BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bekannte Klein-Abwasserreinigungsanlagen weisen drei Stufen, nämlich eine Vorklärstufe mit mindestens einem Vorklärbecken, eine biologische Reinigungsvorrichtung mit einem Tropfkörper und ein Nachklärbecken auf. Beim Betrieb gelangt das dem Vorklärbecken zugeführte Abwasser vom Vorklärbecken zum Tropfkörper, rieselt durch diesen herunter und gelangt danach ins Nachklärbecken. Im Vorklärbecken kann sich ein Teil der im Abwasser vorhandenen Feststoffe als Schlamm absetzen, wobei der Schlamm mehr oder weniger stark durch Gärungs- und Fäulnisprozesse zersetzt wird und dann nach Bedarf von Zeit zu Zeit entfernt werden kann. Die mit dem Abwasser zum Tropfkörper gelangenden, organischen Verunreinigungen werden im Tropfkörper durch aerobe Mikroorganismen zumindest weitgehend abgebaut.
Das den Tropfkörper verlassende Abwasser enthält meist ebenfalls noch etwas Schlamm, der sehr flockig und gut faulfähig ist und im Nachklärbecken aufgefangen wird. Dieser Schlamm wird üblicherweise von Zeit zu Zeit mit einer Pumpe aus dem Nachklärbecken abgepumpt und häufig zusammen mit geklärtem Abwasser aus dem Nachklärbecken, in den in das Vorklärbecken mündenden Zulauf zurückgepumpt, so dass er wieder in das Vorklärbecken gelangt.
In Vorklärbecken entsteht häufig Schwimmschlamm, der die Zersetzung des sich darunter befindenden Schlamms behindert und Geruchsbelästigungen verursacht, so dass man bei solchen Anlagen gezwungen ist, verhältnismässig häufig Schwimmschlamm abzuräumen. Um im Vorklärbecken eine gute Ausfaulung des Schlamms zu erzielen und der Bildung von Schwimmschlamm entgegen zu wirken, wird das Vorklärbecken häufig als sogenannter Emscherbrunnen ausgebildet. Bei einem solchen ist der obere Höhenbereich des Vorklärbeckens durch von einander beabstandete Rinnen in Teilräume unterteilt, wobei die Rinnen unten Schlitze haben, die die Innenräume der Rinnen mit dem sich unter ihnen befindenden Schlammfaulraum verbinden.
Emscherbrunnen haben jedoch den Nachteil, dass sie verhältnismässig tiefe Becken benötigen, wodurch die Herstellungskosten vergrös sert werden und auch das Herausnehmen, zum Beispiel Heraufpumpen des abgesetzten Schlamms erschwert wird. Ein schwerwiegender Nachteil der Emscherbrunnen besteht aber vor allem noch darin, dass insbesondere im Fall, dass das ihnen zugeführte Abwasser, wie beispielsweise das von Restaurants und Molkereien anfallende Abwasser, verhältnismässig fettreich ist, immer noch viel Schwimmschlamm entsteht.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Abwasserreinigung, insbesondere zur Reinigung von verhältnismässig kleinen Abwassermengen, zu schaffen, das Nachteile der bekannten Verfahren vermeidet, und insbesondere ermöglicht, im Vorklärbecken eine gute Schlammausfaulung mit möglichst wenig störenden Nebenwirkungen, wie Schwimmschlammbildung und Geruchsbelästigungen zu ermöglichen, wobei die zur Durchführung des Verfahrens notwendige Anlage mit möglichst geringen Kosten herstellbar und das Verfahren ebenfalls wirtschaftlich, d.h. mit möglichst wenig Energieaufwand und wenig Wartungsarbeiten durchführbar sein soll.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der einleitend genannten Art gelöst, das erfindungsgemäss durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gekennzeichnet ist. Vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens gehen aus den vom Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen hervor.
Die Erfindung betrifft ferner eine Anlage zur Abwasserreinigung gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 4. Die Anlage ist erfindungsgemäss durch den kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs gekennzeichnet. Bevorzugte Weiterbildungen der Anlage gehen aus den von diesem Anspruch abhängigen Ansprüchen hervor.
Das Verfahren und die Anlage gemäss der Erfindung sind insbesondere bei Klein-Abwasserreinigungsanlagen vorteilhaft, bei denen das Abwasser aus kleinen Siedlungen und, oder einzelnen Restaurants und Hotels und/oder Molkereien oder sonstigen einzelnen gewerblichen oder kleinen industriellen Betrieben zu reinigen ist und die anfallende Abwassermenge einem Einwohnergleichwert von etwa 50 bis 1000 Einwohnern entspricht. Unter dem Einwohnergleichwert wird hierbei gemäss der üblichen Definition die Abwassermenge verstanden, die der durchschnittlich pro Einwohner anfallenden Menge von häuslichem Abwasser entspricht.
Solche Klein-Abwasserreinigungsanlagen können zum Beispiel ein Vorklärbecken aufweisen. Die dem oder den Vorklärbecken abwasserflussmässig folgende,biologische Reinigungsvorrichtung oder -stufe weist vorzugsweise einen Tropfkörper auf, könnte aber statt dessen auch durch ein Belebungsschlammbecken gebildet sein, in dem das Abwasser mit einer mechanischen Vorrichtung bewegt und belüftet wird.
Das über der Oberfläche von in mindestens einem Vorklärbecken vorhandenen Abwasser zersprühte, aus dem Nachklärbecken stammende und relativ saubere Abwasser nimmt beim Durchfliegen des über der genannten Abwasse roberfläche vorhandenen Raums aus diesem Luft und damit auch Sauerstoff auf und transportiert diese sauerstoffhaltige Luft in das im Vorklärbecken vorhandene Abwasser. Dadurch wird dieses belüftet und mit Sauerstoff versorgt. Beim Auftreffen des zersprühten Abwassers auf die Oberfläche des im Vorklärbecken vorhandenen Abwassers werden auf und/ oder in diesem Wellen erzeugt, die die Verteilung des eingesprühten, lufthaltigen Abwassers fördern, so dass dieses relativ gut mit dem bereits im Vorklärbecken vorhandenen Abwasser vermischt wird, wobei die Wellenbewegungen auch noch zur Luft- und Sauerstoffeintragung in das Abwasser beitragen können.
Während die organischen Feststoffteilchen bei konventionellen, d.h. nicht-erfindungsgemässen Anlagen, bei denen kein Abwasser in die Vorklärbecken eingesprüht wird, vorwiegend durch anaerobe Mikroorganismen zersetzt werden, ermöglicht die beim erfindungsgemässen Verfahren bzw.
beim Betrieb der erfindungsgemässen Anlage stattfindende Eintragung von Sauerstoff in das Abwasser des mindestens einen und vorzugsweise jedes Vorklärbeckens, dass in diesem Abwasser, zumindest in dessen oberen Schichten auch relativ viele aerobe Mikroorganismen leben und suspendierte, organische Feststoffteilchen und eventuell auch gelöste und flüssige organische Substanzen zersetzen können. Dies bewirkt eine eine gute Ausfaulung des Schlamms, wobei auch Geruchsbelästigungen und die Bildung von Schwimmschlamm im allgemeinen vollständig vermieden oder zumindest stark reduziert werden können, so dass auch das bei konventionellen, d.h. nicht-erfindungsgemässen Verfahren und Anlagen meistens in relativ kleinen Zeitabständen erforderliche Abräumen von Schwimmschlamm wegfällt.
