DE7819138U1 - Vorrichtung zur biologischen Reinigung von Abwasser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur biologischen Beiningung von Abwasser mit rotationssymmetrischen, drehbaren Bewuchsflächen vorzugsweise aus Kunststoff, also aus sogenannten Tauchtropfkörpern, die in das Abwasser eingetaucht durch einen Antrieb in Umdrehung versetzt werden*

Bei den bekannten Eeinigungsaniagen dieser Art wurden Tauchtropfkörper verwendet, die annähernd sur Hälfte in / λ das Abwasser eintauchen* Auf ihren 3ewuchsfl3cnen wuchsen die für die Abwasserreinigung benötigten Bakterien und Kleinlebewesen.

lird äer Tauchtropfkörper nun *nw Abbaa des Im Abwasser enthaltenen organischen Kohlenstoffes benutzt, dann nehmen die Kleinlebewesen auf den Bewuchsflächen beim Eintauchen in das Abwasser den organischen Kohlenstoff als "Hahrung·¹ und beim Auftauchen den Sauerstoff der Luft sur Atmung auf.

Mit der Erfindung soll τη™ daneben auch noch Amseeiak— Stickstoff in Sitrat-Stickstoff umgewandelt werden,

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wozu ebenfalls Sauerstoff "benötigt wird. Bei organisch sehr stark verschmutzten Abwässern kann es notwendig werden, daß sich die Bewuchsflächen des Tauchtropfkörpera außerhalb des Abwassere nicht mehr in einer normalen Luftatmosphäre drehen sondern in einer Sauerstoff-Stickst off -Atmosphäre mit einem Sauerstoffanteil τοη z.B. üter 6o £. Auch bei der Oxydation Ton stark aaaoniakhaltigea r Wasser kann eine Erhöhung der Og-Konzentration wirtschaftlich sein. Auch dieser Verfahreneaehritt soll mit der Erfindung durchgeführt werden können·

Weiterhin soll der Gegenstand der Erfindung dazu dienen» ein Kitrifikationsverfahren durchzuführen.

Wird das Tauchtropfkörperverfahren für die Nitrifikation angewendet, so müssen die Bewuchsflächen in einer sauerstoff reien Asmosphäre laufen« welche z.B. Faulgas oder ähnliche Gase enthält« welche als Elektronendonatoren dienen können.

v. Die Herstellung einer speziellen Gasatmosphäre ist also für die Effektivität des jeweiligen biologischen Reinigungsprozesses entscheidend.

Ein anderer für die Leistung eines Tauchtropfkörpers entscheidender Faktor ist die Aufenthaltszeit in den Wannen bei gleichbleibender Bewuchsfläche der Tauchtropfkörperwalze.

Die biologischen Prozesse für die Elimination von organischem Kohlenstoff, der Oxydation des Ammoniaks zu Nitrat

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und der Denitrifikation des Nitrats zu gasförmigem Stickstoff benötigen - "bei gleicher Bewuchsfläche - unterschiedliche Aufenthaltszeiten.

Diese Aufgabe kann erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gelöst werden, bei der zur Elimination von organische* Kohlenstoff, zur Ojcydation von Ammoniak zu Hit rat und zur (~; Denitrifikation des Hitrate zu gasförmigem Stickstoff ein gasdichter Behälter vorgesehen ist, in dem wenigstens eine mehrere nebeneinander angeordnete Tauchtropfkörperplatten aufweisende Tauchtropfkörperwalze vorzugsweise oberhalb des Maximums des Wasserstandes gelagert und antreibbar ist, dessen Höhe verschieden einstellbar ist· Die ffasserstandshöhe wird dabei je nach den Gegebenheiten - das bedeutet, je nach der Art und der Zusammensetzung des zu reinigenden Abwassers - eingestellt. Dieser Behälter kann auch ohne Schwierigkeiten jederzeit abwechselnd mit verschiedenartigen Gasen beschickt werden.

Die Tauchtropfkörperwalze im Innern des Behälters 1st im ^v übrigen so ausgebildet, daß sie auf der einen Seite einen Tragring und auf der anderen Seite einen Antriebsring aufweist, welche Ringe durch auf dem Umfang gleichmäßig verteilte Haltestäbe miteinander verbunden sind, zwischen denen die Bewuchsflächen befestigt sind. Dabei können die Bewuchsflächen aus starren Kunststoffplatten oder aus Kunststoff-Folien bestehen. Letztere müssen natürlich federnd gespannt aufgehängt werden. Die Bewuchsflächen haben aufgrund dieses Aufbaus vorzugsweise einen geringeren Durchmesser als die Ringe.

