DE2630118A1

DE2630118A1 - Verfahren und vorrichtung zur abwasserreinigung

Info

Publication number: DE2630118A1
Application number: DE19762630118
Authority: DE
Inventors: George Tymoshchuk
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-08-10
Filing date: 1976-07-05
Publication date: 1978-01-19
Also published as: DE2239205A1

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Abwasserreinigung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reinigung verschmutzter Flüssigkeiten oder Abwässer, insbesondere zur aeroben, biologischen Abwasserklärung sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Bisher wurde die aerobe biologische Reinigung von Abwässern und verschmutzten Flüssigkeiten im allgemeinen nach vier grundsät#-lichen Verfahren ausgeführt: 1. Belebtschlammverfahren, 2. Rieselfilter-Verfahren, 3. belüftetes Ixlärteichverfahren, 4. Verrieselungsverfahren gRieselfelder)O Es sind auch verschiedenerlei Abwandlungen dieser Verfahren bekannt. Eingetauchte Rieselfilter (sog. "Kontaktfilter"- -mit oder ohne Belüftung) wurden in der Vergangenheit ebenfalls Benutzt. Diese wurden jedoch weitqehend wieder aufgeben, d sich Schwi&rigkeiLen beim ci Betrieb und wegen der geringen Behandlungswirksamkeit ergaben. Die drei am meisten angewendeten, üblichen Verfahren sind augenblicklich: Das Belebtschlammverfahren, die Benutzung von Rieselfiltern und belüftete Klärteichverfahren. Diese Verfahren haben sich als wirtschaftlich und wirksam erwiesen. Dennoch sind sie, wenn eine vollständige biologische Reinigung erforderlich ist, kompliziert und teuer. Im Falle des Belebtschlammverfahrens sind z.B. große Mengen an Luft, große Behälter für lange Belüftungs-Kontaktzeiten,erste und zweite Klärer und teure Einrichtungen für die Schlammbehandlung erforderlich. Uberdies ist das Belebtschlammverfahren anfällig für periodische Störungen beim Betrieb.
Rieselfilter erfordern große Bauten bzw. Anlagen, weisen Be triebsschwierigkeiten bei tiefen Temperaturen auf und bringen Probleme wegen der Geruchsbelästigung. Auch diese Verfahren erfordern erste und zweite Klärvorrichtungen und ebenfalls Einrichtungen für die Behandlung des Schlamms.
Die Verwendung belüfteter Klärteiche erfordert große Flachen, um die erforderliche fünf#bis:zehntägige Haltezeit zu erzielen; weiterhin sind ausgedehnte Belüftungssysteme erforderlich, die bei kalten Temperaturen im Betrieb Probleme aufweisen und erste wie zweite Kläranlagen oder Absetzbecken mit Einrichtungen zur Schlammführung und -behandlung erfordern.
Um zumindest einige der aufgezeigten Nachteile der oben genannten Verfahren zu vermeiden, hat man ihnen zusätzliche dritte Behandlungsstufen zur Erzielung eines vollständiseren Reinigungsgrades angegliedert. Dies führt jedoch zu weiteren Kosten.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt--der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren bzw. eine#gattungsgemäße Vorrichtung derart weiter zu entwickeln, daß die oben aufgezeigten Nachteile weitestgehend vermieden werden und ein hoher Grad an biologischer Abwasserreinigung bei kurzer Haltezeit und mit einem geringen Belüftungsaufwand erzielbar ist.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren zur Reinigung von Abwässern und dergleichen';dadurch gelöst, daß eine versenkte, belüftete biologische Bewegtfilterbettzone mit feinverteilten Partikeln aus Filtermedien sowie in Strömungsrichtung gesehen vor ihr eine Belebtschlammzone unterhalten werden, daß der Belebtschlammzone zu behandelndes Abwasser oder dergleichen zugeführt und von iht durch die-Bewegtfilterbettzone und die Belebtschlammzone zurückgeführt bzw. umgewälzt wird, daß in Strömungsrichtung gesehen hinter-der Bewegtfilterbettzoneund der Belebtschlammzone eine biologische Stabilfilterbettzone unterhalten und von dieser die behandelte Flüssigkeit abgezogen wird, und daß die Stabilfilterbettzone so oft gespült wird, wie dies zur Beibehaltung Ihrer betrieblichen Leistungsf##higkeit und eines annehmbaren Druckverlustes am Abzugspunkt der behandelten, ausströmenden Flüssigkeit erforderlich ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Behandlung von Abwässern und dergleichen, die vorzugsweise zur Ausführung eines solchen Verfahrens dient, ist gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Beibehalten bzw. Unterhalten einer -versenkten, belüfteten, biologischen Bewegtfilterbettzone mit feinverteilten Partikeln aus Filtermedien, durch-eine Einrichtung zum Beibehalten bzw. Unterhalten einer Belebtschlammzone in Strömungsrichtung vor der Bewegtfilterbettzone, durch eine Einrichtung zur Zuführung von Abwasser oder dergleichen an- die Belebtschlammzone, durch eine Einrichtung zum Zuführen bzw. Umwälzen des Abwassers oder dergleichen O. der Belebtschlammzone durch die Bewegtfilterbettzone und die Belebtschlammzone, durch eine Einrichtüng zum Beibehalten bzw. Unterhalten einer biologischen Stabilfilterbettzone in Strömungsrichtung hinter der belüfteten Bewegtfilterbett- und der Belebtschla##zone, durch eine Einrichtung zum Abführen der behandelten Flüssigkeit von der Stabilfilterbettzone, und durch eine Einrichtung zum Spülen der Stabilfilterbettzone so oft, wie dies er#orderlich ist.
Durch die Erfindung ist es moglih, auch den erforderlichen Bauaufwand abzusenken und dadurch erhebliche wirtschaftliche Einsparungen zu erzielen. Weiterhin ermöglicht es die Erfindung, erste und zweite Klärbecken wie auch rinrichtungen zum Behandeln und Transportieren von Schlamm zu vermeiden. en die erfindun#sgemäße Vorrichtung in einer Behandlungsanordnung mit çlehrfachstu fen verwendet wird, so ist dadurch zusätzlich eine so genügend große Reinigung der Abwässer möglich, daß diese rezykliert und, nach einer Desinfektion, direkt deni:Wasserleitungssystem wieder zugeführt werden können.