Dadurch, dass die vorhandenen, organischen Feststoffteilchen zumindest in den oberen Vorklärbeckenbereichen durch aerobe Mikroorganis- men zersetzt werden, werden die organischen Schlammbestandteile zu einem grossen Teil mineralisiert und in wasserlösliche Substanzen umgewandelt. Dabei wird auch die Menge des auf die Sohle des Vorklärbeckens bzw. der Vorklärbecken abgesetzten Schlamms gegenüber konventionellen Verfahren und Anlagen beträchtlich reduziert. Man braucht daher nur in verhältnismässig grossen Zeitabständen abgesetzten Schlamm zu entfernen. Gemäss durchgeführten Untersuchung ist es zum Beispiel bei einer für einen Abwasser Einwohnergleichwert von einigen 100 Einwohnern konzipierten Anlage ausreichend, ein Mal jährlich oder sogar noch seltener Schlamm aus dem Vorklärbecken zu entfernen.
Da für Klein-Abwasserreinigungsanlagen dieser Grösse im allgemeinen kein dauernd ortsanwesendes Betriebspersonal verfügbar ist, ist es von erheblichem Vorteil, wenn nur selten Schlamm aus dem oder den Vorklärbecken entfernt werden muss. Die Belüftung des Abwassers im Vorklärbecken bzw.
in den Vorklärbecken kann zudem die Nitrifizierung von Abwasserbestandteilen bei der nachfolgenden Behandlung in einer biologischen, vorzugsweise einen Tropfkörper aufweisenden Reinigungsvorrichtung fördern und einer Denitrifikation im Nachklärbecken entgegen wirken.
Wenn gemäss der Erfindung schlammhaltiges Wasser aus dem Nachklärbecken abgeführt und in mindestens ein Vorklärbecken eingesprüht wird, findet zusätzlich zur Eintragung von Luft und Sauerstoff in das Abwasser des Vorklärbeckens auch ein Abtransport des im Nachklärbecken vorhandenen Schlamms statt. Das zu zersprühende, schlammhaltige Abwasser kann mit einer Pumpe aus dem Nachklärbecken herausgepumpt werden, die auch die Funktion der bei konventionellen nicht-erfindungsgemässen Anlagen zum Abpumpen des Schlamms aus dem Nachklärbecken vorhandenen Pumpe ausübt.
Während man bei den konventionellen Anlagen ja im wesentlichen nur den Schlamm aus dem Nachklärbecken entfernen wollte und dementsprechend ein Schlamm-Abwasser-Gemisch mit möglichst grossem Schlammgehalt abpumpte, ist es beim erfindungsgemässen Verfahren bzw. beim Betrieb der erfindungsgemässen Anlage zur Erzielung einer wirkungsvollen Belüftung des sich im oder in den Vorklärbecken befindenden Abwassers vorteilhaft, wenn das zersprühte Abwasser-Schlamm-Gemisch einen verhältnismässig grossen Abwasseranteil hat. Der Schlamm- bzw. Feststoffgehalt des zersprühten Gemischs soll sowohl daher im Mittel als auch in jedem Zeitpunkt der Sprühvorgänge vorteilhafterweise höchstens 5 Gew.-% und beispielsweise höchstens oder ungefähr 1 Gew.-% betragen.
Da das aus dem Nachklärbecken stammende, zersprühte Abwasser verhältnismässig sauber und der darin enthaltene Schlamm flockig und gut faulfähig oder sogar weitgehend ausgefault ist, bewirkt die Rückführung von schlammhalti gem Abwasser aus dem Nachklärbecken in mindestens ein Vorklärbecken eine Auffrischung des in diesem vorhandenen Abwassers, was der Geruchsbildung zusätzlich entgegen wirkt.
Da das aus dem Nachklärbecken in das oder die Vorklärbecken zurückgeführte Abwasser nochmals die biologische Reinigungsvorrichtung durchläuft, ist es zumindest bei kleineren Anlagen vorteilhaft, nur intermittierend schlammhaltiges Abwasser in das bzw. mindestens ein Vorklärbecken hinein zu sprühen. Gemäss durchgeführten Untersuchungen, sollten die zeitlichen Abstände der Anfangszeitpunkte aufeinanderfolgender Sprühintervalle, d.h. bei periodischer Aufeinanderfolge der Sprühintervalle die Periodendauern, weniger als eine Stunde und vorzugsweise höchstens 30 Minuten betragen. Die genannten zeitlichen Abstände bzw. Periodendauern dürfen aber ohne weiteres mindestens 10 Minuten und zum Beispiel 15 bis 25 Minuten betragen. Die Zeitdauern der Sprühintervalle betragen dabei vorteilhafterweise höchstens 10% der genannten zeitlichen Abstände bzw.
Periodendauern und vorzugsweise höchstens 1 Minute und beispielsweise 20 bis 40 Sekunden. Da die optimalen Abstände und Zeitdauern der Sprühintervalle in Abhängigkeit von der Grösse der Anlage, der pro Zeiteinheit zersprühten Abwasser- bzw. Gemischmenge und der Art des anfallenden Abwassers variieren können, kann man nötigenfalls durch einige Versuche günstige Werte ermitteln und die Anlage dann entsprechend betreiben.
Da das zu zersprühende Abwasser mit einer Pumpe aus dem Nachklärbecken abgepumpt werden kann, die auch die Funktion der bei konventionellen Anlagen zum Abpumpen des Schlamms aus dem Nachklärbecken vorhandenen Pumpe ausübt und diese ersetzt, erfordert das erfindungsgemässe Zersprühen von Abwasser aus dem Nachklärbecken auch keine oder höchstens relativ wenig zusätzliche Energie.
Des weitern kann das bzw. jedes Vorklärbecken bei einem vorgegebenen Einwohnergleichwert eine wesentlich geringere Tiefe aufweisen, als sie bei einer Ausbildung des betreffenden Vorklärbeckens als Emscherbrunnen notwendig wäre, was sich günstig auf die Kosten für die Herstellung der Anlage auswirkt.
Die Erfindung wird nun anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels und Varianten von diesem erläutert. In der Zeichnung zeigen die Figur 1 einen schematisierten Grundriss einer Anlage zur Abwasserreinigung, wobei die Decken der Becken weggelassen wurden, die Figur 2 einen etwas schematisierten Vertikalschnitt durch die Becken-Kombination der Anlage entlang der Linie II-II der Figur 1, die Figur 3 einen Ausschnitt aus der Figur 2 mit einer teilweise im Schnitt sowie in grösserem Massstab dargestellten Sprühvorrichtung der Anlage und die Figur 4 einen Ausschnitt aus der Figur 2 mit der an dem, ebenfalls teilweise im Schnitt sowie im grösseren Massstab dargestellten Sprühvorrichtung der Anlage.
Die in den Figuren 1 und 2 ersichtliche Anlage zur Abwasserreinigung weist eine weitgehend im Erdboden 1 versenkte Becken-Kombination 3 auf. Diese ist zum Beispiel aus Stahlbeton und/oder aus vorfabrizierten Betonelementen gebildet und begrenzt ein erstes Vorklärbecken 11, ein zweites Vorklärbecken 13, einen Pumpenschacht 15 und ein Nachklärbecken 17. Die Innenräume der drei Becken 11, 13 und 17 haben im Grundriss einen viereckigen Umriss und verjüngen sich im untern Erdbereich pyramidenstumpfförmig nach unten, wobei diese Verjüngung in der Figur 1 zur Vereinfachung weggelassen wurde. Die Decke der Becken Kombination besitzt für jedes der drei Becken 11, 13, 17 mindestens eine Öffnung, die mit einem lösbar gehaltenen, luftdurchlässigen, zum Beispiel durch einen Rost oder eine gelochte Platte gebildeten Deckel 19 bedeckt ist.