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Der Antriebsring besteht aus zwei hochkant angeordneten Flacheisenringen, die durch Stehbolzen miteinander verbunden sind und die dadurch einen solchen Abstand voneinander haben, daß eis auch oberhalb des maximalen Wasserstandes angeordnetes Antriebsritzel bei seiner Umdrehung durch Singriff seiner Zähne in die Stehbolzen die Tauchtropfkörperwaise in langsame Umdrehung versetzt.

Derartig ausgestaltete TauchtropHcörperwalzen haben keine Mittelachse mehr, wie die meisten der bisher bekannten Tauchtropfkörper· Der Antrieb greift nicht im Zentrum der Walze, sondern an seiner Peripherie an. Dadurch wird der Antrieb erleichtert. Dies wirkt sich besonders dann aus, wenn bei längerem Stillstand der Waise die oben aus dem Wasser herausragende Bewuchsschicht des !biologischen Rasens abtrocknet und dadurch eine Unwucht ent* steht. Bei den bisher üblichen Ausführungen sind in diesen Fällen öfter einmal Brücke von Achsen oder Kettenrädern eingetreten oder die Ketten sind gerissen.

( ) Das Antriebsritzel greift zweckmäßig im Zenit des Antriebsringes an den Stehbolzen an und ist außerhalb oder innerhalb des Ringes angeordnet.

Die äußeren Ringe der Tauchtropfkörperwalzo laufen auf jeweils zwei Spurkranzrollen, die sich innerhalb der Ringe und oberhalb des maximalen Wasserstandes befinden. Durch das Eigengewicht der Tauchtropfkörperwalze und durch das Gewicht des an ihren Bewuchsflächen angewachsenen biologischen Rasens liegen die Ringe der Walze fest auf den Spurkranzrollen auf, so daß die Walze an sich

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ausreichend sicher gelagert wäre» Zur Erhöhung der Sicherheit und zur einwandfreien seitlichen Führung der TauehtropfkörperwaXze könnten aber unten noch eine drit-^ te Spurkranzrolle und außerdem an der Innenwand üem Tauchtropfkörperbehälters Abstandsrollen angebracht sein.

Sämtliche mit der Tauchtropfkörperwalze jsusammenwirkenfΛ den drehbaren Teile sind zur leichten Demontage für Reparatur- und Wartungsarbeiten nach außen herausnehmbar und von außen mit einem gasdichten Flansch am Behälter angeschraubt. Diese drehbaren Teile sind die Spurkransrollen, die Abetandsrollen und ein Getriebemotor sum Antrieb de« Ritzels» und sie sind so ausgebildet und angeordnet« dafl Drehbare· aich nur im Inneren des Behälters bewegen kann.

Bei ertl« notwendigen Reparaturarbeiten oder beim Ausbau der Tauchtropfkörperwalzen aus der Wanne können die Lagerrollen, das Ritzel und der Getriebemotor entfernt werden. Die Tauchtropfkörperwaise sitst nun auf dem Antriebs- und Lagerring auf dem Boden des Tauchtropfkörper-( > behälters auf, ohce die Bewuchsflächen zu beschädigen.

Da der Behälter im Bedarfsfall gasdicht abschließbar sein muß, kann der oberhalb des jeweiligen Wasserspiegels befindliche Innenraum des Behälters über eine in einem Syphon befindliche Sperrflüssigkeit und über ein Überdruckventil mit der äußeren Umgebung in Verbindung gebracht werden, das bei einem Überdruck von etwa 5co am WS abblasen läßt.

Um nun dem Gasraum des Behälters die dem jeweiligen Beinigungavorgang optimal angepaßte Gasart und Gasmenge zu-

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führen zu können, mündet in den oberhalb des Abwasserspiegele befindlichen Innenraum dee Behälters eine Gas- .__v leitung; die mit einem Gasdruckregelventil versehen ist. §

Die Abluft aus dem Tauchtropfkörperbehälter wird über ein Druckventil, das auch aus einem U-Rohr mit einer Sperrflüssigkeit bestehen kann, abgedichtet. Dieses Tenx-, til wird je nach Bedarf für einen Bereich von 2o bis 5oo mm WS eingestellt.