Bei der Grundform der-Erfindung findet die Abwasserbehandlung in einem Einzelbehälter statt, der eine Anzahl von miteinander verbundenen Zonen aufweist. Das Abwasser wird in die erste Zone, bei der es sich um eine Belebtschlammzone handelt, eingeführt und fließt aufwärts oder abwärts durch den unteren Teil des Behälters, der aus einer versenkten, belüfteten biologischen Bewegtfilterbettzone besteht; letztlich fließt das Abwasser in die dritte Zone hinab, die aus einer versenkten, nicht belüfteten biologischen Stabilfilterbettzone mit Abwärts- oder Aufwärts Strömung besteht, die einen Absetz-bzw. "Polishing"-Effekt aufweist.
Die Luft wird in die zweite Zone, d.h. in das versenkte biologische Bewegtfilterbett, in Form von Druckluft oder durch Einziehen von Luft mittels eines Vakuums eingeführt.
Die Luft durchläuft die Filtermedien und belüftet die Belebtschlammzone, wenn sie einmal oberhalb des Filterbetts angekommen ist. In ihrer grundsätzlichen Form können bei der Erfindung alle aerobischeii biologIschen EeriandZungsfunktionen in einer KaIsner unter Benutzung eines einzigen Belüftungsvorgangs bzrs. -schrittes durchgeführt werden. Die erste Zone entspricht dem Belebtschlanimverfahren. Die zweite Zone kann als biologischer Reaktor angesehen werden und besitzt eine hohe Eignung zum Abbau organischer Stoffe bzw. zu einer Verminderung organischer Substanzen. Die dritte Zone ist das nicht belüftete biologische Stabilfilterbett mit dem Letztbehandlungseffekt des Absetzens ("Polishing"). Die biologische Stabilfilterbettzone filtert die behandelte Flüssigkeit von der ersten , der Belebtschlamm-1und der zweiten, der biologischen Bewegtfilterbettzone, und sie läßt die Notwendigkeit für ein zweites Klärbecken entfallen. Zusätzlich reinigt der Bakterienflor, der auf den Filtermedien entwickelt wird, die Abwässer, wodurch eine noch vollständigere biologische Behandlung erzielt wird. Die Belebtschlammzone und die biologische Bewegtfilterbettzone lassen die Notwendigkeit zur Benutzung eines ersten Klärbeckens und von Einrichtungen zur Bewegung bzw. Bearbeitung des Schlamms entfallen.
Die Belüftung der biologischen Bewegtfilterbettzone schafft vier Bedingungen: Als erstes bewirkt sie eine Sauerstoffbeaufschlagung der behandelten Abwässer zur Erzeugung einer angemessenen Menge von Sauerstoff, die für die Bakterienflora erforderlich ist.
Als zweites bewirkt sie das Ausschwemmen von überschüssigen Bakterien in die belebte Schlammzone und die gleichzeitige Belüftung dieser Zone. Als drittes läßt sich eine konstante Porosität der Filtermedien mit dem Ergebnis beibehalten, daß die Strömung von Abwässern durch die Medien ohne einen übermäßigen Druckverlust unterhalten werden kann. Zum vierten wird durch die Belüftung der biologischen Bewegtfilterbettzone ein endogener Respirationsprozeß infolge einer sehr hohen Abbaugeschwindigkeit organischer Substanzen erzielt. Hierdurch läßt sich ein Überschuß an biologischem Schlamm ebenso wie kostenaufwendige Einrichtungen zur Schiammführung bzw. Schlammbehandlung vermeiden.
Die Abwässer, die durch dieses Verfahren behandelt wurden, sind , voll biologisch behandelt und werden dem Aufnahmebehälter direkt oder nach einer Desinfektion zugeleitet. Wenn man dieses Verfahren in Serie wiederholt, so läßt sich ein außerordentlich hoher Reinheitsgrad erzielen. Die Belebtschlammzone arbeitet nach den gegenwärtig für ein solches Verfahren üblichen Parametern innerhalb eines weiten Bereiches von B.S.B.-Belastungen (B.S.B. = biochemischer Sauerstoffbedarf) und Mischflüssigkeits-S. 5. -Konzentrationen (S.S. = suspendierte Schwebstoffe). Im Hinblick auf die vorliegende Erfindung sind zur Reduzierung des Behältervolumens und Belastun gen der Kosten die B.S.B.- und die Mischflüssigkeits-S.S. -Konzentrationen sehr hoch und die Haltezeit ist sehr kurz. Diese führt zwar zu einer geringeren Wirksamkeit hinsichtlich der B.S.B.-Absenkung, die jedoch durch die B.S.B.-Absenkung in der zweiten und dritten Zone, also in den biologischen Bewegtfilterbett- und Stabilfilterbettzonen, kompensiert wird.
Falls es sich für nötig erweist, zusätzliche Luft dem Verfahren zuzuführen, dann kann ein zusätzliches Belüftungssystem vorgesehen werden, das mit feinverteilter Luft, mechanischen Lüftungsapparaten bzw. Auflockerungsapparaten ("Aeratoren") oder mit einem Verteilrost in der biologischen Bewegtfilterbettzone arbeitet.Die Einführung von Abwassern zu den offenen oder geschlossenen Behältern kann unter Schwerkrafteinfluß, unter Druck oder unter Vakuum durch übliche und bekannte Techniken erfolgen.
Für die eventuelle Extraktion von Belebtschlamm aus der Belebtschlammzone ist ein besonders gestalteter Schlammkonzentrator (Schlammverdicker) vorgesehen, wodurch das Volumen des abzuziehenden Schlammes reduziert wird. Dieser Konzentrator kann in bestimmten Fällen außerhalb der Behältereinheit oder selbst vollkommen getrennt von ihr angeordnet und so aufgebaut werden, daß eine unter Schwerkraft oder durch Pumpen ausführbare Schlanirezirkulation oder eine Rezirkulation mittels einer Airlift-Einrichtung eingeschlossen ist. Dieser Schlamm wird dann dem Eingang der Anlage wieder zugeführt oder, falls die Verfahrensparameter es erfordern, in die Belebtschlammzone zurückgeleitet.
