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Vorrichtung zur mechanisch-biologischen Reinigung von Abwasser.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur mechanisch-biologischen
Reinigung von Abwasser in einem kompakten Bauwerk, das es gestattet, Wassermengenspitzen
aufzufangen und zu speichern, damit die Vorrichtung jeweils im wirtschaftlichsten
Bereich betrieben und der allmählich zunehmenden Ab-
wasserbelastung angepaßt
werden kann.
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Es ist bereits bekannt, die biologische Reinigung von Abwasser
mit Hilfe von fest eingebauten oder schwimmenden Belüftungseinrichtungen vorzunehmen
und derartige Einrichtungen auch im Wasser hin und her zu bewegen. Die bisher verwendeten
Einrichtungen haben jedoch entweder den Nachteil, daß Wassermengenspitzen, wie sie
z.B. bei Abwasserstößen und bei Regen auftreten, auf Grund des mangelnden Rauminhaltes
der verwendeten Vorrichtung nicht bewältigt werden können oder in der verwendeten
Vorrichtung kann bei ausreichendem Rauminhalt nicht die notwendige Turbulenz erzeugt
werden, so daß es zu mangelnder Belüftung und zu unerwünschten Schlammablagerungen
kommt. So ist z.B. aus der DAS 1 202 227 eine von einem Schwimmkörper
getragene Belüftungseinrichtung bekannt, die in einem Belebungegraben
intermittierend
hin und her bewegt wird. Dabei bleiben jedoch bestimmte Teile des Belebungegrabens,
insbesondere die Randzoneng nur schwach bewegt und der Sauerstoffeintrag erfolgt
nur in der von der Belüftungseinrichtung bestrichenen Zone. Ein weiterer
Nachteil der bekannten Vorrichtung ist darin zu sehen, -daß dabei der Schlamm mittels
einer von der Belüftungseinrichtung getrennten Pumpe von der Beckensohle über den
Wasserspiegel gefördert wird, während die Belüftung unabhängig davon mit Hilfe eines
Gebläses erfolgt.
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Ziel der vorliegenden Erfindung war es nun, eine Vorrichtung zur mechanisch-biologischen
Reinigung von Abwasser zu entwickeln, die diese Nachteile nicht aufweist. Dabei
soll davon ausgegangen werden, daß diese Vorrichtung insbesondere für größere Abwassermengen
eingesetzt und in einer möglichst kompakten Bauweise ausgeführt werden sollg damit
die Baukosten für die Errichtung der Anlage möglichst gering bleiben. Weiterhin
soll auf möglichst niedrige Betriebskosten und eine gute Regelungsfähigkeit der
Anlage Wert gelegt werden.
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Die erfindungegemäße Vorrichtung zur mechanisch-biologischen Reinigung
von Abwasser besteht dabei aus einem kreisförmigen Klärbecken mit einem im Mittelpunkt
desselben angeordneten Zulaufdüker, der in den Bereich einer mechanischen Reinigungszone
mündet, einer am Rande des Klärbeckens gelegenen Wasserablaufrinne sowie einer um
die Mittelpunktsachse des KlUrbeckens drehbar angeordneten und sich über den Beckenradius
erstreckenden
Räumerbrücke, die mit Bodenräumschildern ausgerüotet ist und wobei die erfindungsgemäße
Vorrichtung gemäß ihrem Hauptanspruch dadurch gekennzeichnet ist, daß innerhalb
der ringförmigen Belebungszone des Klärbeckens eine der jeweiligen Belastung anpaßbare
Oberflächenbelüftungseinrichtung angeordnet ist, die über eine höhen- und längenverstellbareg
aber sonst starre Halterung mit dem über die Mittelpunkteachse des Beckens hinaus
verlängerten Ende der Räumerbrücke verbunden ist, daß ferner zwischen der Belebungszone
und der Wasserablaufrinne ein-j ringförmige Nachklärzone angeordnet ist, die ihrerseits
über eine Ablaufvorrichtung mit der Wasserablaufrinne verbunden ist und wobei die
Ablaufvorrichtung aus einer oder mehreren Lochreihen bestehtg die durch eine an
der Räumerbrücke befestigte Bürste gereinigt werden.
