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Einrichtung zur Belüftung von Abwasser od. dgl. Flüssigkeiten Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Belüftung von Abwasseroder dergleichen Flüssigkeiten.
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Zum biologischen Reinigen von- mechanisch -gereinigtem und organisch
verschmutztem Abwasser sind drei Reinigungsverfahren bekannt.
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. Bei einem ersten _Reinigungsverfahren wird organisch verschmutztes
Abwässer über biologische Tropfkörper verrieselt. Auf . dem Füllgut entwickeln sich
Mikroorganismen, welche die organischen Verschmutzungen, und zwar sowohl die kolloidalen
als auch die wassergelösten, als Nahrung aufnehmen und als wasserunlöslichen Schlamm
ausscheiden, der dann über ein Nachklärbecken aus dem so gereinigten Abwasser beseitigt
wird.
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Bei einem weiteren Reinigungsverfahren wird der zum Leben der Mikroorganismen
notwendige Sauerstoff in das Abwasser eingebracht. Die Mikroorganismen entwickeln
dabei im Abwasser einen belebten Schlamm und nehmen dann bei genügendem Sauerstoffgehalt
des Abwassers aus diesem ebenfalls kolloidale und gelöste Stoffe auf, scheiden sie
als wasserunlöslichen Schlamm aus und reinigen so das Abwasser.
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Schließlich sind Zwischenarten von Reinigungsverfahren und Rläränlajeäkänstruktionen,
so z. B. Tauchkörperarilagen, Scheiberitröpfkörperanlagen und Belebtschlämxn-Trogfkörperanlagen
bekannt, bei denen die Tropfkörper nur- als Belüftungskörper für das Belebtschlammverfahren
genutzt werden.
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Alle diese Reinigungsverfahren sind zum Teil mit großen Aufwendungen
hinsichtlich Bau- und Be-. triebskösten belastet und -können nicht überall und nicht
für alle_Verhältnisse genügend gut angewendet werden.-bezweckt;, eine -in bau-,
betriebs= -Die-Erfindung und klärtechnischer Hinsichf verbesserte mechanischbiologische
Einrichtung auch für kleine und kleinste Anlagen mit guter Reinigungswirkung, größer
Betriebssicherheit und geringer Wartung zu schaffen.
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Die Erfindung- geht -zur Lösung dieser Aufgabe davon .aus, däß
-es zum biologischen Reinigen von Flüssigkeiten, insbesondere von Abwasser,
bekannt ist, das Füllgut in einer drehbaren Trommel in loser Schüttung :derart anzuordnen,
daß es - bei der Drehung der Trommel in die in diese- eingebrachte Flüssigkeit eintaucht,
bei weiterer Drehung -durch die Flüssigkeit hindurchbewegt wird und dann wieder
auftaucht, worauf .das Füllgut- mit den -an ihm haftenden Flüssigkeitsteilen durch
den über der Flüssigkeit befindlichen Belüftungsraum -der- Trommel bewegt und-belüftet
wird.-Es - sind Einrichtungen -dieser Art bekannt, bei denen eine drehbare Trommel
-mit einem aus einem Drahtsieb bestehenden Trommelmantel und äußeren schraubenförmig
verlaufenden Rippen heb- und senkbar in einem Behälter gelagert ist, der mit einem
Einlauf und einem Auslauf für Schmutzwasser versehen ist.
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Die Trommel enthält jedoch kein Füllgut; vielmehr sollen sich die
in dem Abwasser enthaltenen organischen Stoffe an den Siebwänden absetzen, bis nach
einigen Tagen ein Gleichgewichtszustand erreicht ist.
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Bei einer anderen bekannten Einrichtung dieser Art wird der Flüssigkeitsspiegel
in der sich drehenden Belüftungstrommel unter dem halben Trommeldurchmesser gehalten,
und das Füllgut füllt das Innere der Trommel nur zu einem geringen Teil aus, so
daß in .der Trommel. besondere Vorrichtungen angeordnet sein müssen, damit das Füllgut
bei der Drehung der Trommel mitgenommen wird und nicht dauernd unterhalb des Flüssigkeitsspiegels
bleibt.
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Durch die Erfindung soll die Leistungsfähigkeit solcher Einrichtungen
bei zugleich. vereinfachter Ausbildung der Belüftungstrommek dadurch verbessert
werden, daß innerhalb der Belüftungstrommel an deren Mantel nach der Trommellängsachse
zu gerichtete schrauben- oder schneckenartig verlaufende Leitflächen fest angebracht
sind.