Das biologische Bewegtfilterbett und das biologische Stabilfilterbett sind ähnlich heute bekannten, üblichen Schnellsandfiltern für Trinkwasser ausgestaltet und ausgeführt, wobei entweder eine abwärts oder eine aufwärts gerichtete Strömung oder Airlifts für die Bewegtbettfilter angewendet werden. Jedes Lift kann ein einfaches Airlift sein, das mit Druckluft arbeitet; es kann aber auch mit einer getrennten Wasserzuführung verbunden sein, die zu dem Boden des Airlifts hin gerichtet ist. Der Unterschied zwischen Trinkwasserfiltern und der Erfindung besteht darin, daß das biologische Bewegtfilterbett und das biologische Stabilfilterbett das Abwasser noch behandeln und noch eine biologische Substanz enthalten, und daß das biologische Bewegtfilterbett während des Betriebes belüftet wird. Die Mengen der erforderlichen Luft und der erforderlichen Filtermedien-Crößen hängen von der Art der Abwässer, die behandelt werden sollen, oder von der gewünschten Behandlungswirksamkeit ab.
Überdies wird bei der Erfindung das biologische Stabilfilterbett gespült, wann immer dies erforderlich ist. Die Spülung kann ausgeführt werden in einer der folgenden vier Weisen: a) durch Benutzung einer Kombination von Luft und Wasser entsprechend üblichen, bekannten Techniken; b) durch Benutzung von Wasser allein; c) durch Benutzung beider Methoden, wobei jedoch vor dem Spülen die Flüssigkeit in dem Filter bis auf das Niveau der Filtermedien abgesenkt und anschließend durch den Spülvorgang auf normales Flüssigkeitsniveau wieder aufgefüllt wird, ohne Abziehen der Spülflüssigkeit von der Behältereinheit, oder d) durch Benutzung eines Airlifts, das auf dem Boden des konischen Trichters angeordnet ist.
Bei den ersten beiden Weisen wird der biologische Schlamm, der von der biologischen Stabilfilterbett- und der biologischen Bewegtfilterbcittzone als Spülflüssigkeitsbestandteil abgefühlt w#wlr--l dem lpingang der Anlage wieder zugeführt. In dem dritten und vierten Fall verbleibt die gesamte Spülströmung in der Filtereinheit, ohne daß irgendein Verlust an biologischen Feststoffen auftritt.
Für die Spülwässer können gereinigte Abwässer oder irgendeine aussenliegende Wasserzufuhr verwendet werden. Die Zeit für die Spülung soll 10 bis 20 Minuten, abhängig von der Art des gewählten Spülsystems, nicht übersteigen.
Die Dauer des Betriebes zwischen den einzelnen Spülvorgängen ist eine Funktion der Stärke der Verunreinigung des Abwassers, der Filtermedien-Größen, der Tiefe bzw. Dicke des Filtermediums (Filterschicht) wie des gewünschten Grades an Reinheit bezüglich irgendeines vorgegebenen Abwasserbestandteils, und sie wird von der geforderten Güte der ausströmenden Flüssigkeit und von dem verfügbaren Druckunterschied bedingt. Die grundsätzliche Funktion des biologischen Bewegtfilterbettes besteht darin, eine hohe B.S.B.-Reduktion und einen hohen Grad an endogener Respiration in einer kurzen Zeit durch Benutzung eines extrem großen aktiven Oberflächengebietes zu erzielen, das durch kleine Bakterienflocken gebildet wird, die durch das belüftete bewegte Filtermedium fließen.
Dieses Medium sorgt sowohl für eine Bio-Koagulation (Bio-Ausflokkung) wie auch für eine Bio-Degradation (Bio-Abbau) organischer Substanzen, die in der Form gelöster Verbindungen und verteilter Festkörper nach dem Durchlaufen durch die Belebtschlammzone noch verblieben Um dies zu erreichen, werden während des Betriebs die biologische Bewegtfilterbettzone und die Belebtschlammzone durch Druckluft, durch Luft, die durch beide Zonen mittels eines Vakuums hindurch gezogen wird, oder durch Airlifts belüftet. Dies geschieht mit einem solchen Luftaufwand, der für die Umwandlung organischer Verbindungen in anorganische Salze erforderlich ist. Die Luftzufuhr kann entweder kontinuierlich oder intermittierend vorgesehen werden; die Menge an Luft, die für eine volle Reinigung erforderlich ist, wird im Prinzip sehr klein sein und die Belüftungszeit sehr kurz.
Die Strömung der Abwässer durch die biologische Bewegtfilterbettzone kann nach aufwärts, unter Bedingungen ähnlich denen bei dem Sprühvorgang, oder nach abwärts durch das mittels Airlift umgewälzte Filtermedium gerichtet sein. Die grundsätzliche Funktion des biologischen Stabilfilterbettes besteht in einer Endreinigung der behandelten Abwässer durch Ausscheidung bzw. Abtrennung aller kolloidalen und verteilten Festkörper bzw. Schwebstoffe von der behandelten Flüssigkeit. Gleichzeitig wird ein weiterer biologischer Abbau der verbleibenden organischen Verbindungen bewirkt. Der Abwasserstrom durch das biologische Stabilfilterbett kann entweder abwärts oder aufwärts oder auch horizontal entsprechend den derzeit üblichen Trinkwasser-Schnellfiltern gerichtet sein. Der für die Bakterienflora des biologischen Stabilfilterbettes erforderliche Sauerstoff wird dadurch zugeführt, daß die behandelte Flüssigkeit, die gelösten Sauerstoff enthält, durch das Filtermedium strömt.
Sowohl die biologische Bewegtfilterbettzone, als auch die biologische Stabilfilterbettzone enthalten fein verteilte Partikel aus Filtermedium, wobei hierfür feiner und grober Sand, Plastik, Anthrazit, Aktivkohle oder irgendein anderes geeignetes Material unterschiedlicher Größen und Dichten wie auch in verschiedenen Kombinationen verwendet werden können. Der Aufbau des Verteilungs-und/oder Sammelsystems sowohl für die Abwässer wie auch für die Luft entspricht dem bekannter, üblicherweise verwendeter Techniken.
