DE2045377A1 - Abwasserfilter - Google Patents

Description

• "Abwasserfilter" Priorität: 12. September 1969, V'.St.A.
• Anmelde-Nr. : 857 468 Die Erfindung bezieht sich auf mit Belüftung arbeitende biologische Filter für die Klärung städtischer und industrieller Ab7 wässer.
• Bisher wurde eine aerobe, d.h. mit Sauerstoff arbeitende biologische Klärung von Abwässern generell mittels-folgender drei Verfahren durchgeführt: 1. mit einer Schlammbelebung bzw. -aktivierung, 2. mittels Rieselfiltern, und 3. mittels Wsserung bzw. Berieselung (Rieselfelder).
• Ausserdem wurden früher auch versenkte Filter mit oder ohne Belüftung ver#qendet; das wurde jedoch.inzwischen aufgrund von Betriebsschwierigkeiten und wegen eines nur geringen Nutzeffekts der Behandlung aufgegeben. Die zwei z. Zt. gebräuchlichen Verfahren beruhen auf der Schlammbelebung oder verwenden Rieselfiltersysteme.
• Diese Systeme sind zwar wirtschaftlich und wirksam; im Fall der Schlammbelebung erfordern sie jedoch große Luftmengen sowie #lange Verweilzeiten zwischen vier und zehn Stunden und eine anschließende Anwendung zusätzlicher Klärapparate. Bei den Rieselfiltern werden ausgedehnte Betonkonstruktionen benötigt, ferner treten Betriebsprobleme bei kalten Temperaturbedingungen auf und schließlich sind'wiederum sekundäre Klärapparate erforderlich.
• Nach der..Erfindung entfalleri die genannten Na.chteile; stattdessen kann der aerobe B aerobe Behand@ungsproz Behand@ungsproz eß in einer ##b#d'e fltii ch kurzen Zeitspanne und mit minimalen Druckluftmengen durchgeführt werden, und es werden keine Zusatz-Kiärapparate mehr benötigt.
• Der Kern der Erfindung besteht darin, daß man einen ausserordentlich großen.Oberflächenbereich für die Entwicklung biologischer Medien auf der großen Anzahl der in einem Filterbett vorhandenen Teilchen schafft. Dieses Filterbett bzw. diese Filterschicht wird während einer ersten Zeitphase eines normalen Arbeitsvorgangs mit Luft belüftet, und dabei läßt man die Abwässer entweder von oben nach unten oder von unten nach oben quer durchwdie Schicht strömen. Die Filterschicht besteht dabei aus Sand, Kies oder anderen Stoffen verschiedener Größe und kann verschiedene Stoffe verschiedenen spezifischen Gewichts und verschiedener Größe enthalten. Während des genannten Arbeitsvorgangs wird die Schicht mit solchen Mengen unter Druck oder durch Vakuum-Saugwirkung hindurchgeleiteter Luft beschickt, daß die Umwandlung organischen Materials der Abwässer in anorganische Salze möglich ist, während sich die Abwässer von unten nach oben oder umgekehrt durch die Schicht bewegen. Die Konstruktion für die Verteiler- und Sammelsysteme sowohl für die Abwässer als auch für die Luft entspricht bekannten Grundsätzen und Verfahrensweisen, die bei Filstern zur Reinigung von Abwässern angewandt werden. Hierzu gehören Filter mit einem mit Siebeinsätzen ausgestatteten Zwischenboden, sowie mit unterirdischen Abzügskanälen versehene Filter. Die Filterabmessungen#, die Luftmenge, die Schichtdicke und die Teilunji;, und andere Konstruktionsdetails hängen von .4r..#t der Abwässer und dem erforderlichen Grad der Reinigung ab. Die Kon-J taktzeit von Abwässern und Schicht für eine vollständige Reini-. . . ~ . . . . . . .
• gung ist grundsätzlich sehr kurz, und die erforderliche Luftmenge ist sehr gering. Nach einer bestimmten Zeitspanne, während der das Wachstum biologischer Bakterien in den Filterstoffen zuge nommen hat, wird jeder- Filter stillgelegt und gleichzeitig von unten nach obenvmittels Luft und Wasser, oder lediglich durch einen Wasserstrom,. gewaschen bzw. gespült. Das hierfür verwendete Spülwasser kann aus gereinigtem Abwasser oder von aussen zugeführte Wasser bestehen. Das durch den Filter gelangte Spülwasser wird dann wieder dem einlaufenden Wasser des eigentlichen Klärapparates zugesetzt und so wieder dem Umlauf zugeführt. Für ein solches Waschen durch Rückströmen werden nicht mehr als 20 Minuten benötigt, und danach wird der Filter wieder in Betrieb genommen.
