DE2317356C3 - Kläranlage zum Behandeln von Abwasser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kläranlage zum Behandeln von Abwasser in Gegenwart von belebtem Schlamm mit einem wenigstens 50Vol.-% Sauerstoff enthaltenden Gas, welche eine erste, gegenüber der Atmosphäre durch einen Deckel abgeschlossene Begasungszone für den belebten Schlamm aufweist, in der Vorrichtungen zum Mischen der Flüssigkeit und des Gases angeordnet sind, sowie an die Leitungen zur Einführung des an Sauerstoff angereicherten Gases und zur Einführung von rohem Abwasser und zurückgeführtem belebtem Schlamm angeschlossen sind, welche des weiteren wenigstens eine weitere gegenüber der Atmosphäre mittels eines Deckels abgeschlossene Begasungszone für den belebten Schlamm aufweist, in der Vorrichtungen zum Mischen der Flüssigkeit und des Gases angeordnet sind, und die über öffnungen bzw. Leitungen mit der ersten Begasungszone zur Überführung des an Sauerstoff verarmten Gases und der begasten Flüssigkeit aus der ersten in die zweite Begasungszone verbunden ist, welche ferner eine Entlüftung zum Abziehen des an Sauerstoff verarmten Gases aus der letzten Begasungszone aufweist und mit einer auf die letzte Begasungszone folgenden Nachklärzone versehen ist, die mit der ersten Begasungszone über eine Leitung zum Zurückführen des hier abgesetzten belebten Schlammes verbunden ist und eine Rinne im Bereich der Wasseroberfläche zum Abziehen des geklärten Abwassers aufweist.

Eine derartige Kläranlage ist in der US-PS 35 47 813 beschrieben. Diese bekannte Kläranlage weist aber den Nachteil auf, daß für sie ein großer Raumbedarf erforderlich ist und daß zu ihrer Herstellung ein großer technischer Aufwand benötigt wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kläranlage der bekannten Art zu schaffen, die bei Erreichen einer möglichst gleich guten Reinigungswirkung in ihrer Bauausführung kompakter ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Kläranlage eine kreisförmige äußere Wand und eine konzentrisch angeordnete innere Wand aufweist, wobei das Verhältnis des Radius der inneren Wand zu dem Radius der äußeren Wand zwischen 0,25 und 0,75 liegt, daß die Nachklärzone der Kläranlage im durch die äußere Wand und die innere Wand gebildeten Ringraum angeordnet ist und seitwärts durch radial verlaufende, mit der inneren und der äußeren Wand verbundene Seitenwände abgeschlossen ist, die in gedachter Verlängerung bis zum Kläranlagen-Mittelpunkt zwischen sich einen Winkel von 90° bis 330° einschließen, und daß Mittel vorgesehen sind, um das Abwasser der Nachklärzone radial von der inneren Wand bis zur äußeren Wand durchströmen zu lassen.

fts Bei einer in vielen Fällen vorteilhaften Ausführungsforni kann die letzte Begasungszone innerhalb der inneren Wand angeordnet sein.

Vorzugsweise liegt das Verhältnis des Radius der

inneren Wand zu dem Radius der äußeren Wand zwischen 030 und 0,60.

Bei der Behandlung eines Abwassers mit einem BSB5-Gehalt von weniger als 300 mg/1 sollten die Seitenwände der Nachklärzone zwischen sich einen Winkel von 180° bis 300° einschließen; bei Behandlung eines Abwassers mit einem BSBs-Gehalt von mehr als 300 mg/i einen Winkel von 90° bis 240°.

Bei Behandlung eines Abwassers mit einem BSBs-Gehalt von weniger als 300 mg/1 sollte das Verhältnis des Volumens der Nachklärzone zu allen Begasungszonen zwischen 0,10 und 0,25 liegen. Dieses Verhältnis sollte bei Behandlung eines Abwassers mit einem BSBs-Gehalt von mehr als 300 mg/1 zwischen 0,05 und 0,11 liegen.

Bei der erfindungsgemäßen geschlossenen, kreisförmigen Anlage zur Behandlung von Abwasser wird die oxydierte Flüssigkeit aus der letzten Begasungszone zur gleichmäßigen Verteilung in den ersten bogenförmigen Teil des Zwischenraumes zwischen dem Segment der inneren Wand eingeführt. Das bedeutet, daß die oxydierte Flüssigkeit radial nach außen von der inneren Wand zu der äußeren Wand strömt, wobei die tatsächliche Strömungslänge daher der radiale Abstand zwischen den Wänden ist. Die letzte Begasungszone wird vorzugsweise innerhalb der inneren Wand angeordnet, da hierbei die erforderliche radiale Strömungsrichtun? in dem zur Klärung dienenden bogenförmigen Teil am leichtesten gesicher' ist. Das bedeutet, daß eine odermehrere verengte Öffnungen in der inneren Wand vorgesehen sein können, um die gewünschte Strömung der oxydierten Flüssigkeit aus der letzten Begasungszone in den ersten bogenförmigen zur Klärung dienenden Teil des Zwischenraums zu sichern.