Hierbei werden Filter verwendet, die mit Zwischenböden und Sieben ausgestattet sind, wie auch Filter, die mit unterirdischen Entwässerungs-Rohrsystemen, oder Ziegelstücken, Porzellankugeln etc.
versehen sind Die Gestaltung der Filter ist ebenso wie die Anzahl der einzelnen Konstruktionsdetails eine Funktion der Abwasserintensität und des gewünschten Reinigungsgrades. Die Kontaktzeit zwischen den Abwässern und den Filterbetten für eine volle biologische Reinigung wird prinzipiell sehr kurz und die Menge der erforderlichen Luft sehr klein sein.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung kann z.B. mit einer nach aufwärts gerichteten Strömung durch das biologische Bewegtfilterbett durch Benutzung einer Pumpe für eine kontinuierliche Rückführung von Abwasser zwischen die Belebtschlammzone und mit einer nach unten gerichteten Strömung durch die biologische Stabilfilterbettzone und weiterhin mit üblichen Spülsystemen ausgelegt sein.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß das biologische Bewegtfilterbett mit einer abwärts gerichteten Strömung und mit einem Airlift als eine Belüftungs- und Pumpen-Einrichtung für die Rückführung des Abwassers zwischen die Belebtschlammzone ausgeführt sein. Die biologische Stabilfilterbettzone weist dieselbe abwärts gerichtete Strömung auf, die Spülung für das ganze Filtermedium wird jedoch durch Benutzung eines zweiten Airlifts ausgeführt, das in dem Boden eines konischen Trichters angeordnet ist. Die erforderliche zusätzliche Luft wird durch einen Grill zugeführt, der in der biologischen Bewegtfilterbettzone angeordnet ist. Das Sammelsystem für das behandelte Abwasser ist auf der schrägen Fläche des konischen Trichters angeordnet.
Eine andere Ausführungsform weist eine nach unten gerichtete Strömung durch das Filtermedium auf und ist mit zwei Behältern ausgeführt, von denen der eine in dem anderen angeordnet ist. Der größere Behälter enthält die Belebtschlammzone, während der kleinere Behälter zwei konische Trichter aufweist, von denen jeder mit einer getrennten Airlifteinrichtung versehen ist. Der äußere Behälter, vorzugsweise in Form eines Trichters, hält die Medien für das biologische Bewegtfilterbett, die mittels eines längeren Airlifts belüftet und umgewälzt werden. Der innere Behälter, ebenfalls vorzugsweise in Form eines Trichters, hält die Medien für die biologische Stabilfilterbettzone, die mittels eines kürzeren Airlifts gespült werden; die Belebtschlammzone wird getrennt davon belüftet.
Wenn erforderlich, wird zusätzliche Luft in die biologische Bewegtfilterbettzone eingeführt. Ein Umlenkhlech kann oben auf dem äußeren Trichter angeordnet werden, um eine Umwälzströmuny auf der Oberfläche des bewegten Mediums zu erzeugen.
Zur Verbesserung der Rezirkulation des Mediums des biologischen Bewegtfilterbettes bei abwärtsgerichteter Strömung und einer Belüftung durch Airlifts kann ein konisches Umlenkblech oben auf dem Airlift angeordnet sein, um das zurückgeführte Filterbettmedium an den Außenumfang der Umlenkplatte zu lenken.
Eine andere Ausführung der oben genannten Möglichkeit besteht darin, das konische Umlenkblech durch einen als oberen Teil des Airliftrohres ausgebildeten, rotierenden Arm zu ersetzen.
Eine weitere, vorteilhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Airlift-Anordnung besteht darin, daß ein Behälter mit einer Anzahl von miteinander verbundenen Abteilen versehen ist, wobei die biologische Bewegtfilterbett- und die biologische Stabilfilterbettzonen voneinander durch undurchlässige und durchlässige Wände getrennt werden, die die Richtung des Abwasserstroms von unten nach horizontal und aufwärts und wieder abwärts ändern. Airlifts, die in dem biologischen Bewegtfilterbett angeordnet sind, sorgen für eine Belüftung und Rezirkulation des Filter bettmediums, wogegen Airlifts,die in imbiologischen Stabilfilterbett angeordnet sind, nur periodisch für eine Spülung des Filterbettmediums verwendet werden. Ein zusätzlicher Luftgrill kann in der biologischen Bewegtfilterbettzone, falls erforderlich, angeordnet werden. Wenn nötig, kann zwischen die biologische Bewegtfilterbett- und die biologische Stabilfilterbettzone ein Schlamelkonzentrator eingeschaltet werden. Das Sammelsystem für die behandelte Flüssigkeit ist in dem unteren Teil der biologischen Stabilfilterbettzone angeordnet.
In einer anderen, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind Bewegt -~ die Belebtschlamm- und die biologische Filterbettzone in einem ersten Abteil enthalten, und ein zweites Abteil enthält die biologische Stabilfilterbettzone, mit einer nach oben gerichteten Strömung. Die Abtrennung der Belebtschlamm- und der biologischen Bewegtfilterbettzone von der biologischen Stabilfilterbettzone wird durch ein zylinderförmiges Blech erreicht, das in dem unteren Teil des Mediums des biologischen Bewegtfilterbettes angeordnet ist; dieses Medium wird durch ein Airlift belüftet und rezirkuliert.
Wenn erforderlich, so kann zusätzliche Luft der biologischen Bewegtfilterbettzone zugeführt werden. Ein Schlammkonzentrator ist zwischen dem ersten und dem zweiten Abteil angeordnet.
In einer anderen, vorzugsweisen Ausge-staltung der Erfindung ist die Belebtschlammzone und die biologische Bewegtfilterbettzone in einem Abteil zusammengefaßt, wo die Belüftung und die Rezirkulation des Filtermediums durch ein Airlift bewirkt wird; Die Strömungsrichtung geht abwärts durch das bewegte Medium des Filterbettes durch ein speziell gestaltetes Sammelsystem, das die Form eines umgekehrt -V-förmigen Ringbleches aufweist, welches auf einigen Rohren getragen wird. Diese Rohre stehen mit einem Spalt bzw. Hohle raum unter dem Boden eines konischen Trichters in Verbindung.
Flüssigkeit tritt in die biologische Stabilfilterbettzone in dem zweiten Abteil mit einem aufwärts gerichteten Strom durch das unterirdische System ein, das auch hier für den Spülvorgang benutzt wird.
Die biologische Stabilfilterbettzone wird von der Belebtschlamm-und der biologischen Bewegtfilterbettzone durch eine undurchlässige vertikale Wand getrennt. Der obere Teil der biologischen Stabilfilterbettzone enthält eine Schicht von behandelter Flüssigkeit, die zu dem Sammelgefäß geführt wird, oder Spül-Abwasser, das zu der Belebtschlammzone oder zu dem Eingang der Anlage zurückgeführt wird.
