Abwasserbehandlung mittels belebtem Schlamm ist eine wohlbekannte biologische Methode. Das Belebschlammverfahren, worauf die Erfindung sich bezieht, wird in mindestens einem Becken oder Behälter durchgeführt, der mindestens eine mit Zu- oder Einlauf versehene Kammer zum Belüften des Abwassers, und mindestens einen im gleichen Becken dahinter folgenden Raum zum Absetzen oder Abscheiden des in der Lüftungskammer gebildeten, durch Belüftung belebten und mit Mikroorganismen angereicherten Schlamms hat, und einen Ablauf für das gereinigte Abwasser, wobei ein Teil, und zwar möglichst der grösste Teil des in der Absetzkammer befindlichen Schlamms bzw. das in diesem Schlamm enthaltene Abwasser, wieder dem Einlauf der Lüftungskammer zugeführt wird, um Impfung des Inhalts dieser Kammer zu bewirken.
Die Hauptbestandteile einer Anlage zum Durchführen dieses Verfahrens bestehen also aus einem Becken mit mindestens einem mit Zulauf für das Abwasser und einer mit Luftzufuhr öffnungen versehenen Belüftungskammer und mindestens einer im gleichen Becken befindlichen Absetzkammer mit Ablauf für das ganz oder teilweise gereinigte Abwasser zwecks Abscheidens des in der Belüftungskammer gebildeten, durch Belüftung belebten Schlamms.
Das Ergebnis des ursprünglich vor ungefähr 50 Jahren eingeführten Verfahrens kann als Ausflockung, in gewissem Masse Adsorption, der verunreinigten organischen Substanz betrachtet werden. Zur Entfernung der meist gröberen Bestandteile, sogenannter absetzbarer Stoffe, wird häufig mechanische Vorreinigung eingesetzt. Die Zeit der Belüftung ist z. B. vier bis sechs Stunden und die Belastung, ausgedrückt in der Grösse von biochemischem Sauerstoffbedarf (BSB), der ein Mass der eingehenden organischen Stoffe ausmacht, z. B.
3 kg/m3/Tag (Kilogramm pro Kubikmeter Beckenvolumen und 24 Stunden). Man beseitigt einen verhältnismässig geringen Teil des abgeschiedenen Schlamms entweder fortlaufend oder intermittierend. Dieser Schlamm kann durch Faulung oder anderswie unschädlich gemacht werden.
Die erste massgebliche Änderung, die in bezug auf das Belebtschlammverfahren eingeführt wurde (um etwa 1940), bestand in einer stark verkürzten Belüftungszeit ( Hochbelastung ). In den fünfziger Jahren wurde mit einer gegensätzlichen Methodik begonnen, und zwar mit einer sehr langen Belüftungszeit, im allgemeinen rund 24 Stunden. Diese wird Extended Aeration (verlängerte Belüftung) bezeichnet. Sie zielt auf einen besonders hohen Grad des Abbaus und der Stabilisierung der organischen Substanz des Abwassers und des Schlamms, weshalb Entleerung des Schlamms nur in langen Zeitabständen verlangt wird (mehrere Monate oder sogar ein Jahr oder noch mehr). Diese Methode, bei der meist gar keine oder nur eine geringe Vorbehandlung nötig ist, scheint besonders für Kleinkläranlagen geeignet zu sein, da jene ökonomisch nur eine stark begrenzte Bedienung ertragen können.
Bei der verlängerten Belüftung wie auch bei Schlammbelebungsanlagen im allgemeinen wird die Rückführung des Schlamms aus der Absetzkammer oder aus dem rückwärtigen Teil der Lüftungskammer zu derer vorderem Teil hin, durch Pumpen bewirkt. Das vorliegende erfindungsgemässe Verfahren, das auf eine lange Belüftungsdauer, vorwiegend bei Kleinkläranlagen zielt, wobei sich der Zufluss oft in langen Zeitabständen mehr oder weniger stossweise vollzieht, ist dadurch gekennzeichnet, dass man belebten Schlamm und einen Teil des Schlamm-Abwasser-Gemisches in schraubenlinienförmiger Bewegung in Richtung von der Absetzkammer zum Zulauf für rohes Abwasser zurückführt und gleichzeitig einen Teil des Abwassers in Richtung vom Zulauf zum Ablauf abfliessen lässt.
