AT392261B - Abwasserklaeranlage - Google Patents

Description

AT 392 261 B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abwasserkläranlage mit einem Begasungsraum, in dem mit mindestens einem in diesen Raum führenden Rohr ein Gas, vorzugsweise Luft, in das Wasser eingeleitet wird, und in dem unter dem Wasserspiegel im Bereich der Gaseinleitung, eine sich nach oben verengende Trennwand angeordnet ist. Die Einblasung von Gas bzw. Luft in das zu klärende Wasser wird vorgenommen, um den Chemismus des Klärvorganges positiv zu beeinflussen bzw. den biologischen Abbau der zu entfernenden Wasserinhaltsstoffe zu fördern. Bei diesem Einblasen von Gas bzw. Luft in Wasser, welches in der Kläranlage einer Behandlung unterworfen wird, ergibt sich aber der Nachteil, daß nur ein Teil des eingeblasenen Gases vom Wasser aufgenommen wird und daß das übrige Gas wieder ungenützt aus dem Wasser entweicht. Dies ist zumindest deshalb als nachteilig anzusehen, weil für das Einblasen des Gases bzw. der Luft in das zu behandelnde Wasser Energie aufgewendet weiden muß.

Dieser Nachteil liegt auch bei Anlagen vor, die in der US-PS 4 440 645 und in der DE-OS 3 206 302 beschrieben sind. Die bei der Anlage nach der genannten US-PS vorgesehene, sich nach oben verengende Trennwand ist zur Separation des Bereiches der Gaseinleitung vom Absetz- bzw. Klarwasserbereich der Anlage vorgesehen und ausgebildet und läßt das Entweichen von Gas aus dem Wasser zu. Auch die bei der Anlage nach der vorgenannten DE-OS vorgesehenen Blasensammler, welche in Art von sich trichterartig nach oben verengenden Hauben ausgebildet und in den Abscheideräumen dieser Anlage angeoidnet sind, sind nach oben hin offen, und es können die Gasblasen aus diesen Blasensammlem auf dem Niveau des Wasserspiegels frei entweichen.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die für das Einblasen des aus dem Wasser wieder in Form von Gasblasen entweichenden Gases aufgewendete Energie zumindest teilweise rückzugewinnen. Die Erfindung sieht hiezu vor, die Auftriebskraft der aus dem Wasser entweichenden Gasblasen für die Bewerkstelligung oder Begünstigung von Betriebsvorgängen, welche in der Kläranlage ablaufen, auszunützen. Es ist hiezu bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Abwasserkläranlage eingangs erwähnter Art vorgesehen, daß von der Oberseite der in an sich bekannter Weise als trichterartige Haube ausgebildeten Trennwand eine aufwärts über den Wasserspiegel hinaus führende Leitung ausgeht, durch die durch die nach oben gerichtete Bewegung der Gasblasen ein Gas-Wasser-Gemisch aus dem Begasungsraum zu einer höher als der Wasserspiegel im Begasungsraum gelegenen Stelle gefördert wird. Durch diese Ausbildung der Abwasserkläianlage kann der vorstehend angeführten Zielsetzung sehr gut entsprochen werden, und es ist durch diese Ausbildung der Abwasserkläranlage durch Ausnützung der nach oben gerichteten Bewegung des sonst aus dem Wasser entweichenden Anteils des eingeblasenen Gases auf konstruktiv einfache Weise und mit geringem Aufwand mechanische Energie gewinnbar, welche zur Förderung des Betriebsablaufes der Abwasserkläranlage eingesetzt werden kann und dabei die Zufuhr von Fremdenergie zum Bewegen des Wasserinhalts der Abwasserkläranlage und zur Überwindung von Wasserspiegeldifferenzen innerhalb der Anlage weitgehend oder ganz entbehrlich werden läßt; überdies kann ein sehr einfacher und betriebssicherer Aufbau der Anlage erzielt werden, wobei zusätzlich noch der Vorteil erhalten wird, daß mit dem Einsatz von Fremdenergie verbundene Probleme in Wegfall kommen; so sind z. B. keine Isolationsprobleme gegeben, deren Bewältigung im Naßbereich, wie er bei Kläranlagen vorliegt, oft erheblichen Aufwand verlangt Die durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Kläranlage aus der Aufwärtsbewegung des gashaltigen Mediums in der trichterartigen Haube gewonnene potentielle Energie kann auf einfache Weise zur Leistung mechanischer Arbeit für den Betrieb der Anlage nutzbar gemacht werden, und zwar entweder direkt zur Überwindung von Niveauunterschieden und Fließwiderständen oder unter Umwandlung der potentiellen Energie in einer Antriebsvorrichtung, welche ihrerseits Behandlungseinrichtungen, welche eines Antriebs bedürfen, in Bewegung versetzt Der Begasungsraum kann als Begasungsbecken bzw. Belüftungsbecken ausgebildet sein.

