CH616906A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum biologischen Reinigen von Wasser, insbesondere Abwasser, welche in einem Behälter einen Aktivationsraum und einen an diesen angrenzenden Abscheideraum zum Abtrennen von Schlamm aufweist.

Für kleine Reinigungsanlagen von Abwässern - für Leistungen ungefähr unterhalb 1000 Einwohneräquivalenten -sind am vorteilhaftesten Monoblockanordnungen, die leicht • transportabel sind und die als vollständige Einheit im Erzeugungswerk gefertigt werden. Derzeit sind wesentlich zwei Arten derartiger Anordnungen bekannt.

Eine arbeitet mit diskontinuierlichem Betrieb, die zweite verwendet einen kontinuierlichen Betrieb. Anordnungen welche diskontinuierlich arbeiten, benötigen ziemlich grosse Volumen, was mit verhältnismässig hohen Anschaffungskosten verbunden ist. Anordnungen mit kontinuierlichem Betrieb sind wesentlich vorteilhafter. Die günstigste Kombination von Verfahren bei derartigen Anordnungen ist ein Reinigen mittels biologischer Aktivation mit Abscheiden des aktivierten Schlammes durch Absetzen und mit selbsttätigem Rückführen des aktivierten Schlammes aus dem Abscheideraum in den Aktivationsraum durch Schwerkraft.

Bekannte Anordnungen dieser Art gehören wesentlich zu zwei Typen. Allgemein wird eine Anordnung mit einem eckigen Behälter mit freier Oberfläche verwendet, in welchem die Räume für biologisches Aktivieren und für das Abscheiden wesentlich nebeneinander vorgesehen sind.

Die zweite Type, die für die kleinsten Leistungen bestimmt ist, der Ordnung von Einheiten von'Einwohneräquivalenten besitzt geschlossene Behälter, wo die erwähnten Räume konzentrisch nebeneinander angeordnet sind.

Die erwähnten Anordnungen haben eine Reihe von Nachteilen: Anordnungen in eckigen Behältern sind für das Erzeugen und für das Material sehr anspruchsvoll und bei grösseren

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Anordnungen schwer zu befördern. Anordnungen mit einem geschlossenen Behälter mit konzentrisch ausgebildeten Räumen sind lediglich für erwähnte kleinste Leistungen geeignet, da sich bei ihnen bei grösseren Leistungen entweder zu sehr die Umschlaghöhe vergrössert, oder die Fördermöglichkeit herabsetzt. Das Aktivieren arbeitet bei beiden Anordnungen wegen der Nötigkeit des Rückführens des aktivierten Schlammes zum Aktivieren nur mit einstufigen Behältern mit vollkommenem Mischen, so dass bei plötzlichem hydraulischem Belasten durch Rohwasser ein Teil des Wassers unverarbeitet abfliesst, was die Ergebnisse des Reinigens beeinträchtigt.

Bei manchen Anwendungen, z.B. beim Entfernen von stickstoffhaltigem Material, ist es jedoch vorteilhaft, falls das Aktivieren in einem Kolbenflussbetrieb in geschlossenem Kreis vor sich geht, denn der Kolbenfluss ermöglicht eine verschiedene Sauerstoffkonzentration während des Aktivierens zu verwenden, was wieder den fakultativen Mikroorganismen ermöglicht, fürx Respirationsvorgänge Sauerstoff sowohl aus der Lösung, als auch aus gegenwärtigen Nitraten zu entnehmen, wodurch ein Denitrifieren von Nitraten zu gasförmigem Stickstoff erzielt wird. Diese Möglichkeit besitzen bestehende Anordnungen nicht.

Die Erfindung hat als Ziel, diese Nachteile zu beheben, all-fallig sie wesentlich zu vermindern.

Das Wesen der Erfindung beruht darin, dass in einem horizontalen Behälter, wesentlich zylindrischer Form, zwei in Längsrichtung verlaufende, nach unten sich nähernde Trennwände vorgesehen sind, die den Raum des Behälters einerseits zu einem Abscheideraum aufteilen, der oben durch das Niveau des Wassers begrenzt ist, über welchem sich ein Entlüftungsraum befindet, andererseits zu einem Aktivationsraum, bestehend aus zwei miteinander verbundenen Teilen mit einer Zufuhrleitung für Rohwasser, wobei die unteren Kanten der Trennwände einen Durchfluss bilden, der den Aktivationsraum mit dem Abscheideraum verbindet, und dass im Bereich des Durchflusses entweder im Aktivationsraum oder im Abscheideraum ein hydraulisches Leit-Wandsystem vorgesehen ist, um eine Querzirkulation des Wassers aus dem Aktivationsraum in den Abscheideraum zu unterdrücken.

Weiter kann die Grösse des Winkels, den die Trennwände einnehmen, 60 bis 120° betragen, wobei das Verhältnis des Rauminhalts des Aktivationsraumes gegenüber der Fläche des Niveaus im Bereich von 0,5 m3 bis 3 m3 zu 1 m2 liegt.

