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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung von Abwasser, mit einem Becken und einer Belüftungsvorrichtung zur Belüftung des im Becken befindlichen Wassers, die eine Mehrzahl von Belüftungskörpern aufweist, die mit einer Druckluftquelle in Verbindung stehen und die an einem starren, im wesentlichen ringförmigen Haltekörper befestigt sind, wobei entlang des Haltekörpers eine ebenfalls ringförmige Verteilungsleitung vorgesehen ist, an der die Belüftungskörper angeschlossen sind. Unter ringförmig wird Im Sinn der Erfindung ein in sich geschlossenes Gebilde verstanden, das jedoch nicht auf die Kreisform beschränkt ist. In einem rechteckigen Becken wird der Haltekörper z. B. in der Ansicht von oben ebenfalls rechteckig sein. und zwar mit oder ohne Abrundungen an den Ecken.
Biologische Kläranlagen weisen allgemein ein Becken auf, In dem das mechanisch vorgereinigte Abwasser mit Hilfe von Mikroorganismen gereinigt wird. Dabei ist es erforderlich, den für den Stoffwechsel der Mikroorganismen notwendigen Sauerstoff durch Einblasen von Luft zuzuführen. Ein wirksames Verfahren ist es, am Boden des entsprechenden Beckens Belüftungskörper vorzusehen, über die Luft eingeblasen wird. Die Belüftungskörper weisen allgemein luftdurchlässige Gummimembranen auf, die eine Verteilung der eingeblasenen Luft in der Form von kleinen Bläschen bewirken. Es ist wünschenswert, eine Überprüfung und Wartung der Belüftungskörper durchführen zu können, ohne das Becken entleeren zu müssen.
Aus der DE-A 37 42 977 ist eine Belüftungsvorrichtung für eine Kläranlage bekannt, bei der einzelne Tiefenlüfter jeweils über ein Gelenkrohr an einem Drehgestell befestigt sind. Das Gelenkrohr ermöglicht ein Hochschwenken der Belüftungskörper. Eine solche Vorrichtung ist sehr aufwendig, da jeder Belüftungskörper einzeln über ein eigenes Rohr versorgt werden muss. Weiters muss für jedes Rohr ein eigener Mechanismus zum Hochschwenken vorgesehen werden. Auf diese Weise ist nur eine beschränkte Anzahl von Betüftungskörpern möglich, so dass die Leistung der Belüftungsvorrichtung begrenzt ist. Dabei ist eine solche Vorrichtung nicht für Kompakt-Kläranlagen einsetzbar, bei der in der Mitte des Belüftungsbeckens ein Absetzbecken angeordnet ist.
Die DE-A 36 09 215 betrifft weiters eine Belebungsanlage zur biologischen Abwasserreinigung. Am Boden eines Beckens ist dabei ein Belüftungskörper vorgesehen, der aus einem im wesentlichen ringförmigen Verteilerrohr besteht, an dem einzelne Belüftungskörper angebracht sind. Um eine bessere Verteilung der zugeführten Luft zu bewirken, ist diese Anordnung drehbar ausgeführt. Mit einer solchen Anlage gelingt es tatsächlich, eine sehr gute Verteilung der zugeführten Luft sicherzustellen. Eine solche bekannte Anlage hat jedoch mit der oben beschriebenen Vorrichtung den Nachteil gemeinsam, dass eine Inspektion oder Wartung aufwendig ist. Es muss nämlich für diesen Zweck das entsprechende Becken leer gepumpt werden, was eine längere Stillstandszeit der Anlage bedingt.