In einer anderen vorzugsweisen Ausgestaltung der Erfindung ist die Belebtschlamm- und die biologische Bewegtfilterbettzone in einem Abteil enthalten, wobei die Belüftung und die Rezirkulation des Filtermediums mittels eines Airlifts durchgeführt wird. Die abwärts gerichtete Strömung durch die bewegten Filterbettmedien läuft durch einen durchlässigen unteren Teil einer vertikalen Platte und tritt in die biologische Stabilfilterbettzone mit aufwärts gerichteter Strömung ein. Die biologische Stabilfilterbettzone wird von einem Airlift gespült und der beim Spülen auftretende Überschuß wird zu der Belebtschlammzone oder zu dem Eingang der Anlage als Überfluß zu der Ableitrinne zurückgeführt. Die Belebtschlammzone ist mit einem eigenen, getrennten Belüftungssystem versehen.
In einer anderen vorzugsweisen Ausgestaltung der Grundeinheit werden zwei Abteile verwendet. Das erste Abteil enthält die Belebtschlammzone und belüftete biologische Bwegtfilterbettzonen; eine aufwärts gerichtete Strömung wird durch Verwendung einer Umwälzpumpe und durch Druckluft erzielt. Das zweite Abteil enthält die biologische Stabilfilterbettzone, die eine abwärts gerichtete Strömung aufweist und in der aufgezeigten Art und Weise gespült wird.
Der Spül-Überfluß wird zu der Belebtschlammzone abgeführt. Hierbei kann vorteilhafterweise auch noch ein Schlammkonzentrator zwischen die beiden Abschnitte zwischengeschaltet werden. Der Konzentrator zieht die Menge an Schlamm ab, die von dem ersten zu dem zweiten Abteil überfließt, und er sammelt das Spülwasser, das zu dem Sammelbecken der Anlage oder zu der Belebtschlammzone gezogen werden soll.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Verfahren unter Vakuum ausgeführt. Ein solches mit Vakuum arbeitendes, erfindungsgemäßes Gerät weist vorzugsweise einen Belebtschlamm und ein biologisches Bewegtfilterbett mit aufwärts gerichteter Strömung in dem ersten Abteil auf und eine zweite Stufe des biologischen Bewegtfilter- und Stabilfilterbettes mit abwärts gerichteter Strömung und mit einer Airliftanordnung in einem zweiten Abteil.
Das Vakuum wird aufrechterhalten durch konstante Rezirkulation des Abwassers in der ersten Stufe der biologischen Bewegtfilterbett-und der Belebtschlammzone durch Benutzung einer Umwälzpumpe und einer Venturidüse oder einer Blende, einer Lochplatte o.ä., die in der Rücklauflinie der Strömung, die den Überschuß an Luft von der Einheit abzieht, angebracht sind. Um jedoch das anfängliche Vakuum zu erzeugen, ist die Installation einer Vakuumpumpe erforderlich.
Die gesamte Luftmenge, die für das Verfahren erforderlich ist, wird unter atmosphärischem Druck durch Steuerventile zugeführt. Die Spülung der Medien für das biologische Stabilfilterbett wird durch eine Airliftanordnung durchgeführt und zu der Belebtschlammzone oder dem Eingang der Anlage zurückgeführt. Das Sammelsystem für die behandelte Flüssigkeit besteht aus umgekehrt-V-förmigen, längs angeordneten Flächen, die von horizontalen Rohren gehalten werden, die in Verbindung mit einem unterirdischen Hohlraum unter den konischen Trichtern stehen. Vorteilhafterweise kann hierbei das Abwasser zwischen die Belebtschlammzone durch das biologische Bewegtfilterbett zurückgeführt werden, wobei eine aufwärts gerichtete Strömung durch Luft erzielt wird, die in den Bodenbereich der biologischen Bewegtfilterbettzone eingeleitet wird, die längs einer Wand des Belebtschlammabteils angeordnet ist und von der das Abwasser zu dem biologischen Stabilfilterbett oder einer anderen Behandlungseinrichtung in dem zweiten Abteil weiterfließt. Dabei wird Abwasser auch unter die biologische Bewegtfilterbettzone geleitet.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht hierbei darin, daß eine Vielzahl vertikaler Säulen, gefüllt mit den Medien des biologischen Bewegtfilterbettes, verwendet werden, die in dem Belebtschlammabteil angeordnet sind. Eine Aufwärtsströmung und eine Rezirkulation durch die Medien des biologischen Bewegtfilterbettes wird mittels Luft erzielt, die in den Bodenbereich jeder Säule eingeleitet wird.
Ein zweites Abteil enthält die biologische Stabilfilterbettzone oder ein anderes Behandlungssystem.
Bei der Erfindung erweist es sich als vorteilhaft, vertikale Säulen, die mit Medien des biologischen Bewegtfilterbettes gefüllt sind, zu verwenden, jedoch die Belüftung und die Rückführung des Abwassers zwischen die Medien des biologischen Bewegtfilterbettes und das Belebtschlammabteil mittels einer Airliftanordnung aus zuführen. Die Belebtschlammzone kann, wenn ~erforderlich, ein getrenntes Belüftungssystem aufweisen. Weitere Behandlungsschritte finden in dem zweiten Abteil statt.
Eine andere mögliche Lösung für die Belüftung und die Rückführung des Abwassers zwischen die Belebtschlammzone und die Medien des biologischen Bewegtfilterbettes mit einer aufwärts gerichteten Strömung erhält man durch Belüftungseinrichtungen bzw. Auflockerungseinrichtungen, die auf die Oberfläche wirken <~Aeratoren"), die oben auf jeder vertikalen Säule eines biologischen Bewegtfilterbettes angeordnet werden. Falls eine zusätzliche Belüftung erforderlich ist, kann weitere Luft zu dem Bodenteil jeder Säule oder direkt zu dem Belebtschlammabteil geleitet und dort eingeführt werden. Das zweite Abteil besteht aus einer Absetzzone, die in Verbindung mit der Belebtschlammzone steht. Anstelle von Oberflächen-Aeratoren können jedoch auch Aeratoren des Pumpentyps ververwendet werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft, die biologische Bewegtfilterbettzone mit aufwärts gerichteter Strömung längs einer Wand des Belebtschlammabtelis anzuordnen, wobei über der biologischen Bewestfilw terbettzone eine rotierende Bürste angeordnet ist, die eine Belüftung und eine Rezirkulation des Abwassers durch die Medien des biologischen Bewegtfilterbettes zwischen die Belebtschlammzone erzeugt. Die Zuführung von neuem Abwasser ist unter die biologische Bewegtfilterbettzone gerichtet. Wenn erforderlich, so wird zusätzliche Luft zu dem Bodenteil der biologischen Bewegtfilterbettzone oder zu der Belebtschlamrczone geführt. Von der Belebtschlammzone fließt das Abwasser in das zweite Abteil zur weiteren Behandlung.