Auch kann bei dem Reaktor, der einen besonders guten Wirkungsgrad aufweist, unterhalb einer Trennwand der erste Teil des Aktivationsraumes als erste Stufe des Aktivationsraumes ausgebildet sein, in welchen eine Zufuhrleitung für Rohwasser mündet und in dessen unterem Teil eine untere Wand angeordnet ist, deren ein Ende unter den Durchfluss reicht, und unterhalb der zweiten Trennwand ein zweiter Teil des Aktivationsraumes als zweite Stufe des Aktivationsraumes ausgebildet sein, mit einem Wandsystem, wobei beide Stufen unterhalb des Durchflusses in Verbindung stehen.

Vorteilhaft kann im oberen Teil des Aktivationsraumes ein Desintegrator angeordnet sein.

Vom Standpunkt eines leichten Unterhaltens ist eine Lösung vorteilhaft, bei der an einem Ende des Behälters ein Raum wesentlich kreisförmigen Querschnittes vorgesehen ist, der mit dem Aktivationsraum frei in Verbindung steht und in welchen die Zufuhrleitung für Rohwasser mündet, wobei im oberen Teil des Behälters oberhalb dieses Raumes ein Mannloch vorgesehen ist.

Vom Standpunkt einer Möglichkeit, eine Denitrifikation von Nitraten zu gasförmigem Stickstoff zu erzielen, kann das Aufteilen des Aktivationsraumes in dessen ersten Teil und zweiten Teil mittels einer wesentlich vertikalen Trennwand ausgeführt sein, die in Längsrichtung des Gehäuses unterhalb des Abscheideraumes verläuft und beide Teile des Aktivationsraumes miteinander mittels zweier Überführungsräume in Verbindung stehen, wobei beide Teile des Aktivationsraumes selbständige Quellen der Bewegung der Flüssigkeit besitzen, welche hier eine gegenseitig entgegengesetzte Querströmung verursachen. Die Überführungsräume sind zweckmässig so orientiert, dass der Strom im ersten Teil des Aktivationsraumes an einer Stirnwand in den ersten Überführungsraum gerichtet ist und der Strom im zweiten Teil des Aktivationsraumes an der zweiten Stirnwand in den zweiten Überführungsraum, so dass das Überführen der Ströme mittels dieser Überführungsräume zwischen beiden Teilen des Aktivationsraumes ein Längsströmen im Aktivationsraum in geschlossenem Kreis verursacht.

Zweckmässig ist, dass während die Quelle der Bewegung der Flüssigkeit im ersten Teil des Aktivationsraumes in welchen die Zufuhrleitung für Rohwasser mündet, durch Belüftungselemente gebildet wird, die Quelle der Bewegung der Flüssigkeit im zweiten Teil des Aktivationsraumes durch ein Rührgerät gebildet wird.

Weiter kann eine Trennwand zwischen der unteren Kante der in Längsrichtung des Behälters verlaufenden geneigten Trennwand oberhalb des ersten Teiles des Aktivationsraumes und zwischen einer Entschlämmungsanordnung am unteren Teil des Mantels des Behälters, welche fur beide Teile des Aktivationsraumes gemeinsam ist, vorgesehen sein.

Vom Standpunkt der Konstruktion ist eine Lösung einfach, bei der die Überführungsräume durch Überführungskanäle gebildet werden, die durch die, wesentlich in der ganzen Länge des gemeinsamen Behälters verlaufende Trennwand durchführen.

Auch können die Überführungsräume durch Zwischenräume zwischen Stirnwänden des Abscheideraumes und diesen zugekehrten Stirnwänden des Behälters gebildet sein, wobei in jedem dieser Überführungsräume wenigstens eine Gleichrichterwand eingereiht ist.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind anhand der schematischen Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt einer Anlage,

Fig. 2 eine Seitenansicht des vorderen Teiles der Anlage gemäss Fig. 1, wo zwecks besserer Anschaulichkeit der vordere Deckel nicht gezeichnet ist,

Fig. 3 einen Querschnitt einer anderen Ausführung der Anlage,

Fig. 4 einen Querschnitt im mittleren Teil einer Anlage, die auch für eine Denitrifikation von Nitraten zu gasförmigem Stickstoff geeignet ist, welcher Querschnitt entlang einer, in Fig. 7 mit A-A bezeichneten Ebene geführt ist,

Fig. 5 und 6 zeigen Querschnitte derselben Anlage an beiden Enden, wo Überführungskanäle vorgesehen sind, das ist Querschnitte entlang von Ebenen, die in Fig. 7 mit B-B und C-C bezeichnet sind,

Fig. 7 einen Grundriss dieser Anlage. Dabei sind in Fig. 7 zwecks besserer Übersicht manche Teile nicht gezeichnet,

Fig. 8 zeigt dann eine axonometrische Ansicht einer Anlage gemäss Fig. 4, jedoch mit einer anderen Lösung der Überführungskanäle.

Die Anlage oder Reaktor gemäss Fig. 1 wird durch einen horizontalen zylindrischen Behälter mit einem Mantel 1 gebildet, der an beiden Enden durch nicht dargestellte Deckel verschlossen ist. Im Behälter sind zwei in Längsrichtung verlaufende Trennwände 21, 22 vorgesehen, welche sich gegen unten nähern, und deren Unterkanten 210 und 220 einen Durchfluss 6 bilden.

