DE1459449A1 - Verfahren und Einrichtung zur vollbiologischen Reinigung von Abwaessern - Google Patents

Description

• "Verfahren und Einrichtung zur vollbiologischen Reinigung von Abwässern". Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur vollbiologischen Reinigung von häuslichen und industriellen Abwässern.
• Einrichtungen zur vollbiologischen Reinigung von häuslichen und industriellen Abwässern gibt es in Form von Tropfkörpern, Tauchkörpern, Belebtschlammanlagen und Oxydationsgräben. Tropfkörper sind Hohlbehälter, die mit einem Füllstoff, meist Lavaschlacke oder Koks, gefüllt sind. Auf ihre Oberfläche wird in gleichmäßiger Verteilung mittels eines Drehsprengers Abwasser verteilt, das auf seinem Weg durch den Körper von dem auf den Füllstoffen sich bildenden biologischen Rasen durch Abbau der Inhaltstoffe gereinigt wird. Die Luftzufuhr geschieht in der Richtung von unten nach oben durch Bildung eines Vakuums in dem Raum über den Füllkörpern, bei turmartigen Tropfkörpern durch Kaminwirkung.
• Tauchkörper bestehen aus vielen dünnen, auf einer Achse mit geringen Zwischenraum nebeneinander montierten Scheiben, auf denen sich der biologische Rasen bildet. Diese rotierenden Scheiben tauchen in einen Behälter mit zu reinigendem Abwasser, ein. Der Kontakt der bewachsenen Scheiben mit dem Abwasser bewirkt dessen Reinigung. Durch verschiedene Eintauchtiefen kann die Kontaktzeit der Scheiben mit dem Abwasser und der Luft variiert werden. Tauchkörper haben aber bis jetzt kaum Eingang in die Praxis gefunden.
• Belebtschlammanlagen sind meist rechteckige Becken, in denen durch konstante Schlammkonzentration und Belüftung mit Paddelrädern, Filterplatten oder gelochten Röhren die Luftversorgung durchgeführt wird. Die Konstanz der Schlammkonzentration wird durch Schlammabzug bzw. Wiederzuleitung erreicht. Die Abwasserreinigung erfolgt durch die mit Mikroben besetzten Flockendes Belebtschlammes.
• In Oxydationsgräben,- die ein vereinfachtes Belebtschlammverfahren darstellen, wird das Abwasser je nach Grabengestaltung in kreis- oder ovalförmigen Umlauf gebracht. Die Bewegung des Abwassers im Graben wird durch sogenannte Belüftungswalzen bewirkt, die gleichzeitig für einen optimalen Sauerstoffeintrag sorgen. Die Reinigung des Abwassers geschieht durch Oxydation und biologischen Abbau.
• Zur Erzielung einer einwandfreien Abwasserreinigung sind die biologischen Methoden unentbehrlich, da die meisten in Wasser gelösten Abwasserinhaltsstoffe wirtschaftlich nur durch biologischen Abbau entfernt werden können.
• Die bisher praktizierte biologische Reinigung läßt sich, abgesehen von verschiedenen Variationen, im allgemeinen auf zwei Methoden zurückführen: A) Das Tropfkörper-Verfahren, B) Das Belebtschlamm-Verfahren.
• Beide Verfahren haben wesentliche Nachteile, die nachfolgend aufgeführt sind.
• Die Reinigung von Abwässern auf Tropfkörpern ist auf eine Mindestzulsufmenge angewiesen. Wird diese unterschritten, so ist eine Funktionsstörung mit völligem Erliegen der Abbauleistung die Folge.
• Bei Überlastung des Tropfkörpers tritt eine Verschlammung ein, die Luftzufuhr wird unterbunden, der Körper verstopft.
• Da ein Tropfkörper die organischen Bestandteile des jeweils wegen Alterung absterbenden Teiles des biologischen Rasens mit abbauen muß, ist eine zusätzliche Abbauleistung erforderlich, die dem zu reinigenden Abwasser verloren geht.
• Die Luftzufuhr ist bei Tropfkörpern hinsichtlich einer optimalen Abbauleistung in den meisten Fällen unzureichend.
• Da es sich bei biologischen Reinigungsverfahren vorwiegend um aerobe Vorgänge handelt, wird im Tropfkörper oft mehr Sauerstoff gebraucht als zur Verfügung steht. Das Sauerstoffangebot unterliegt erheblichen tageszeitlichen Schwankungen durch wechselnde Temperatur und Luftdruckeinflüsse. Diese Schwankungen wirken sich auf die jeweilige Abbauleistung aus.
• Tropfkörper sind empfindlich gegen Temperaturstürze. Bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt ist die Gefahr einer Vereisung mit allen Folgeerscheinungen gegeben.
• Eine diskontinuierliche Beschickung eines Tropfkörpers, die im Falle einer ungleichmäßigen Rohwasserzuführung notwendig werden kann, ist nicht möglich. Somit ist ein Tropfkörper auf das kontinuierliche Angebot einer Mindestrohwassermenge angewiesen. Eine Reinigung verstopfter oder nicht arbeitender Tropfkörper kann nur durch völliges Ausräumen der Füllkörper oder durch Spülung mit Hypochloridlauge erfolgen. Der Arbeitsaufwand ist sehr groß. Der Tropfkörper fällt für lange Zeit aus.
• Die Reinigung von Abwässern mit Hilfe des Belebtschlammverfahrens setzt einen relativ hohen Aufwand an Ernergie voraus, die für die künstliche Zufuhr von Luft und die optimale Bewegung im Belebungsbecken verbraucht wird. Die Ausnutzung der Luft ist im Verhältnis zum erforderlichen Energieaufwand gering.
• Der Platzbedarf und der Aufwand für Anschaffung sind infolge der erforderlichen großen Baueinheit pro Leistung groß, da relativ lange Aufenthaltszeiten ( 4 bis 8 Stunden) erforderlich sind.
• Nach der Erfindung tritt im Gegensatz zu den herkömmlichen Verfahren das zu reinigende Rohabwasser unten in einen Reinigungsturm ein und durchfließt ihn von unten nach oben. Um die Durchtrittsgeschwindigkeit regeln zu können, ist es dabei zweckmäßig, in die Zulaufleitung des Rohwassers eine Rohwasserpumpe einzuschalten, die die Förderung des Rohwassers übernimmt. Der Luftsauerstoff wird zweckmäßigerweise im Überschuß zugesetzt, damit an allen Stellen des Reinigungsturmes genügend Sauerstoff für die Einwirkung auf das zu behandelnde Rohwasser zur Verfügung steht.
• Durch die Erfindung wird es möglich, die bei den herkömmlichen Reinigungsverfahren geschilderten Nachteile zu eliminieren, Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist in der beiliegenden Abbildung dargestellt.