Vorzugsweise sieht man bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten Abwasserkläianlage vor, daß die trichterartige Haube in ihrer Seitenwand Öffnungen aufweist, die nach dem Inneren der Haube hin gegen den Durchtritt von Gasblasen abgedeckt sind. Hiedurch ergibt sich eine deutliche Vergrößerung der Förderleistung und damit eine Vergrößerung der Menge an potentieller Energie, welche durch den Unterschied zwischen dem spezifischen Gewicht des im wesentlichen gasfreien äußeren Mediums und dem geringeren spezifischen Gewicht des gashaltigen inneren Mediums gewonnen werden kann. Es ergibt sich durch das Vorsehen der in der Seitenwand der Qichterartigen Haube gelegenen Öffnungen die Möglichkeit des Einströmens weitgehend gasfreier bzw. luftfreier Flüssigkeit von der Seite her in die trichterartige Haube, wogegen das Austreten von Gasblasen bzw. Luftblasen durch diese Öffnungen durch die vorgesehene Abdeckung der Öffnungen hintangehalten ist. Es ergibt sich dabei eine konstruktiv einfache Ausbildung, welche gute Betriebseigenschaften aufweist, wenn an der Innenseite der Haube Taschen angeordnet sind, welche die Öffnungen in der Seitenwand der Haube überdecken, nach oben hin offen und nach den Seiten und unten gegen das Haubeninnere geschlossen sind. Diese Ausbildung kann vorteilhaft auch zum selbsttätigen Einleiten von Zusatzmitteln zur Wasserbehandlung in das Innere der Haube benützt werden.

Insbesondere zur Bildung eines Gefälles für das die Kläranlage durchfließende Wasser, welches den Einbau von Oberflächenschwellen und anderen den Durchflußwiderstand erhöhenden Einrichtungen erlaubt und auch den Einbau selbsttätig arbeitender Schlammrückführungen ermöglicht, aber auch zur Überwindung größerer Niveauunterschiede, welche z. B. beim Ableiten des geklärten Wassers in einen höher liegenden Vorfluter zu überwinden sind, ist eine Ausführungsform vorteilhaft, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die von der -2-

AT 392 261 B trichterartigen Haube ausgehende Leitung zu einem Becken führt, dessen Wasserspiegel auf einem höheren Niveau als der Wasserspiegel des Begasungsraumes hegt.

Eine einfache Ausnützung der durch den Unterschied zwischen dem spezifischen Gewicht des Mediums außerhalb der Haube und dem spezifischen Gewicht des Mediums innerhalb der Haube verursachten Aufwärtsbewegung des Mediums in der trichterartigen Haube gewonnenen potentiellen Energie zum Antrieb einer zur Behandlung des Wassers dienenden bewegten Einrichtung ermöglicht eine Ausführungsform, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Wasserrad vorgesehen ist, dem das in der von der trichterartigen Haube ausgehenden Leitung aufwärts geförderte Wasser als Triebwasser zufließt. Man kann dabei im Verein mit der Gewinnung von Bewegungsenergie gewünschtenfalls auch eine Überführung des in der trichterartigen Haube aufwärts geförderten Wassers in ein Becken, dessen Wasserspiegel auf einem höheren Niveau als der Wasserspiegel des Begasungsraumes liegt, vorsehen. Die mit dem Wasserrad erzeugte Antriebsenergie kann man vorteilhaft zur Intensivierung der Klärwirkung der Anlage einsetzen. Hiefür ist eine Ausführungsform vorteilhaft, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß das Wasserrad mit einem beweglichen Tauchkörper verbunden ist und den Antrieb für die Bewegung des Tauchkörpers bildet. Auf diese Weise kann bei geringer Baugröße des Klärbeckens, in dem der Tauchkörper angeordnet ist, eine gute Klärwirkung erzielt werden; der Tauchkörper kann insbesondere ein bewegliches Festbeet bilden und z. B. in Form eines Paketes von Scheiben, welche mit gegenseitigem Abstand auf der Welle aufgereiht sind, ausgebildet sein. Durch die räumliche Trennung des Wasserrades vom Tauchkörper kann der Bereich, in dem der Tauchkörper wirksam ist, weitgehend frei von Turbulenzen gehalten werden, was für die angestrebte Klärwirkung von Vorteil ist

Man kann aber auch im Interesse einer sehr einfachen konstruktiven Ausbildung am Tauchkörper zur Bildung eines Wasserrades Taschen vorsehen, welche, in Umfangsrichtung gesehen, nach einer Seite hin offen sind. Es ist auf diese Weise der Tauchkörper mit dem Wasserrad integriert, und es ist diese Ausführungsform besonders dann von Vorteil, wenn in einem gegebenen Klärbecken durch Einsatz eines beweglichen Tauchkörpers die Klärleistung erhöht werden soll.