Die Anlage besitzt ferner eine biologische Reinigungsvorrichtung mit einem zylindrischen Behälter 23, der oben eine Decke mit Öffnungen hat, die mit luftdurchlässigen Deckeln verschlossen sind. Der Behälter 23 enthält einen Tropfkörper 25. Bei dessen oberen Ende ist ein Abwasserverteiler 27 angeordnet, der als Drehsprenger ausgebildet ist und einen im Zentrum der Tropfkörper-Deckfläche verankerten Lagerteil mit einem Abwasseranschluss und einen Rotor mit mindestens zwei radialen Armen aufweist. Unter dem Tropfkörper befindet sich ein Abwasser-Sammelkanal. Der Boden des Behälters 23 ist dabei so viel höher über dem Boden der Becken-Kombination 3 angeordnet, dass sich der Sammelkanal annähernd in der Höhe der Decke der Becken-Kombination 3 befindet.
Der Behälter 23 kann zum Beispiel teilweise aus dem Erdboden 1 herausragen und/oder in einer von der Becken Kombination 3 nach oben geneigten Böschung angeordnet sein.
Ein Zulauf 29 mündet in das erste Vorklärbecken 11, das durch ein gebogenes, unter dem Wasserspiegel angeordnetes Verbindungsrohr 31 mit dem zweiten Vorklärbecken 13 verbunden ist. Ein durch eine Tauchwand 33 abgegrenzter Randbereich des Innenraums des zweiten Vorklärbeckens 13 ist über einen Zacken-Überlauf 34 und durch eine Verbindung 35 mit dem Pumpenschacht 15 verbunden. Aus diesem kann das Abwasser über eine Pumpe 37 und eine Leitung 39 zum Abwasserverteiler 27 hinaufgepumpt werden. Vom sich unter dem Tropfkörper 25 befindenden Sammelkanal führt eine leicht abwärts geneigte Leitung 41 zum Nachklärbecken 17 und mündet in einen durch eine Tauchwand 43 abgegrenzten Randbereich von dessen Innenraum. Auf der diesem Randbereich abgewandten Seite des Nachklärbeckens 17 ist durch einen Zacken-Überlauf 45 ein rinnenförmiger Bereich abgegrenzt, von dem ein Ablauf 47 nach aussen führt.
Der Zulauf 29, das Verbindungsrohr 31, die Verbindung 35, die Pumpe 37, die Leitungen 39, 41 und der Ablauf 37 bilden zusammen Verbindungs- und Fördermittel, um das zu reinigende Abwasser der Reihe nach durch die beiden Vorklärbecken 11, 13, die biologische Reinigungsvorrichtung 21 und das Nachklärbecken 17 hindurch zu leiten.
Ferner sind Verbindungs- und Fördermittel vorhanden, um Abwasser und Schlamm aus dem Nachklärbecken 17 in die beiden Vorklärbecken 11, 13 zurückzuführen. Diese Mittel weisen eine Pumpe 51 auf, die zum Beispiel als Unterwasserpumpe ausgebildet und im Innenraum des Nachklärbekkens 17 angeordnet ist und einen sich bei oder in der Nähe der tiefsten Stelle des Nachklärbeckens-Innenraums befindenden Saugeinlass besitzt. An den Auslass der Pumpe 51 ist eine Leitung 53 angeschlossen, die ein vertikal nach oben führendes Rohr 55 aufweist, das mit einem bogenförmigen Verbindungsstück 57 lösbar mit einer horizontalen, mehrteiligen, knapp unterhalb der Decke der Becken-Kombination 3 in dieser befestigten, durch das zweite Vorklärbecken 13 hindurch ins erste Vorklärbecken 11 hinein verlaufenden Rohrleitung 59 verbunden ist.
Diese hält im Bereich der vertikalen Mittelachse des Innenraums des zweiten Vorklärbekkens 13 eine in den Figuren 1, 2 nur vereinfacht dargestellt, besonders deutlich in der Figur 3 ersichtliche Sprühvorrichtung 61 und im Bereich der vertikalen Mittelachse des ersten Vorklärbeckens 11 eine in den Figuren 1 und 2 ebenfalls nur vereinfacht dargestellte, besonders deutlich in der Figur 4 ersichtliche Sprühvorrichtung 63.
Die Sprühvorrichtung 61 weist ein als Verzweigung und Halterung dienendes T-Stück 65 auf, dessen horizontaler Durchgang in die horizontale Rohrleitung 59 eingeschaltet ist und das zum Beispiel durch Schweissverbindungen mit zwei Rohren der Rohrleitung 59 verbunden ist. Im vertikal nach unten ragenden Schenkel oder Stutzen des T-Stücks 65 ist ein durch einen Stutzen gebildeter Auslass 67 lösbar befestigt. Dieser hat oben einen zylindrischen, mit einem Aussengewinde versehenen und direkt oder eventuell über ein Zwischenstück mit dem T-Stück 65 verschraubten Abschnitt, an den ein sich nach unten zu seiner Mündung hin konisch verjüngender Abschnitt anschliesst, der eine Düse 67a bildet.
An der Aussenfläche des Auslasses 67 ist oberhalb der Auslassmündung und der Düse 67a bei sich diametral gegen überstehenden Stellen je ein C-förmig abgewinkelter, nach unten ragender Tragarm 69 befestigt. Zwischen den untern Enden der beiden Tragarme 69 ist eine Buchse 71 befestigt.
Diese besitzt eine mit einem Innengewinde versehene Durchgangsöffnung, deren vertikale Achse mit derjenigen des Auslasses 67 und vorzugsweise auch zumindest ungefähr oder genau mit der vertikalen Mittelachse des Innenraums des Vorklärbeckens 13 zusammenfällt. Ein Prallelement 73 weist einen mit einem Gewinde versehenen, die Durchgangsöffnung der Buchse 71 durchdringenden Bolzen 75 und eine an dessen oberem Ende befestigte, zum Beispiel kreisförmige Platte 77 auf, die auf ihrer oberen, der Mündung des Auslasses 67 zugewandten Seite durch eine horizontale, ebene und glatte Prallfläche 77a begrenzt ist. Der zwischen der Mündung der Düse 67a und der Prallfläche 77a vorhandene Zwischenraum ist dabei völlig frei und zwischen dem Rand der Prallfläche 77a und den beiden Tragarmen 69 ist ebenfalls ein freier Zwischenraum vorhanden.
Die Buchse 71 hat noch eine radiale Gewindebohrung, in die eine Klemmschraube 79 zum Festhalten des Bolzens 75 eingeschraubt ist.