Eine dritte radiale Teilwand kann sich durch den Zwischenraum erstrecken, wobei die entgegengesetzten Kanten innerhalb des zweiten bogenförmigen Teiles mit der inneren und der äußeren Wand verbunden sind, so daß ein weiterer bogenförmiger Teil innerhalb des Zwischenraumes gebildet wird. Die zweite Begasungszone kann dann im zweiten bogenförmigen Teil angeordet sein und von der ersten Begasungszone durch die dritte radiale Teilwand getrennt sein.

Die erfindungsgemäße geschlossene kreisförmige Anlage zur Behandlung von Abwasser bringt erhebliche Vorteile mit sich. Die erfindungsgemäße Anlage ist auch sehr viel kompakter als eine rechtwinklige Anlage, bei welcher ebenfalls Sauerstoff zum Belüften verwendet wird, z. B. nach der US-PS 35 47 813.

Die Erfindung ist durch die Zeichnung erläutert, in welcher einige Ausführungsformen dargestellt sind. Es zeigt

F i g. 1 ein schematisches Fließbild eines erfindungsgemäßen System zur Behandlung von Abwasser,

Fi g. 2 eine perspektivische Ansicht einer orfindungsgemäßen geschlossenen, kreisförmigen Anlage zur Behandlung von Abwasser,

F i g. 3 eine Aufsicht auf eine Anlage ähnlich der nach F i g. 2 mit einer ersten bogenförmigen Begasungszone, einer zweiten mittig angeordneten Begasungszone, einer bogenförmigen aeroben Ausfaulzone und einer bogenförmigen Nachklärzone mit einer Bogenlänge von 190°,

Fig. 4 eine schematische Aufsicht auf eine Anlage nach Fig. 3, welche die Ströme der Flüssigkeiten und der Gase zeigt,

Fig. 5 eine Ansicht der Anlage nach F i g. 3, entlang des Schnittes A-A,

F i g. 6 eine weitere Ansicht der Anlage nach F i g. 3 im Schnitt entlang der Linie B-B,

Fig. 7 eine weitere Ansicht der Anlage nach Fig. 3 im Schnitt entlang der Linie C-C,

Fig.8 eine schematische Aufsicht auf eine andere geschlossene, kreisförmige Anlage zur Behandlung von Abwasser ähnlich der nach Fig.4, aber mit einem bogenförmigen Nachklärgefäß mit einer Bogenlänge von 295°, wobei auch die Ströme der Flüssigkeit und des

ίο Gases gezeigt sind,

Fig.9 eine weitere Aufsicht der geschlossenen kreisförmigen Anlage zur Behandlung von Abwasser mit drei bogenförmigen Begasungszonen, einer vierten mittig angeordneten Begasungszone und einem Nachklärgefäß mit einer Bogenlänge von 99°, wobei die Ströme der Flüssigkeit und des Gases dargestellt sind,

Fig. 10 in Aufsicht eine weitere geschlossene kreisförmige Anlage zur Behandlung von Abwasser mit zwei bogenförmigen Begasungszonen, einer bogenförmigen Chlorierzone, einer mittig angeordneten aeroben Ausfauizone und einem Nachklärgefäß mit einer Bogenlänge von 222°,

Fig. 11 von der Seite die Anlage nach Fig. 10 im Schnitt entlang der Linie A-A,

F i g. 12 eine andere Ansicht der Anlage nach F i g. 10 im Schnitt entlang der Linie B-B und

Fig. 13 noch eine andere Ansicht der Anlage nach F i g. 10 im Schnitt entlang der Linie C-C.
Die F i g. 1 zeigt schematisch den Strömungsverlauf in einem System üur Behandlung von Abwasser unter Anwendung der vorliegenden Erfindung. Die Anlage enthält eine kreisförmige äußere Wand 20 des Behälters und eine kreisförmige innere Wand 21, die konzentrisch im Abstand von der äußeren Wand verläuft. Beide bilden einen Innenraum 22 und einen Zwischenraum 23 zwischen der inneren und der äußeren Wand. Das Verhältnis der Radien der inneren Wand R\ und der äußeren Wand R2 liegt zwischen 0,25 und 0,70. Abwasser wird durch eine Leitung 24 in eine erste Begasungszone 25 eingeführt, zurückgeführter Schlamm wird ebenfalls durch eine Leitung 26 in diese Zone eingeführt, und ein Gas mit einem Sauerstoffgehalt von wenigstens 50 Vol.-°/o wird durch eine Leitung 27 mit einem Regelventil 28 in die gleiche Zone eingeführt.

Die erste Begasungszone 25 ist bogenförmig und wird von einem Deckel 29 bedeckt. Mittel zum Mischen und Rezirkulieren der Flüssigkeit und des Gases sind in der ersten Begasungszone angeordnet. Sie bestehen aus einem rotierbaren Impeller 30 an der Oberfläche der Flüssigkeit, einem Propeller 31 unterhalb des Impellers, wobei eine gemeinsame Welle 32 den Impeller und den Propeller verbindet. Die Welle erstreckt sich durch den Deckel 29, und ein Antriebsmotor 33 bewirkt die Rotation der Welle 32. Der Propeller 31 mischt kontinuierlich unter der Oberfläche die Flüssigkeiten, während der Impeller 30 Flüssigkeiten nach außen gegen das Gas versprüht und einen kontinuierlichen Umlauf der Flüssigkeit bewirkt. Wenn der äußere Behälter flach ist, so kann der Impeller 30 beides bewirken und der untergetauchte Propeller 31 kann unnötig sein. Es können auch andere mechanische Mittel zum Mischen und zum Rezirkulieren verwendet werden, /.B. ein System mit einem untergetauchten Propeller, einem Gassprüher und einer Pumpe zum Rezirkulieren

us von Gas, die mit dem Gasraum über der Flüssigkeit und unter dem Deckel verbunden ist. Der Gasspriiher kann am Ende einer hohlen senkrechten rotierenden Welle angeordnet sein, wobei der Propeller an der gleichen