Soll das Wasser in einem Becken der Kläranlage intensiv bewegt werden, etwa um im Wasser des betreffenden Beckens Zusatzmittel, wie z. B. Fällmittel, aufzulösen, sieht man vorteilhaft vor, daß das Wasserrad zum Teil in ein Becken der Kläranlage eintaucht. Es wird so durch das Wasserrad unmittelbar eine entsprechende Bewegung des in diesem Becken befindlichen Wassers herbeigefiihrt

Es ist besonders vorteilhaft, wenn man das Anheben des von der trichterartigen Haube nach oben geförderten Gas-Wasser-Gemisches in ein Becken mit erhöht liegendem Wasserspiegel zur selbsttätigen Rücklaufschlammförderung ausnützt. Eine hiefür eingerichtete Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abwasserkläranlage ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Schlammrückführungsleitung, die vom Bodenbereich des über die von der trichterartigen Haube ausgehenden Leitung gespeisten Beckens in einen im Zuge des Durchflusses des Abwassers durch die Anlage zurück liegenden Raum führt, vorgesehen ist Es ergibt sich dabei eine besonders gute Wirkung der Schlammrückführung, wenn man vorsieht, daß die Schlammrückführungsleitung in den mit der trichterartigen Haube versehenen Raum, von dem aus die Anspeisung des den Beginn der Schlammrückführungsleitung bildenden Beckens erfolgt, zurückführt Das Bewirken einer selbsttätigen Schlammrückfiihrung durch den Niveauunterschied der Wasserspiegel, der durch die Aufwärtsbewegung der Gasblasen in der trichterartigen Haube und die damit erzielte Aufwärtsförderung des Gas-Wasser-Gemisches erzeugt wird, bringt wesentliche energetische und betriebliche Vorteile, da die Schlammrückführung den Transport großer Schlammengen bei geringer Förderhöhe verlangt, was beim Einsatz elektrisch angetriebener Pumpen einen erheblichen Energieverbrauch verursacht, der bei der erfindungsgemäßen Abwasserkläranlage erübrigt werden kann, und da weiter der einfache Aufbau einer gemäß der vorgenannten Ausführungsform aufgebauten Anlage auch eine einfache Wartung ermöglicht

Man kann bei geringen räumlichen Abmessungen und einfachem Aufbau der Anlage eine gute Klärleistung bei vergleichsweise hoher Schmutzfracht erzielen, wenn man vorsieht daß die Anlage einen die trichterartige Haube aufweisenden Begasungsraum, ein mit einem durch ein Wasserrad angetriebenen beweglichen Tauchkörper versehenes Zwischenklärbecken und ein diesem nachgeordnetes Nachklärbecken besitzt, wobei die von der trichterartigen Haube ausgehende Leitung zum Wasserrad führt Es ist dabei weiter günstig, wenn man vorsieht daß dem Begasungsraum ein Vorbecken vorgeordnet ist, in dem das Wasserrad in das Wasser eintauchend angeordnet ist und von dem ein in den Begasungsraum führender Durchfluß und weiter ein in das Zwischenklärbecken führender Durchfluß ausgeht Letztere Ausführungsform ermöglicht auch eine einfache Zugabe von die Klärung unterstützenden Zusätzen, wie z. B. Fällungsmitteln, und es kann dadurch der Betrieb der Anlage auf einfache Weise verschiedenen Abwasserzusammensetzungen angepaßt werden. Es ist weiter bei einem wie vorerwähnt ausgebildeten Aufbau der Anlage mit Begasungsraum, Zwischenklärbecken und Nachklärbecken für die Schlammrückführung und die damit einhergehende Intensivierung da- Klärwirkung und auch für die in der trichterartigen Haube entstehende Förderwirkung günstig, wenn man vorsieht daß aus dem Bodenbereich des Zwischenklärbeckens und aus dem Bodenbereich des Nachklärbeckens Schlammrückführungsleitungen in den Begasungsraum führen. Die Absetzleistung wird verbessert, wenn man im Bereich des angetriebenen Tauchkörpers die Wasserturbulenz möglichst niedrig hält und auch die Schlammrückführung nicht in den den Tauchkörper unmittelbar umgebenden Bereich richtet. Hiefür ist es günstig, wenn man vorsieht daß unter dem rotierend angetriebenen Tauchkörper im Zwischenklärbecken ein aus zueinander im wesentlichen parallel -3-

AT 392 261B verlaufenden, lotrecht oder schräg stehenden Lamellen bestehender Rost angeordnet ist. Es wird solcherart eine gewisse Trennung der Wirkung des Belebtschlamms von der Wirkung der am Tauchkörper befindlichen Mikroorganismen erzielt, und es wirkt sich diese Trennung in der Regel vorteilhaft auf die Klärleistung aus.

Es ergibt sich bei einer solchen mit einem Begasungsraum, einem Zwischenklärbecken und einem Nachklärbecken ausgestatteten Anlage ein besonders kompakter Aufbau und eine konstruktiv einfache Zusammenfassung der einzelnen Anlagenteile, wenn man vorsieht, daß der Begasungsraum räumlich zwischen dem Zwischenklärbecken und dem Nachklärbecken unter diese Becken reichend angeordnet ist.

