ende ist ein Fahrgestell 6 angeordnet, so daß die Brücke beliebig verfahren werden kann.

An der verfahrbaren Brücke sind im Bereich des Belüftungsbeckens 2 Oberflächenbelüfter in Form von lotrechtachsigen Belüftungskreiseln 7 angeordnet. Die Brücke könnte auch in doppelter länge ausgeführt sein und den gesamten Durchmesser der Beckenanlage überspannen. Dabei könnten dann am anderen Ende der Brücke ebenfalls lotrechtachsige Belüftungsaggregate vorgesehen werden. Die Belüftungsaggregate erzeugen eine im wesentlichen vertikal gerichtete Strömung, die mit Pfeilen in Figur 2 dargestellt ist. Diese Strömung verhindert im Bereich der Belüftungsaggregate eine Schlammtablagerung auf dem Beckenboden, da sie die gesamte Beckentiefe erfaßt. Es wird also unter der verfahrba-• ; ren Brücke eine Verwirbelungszone gebildet, die eine sehr gute Durchmischung des Beckeninhalts gewährleistet. Die übrigen Bereiche des Beckens vor und hinter den verfahrbaren Belüftungsaggregaten wirken als Beruhigungszone, in denen sich die Teilchen des Belebtschlammes zu größeren Flocken zusammenfügen können.Auf diese Weise er-

reicht die Vorrichtung eine sehr hohe Ökonomie und kann außerdem kleiner und billiger ausgeführt werden, da die Reinigung des Abwassers beschleunigt wird. Insbesondere das Nachklärbecken 1 kann auf G-rund des sehr schnell verlaufenden Absetzvorganges der größeren Flokken in seinen Abmaßen verringert werden.

In den Beruhigungszonen wird die Verwirbelung so gesteuert, daß sich die Schlammteilchen einerseits nicht ablagern können und andererseits Gelegenheit zur Plockulation haben. Diese Steuerung kann über eine entsprechende Wahl der Fahrgeschwindigkeit oder durch Anordnung mehrerer Brücken mit lotrechtachsigen Belüftungsaggregaten erfolgen. Außerdem können die Belüftungsaggregate so ausgebildet sein, daß ihre Rotationsachsen schwenkbar sind. Dabei kann dann mit konstanter Anstellung oder mit ständiger Pendel- oder Kreisbewegung der Drehachsen gearbeitet werden. Bei konstanter und gleichgerichteter Anstellung der Drehachsen übernehmen die Belüftungsaggregate gleichzeitig den Antrieb der Brücke. Die Größe oder die Anzahl der quer zum Belüftungsbecken angeordneten Belüftungsbecken angeordneten Belüftungsaggregate wird so gewählt, daß die Bekkenbreite etwa der Breite dor ausgebildeten Vertikal-

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Strömung entspricht. Damit läßt sich dann die Strömung in ihrer vollen Wirkung ausnützen.

Die lotrechtachsigen Belüftungsaggregate 7 sind so ausgebildet, daß ihrs Schaufeln sit sunehsaesdeis Abstand von der Flüssigkeitsoberfläche einen ebenfalls zunehmenden Abstand von der Drehachse aufweisen. Eine derartige Ausbildung hat den Vorteil, daß ein Verstopfen oder Verklemmen der Belüftungsaggregate unmöglich ist, da sämtliche Peststoffe, und zwar auch faseriges Gut nach außen fortgeschleudert werden. Die Belüftungsaggregate können also auch in rohem Abwasser arbeiten, so daß ein Vorklärbecken für die Anlage nach der Erfindung entfallen kann. Außerdem wurde gefunden, daß sich mit derartigen Belüftungskreiseln die Ausbildung von Verwirbelungs- und Beruhigungszonen ganz besonders gut steuern läßt. Es können jedoch auch andere, beliebig (ausgebildete lotrechtachsige Belüftungsaggregate Ver-Vendung finden, sofern sie in der Lage sind, entsprechende Strömungsverhältnisse im Belüftungsbecken aufzubauen. Dadurch, daß die Anlage nach der Erfindung Oberflächenbelüfter mit im wesentlichen vertikaler Rotationsachse verwendet, kann sie praktisch wartungsfrei betrieben werden, da Antrieb und Lagerung 8 der

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Belüftungsaggregate 7 relativ weit von der Wasseroberfläche entfernt liegt.