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Als der jeweiligen Belastung anpaßbare Oberflächenbelüftungeeinrichtung
kann dabei vorteilhafterweise ein sogenannter Bolton- oder Simplexkreisel (vergl.
K. Imhoff, Taschenbuch der Stadtentwüsserung, München 1960, S. 154/155) angewandt
werden. Dies schließt natürlich die Anwendung von Oberflächenbelüftungseinrichtungen
anderer Bauart nicht aus.
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Pie OberflUchenbelüftungseinrichtung kann dabei gemäß einem weiteren
Merkmal der Erfindung mit einem sie tragenden kreisförmigen oder polygonen Schwimmkörper
ausgestattet werdent wobei dieser Schwimmkörper als Hohlkörper ausgebildet uhd mit
einer verschließbaren Öffnung für die Ballasteinfüllung versehen ist.
Die
Halterung für die Oberflächenbelüftungseinrichtung besteht dabei aus einem oder
mehreren Teleskoprohren.
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Wie bereits festgestellt wurdej weist die Ablaufvorrichtung,-die die
Nachklärzone mit der Wasserablaufrinne verbindet, eine oder mehrere lochreihen aufg
durch die das Wasser hindurchtreten kann. Die Öffnung der unteren Lochreihen wird
dabei so bemessen, daß sie pro Zeiteinheit eine konstante Wassermenge durchtreten
lassen, die in etwa der durchschnittlichen Zulaufwassermenge entspricht. Anstelle
der Lochreiheikönnen dabei auch entsprechend angeordnete Abflußrohre eingesetzt
werdeng wobei die in den unteren Reihen angeordneten Rohre an dem zur Beckeninnenseite
hin gelegenen Ende mit Blenden versehen sind, die so ausgebildet sind, daß sich
der Reibungswiderstand bei ansteigender Durchtrittageschwindigkeit so vergrößert,
daß nur eine möglichst gleichmäßige vorbestimmte Wassermenge austritt.
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Die Wirkungeweise der erfindungegemäßen Vorrichtung wird am besten
an Hand der Abbildungen erläutert.
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Abbildung 1 stellt dabei einen Querschnitt durch die Vorrichtung
dar, während Abbildung 2 einen Ausschnitt aus der Draufsieht zeigt.
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Das zu reinigende Abwasser tritt über den Zulaufdüker 2 in der Mitte
des Klärbeckens 1 ein, wobei es zunächst in den
Bereich der
mechanischen Reinigungezone 3 gelangt. Hier können sich die absetzbaren Stoffe
im Schlammtrichter 17 ablagern und werden durch die Leitung 10 abgezogen.
Das mechanisch weitgehend vorgereinigte Abwasser gelangt sodann über die offene
Ringzone 23 in die Belebungszone 4, in der es mit Hilfe der schwimmenden
Oberflächenbelüftungseinrichtung 59 in diesem Falle ein Simplex-Kreisell
mit Sauerstoff angereichert wird. Die Oberflächenbelüftungseinrichtung ist dabei
mit Hilfe der Teleskoprohre 6a und 6b längen- und höhenverstellbar, aber
sonst starr mit dem über die Mittelpunktsachse des Beckens 14 hinaus verlängerten
Ende der Räumerbrücke 7 verbunden. Das heißt, bei der Fahrbewegung der Räumerbrücke
wird gleichzeitig die Oberflächenbelüftungseinrichtung durch die Belebungezone 4
bewegt. Dank der Teleskoprohre 6a und 6b ist es dabei möglich, den Radius
der sich bewegenden Oberflächenbelüftungseinrichtung ständig zu verändern, so daß
eine schlangenlinienförmige Bewegung derselben innerhalb der Belebungszone erfolgt.
Dadurch wird ein wesentlich größeres Volumen der Belebungszone als bei den bisher
bekannten Vorrichtungen mit Sauerstoff versorgt. Es tritt auch in den Randzonen
eine ausreichende Turbulenz ein und Schlammablagerungen werden vermieden.