Die Trennwände 21, 22 teilen den Behälterraum einerseits zu einem Abscheideraum S wesentlich prismatischer Form, der oben durch das Wasser-Niveau 11 bestimmt ist, oberhalb welchem sich ein Entlüftungsraum O befindet, der über ein Entlüftungsrohr 16 mit der Aussenatmosphäre verbunden ist,

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andererseits zu einem Aktivationsraum A, der durch dessen ersten Teil Ax und dessen zweiten Teil A2 gebildet wird, in welchen im unteren Teil die Zufuhrleitung 9 des Rohrwassers mündet.

Seitwärts sind im Aktivationsraum bekannte Belüftungselemente 81, 82 vorgesehen, die an eine Quelle 15 von Druckluft angeschlossen sind.

Das Wasser-Niveau 11 wird durch das Niveau 12 der Abfuhrleitungen 12 bestimmt. Das Wasser-Niveau im Aktivationsraum ist mit 17 bezeichnet.

Vorteilhaft liegt die Grösse des Winkels B zwischen den Trennwänden 21,22 in den Grenzen von 60 bis 120°. Es ist ferner vorteilhaft, falls das Verhältnis zwischen dem Rauminhalt des Aktivationsraumes Alt A2 gegenüber der Fläche des Niveaus 11 des Abscheideraumes S innerhalb der Grenzen 0,5 m3 bis 3 m' des Aktivationsraumes zu 1 m2 des Niveaus liegt. Die erwähnten Grundsätze gelten für verschiedene Ausführungen des erfindungsgemässen Reaktors.

In der Nähe des Durchflusses 6 ist im Bereich des Entstehens einer induzierten Strömung im Abscheideraum S ein Wandsystem 3 eingereiht - bei der Ausführung gemäss Fig. 1 z.B. in Form eines sich fächerförmig erweiternden Rostes, wodurch eine unerwünschte Zirkulation der Flüssigkeit im Abscheideraum S verhindert wird.

Eine ähnliche Wirkung kann durch Anwendung eines geeigneten Wandsystems 3 beim Durchfluss 6 im System der Strömungslinien im Aktivationsraum A1 oder A2 erzielt werden, wie dies in Fig. 3 angedeutet und später näher beschrieben wird.

Im unteren Teil des Aktivationsraumes Aj, A2 ist eine perforierte Platte 19 angeordnet. Der Raum unterhalb dieser perforierten Platte 19 ist an einen Entschlämmungskanal 13 angeschlossen, der in den unteren Teil der Stirnwand des zylindrischen Behälters mündet, so dass dieser Entschlämmungskanal 13 in Fig. 2 nicht sichtbar ist.

Die beschriebene Anordnung arbeitet folgendermassen:

In den Aktivationsraum Aj, A2 wird über die Zufuhrleitung das zum Reinigen bestimmte Rohwasser zugeführt.

Durch Wirkung der Belüftungselemente 81, 82 wird die Flüssigkeit im Aktivationsraum Aj, A2 mit Sauerstoff gesättigt und gleichzeitig in eine Querzirkulation versetzt, wobei diese Belüftungselemente auch als Quellen der Zirkulation der Flüssigkeit dienen. Durch diese Zirkulation entstehen zwei grosse Querwirbel, die durch Pfeile angedeutet sind. In beiden symmetrischen Hälften des Aktivationsraumes, das ist im ersten Teil Aj und im zweiten Teil A2 entstehen im Gleichlauf, also parallel, ein intensives Mischen der Flüssigkeit und wegen Sättigung durch Sauerstoff zu einer Biodegradation organischer Stoffe. Das gereinigte Wasser mit der Suspension des aktivierten Schlammes kommt über den Durchfluss 6 in den Abscheideraum S. Bei steigender Strömung der Flüssigkeit im Abscheideraum 5 bildet sich eine unvollständig schwebende Feststoffschicht, in welcher Feststoffe der Suspension aufgefangen werden. Das von den Feststoffen befreite Wasser wird am Niveau 11 über Abfuhrleitungen 12 abgeführt. Die Gleichförmigkeit des Strömens und die Verhütung unerwünschter Querzirkulation des Wassers im Abscheideraum S welche durch Übertragen der Querströmung im Aktivationsraum Al5 Ao entstehen könnten, wird durch das erwähnte Wandsystem 3 gesichert.

An einer Stirnwand des Reaktors ist ein kreisförmiger Raum U gebildet, welcher mit dem Aktivationsraum Aj, A2 hydraulisch frei verbunden ist, so dass er während des Betriebes des Reaktors dessen Bestandteil bildet. Die Zufuhrleitung 9 für Rohwasser mündet vorteilhaft in diesen erwähnten Raum U der, falls die Anordnung ausser Betrieb steht, z.B. bei Reparaturen und dgl., über ein Mannloch 18 zugänglich ist, das im oberen Teil des Mantels 1 vorgesehen ist. Zwecks besserer Anschaulichkeit ist in Fig. 2 die Stirnwand des Behälters nicht dargestellt.

