DE1759660A1

DE1759660A1 - Abwasserreinigungssystem

Info

Publication number: DE1759660A1
Application number: DE19681759660
Authority: DE
Inventors: Nordgaard Carl Sigvard
Original assignee: NORDGAARD CARL SIGVARD
Current assignee: NORDGAARD CARL SIGVARD
Priority date: 1967-05-23
Filing date: 1968-05-24
Publication date: 1971-06-16
Also published as: FR1563561A; GB1198566A; US3485372A

Description

PATE NTANWALTE

DR.-ING. H. FINCKE 8 München s,

DIPL.-ING. H. BOHR MOllerstraee 31 24. MAI 1968

DIPL-ING. S. STAEGER

Fe r η r u f: ·26 ίΟόΟ I / J J D D U

Mappe 7557 - Dr.K/He

CARL SIOVARD NORDGÄRD NACKA / SCHWEDEN

"Abwasserreinigungssystem" Priorität : 23. 5. I967 - Schweden

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur biologischen Reinigung von Abwässern, insbesondere Stadtabwässern, und zur Entfernung von Nährsalzen aus den gereinigten Abwässern.

Vorrichtungen zur biologischen Reinigung von Abwässern, insbesondere Stadtabwässern, bei denen sogenannte Tauchzylinder oder -walzen verwendet werden, sind in der Literatur beschrieben und bekannt. Die Systeme, die mit Tauchbetten arbeiten, unterscheiden sich von anderen biologischen Reinigungssystemen hauptsächlich darin, das die Mikroben, die aufgrund ihrer Aktivität das Abwasser von organischen Substanzen reinigen, auf der Oberfläche von zylindrischen Sohelben wachsen, die auf einer Welle befestigt sind, welche mit Hilfe eines Motors in Drehung versetzt wird. Die

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Scheiben werden bis zur Hälfte oder mehr In das Abwasser eingetaucht. Aus diesem Gründe sine* die Mikrobeo eine gewisse Zeit lang Innerhalb des Abwassers, wo sie organisches Material absorbieren, und sind weiterhin auch eine Zeit lang überhaIb der Wasseroberfläche, wo sie Zugang zu dem aktivierenden Sauerstoff in der Luft haben.

Der Nachteil dieser Vorrichtungen besteht darin, daß die Scheiben nur in verhältnismäßig Iclelnen Reinigungsanlagen verwendet werden können, wobei sie nur eine verhältnismäßig kleine Menge Wasser behandeln, da das zugehörige Basin einen halbzylindrischen Querschnitt haben muß, damit die auf den Scheiben vorhandenen Mikroben ihre Aktivität im gesamten Wasserkörper ausüben können. Aus Kons tr uk tionegr linden und auch aus wirtschaftlichen Gründen 1st es unmöglich, Scheiben herzustellen, die größere Durchmesser als ungefähr 4 m aufweisen.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, diese Naohteile vollständig zu beseitigen, indem eine Vorrichtung vorgeschlagen wird, die in allen existierenden Basin-Typen, groß oder klein, mit rechteckigen oder teilweise kreisförmigen Querschnitt, verwendet werden können.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu sohaffen, welohe einen außerordentlichen wirtschaftlichen Umbau

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von Reinigungsanlagen mit niedrigem Reinigungegrad erlaubt, wie z.B. von Reinigungsanlagen der ⁿEmscherⁿ-Type, die in vielen, vorzugsweise europäischen« Ländern verwendet werden, so daß sie im Hinblick sowohl auf die Entfernung von organischen Substanzen als auch auf die Herabsetzung des Oehaits an Nährsalzen mit einem sehr hohen Reinigungsgrad arbeiten.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher er- ^ läutert.

In den Zeichnungen zeigen : Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine herkömmliche, einen

niedrigen Reinigungsgrad ergebenden Reinigungsanlage, die gemäß der Erfindung in eine einen hohen Relnigungsgrad ergebenden Reinigungsanlage umgebaut ist,

Fig. 2 eine Teilschnittsansicht im stark vergrößerten Maßstab des in Fig. 1 mit dem Kreis A eingekreisten Teils;

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Aufsicht an den Linien III-III von Fig. 2;

Flg. 4 und 5 ähnliche Querschnittsanslohten wie Flg. 1 duroh zwei andere Reinigungsanlagen gemäß der Erfindung.