Gemäss einer besonders vorteilhaften Ausführungsform erzielt man die schraubenlinienförmige Rücklaufbewegung des Abwassers dadurch, dass man eine Serie von nacheinander hauptsächlich in der Längsrichtung des Beckens befindliche
Schirmwände oder Leitwände schräg zu dieser Längsrichtung anbringt, wobei der obere Teil der Leitwände sich näher beim
Ablauf als beim Zulauf befindet, und dass das schlammhaltige Abwasser bei dem gegenüber der Leitwand oder in oder auf der anderen Seite der Beckenmittelachse gelegenen Teil durch Einblasen von Luft nach oben in Bewegung gesetzt wird, eventuell durch oder verstärkt durch eine mechanische Vorrichtung, und zum Sinken zwischen die schräggestellten Schirmwände oder Leitwände, also zum Strömen in schraubenlinienförmiger Bewegung rückwärts zum Zulauf gebracht wird.
Die durch Einblasen von Luft entstandene Bewegung gleicht der Bewegung einer walzenförmigen Masse aus Abwasser und Schlamm, wobei die Walzenachse parallel zur Längsrichtung des Beckens liegt. Der Inhalt der Belüftungs kammer wird also andauernd unter der Einwirkung der schräggestellten Leitwände teilweise rückwärts bewegt, d. h.
in Richtung vom Ablauf zum Zulauf.
Beiliegende Zeichnung stellt eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dar, wobei
Fig. 1 ein Axialschnitt des in der Anordnung enthaltenen Beckens ist,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung gewisser Teile im
Innern des Beckens nach Fig. 1 und
Fig. 3 eine Endansicht nach der Linie 111-111 in Fig. 1 ist.
Das Becken 1 hat die Form eines liegenden Zylinders. Das ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, da der Querschnitt des
Lüftungsbeckens z. B. auch quadratisch oder rechteckig sein kann (vorzugsweise mit an der Sohle abgerundeten oder abge schnittenen Ecken). Das Becken 1. hat eine Belüftungskam mer la und eine Absetzkammer lb. Eventuell kann ein zusätzliches Belüftungsbecken oder ein Kammerabschnitt 6 und/ oder eine Absetzkammer lc vorhanden sein.
Das Abwasser strömt durch eine oder mehrere Öffnungen
2 2 in der Nähe der Beckenoberseite (Fig. 1) ein, kann aber auch ganz oder teilweise in der Nähe der Beckenachse (Fig. 2) zugeführt werden. Luft bläst man geeigneterweise an der
Sohle ein (z. B. längs der Ummantelung) oder irgendwo in dem Teil des Beckens, der sich gegenüber den weiter unten beschriebenen Leitwänden 4 (Fig. 3) befindet, d. h. bei oder auf der anderen Seite der Mittelachse des Beckens, wobei man in diesem Fall z. B. die Luftrohre mit Öffnungen 3 so an bringt, dass die gesamte Wassermenge rings um eine Achse parallel zur vorgenannten Längsachse des Beckens in Rotation gerät. Wenn Luft parallel zur Mittellinie an der Sohle einge blasen wird, entstehen eventuell zwei gegenläufig kreisende
Wasserwalzen.
Als Material für die Leitwände 4 wird, wie z. B. auch für das Becken 1, ein glasfiberverstärktes Kunststoffmaterial be nutzt. Die Leitwände können vorzugsweise an der Innenseite 5b der Ummantelung 5a des Beckens (Fig. 2) befestigt werden.
Das Abwasser strömt nach und nach durch die Belüf tungskammer la, die am gegenüberliegenden Ende eine
Absetzkammer lb hat. Der erwähnte rotierende Inhalt strömt längs der Innenseite der Ummantelung 5b gegen über den Leitwänden 4 aufwärts. Ein Teil davon fliesst dann auf jener Seite der Innenwand abwärts, an welcher die
Leitwände 4 befestigt sind. Da die Leitwände 4 unter einem
Winkel a von etwa 50 bis 75 , vorzugsweise 60 bis 60 , gegen über der Längsachse geneigt sind, wird die an der Ummante lung 5a abfliessende Flüssigkeit schraubenlinienförmig nach hinten, d. h. gegen den Zulauf 2 gedrängt. Derartigerweise wird dem Zulaufende ständig Abwasser mit ausgeflocktem und belebtem Schlamm zugeführt zwecks Impfung des zuflies senden Rohwassers.