Der in Fig. 3 gezeichnete Reaktor besitzt einen zu zwei Stufen geteilten Aktivationsraum, welche wesentlich in Reihe arbeiten. Unterhalb der Teilwand 21 wird durch den ersten Teil Aj des Aktivationsraumes dessen erste Stufe mit der Zufuhrleitung 9 für Rohwasser gebildet. Im unteren Teil der ersten Stufe ist eine schräge untere Wand 71 angeordnet, deren niedrigerer rechter Teil unterhalb des Durchflusses 6 reicht, so dass sich zwischen der unteren Wand 71 und dem gegenüberliegenden Teil des Mantels 1 ein Ansaugkanal Nj befindet.

Im oberen Teil der ersten Stufe, das ist des ersten Teiles A1 des Aktivationsraumes, ist eine Trenneinrichtung D für schwimmende Unreinigkeiten angeordnet, die durch eine schräge Trennwand gebildet wird und die mit der Atmosphäre oberhalb des Wasser-Niveaus in Verbindung steht.

Die zweite Stufe, die durch den zweiten Teil A2 des Aktivationsraumes gebildet wird, ist durch die Trennwand 22 bestimmt und steht mit der ersten Stufe in freier Verbindung. An dem Durchfluss 6 ist, wie schon erwähnt, in der zweiten Stufe ein Wandsystem 3, in Form einer schrägen Wand eingefügt, die im unteren Teil gegen den Durchfluss 6 geneigt ist und eine Öffnung 31 aufweist. Das erwähnte Wandsystem 3 unterdrückt eine unerwünschte Übertragung von Querwirbeln aus dem Aktivationsraum, das ist aus der zweiten Stufe in den Abscheideraum S. Das Vorhandensein derartiger Wirbel im Abscheideraum S beeinträchtigt, wie bekannt, den Abscheidevorgang.

Im unteren Teil der zweiten Stufe ist eine untere Wand 72 vorgesehen, die zusammen mit dem gegenüberliegenden Teil des Mantels 1 einen Saugkanal N2 bildet, der einer Besserung der Querzirkulation der Flüssigkeit in der zweiten Stufe beiträgt.

Im unteren Teil des Behälters befindet sich ein Sammelsystem für Schlamm, gebildet durch eine perforierte Wand 19 und einen Entschlämmungskanal 13, über welchen der überschüssige Schlamm periodisch abgelassen wird.

Der bei der Ausführung gemäss Fig. 3 auch vorhandene Raum U (nicht dargestellt) unterscheidet sich von der gemäss Fig. 1 dadurch, dass hier eine vertikale Trennwand vorliegt, die bis zur perforierten Platte 19 reicht, wodurch im Raum U, der während des Betriebes als Aktivationsraum dient, eine Aufteilung dieses Raumes zwischen der ersten und zweiten Stufe erzielt wird. Diese Anordnung ist mit Rücksicht aufbessere Verständlichkeit des Bildes nicht gezeichnet.

Die Anordnung gemäss Fig. 3 arbeitet folgendermassen:

Durch Wirkung der Belüftungselemente 81, 82 wird die Flüssigkeit in beiden Stufen des Aktivationsraumes Aj, A2 mit Sauerstoff gesättigt und gleichzeitig in Querzirkulation versetzt. Durch diese Zirkulation entstehen zwei grosse Querwirbel, deren Strömungslinien im wesentlichen geschlossen sind und dabei zwei Teile Aj, A2, d.h. zwei Stufen, im Aktivationsraum bilden. Während in den einzelnen Stufen des Aktivationsraumes Aj, A2 durch die Belüftung ein intensives Mischen der Flüssigkeit zustandekommt, ist die Mischwirkung der Flüssigkeit an der Kontaktfläche beider Stufen sehr gering. Deshalb arbeiten beide Teile Aj, A2 des Aktivationsraumes als praktisch selbständige, in Reihe geschaltete Behälter. An der Trennwand D am oberen Ende der ersten Stufe des Aktivationsraumes werden dabei kleine intensive Wirbel erzeugt. Ein Teil des Stromes der zweiten Stufe des Aktivationsraumes führt entlang des Wandsystems 3. Das Strömen der Flüssigkeit wird dabei durch das Wandsystem 3 gleichgerichtet und derart abgebremst, dass dadurch ein Übertragen induzierter Wirbel aus dem Aktivationsraum in den Abscheideraum S unterdrückt wird. Wegen der asymmetrischen Anordnung des Saugkanals N, der ersten Stufe des Aktivationsraumes reicht die Strömung in der ersten Stufe des Aktivationsraumes unterhalb

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des Durchflusses 6, der den Abscheideraum S mit dem Aktivationsraum verbindet.

Das Rohwasser tritt in die erste Stufe des Aktivationsraumes über die Zufuhrleitung 9 im Bereich der Wirkung der Trennwand D ein. Schwimmende Unreinigkeiten - wie z.B. Papier - werden in den an der Trennwand entstehenden Wirbeln aufgefangen und hier fortlaufend zerkleinert. Das Rohwasser wird in der ersten Stufe des Aktivationsraumes gleich-mässig gemischt und verarbeitet.