Die Sprühvorrichtung 63 besitzt einen durch Verbindungsmittel 81, die zum Beispiel ein mit Schrauben verschraubtes Flanschpaar aufweisen, lösbar mit dem Ende der Rohrleitung 59 verbundenen, bogenförmigen Auslass 83, dessen den Verbindungsmitteln 81 abgewandter, vertikal nach unten gerichteter Endabschnitt sich zu seiner Mündung hin konisch verjüngt und eine Düse 83a bildet. Ein L-förmiger Tragarm 85 hat einen oberhalb der Auslassmündung und der Düse starr am Auslass 83 befestigten, von der Rohrleitung 59 weg vertikal nach unten ragenden Schenkel und einen horizontalen Schenkel, an dessen freiem Ende eine Buchse 87 befestigt ist.
Diese ist gleich ausgebildet wie die Buchse 71 und besitzt eine mit einem Gewinde versehene, vertikale Durchgangsöffnung, deren Achse mit derjenigen der Düse 67a und vorzugsweise zumindest annähernd oder sogar genau mit der Mittelachse des Innenraums des ersten Vorklärbeckens 11 zusammenfällt. Ein Prallelement 89 hat einen mit einem Gewinde versehenen, in das Innengewinde der Buchse 87 eingeschraubten Bolzen 91 und eine starr mit dessen oberem Ende verbundene, zum Beispiel kreisförmige Platte 93, die oben durch eine ebene, horizontale, glatte Prallfläche 93a begrenzt ist. Zwischen dieser und der Düsenmündung ist ein vollständig freier Zwischenraum vorhanden und der Tragarm 85 ist vom Prallflächenrand ebenfalls durch einen freien Zwischenraum getrennt.
Der Bolzen 91 kann mit einem in eine radiale Gewindebohrung der Buchse 87 eingeschraubten Klemmschraube 95 festgeklemmt werden.
Die Pumpe 51 ist elektrisch mit einer elektrischen und/ oder elektronischen Steuervorrichtung 99 verbunden. Diese weist einen Taktgeber und ein durch diesen steuerbares, elektrisches oder elektronisches Schaltorgan zum Ein- und Ausschalten der Pumpe auf. Die Steuervorrichtung 99 ist vorzugsweise noch mit mindestens einem manuell einstellbaren Einstellorgan versehen, um die Periodendauer und/oder die Länge der Einschaltintervalle der Pumpe einzustellen.
Nun soll das Verfahren zur Abwasserreinigung mittels der in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Anlage erläutert werden. Das zu reinigende Abwasser gelangt durch den Zulauf 29 in das erste Vorklärbecken 11, durch dieses hindurch in das zweite Vorklärbecken 13 und danach in den Pumpenschacht 15, wo es durch die Pumpe 37 zum Abwasservertei ler 27 gepumpt wird, der es über die Deckfläche des Tropfkörpers 25 verteilt, so dass es durch diesen hindurch nach unten rieselt und dabei biologisch gereinigt wird, infolge der Schwerkraft durch die abwärts geneigte Leitung 41 in das Nachklärbecken 17 gelangt und dieses schliesslich durch den Ablauf 47 verlässt. Die beiden Vorklärbecken 11 und 13 und das Nachklärbecken 17 sind dabei bis zu den Abwasseroberflächen 101 bzw. 103 bzw. 105 mit Abwasser gefüllt.
In den beiden Vorklärbecken 11 und 13 setzt sich zumindest ein Teil der im Abwasser vorhandenen Feststoff-Teilchen als Schlamm ab. Die organischen Feststoff-Teilchen werden beim Absinken zumindest zum Teil durch Mikroorganismen zersetzt. Das im Tropfkörper durch aerobe Mikroorganismen biologisch gereinigte, relativ saubere, in das Nachklärbecken 17 gelangende Abwasser enthält auch noch ein wenig Schlamm, wobei der Schlammanteil dieses Abwassers jedoch im allgemeinen wesentlich geringer ist als derjenige des dem ersten Vorklärbecken 11 zugeführten Abwassers. Der ins Nachklärbecken 17 gelangende Schlamm ist meistens gut faulfähig oder sogar bereits mehr oder weniger weitgehend ausgefault und flockig. Die Steuervorrichtung 99 schaltet nun die Pumpe 51 in periodischen Zeitabständen jeweils während eines Zeitintervalls ein. Die Pumpe 51 pumpt in den Einschaltintervallen Feststoffe, d.h.
Schlamm enthaltendes Abwasser aus dem untersten Bereich des Nachklärbekken-Innenraums zu den Sprühvorrichtungen 61, 63, so dass diese intermittierend schlammhaltiges Abwasser zersprühen.
Die Periodendauern der Sprühintervalle können zum Beispiel ungefähr 20 Minuten und die Zeitdauern der einzelnen Sprühintervalle ungefähr 30 Sekunden betragen. Die von den Sprühvorrichtungen 61, 63 jeweils in den Sprühintervallen zersprühten Abwasser- oder, genauer gesagt, Gemischmengen können vorzugsweise 0,1 bis 1 und beispielsweise 0,3 bis 0,5 Liter pro Sekunde und pro Quadratmeter der Abwasseroberflächen 103 bzw. 101 betragen.
Das schlammhaltige Abwasser bildet beim Austritt aus den Düsen 67a und 83a Strahlen 111 bzw. 113, die auf die sich oberhalb der Abwasseroberflächen 103 bzw. 101 befindenden Prallflächen 77a bzw. 93a der Prallelemente 73 bzw.
89 prallen und dort umgelenkt und verteilt werden, so dass ein Kranz um die Düsenachse herum verteilter, von dieser weg nach aussen gerichteter, aus feinen Tröpfchen bestehender Strahlen 115 bzw. 117 entsteht. Diese Strahlen 115, 117 oder zumindest deren Mittelstrahlen bilden beim Verlassen der Sprühvorrichtungen 61 bzw. 63, d.h. bei den Aussenrändern der Prallflächen 77a bzw. 93a mit von diesen weg vertikal nach unten gerichteten Geraden einen Winkel a, der min destens 60 , vorzugsweise mindestens 750 und beispielsweise wie in den Figuren 3 und 4 gezeichnet, ungefähr und/oder mindestens 900 beträgt.
Die Strahlen 115, 117 verlassen-die Platten 77 bzw. 93 also mehr oder weniger waagrecht oder leicht nach oben gerichtet und werden dann nach unten abgebogen, bis sie auf die Abwasseroberflächen 103 bzw. 101 oder eventuell die Innenflächen der Vorklärbeckenwandungen auftreffen. Die Prallflächen 77a und 93a befinden sich in der Figur 3 mit h bezeichneten Höhen über den Abwasseroberflächen 103 bzw. 101 und haben von den Mündungen oder genauer gesagt, Mündungsebenen der Düsen 67a bzw.
83a Abstände a. Durch Verstellen der Höhen h und Abstände a kann die Strahlwurfweite, d.h. die horizontal gemessene Entfernung zwischen den Düsenachsen und den Punkten, bei denen die Strahlen 115, 117 auf die Abwasseroberflächen 103 bzw. 101 oder eventuell auf Wandungen der Vorklärbek- ken auftreffen, eingestellt werden. Zumindest in den vorgesehenen Einstellbereichen bewirken Vergrösserungen der Hö hen h und die damit verknüpften Verkleinerungen der Abstände a Vergrösserungen der Strahlwurfweiten. Bei einer be stimmten Einstellung der Höhe h einer Prallfläche variieren die Strahlwurfweiten der die Prallfläche verlassenden Strah len im allgemeinen in einem gewissen Bereich.