  Dei Pe-l#+ionsraum 3 ist als zylindrischer Turm dargestellt. Er

  ist mit Korngröße gefüllt. In den

  Loden des Tur@es mündet zentral ein Rohr 2 für die Zuführung des -o,t2wassers. Zur Förderung des l" ehicass: rz dient eine Rohwasserpumpe 1. Am unteren Ende des Turmes ist unmittelbar über der Einmündung eine trichterförmige Erweiterung 11 vorgesehen, auf die sich die Füllung 6 abstützt. An seinem oberen Ende ist der Turm rinnenartig erweitert. Die Rinne ist mit 7 bezeichnet. An die Rinne 7 schließt sich ein Ableitungsrohr 8 an, ans dem das gereinigte Abwasser in das Absetzbecken abfließen kann, wo der abgestoßene biologische Schlamm sedimentiert. Bei hohem Gehalt an Detergentien kann auf den oberen Teil des Turmes 3 ein kegelförmiges Dach 9 aufgesetzt werden, an dessen Spitze ein Rohr 10 angeschlossen ist, durch welches die ausgeschäumten Detergentien abgezogen werden können. Die Rohrleitung 2 besitzt an einer Stelle eine düsenartige Verengung 4. In diese Verengung mündet ein Luftzuführungsrohr 5.
• Beim Betrieb wird das mechanisch vorgereinigte Rohabwasser durch die Rohwasserpumpe 1 angesaugt und durch das Rohr 2 in den Reinigungsturm 3 gepumpt. Dabei passiert es auf dem Weg durch das Zuleitungsrohr 2 die Rohrverengung 4. Dadurch wird die Geschwindigkeit stellenweise erhöht und der Druck an der engsten Stelle soweit herabgesetzt, daß durch das Rohr 5 von außen Luft angesaugt wird, die mit in den Reinigungsturm 3 gelangt. Das Rohwasser steigt in dem Reinigungsturm hoch, wobei das Abwasser von dem auf den Füllstoffen sich bildenden biologischen Rasen durch Abbau der Inhaltstoffe gereinigt wird. Wenn Luft in ausreichender Menge durch das Rohr 5 angesaugt wird, so ist an allen Stellen des Turmes ausreichend Sauerstoff für die biologische Einwirkung auf das Abwasser vorhanden. Um zu verhindern, daß an der Außenwand eine Luftschicht nach oben steigt, ohne an der Reaktion teilzunehmen, kann es zweckmäßig sein, an einzelnen Stellen der Wand Schikanen 12 einzubauen, durch die die Luft immer wieder in das Innere der Füllkörpersäule zurückgeleitet wird.
• Es kann mitunter vorteilhaft sein, wenn ein Teil des oben angelangten Belebtschlammes in die Zufuhrleitung 2 für das Rohabwasser zurückgeführt wird. Um jedoch ein Verstopfen der Verengung des Zuleitungsrohres zu verhindern, ist es zweckmäßig, wenn diese Umleitung oberhalb der Verengung, d.h. in Strömungsrichtung des Rohwassers gesehen hinter der Verengung, in die Zuleitung einmündet. Die Erfindung hat gegenüber den herkömmlichen Verfahren folgende Vorteile: 1. Es ist keine Mindestzulaufmenge erforderlich. -: 2. Die Regulierbarkeit des Rohwasserzulaufes erstreckt sich von Null bis zur zulässigen Höchstbelastung.
• Ein Erliegen der Abbauleistung durch Unterbelastung ist nicht möglich.
• 4. Eine Verschlammung infolge Überbelastung ist nicht möglich, da der Turm eine selbstreinigende Wirkung besitzt.
• Eine Unterbindung der Luftzufuhr infolge Verschlammung tritt nicht ein.
• 6. Es ist keine zusätzliche Abbauleistung erforderlich, da der absterbende Schlamm abgestoßen wird.
• 7. Es wird immer die optimale Sauerstoffzufuhr erreicht, unabhängig von Temperatur- und Luftdruckverhältnissen.
• 8. Temperaturstürze haben keine nachteiligen Folgen. Da der Turminhalt eine zusammenhängende Wassersäule darstellt, die aufgrund der schlechten Wärmeleitfähigkeitsverhältnisse des Wassers nur langsamen Temperaturänderungen unterworfen ist.
• 9. Aufgrund der nach oben perlenden Luftblasen ist die Wasserbewegung im Turm derart, daß keine Vereisung eintritt, daher ist der Turm auch in strengen Wintern funktionsbereit.
• 10. Durch Mischen des zu reinigenden Rohwassers mit einem Teil des abgezogenen Belebtschlammes ist die Schlamm-Menge im Turm und damit die Abbauleistung regulierbar.
• 11. Der Energieaufwand ist gering.
• 12. Geringe Aufenthaltszeiten und hohe Reinigungswirkung bei geringem Platzbedarf ermöglichen kleine Baueinheiten.
• 13. Es besteht die Möglichkeit der Konstruktion transportabler Baueinheiten beliebiger Abmessungen.
• 14. Eine notwendig werdende Reinigung des Turmes mit reinem Wasser ist schnell und einfach durchzuführen, ohne den biologischeu Rasen zu vernichten. .
• Bei Festlegung des Standes der Technik in Betraeht.gezoggpe Druckschriften: Ortleb, W. und Kadner; W.
• Abwasserreinigung, Verlag Technik Berlin 1956, Hartmann, H.
• Entwicklung und Betrieb von Tauchtropfkärperanlagen bWF 101 (1960) H. 12, 281 - 285, Imhoff,K. Handbuch der Stadtentwässerung München 1951.
• Verlag R. Oldenburg