Der Rauminhalt des zufliessenden Rohwassers verdrängt aus der ersten Stufe des Aktivationsraumes den gleichen Rauminhalt des Wassers in die zweite Stufe des Aktivationsraumes. Das in die zweite Stufe des Aktivationsraumes verdrängte Wasser wird hier wieder gleichmässig gemischt und verarbeitet. Der Rauminhalt des aus der ersten in die zweite Stufe des Aktivationsraumes verdrängten Wassers verdrängt aus der zweiten Stufe des Aktivationsraumes über den Durchfluss 6 den gleichen Rauminhalt des Wassers in den Abscheideraum S. Iih Abscheideraum S wird aus dem Wasser der aktivierte Schlamm abgeschieden und das gereinigte Wasser überfällt in die Abfuhrleitungen 12. Der vom gereinigten Wasser im Abscheideraum S abgeschiedene aktivierte Schlamm gelangt über den Durchfluss 6 zurück in die zweite Stufe des Aktivationsraumes.

Da die Strömung in der ersten Stufe des Aktivationsraumes unterhalb den Durchfluss 6 reicht, gelangt durch Wirkung der Schwerkraft ein Teil des zurückgeführten Schlammes aus der zweiten Stufe des Aktivationsraumes in die erste Stufe. Dadurch wird selbsttätig der aktivierte Schlamm in die erste Stufe des Aktivationsraumes, der aus diesem Raum durch den Strom des gereinigten Wassers abgeführt wird, zurückgeleitet. Dank der beschriebenen Anordnung arbeitet die Aktivation der Anordnung gemäss Fig. 3 als zweistufige Aktivation mit selbsttätiger Rezirkulation des Schlammes in beiden Stufen. Der überschüssige Schlamm wird bei unterbrochenem Durchlüften periodisch aus dem Sammelsystem im Boden des Behälters über den Entschlämmungskanal abgelassen.

Die in Fig. 1 und 3 dargestellten Anordnungen müssen als Ausführungsbeispiele betrachtet werden, die andere Ausführungen nicht ausschliessen. Sie sind auch nicht auf Reaktoren rein zylindrischer Form begrenzt. Es sind auch Ausführungen mit Mänteln ovalen Querschnittes, oder auch Behälter, die im Scheitelbereich offen sind, verwendbar. Eine zylindrische Form des Reaktors erscheint jedoch am-vorteilhaftesten zu sein.

Der in Fig. 4 bis 8 dargestellte Reaktor, der auch für die schon erwähnte Denitrifikation geeignet ist, wird durch einen horizontalen zylindrischen Behälter mit einem Mantel 1 gebildet, der an beiden Enden durch Stirnwände 111, 112 verschlossen ist. Im Behälter sind zwei geneigte Trennwände 21, 22 vorgesehen, die den Behälter zu einem Abscheideraum S oberhalb dieser Trennwände 21, 22 und zu einem Aktivationsraum, der sich unterhalb dieser Trennwände befindet, der zu einem ersten Teil Aj und einem zweiten Teil A2 geteilt ist. Ferner befindet sich im Behälter eine vertikale in Längsrichtung verlaufende Trennwand 23, welche an die in Längsrichtung verlaufende Trennwand 21 anknüpft und in den Oberteil des Entschlämmungssystems übergeht, das durch den Entschlämmungskanal 13 im unteren Teil des Behälters gebildet wird, der jedoch für beide Teile Aj, A2 des Aktivationsraumes gemeinsam ist und die, wie schon erwähnt, den Aktivationsraum zu zwei selbständigen Teilen Aj und A2 aufteilt. In den ersten Teil Aj des Aktivationsraumes mündet die Zufuhrleitung 9 für Rohwasser. Die unteren Kanten 210,220 der geneigten, in Längsrichtung verlaufenden Trennwände 21,22 bilden einen Durchfluss 6, mittels welchem der zweite Teil A2 des Aktivationsraumes mit dem Abscheideraum S in Verbindung steht. Im ersten Teil Aj des Aktivationsraumes befinden sich Belüftungselemente 81, die an eine Quelle 15 von Druckluft angeschlossen sind. Im zweiten Teil A2 des Aktivationsraumes befindet sich eine Quelle der Bewegung der Flüssigkeit, bestehend aus einem durch einen Elektromotor 85 angetriebenen Rührgerät 83, das in Längsrichtung des Behälters angeordnet ist.

An beiden Enden des Reaktors nahe den Stirnwänden 111, 112 befinden sich Überführungsräume P1, P2, die durch geneigte Überführungskanäle 91, 92 gebildet werden, welche in den, in Fig. 5 und 6'dargestellten Anordnungen durch Rohre gebildet werden, von denen jedes unterhalb einer der geneigten Trennwände 21, 22 beginnt und durch die vertikale Trennwand 23 durchführt. Der geneigte Überführungskanal 91 beginnt unterhalb der geneigten Trennwand 21 und verbindet den ersten Teil Aj des Aktivationsraumes mit dem zweiten Teil A2 dieses Raumes, der geneigte Überführungskanal 92 beginnt unterhalb der geneigten Trennwand 22 und verbindet den zweiten Teil A2 des Aktivationsraumes mit dem ersten Teil Ax dieses Raumes. Beide geneigten Überführungskanäle 91, 92 sind so gegenüber der vertikalen Trennwand 23, in Längsrichtung des Reaktors gesehen, gegenseitig geneigt.