Ferner sind Kläranlagen bekannt, bei denen Belüftungskörper fest am Boden eines Beckens angebracht sind. Bei solchen Kläranlagen muss bei einer Inspektion oder Wartung das entsprechende Becken leergepumpt werden, was nicht nur aufwendig ist, sondern auch die Anlage für längere Zeit stillegt. Weiters ist bei solchen Kläranlagen oberhalb des Wasserspiegels ein Verteiler vorgesehen, von dem die einzelnen Tiefenbelüfter über eigene Leitungen getrennt versorgt werden. Da eine möglichst gleichmässige Ausströmung wünschenswert ist, sind die einzelnen Anschlüsse am gemeinsamen Verteiler im allgemeinen regelbar ausgeführt. Diese Regelung ist jedoch schwierig, und es hat sich herausgestellt, dass eine wirklich gleichmässige Ausströmung nicht immer erreicht werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung zu schaffen, die einen einfachen Aufbau aufweist, die eine grosse Belüftungsleistung ermöglicht und die auch bei KompaktKläranlagen einsetzbar ist. Die Vorrichtung soll möglichst robust sein. um einen weitgehend störungsfreien Betrieb mit geringem Wartungsaufwand zu ermöglichen. Dabei soll eine möglichst gleichmässige Verteilung der einströmenden Luft sichergestellt sein, um die Bildung von anaeroben Bereichen im Becken möglichst zu verhindern.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der Haltekörper in vertikaler Richtung beweglich angeordnet ist. Durch die erfindungsgemässe Ausbildung werden die obigen Aufgaben in vorteilhafter Art gelöst. Der ringförmige Aufbau ermöglicht eine dichte und gleichmässige Anordnung der Belüftungskörper, stellt eine gleichmässige Versorgung mit Luft sicher und ist mechanisch äusserst robust. Die Versorgung der Belüftungskörper erfolgt über eine flexible Versorgungsleitung bis zum Haltekörper und dann entlang des Haltekörpers zu den einzelnen Belüftungskörpern.
Wesentlich an der vorliegenden Erfindung ist, dass die einzelnen Belüftungskörper nicht jeweils über relativ lange Zufuhrleitungen mit einem gemeinsamen Verteiler verbunden sind, sondern dass sie direkt an einer Verteilungsleitung angeschlossen sind, die so dimensioniert ist, dass an allen Stellen der Druck innerhalb der Leitung gleich ist. Auf diese Weise wird eine weitgehend gleichmässige Luftverteilung gewährleistet.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Haltekörper in vertikaler Richtung beweglich angeordnet ist. Damit ist eine Wartung der Belüftungskörper in besonders einfacher Weise möglich. Es werden mit Ausnahme der Versorgungsleitung und der
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wahlweise vorgesehenen Ketten keine mechanisch beweglichen Teile benötigt. Daraus ergibt sich ein besonders einfacher und störungsarmer Betneb der erfindungsgemässen Vorrichtung. lnsbesonders ist es günstig, wenn der Haltekörper als Verteilerrohr für die einzublasende Luft ausgebildet ist und somit gleichzeitig als Verteilungsleitung dient, wobei das Verteilerrohr über eine flexible Leitung mit der Druckluftquelle verbunden ist.
Somit kann der Haltekörper gleichzeitig die Funktion der Luftvertei- lung übernehmen.
Es kann vorgesehen sein, dass der Haltekörper an Ketten von einer Abdeckung des Beckens abgehängt ist. Die Ketten dienen an sich der Führung, können aber in ihrer Länge so bemessen sein, dass die Belüftungsvorrichtung im abgesenkten Zustand an ihnen hängt. Alternativ dazu können am Haltekörper Stützelemente angebracht sein, auf denen er am Boden des Beckens abgestellt werden kann. Im Notfall, oder wenn sonst keine Massnahmen vorgesehen sind, kann die Belüftungsvorrichtung an den Ketten nach oben gezogen werden.
In einer besonders begünstigten Ausführungsvanante der Erfindung sind als Belüftungskörper rohrförmige Tiefenbelüfter vorgesehen. Dabei ist es bevorzugt, dass die Tiefenbelüfter unterhalb des Verteilerrohrs und quer zu seiner Tangentialrichtung angeordnet sind. Wenn jedoch beispielsweise tellerförmige Belüftungskörper eingesetzt werden sollen, ist eine Anordnung oberhalb des Verteilerrohrs günstig.