Die 3 Höhen h der Prallelemente der beiden sich zumindest ungefähr senkrecht 103, 101 befindenden Sprühvorrichtungen 61 bzw. 63 werden nun zum Beispiel derart eingestellt, dass mindestens die die grössten Strahlwurfweiten aufweisenden Strahlen der Strahlenkränze mindestens bis annähernd zu den sich im Grundriss am nächsten bei der betreffenden Sprühvorrichtung befindenden Stellen der Innenflächen der im Grundriss quadratischen oder rechteckigen Vorklärbeckenwandungen reichen. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die Schichten, die von der Gesamtheit der äussersten Strahlen der Strahlenkränze gebildet werden, mindestens 50%, vorzugsweise mindestens 60% und beispielsweise mindestens 75% der Abwasseroberflächen 103 bzw. 101 überdecken.
Dementsprechend fliegen die Tröpfchen des zersprühten Abwassers oder zumindest ein grosser Teil von ihnen entlang von verhältnismässig langen Bahnen durch die Luft und können während des Fluges auch viel Luft und Sauerstoff aufnehmen. Wenn das zersprühte Abwasser allseitig von den sich zumindest ungefähr über den Zentren der Abwasseroberfläche 101 und 103 befindenden Sprühvorrichtungen zum Teil bis in die Randzonen der Abwasseroberfläche gelangt, wird das eingesprühte Abwasser und die mit diesem in das Abwasser der Vorklärbecken eingedrungene Luft relativ gleichmässig über die ganze obere Schicht des im Vorklärbecken vorhandenen Abwassers verteilt. Diese Verteilung wird noch dadurch verbessert, dass das auf die Abwasseroberflächen 101, 103 auftreffende Sprühabwasser auf dem in den Vorklärbecken vorhandenen Abwasser und/oder in diesem Wellen erzeugt.
Das aus dem Nachklärbecken 17 abgepumpte und mit den Sprühvorrichtungen zersprühte, schlammhaltige Abwasser ist im Vergleich zu demjenigen in den Vorklärbecken relativ rein und enthält im allgemeinen nur gut faulfähigen oder sogar weitgehend ausgefaulten, erd- und humusähnlichen Schlamm, wobei der Schlammanteil des Abwasser Schlamm-Gemischs, wie bereits in der Einleitung angegeben, verhältnismässig gering ist. Im übrigen kann die Ansaugöffnung der Pumpen 51 nötigenfalls mit einem groben Filter, etwa einem grossmaschigen Gitter versehen sein, das grösse re Feststoffkörper vom Eintritt in die Pumpe abhält. Es könnte aber möglicherweise doch gelegentlich vorkommen, dass das den Sprühvorrichtungen 61, 63 zugeführte Abwasser Papier- oder Gewebefetzen oder andere, verhältnismässig grosse, feste und kompakte Feststoffkörper enthält.
Da die Zwischenräume zwischen den Düsen 67a bzw. 83a und den diesen zugewandten Prallflächen 77a bzw. 93a der Platten 77 bzw. 93 jedoch völlig frei und rund um die Düsenachsen herum offen sind und da insbesondere keine von den Prallflächen 77a bzw. 93a nach oben zu den Auslässen 67 bzw. 83 führende Trag- und Befestigungsmittel vorhanden sind und die zum Halten der Prallelemente 73, 89 dienenden Tragarme 69 bzw. 85 die Ränder der Platten 77 bzw. 93 von einem freien Zwischenraum getrennt umgreifen, besteht kaum eine Gefahr, dass der zwischen den Düsenmündungen und den Prallflächen vorhandene Raum durch Fetzen oder sonstige Festkörper verstopft wird.
Wie bereits in der Einleitung erläutert wurde, wird der sich in den Vorklärbecken absetzende Schlamm weitgehend zersetzt und mineralisiert, wobei die Zersetzung zumindest in den oberen Abwasserbereichen mindestens zum Teil durch aerobe und in den untern Abwasserbereichen dann eventuell auch noch durch anaerobe Mikroorganismen erfolgen kann.
Daher sammelt sich nur wenig Schlamm auf der Sohle der Vorklärbecken an. Dieser kann zum Beispiel durch vorübergehendes Einführen des Saugrohrs einer Saugvorrichtung abgesaugt und entfernt werden, wobei die Vorklärbecken selbstverständlich auch mit fest installierten Schlamm-Absaugvorrichtungen versehen werden können.
Zur Reinigung und Revision der Pumpe 51 kann zum Beispiel das vertikale Rohr 55 beim Verbindungsstück 57 von der horizontalen Rohrleitung 59 getrennt und die Pumpe 51 danach mit dem Rohr 55 aus dem Nachklärbecken herausgezogen werden.
Die Anlage und deren Betrieb können in verschiedener Hinsicht modifiziert werden. Zum Beispiel könnten die Vorklärbecken im Grundriss statt einen viereckigen einen kreisförmigen Umriss haben. Des weitern könnte man eventuell nur in das eine, insbesondere erste Vorklärbecken Abwasser einsprühen oder überhaupt nur ein einziges Vorklärbecken vorsehen. Ferner könnte man nötigenfalls das bzw. jedes Vorklärbecken mit einer Sprühvorrichtung versehen, die zwei oder mehr über die Abwasseroberfläche verteilte Düsen und zugehörige Prallelemente aufweist. Im übrigen könnten die Prallflächen der Prallelemente statt einer ebenen Form auch eine andere Form haben und zum Beispiel im Querschnitt konkav oder konvex gekrümmt sein.
Zudem könnte man insbesondere bei für verhältnismässig grosse Einwohnergleichwerte vorgesehenen Anlagen statt nur intermittierend kontinuierlich ein aus dem Nachklärbekken stammendes Gemisch von Abwasser und Schlamm auf die Abwasseroberfläche mindestens eines Vorklärbeckens sprühen.
Anstelle der als Unterwasserpumpe ausgebildeten Pumpe 51 könnte man natürlich auch eine ausserhalb des Nachklärbecken-Innenraums angeordnete Pumpe vorsehen, deren Einlass dann mit einer Saugleitung verbunden würde, deren Ansaugöffnung sich in der Nähe der tiefsten Stelle des Nachklärbecken-Innenraums befindet. Eventuell könnte man sogar vorsehen, die Pumpe 51 überhaupt wegzulassen und dafür das Nachklärbecken so hoch anzuordnen, dass sich die tiefste Stelle seines Innenraums höher oben befindet als die bzw. jede Sprühvorrichtung.
Bei einer solchen Anordnung könnte ein Gemisch von Abwasser und Schlamm lediglich infolge der Schwerkraft und des dadurch erzeugten, hydrostatischen Drucks durch eine Leitung vom untersten Bereich des Nachklärbecken-Innenraums zu der bzw. jeder Sprühvorrichtung strömen, wobei zur Ermöglichung einer intermittierenden Zersprühung ein Ventil in die genannte Leitung eingeschaltet werden könnte.
DESCRIPTION
The invention relates to a method according to the preamble of claim 1.
Known small wastewater treatment plants have three stages, namely a primary clarification stage with at least one primary clarifier, a biological cleaning device with a trickling filter and a secondary clarifier. During operation, the wastewater supplied to the primary clarifier passes from the primary clarifier to the trickling filter, trickles down through it and then reaches the secondary clarifier. Some of the solids present in the wastewater can settle as sludge in the primary clarifier, whereby the sludge is more or less decomposed by fermentation and putrefaction processes and can then be removed from time to time as required. The organic contaminants reaching the trickling filter with the waste water are at least largely broken down in the trickling filter by aerobic microorganisms.