Diese Rückführung geschieht ungestört während der Zeitabschnitte, in welchen der Zufluss Null oder unbedeutend ist, was bei kleineren Anlagen des öfteren vor kommt.
Die Leitwände besitzen nach Fig. 3 ungefähr die Form einer Mondsichel, d. h. sie haben eine breite Mittelpartie 4a und sind gegen die Enden hin verjüngt. Die Leitwände 4 sind so gestaltet, dass das Abwasser durch den übrigen Querschnitt der Belüftungskammer la, und zwar nicht nur in der Nähe der Beckenmitte in ungefähr axialer Richtung vom Zulauf 1 zu einem Ablauf 8 (oder 9) zu strömen, ohne die vorgenannte schraubenlinienförmige Rückwärtsströmung, d. h. den Rücklauf des Abwassers und des Schlamms zu behindern. Dadurch wird die ganze schlammhaltige Flüssigkeitsmenge in Bewe- gung gehalten.
Das Klärfach oder Absetzbecken lb ist so ausgebildet, dass die Strömung ungefähr vertikal verbleibt und von einem verengten Einlauf 7 zum Ablauf an der Wasseroberfläche fliesst, wo der Abfluss durch ein oder mehrere Abflussrohre 8 mit Öffnungen 8a erfolgt. Der abgesetzte Schlamm wird automatisch in die Belüftungskammer la zurückgeführt, indem er die schrägen Wände 17 hinunterrutscht.
Bei ausreichendem Volumen kann die Abwasserbehandlung als abgeschlossen angesehen werden, wenn Abwasser durch das Abflussrohr 8 bzw. die Öffnungen 8a ausströmt (wobei das Klärfach ungefähr in der Form nach lc in Fig. 1 ausgeführt werden kann).
In der beschriebenen Ausführungsform hat man eine zweistufige Behandlungsweise gewählt, um eine verstärkte und auch sonstwie verbesserte Behandlung zu erzielen, indem ein zusätzlicher Belüftungsabschnitt 6 eine zweite Belüftungsstufe bildet, wo Luft durch Öffnungen 11 eingeblasen wird. Diese Öffnungen sind so angeordnet, dass eine längliche Abwasser Walze entsteht, deren waagerechte Achse rechtwinklig zur Längsachse des Beckens 1 steht. Dadurch erreicht man einen automatischen Schlammrücklauf. Vom Belüftungskammerabschnitt 6 fliesst das Abwasser in ein Absetz- oder Klärfach lc (im Prinzip wie das Fach lb gestaltet), wo es nach dem Absetzen durch eine beispielsweise T-förmige Rohrvorrichtung 12 von der Oberfläche abgezogen wird und schliesslich durch das Ablaufrohr 9 abfliesst.
Auch von diesem Klärfach lc wird der abgesetzte Schlamm hauptsächlich längs der schrägen Fläche 13 automatisch in den Belüftungskammerabschnitt 6 zurückgeführt.
Das Klärfach lc kann etwa wie das Klärfach lb am Ablauf ende ausgeführt werden (Fig. 1).
Die in der Zeichnung gezeigten Räume 14, 15, 16 können leer oder mit einem Füllmaterial ausgefüllt sein.
PATENTANSPRUCH 1
Verfahren zur Abwasserbehandlung mit belebtem Schlamm in einem Becken (1) mit mindestens einer mit einem Zulauf (2) für das Abwasser und Mitteln zum Belüften des Abwassers versehenen Kammer (la) und mindestens einer im gleichen Becken oder dahinter angeordneten Kammer (lb, lc) zum Absetzen des in der Belüftungskammer gebildeten, durch Belüftung belebten und mit Mikroorganismen angereicherten Schlamms, und versehen mit Ablauf (8, 9) für das gereinigte Abwasser, wobei wenigstens ein Teil des in der Absetzkammer (lb, lc) befindlichen belebten Schlamms bzw.
Schlamm-Abwasser-Gemisches wieder dem Zulauf (2) der Belüftungskammer zugeleitet wird zur Impfung des Inhalts dieser Kammer, dadurch gekennzeichnet, dass man belebten Schlamm und einen Teil des Schlamm -Abwasser-Gemisches in schraubenlinienförmiger Bewegung in Richtung von der Absetzkammer zum Zulauf für rohes Abwasser zurückführt und gleichzeitig einen Teil des Abwassers in Richtung vom Zulauf zum Ablauf abfliessen lässt.