Im unteren Teil des Abscheideraumes S befindet sich ein Wandsystem 3 zur Verhütung der Übertragung der Querzirkulation aus dem zweiten Teil A2 des Aktivationsraumes in den Abscheideraum S. Zu diesem Zweck kann analog ein Wandsystem verwendet werden, das in das System der Strömungslinien im zweiten Teil A2 des Aktivationsraumes eingeschaltet ist, wie dies z.B. bei der Anordnung gemäss Fig. 3 angedeutet ist.

Das Wasser-Niveau 11 im Reaktor wird durch das Niveau der Abfuhrleitungen 12 des gereinigten Wassers bestimmt, oberhalb dessen sich ein Entlüftungsraum O befindet, der über ein Entlüftungsrohr 16 mit der Atmosphäre in Verbindung steht.

Im oberen Teil des ersten Teiles Aj des Aktivationsraumes kann vorteilhaft ein Desintegrator D vorgesehen sein.

Bei der Anordnung gemäss Fig. 8 ist der Abscheideraum S kürzer als die Entfernung beider Stirnwände 111 des Reaktorbehälters. Der Abscheideraum S ist hier durch Stirnwände 24 und 25 begrenzt. Die vertikale Trennwand 23 verläuft gleichfalls nur in der Länge des Abscheideraumes. Überführungsräume Pj, P2 werden durch einen Zwischenraum zwischen den Stirnwänden 24, 25 des Abscheideraumes S und den Stirnwänden 112, 111, die diesen Stirnwänden 24, 25 zugekehrt sind, gebildet. In jedem so gebildeten Überführungsraum Pj, P2 ist wenigstens eine Gleichrichtwand 910, 920 vorgesehen, die dieselbe Aufgabe erfüllt, wie die Wand der Rohre, die den Überführungskanal 91, 92 bilden.

Die in Fig. 4 bis 8 dargestellte Anordnung arbeitet folgendermassen:

Durch Wirkung der Belüftungselemente 81 wird die Flüssigkeit im ersten Teil Aj des Aktivationsraumes mit Sauerstoff gesättigt und gleichzeitig in eine hier angedeutete Querzirkulation versetzt. Im zweiten Teil A2 des Aktivationsraumes wird durch Bewegung des Mischgerätes 83 die Flüssigkeit gleichfalls in eine Querzirkulation versetzt. Die Richtung der Querströmung ist in beiden Teilen Aj, A2 des Aktivationsraumes entgegengesetzt. Die Querströmung im ersten Teil Aj des Aktivationsraumes ist in der Nähe der Stirnwand 112 zur Mündung des schrägen Überführungskanals 91 gerichtet, der hier den Überführungsraum P, vorstellt und dieser Kanal mündet in den zweiten Teil A2 des Aktivationsraumes in Richtung der Querströmung in diesem Raum. Analog ist die Querströmung im zweiten Teil A2 des Aktivationsraumes in der Nähe der Stirnwand 111 gegen die Mündung des weiteren schrägen Überführungskanals 92 gerichtet, der einen Überführungsraum P2 vorstellt und dieser Kanal mündet in den ersten Teil

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Aj des Aktivationsraumes in Richtung der Querströmung in diesem Raum. Infolgedessen wird die Flüssigkeit durch Querströmung aus dem ersten Teil Aj des Aktivationsraumes über den Überführungsraum Px in den zweiten Teil A2 des Aktivationsraumes überführt und durch Querströmung aus dem 5 zweiten Teil A2 des Aktivationsraumes über den Überführungsraum P2 in den ersten Teil Aj des Aktivationsraumes überführt. Dadurch entsteht im Aktivationsraum eine Längsströmung in geschlossenem Kreis.

Das Rohwasser wird über die Zufuhrleitung 9 dem ersten Teil Aj des Aktivationsraumes in der Nähe der Stirnwand 111 zugeführt, wo es sich mit dem Wasser mit aktiviertem Schlamm mischt, das in den ersten Teil Ax des Aktivationsraumes aus dem zweiten Teil A2 dieses Raumes zugeführt wird. Im ersten Teil Aj des Aktivationsraumes verläuft durch Anwesenheit des aktivierten Schlammes und durch Sättigung durch Sauerstoff eine Biodegradation organischer Stoffe und eine Nitrifikation von Stickstoffverbindungen.