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Es ist bereits durch die britische Patentschrift 508 881 bei einer
Einrichtung zum Belüften von Wasser eine drehbar gelagerte, mit Füllgut angefüllte
Belüftungstrommel bekannt, die vom zu behandelnden Wasser durchflossen wird, vgl.
auch den älteren Vorschlag des Erfinders gemäß Patent. 1184 286.-Schrauben- oder
schneckenartig verlaufende Leit. Flächen sind dort nicht vorgesehen.
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Bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung wird durch die
schrauben- bzw. schneckenförmigen Leitbleche der Weg, den. das zu reinigende Wasser
in der BelüftungstromineLzurücklegen muß,
um durch das Füllgut hindurch
bis zum Ablauf zu gelangen, wesentlich verlängert, da ein beträchtlicher Teil der
Flüssigkeit nicht nur durch seine Haftwirkung an dem Füllgut, sondern auch durch
die Drehung der Leitflächen wiederholt in den Belüftungsraum der Trommel gehoben
wird. Dabei wird durch die ständige Drehung der Belüftungstrommel mit dem Füllgut
und den eingebauten schneckenartigen Leitflächen gewährleistet, daß das von neuem
nach unten kommende Füllgut von Abwasser in erheblichem Umfang durchflutet wird,
wobei das Abwasser durch die Leitflächen in horizontaler Richtung gegen die Auslaufseite
abgedrängt wird, ähnlich wie es bei Förderschnecken für festes Material oder bei
Schraubenpumpen für Flüssigkeiten der Fall ist. Im vorliegenden Fall dreht sich
jedoch die gesamte Trommel zusammen mit den fest eingebauten Leitflächen und dem
darin befindlichen Füllgut. Infolge des ständigen Eintauchens des Füllgutes in das
zu reinigende Abwasser und die ständige Benetzung des Füllgutes oberhalb -des Wasserspiegels
bzw. in dem Belüftungsraum besiedelt sich das Füllgut, ähnlich wie bei Tropfkörperanlagen,
mit Belebtschlamm, der seinerseits wieder, wie bereits erwähnt, für die Reinigung
entscheidend ist.
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.Ist nur eine geringe Abwassermenge zu reinigen und ist genügend Gefälle
vorhanden, so kann das zu reinigende Abwasser, das vorher durch eine besondere Anlage
entschlammt worden ist, in die Belüftungstrommel eingeleitet werden.- Die Trommel
wird dabei entsprechend dem vorhandenen natürlichen Gefälle schräg abfallend mit
einer verhältnismäßig geringen Steigung der schraubenartigen Leitflächen angeordnet,-
so daß das Abwasser einen' möglichst langen Weg. durch das Füllgut nehmen muß und
; wobei das Abwasser sehr oft in den Belüftungsraum der Trommel gehoben wird.
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Bei kleineren Wassermengen wird entsprechend den Richtlinien des Deutschen
Normenausschusses der Auslauf unmittelbar in den Vorfluter geleitet , werden können.
Bei größeren Anlagen kann es aber erforderlich sein, den sich in der Belüftungstrommel
entwickelnden Schlamm, der auch laufend ausgespült wird, in einem Nachklärbecken
zurückzuhalten.
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. Um die biologische Leistung der Belüftungstrommel zu erhöhen und
gegebenenfalls eine zu große Verschlammung des Füllgutes zu vermeiden, kann, ähnlich
wie bei Tropfkörperanlagen, das zufließende Abwasser mit dem Ablauf aus der Belüftungstrommel
verdünnt -werden. Die an der Einlaufseite der Trommel sich sonst von Natur aus bildende
polysaprobe Zone wird durch die Verdünnung und durch das eintretende Animpfen mit
Schlamm aus dem Trommelablauf unterbunden und damit die Reinigungswirkung erhöht.
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Ein weiterer vorteilhafter Vorschlag der Erfindung besteht- darin,
daß die Belüftungstrommel in Richtung des Flüssigkeitsdurchganges mit einer solchen
Neigung angeordnet ist, daß die Drehbewegung der Belüftungstrommel durch die Strömungskraft
der auf die Leitflächen auftreffenden Flüssigkeit erzeugt wird. Die Belüftungstrommel
kann aber auch mit umgekehrter Neigung oder waagerecht angeordnet sein, wobei dann
für ihre Drehbewegung ein maschineller Antrieb angeordnet wird.