Der Abwasserzulauf mündet ein wenig oberhalb des niedrigsten Wasserstandes, der vorgesehen ist, während das ein wenig unterhalb des Abwasserzulaufs angeordnete Abflußrohr mit einer Abiaufrinne verbunden ist, die sich in beliebiger Höhe zwischen dem niedrigsten und dem höchsten der vorgesehenen Wasserstände feststellen läßt. Durch den Wechsel der Wasserstandshöhe kann die Aufenthaltszeit den jeweiligen Bedürfnissen entsprechend optimal angepaßt werden.

( Es ist auch möglich, die Tauchtropfköxperwalze zu vergrößern. Hierzu wird in einem breiteren Behälter an den Tragring einer Tauchtropfkörperwalze, die auf ihrer anderen Seite den Antriebsring aufweist, wenigstens eine weitere Tauchtropfkörperwalze durch Anschrauben aufgef!anseht, die nur Tragringe aufweist.

Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen in der folgenden Beschreibung näher erläutert, der auch weitere Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung entnommen werden können»

Es zeigen:

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Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen erfindungageroäßen gasdichten Behälter mit einer darin angeordneten erfindungsgemäßen Tauchtropfkörperwalze,

Pig. 2 eine Draufsicht auf den Behälter ohne Deckel,

Pig. 3 einen Schnitt nach der Linie III - III in Pig. 1,

Pig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem

breiteren Behälter, in dem eine größere Tauchtropfkörperwalze eingebaut ist, die aus einer Äniriebs-xsueütropikörper»alse und zwei weite= ren angeflanschten Tauchtropfkörperwalzen besteht.

Bei der in den Pig. 1-3 dargestellten Reinigungsvorrichtung ist in einem gasdicht abschließbaren Behälter 1, der durch einen Deckel 2 abgeschlossen ist, eine Tauchtropfkörperwalze 3 mit äußeren Ringen 4 auf Spurkranzröllen 5 gelagert* Die Spurkranzrollen 5 sind oberhalb des maximal vorgesehenen Wasserstandes 6 angeordnet. Sie sind von außen jeweils durch eine öffnung 7 in den Seitenwänden des Behälters 1 hindurchgesteckx und mix einem mit einer Sichtscheibe versehenen Plansch 8 dort festgeschraubt.

An sich ist es ausreichend, die Tauehtropfkörperwalze auf den beiden Spurkranzrollen 5 zu lagern, da sie durch ihr Eigengewicht und das Gewicni; des auf ihr angewachsenen biologischen Eaeens ausreichend sicher geführt is-&,

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Zur Erhölmng der Sicherheit der Lagerung kann nun noch eine weitere Spurkranzrolle 9 vorteilhaft sein, die 'besonders dann zweckmäßig ist, wenn Tauchtropfkörperplatten 11 verwendet werden, die aus schwimmfähigem Kunststoff hergestellt sind und ein spezifisches Gewicht unter dem des Abwassers aufweisen. Weiterhin sind zur sicheren Führung und zum Halten der Spur bei der Umdrehung der _/s TauchtropJTkörperwalze seitlich der äußeren Ringe 4 Abstandsrolien 12 angeordnet, die an den äußeren Hingen 4 abrollen. Auch diese Abstandsrollen 12 sind an den Seitenwänden des Behälters 1 angebracht, indem sie durch entsprechende Löcher 13 von außen hindurchgesteckt und mit Planschen 14 unter Verwendung entsprechender Dichtungen am Behälter 1 angeschraubt sind«

In ähnlicher Weise ist auch der Antrieb für ein Ritzel 15, ein Getriebemotor 16 mit einem Flansch 17 an. der Seitenwand des Behälters 1 befestigt.

Bas Ritzel 15 greift mit seinen Zähnen 18 in eine Versah» ( ) nung ein, die von Stehbolzen 19 gebildet werden, die den einen äußeren Ring 4a mit dem zugehörigen Ring 21 verbinden und einen gleichmäßigen Abstand zwischen den beiden Ringen 4a und 21 aufrechterhalten. Diese beiden Ringe 4a und 21 bilden zusammen mit den Stehbolzen 19 des Antrieb*— ring.