Im ersten Teil Aj des Aktivationsraumes übergeht dann das Wasser mit dem aktivierten Schlamm über den Überführungskanal 91 in den zweiten Teil A2 des Aktivationsraumes, wo wegen Mangel von Sauerstoff bei einerweiteren Biodegradation organischer Stoffe gleichfalls eine Denitrifikation vor sich geht. Das gereinigte Wasser mit der Suspension des aktivierten Schlammes kommt aus dem zweiten Teil A2 des Aktivationsraumes in einen bekannten Abscheideraum S, wo ein Abscheiden des aktivierten Schlammes und seine Rückführung über den Durchfluss 6 durch Wirkung der Schwerkraft in den zweiten Teil A2 des Aktivationsraumes vor sich geht, während das gereinigte Wasser ohne Schlamm über Abfuhrleitungen 12 abgezogen wird. Der abgeschiedene aktivierte Schlamm wird zusammen mit dem rezirkulierten Wasser in den ersten Teil Aj des Aktivationsraumes über den geneigten Überführungskanal 92 überführt. Ähnlich verläuft der beschriebene Vorgang bei der Anordnung gemäss Fig. 8.

Die Anordnungen gemäss Fig. 4 bis 8 können gleichfalls nicht auf die beschriebenen Beispiele oder auf die erwähnte Wirkungsweise beschränkt sein, beides soll lediglich als Beispiel dienen. Es ist z.B. eine Anordnung mit Belüftungselementen in beiden Teilen Aj, A2 des Aktivationsraumes anhand, ähnlich wie dies in Fig. 1 bis 3 angedeutet ist, wo die Quelle der Bewegung in einem Teil des Aktivationssystems ein hydraulisches System ist, z.B. gleichgerichteter Wasserstrahlen. Analog kann z.B. erzielt werden, dass eine Anordnung mit Belüftungselementen in beiden Teilen des Aktivationsraumes parametrisch so abgestimmt ist, um als oxydative Biodegradation ohne dinitrifikative Wirkung zu arbeiten.

Die resultierende Strömung, die durch Zusammensetzen der beschriebenen Querströmung und Längsströmung entsteht, ist eine Strömung in Form einer in sich geschlossenen Schraubenlinie, die in beiden Teilen Aj, A2 des Aktivationsraumes verläuft und welche durch ihren Charakter einer-Rohrströmung in einem geschlossenen Kreislauf nahesteht. Die Zufuhr von Rohwasser mündet dabei vorteilhaft in Richtung der Längsströmung in den Anfang des Teiles des Aktivationsraumes, der mit dem Abscheideraum S nicht direkt in Verbindung steht.

Ein Vorteil dieser wie in einem geschlossenen Kreislauf erfolgenden Strömung ist die Möglichkeit des Erzielens - bei geeignetem Sauerstoffbetrieb - einer Denitrifikation der Abwässer. Ein weiterer Vorteil ist, dass in einzelnen Teilen des Aktivationsraumes eine unterschiedliche Intensivität der Belüftung erzielt werden kann, und zudem eine Übertragung der Querströmung in den Abscheideraum S ohne komplizierte Hydraulikelemente vermieden werden kann. Ein konstruktiver Vorteil dieses Reaktors ist die Möglichkeit der Zufuhr des zu reinigenden Wassers an einer Stelle des Reaktors, ohne weitere Mittel für dessen gleichförmige Verteilung, zu benötigen, da die erwähnte Strömung eben diese Lösung ermöglicht.

Monoblockreaktoren gemäss vorliegender Erfindung haben eine Reihe von Vorteilen. Die zylindrische Form des Behälters ermöglicht eine Konstruktion eines selbsttragenden Schalentragwerkes, das in der Erzeugung und im Material vorteilhaft ist. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit einer Erzeugung einer ganzen Leistungsreihe von Reaktoren mit einer minimalen Zahl von Grundelementen allein auf der Basis einer Änderung der Behälterlänge. Alle diese Faktoren ermöglichen eine billige Massenerzeugung. Ausserdem kommt dazu als weiterer Vorteil eine leichte Beförderung auch verhältnismässig grosser Reaktoren. Ein wesentlicher Vorteil ist ferner die Möglichkeit eines zweistufigen Aktivationsvorgan-ges, welcher einen höheren Reinigungsgrad bietet als ein einstufiger Vorgang und welcher die Abhängigkeit des Reinigungsgrades von kurzzeitiger hydraulischer Überlastung herabsetzt, was sich vor allem bei kleinen Reinigungsanlagen ausdrucksvoll äussert.

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4 Blätter Zeichnungen

Claims (10)

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1. (1), oberhalb dieses Raumes (U), ein Mannloch (18) vorgesehen ist.

   1. Anlage zum biologischen Reinigen von Wasser, insbesondere Abwasser, welche in einem Behälter (1) einen Aktiva-tionsraum (A) und einen an diesen angrenzenden Abscheideraum (S) zum Abtrennen von Schlamm aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem horizontalen Behälter von im wesentlichen zylindrischer Form, zwei in Längsrichtung verlaufende, nach unten sich nähernde Trennwände (21,22) vorgesehen sind, die den Raum des Behälters (1) einerseits in den Abscheideraum (S), der oben durch das Niveau (11) des Wassers begrenzt ist und über welchem sich ein Entlüftungsraum