Welle oberhalb der Sprühvorrichtung befestigt ist. Die Pumpe zum Rezirkulieren des Gases kann an dem Deckel befestigt sein, wobei ihre Einlaßseile mittels einer durch den Deckel führenden Leitung mit dem Gasraum verbunden ist. Die Auslaßseite der Pumpe ist mit dem oberen Ende der rotierbaren Welle verbunden, um das sauerstoffhaltige Gas durch den Sprüher zurück in die Flüssigkeit gelangen zu lassen.

Das Regelventil 28 wird automatisch durch einen Fühler 34 für den Dampfdruck des Sauerstoffs in dem Gasraum und eine Übermittlung 35 gesteuert.

Die Flüssigkeit und das Gas in der ersten Begasungszone werden solange wie gewünscht gemischt. Die entstandene erste oxydierte Flüssigkeit wird durch die öffnung 36 in der inneren Wand 21 in die zweite Begasungszone 37 abgelassen. Gleichzeitig wird das an Sauerstoff verarmte Gas aus der ersten Begasungszone 25 durch die erste Leitung 38 in die zweite Zone 37 geführt. In dieser Zone werden das Gas und die Flüssigkeit erneut gemischt mittels eines Propellers 39, eines Impellers 40, einer Welle 41 und eines Motors 42. Die zweite Begasungszone 37 ist geschlossen durch einen Deckel 43. Nach der gewünschten Verweilzeit für die Flüssigkeit wird die zweite oxydierte Flüssigkeit aus der zweiten Zone 37 durch eine Leitung 44 in eine Nachklärzone 45 geführt. Diese hat eine innere Wand 21, eine äußere Wand 20 und erste und zweite radiale Trennwände, die nicht in F i g. 1 dargestellt sind. Das an Sauerstoff weiter verarmte Gas wird aus der zweiten Begasungszone 37 durch eine Entlüftung 46 abgelassen. Es sei bemerkt, daß die Ablässe aus der ersten Begasungszone 25 und der zweiten Begasungszone 37 im Abstand von den Gaseinlässen zu diesen Zonen angeordnet sind, so daß das Gas nicht direkt von dem Einlaß zu dem Auslaß gelangen kann.

Die oxydierte Flüssigkeit, die in die Klärzone 45 eintritt, strömt radial durch diese Zone gegen die äußere Wand 20. Die Feststoffe werden hierbei abgesetzt. Tröge 47 verlaufen entlang den Kanten der äußeren Wand der Klärzone 45 und führen das geklärte Wasser durch eine Leitung 48 ab. Als Tröge 47 können beliebige Mitte! zum Sammeln und zum entfernen von geklärtem Wasser verwendet werden, z. B. die abgebildete offene Leitung oder eine eingetauchte durchlöchterte Leitung. Mittel sind vorgesehen, um den belebten Schlamm im Bodenteil des Nachklärgefäßes 45 zu sammeln und zu entfernen und ihn wenigstens teilweise in die erste Begasungszone 25 durch die Leitungen 26 zurückzuführen. Diese Mittel können Aufnahmeköpfe 49 sein, die in der Nähe des Bodens der Nachklärzone 45 angeordnet sind, zusammen mit senkrechten Leitungen 50, bei denen jeweils das untere Ende mit einem Aufnahmekopf für den Schlamm und das obere Ende mit einem Verteiler 51 verbunden sind. Eine Brocke 52 erstreckt sich über die Nachklärzone und trägt die Aufnahmeköpfe und die senkrechten Leitungen. Mechanische Antriebsmittel, die nicht dargestellt sind, sind vorgesehen, um die Brücke bogenförmig wiederholt über die Nachklärzone zwischen den zwei radialen Endstellungen zu führen.

Nicht abgebildete Pumpen sind mit dem Verteiler 51 verbunden, um den Schlamm hineinzuziehen.