Die Erfindung wird nun anhand von Beispielen, welche in der Zeichnung schematisch dargestellt sind, weiter erläutert. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine Ausführungsform eines Begasungsraumes einer erfindungsgemäß ausgebildeten Abwasserkläranlage im Schnitt, Fig. 2, gleichfalls im Schnitt, eine mit zwei Begasungsräumen ausgestattete erfindungsgemäß ausgebildete Abwasserkläranlage, Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines Begasungsraumes einer erfindungsgemäß ausgebildeten Abwasserkläranlage, gleichfalls im Schnitt, Fig. 4 eine Ausführungsform einer in Kompaktbauweise zusammengefaßten erfindungsgemäß ausgebildeten Abwasserkläranlage in Draufsicht, Fig. 5 diese Anlage im Schnitt gemäß der Linie (V-V) in Fig. 4, und Fig. 6 diese Anlage in einem Schnitt gemäß der Linie (VI- VI) in Fig. 4.

Bei dem in Fig. 1 schematisch im Schnitt dargestellten Begasungsraum (1), der als Belüftungsbecken ausgebildet ist, sind im Bodenbereich dieses Beckens Rohre angeordnet, die in nicht näher dargestellter Weise an eine Druckluftquelle angeschlossen sind und Öffnungen aufweisen, durch die in das im Begasungsraum (I) befindliche Wasser (3) Luft eingeblasen wird. Dies ist in Fig. 1 durch eine Strichlierung angedeutet. In diesem Begasungsraum (1) ist unter dem Wasserspiegel (4) im Bereich der durch die Strichlierung angedeuteten Luftblasen eine trichterartige Haube (5) angeordnet, von deren Oberseite eine aufwärts führende Leitung (6) ausgeht. Durch die Leitung (6) wird vermöge der Aufwärtsbewegung der Luftblasen (welche in der Zeichnung durch Strichlierung angedeutet sind) ein Luft-Wasser-Gemisch aus dem Begasungsraum zu einer höher als der Wasserspiegel (4) im Begasungsraum (1) gelegenen Stelle gefördert. Die Menge Gewichtsmenge Qqw des dabei geförderten Luft-Wasser-Gemisches hängt von der Luftgewichtsmenge Qq, von der geometrischen Konfiguration der Haube (5) und der Leitung (6) und der vom Wasserspiegel (4) nach unten gemessene Tiefe (T), von der aus die Förderung ihren Ausgang nimmt, sowie von der vom Wasserspiegel nach oben gemessenen Höhe (H), um welche das Luft-Wasser-Gemisch in der Leitung (6) angehoben wird, ab. Umgekehrt ist auch die erzielbare Förderhöhe (H) von der geometrischen Konfiguration der Haube (5) und der Leitung (6), von der Luftgewichtsmenge (Qq) und von der Tiefe (T) abhängig. Die durch die Aufwärtsförderung des Luft-Wasser-

Gemischs erzielte potentielle Energie ist (Qqw " Qg)·®· Diese Energie kann zum Überwinden von

Niveauunterschieden und Durchflußwiderständen in der Kläranlage, zum Anheben des aus der Kläranlage abfließenden Wassers auf ein höher gelegenes Niveau und/oder zum Antrieb mechanischer Einrichtungen ausgenützt werden. Letzteres kann so erfolgen, daß man das in der Leitung (6) auf ein höher gelegenes Niveau geförderte Wasser einem Wasserrad zuführt.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Abwasserkläranlage ist ein erster Begasungsraum (la), der als Belüftungsbecken ausgebildet ist, ein Zwischenklärbecken (8), ein zweiter Begasungsraum (lb), der als Belüftungsbecken ausgebildet ist und ein Nachklärbecken (9) vorgesehen. In den beiden Begasungsräumen (la, lb) sind im Bereich des Bodens derselben Rohre (2) angeordnet, welche mit nicht näher dargestellten Öffnungen versehen sind und durch die in den Wasserinhalt (3a, 3b) dieser Begasungsräume Luft eingeblasen wird. Die dabei im Wasser entstehenden Luftblasen sind in Fig. 2 wieder durch eine Strichlierung angedeutet