   (0) befindet, sowie andererseits in den Aktivationsraum (A) unterteilen, welcher Aktivationsraum aus zwei miteinander verbundenen Raumteilen (At, A2) besteht und mit einer Zufuhrleitung (9) für Rohwasser ausgerüstet ist, dass die unteren Kanten der Trennwände (21, 22) einen Durchfluss (6) bilden, der den Aktivationsraum (A) mit dem Abscheideraum (S) verbindet, und dass im Bereich des Durchflusses (6) entweder im Aktivationsraum (A) oder im Abscheideraum (S) ein hydraulisches Leit-Wandsystem (3, bzw. 3,31) vorgesehen ist, um eine Übertragung der Querzirkulation des Wassers aus dem Aktivationsraum (A) in den Abscheideraum (S) zu unterdrük-ken.
2. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (B) zwischen den Trennwänden (21,22) 60 bis 120° beträgt, und dass das Verhältnis des Rauminhalts des Ak-tivationsraumes (A) zu der Fläche des Wasser-Niveaus (11) 0,5 m:! bis 3 m3 pro 1 m 2 beträgt.

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   PATENTANSPRÜCHE
3. 3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb einer ersten Trennwand (21) ein erster Raumteil (A,) des Aktivationsraumes als erste Stufe des Akti-vationsraumes (A) angeordnet ist, in welchen die Zufuhrleitung (9) für Rohwasser mündet und in welchem unteren Teil

   - eine untere Wand angeordnet ist, deren eines Ende unter den Durchfluss (6) reicht, dass unterhalb einer zweiten Trennwand (22) ein zweiter Raumteil (A2) des Aktivationsraumes als zweite Stufe des Aktivationsraumes (A) angeordnet ist, dass der zweite Raumteil (A2) mit dem Leit-Wandsystem (3, 31) versehen ist, wobei beide Raumteile (Alt A2) unterhalb des Durchflusses (6) frei in hydraulischer Verbindung stehen (Fig. 3).
4. 4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im oberen Teil des Aktivationsraumes (A) ein Ablenkblech (D) angeordnet ist.
5. 5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Ende des Behälters (1) ein Raum (U) von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt vorgesehen ist, der mit dem Aktivationsraum (Aj, A2) frei in hydraulischer Verbindung steht und in welchen die Zufuhrleitung (9) für Rohwasser mündet, und dass im oberen Teil des Behälters
6. 6. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufteilen des Aktivationsraumes (A) in einen ersten Raumteil (At) und einen zweiten Raumteil (A2) mittels einer vertikalen Trennwand (23) ausgeführt ist, die in Längsrichtung des Behälters (1) unterhalb des Abscheideraumes (S) verläuft, und dass beide Raumteile (At, A2) des Aktivationsraumes miteinander mittels zweier Anschlussräume (Pj, P2) in hydraulischer Verbindung stehen, die an den Stirnwänden (111, 112) des Behälters (1) angeordnet sind, dass beide Raumteile (Aj, A.j) des Aktivationsraumes (A) selbständige Fördermittel (81, 83) zur Bewegung des Wassers besitzen, um eine entgegengesetzt gerichtete Querströmung in diesen Raumteilen (Ax> A2) zu erreichen, dass die Anschlussräume (P1; P2) derart ausgebildet sind, dass der Wasserstrom im ersten Raum teil (Ax) des Aktivationsraumes (A) an der Stirnwand (112) in den ersten Anschlussraum (Pj) umgelenkt wird und der Wasserstrom im zweiten Raumteil (A2) des Aktivationsraumes (A) an der Stirnwand (111) in den zweiten Anschlussraum (P2) umgelenkt wird, um das Strömen des Wassers zwischen beiden Raumteilen (Aj, A2) des Aktivationsraumes (A) in geschlossenem Kreislauf zu bewirken.
7. 7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördermittel zur Bewegung des Wassers im ersten Raumteil (Aj) des Aktivationsraumes, in welchen die Zufuhrleitung (9) für Rohwasser mündet, Belüftungselemente (81) sind, während die Fördermittel zur Bewegung des Wassers im zweiten Raumteil (A2) des Aktivationsraumes ein Rührgerät (83) ist.
8. 8. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikale Trennwand (23) zwischen der unteren Kante (210) der in Längsrichtung des Behälters (1) verlaufenden geneigten ersten Trennwand (21) im ersten Teil (At) des Aktivationsraumes (A) und zwischen einer Entschlämmungsanord-nung (13) am Boden des Behälters (1), welcher Boden für beide Raumteile (Als A2) des Aktivationsraumes (A) gemeinsam ist, vorgesehen ist.
9. 9. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussräume (Pj, P2) durch Kanäle (91,92) gebildet sind, die durch die im wesentlichen in der ganzen Länge des Behälters (1) verlaufende vertikale Trennwand (23) hindurchgeführt sind.
10. 10. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

    dass die Anschlussräume (Plf P2) durch Zwischenräume zwischen den Stirnwänden (24,25) des Abscheideraumes (S) und diesen zugekehrten Stirnwänden (112, 111) des Behälters (1) gebildet sind, und dass in jedem dieser Anschlussräume (Pl5 P2) wenigstens eine hydraulische Umlenkwand (910, 920) angeordnet ist.