Eine besonders bedienungsfreundliche Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist gegeben, wenn die Belüftungsvorrichtung mit aufblasbaren Schwimmkörpern versehen ist, wobei das spezifische Gewicht der Belüftungsvorrichtung bei aufgeblasenen Schwimmkörpern kleiner ist als das des Abwassers, ansonsten jedoch grösser ist als das des Abwassers. Auf diese Weise wird bewirkt, dass durch das Aufblasen und das Entlüften der Schwimmkörper das Heben und das Absenken der Belüftungsvorrichtung erreicht werden kann. Die Einstellung des spezifischen Gewichts kann über Ballastkörper erfolgen, die am Haltekörper angebracht sind, oder durch die Ausbildung des ringförmigen Verteilerrohres als Edelstahlrohr mit entsprechender Wandstärke.
Es ist in vorteilhafter Weise möglich, schlauchförmige Schwimmkörper am Umfang von scheibenförmigen Ballastkörpern vorzusehen.
Um den Regelbereich der Luftzufuhr zu vergrössern, können mehrere getrennt ansteuerbare Belüftungsvorrichtungen vorgesehen sein. Diese sind dann etwa übereinander angeordnet, wobei die Belüftungskörper in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung Ist besonders für Kompakt-Kläranlagen geeignet, bei denen im mittleren Bereich des Beckens eine weiteres Becken vorgesehen ist, das beispielsweise als Absetzbecken ausgebildet ist.
In der Folge wird die Erfindung durch die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Figuren zeigen :
Flg. 1 eine erfindungsgemässe Vorrichtung im Längsschnitt ;
Fig. 2 einen Tiefenbelüfter ;
Fig. 3 einen Ballastkörper mit daran befestigten Schwimmkörper.
Die in der Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besteht aus einem Im wesentlichen zylindrischen Becken 1, das aus einem Boden 2, einer Seitenwand 3 und einer Abdeckung 4 besteht. In der Abdeckung 4 sind Service-Öffnungen 5 vorgesehen. Konzentrisch innerhalb des Beckens 1 ist weiters ein kegelförmiges Absetzbecken 6 angeordnet, das mit seinem zulaufenden Ende auf dem Boden 2 aufsitzt. Ein Betonring 7 verankert das Absetzbecken 6.
Die erfindungsgemässe Belüftungsvorrichtung besteht aus einem ringförmigen Verteilerrohr 8, das an Ketten 9 von der Decke 4 abgehängt ist. An Verteilerrohr 8 sind in regelmässigen Abständen rohrförmige Tiefenbelüfter 10 vorgesehen, die sich unmittelbar unterhalb des Verteilerrohrs 8 erstrecken und die an diesem angeschlossen sind. Die Tiefenbelüfter 10 erstrecken sich rechtwinkelig zur Tangentialrichtung des Verteilerrohrs 8, also in radialer Richtung. Unmittelbar unterhalb der Tiefenbelüfter 10 sind Ballastkörper 11 angebracht, die im wesentlichen scheibenförmig sind. Die Ketten 9 sind so lang ausgeführt, dass in der abgesenkten Stellung der Belüftungsvorrichtung, wie sie in der Fig. 1 dargestellt ist, die Ballastkörper 10 am Boden 2 aufsitzen und die Ketten 9 minimal durchhängen.
Die Ketten 9 dienen im wesentlichen zur Zentrierung der Belüftungsvorrichtung. Es können jedoch auch im Bereich der Seitenwand 3 des Beckens 1 zusätzliche Zentrierungen vorgesehen sein, die nicht dargestellt sind. Das Verteilerrohr 8 wird über eine flexible Leitung 12 mit Luft versorgt, die an einen Kompressor 13 angeschlossen ist, der in einem separaten Schacht 14 angeordnet ist.
Das Anheben der Belüftungsvorrichtung erfolgt, indem über eine weitere flexible Leitung 15 Luft in die Schwimmkörper 16 geblasen wird, die an den Ballastkörpern 11 angebracht sind. Die Ausbildung eines Ballastkörpers 11 mit einem Schwimmkörper 16 ist In der Fig. 3 detailliert dargestellt.