In den beiden Begasungsräumen (la, lb) sind unter dem Wasserspieqel (4a, 4b) trichterartige Hauben (5a, 5b) angeordnet, von deren Oberseite aufwärts führende Leitungen (6a, 6b) ausgehen, durch welche aus den Begasungsräumen (la, lb) fortlaufend Wasser in die den Begasungsräumen (la, lb) nachgeordneten Becken (8, 9) gefördert wird. Diese Förderung wird durch den Luftgehalt des Wassers in den Hauben (5a, 5b) hervorgerufen. Die dabei erfolgende Förderung eines Luft-Wasser-Gemisches über den Wasserspiegel (4a) bzw. (4b) hinaus ermöglicht es dabei, den Wasserspiegel (10) im Becken (8) auf einem höheren Niveau vorzusehen als der Wasserspiegel (4a) im Begasungsraum (la) liegt, und weiter auch den Wasserspiegel (11) im Becken (9) auf einem höheren Niveau vorzusehen, als der Wasserspiegel (4b) im Begasungsraum (lb) liegt. Der Wasserspiegel (10) ist dabei durch die Position der Verbindungsleitung (12), die vom Zwischeridärbecken (8) in den Begasungsraum (lb) führt, und der Wasserspiegel (11) durch die Position der Abflußleitung (14), die von der Anlage zu einem nicht näher dargestellten Vorfluter führt, gegeben. Es kann, wie aus Fig. 2 unmittelbar ersichtlich ist, durch die in der Anlage erfolgende Hebung des die Anlage durchlaufenden Abwassers dieses durch eine Abflußleitung (14) abgeführt werden, welche um eine Niveaudifferenz (15) höher liegt als die Zuflußleitung (16), durch die das zu reinigende Abwasser in die Anlage eintritt.

Der Niveauunterschied zwischen dem Wasserspiegel (10) im Becken (8) und dem Wasserspiegel (4a) im Begasungsraum (la) und der Niveauunterschied zwischen dem Wasserspiegel (11) im Becken (9) und dem Wasserspiegel (4b) im Begasungsraum (lb) wird zur Rückführung von Schlamm aus dem Zwischenklärbecken (8) in den Begasungsraum (la) und aus dem Nachklärbecken (9) in den Begasungsraum (lb) ausgenützt. Hiezu ist eine Schlammrückführungsleitung (17), welche aus dem Bodenbereich des Zwischenklärbeckens (8) in den Begasungsraum (la) führt, und eine Schlammrückführungsleitung (18), die aus dem Bodenbereich des -4-

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Nachklärbeckens (9) in den Begasungsraum (lb) führt, vorgesehen. Diese Schlammrückführungsleitungen sind vorzugsweise, wie in Fig. 2 dargestellt, in Form eines Steigrohres (17a, 18a) und eines daran anschließenden Abflußrohres (17b, 18b) ausgebildet, wobei die Steigrohre (17a, 18a) nach oben hin offen sind und damit die Möglichkeit bieten, auf einfache Weise verstellbare Reguliereinsätze in diesen Steigrohren anzuordnen und den jeweiligen Betriebserfordemissen entsprechend zu verstellen, und man kann im Bedarfsfall allfällig auftretende Verstopfungen in diesen Steigrohren vom offenen oberen Ende derselben her beheben. Die Rückführung des Schlammes jeweils in einen Begasungsraum, welcher dem Becken, von dem die Schlammrückführungsleitung ihren Ausgang nimmt, vorgeordnet ist, ist betrieblich besonders vorteilhaft, aber man kann eine solche Schlammrückführung auch in einen anderen Bereich der Anlage richten.

Die trichterartigen Hauben (5a, 5b), welche bei der in Fig. 2 dargestellten Abwasserkläranlage vorgesehen sind, weisen in ihrer Seitenwand (5c) Öffnungen (5d) auf, die nach dem Inneren der Haube hin gegen den Durchtritt von Luftblasen abgedeckt sind. Es können damit durch diese Öffnungen (5d) keine Luftblasen aus dem Inneren der Haube (5a) bzw. (5b) nach außen entweichen; es kann aber durch diese Öffnungen ein Durchtritt von Wasser stattfinden, wobei Wasser aus dem von Luftblasen relativ freien Bereich (3c) in das Innere der Hauben (5a, 5b) fließt. Durch das Anordnen solcher Öffnungen kann die Förderleistung, d. h. die Menge an Wasser, welche auf ein höheres Niveau gehoben wird, erheblich gesteigert werden. Man kann solche Öffnungen (5d) auch in größerer 2Sahl über die Seitenwand (5c) der trichterartigen Hauben verteilt anordnen. Das Abdecken dieser Öffnungen (5d) nach dem Inneren der Haube hin kann auf konstruktiv einfache Weise durch Taschen (5e) erfolgen, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist Diese Taschen sind nach oben hin offen und nach den Seiten und nach unten gegen das Haubeninnere hin geschlossen.

Der in Fig. 3 dargestellte Begasungsraum ist als Belüftungsbecken ausgebildet und analog wie vorstehend erörtert mit Rohren (2) versehen, durch die in das im Begasungsraum (1) befindliche Wasser (3) Luft eingeblasen wird. Im Begasungsraum ist eine trichterartige Haube (5) angeordnet, von der eine Leitung (6) aufwärts führt, in der unter dem Einfluß der von der Haube (5) erfaßten Luftblasen ein Luft-Wasser-Gemisch aufwärts strömt und dabei eine über dem Wasserspiegel (4) dieses Begasungsraumes gelegene Stelle erreicht. Das von dort abfließende Wasser wird zwei Wasserrädern als Triebwassser zugeleitet, welche den Antrieb für die Bewegung drehbeweglich gelagerter Tauchkörper (20,21) bilden. Eine konstruktiv einfache Ausführungsform der Wasserräder ergibt sich dabei, wenn man an den Tauchkörpern (20,21) in Umfangsrichtung gesehen nach einer Seite hin offene Taschen (22) vorsieht und damit mit den rotierend anzutreibenden Tauchkörpern baulich vereinigte Wasserräder schafft. Man kann aber auch von den Tauchköipem getrennte Wasserräder, die mit den Tauchkörpern in Antriebsverbindung stehen, vorsehen, wodurch eine größere Freizügigkeit hinsichtlich der den Tauchköipem erteilten Antriebsbewegung und auch hinsichtlich der Anbringung der Wasserräder erzielbar ist und diese auch in einiger Entfernung von den Tauchköipem angeordnet werden können, sodaß die Wasseraufwirbelung im Bereich der Tauchkörper vermindert wird, was vielfach betrieblich von Vorteil ist.