Gemäß der F i g. 2 ist die erste Begasungszone 25 ein Teil des zweiten bogenförmigen Abteils, das den Rest des Zwischenraumes außerhalb des ersten bogenförmigen, zum Klären dienenden Abteils, d. h. der Nachklärzone 45 bildet Diese erste Begasungszone 25 hat einen Deckel 29, welcher den Motor 33 trägt, durch den die Mittel zum mechanischen Mischen und Rezirkulieren angetrieben werden. Die zweite Begasungszone 37 befindet sich innerhalb der inneren Wand 21 und ist geschlossen durch den Deckel 43, welcher den Motor 42 zum Antrieb der zweiten Mittel zum Mischen und Rezirkulieren trägt. Das erste bogenförmige, zum Klären dienende Abteil, bzw. die Nachklärzone 45 ist nicht bedeckt. Die Brücke 52 zum Tragen der Aufnahmeköpfe und der senkrechten Leitungen ist

ίο dargestellt. Ein bogenförmiges Abteil 53 für die aerobe Ausfaulung schließt sich an die erste Begasungszone 25 an und ist von der Nachklärzone durch die erste radiale Seitenwand 54 getrennt. Die erste Begasungszone 25 ist von der Nachklärzone 45 durch die zweite radiale Seitenwand 56 getrennt. Die beiden mit einem Deckel versehenen bogenförmigen Abteile, die erste Begasungszone 25 und die aerobe Ausfaulzone 53 sind voneinander getrennt durch eine dritte radiale Teilwand, die sich bis zum Boden der Anlage zwischen der äußeren Wand 20 und der inneren Wand 21 erstreckt. Mittel zum Mischen und Rezirkulieren der Flüssigkeit sind vorgesehen in der aeroben Ausfaulzone 53 und werden durch einen Motor 58 auf einem Deckel 55 angetrieben.

Fig.3 zeigt in Aufsicht eine Ausführungsform der Erfindung ähnlich derjenigen nach Fig.2.Sie enthält eine bogenförmige erste Begasungszone 25, eine mittig angeordnete zweite Begasungszone 37, eine bogenförmige aerobe Ausfaulzone 53 und eine bogenförmige Nachklärzone 45 mit einer Bogenlänge von 190°. Ebenfalls enthält diese Ausführungsform eine bogenförmige Zone 61 für das Chlorieren. Abwasser wird in die erste Begasungszone 25 durch die Einlaßleitung 24, das Tor 62 und das Sieb 63 eingeführt Sauerstoffhaltiges Frischgas wird eingeführt durch die oben angeordnete Leitung 27. Schlamm wird aus der Nachklärzone 45 zurückgeführt durch den kreisförmigen trogförmigen Verteiler 51, der um den äußeren Umfang der inneren Wand 21 zwischen der ersten radialen Seitenwand 54 und der zweiten radialen Seitenwand 56 verläuft Ein geringer Gasüberdruck wird unter dem Deckel der ersten Begasungszone aufrechterhalten, um ein Rückströmen von Gas zwischen den Begasungszonen 25 und 37 zu verhindern. Die erste und die zweite Begasungszone enthalten Druckablaßventile 64 und 65. Die teilweise oxydierte Flüssigkeit und das an Sauerstoff verarmte Gas werden in die zweite mittige Begasungszone 37 übergeführt, wo sie weiter gemischt und rezirkuliert werden. Das an Sauerstoff weiterhin verarmte Gas wird aus der zweiten Begasungszone 37 durch die Leitung 46 abgelassen. Die oxydierte Flüssigkeit strömt radial nach außen durch die Nachklärzone 45. Die Brücke 52 zum Sammeln des Schlammes und der oben befindliche Verteiler bewegen sich bogenförmig zwischen der ersten radialen Seitenwand 54 und der zweiten radialen Seitenwand 56. Ein Luftgebläse an dem Verteiler 51 ergibt die erforderliche Saugwirkung zum Hinaufziehen des Schlammes von dem Boden des Klärgefäßes und zu seinem Austragen in den Trog. Der nicht zurückgeführ ten Schlamm wird mittels des bogenförmigen Verteilers 51 in die aerobe Ausfaulzone 53 gebracht, die ebenfalls mit mechanischen Mitteln zum Mischen und Rezirkulieren versehen ist, die ähnlich denen in der ersten und in der zweiten Begasungszone sind. Diese Mittel zum Mischen und Rezirkulieren und der Antriebsmotor 58 können von Brücken 59 getragen werden, die sich auf einem bogenförmigen Wege kontinuierlich zwischen der zweiten radialen Seitenwand 54 und der dritten

radialen Seilenwand 57 bewegen. Der aeroben Ausfaulzone kann gasförmiger Sauerstoff zugeführt werden von einer äußeren Quelle oder wenigstens zum Teil aus der zweiten Begasungszone. Das geklärte Wasser strömt über das Abflußwehr 67 in den Trog 68, der um den inneren Umfang der Nachklärzone 45 verläuft. Die Flüssigkeit strömt in die Chlorierungszone 61 zur Entwesung und wird dann durch die Leitung 69 abgelassen.

Das Ausfaulen der Feststoffe wird durchgeführt in der Zone 53, wobei die überstehende Flüssigkeit gewünschtenfalls in die erste Begasungszone 25 durch das Tauchrohr 70 zurückgeführt wird. Abfallender Schlamm wird aus der Ausfaulzone 53 durch die Leitung 71 abgeführt.