Fig. 2 zeigt detailliert die Ausbildung eines Tiefenbelüfters 10. Ein Grundkörper 17 ist mit einem Anschluss 18 versehen, in dem eine Zufuhrbohrung 19 angeordnet ist, durch die die Luft zugeführt wird. Der
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Anschluss 18 dient gleichzeitig dazu, den Tiefenbelüfter 10 am Verteilerrohr zu befestigen. An zwei zylindrischen Fortsätzen 20 sind Rohre 21 aufgesetzt, die mit Bohrungen 22 versehen sind. An ihren äusseren Enden sind die Rohre 21 mit Kappen 23 verschlossen. Über die Rohre 21 ist jeweils ein Schlauch 24 aus einem porösen Gummimaterial gezogen, der in der linken Hälfte von Fig. 2 abgehoben dargestellt ist. An semen axialen Enden wird der Schlauch 24 von Schlauchklemmen 25 gehalten. Der Schlauch 24 ist so ausgebildet, dass seine feinen Poren im wesentlichen verschlossen sind, wenn innerhalb des Rohres 21 kein Überdruck herrscht.
Wird jedoch Luft zugeführt, dann strömt Luft durch die Bohrungen 22 in den Raum zwischen dem Rohr 21 und dem Schlauch 24 und dehnt diesen aus. Dadurch öffnen sich die Poren und die Luft strömt feinst verteilt in kleinen Bläschen aus. Die Ausführung hat den Vorteil, dass sich die Poren des Schlauchs 24 bei Betriebsunterbrechungen nicht durch Schmutz oder Mikroorganismen zusetzen können.
An der Unterseite des Grundkörpers 17 ist eine Bohrung 26 vorgesehen, die zur Befestigung eines hier nicht dargestellten Ballastkörpers dient.
Die Fig. 3 zeigt den Aufbau eines Ballastkörpers 11. Dieser besitzt im wesentlichen die Form einer Scheibe mit senkrechter Achse 27 An der Oberseite ist mittig ein Fortsatz 28 zur Befestigung vorgesehen.
Am Umfang ist eine Nut 29 gebildet, die einen Schwimmkörper 16 aufnimmt. Der Schwimmkörper 16 besitzt die Form eines Schlauchs und ist im aufgeblasenen Zustand im wesentlichen torusförmig. In der rechten Hälfte der Fig. 3 ist dieser Schwimmkörper 16 in aufgeblasenem Zustand dargestellt, während In der linken Hälfte der Fig. dieser Schwimmkörper 16 in entlüftetem Zustand dargestellt ist.
Die vorliegende Erfindung ist einfach im Aufbau und fast frei von beweglichen Teilen. Daher sind sowohl die Herstellungskosten als auch der Aufwand für die Instandhaltung relativ gering.
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The present invention relates to a device for the purification of waste water, with a basin and an aeration device for aeration of the water in the basin, which has a plurality of aeration bodies which are connected to a compressed air source and which are fastened to a rigid, essentially annular holding body are, along the holding body also an annular distribution line is provided to which the ventilation body are connected. In the sense of the invention, a ring-shaped structure is understood to be a self-contained structure, which, however, is not restricted to a circular shape. In a rectangular basin, the holding body is z. B. also be rectangular in the view from above. with or without rounded corners.
Biological sewage treatment plants generally have a basin in which the mechanically pre-cleaned wastewater is cleaned with the help of microorganisms. It is necessary to supply the oxygen necessary for the metabolism of the microorganisms by blowing in air. An effective method is to provide ventilation bodies at the bottom of the corresponding basin through which air is blown. The ventilation bodies generally have air-permeable rubber membranes which distribute the blown-in air in the form of small bubbles. It is desirable to be able to check and maintain the aerators without having to empty the pool.