Die bei der Ausführungsfoim nach Fig. 3 vorgesehene Anordnung beweglicher Tauchkörper in einem Becken einer Kläranlage kann den in einem solchen Becken erzielbaren Abbau von das Abwasser belastenden Stoffen wesentlich erhöhen bzw. verbessern, und man kann solcherart auch bei stark belasteten Anlagen eine gute Klärwirkung erzielen. Es besteht dabei gegebenenfalls auch die Möglichkeit, die Haube (5) mit der Leitung (6) und die von Wasserrädern bewegten Tauchkörper zu einer konstruktiven Einheit zusammenzufassen, welche in bereits bestehende, in Form von Belüftungsbecken ausgebildete Begasungsräume von Abwasserkläranlagen eingesetzt weiden kann, um deren Klärleistung zu erhöhen.

Es ist im Interesse einer möglichst großen Erhöhung der Klärleistung durch den Einsatz von Tauchkörpern günstig, im Bereich derselben die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers gering zu halten und auch das Auftreffen intensiver Luftblasenströmungen auf die Tauchkörper zu vermeiden. Um dies zu erreichen, kann man beispielsweise Schirmplatten (24) einbauen, welche Luftblasenströmungen vom Bereich der Tauchkörper (20, 21) abhalten.

Die in den Fig. 4 bis 6 dargestellte Ausführungsform einer Abwasserkläranlage weist ein Vorbecken (30), einen nach oben hin durch eine trichterartige Haube geschlossenen Begasungsraum (31), ein Zwischenklärbecken (32) und ein Nachklärbecken (33) auf; diese Becken sind konstruktiv eng zusammengebaut, um einen kompakten Aufbau dieser Anlage zu erhalten.

Es führt bei dieser Kläranlage vom Vorbecken (30), dem das zu klärende Wasser zugeführt wird, ein Durchgang (34) in den Begasungsraum (31), in welchem mit Auslaßöffnungen versehene Rohre (2) angeordnet sind, mit denen dem im Begasungsraum (31) befindlichen Wasser Luft zugeführt wird. Die den Begasungsraum (31) nach oben hin abschließende trichterartige Haube (35) geht in eine Leitung (36) über, durch die das unter dem Einfluß der Luftzuführung im Begasungsraum (31) entstehende Luft-Wassei*-Gemisch nach oben abfließt, wobei es ein über dem Wasserspiegel (29) liegendes Niveau erreicht Die Leitung (36) endet über einem Wasserrad (37), welches in das Vorbecken (30) tauchend auf einer Welle (38) angeordnet ist Da das Wasserrad (37) in das Vorbecken eintaucht, erzeugt es bei seiner Drehung in diesem Vorbecken eine intensive Durchmischung, welche für das Zugeben von Zusatzstoffen, wie z. B. Fällmitteln, günstig ist da auf diese Weise die Zusatzstoffe rasch im Wasser des Vorbeckens (30) verteilt werden.

Auf der Welle (38) sitzt weiter ein Tauchkörper (39), der durch das Wasserrad (37) in Rotation versetzt wird. Dieser Tauchkörper kann z. B. in Form eines Pakets von Scheiben, die mit gegenseitigem Abstand auf der -5-

Claims (15)