Die Fig.4 zeigt den Strömungsverlauf in der beschriebenen kreisförmigen Anlage zur Behandlung von Abwasser. Das Wasser strömt nacheinander durch die erste Begasungszone 25, die zweite Begasungszone 37, zu der Nachklärzone 45, wo die oxydierte Flüssigkeit zu belebtem Schlamm und geklärtem Wasser getrennt wird. Das letztere wird gegebenenfalls in die Chlorierungszone 61 geführt und dann abgelassen. Ein Teil des belebten Schlammes wird in die erste Begasungszone 25 zurückgeführt, der Rest gelangt in die aerobe Ausfaulzone 53 zur weiteren Begasung. Die überstehende Flüssigkeit kann in die erste Begasungszone 25 mittels des Tauchrohres 70 zurückgeführt werden. Das Sauerstoffgas, welches in die erste Begasungszone 25 eintritt, wird dort teilweise verbraucht, das an Sauerstoff verarmte Gas wird durch die Leitung 38 in die zweite Begasungszone 37 gebracht, und das weiterhin an Sauerstoff verarmte Gas wird durch die Entlüftung 46 abgelassen.

F i g. 5 ist eine Ansicht der Anlage nach F i g. 3 im Schnitt entlang der Linie A-A. Sie zeigt das Sammeln des belebten Schlammes und seine Entfernung mit mehr Einzelheiten. Eine Reihe von Aufnahmeköpfen 49a—d für den Schlamm verlaufen quer in Abständen voneinander über das erste zum Nachklären dienende bogenförmige Abteil, d. h. der Nachklärzone 45. Sie sind in der Nähe des Bodens 72 angeordnet und werden getragen von hohlen Wellen 50a—d, durch welche der Schlamm in den oben befindlichen trogförmigen Verteiler 51 gefördert wird. Ein Luftgebläse 66 auf dem Deckel 43 der zweiten Begasungszone ist mittels der Leitungen 73, 74 und 66a mit jeder der senkrechten Leitungen 75a—d verbunden, die mit den unteren Enden der Wellen 50a— d verbunden sind. Hierdurch wird die erforderliche Ansaugung zum Heraufziehen des Schlammes erzeugt Der Motor 76 bewegt die Brücke 52 mit der Anordnung zur Aufnahme des Schlammes bogenförmig um das !Gärgefäß. Der oxydierte Schlamm strömt aus der zweiten Begasungszone 37 in die Klärzone 45 durch die Leitung 44, die mit der inneren Wand 21 verbunden ist. Die letztere enthält senkrechte Vorsprünge 77, die sich vom Boden 72 aus erstrecken und in Abständen von jeder Seite der inneren Wand 21 angeordnet sind und nach unten bis in die Nähe des Bodens 72 mit einem engen Zwischenraum verlaufen.

Fig.6 ist eine Ansicht der Anlage nach Fig.3 im Schnitt entlang der linie B-B Sie zeigt den Teil der inneren Wand, durch welche die erste bogenförmige Begasungszone 25 und eine mittig angeordnete zweite Begasungszone 37 getrennt sind. Kreisförmige öffnungen 38 in dem oberen Teil der inneren Wand 21 erlauben einen beschränkten Strom von an Sauerstoff verarmten Gas aus der ersten in die zweite Begasungszone. Die schlitzförmige Öffnung 36 in dem unteren Teil der inneren Wand gestattet einen beschränkten Durchstrom der ersten oxydierten Flüssigkeit aus der ersten in die zweite Zone. Waagerechte Schlitze 78 in Höhe der Flüssigkeitsoberfläche sind vorgesehen, um Schaum aus der ersten in die zweite Zone gelangen zu lassen.

F i g. 7 ist eine Seitenansicht der Anlage nach F i g. 3 im Schnitt entlang der Linie C-C. Sie zeigt die zweite

ίο radiale Seitenwand 56, welche die erste bogenförmige Nachklärzone 45 von der Chlorierungszone 61 trennt. Bei dieser besonderen Ausführungsform ist der Flüssigkeitsstand in der Nachklärzone, der durch die höhere gestrichelte Linie wiedergegeben wird, über dem Flüssigkeitsstand in der Chlorierungszone 61, der durch die niedrigere waagerechte gestrichelte Linie wiedergegebeil wird. Das geklärte Wasser strömt über das Auslaßwehr 67 in den Trog 68 entlang dem Umfang des Nachklärgefäßes bzw. der Nachklärzone 45 und innerhalb der äußeren Wand 20, und von da in die Chlorierungszone 61. Der Schlammtrog bzw. Verteiler 51 ist gegen die äußere Seite der inneren Wand 21 angeordnet. Die zweite oxydierte Flüssigkeil aus der zweiten Begasungszone 37 strömt um senkrechte Vorsprünge 77 von Boden 72 des Nachklärgefäßes und innerhalb der inneren Wand 21 in die Nachklärzone 45, wo sie radial nach außen strömt, wie oben beschrieben.

Die F i g. 8 zeigt schematisch eine andere geschlossene kreisförmige Anlage zur Behandlung von Abwasser, die sich dadurch von den beschriebenen Ausführungsformen unterscheidet, daß die erste Begasungszone 25 das ganze zweite bogenförmige Abteil ausmacht, und daß das erste bogenförmige zum Nachklären dienende Abteil, d. h. die Nachklärzone 45 den Rest des Zwischenraumes zwischen der äußeren Wand 20 und der inneren Wand 21 ausmacht. Diese Anordnung enthält keine weitere Zonen außer der Begasungszone und der Klärzone. Die Bogenlänge der Klärzone kann etwa 295° betragen. Das Verhältnis der Radien der inneren Wandung R\ und der äußeren Wandung Ä2 kann bei etwa 0,382 liegen.