The wastewater leaving the trickling filter usually also contains some sludge, which is very flaky and easily digestible and is collected in the secondary clarifier. This sludge is usually pumped out of the secondary clarifier from time to time by a pump and is often pumped back together with clarified waste water from the secondary clarifier into the inlet leading into the primary clarifier, so that it gets back into the primary clarifier.
Swimming sludge often occurs in primary settling tanks, which hinders the decomposition of the sludge underneath and causes unpleasant smells, so that such systems are forced to remove swimming sludge relatively often. In order to achieve good sludge digestion in the primary clarifier and to counteract the formation of floating sludge, the primary clarifier is often designed as a so-called Emscher fountain. In such a case, the upper height region of the primary settling tank is divided into subspaces by gutters which are spaced apart from one another, the gutters at the bottom having slots which connect the interior spaces of the gutters to the sludge digester located below them.
However, Emscher fountains have the disadvantage that they require relatively deep pools, which increases the manufacturing costs and also makes it difficult to remove, for example pump up, the settled sludge. A serious disadvantage of the Emscherbrunnen is, however, that, especially in the case that the wastewater supplied to them, such as the wastewater from restaurants and dairies, is relatively rich in fat, a lot of swimming mud is still produced.
The invention is based on the object of creating a method for wastewater purification, in particular for the purification of relatively small amounts of wastewater, which avoids disadvantages of the known methods and, in particular, enables good sludge digestion in the primary clarifier with as little disruptive side effects as possible, such as the formation of floating sludge and unpleasant odors to enable, the system necessary to carry out the method can be produced at the lowest possible cost and the method also economically, d. H. should be able to be carried out with as little energy expenditure and as little maintenance work as possible.
This object is achieved by a method of the type mentioned in the introduction, which according to the invention is characterized by the characterizing part of claim 1. Advantageous embodiments of the method emerge from the claims dependent on claim 1.
The invention further relates to a plant for wastewater treatment according to the preamble of claim 4. According to the invention, the system is characterized by the characterizing part of this claim. Preferred further developments of the system result from the claims dependent on this claim.
The method and the system according to the invention are particularly advantageous in small wastewater treatment plants in which the wastewater from small settlements and / or individual restaurants and hotels and / or dairies or other individual commercial or small industrial companies is to be cleaned and the amount of wastewater obtained is one Equivalent population of approximately 50 to 1000 inhabitants. According to the usual definition, the equivalent population is understood to mean the amount of wastewater that corresponds to the average amount of domestic wastewater generated per resident.
Such small wastewater treatment plants can, for example, have a primary clarifier. The biological cleaning device or stage following the primary clarifier or wastewater flow preferably has a trickling filter, but could instead be formed by an activated sludge tank in which the wastewater is moved and aerated with a mechanical device.
The relatively clean wastewater sprayed over the surface of wastewater present in at least one primary clarifier, coming from the secondary clarifier, absorbs air and thus oxygen as it flies through the space above the wastewater surface and transports this oxygen-containing air into the existing in the primary clarifier Sewage. This ventilates and supplies it with oxygen. When the sprayed wastewater strikes the surface of the wastewater present in the primary clarifier, waves are generated on and / or in it, which promote the distribution of the sprayed, air-containing wastewater, so that it is mixed relatively well with the wastewater already present in the primary clarifier, the Wave movements can also contribute to the air and oxygen in the wastewater.
While the organic solid particles in conventional, i.e. H. Plants not according to the invention, in which no wastewater is sprayed into the primary settling tanks, are mainly decomposed by anaerobic microorganisms, which enables the process or
during the operation of the plant according to the invention, oxygen is introduced into the wastewater of the at least one and preferably each primary clarifier, so that relatively many aerobic microorganisms live in this wastewater, at least in its upper layers, and decompose suspended organic solid particles and possibly also dissolved and liquid organic substances can. This causes a good digestion of the sludge, odor nuisances and the formation of floating sludge can generally be completely avoided or at least greatly reduced, so that this is also the case with conventional, ie. H. Processes and systems not according to the invention mostly eliminate the clearing of floating sludge required at relatively short time intervals.
The fact that the organic solid particles present are decomposed by aerobic microorganisms, at least in the upper clarification tank areas, means that the organic sludge constituents are largely mineralized and converted into water-soluble substances. The amount of water on the bottom of the primary clarifier or the settled sludge settled considerably compared to conventional processes and plants. It is therefore only necessary to remove sludge which has settled out at relatively large intervals. According to the study carried out, it is sufficient, for example, for a plant designed for a wastewater equivalent to a population of some 100 inhabitants, to remove sludge from the primary clarifier once a year or even less frequently.
Since there is generally no permanently on-site operating personnel available for small wastewater treatment plants of this size, it is of considerable advantage if sludge only rarely has to be removed from the primary settling tank or tanks. Aeration of the wastewater in the primary clarifier or
In the primary clarifier, the nitrification of wastewater constituents can also promote the subsequent treatment in a biological cleaning device, preferably with a trickling filter, and counteract denitrification in the secondary clarifier.
If, according to the invention, sludge-containing water is discharged from the secondary clarifier and sprayed into at least one primary clarifier, in addition to the entry of air and oxygen into the waste water of the primary clarifier, the sludge present in the secondary clarifier is also removed. The sludge-containing wastewater to be sprayed can be pumped out of the secondary clarifier by a pump, which also performs the function of the pump present in conventional non-inventive systems for pumping the sludge from the secondary clarifier.
While the conventional plants essentially only wanted to remove the sludge from the secondary settling tank and correspondingly pumped out a sludge-wastewater mixture with the largest possible sludge content, it is the process according to the invention or when operating the system according to the invention to achieve effective aeration of the wastewater located in or in the pre-clarification basin, when the sprayed wastewater-sludge mixture has a relatively large proportion of wastewater. The mud or Solids content of the sprayed mixture should therefore advantageously not more than 5% by weight both on average and at any time during the spraying operations. % and for example at most or about 1% by weight. -%.
Since the sprayed wastewater originating from the secondary clarifier is relatively clean and the sludge contained therein is flaky and easy to rot, or even largely decayed, the return of sludge-containing wastewater from the secondary clarifier to at least one primary clarifier results in a refreshment of the existing wastewater, which the Odor formation also counteracts.
Since the wastewater returned from the secondary clarifier to the pre-clarifier passes through the biological purification device again, it is advantageous, at least in the case of smaller plants, to only intermittently contain sludge-containing wastewater in the or spray at least one pre-clarifier. According to investigations carried out, the time intervals of the start times of successive spray intervals, i. H. in the case of a periodic succession of spraying intervals, the periods are less than one hour and preferably at most 30 minutes. The specified time intervals or Periods can easily be at least 10 minutes, for example 15 to 25 minutes. The time intervals of the spray intervals are advantageously at most 10% of the time intervals or
Periods and preferably at most 1 minute and for example 20 to 40 seconds. Since the optimal intervals and times of the spray intervals depend on the size of the plant, the wastewater or If the mixture quantity and the type of waste water can vary, you can determine favorable values by a few tests if necessary and then operate the system accordingly.