From DE-A 37 42 977 a ventilation device for a sewage treatment plant is known, in which individual deep fans are each attached to a bogie via an articulated tube. The articulated tube allows the ventilation body to swing up. Such a device is very complex, since each ventilation body must be supplied individually via its own pipe. Furthermore, a separate swing-up mechanism must be provided for each pipe. In this way, only a limited number of ventilation bodies is possible, so that the performance of the ventilation device is limited. Such a device cannot be used for compact wastewater treatment plants in which a settling tank is arranged in the middle of the aeration tank.
DE-A 36 09 215 also relates to an activation system for biological wastewater treatment. At the bottom of a basin, an aeration body is provided, which consists of an essentially annular distributor pipe, to which individual aeration bodies are attached. In order to achieve a better distribution of the supplied air, this arrangement is designed to be rotatable. With such a system it is actually possible to ensure a very good distribution of the air supplied. However, such a known system has the disadvantage in common with the device described above that inspection or maintenance is complex. For this purpose, the corresponding basin must be pumped empty, which requires a longer downtime of the system.
Furthermore, sewage treatment plants are known in which aeration bodies are fixedly attached to the bottom of a basin. In such sewage treatment plants, the corresponding basin must be pumped empty during an inspection or maintenance, which is not only complex, but also shuts down the plant for a long time. Furthermore, in such sewage treatment plants, a distributor is provided above the water level, from which the individual deep aerators are supplied separately via their own lines. Since a flow that is as uniform as possible is desirable, the individual connections on the common distributor are generally designed to be controllable. However, this regulation is difficult and it has been found that a really uniform outflow cannot always be achieved.
The object of the invention is to avoid these disadvantages and to provide a device which has a simple structure, which enables a large ventilation capacity and which can also be used in compact sewage treatment plants. The device should be as robust as possible. to enable largely trouble-free operation with little maintenance. The aim is to ensure that the inflowing air is distributed as evenly as possible in order to prevent the formation of anaerobic areas in the pool as much as possible.
This is achieved according to the invention in that the holding body is arranged to be movable in the vertical direction. The above objects are achieved in an advantageous manner by the inventive design. The ring-shaped structure enables a dense and uniform arrangement of the ventilation bodies, ensures an even supply of air and is mechanically extremely robust. The ventilation bodies are supplied via a flexible supply line to the holding body and then along the holding body to the individual ventilation bodies.
It is essential to the present invention that the individual ventilation bodies are not each connected to a common distributor via relatively long supply lines, but that they are connected directly to a distribution line which is dimensioned such that the pressure within the line is the same at all points . In this way, a largely uniform air distribution is guaranteed.
In a particularly advantageous embodiment variant of the present invention, it is provided that the holding body is arranged to be movable in the vertical direction. Maintenance of the ventilation bodies is thus possible in a particularly simple manner. With the exception of the supply line and the
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optionally provided chains no mechanically moving parts required. This results in a particularly simple and low-interference operation of the device according to the invention. It is particularly expedient if the holding body is designed as a distributor pipe for the air to be blown in and thus simultaneously serves as a distribution line, the distributor pipe being connected to the compressed air source via a flexible line.
The holding body can thus simultaneously take on the function of air distribution.
It can be provided that the holding body is suspended on chains from a cover of the basin. The chains are used for guidance, but their length can be such that the ventilation device hangs on them in the lowered state. Alternatively, support elements can be attached to the holding body, on which it can be placed at the bottom of the basin. In an emergency, or if no other measures are provided, the ventilation device can be pulled up on the chains.
In a particularly preferred embodiment of the invention, tubular depth aerators are provided as ventilation bodies. It is preferred that the deep aerators are arranged below the distributor pipe and transversely to its tangential direction. However, if, for example, plate-shaped ventilation bodies are to be used, an arrangement above the distributor pipe is advantageous.