F i g. 9 zeigt schematisch eine Aufsicht auf eine noch weitere Ausführungsform einer geschlossenen kreisförmigen Anlage zur Behandlung von Abwasser. Diese Ausführungsform ist besonders geeignet zum Behandeln von Abwasser mit einem sehr hohen Gehalt an BSB₅. Vier Begasungszonen sind vorgesehen, die vorzugsweise so angeordnet sind, daß das Sauerstoff enthaltende Gas und das Abwasser stufenförmig im Gleichstrom durch diese vier Stufen laufen. Drei bogenförmige Begasungszonen, eine vierte mittig angeordnete Begasungszone, ein bogenförmiges Nachklärgefäß mit einer Bogenlänge von 99° und einer bogenförmigen Zone für die aerobe Ausfaulung sind in der Anlage enthalten. Die erste bogenförmige Begasungszone 25 ist getrennt von der bogenförmigen Nachklärzone 45 durch eine erste radiale Seitenwand 54 und von der zweiten bogenförmigen Begasungszone 37 durch eine dritte radiale Seitenwand 57. Die zweite bogenförmige Begasungszone 37 und die dritte bogenförmige Begasungszone 78 sind durch eine vierte radiale Seitenwand 79 getrennt Die dritte bogenförmige Begasungszone 78 und die bogenförmige Zone 53 für die aerobe Ausfaulung sind durch eine fünfte radiale Seitenwand 80 getrennt Das entgegengesetzte Ende der Ausfaulzone 53 ist von der bogenförmigen Nachklärzone 45 durch eine zweite radiale Seitenwand 56 getrennt Die vierte Begasungszone 81 ist in der

Mitte der Anlage innerhalb der inneren Wand 21 angeordnet. Mit Ausnahme der bogenförmigen Nachklärzone 45 ist die gesamte Anlage durch einen Deckel geschlossen. Die Verbindung zwischen den verschiedenen Zonen können denen gleich sein, die in den F i g. 6 und 7 dargestellt sind. Beispielsweise kann das Verhältnis der Radien der inneren Wandung Ri und der äußeren Wandung R2 bei etwa 0,467 liegen.

Fig. 10 zeigt von oben eine weitere Ausführungsform. Eine aerobe Ausfaulzone 53 ist in der Mitte innerhalb der inneren Wand 21 angeordnet. Die erste Begasungszone 25 befindet sich in dem zweiten bogenförmigen Abteil und ist auf der einen Seite von der zweiten bogenförmigen Begasungszone 37 durch eine dritte radiale Seitenwand 85 und auf der anderen Seite von der radialen Chlorierungszone 6! durch eine vierte radiale Seitenwand 86 getrennt. Die zweite bogenförmige Begasungszone 37 ist von der ersten bogenförmigen Klärzone 45 durch die erste radiale Seitenwand 54 getrennt. Die oxydierte Flüssigkeit gelangt aus der zweiten Begasungszone 37 in eine Rinne 87, die um den äußeren Umfang der inneren Wand 21 innerhalb der bogenförmigen Nachklärzone 45 verläuft. Durch Überfließen gelangt sie gleichmäßig und kontinuierlich in die Nachklärzone, die sie radial durchströmt. Das geklärte abfließende Wasser strömt durch den Trog 68 in die Chlorierungszone 61, die von der Nachklärzone durch die zweite radiale Seitenwand 56 getrennt ist. Die abgesetzten Feststoffe in der Nachklärzone 45 werden an den äußeren Enden der Nachklärzone mittels eines an einer Brücke 52 befestigten Schabers in Tröge gebracht. Der Schaber läuft auf Schienen auf der inneren und der äußeren Wand über der bogenförmigen Nachklärzone und wird angetrieben durch umkehrbare Antriebsmittel bzw. Motoren 76, die in jedem Ende durch Anhaltevorrichtungen 88 gesteuert werden, so daß der Schaber in beiden Richtungen aktiv ist. Die Tröge sind gegen die innere Wand 21 geneigt, und ein Teil des angesammelten Schlammes wird durch die Leitungen 89 mit Pumpen 90 in die erste bogenförmige Begasungszone 25 zurückgeführt. Der Rest des Schlammes wird in die mittig angeordnete Zone 53 für das aerobe Ausfaulen zurückgeführt. Der Abfallschlamm wird aus dieser durch die Leitung 71 ausgetragen, die durch die zweite Begasungszone 37 verläuft.

Fig. 11 ist eine Seitenansicht der Anlage nach Fig. 10 im Schnitt entlang der Linie A-A. Sie zeigt die Anordnung der Brücke und der Schaber für den Schlamm. Der Schaber 91 erstreckt sich quer zwischen der äußeren Wand 20 und der inneren Wand 21 und ist waagerecht etwas oberhalb des Bodens 72 angeordnet, er wird mittels der Arme 92 von der Brücke 52 getragen.

Die Brücke 52 bewegt sich über der bogenförmigen Nachklärzone auf Rollen 93.