1. AT 392 261B Welle (38) aufgereiht sind, ausgebildet sein. Der bewegliche Tauchkörper (39) taucht in das im Zwischenklärbecken (32) befindliche Wasser ein. Das Zwischenklärbecken (32) wird über einen Durchfluß (40) aus dem Vorbecken (30) gespeist. Vom Zwischenklärbecken (32) gelangt das Wasser über eine Überfallschwelle (41) in das Nachklärbecken (33) und von diesem über eine weitere Überfallschwelle (42) in eine Ablaufrinne (43). Der Begasungsraum (31) ist räumlich zwischen dem Zwischenklärbecken und dem Nachklärbecken unter diese Becken reichend angeordnet. Es ergibt sich so die Möglichkeit, eine Schlammrückführung aus dem Zwischenklärbecken (32) und dem Nachklärbecken (33) in den Begasungsraum (31) auf konstruktiv einfache Weise auszubilden, indem in der trichterartig«! Haube (35), welche den Begasungsraum (31) nach oben hin abgrenzt, Öffnungen (45) vorgesehen werden, welche eine Verbindung zwischen dem Bodenbereich des Zwischenklärbeckens (32) und dem Bodenbereich des Nachklärbeckens (33) einerseits und dem Begasungsraum (31) andererseits herstelien. Diese Öffnungen (45) münden nicht unmittelbar in den Begasungsraum (31), sondern über Schlammrückführungsleitungen (46), die innerhalb der Haube (35) nach oben führen, sodaß ein Austritt der durch die Rohre (2) in den Begasungsraum (31) eingebrachten Luft durch die Öffnungen (45) verhindert ist; Flüssigkeit kann durch die Öffnungen (45) und die Schlammrückführungsleitungen (46) einfließen, und es wird damit die von der nach oben gerichteten Bewegung der aus den Rohren (2) austretenden Luft bewirkte Förderung eines Luft-Wasser-Gemisches durch die Leitung (36) intensiviert. Die Schlammrückführungsleitungen (46) können konstruktiv in Form von Taschen ausgebildet werden. Durch die Anordnung des Wasserrades (37) im Vorbecken (30), welches vom Zwischenklärbecken (32) getrennt ist, ist ein Durchwirbeln des Beckeninhalts im Zwischenklärbecken (32) weitgehend hintangehalten. Zur weiteren Verbesserung der Schlammabsetzung im Zwischenklärbecken und zum Erzielen einer gewissen Separierung des sich im Zwischenklärbecken (32) absetzenden Schlammes von den am Tauchkörper (39) befindlichen Mikroorganismen ist unter dem Tauchkörper (39) ein Lamellenrost (47) angeordnet, der aus zueinander im wesentlichen parallelen Lamellen besteht; im dargestellten Fall verlaufen die Lamellen dieses Lamellenrostes im wesentlichen lotrecht; es ist aber auch eine schrägstehende Anordnung dieser Lamellen möglich. Die bei der in den Fig. 4 bis 6 dargestellten Anlage gegebene Rückführung des vom Begasungsraum (31) durch die Leitung (36) geförderten Wassers in das Vorbecken (30), wobei dieses Wasser eine zuvor aus dem Vorbecken (30) zugeflossene Komponente, die im Begasungsraum (31) intensiv belüftet worden ist, und andererseits auch aus dem Zwischenklärbecken (32) und dem Nachklärbecken (33) stammende Komponenten enthält, ermöglicht auch eine wirkungsvolle Phosphatfällung, welche durch Zugabe von Ca(OH)2 oder Eisenchlorid erreicht werden kann; die Rührwirkung des Wasserrades (37) ist auch hiefiir günstig. Durch einen entsprechend groß dimensionierten und hydraulisch so ausgestalteten Vorschacht, daß im Zulaufbereich anaerobe Verhältnisse entstehen, ist mit einer, dem Nitrifikationsgrad des Triebwassers entsprechenden Denitrifikation zu rechnen, die somit eine einfache und wirkungsvolle Stickstoffreduktion bewirkt Die Überfallschwellen (41, 42) und auch die Ablaufrinne (43) können mit geeigneten Zähnungen und Schwimmschlammschürzen versehen werden, um die Klärwirkung weiter zu verbessern. Das Abführen des Überschußschlammes kann bei der in den Fig. 4 bis 6 dargestellten Kompaktanlage sehr einfach durch Abzweigen eines geringen Teilstromes aus der Leitung (36) und Ableiten dieses Teilstromes in einen Schlammabsetzbehälter bzw. eine Schlammgrube vorgenommen werden, wobei durch die Hochförderung in der Leitung (36) auf ein gegenüber dem Wasserspiegelniveau in den Becken der Anlage angehobenes Niveau das Schlammwasser aus diesem Schlammbehälter bzw. aus dieser Schlammgrube sehr einfach wieder in die Anlage rückgeführt werden kann. Es wurde im Vorstehenden primär das Einblasen von Luft in das in der Abwasserkläranlage zu behandelnde Wasser erörtert und in Verbindung damit die bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der Abwasserkläranlage wesentliche Aufwärtsförderung eines Luft-Wasser-Gemisches, die durch den Luftgehalt des Mediums in der Haube entsteht, behandelt. Es kommt aber die erfindungsgemäße Ausbildung auch im Zusammenhang mit dem Einblasen anderer Gase in das zu behandelnde flüssige Medium, wie z. B. im Zusammenhang mit dem Einblasen von CC>2 oder N2, in Betracht PATENTANSPRÜCHE 1. Abwasserkläranlage mit einem Begasungsraum, in den mit mindestens einem in diesen Raum führenden Rohr ein Gas, vorzugsweise Luft, in das Wasser eingeleitet wird, und in dem unter dem Wasserspiegel, im Bereich der Gaseinleitung, eine sich nach oben verengende Trennwand angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß von der Oberseite der in an sich bekannter Weise als trichterartige Haube (5,5a, 5b; 35) ausgebildeten Trennwand eine aufwärts über den Wasserspiegel (4; 4a, 4b; 29) hinaus führende Leitung (6; 6a, 6b; 36) ausgeht, -6- AT 392 261B durch die durch die nach oben gerichtete Bewegung der Gasblasen ein Gas-Wasser-Gemisch aus dem Begasungsraum (1; la, lb; 31) zu einer höher als der Wasserspiegel (4; 4a, 4b; 29) im Begasungsraum (1; la, lb; 31) gelegenen Stelle gefördert wird.