In einer anderen, vorteilhaften Ausführungsform wird eine vertikale Säule verwendet, die an ihrem Boden geschlossen und an ihrer Oberseite geöffnet sowie mit Medien des biologischen Bewegtfilterbettes mit aufwärts gerichteter Strömung gefüllt ist. Eine Rezirkulation wird mittels einer Pumpe erreicht, die in den Belebtschlammabteil angeordnet ist, wobei die Luftzuführung in dem Bodenkann teil der biologischen Bewegtfilterbettzone erfolgt. Auch hierj, wenn erforderlich, zusätzliche Luft der Belebtschlammzone zugeführt werden.
In einer anderen, vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gerätes werden zwei Behälter, von denen der eine in dem anderen angeordnet ist, benutzt, in denen eine konzentrische, horizontale Strömung durch die Medien des biologischen Bewegtfilter-und Stabilfilterbettes erzeugt wird. Der größere Behälter enthält die Belebtschlammzone; der kleinere Behälter besteht aus drei vertikalen Zylindern, die zentrisch angeordnet sind. Die Zylinder weisen eine konische Form an ihren enden auf und jeder von ihnen ist mit einer durchlässigen zylindrischen Wand versehen. Der größte Zylinder enthält die Medien des biologischen Bewegtfilterbettes, die mittels eines Airlifts laufend belüftet und umgewälzt werden. Der zweite Zylinder enthält die Medien des biologischen Stabilfilterbettes, die, wenn erforderlich, mittels eines zweiten Airlifts gespült werden. Der kleinste, dritte Zylinder sammelt die behandelte Flüssigkeit. Auch hier kann, wenn erforderlich, zusätzliche Luft zu der biologischen Bewegtfilterbett- und der Belebtschlammzone geführt werden.
In einer anderen ähnlichen, vorteilhaften Ausführungsform werden ebenfalls zwei Hauptbehalter verwendet, wobei der schmalere Behälter jedoch eine verschiedene Konstruktion vom anderen aufweist.
Sein größter Zylinder hat eine doppelte Wandung: die äußere Wandung ist nämlich undurchlässig, die innere durchlässig. Hierdurch entsteht ein Sammelsystem für die behandelte Flüssigkeit und es wird auch ein Halt für die Medien des biologischen Stabilfilterbettes geschaffen, die mittels eines Airlifts gespült werden. Der zweite Zylinder weist vertikale, durchlässige Wandungen auf und enthält die Medien des biologischen Bewegtfilterbettes, die mittels eines zweiten Airlifts belüftet und umgewälzt werden. Der dritte Zylinder mit einer durchlässigen Wand verteilt die Abwässer von der Belebtschlammzone zu der biologischen Bewegtfilterbettzone.
Die biologische Bewegtfilterbett- und die Belebtschlammzone können, wenn erforderlich, zusätzlich belüftet werden.
In einer anderen vorteilhaften, ähnlichen Gestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nur ein zylindrischer Behälter benutzt, der in seinem oberen Teil eine Belebtschlammzone mit, falls erforderlich, einen Schlammkonzentrator aufweist. Der untere Teil des Behälters enthält drei durchlässige Zylinder: der größte dieser Zylinder sorgt für ein Abwasser-Verteilsystem von der Belebtschlammzone zu den Medien des biologischen Bewegtfilterbettes, die mittels eines Airlifts belüftet und rezirkuliert werden. Der zweite Zylinder trennt die Medien des biologischen Bewegtfilterbettes von denen des biologischen Stabilfilterbettes, die mittels eines Airlifts gespült werden. Der dritte und kleinste Zylinder trennt das biologische Stabilfilterbett von der behandelten Flüssigkeit, die von der Geräteeinheit abgezogen wird. Wenn erforderlich, kann zusätzliche Luft zu der biologischen Bewegtfilterbettzone geführt werden.
In einer anderen, vorteilhaften Ausführungsform wird ein Behälter mit einer Belebtschlammzone und einem Schlammkonzentrator in seinem oberen Teil verwendet, wobei im unteren Teil des Behälters drei durchlässige Zylinder angeordnet sind. Der kleinste Zylinder besorgt ein Abwasser-Verteilsystem von der Belebtschlammzone zu den Medien des biologischen Bewegtfilterbettes, die mittels eines Airlifts belüftet-und umgewälzt werden. Der zweite Zylinder trennt die Medien des biologischen Bewegtfilterbettes von denen des biologischen Stabilfilterbettes, die mittels eines Airlifts gespült werden. Der dritte und größte Zylinder trennt das biologische Stabilfilterbett von der behandelten Flüssigkeit, die von der Geräteeinheit abgezogen wird. Wenn erforderlich, kann auch hier wieder zusätzliche Luft zu der biologischen Bewegtfilterbettzone gebracht und dort eingeblasen werden.
In einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemaßen Vorrichtung wird die Rezirkulation des Abwassers durch das biologische Bewegtfilterbett mit aufwärts gerichteter Strömung durch Verwendung einer Pumpe für die Rückführung des Abwassers zu der Belebtschlammzone erzielt, wobei die biologische Stabilfilterbett zone durch eine Absetzzone mit vertikaler Strömungsrichtung ersetzt wird. Abgesetzter Schlamm wird über Schwerkrafteinwirkung zurück zu der Belebtschlammzone geführt.
In einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Belüftung und die Umwälzung des Abwassers durch die Belebtschlammzone durch einen Verteilungsrost erzielt und die Belüftung und Rezirkulation der Medien des biologischen Stabilfilterbettes mit einer aufwärts gerichteten Strömung durch die Verwendung von Oberflächen-Aeratoren, die oben auf jeder vertikalen Säule angeordnet sind. Das rezyklierte (rückgeführte) Abwasser fließt durch den Einlaß in dem äußeren Blech am Behälterboden zu dem Verteilungsrost. Der untere Teil der Säule enthält die Medien für das biologische Stabilfilterbett. Er filtert die abwärts gerichtete Strömung der behandelten Flüssigkeit aus, die durch ein unterirdisches Sammelsystem abgezogen wird, das auch in umgekehrter Wirkrichtung für die Spülung verwendet wird. Auch hier kann, falls erforderlich, zusätzliche Luft zu dem biologischen Bewegtfilterbett zugeleitet werden.
Vorteilhafterweise kann in einer weiteren Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung auch ein Oberflächen-Aerator des Pumpentyps verwendet und der Verteilrost durch eine teilweise mit Offnungen versehene Säulenwand hinter dem äußeren Umlaufbiech bzw.
der äußeren Wandung ersetzt werden.
Anstelle hiervon kann auch eine rotierende Bürste als Aerator verwendet werden, die oben an dem Längsabteil angeordnet ist, das mit Medien für das biologische Bewegtfilterbett (mit aufwärts gerichteter Stromungsrichtung) und mit Medien für das biologische Stabilfilterbett (mit abwärts gerichteter Strömungsrichtung) gefüllt ist.
In all den aufgeführten Ausführungsformen sollte das Abwasser, das dem Prozeß zugeführt wird, einer Vorbehandlung unterworfen werden, bei der eine Siebung und eine Entfernung von-Grobteilen stattfindet.
Der Schlammkonzentrator kann entfallen, wenn das Verfahren so ausgelegt ist, daß es ohne einen tiberschuß an biologischem Schlamm arbeitet.
Die verschiedenen Geräte und Einzelteile können jede geeignete Ausbildung und Zusammenstellung erfahren. So können die Geräteeinheiten z.B. in Serie geschaltet sein oder in bereits bestehende Anlagen, wie z.B. erste und zweite Kläranlagen, Belebtschlammeinrichtungen, belüftete Klärteiche oder andere bereits existierende Arbeitsanlagen zur Erhöhung deren Kapazität und/oder zur Verbesserung der Wirksamkeit eingebaut werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprucnen. rr h h J#fl4O Die Erfindung wird anhand der Zeichnung im folgenden heispielshalber noch näher erläutert. Jede der Figuren 1 bis 28 stellt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Behandlung von Abwässern dar, in der sich jeweils das erfindungsgemäße Verfahren verkörpert.
In allen Figuren wird dasselbe Bezugszeichen für dieselben Teile verwendet.
Die Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 1 dargestellt ist, weist ein offenes oder geschlosses Behältnis lo beliebiger Formgebung auf, das aus jedem geeigneten Material hergestellt sein kann, und das mit einer Einspeiseleitung 11 und einer Ableitung 12 für die behandelte Flüssigkeit versehen ist, wobei die Ableitung 12 auch als Einlaßleitung 13 für das Spülwasser dient, In dem Behältnis lo ist ein Filterzwischenboden 14 angeordnet, der die Medien 15 für das biologische Stabilfilterbett und die (16) für das biologische Bewegtfilterbett trägt.
Die Luft, die für die Belüftung des Abwassers und der Medien für das biologische Bewegtfilterbett erforderlich ist, wird von einem Gebläse 17 durch ein Rohr 18 zugeführt, das mit dem Verteilrost 19 für das Rückführabwasser verbunden ist. Das Abwasser wird zwischen einer Belebtschlammzone 20 durch eine Pumpe 21 abgezogen, die mit hierzu erforderlichen Rohrleitungen und Ventilen 22 versehen ist. Zum Spülen ist eine Luftzufuhrleitung 23 unterhalb des Filterzwischenbodens 14 eingeführt. Der Schlancinüb#r#ci-#t'ß aus der Belebtschla:-m#zone wird in einem Schlammlor:zen-craWor 24 gesammelt und aufgenommen, von dem er durch ein Rohr 25 abgeführt wird.
Der Schlammkonzentrator 24 kann auch dafür benutzt werden, den Uberlauf beim Rückspülen während der Filterspülung zu sammeln und abzuleiten.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung unterscheidet sich von der aus Fig. 1 dadurch, daß keine Rückführpumpe 21, sondern ein Airlift bzw. Druckluftleitungen 26 für die Belüftung-des Abwassers und zur Rückführung durch das Medium für das biologische Bewegtfilterbett 16 vorgesehen ist. Zusätzlich weist diese Vorrichtung auch noch einen weiteren Luft-Verteilrost 27 für die Belüftung des biologischen Bewegtfilterbetts 16 und der Belebtschlammzone 20 auf. Das biologische Stabilfilterbett 15- ist- in konischen Trichtern 28 angeordnet, deren geneigte Bodenwandungen mit einem Sammelsystem 29 für die behandelte, ausfließende Flüssigkeit versehen sind. Diese fließt zu einem Hohlraum 30 unter den konischen Trichtern 28, von dem sie über die Rohrleitung 31 abgezogen wird. Die Spülung (Rückspülung) des biologischen Stabil-und Bewegtfilterbettes erfolgt, wenn erforderlich, durch eine zweite Anordnung von Airlifts 32, die an oder in der Nähe des Bodens der konischen Trichter 28 angeordnet sind. Wenn nötig, so wird überschüssiger Schlamm von der Belebtschlammzone 20 gesammelt und durch den Schlammkonzentrator 24 und das Ablaßrohr 25 abgezogen.
Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemaßen Vorrichtung unterscheidet sich von der aus Fig. 2 dadurch, daß die biologische Stabilfilterbettzone 15 von der biologischen Bewegtfilterbettzone 16 mittels eines kleineren konischen Trichters 33 getrennt ist, der mit einem Sammelsystem 29 für die behandelte ausfließende Flüssigkeit versehen ist, die ihrerseits über die Rohrleitung 31 entfernt wird. Das Material bzw. die Materialien für das biologische Bewegtfilterbett sind in einem größeren konischen Trichter 34 angeordnet, der in die Belebtschlammzone 20 hineinplaziert ist. Zusätzliche Luft für die Belüftung der Belebtschlammzone 20 wird durch ein Diffusionssystem 35 bereitgestellt. Eine zusätzliche Luftzufuhrleitung 27 für die biologische Bewegtfilterbettzone 16 kann, wenn nötig oder erwünscht, ebenfalls vorgesehen werden. Eine Umlenkplatte 36 lenkt einen Spülfluß auf die Oberfläche des biologischen Bewegtfilterbettes.