Since the wastewater to be sprayed can be pumped out of the secondary clarifier with a pump, which also functions and replaces the pump present in conventional systems for pumping the sludge out of the secondary clarifier, the inventive spraying of waste water from the secondary clarifier also requires no or at most relatively little additional energy.
Furthermore, this or each pre-settling basin with a given equivalent population has a much smaller depth than would be necessary if the pre-settling basin in question were designed as an Emscher fountain, which has a favorable effect on the costs for the production of the plant.
The invention will now be explained with reference to an embodiment shown in the drawing and variants thereof. In the drawing, FIG. 1 shows a schematic floor plan of a plant for wastewater treatment, the ceilings of the basins being omitted, FIG. 2 shows a somewhat schematic vertical section through the pool combination of the plant along the line II-II of FIG. 1, and FIG. 3 2 shows a section of FIG. 2 with a spray device of the plant, which is shown partly in section and on a larger scale, and FIG. 4 shows a section of FIG. 2 with the spray device of the plant, which is also shown partly in section and on a larger scale.
The plant for wastewater treatment shown in FIGS. 1 and 2 has a pool combination 3 that is largely submerged in the ground 1. This is formed, for example, from reinforced concrete and / or from prefabricated concrete elements and delimits a first primary clarifier 11, a second primary clarifier 13, a pump shaft 15 and a secondary clarifier 17. The interiors of the three basins 11, 13 and 17 have a square outline in plan and taper downwards in the shape of a truncated pyramid in the lower region of the earth, this tapering being omitted in FIG. 1 for simplification. The ceiling of the pool combination has at least one opening for each of the three pools 11, 13, 17, which is covered with a detachably held, air-permeable lid 19, for example formed by a grate or a perforated plate.
The system also has a biological cleaning device with a cylindrical container 23, which has a top with openings that are closed with air-permeable lids. The container 23 contains a trickling filter 25. At its upper end there is a wastewater distributor 27 which is designed as a rotary sprinkler and has a bearing part anchored in the center of the trickling filter cover surface with a wastewater connection and a rotor with at least two radial arms. There is a sewage collection channel under the trickling filter. The bottom of the container 23 is so much higher above the bottom of the pool combination 3 that the collecting channel is approximately at the height of the ceiling of the pool combination 3.
The container 23 can for example partially protrude from the ground 1 and / or be arranged in an embankment inclined upwards from the pool combination 3.
An inlet 29 opens into the first primary clarifier 11, which is connected to the second primary clarifier 13 by a bent connecting pipe 31 arranged below the water level. An edge region of the interior of the second preliminary settling basin 13, which is delimited by a baffle 33, is connected to the pump shaft 15 via a tooth overflow 34 and a connection 35. From this, the wastewater can be pumped up to the wastewater distributor 27 via a pump 37 and a line 39. From the collecting channel located under the trickling filter 25, a slightly downwardly inclined line 41 leads to the secondary clarification basin 17 and opens into an edge region of the interior thereof, delimited by a baffle 43. On the side of the secondary clarifier 17 facing away from this edge region, a trough-shaped overflow 45 delimits a channel-shaped region from which a drain 47 leads to the outside.
The inlet 29, the connecting pipe 31, the connection 35, the pump 37, the lines 39, 41 and the outlet 37 together form connecting and conveying means for the wastewater to be cleaned in turn through the two primary settling tanks 11, 13, the biological one To pass cleaning device 21 and the clarifier 17 therethrough.
Furthermore, connection and support means are available to return waste water and sludge from the secondary clarifier 17 into the two primary clarifiers 11, 13. These means have a pump 51, which is designed, for example, as an underwater pump and is arranged in the interior of the clarifier tank 17 and has a suction inlet located at or near the deepest point of the interior of the secondary tank. At the outlet of the pump 51, a line 53 is connected, which has a vertically upward pipe 55 which is detachably fastened with an arch-shaped connecting piece 57 with a horizontal, multi-part, just below the ceiling of the pool combination 3, through which is connected to second primary clarifier 13 into the first primary clarifier 11 extending pipe 59.
In the area of the vertical central axis of the interior of the second clarification tank 13, this holds a spray device 61, which is only shown in simplified form in FIGS. 1, 2, particularly clearly in FIG. 3, and in the area of the vertical central axis of the first settling tank 11, one in FIGS. 1 and 2 Also shown only in simplified form, particularly clearly visible in FIG. 4, spray device 63.
The spraying device 61 has a T-piece 65 serving as a branch and holder, the horizontal passage of which is switched on in the horizontal pipeline 59 and which is connected to two pipes of the pipeline 59 by, for example, welded connections. An outlet 67 formed by a connecting piece is detachably fastened in the leg or connecting piece of the T-piece 65 projecting vertically downward. This has a cylindrical section, which is provided with an external thread and is screwed directly or possibly via an intermediate piece to the T-piece 65, to which a section which tapers conically downwards towards its mouth and forms a nozzle 67a.
A C-shaped, downwardly projecting support arm 69 is attached to the outer surface of the outlet 67 above the outlet mouth and the nozzle 67a at diametrically opposite points. A bushing 71 is fastened between the lower ends of the two support arms 69.
This has a through opening provided with an internal thread, the vertical axis of which coincides with that of the outlet 67 and preferably also at least approximately or exactly with the vertical central axis of the interior of the primary settling tank 13. A baffle element 73 has a threaded bolt 75 penetrating the through opening of the bushing 71 and a plate 77, for example circular, attached to its upper end, which on its upper side facing the mouth of the outlet 67 through a horizontal, flat surface and smooth baffle 77a is limited. The space between the mouth of the nozzle 67a and the baffle 77a is completely free and there is also a free space between the edge of the baffle 77a and the two support arms 69.
The bushing 71 also has a radial threaded bore into which a clamping screw 79 is screwed in order to hold the bolt 75 in place.
The spray device 63 has an arcuate outlet 83, which is detachably connected to the end of the pipeline 59 by connecting means 81, which have, for example, a pair of flanges screwed with screws, the end section of which, facing away from the connecting means 81, is tapered vertically downward towards its mouth and forms a nozzle 83a. An L-shaped support arm 85 has a leg rigidly attached to the outlet 83 above the outlet mouth and the nozzle, projecting vertically downwards from the pipeline 59, and a horizontal leg, to the free end of which a bushing 87 is attached.
This is of the same design as the bushing 71 and has a threaded vertical through-opening, the axis of which coincides with that of the nozzle 67a and preferably at least approximately or even exactly with the central axis of the interior of the first primary settling tank 11. A baffle element 89 has a threaded bolt 91 screwed into the internal thread of the bushing 87 and a plate 93, for example circular, rigidly connected to its upper end, which is delimited at the top by a flat, horizontal, smooth baffle surface 93a. There is a completely free space between this and the nozzle mouth and the support arm 85 is also separated from the baffle edge by a free space.
The bolt 91 can be clamped with a clamping screw 95 screwed into a radial threaded bore of the bush 87.
The pump 51 is electrically connected to an electrical and / or electronic control device 99. This has a clock generator and an electrical or electronic switching element which can be controlled thereby for switching the pump on and off. The control device 99 is preferably also provided with at least one manually adjustable setting element in order to set the period and / or the length of the switch-on intervals of the pump.