Die Ringe 4b und 21 sind durch an ihrem Umfang gleicaaässig verteilte Haltestäbe 22 miteinander verbunden* Swi— Buhen diesen Haltestäben werden die Uauchtropfkcrperplatten 11, die durch Querbolzen 23 miteinander verbunden sind» über verstellbare und spannbaxe Verbindungsteile 24 suf gehängt,

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Der Aufbau der Tauchtropfkörperwalze und des Antriebes nit Lagerung erlaubt es nun, die Höhe des Wasserspiegel* in dem Tauchtropfkörperbehälter problemlos zu verstellen, da eine Mittelachsenlagerung und ein Mittelacheenabtrieb entfällt. Der Wasserspiegel in dem Tauchtropfkörptrbehälter wird über eine höhenverstellbare Ablaufrinne eingestellt.

GIe ichzeitig kann der Tauchtropf köderbehälter 1 ohne Abdichtprobleme gasdicht verschlossen werden· Ds.su ist der Behälter 1 mit dem Deckel 2 verschlossen, Diesen durchdringt eine Gasleitung 26, die in den oberhalb des maximalen Wasserspiegels 6 befindlichen Innenraum 27 mündet MnA «it eines Gasdruckrege !ventil 28 versehen ist. Durch, diese Leitung kann dem Innenraum 27 des Behälters 1 die dem jeweiligen Reinigungsvorgang optimal angepaßte Gasart nr)ä Sasmenge zugeführt wexden» Gas, beispielsweise entweder Faulgas oder dergl. oder Sauerstoff, kann aus dem Innenraum 27 über ein Druckventil 29 abgelassen werden, das einem Syphon 31 nachgeschaltet ist« Dieses Yen— ^: .) til kamn je nach Bedarf für einen Bereich von 2o bis 5oo mm WS eingestellt werden.

Weiterhin ist der Innenraum 27 über einen Syphon 32 und ein ÜuerdrüekTestil 33 mit der äuSeren üsgebosg des Behältere umgeben. Dieses Ventil 33 spricht bei einem Überdruck von 5oo mm WS an.

Der Abwasserzulauf 34 mündet ein wenig über dein, niedrigsten Wasserstand 35, der vorgesehen ist. Ein wenig daxunter ist das Abflußrohr 36 angeordnet, das mil; einer

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Ablauf rinne 37 verbunden ist, die sich in beliebiger Höhe zwischen dem niedrigsten 35 und dem höchsten Wasserstand 6 einstellen läßt.

Es ist auch möglich, die erfindungagemäBe Vorrichtung su erweitern, um mehr Abwasser bearbeiten su können. Dann lassen sich an einesTauchtropfkörperwalle 3 zwei weitere Tauchtropfkörperwaljjen 38 und 39 am Ring 4b dtr Waise 3 mit Schrauben 4o anflanschen. Diese zusätzlichen falzen 38 und 39 sind nur mit Eingen versehen, die den einfachen Ring 43s an dar 3!a4ieht2*©pi!eörper»alee 3 entsprechen. Auch in diesem Falle dienen nur die äußeren Ringe der Tauchtropfkörperwaisen 3 und 39 als Lagerringe.

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   Anspruch«

   1) Vorrichtung zur biologischen Reinigung von Abwasser mit rotationssymmetrisch«!, drehbaren Bewuchsflächen vorzugsweise aus Kunststoff, also mit sogenannten Tauchtropfkörpern, die In das Abwasser eingetaucht durch einen Antrieb in Umdrehung versetzt werden,

   dadurch gekennzeichnet, daß

   zur Elimination von organischem Kohlenstoff, zur Oxydation von Ammoniak zu Nitrat und zur Denitrifikation des Nitrats zu gasförmigem Stickstoff ein gasdichter Behälter (1) vorgesehen ist, in dem wenigstens eine mehrere nebeneinander angeordnete Tauchtroyfkörperplatten (11) aufweisende Tauchtropfkörperwalze (3, 38, 39) vorzugsweise oberhalb des Maximums (6) des Wasserstandes gelagert und antreibbar ist, dessen Höhe verschieden einstellbar ist.