• Die Betriebsdauer zwischen zwei solchen Spülvorgängen hängt von den Abmessungen und der Dicke des Schichtmediums sowie von dem gewtinschten Reini-gungsgrad des jeweiligen Abwassers ab.
• Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht demnach allgemein darin, in kurzer Zeit für eine vollständige biologische Reinigung von Abwässern ohne zusätzliche Klärapparate sorgen und dabei eine große Anzahl von Betonkonstruktionen überflüssig machen zu können und so wesentliche wirtschaftliche Vorteile zu erzielen.
• Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgesehen, daß snvxeder Druckluft durch versenkte biologische Filter geblasen oder Luft durch nicht versenkte Filter mittels eines Unterdrucks hindurchgesaugt wird.
• Die Filter können dabei aus offenen oder alternativ geschlossenen Beton- oder Metallzellen bestehen, die unter Einwirkung von Schwerkraft, Druck öder Våkuum bzw. Ünterdru#ck arbeiten#uhcf mit Stoffen wie Sand, Kies, Anthrazit oder einem anderen geeigneten, in Einfach- oder Mehrfachschichten angeordneten Material bestehen, durch in Strömungsrichtung welche die ungeklärten Abwässer/von unten nach oben oder von oben nach unten und dabei mit dem Belüftungsstrom oder gegenläufig zu diesem strömen können.
• Belüftete biologische Filter, in denen die Abwässer nach unten strömen, können ebenfalls ein in zwei Schichten angeordnetes Filtermedium aufweisen und dabei so ausgebildet sein, daß ungeachtet des unterirdischen Abzugkanalsystems die untere Schicht eine feine Sandschicht ist, über welcher eine zweite, die eigentliche biologische Schicht darstellende Schicht angeordnet ist, die eine größere Teilchengröße und ein geringeres spezifisches Gewicht aufweist. In dieser Anordnung werden beide Schichten während der ganzen Behandlungszeit mit Druckluft belüftet. Hierbei ist das biologische Reduktionsverfahren dergestalt, daß in der oberen Schicht die hauptsächliche Umwandlung suspendierter Feststoffe und Kolloidteilchen in anorganische Stoffe vor sich geht, und in der unteren Schicht (mit geringerer Teilchengröße) die der aufgelösten Feststoffe. Wenn die biologische Fauna bis zu einem bestimmten Grad angewachsen ist, werden beide Schichtmedien gleichzeitig durch Rückstrom von Wasser und Luft gespült.
• Alternativ können in derartigen.Filtern wiederum zwei Filterschichten analog angeordnet sein, wobei jedoch nur die obere -Filterschicht kontinuierlich belüftet wird. Diese Anordnung erlaubt eine biologische Reinigung auf der oberen (belüfteten) Schicht, gefolgt von einer Primärfilterung auf der unteren Schicht (Filter).
• Dadurch wird ein sehr hoher Klärungsgrad in einer Einheit erzielt und ein zusätzlicher Klärapparat vollkommen entbehrlich. Auch in diesem Falle wird der Filter stillgelegt, wenn die biologische Fauna in beiden Schichtstoffen anwächst, und, wie vorstehend beschrieben, durch Rückstrom von Wasser und Luft gewaschen; es kann #jedoch auch der untere Schichtstoff nur mit Wasser und der obere Schichtstoff mit Wasser und Luft im Rückstrom gewaschen werden.
• Eine weitere Alternative zu den vorstehend beschriebenen, mit zwei Schichtmedien versehenen Filtern besteht aus ähnlichen Einheiten, in welchen die zwei Filterschichten mittels eines zusätzlichen Bodens vollständig voneinander getrennt sind. Diese Anordnung gestattet die Belüftung beider Schichten oder auch nur der oberen Schicht, während die untere Schicht eine Hauptfilterschicht bleibt. Das Waschen der Filterschichten durch Rückstrom entspricht dem vorstehend beschriebenen Vorgang, kann jedoch für beide Schichten unabhängig voneinander geschehen.