Claims (1)

1. Patentansprüche 1.) Verfahren zur vollbiologischen Reinigung von häuslichen und industriellen Abwässern, wobei das zu reinigende Rohwasser unter Luftzugabe durch einen mit Füllstoffen (z.B. Lavaschlacke oder Koks) gefüllten Reaktionsraum geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohwasser von unten nach oben durch den Reaktionsraum fließt. 2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erforderliche Luftsauerstoff im Überschuß zugesetzt wird. 3.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aasgeschäumten Detergentien oben abgezogen werden. 4.) Verfahren nach den Ansprüchen l bis 3, dadurch.gekennzeichnet, daß ein Teil des am oberen Ende abgestoßenen Belebtschlammes aus dem nachgeschalteten Absetzbecken an der unteren Eintrittsseite dem Rohwasser wieder zugesetzt wird. 5.) Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, bestehend aus einem zylindrischen, mit Lavaschlacke oder Koks gefüllten Reinigungsturm, dadurch gekennzeichnet, daß die Zutrittsleitung für das Rohwasser in den unteren Teil des Turmes einmündet, während das gereinigte Abwasser am oberen Ende abgezogen wird. 6.) Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuleitungsrohr zentral in den Boden des Turmes einmündet. 7.) Einrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, gekennzeichnet durch eine düsenähnliche Verengung im Rohwasserzulaufrohr, an deren engster Stelle ein Lufteintrittsrohr einmündet. 8.) Einrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 7, gekennzeichnet durch eine Rohwasserpumpe zur Förderung des Rohwassers. 9.) Einrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 8, gekennzeichnet durch eine rinnenartige Ablaufvorrichtung (8) für dns gereinigte Abwasser, einen aufgesetzten Trichter (9) zur Saung.der aasgeschäumten Detergentien und ein Ableitungsrohr fUr diese. 10.) Einrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 9, gekennzeichnet durch eine Rücklaufleitung für den Belebtschlamm, die das Absetzbeeken mit dem Zuflußrohr für das ungereinigte Abwasser verbindet. 11.) Einrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufleitung für den Belebtschlamm hinter der düsenartigen Verengung in das Rohwasserzuflußrohr einmündet. 12.) Einrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 11, dadurch geksnnzeichnet, daß in geringer Entfernung über dem Boden des Reinigungsturmes ein zweiter Boden angeordnet ist, mit Durchtrittsöffnungen für das Rohwasser.