F i g. 12 ist eine andere Seitenansicht der Anlage nach Fig. 10 im Schnitt entlang der Linie B-B. Sie zeigt die Vorrichtung zur Rückführung des Schlammes. Die abgesetzten Feststoffe sammeln sich in dem Schlammtrog 95 am unteren Ende der ersten radialen Seitenwand 54 an und werden nach oben gezogen durch einen senkrechten Abschnitt der Leitung 89 mittels der Schlammpumpe 90. Der nicht zurückgeführte Anteil wird durch die Zweigleitung 96 zur aeroben Ausfaulzone 53 gebracht, wo er weiterhin begast wird. Die waagerechte gestrichelte Linie zeigt den Flüssigkeitsstand in der zweiten Begasungszone 37.

Fig. 13 ist eine weitere Seitenansicht der Anlage nach Fig. !0 im Schnitt entlang der Linie C-C. Sie zeigt die zweite Begasungszone mit den Vorrichtungen zum Mischen und Rezirkulieren und dem Ablassen des Schlammes. Die Leitung 71 erstreckt sich von der mittigen Zone 53 für das aerobe Ausfaulen durch die innere Wand 21 und radial über den Boden 72 von der bogenförmigen zweiten Begasungszone 37 und gelangt von dort durch die äußere Wand 20.

Ein bevorzugtes Verhältnis des Wertes für R)ZR₂ liegt zwischen 0,30 und 0,60.

Die Tabelle enthält die geeigneten Abmessungen und Kapazitäten von geschlossenen kreisförmigen Anlagen, in welchen täglich zwischen 1,9 und 11 χ 10⁶ Liter/Tag von städtischem Abwasser mit 200 mg/1 BSB5 verarbeitetwird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung erfordert es, daß das Verhältnis VV Vizwischen 0,1 und 0,5 liegt, wobei Vf die radiale Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit an dem äußeren größeren konzentrischen Durchmesser am Ausfluß bedeutet, und Vi die radiale Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit an dem inneren kleineren Durchmesser des Einlasses bedeutet. Verhältnisse unter 0,1 erfordern zu hohe Werte für V/, wodurch Feststoffe aus dem Schlamm im Klärgefäß abgetragen werden, eine Turbulenz erzeugt wird und eine nicht gleichmäßige Strömung bewirkt wird, weiche das Trennen der Feststoffe vor der Flüssigkeit hindert. Verhältnisse über 0,5 ergeben nicht die genügende Herabsetzung der Strömungsgeschwindigkeit in dem radialen Weg über das bogenförmige Klärgefäß, die notwendig ist, um die Feststoffe abzutrennen, bevor die Flüssigkeit die äußere Wand erreicht. Beispielsweise sind bei Rückführung des Schlammes in einem Volumverhältnis von 0,3, so daß das Verhältnis RIQ=0,3 ist, wobei fldie Volumenmenge des aktivierten Schlammes bei der Rückführung ist, Q der aus der Nachklärzone abfließenden Flüssigkeit ist, die Werte Ve/ V₁ für die F ig. 8 und 9 0,294 und 0,359.

Tabelle

Dimensionen und Kapazitäten von geschlossenen kreisförmigen Anlagen

	Nomineller	tägl. Durchfluß1)	3 785 400	5 678 100	7 570 800	9 463 500	11356 200
	1 892 700	2 839 050	l/Tag	I/Tag	l/Tag	l/Tag	l/Tag
	l/Tag	l/Tag
Gesamtabmessungen, m			6,55	8,02	9,24	1036	11,37
A)2)	4,67	5,68	17,11	20,92	24,07	26,92	29,46
B)2)	12,19	14,88	18,59	22,65	26,10	29,15	31,88
C)2)	13,20	16,15	3,65	3,65	3,65	3,65	3,65
Tiefe des Seitenwassers	3,65	3,65
in allen Zonen, m

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Gesamtabmessungen, in
Freibord in allen bececkten
Zonen, m

Begasungszonen-Volumen, I
MLVSS Konzentration, mg/1
Verhältnis F/M
(Nährstoffe/Biomasse)
Erforderlicher Sauerstoff,
kp/tägl.

Kraftbedarf für die erste
Zone, PS

Kraftbedarf für die zweite
Zone, PS

Volumen der Klärzone, I
Überflußgeschwindigkeit,
l/Tag/0,0929 m²
Geschwindigkeit an Wehr,
l/Tag/0,0929 m²
Volumen der aeroben
Ausfaulzone, 1
Erforderliche Sauerstoffmenge, kp/tägl.
Kraftbedarf für die
Belüftung, PS

0,91

0,91

0,91

0,91 0,91

0,91

Durchmesser der mittigen zweiten Belüftungszone (Ri).

Durchmesser der äußeren Wandung (2ΛΜ ohne aerobe Ausfaulzone (F i g. 8).

Durchmesser der äußeren Wandung (2/?2) mit der aeroben Ausfaulzonc (F i g. 4).

Maximale Zuflußmengen 2,5ma! größer als die nominalen täglichen Zuflußmengen: BOD ist 200 mg/!.

Bezogen auf 25 cm dicke Betonwände für alle inneren Wandungen.