A particularly user-friendly embodiment variant of the present invention is provided if the ventilation device is provided with inflatable floats, the specific weight of the ventilation device being less than that of the sewage when inflated floats, but otherwise greater than that of the sewage. In this way it is brought about that the lifting and lowering of the ventilation device can be achieved by inflating and deflating the floating bodies. The specific weight can be set using ballast bodies which are attached to the holding body, or by designing the annular distributor tube as a stainless steel tube with a corresponding wall thickness.
It is advantageously possible to provide tubular floating bodies on the circumference of disk-shaped ballast bodies.
In order to enlarge the control range of the air supply, several separately controllable ventilation devices can be provided. These are then arranged approximately one above the other, the ventilation bodies being arranged offset in the circumferential direction.
The device according to the invention is particularly suitable for compact sewage treatment plants in which a further basin is provided in the central region of the basin, which is designed, for example, as a settling basin.
The invention is explained in more detail below by the exemplary embodiments illustrated in the figures. The figures show:
Flg. 1 a device according to the invention in longitudinal section;
2 shows a deep aerator;
Fig. 3 shows a ballast body with floating body attached.
The device shown in FIG. 1 consists of an essentially cylindrical basin 1, which consists of a bottom 2, a side wall 3 and a cover 4. Service openings 5 are provided in the cover 4. A conical sedimentation basin 6 is also arranged concentrically within the basin 1 and rests on the bottom 2 with its tapering end. A concrete ring 7 anchors the sedimentation basin 6.
The ventilation device according to the invention consists of an annular distributor pipe 8 which is suspended from the ceiling 4 by chains 9. Tubular depth aerators 10 are provided on the distributor pipe 8 at regular intervals and extend directly below the distributor pipe 8 and are connected to the latter. The depth aerators 10 extend at right angles to the tangential direction of the distributor pipe 8, that is to say in the radial direction. Ballast bodies 11, which are essentially disk-shaped, are attached directly below the deep aerator 10. The chains 9 are so long that in the lowered position of the ventilation device, as shown in FIG. 1, the ballast bodies 10 sit on the floor 2 and the chains 9 sag minimally.
The chains 9 essentially serve to center the ventilation device. However, additional centerings, which are not shown, can also be provided in the region of the side wall 3 of the basin 1. The distribution pipe 8 is supplied with air via a flexible line 12 which is connected to a compressor 13 which is arranged in a separate shaft 14.
The ventilation device is lifted by blowing air into the floating bodies 16, which are attached to the ballast bodies 11, via a further flexible line 15. The formation of a ballast body 11 with a floating body 16 is shown in detail in FIG. 3.
2 shows in detail the design of a deep aerator 10. A base body 17 is provided with a connection 18, in which a supply bore 19 is arranged, through which the air is supplied. Of the
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Connection 18 also serves to attach the depth aerator 10 to the distributor pipe. Tubes 21, which are provided with bores 22, are placed on two cylindrical extensions 20. The tubes 21 are closed with caps 23 at their outer ends. A hose 24 made of a porous rubber material is drawn over the tubes 21, which is shown lifted off in the left half of FIG. 2. The hose 24 is held by hose clamps 25 at its axial ends. The hose 24 is designed such that its fine pores are essentially closed when there is no excess pressure inside the tube 21.
However, if air is supplied, air flows through the bores 22 into the space between the tube 21 and the hose 24 and expands it. This opens the pores and the air flows out in small bubbles. The design has the advantage that the pores of the hose 24 cannot become clogged by dirt or microorganisms in the event of interruptions in operation.
A bore 26 is provided on the underside of the base body 17 and is used for fastening a ballast body, not shown here.
3 shows the structure of a ballast body 11. This has essentially the shape of a disk with a vertical axis 27. At the top, an extension 28 is provided for attachment.
A groove 29 is formed on the circumference, which receives a floating body 16. The floating body 16 has the shape of a tube and is essentially toroidal in the inflated state. This float 16 is shown in the inflated state in the right half of FIG. 3, while this float 16 is shown in the deflated state in the left half of FIG.
The present invention is simple in construction and almost free of moving parts. Therefore, both the manufacturing costs and the maintenance effort are relatively low.