Der Wirkungsgrad von lotrechtachsigen Belüftungsaggregaten hängt wesentlich von der Eintauchtiefe der Schaufeln ab. Bs ist also wünschenswert, die Eintauchtiefe auch bei wechselndem Wasserstand konstant zu halten. Aus diesem Grund sind die Belüftungsaggregate bei der Vorrichtung nach der Erfindung höhenverstellbar angeordnet. Es kommen dabei beliebige Arten von Verstellmöglichkeit in Präge, jedoch ist es besonders vorteilhaft, die Vorrichtung so auszubilden, wie es in Figur 3 gezeigt ist. Bei dieser Ausführungsform arbeitet ein Rotor 9 in der Querschnittsmitte des Belüftungsbeckens 2. Er ist mit seinem Antrieb und seiner lagerung 10 auf einer Halterung 11 befestigt, die ihrerseits auf einem Schwimmer 12 ruht. Der Schwimmer wird vertikal beweglich in Führungen 13 der Brücke 5 gehalten. Auf diese Weise läßt sich die Eintauchtiefe der Belüftungsschaufeln unabhängig von schwankendem Wasserzulauf ständig konstant halten. Die Innenflächen 14 des Schwimmers 12 sind als Prallflächen ausgebildet. Diese Maßnahme erhöht den Wirkungsgrad der Vorrichtung erheblich, da einerseits die Ausbildung der Strömung gefördert und

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andererseits die Spritzwirkung des Belüftungsaggregates vermindert wird. Außerdem bietet sich über die Neigung der Prallflächen die Möglichkeit die Strömung zur Anpassung an die Beckenabmessungen zu steuern.

Bei der Yorrichtung nach Figur 4 sind Nachklärbekken 15 und Belüftungsbecken 16 langgestreckt und schmal ausgeführt und liegen parallel nebeneinander. Die Länge des Belüftungsbeckens beträgt etwa das 6-fache seiner Breite. Eine Brücke 17 überspannt beide Becken in Querrichtung. Sie ruht an beiden Seiten auf Fahrgestellen 18 und kann beliebig verfahren werden. Im Bereich des Belüftungsbeckens 16 sind zwei lotrechtachsige Belüftungsaggregate 19 an der Brücke angeordnet. Ausbildung und Wirkungsweise dieser Belüftungsaggregate entsprechen denen, die im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 3 beschrieben wurden. Der einzige wesentliche Unterschied besteht darin, dsß in diesem Fall die Brücke keine kontinuierliche Kreisbewegung, sondern eine hin- und hergehende geradlinige Bewegung ausführt.

Bei allen Anlagen nach der Erfindung, bei denen das Belüftungsbecken parallel neben einem oder ringförmig

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um ein Nachklärbecken angeordnet ist, kann an der "verfahrbaren Brücke im Bereich des Nachklärbeckens eine Räumvorrichtung 20 vorgesehen werden. Dies hat den Vorteil, daß für die Räumvorrichtung kein zusätzlicher Antrieb erforderlich ist.

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Claims (8)

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   Schutzansprüche

   1 . Vorrichtung zum Reinigen von Abwasser nach dem Belebungsverfa&ren, mit einem Belüftungsbehälter und mindestens einer über dem Belüftungsbehälter verfahrbaren Brücke, an der mindestens ein Oberflächenbelüfter angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenbelüfter ein im wesentlichen lotrechtachsiger Belüfter, insbesondere ein an sich bekannter Belüftungskreisel (7, 19) ist und der ringförmige oder langgestreckte Belüftungsbehälter (2, 16) so schmal ausgebildet ist, daß nur ein Teilbereich des Belüftungsbehälters von der vom Oberflächenbelüfter erzeugten Strömung erfaßt wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Antrieb der Brücke (5, 17) zum kontinuierlichen Verfahren des Belüftungskreisels (7, 19) über die gesamte länge des Belüftungsbehälters

   (2, 16) mit einer Umlauf- "bzw. Hin- und Rückfahrtdauer, die für eine Flocculation des Belebtschlammes in den nicht von der Strömung erfaßten Bereichen des Belüftungsbehälters ausreicht.
3. 3· Vorrichtung nach Anspruch 2, mit ringförmigem Belüftungsbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Lelüftungsbehälters kleiner als sein Innenradius ist.
4. 4· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Oberflächenbelufters um einen kleinen Winkel gegenüber der lotrechten ■verschwenkt oder verschwenkbar ist.
5. 5· Vorrichtung nach Ansprach 2 mit einem in vertikaler Richtung höhenverstellbaren Belüftungsaggregat, dadurch gekennzeichnet, daß das Belüftungsaggregat auf mindestens einem Schwimmer abgestützt ist, der an der Brücke vertikal verschieblich gefünrt ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer gleichzeitig Prallflächen für das weggeschleuderte Wasser bildet.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallflächen so ausgebildet sind, daß das aufprallende V/asser zum Beckenboden abgelenkt wird.
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Belüftungsaggregat in an sich bekannter Weise so ausgebildet ist, daß seine Schaufeln mit zunehmendem Abstand von der Flüssigkeitsoberfläche einen ebenfalls zunehmenden Abstand von der Drehachse aufweisen.

   9· Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der der Belüftungsbehälter parallel neben einem oder ringförmig um einen Nachklärbehälter angeordnet ist, dadurch g ekennzeichnet, daß an der verfahrbaren Brükke eine Schlammräumvorrichtung für den Nachklärbehälter angeordnet ist.