0,91

123 024	185 862 '	246 429	371 726	492 859	617 020	741 938
4.500	4,500	4,500	4,500	4,500	4,500	4,500
0,68	0,68	0,ö8	0,68	0,68	0,68	0,68
331,1	496,6	662,2	993,4	1324,5	1655,6	1986,7
	7 5	!0	15	20	25	30
3	5	7,5	10	15	20	25
283 905	425 852	567 810	851 715	1 135 620	1 419 525	1 703 430
2271,2	2271,2	2271,2	2271,2	2271,2	2271,2	2271,2
18 737,6	24 624	26 497,8	32 403	37 475,4	42 017,9	45 803,3
70 976,2	106 369,7	141 952,5	212 928,7	283 905	354 881	422 072
113,4	170.1	226,8	340,2	453,5	566,6	680
3	5	7,5	10	15	20	25

Es sei zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung bemerkt, daß vorteilhafter Weise die letzte Begasungszone die mittige kreisförmige Zone innerhalb der inneren Wandung ist. Diese Anordnung wird deshalb vorgenommen, damit die oxydierte Flüssigkeit aus dieser Zone leicht und gleichmäßig in die angrenzende bogenförmige Klärzone verteilt werden kann, während eine solche gleichmäßige Verteilung schwieriger ist, wenn die zweite Begasungszone sich in dem zweiten bogenförmigen Abteil befindet. Im letzten Falle sind eine Rinne oder ein Trog erforderlich, um die Flüssigkeil zu der Klärzone zu fördern, wobei in diesen ein Absetzen stattfinden kann. Diese Schwierigkeit tritt besonders dann auf, wenn die Strömungsgeschwindigkeiten der Flüssigkeit in den Leitungen niedrig sind, wie in den Gebieten, welche weit entfernt sind von den Einführungsgebieten der Flüssigkeit. Ein Absetzen in den Leitungen für die Flüssigkeit kann eine schlechte Verteilung in den Einlassen am inneren Durchmesser des Klärgefäßes zur Folge haben.

Hierzu 10 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Kläranlage zum Behandeln von Abwasser in Gegenwart von belebtem Schlamm mit einem wenigstens 50 Vol.-% Sauerstoff enthaltenden Gas, welche eine erste, gegenüber der Atmosphäre durch einen Deckel abgeschlossene Begasungszone für den belebten Schlamm aufweist, in der Vorrichtung zum Mischen der Flüssigkeit und des Gases angeordnet sind, sowie an die Leitungen zur Einführung des an Sauerstoff angereicherten Gases und zur Einführung von rohem Abwasser und zurückgeführtem belebten Schlamm angeschlossen sind, welche des weiteren wenigstens eine weitere, gegenüber der Atmosphäre mittels eines Deckels abgeschlossene Begasungszone für den belebten Schlamm aufweist, in der Vorrichtungen zum Mischen der Flüssigkeit und des Gases angeordnet sind, und die über öffnungen bzw. Leitungen mit der ersten Begasungszone zur Überführung des an Sauerstoff verarmten Gases und der begasten Flüssigkeit aus der ersten in die zweite Begasungszone verbunden ist, welche ferner eine Entlüftung zum Abziehen des an Sauerstoff verarmten Gases aus der letzten Begasungszone aufweist und mit einer auf die letzte Begasungszone folgenden Nachklärzone versehen ist, die mit der ersten Begasungszone über eine Leitung zum Zurückführen des hier abgesetzten belebten Schlammes verbunden ist und eine Rinne im Bereich der Wasseroberfläche zum Abziehen des geklärten Abwassers aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kläranlage eine kreisförmige äußere Wand (20) und eine konzentrisch angeordnete innere Wand (21) aufweist, wobei das Verhältnis des Radius (/?i) der inneren Wand (21) zum dem Radius (fa) der äußeren Wand (20) zwischen 0,25 und 0,75 liegt, daß die Nachklärzone (45) der Kläranlage im durch die äußere Wand (20) und die innere Wand (21) gebildeten Ringraum angeordnet ist und seitwärts durch radial verlaufende, mit der inneren und der äußeren Wand verbundene Seitenwände (54, 56) abgeschlossen ist, die in gedachter Verlängerung bis zum Kläranlagen-Mittelpunkt zwischen sich einen Winkel von 90° bis 330° einschließen, und daß Mittel vorgesehen sind, um das Abwasser die Nachklärzone (45) radial von der inneren Wand (21) zur äußeren Wand (20) durchströmen zu lassen.

2. Kläranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die letzte Begasungszone (37) innerhalb der inneren Wand (21) angeordnet ist.

3. Kläranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Radius (/?i) der inneren Wand (21) zu dem Radius (R2) der äußeren Wand (20) zwischen 0,30 und 0,60 liegt.

4. Kläranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Behandlung eines Abwassers mit einem BSBs-Gehalt von weniger als 300 mg/1 die Seitenwände (54,56) der Nachklärzone (45) zwischen sich einen Winkel von 180° bis 300° einschließen.

5. Kläranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Behandlung eines Abwassers mit einem BSBs-Gehalt von mehr als 300 mg/l die Seitenwände (54, 56) der Nachklärzone (45) zwischen sich einen Winkel von 90° bis 240' einschließen.

6. Kläranlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Volumens der Nachklärzone (45) zu dem Volumen aller Begasungszonen zwischen 0,10 und 0,25 liegt

7. Kläranlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Volumens der Nachklärzone (45) zu dem Volumen aller Begasungszonen zwischen 0,05 und 0,11 liegt