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Oemäß der AusfUhrungsform von Flg. 1, 2 und 2 1st ein Basin einer typischen Stadtabwasseranlage 25 mit niedrigem Reinigungsgrad der Emscher-Type 1st mit einer Vielzahl von Reinigungsaggregaten oder Eintauchbetten gemäß der Erfindung ausgerüstet*

Bei der AusfUhrungsform von Flg. 1 besteht das Aggregat aus zwei Eintauchbetten 21 bzw. 22, die konzentrisch angeordnet sind. Ein jedes der Eintauchbetten ist auf vier rohrförmigen Wellen oder Umlenkrollen 6 befestigt. Diese Aggregate, welche vorzugsweise auf einem Fließband vorfabriziert werden, bestehen aus den folgenden Teilen, die am besten in Flg. 2 zu sehen sind. In Flg. 2 bezeichnet 1 Scheiben, die aus einem geschäumten KunststoffmaterIaI oder einem anderen geeigneten Material bestehen, das nicht duroh Abwasser oder Stadtabwasser angegriffen wird. Um den darauf wachsenden Mikroben eine große Oberfläche darzubieten und um gleichzeitig Material einzusparen und das Qewloht zu reduzieren, weist Jede Scheibe Rippen 3 auf, die öffnungen 2 umgeben, weloh« gleichmäßig Über die Oberfläche verteilt sind. Diese Scheiben sind dicht aneinander um den ganzen Umfang eines endlosen Bandes 5 angeordnet, welches aus synthetischem Kunststoff, synthetischem Gummi oder einem ähnlichen sehr flexiblen Material besteht. Das Band 5 von Flg. 2 bedeckt nioht das gesamte Basin 25 in einem einzigen StUok, gesehen senkrecht auf die Ebene von Flg. 1, sondern ein Eintauohbett umfaßt eine Vielzahl solcher Bänder von

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geringer Breite« die Seite an Seite angeordnet sind» wie es In PIg. 3 zu sehen 1st, Um zu verhindern, daß sich die Scheiben 1 vom Band 5 aufgrund der Änderung der Laufrichtung lösen, die dadurch hervorgerufen wird, daß das Band über die rohrförraige Welle 6 läuft, ist jedes Band mit einem Befestlgungste11 4 von geringerer Breite ausgerüstet. Die Wellen werden aus synthetischem Kunststoff oder einem ähnlichen widerstandsfähigen harten Material hergestellt und ruhen mit ihren Enden in (nicht gezeigten) Sockeln, die mit Legerungstellen versehen sind, welche die Reibung auf ein Minimum herabsetzen, wenn die Wellen in Drehung versetzt werden. Diese Sockel sind ihrerseits an den gegenüberliegenden Wandungen des Basins 25 derart befestigt, (einer ist in Fig. 3 gezeigt), daß sie in einer vertikalen Richtung verrückt werden können, damit das Band beim Zusammenbau gespannt werden kann, so daß es ausreicht, nur eine Welle eines jeden Aggregats zu drehen, um damit alle Wellen in den beiden in Pig. I gezeigten Aggregaten mit der gleichen Geschwindigkeit in Drehung zu versetzen. Zu diesem Zweck ist ein Sockel oder ein ähnliches Teil fest an einem Wellenende befestigt, von wo aus eine Verlängerung durch die Basinwandung zu einem Motor 26 hindurchtritt, die die Antriebswellen der beiden Aggregate über eine Zwischenverbindung in Drehung versetzt (Flg. 3). Das Band kann mit einer Drehgeschwindigkeit von ungefähr 1 bis 2 U/min in Drehung versetzt werden. Da diese Bänder, welche aus einem bis zu einem gewissen Ausmaß dehnbaren

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Material hergestellt sind, linger werden und aus diesem Grunde auf den Wellen gleiten können, wird die Spannung In geeigneter Welse mit Hilfe von Federn oder anderen Bauteilen (nicht gezeigt) aufrecht erhalten, welche an der Wellenhalterung angreifen, die In vertikaler Richtung beweglich 1st. Der Motor kann auch die beiden eingetauchten Bünder 5 bewegen, so daß die Mikroben, die auf den Scheiben 1 wachsen, organischen Stoff aus dem Abwasser absorbieren und nach ihrem Austritt Sauerstoff aus der Luft aufnehmen. Der höchste Stand des Abwassers darf deshalb nicht höher sein als die obere Ebene der obersten Wellen, um einen guten Sauerstoffzugang aus der Luft zu gewährleisten.

Um die größtmögliche Oberfläche zu schaffen, sind die Scheiben Seite an Seite mit nur einem so geringen Abstand angeordnet, als es das Waohstum der Mikrobenmasse zuläßt (normalerweise ungefähr 2 cm), wie dies aus Fig. 3 zu sehen 1st, welche einen Teil von 2 Bändern von oben gesehen zeigt. Um den Durchgang durch das Wasser leichter zu machen und um einen Wasserstrom hierdurch zu ermöglichen, sind die Ränder der Bänder nicht dicht aneinander sondern mit einem Abstand befestigt. Duroh Anordnung von zwei und gegebenenfalls mehr Aggregaten oder Eintauchbetten, wobei ein Aggregat innerhalb des anderen angeordnet ist, wird es möglich sehr viel Abwasser zu behandeln. In der in Fig. 1 gezeigten Anlage kann das Abwasser in der duroh gestrichelte Linien angezeigten Zone biologisch gereinigt werden.