The process for wastewater treatment will now be explained by means of the plant shown in FIGS. 1 to 4. The waste water to be cleaned passes through the inlet 29 into the first clarifier 11, through this into the second clarifier 13 and then into the pump shaft 15, where it is pumped by the pump 37 to the waste water distributor 27, which it over the top surface of the trickling filter 25 distributed so that it trickles down through it and is thereby biologically cleaned, reaches the secondary clarifier 17 as a result of gravity through the downwardly inclined line 41 and finally leaves it through the outlet 47. The two primary clarifiers 11 and 13 and the secondary clarifier 17 are up to the waste water surfaces 101 and 103 or 105 filled with waste water.
At least some of the solid particles present in the wastewater settle as sludge in the two primary settling tanks 11 and 13. The organic solid particles are at least partially decomposed by microorganisms when they sink. The relatively clean wastewater entering the secondary clarifier 17 in the trickling filter, which has been biologically cleaned by aerobic microorganisms, also contains a little sludge, although the sludge content of this wastewater is generally substantially lower than that of the wastewater fed to the first primary clarifier 11. The sludge entering the secondary clarifier 17 is usually easily digestible or even more or less largely decayed and flaky. The control device 99 now switches on the pump 51 at periodic time intervals, in each case during a time interval. The pump 51 pumps solids in the switch-on intervals, i. H.
Waste water containing sludge from the lowermost area of the secondary clarifying chamber interior to the spray devices 61, 63, so that they spray muddy waste water intermittently.
The periods of the spray intervals can be, for example, approximately 20 minutes and the periods of the individual spray intervals approximately 30 seconds. The wastewater or, more precisely, mixture amounts sprayed by the spray devices 61, 63 in the spray intervals can preferably 0.1 to 1 and for example 0.3 to 0.5 liters per second and per square meter of the wastewater surfaces 103 or 101.
The sludge-containing waste water forms jets 111 and / or jets 111 and 67a and 83a when they exit 113, which are located above the wastewater surfaces 103 or 101 baffles 77a or 93a of the impact elements 73 or
89 bounce and are deflected and distributed there, so that a wreath distributed around the nozzle axis, directed away from it and made of fine droplets 115 or 117 arises. These jets 115, 117 or at least their central jets form when leaving the spray devices 61 or 63, d. H. at the outer edges of the baffles 77a or 93a with straight lines directed vertically downward from these, an angle a which is at least 60, preferably at least 750 and, for example, as drawn in FIGS. 3 and 4, approximately and / or at least 900.
Beams 115, 117 leave plates 77 and 93 more or less horizontal or slightly upwards and are then bent downwards until they hit the wastewater surfaces 103 or 101 or possibly the inner surfaces of the primary clarifier walls. The impact surfaces 77a and 93a are located in FIG. 3 at heights above the wastewater surfaces 103 and 101 and have from the orifices or more precisely, orifice planes of the nozzles 67a and
83a distances a. By adjusting the heights h and distances a, the jet throw, d. H. the horizontally measured distance between the nozzle axes and the points at which the jets 115, 117 hit the wastewater surfaces 103 and 101 or possibly hit the walls of the clarification tank. At least in the intended setting ranges, increases in height h and the associated reductions in spacing a increase the jet throw ranges. With a certain setting of the height h of a baffle, the jet throw lengths of the jets leaving the baffle generally vary within a certain range.
The 3 heights h of the impact elements of the two spray devices 61 or at least approximately perpendicular 103, 101 63 are now set, for example, in such a way that at least the rays of the radiation wreaths which have the greatest jet throw ranges at least up to approximately the locations of the inner surfaces of the primary or secondary clarifier basin walls which are square or rectangular in plan when located at the relevant spraying device. In this way it can be achieved that the layers which are formed by the totality of the outermost rays of the radiation rings, at least 50%, preferably at least 60% and for example at least 75% of the wastewater surfaces 103 or 101 cover.
Accordingly, the droplets of the sprayed waste water or at least a large part of them fly through the air along relatively long paths and can also absorb a lot of air and oxygen during the flight. If the sprayed wastewater reaches the edge areas of the wastewater surface on all sides from the spray devices located at least approximately above the centers of the wastewater surface 101 and 103, the wastewater sprayed in and the air which has penetrated into the wastewater of the primary settling tanks become relatively uniform over the whole upper layer of the wastewater present in the primary clarifier. This distribution is further improved by the fact that the spray waste water impinging on the waste water surfaces 101, 103 generates waves on the waste water present in the primary settling tanks and / or in this.
The sludge-containing wastewater pumped out of the secondary clarifier 17 and sprayed with the spraying devices is relatively pure compared to that in the primary clarification tank and generally contains only easily digestible or even largely digested, earth and humus-like sludge, the sludge fraction of the waste water sludge mixture , as already stated in the introduction, is relatively small. Otherwise, the suction opening of the pumps 51 may be provided with a coarse filter, such as a large-meshed grid, which prevents larger solid bodies from entering the pump. However, it could occasionally happen that the waste water fed to the spray devices 61, 63 contains scraps of paper or tissue or other, relatively large, solid and compact solid bodies.
Since the gaps between the nozzles 67a and 83a and the baffles 77a or 93a of the plates 77 and 93, however, are completely free and open around the nozzle axes and in particular none of the baffles 77a or 93a up to outlets 67 or 83 leading support and fastening means are present and the support arms 69 and 69 used to hold the impact elements 73, 89 85 the edges of the plates 77 and 93 separate from a free space, there is hardly any risk that the space between the nozzle orifices and the baffles is clogged by rags or other solid objects.
As already explained in the introduction, the sludge that settles in the primary settling tanks is largely decomposed and mineralized, whereby the decomposition can take place at least in part in the upper wastewater areas by aerobic and in the lower wastewater areas possibly also by anaerobic microorganisms.
Therefore, only a little sludge accumulates on the bottom of the primary clarifier. This can be suctioned off and removed, for example, by temporarily inserting the suction pipe of a suction device, it also being possible, of course, to provide the primary settling tanks with permanently installed sludge suction devices.
For cleaning and revising the pump 51, for example, the vertical pipe 55 at the connecting piece 57 can be separated from the horizontal pipe 59 and the pump 51 can then be pulled out of the secondary settling tank with the pipe 55.
The system and its operation can be modified in various ways. For example, the primary settling tanks could have a circular outline instead of a square one. Furthermore, one could possibly only spray wastewater into one, especially the first, primary clarifier or provide only a single primary clarifier. Furthermore, if necessary, the provide each pre-clarifier with a spray device that has two or more nozzles and associated baffle elements distributed over the wastewater surface. Otherwise, the baffle surfaces of the baffle elements could also have a different shape instead of a flat shape and, for example, be concave or convex in cross-section.
In addition, one could spray a mixture of wastewater and sludge from the secondary clarification plant continuously on the wastewater surface of at least one primary clarification tank, instead of only intermittently, in plants provided for relatively large population equivalents.
Instead of the pump 51 designed as an underwater pump, one could of course also provide a pump arranged outside the interior of the secondary clarifier, the inlet of which would then be connected to a suction line, the suction opening of which is located near the deepest point of the interior of the secondary tank. Possibly one could even provide to omit the pump 51 at all and to arrange the secondary clarifier so high that the deepest point of its interior is higher up than the or any sprayer.
With such an arrangement, a mixture of wastewater and sludge could only be due to the force of gravity and the hydrostatic pressure generated thereby through a line from the lowest area of the interior of the secondary clarifier to the or flow each spray device, wherein a valve could be switched into said line to enable intermittent spraying.