• Der Gegenstand der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen während des normalen Arbeitsvorganges und während des Spülens durch Rückstrom dargestellt. Es-zeigen: Fig. 1 einen Längssc.rsitt durch den belüfteten biologischen Filter mit einem einzigen Schichtmedium, Fig. 2 einen Längsschnitt nach Fig. 1 mit zwei Filterschichten, ten, Fig. 3 einen Schnitt nach Fig. 2, jedoch mit einer getrennten Lufteinlassöffnug für die kontinuierliche Belüftung der oberen Schicht, und Fig. 4 einen Schnitt nach Fig. 3, wobei jedoch die beiden Schichten voneinander getrennt sind.
• . ,7 -Gemäß Fig. 1 ist der offene Betontank 1 mit einer Einströmdüse 2.und einer Austrittsdüse 3 versehen. In dem Tank ist ein Filterboden 4 so angeordnet, daß er die Filtermedien 5 trägt.
• Alternativ kann diese Anordnung auch mit einem unterirdischen oder die FiLterschicht unterziehenden nbzuekanalsysten versehen sein. die Filterschicht unterziehenden Abzugkanalsystem versehen sein.
• Die Verteilung des eintretenden Stromes erfolgt durch Rinnen oder andere herkömmliche, üblicherweise bei Filteranlagen verwendete Mittel. Die für die Belüftung der Filterschicht benötigte Luft wird durch die Düse 6 zugeführt. Wenn die Einheit durch Rückstrom gewaschen wird, wird der erforderliche Luftstrom ebenfalls durch die Düse 6 zugeführt, während das Rückatromwasser durch die Düse 3#zugeführt wird. Das Rückstromwasser tritt durch die Rinne 7 und die Einströmdüse 2 aus.
• Die vorstehend beschriebene Einheit kann auch in einem Stahltank aufgebaut sein, der mit-Druck oder Schwerkraft arbeitet oder sogar als eine geschlossene Vakuumeinheit angeordnet ist.
• Fig. 2 entspricht Fig. 1, zeigt jedoch ein zweischichtiges Filter, wobei die Schicht 5 als biologische Kontaktschicht und die Schicht 8 als biologischer Polierfilter wirken.
• Fig. 3 entspricht Fig. 2, 2, wobei"je'döch'-nür die biologische' v, . .. .. . . . . . . . . . .
• Kontaktachicht von einem gesonderten Luftzufuhr-Kopfstück 9 belüftet wird, Fig. 4 entspricht den Fig. 2 und 3, zeigt jedoch einen Filter mit zwei getrennten Schichten. Dieser Filter weist zwei Böden 4 und eine zusätzliche Lufteinlassöffnung 9 auf. Die erste Schicht' 5 wirkt als biologisches KontaI#medium, während die zweite Schicht 8 als biologischer Polierfilter wirkt. Die beiden Filterschichten können entweder gesondert' oder simultan durch Rückstrom gewaschen werden.
• Nach der Erfindung lassen sich offene sowie geschlossene Beton- oder Stahltanks sowie belüftete biologische Medien sowie Filterstoffe in beliebiger Folge kombinieren, ohne daß die Anzahl der Schichten begrenzt ist.
• Patentansprüche:

Claims (2)

1. Patentansprüche: Verfahren zum Klären von Haushalts- und Industrieabwässern mittels biologischer belüfteter Filter, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß im abwechselnden Turnus ungeklärte Abwässer durch Schwerkraft, Druck oder Unterdruckeinwirkung üSber- eine einzige oder mehrere biologische Filterschichten geführt werden und diese im ganzen Verlauf dieser Behandlungsphase von einem durch Druck oder Unterdruck hindurchgeleiteten Belüftungsstrom beaufschlagt werden, bis ein vorgegebenes Nachlassen der Druckhöhe eintritt, und daß dann die Filter jeweils wieder im Rückst#rom freigespült werden.
2. 2. Filter zum Ausführen Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des belüfteten biologischen Scliichtmediums nur eine zweite Filterschicht vorgesehen ist, die ebenfalls bei Nachlassen der Druckhöhe durch Rückstrom freispülbar ist. . . .~