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Wenn aus Irgendeinem Grunde die Scheiben 1 sehr hoch gemacht werden müssen, dann besteht die Gefahr, daß sie sich zur Seite neigen und einander berühren, so daß der Abstand zwischen ihnen zu schmal wird. Dies kann dadurch verhindert werden, daß man «inen Streifen 11 auf dem oberen Teil parallel Seite an Seite angeordneten Scheiben vorsieht.

Wenn lange Basins mit geringer Breite und ein hochverunreinigtes Wasser vorliegen«, dann ist es vorteilhaft - auch vom biochemischen Standpunkt - mehrere solche Systeme zu verwenden, die aufeinanderfolgend angeordnet sind, aber voneinander durch Absetzbasins flir die Abscheidung des bei der Reinigungsbehandlung gebildeten Schlamms getrennt sind. Versuche haben gezeigt, daß die Verweilzeit filr das Abwasser in einem Jeden Eintauchbett 3 bis 4 Stunden nicht überschreiten darf, da die Mikroben nach dieser Zeit nicht mehr viel organische Substanz absorbieren, sondern stattdessen Nährsalze bilden, die eine zweite Verunreinigung verursachen, wenn sie den Aufnahmebehälter erreichen.

Beim Neubau von Basins mit Reinigungsaggregaten nach dem vorliegenden Prinzip kann ein geeignetes Basin für kleinere Anlagen die in Fig. 4 gezeigte Form und für größere Anlagen die in Fig. 5 gezeigte Form aufweisen. Aufgrund der starken Neigung wird der gesamte Bodenschlamm in der Bodenrinne 23 gesammelt und kann

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leicht mit Hilfe einer Schlammabsaugung oder eine ähnlichen in die Rinne elnfUhrbaren Einrichtung entfernt werden.

Die Anzahl der Wellen oder Rollen 6, um die das Band 5 läuft, soll gemäß der Erfindung mindestens drei betragen, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. In Flg. 5 sind drei Eintauchbetten 21, 22, konzentrisch ineinander in der vertikalen Ebene vorgesehen, aber natürlich kann die Anzahl der Betten noch größer sein, insbesondere in großen Anlagen. Wenn das innerste Eintauchbett oder die Innersten Eintauchbetten dauernd oder Überwiegend unterhalb des Wasserspiegels liegen, dann kann die Zuführung des Sauerstoffs zu den Mikroben durch Einspritzen von Luft in einer Welse erfolgen, die welter unten beschrieben wird.

Bisher wurden nur die Prinzipien der Anlage fUr die biologische Reinigung ausführlich beschrieben, während die Herabsetzung der Bildung Nährsalzen, welche ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung 1st, lediglich damit angedeutet wurde, daß auf die kurze Verweilzelt des Abwassers in einem jeden Aggregat hingewiesen wurde. Es sind jedoch große Mengen Nährsalze in den Abwässern und Stadtabwässern vorhanden, die von Waschmitteln, welche Phosphate usw. enthalten, stammen. Außerdem kann es nicht vermieden werden, daß eine beträchtliche Menge Nährsalze in dem biochemischen Reinigungsverfahren gebildet wird. Aus diesem Grunde

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1st das Problem der Entfernung von Nährsalzen aus dem "gereinigten Wasser", das aus der Reinigungsanlage herauskommt, in vielen Ländern sehr schwierig geworden.

Wenn ein an Nährsalzen reiches Wasser in einert See oder In ein

anderes Gewässer oder in einen Behälter eingelassen wird, dann wird ein sehr starkes Wachstum von Algen oder Wasserpflanzen und dgl. verursacht, welche Sauerstoff verbrauchen und einen derartigen Sauerstoffmangel verursachen, daß die anaeroben Bakterien überwiegen und Uberhand nehmen. Es ist deshalb nötig, die Abwässer von Nährsalzen soweit wie möglich zu befreien. Aufgrund von Arbeiten wurde gefunden, daß es verschiedene Bakterienstämme gibt, welche auf die verschiedenste Weise das Abwasser reinigen. Es gibt Mikroben, die die Nährsalze in ihre Zellsubstanz absorbieren, vorausgesetzt, daß ausreichend Kohlenstoffsubstrat im Wasser vorhanden 1st. Die Abwässer von Haushaltungen enthalten Im allgemeinen sehr wenig kohlenstoffhaltige Substanzen, aus welchen Gründen esnötig 1st, in irgendeiner Weise kohlenstoffreiche Substanzen zuzusetzen, um den Mikroben die Arbeit zu erleichtern.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde dieses Problem auf die folgende Weise gelöst : Der Abstand zwischen den Bändern 5 in innersten Eintauohbett wird durch ein schmales Band 8 (Fig. 3) bedeckt, welches mit kleineren öffnungen 9 versehen ist. An einer