2. 2. Abwasserkläranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die trichterartige Haube (5; 5a, 5b) in ihrer Seitenwand (5c) Öffnungen (5d) aufweist, die nach dem Inneren der Haube hin gegen den Durchtritt von Gasblasen äbgedeckt sind.
3. 3. Abwasserkläranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite der Haube (5; 5a, 5b) Taschen (5e) angeordnet sind, welche Öffnungen (5d) in der Seitenwand (5c) der Haube überdecken, nach oben hin offen und nach den Seiten und unten gegen das Haubeninnere geschlossen sind.
4. 4. Abwasserkläranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von der trichterartigen Haube (5a, 5b) ausgehende Leitung (6a, 6b) zu einem Becken (8, 9) führt, dessen Wasserspiegel (10, 11) auf einem höheren Niveau als der Wasserspiegel (4a, 4b) des Begasungsraumes (la, lb) liegt.
5. 5. Abwasserkläranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wasserrad (20, 21, 22; 37) vorgesehen ist, dem das in der von der trichterartigen Haube (5, 35) ausgehenden Leitung (6; 36) aufwärts geförderte Wasser als Triebwasser zufließt.
6. 6. Abwasserkläranlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserrad (20, 21, 22; 37) mit einem beweglichen Tauchkörper (39) verbunden ist und den Antrieb für die Bewegung des Tauchkörpers (39) bildet.
7. 7. Abwasserkläranlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchkörper (39) in an sich bekannter Weise ein auf einer annähernd horizontalen Welle drehbar gelagerter Körper ist, und daß das Wasserrad (37) im Abstand vom Tauchkörper (39) auf der den Tauchkörper tragenden Welle (38) angebracht ist.
8. 8. Abwasserkläranlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Tauchkörper (20, 21) zur Bildung eines Wasserrades Taschen (22) vorgesehen sind, welche, in Umfangsrichtung gesehen, nach einer Seite hin offen sind.
9. 9. Abwasserkläranlage nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserrad (20, 21, 22; 37) zum Teil in ein Becken (1, 30) der Kläranlage eintaucht.
10. 10. Abwasserkläranlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schlammrückführungsleitung (17, 18), die vom Bodenbereich des über die von der trichterartigen Haube (5a, 5b) ausgehenden Leitung (6a, 6b) gespeisten Beckens (8,9) in einen im Zuge des Durchflusses des Abwassers durch die Anlage zurück liegenden Raum (la, lb) führt, vorgesehen ist
11. 11. Abwasserkläranlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlammrückführungsleitung (17, 18) in den mit der trichterartigen Haube (5a, 5b) versehenen Raum (la, lb), von dem aus die Anspeisung des den Beginn da* Schlammrückführungsleitung bildenden Beckens (8,9) erfolgt, zurückfuhrt
12. 12. Abwasserkläranlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage einen die trichterartige Haube (35) aufweisenden Begasungsraum (31), ein mit einem durch ein Wasserrad (37) angetriebenen beweglichen Tauchkörper (39) versehenes Zwischenklärbecken (32) und ein diesem nachgeordnetes Nachklärbecken (33) besitzt, wobei die von der trichterartigen Haube (35) ausgehende Leitung (36) zum Wasserrad (37) führt
13. 13. Abwasserkläranlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß dem Begasungsraum (31) ein Vorbecken (30) vorgeordnet ist, in dem das Wasserrad (37) in das Wasser eintauchend angeordnet ist und von dem ein in den Begasungsraum führender Durchfluß (34) und weiter ein in das Zwischenklärbecken (32) führender Durchfluß (40) ausgeht.
14. 14. Abwasserkläranlage nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Bodenbereich des Zwischenklärbeckens (32) und aus dem Bodenbereich des Nachklärbeckens (33) Schlammrückführungsleitungen (46) in den Begasungsraum (31) führen. -7- AT 392 261B IS. Abwasserkläranlage nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem rotierend angetriebenen Tauchkörper (39) im Zwischenklärbecken (32) ein aus zueinander im wesentlichen parallel verlaufenden, lotrecht oder schräg stehenden Lamellen bestehender Rost (47) angeordnet ist.
15. 16. Abwasserkläranlage nach einem der Ansprüche 12 bis IS, dadurch gekennzeichnet, daß der Begasungsraum (31) räumlich zwischen dem Zwischenklärbecken (32) und dem Nachklärbecken (33) unter diese Becken reichend angeordnet ist Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -8- 3