   2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

   eine Tauchtropfkörperwalze (3) auf der einen Seite einen Tragring (4b) und auf der anderen Seite einen Antriebsring (4a, 19» 21) aufweist, die durch auf dem Umfang gleichmäßig verteilte Haltestäbe (22) miteinander verbunden sind, zwischen denen die Bewuchsflächen (11) befestigt sind.

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   3) Vorrichtung nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet, daß

   der Antriebsring (4a, 19» 22) aus zwei hochkant angeordneten Flacheisenringen (4a, 22) besteht, die durch Stehbolzen (19) miteinander yerbunden sind und die einen solchen Abstand roneinander haben, daß ein auch oberhalb des maximalen Wasserstande« angeordnetes Antriebsritzel (15) bei seiner

   hung durch Eingriff seiner Zähne (18) in die Stt&- bolzen (19) die Tauchtropfkörperwalze (3) in langsame Umdrehung versetzt.

   4) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß

   die äußeren Ringe (4) der Tauchtropfkörperwal« auf jeweils zwei Spurkranzrollen (5) gelagert sind, dl· sich innerhalb der Ringe (4) und oberhalb des maximalen Wasserstandes (6) befinden.

   5) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

   zur Sicherheit noch wenigstens eine weitere Spurkranzrolle (9) im unteren Bereich der äußeren Rin

   ge (4) der Tauehtropfkörperwalze (3) angeordnet ist.

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   6) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß

   zum Halten der Spur beim Umlauf der Tauchtropfkörperwalze (3) seitlich der äußeren Ringe (4) Abetandsrollen (12) angeordnet sind.

   , 7) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6,

   dadurch gekennzeichnet} daß

   die drehbaren Teile wie die Spurkranzrollen (5)» die Abstandsrollen (12) und ein (retriebemotor (16) zum Antrieb des Ritzels (15) nach außen herausnehmbar mit einem gasdichten Flansch (8, 14, 17) von außen am Bshältsr {1) anschraubbar sj

   8) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß

   der oberhalb des Abwasserspiegels befindliche Innenraum (27) des Behälters über eine in einem Syphon (32) befindliche Sperrflüssigkeit und ein·Überdruckventil (33) mit der äußeren Umgebung in Verbindung steht, das bei einem Überdruck von 5oo mm WS abblasen läßt.

   9) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß

   in de» oberhalb des Abwasserspiegeis befindlichen Innenraum (27) des Behälters (1) eine mit einem Gasdruckregelventil versehene gasleitung (26) mündet, durch die dem Gasraum des Behälters (1) die dem Js-

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   P/G 87ο4 .:!Λ.^{: :}.,'·..· ι \<* Π. Juni 1978

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   weiligen Keinigungsvorgang optimal angepaßte Grasart und Grasmenge zugeführt werden kann.

   1o) Vorrichtung nach den Ansprachen 1 bis 9,
   dadurch gekennzeichnet) daß

   das Abgas aus dem Tauchtropfkörperbehälter (1) über r_} ein Druckventil (29) ablesbar ist, das für einen Be

   reich von etwa 5o bis 5oo sun einstellbar ist.

   11) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 1o,
   dadurch gekennzeichnet, daß

   dsr Auwasserzülau? (34) ein wenig oberhalb des niedrigsten Wasserstandes (35) mündet, der vorgesehen ist.

   12) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11,
   dadurch gekennzeichnet, daß

   das ein wenig unterhalb des Abwasserzulaufs (34) angeordnete Abflußrohr (36) mit einer Ablaufrinne (37) verbunden ist, die sich in beliebiger Höhe zwischen dem niedrigsten (35) und höchsten (6) Wasserstand
   einstellen läßt.

   13) Vorrichtung nach. Anspruch 2,
   dadurch gekennzeichnet, daß

   zur Erweiterung derselben in einem breiteren Behälter an den Tragring (4b) einer Tauehtropfkörperwalze (3), die auf der anderen Seite den Antriebs-

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   P/G 87ο4 .·:.:..: :_a.::..: \ ',,' Π. Juni 1978

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   ring (4a, 19_t 21) aufweist, wenigstens eine weitere Tauchtropfkörperwalze (38, 39) durch Anschrauben
   mit Schrauben (4o) angeflanscht"wird, die nur Tragringe (4b) aufweist.