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Stelle des Bandes 1st eine größere öffnung 10 vorhanden, die abgedeckt werden kann. Es 1st möglich, durch diese öffnung 10 kohlenstoffhaltiges Material in Form von Holzkohle, Torfmehl, Rinde, Zellulose usw. in den bei 12 in Flg. 1 gezeigten Innenraum einzuführen. Wenn eine ausreichende Menge kohlenstoffhaltiges Material entsprechend dem Gehalt der Nährsalze eingeführt worden ist, dann wird die öffnung 10 abgedeokt, so daß das Material nicht wieder heraus kann, bevor nicht die öffnung 10 für einen Austausch des verbrauchten kohlenstoffhaltigen Materials wieder geöffnet wird. Das Wasser kann durch die öffnungen 9 im Band 8 hinein- und herausfließen, da diese öffnungen so dimensioniert sind, daß das kohlenstoffhaltige Material dem Wasser bei seinem Durchtritt nicht folgen kann. Die Zuführung von Sauerstoff zum Torfmehl wird durch Einspritzen von Luft durch ein Ende einer der rohrförmigen Wellen 6 bewirkt. Die Luft tritt dann durch die Löcher 7 in den Wellen aus und beliefert das Torfmehl mit Sauerstoff. Es 1st auch möglich, ein oder mehrere Rohre innerhalb des Körpers aus Torfmehl anzuordnen und die Luft hierdurch einzuspritzen. Eine Kombination dieser Maßnahmen kann ebenfalls verwendet werden. Sie kann geeignet sein, wenn die Mikroben auf den Scheiben 1 mit Sauerstoff beliefert werden sollen, welche keinen Sauerstoff direkt aus der Umgebunsluft erhalten. Um zu verhindern, daß das Torfmehl aus den Enden der rohrförmigen Wellen 6 austritt, wird eine dünne Trennwand an den Enden der Wellen vorgesehen, wo das Band endet. Diese Trennwand

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1st mit Öffnungen für die Beltlftungsrohre ausgerüstet. Bei der oben beschriebenen AusfUhrungsform, die mehrere Sätze von Eintauchbetten enthält, welche aufeinanderfolgend angeordnet sind und durch Absetzbaslns getrennt sind, kann jedes Eintauchbett das kohlenstoffhaltige Material enthalten oder,sofern es die bessere Lösung ist, kann das innerste Reinigungsaggregat in der letzten Gruppe der Eintauchbetten weggelassen werden und der große Baum innerhalb des letzten Reinigungsaggregats kann mit Kohlenstoffhaltigem Material gefüllt werden. Alle Möglichkeiten sind beim erfindungsgemäßen System offen. Welche Möglichkeit in einem jeden einzelnen Fall verwendet wird, hängt vom Gehalt der verschiedenen chemischen und organischen Substanzen im Wasser ab.

Eine weitere Möglichkeit für die Zuführung von kohlenstoffhaltigem Material besteht darin, ein solches Material in solchen Leitungen anzuordnen, durch welche das Wasser strömen muß, um in die verschiedenen Teile der Reinigungsanlage zu gelangen. In diesem Falle kann die Zuführung von Sauerstoff durch einen direkten Kontakt mit dem Sauerstoff der Luft bewirkt werden. Die Dicke des in den Leitungen vorgesehenen Materials muß klein sein oder das Material muß aus Holzkohlestücken oder einem ähnlichen grobstückigen Material bestehen, welches mit der Luft in guten Kontakt kommen kann.

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Aufgrund der Tntsache, daß das äußere Eintauchbett 21 länger 1st als die Eintauchbetten 22 bzw. 29, die Innerhalb angeordnet sind, wird es bevorzugt, eine Vorwärtsbewegungsgeschwindigkeit zu verwenden, die Im umgekehrten Verhältnis zur Länge des Bandes steht, so daß die Zelt für die Zuführung von Sauerstoff zu den MiUrobenstaminen, wenn sie oberhalb des Wasserspiegels sind, etwa 50 bis 60 Sekunden beträgt.

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Claims

Patentansprüche :

I₀ Abwasserreinigungsanlage der Eintauchbettype, gekennzeichnet durch Reihen von scheibenähnlichen Teilen, welche die Mikroben tragen und welche um den Umfang mindestens eines angetriebenen ™ endlosen Bandes angeordnet sind.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Band mindestens um 3 Rollen geführt wird.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer vertikalen Ebene mehrere Binder ineinander angeordnet sind.
4. System nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Bänder Seite an Seite angeordnet sind.

PATmTANWAlTe

DT-INQ H.FINCKE, DIPL-INQ. H. BOHI DIPl.-ING.S.STAEQE«

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