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Aus der Belebungszone gelangt das Abwasser durch die offene Ringzone
19 in die Nachklärzone 8, deren Boden mit der Abschrägung 20 versehen
ist. Von hier aus wird der sich absetzende Belebtochlamm bei sehr hoher Zuflußbelastungg
gegebenenfalls auch Frischschlamm, mit i.lilfe der Bodenräumechilder 12a und
12b
in den Schlammtrichter 17 gefördert, von wo er
durch die Leitung 18 leicht abgezogen werden kann.
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Die Nachklärzone ist über die Ablaufvorrichtung
9 nit- der
am 'Außenrand des Beckens befindlichen Ablau-L-"ri-,ine
13 verbunden. Die
Ablaufvorrichtung besteht in diesem Falle aus einer unteren Lochreihe 15a und einer
darüber angeordneten, auf Lücke versetzten Lochreihe
15b. Die Öffnungen der
unteren Lochreihen 15a sind dabei so bemessen, daß sie pro Zeiteinheit eine konstante
Wassermenge hindurchtreten lassen, die in etwa der durchschnittlichen Zulaufwassermenge
entspricht. Dadurch ist es möglich, schwankende Zulaufwassermengen zu speichern.
Ist die Zulaufwassermenge nämlich größer als der Durchschni-II-Otswert, so wird
diese überschüssige Wassermenge zunUchst aufgestaut und erst wenn der Wasserspiegel
im Becken die HöhFc der oberen Lochreihe erreicht, kann das durch die untere Lochreih:##
nicht hindurchgelassene Wasser durch die obere Lochreilie hindurchtreten. Ist dagegen
die Zulaufwassermenge geringe-- als der Durchschnitt, so sinkt der Wasserstand im
Becken jeweils nur auf das Niveau der untersten Lochreihe ab. Das heißt, die liGhe
des Minimal- und Maximalwasserstandes im Becken werden durch das 11?>iveau der unteren
und der oberen Lochreihe bestimmt. Durch den Abstand zwischen beiden Lochreihen
läßt sich somit auch die Speich-3rkapazität des Beckens für schwankende Zulaufwassermengen
im Voraus festlegen. Da bei dieser Regelung de,#3 Abflusses die Öffnungen der Lochreihen
naturgem"..9 relativ klein sein müssen, ist an der Räumerbrücke eine Bürste
16 angebracht, die mit der Fahrbe-
die Drehzahl der Oberflächenbelüftungseinrichtung als auch die
Umlaufgeschwindigkeit der-Räumerbrücke erhöhen wird.
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.Neben der guten Speichermöglichkeit für schwankende Zulaufwas, sermengen
und der guten Regelbarkeit der Betriebebedingungen weist die erfindungsgemäße Vorrichtung
noch folgende Vorteile auf :
Kompakte Bauweisey d.h. mechanische Reinigungezone,
Belebungszone und Nachklärzone sind zu einer baulichen Einheit zusammengefaßt. Das
bedingt niedrige Inveatitionskosten beim Bau der Anlage.
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Große konstruktive Ähnlichkeit mit den bereits bekannten
Schlamm äumerbecken. Etwa vorhandene Anlagen dieser Art können dabei mit
relativ niedrigen Kosten zu einer mechanisch-biologischen Reinigungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung umgebaut werden. Dabei entfallen wichtige Kostenfaktoren,
wie z.B. Anlage des Beckens und der dazugehörigen Fundamente.
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Anwendung der Oberflächenbelüftungstechnik, d.h. diese Arbeitsweise
hat gegenüber der Anwendung von Druckluft, wie sie bei den aus dem Stande der Technik
bekannten Belüftungseinrichtungen erfolgt, folgende Vorteile
a)
Verzicht auf Gebläseeinrichtung mit den erforderlichen Rohrleitungen, Filtern,
Armaturen usw., b) größere Betriebsmöglichkeit durch den Wegfall von
mögliehen Verstopfungen" e) weitgehende Zerstörung des Schaumes, und
d) die gute Regelbarkeit der Oberflächenbelüftungsvorrichtung zur Anpasstuig
an wechselnde, insbesondere plötzlich steigende Abwassermengen, worauf bereits weiter
oben hingewiesen wurde.
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Der technische Fortschritt der erfindungsgemäßen Vorrichtung dürfte
somit eindeutig klargestellt sein.