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. Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform ergibt sich, wenn das
Füllgut die Belüftungstrommel zwischen Mantel, Leitflächen und- den Stirnwandungen
voll ausfüllt und aus unregelmäßig geschütteten Füllgutstücken von möglichst großer
Oberfläche und geringem Gewicht besteht.
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Die Belüftungstrommel nach der Erfindung kann in verschiedener Weise
verwendet werden. -Sie kann erstens dazu verwendet werden, Abwasser in einem Durchgang
vom Zulauf bis zum Ablauf zu reinigen.
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Weiterhin kann; wie bereits erwähnt, gereinigtes Abwasser aus einem
Nachklärbecken zur Verdünnung des zulaufenden Abwassers zurückgeleitet und dieses
Gemisch in der Belüftungstrommel gereinigt werden.
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Schließlich kann die Belüftungstrommel als reiner Belüftungskörper
und Schlammentwickler für eine Belebtschlammanlage verwendet werden. Im letzteren
Falle wird ein ständiger Kreislauf von Belebtschlamm-Abwasser-Gemfisch geschaffen,
das dem zu reinigenden Abwasser zugesetzt und dann gereinigt wird. Das Gemisch von
Belebtschlamm und dem zu reinigenden Abwasser wird innerhalb der Belüftungstrommel
belüftet,- dabei Schlamm erzeugt und in Bewegung- gehalten. Nach Verlassen der Belüftungstrommel
wird dieses Schlamm-Abwasser-Gemisch in ein Kontaktbecken abgeleitet, wo. es eine
bestimmte Zeit verbleibt und dann- aus dem Tiefpunkt des Kontaktbeckens abgeleitet
und erneut durch die Belüftungstrommel belüftet und dem Kontaktbecken wieder zugeleitet
wird. Das Kontaktbecken kann dann vorteilhaft in kombinierter Ausführung mit einem
Kontaktnachklärbecken zur Ausführung gelangen.
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Weitere vorteilhafte Merkmale- der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche
4 bis 6. Nachstehend ist die Erfindung an Hand der in der Zeichnung als Beispiel
dargestellten Ausführungsform einer Einrichtung für größere Abwassermengen näher
beschrieben.
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Bei der dargestellten Einrichtung ist die Belüftungstrommel 2 in einen.
mit Abwasser gefüllten. Belüftungstrog 1 eingesetzt. Sie wird in diesem langsam
gedreht und der Belüftungstrommelablauf durch die Leitung 6 einem Kontaktnachklärbecken
3 zugeleitet. Der größte Teil des.-.Schlamm-Wasser-Gemisches wird aus dem Tiefpunkt
des Kontakinachklärbeckens 3 über die .Leitung 7 wieder der Belüftungstrommel 2
zugeführt und nur ein Teil des biologisch gereinigten Abwassers, das sich im oberen
Teil des Kontaktnachklärbeckens befindet, wird entschlammt und gereinigt und durch
die Leitung 5 zu
einem Vorfluter abgeleitet.
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Mit 4 ist die Zulaufleitung zur Belüftungstrommel 2 bezeichnet. Die
Belüftungstrommel 2 ist am vorderen Ende durch ein Lager 8 und am rückwärtigen Ende
durch das Drehlager 9 gehalten. Durch einen Antriebsmotor 10 wird die . Belüftungstrommel
2 über eine Welle 11 ständig in einer sich langsam drehenden Bewegung gehalten.
Die Welle 11 kann als Hohlwelle ausgebildet und mit einem in der Belüftungstrommel
2 zentrisch gelegenen Belüftungskanal 13 verbunden sein, der zur zusätzlichen Belüftung
der Trommel dient. Im. Belüftungstrog 1 ist am Trommelende eine halbmondförmige
Platte 12 vorgesehen, die durch den erhöhten Wasserdruck an der Auslauf-Seite gegen
den unteren Rand der Belüftungstrommel 2 angedüickt wird und den Belüftungstrommelablauf
vom .Belüftungstrog 1 bzw. den Zulauf absperrt.
In der Belüftungstrommel
2 sind gemäß der Erfindung schrauben- bzw. schneckenartig verlaufende Leitflächen
15 angeordnet, die fest am Trommeiman-° tel angebracht sind und z. B. durch entsprechend
ge# wundene Bleche gebildet sein können. Der gesamte Hohlraum der Belüftungstrommel
2 ist mit Füllgut aus Füllgutstücken möglichst großer Oberfläche und von leichtem
Gewicht gefüllt. Beispielsweise. können die Füllgutstücke aus sogenannten Raschigringen
bzw. zylindrischen Hohlkörpern aus Leichtstoff bestehen, deren Durchmesser etwa
gleich ihrer Höhe bzw. Länge ist. Die Füllgüistücke können aber auch in anderer
Weise ausgebildet sein. Zum Beispiel können sie alle oder nur zum Teil schöpfgliederartige
Form haben. Sie sind in jedem Falle in unregelmäßiger Schüttung in die Trommel eingefüllt
und worden in dieser mit gegenseitiger Verspannung in dichter Anlage an den Trommelwandungen
und den Leitflächen-15 gehalten, so daß sie sich beim Drehen der Trommel mit dieser
drehen und sich nicht gegenüber den Trommelwandungen und den Leitflächen 15 bewegen
können. Zur gegenseitigen Verspannung'und unbeweglichen Anlage der Füllgutstücke
an der Trommelwandung und den Leitflächen kann z. B. eine der Stirnwände der Belüftungstrommel
2 in Achsrichtung der Trommel verstellbar und als Preßglied ausgebildet sein, das
bei seinem durch Schrauben od. dgl. erfolgenden Anziehen die Füllung der Trommel
in eine feste gegenseitige Lage bringt.
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Bei der dargestellten Anordnung tritt das mechanisch gereinigte Abwasser
durch die Zulaufleitung 4 in den Belüftungstrog 1 ein, vermischt sich dort mit dem
zurückgeführten Schlamm-Abwasser-Gemisch aus der Leitung 7. Bei der Drehung der
Belüftungstrommel 2 wird es in diese eingeschöpft und entsprechend der Umdrehung
durch die schraubenförmigen Leitflächen 15 nach der Ablaufseite der Belüftungstrommel2
geführt und gelangt dann über die Leitung 6 in das Kontaktnachklärbecken 3. Der
größte Teil dieses Schlamm-Wasser-Gemisches, sinkt zum Tiefpunkt des Kontaktnachklärbeckens
ab und gelangt durch die Leitung 7 wieder in den Belüftungstrog 1. In diesem vermischt
sich das Schlamm-Abwasser-Gemisch wieder mit dem Zulauf und tritt erneut in die
Belüftungstrommel 2 ein. Nur ein kleiner Teil im Verhältnis zur Belüftungstrommel
Förderung des so geförderten und belüfteten Abwassers, und zwar die in der Zulaufleitung
4 ankommende Abwassermenge, wird sich im oberen Teil des Kontaktnachklärbeckens
in aufsteigender Bewegung entschlammen und über die Leitung 5 als gereinigter Abfluß
einem Vorfiuter zugeführt werden.
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Wie bereits erwähnt, stellt die beschriebene Ausführungsform nur ein
Beispiel dar, das in mancherlei Hinsicht Änderungen erfahren kann. So kann unter
anderem die Belüftungstrommel an der Einlauf- und an der Ablaufseite Fang- bzw.
Auslaufeinrichtungen aufweisen, die es ermöglichen, den Zulauf bzw. auch verdünnten
Zulauf unmittelbar in die Belüftungstrommel einzuleiten. Das zurückgenommene Schlamm-Wasser-Gemisch
aus dem Kontaktnachklärbecken muß dann in die Zulaufleitung 4 geleitet werden und
sich mit dem mechanisch gereinigten Abwasser vermischen. Auf der Ablaufseite der
Belüftungstrommel wird dann eine Ablaufeinrichtung vorgesehen, die es gestattet,
einen Teil des Abwasser-Schlamm-Gemisches in einem Trichter aufzufangen, dessen
Fortsetzung die Leitung 6 ist, die zum Kontaktnachklärbecken führt, und. einen anderen
Teil als überschußschlamm der mechanischen Vorreinigung zuzuführen. Auf diese Weise
erübrigt sich der Belüftungstrog, und die gesamte Belüftung'strommel2 kann außen
trocken ohne besonderen Unterbau und mit weniger Geruchsbelästigung betrieben werden.
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Es ist aber auch möglich, vom Trommelende Rohrleitungen entweder innerhalb
oder außerhalb der Trommel zum Trommelanfang zu führen, so daß ein bestimmter Teil
des bereits durch die Tommel bewegten Abwassers wieder zum Trommelanfang zurückfließt.