Der Auslaß aus dem Airlift 32 des biologischen Stabilfilterbettes wird durch das Rückschlagventil 37 zum Schutz gegen das Eindringen von Sand geschlossen. Um eine bessere Weiterleitung des Sauerstoffs von dem Airlift 26 zu dem Abwasser zu erreichen, ist ein Ablenkblech 38 über dem.Ende..des.Airlifts 26 angebracht. Das Ablenkblech 38 trennt gleichzeitig aber auch das bewegte Medium 16 von den rezirkulierenden Abwässern.
In Fig. 4 ist eine andere Anordnung für die Rezirkulation des Mediums des biologischen Isewegtfilterbettes dargestellt. Ein konisches Umlenkblech 39 leitet das in Bewegung befindliche Medium 16 von dem Airlift 26 in den äußeren Randbereich der Behandlungsvorrichtung.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel für die Rezirkulation des Mediums des biologischen Bewegtfilterbettes endet der obere Teil der Airlift-Leitung 26- in einem gekrümmten, rotierenden Arm 40. Der Filterzwischenboden 14 wird dabei durch ein unten im Behälter angeordnetes ("unterirdisches") Rohrsystem 41 ersetzt.
In Fig. 6 ist eine weitereAusführungsform.einer erfindungsgemäßen Vorrichtun3gezeigt-, bei der zwei belebte Schlamm und biologische Bewegtfilterbett-Abteile 42 durch eine durchlässige Trennwand 43 und in der Belebtschlammzone 20 durch eine massive, undurchlässige Trennwand 44 voneinander getrennt sind. Im ersten Abteil fließt das Abwasser abwärts. Im zweiten Abteil fließt es aufwärts,und anschließend wieder abwärts in einem biologischen Stabilfilterbett-Abteil 45, wo die behandelte Flüssigkeit durch einen Sammelrost 41 aufgenommen-wird, der in dem unteren Teil des Mediums 15 angeordnet ist.. Ein Schlaininkonzentrator 24 ist über dem Abteil 45 des@biologischen Stabilfilterbettes angebracht.
Airlifts 26 sind in dem ersten und zweiten Abteil für eine Zirkulation des Mediums des biologischen Bewegtfilterbettes zusanunen mit dem Abwasser angeordnet, und in dem dritten Abteil ist ein Airlift 32 für eine Rückspülung des Mediums 15 des biologischen Stabilfilterbettes vorgesehen. Wenn erforderlich, wird ein zusätzlicher Verteilrost 27 für Luft in dem Medium 16 für das biologische Bewegtfilterbett angeordnet.
In Fig. 7 ist eine Anordnung gezeigt, die der Anordnung aus Fig.6 ähnlich ist; die in Fig. 7 gezeigte Vorrichtung weist lediglich zwei Abteile auf, die von einer massiven, undurchlässigen Trennwand 44 in der Belebtschlammzone getrennt sind. Das erste Abteil 42 enthält eine Belebtschlammzone 20 und eine biologische Bewegtfilterbettzone 16, in denen die Strömungsrichtung abwärts und aufwärts gerichtet ist. Hieran anschließend ist ein zweites Abteil 45 der biologischen Stabilfilterbett-Zone 15 angeordnet, in dem die Flußrichtung des behandelten Abwassers abwärts gerichtet ist. Das behandelte Abwasser-wird-von einem Sammelrost 41 aufgenommen und gesammelt.
Fig. 8 zeigt eine Vorrichtung, dIe der in Fig. 7 ähnlich ist, bei der jedoch das erste Abteil 42 vollständig von dem zweiten Abteil 45 durch eine massive, undurchlässige Wand 46 getrennt ist. Das Abwasser fließt abwärts- durch das erste Abteil und passiert ein Sammelsystem 47, das aus einem umgekehrt-V-förmigen Ring-Ablenkblech besteht, welches auf Rohren 48 getragen wird, die in Verbindung mit einem Hohlraum 30 unterhalb des konischen Trichters 28 stehen. Das Abwasser fließt dann durch ein Verteilungssystem 49, das in dem zweiten Abteil angeornt ist, aurw wärts durch das Medium 15 des biologischen Stabilfilterbettes und es gelangt schließlich in den oberen Teil des zweiten Abteils 45, von dem es durch das Rohr So abgezogen wird. Das Verteilungssystem 49 wird auch für die Rückspülung verwendet. Hierfür wird zum Ab tzen des ersten Abteils vom Rückspülungswasser ein am Einlaß angeordnetes Uberdruckventil 51 installiert. Danach wird das Rückspülwasser in dem zweiten Abteil 45 über dem Medium 15 für das biologische Stabilfilterbett gesammelt und durch das Abzugsrohr So für die behandelte Flüssig ist abgezogen und an eine geeignete Stelle, z.B.- den Eingang der Anlage oder zu der Belebtschlammzone Zot wenn erforderlich, zurückgeführt.
Das Ausführungsbeispiel aus Fig. 9 unterscheidet sich von dem aus Fig. 6 dadurch, daß hier nur zwei Abteile verwendet werden.
In dem zweiten Abteil 45 liegt eine biologische Stabilfilterbettzone 15 mit einer Aufwärtsströmung vor, und die Belebtschlammzone 20 ist von dem oberen Teil des zweiten Abteils 45 durch eine massive Trennwand 46 abgeteilt. Ein Spülen des Mediums des biologischen Stabilfilterbettes 15 wird durch die Airlifteinrichtung 32 durchgeführt, wodurch das Spülwasser zu der Rinne 52 geleitet wird, von der es wieder oben in die Vorrichtung gehracht oder zu der Belebtschlammzone 20 durch das Rohr 53 zurückgeführt wird.
Die Belebtschlammzone 20 kann, falls dies gefordert wird, auch ein eigenes Belüftungssystem 35 haben.
In Fig. lo ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt, das ähnlich dem aus Fig. 1 ist, jedoch getrennte Abteile für die Zone des biologischen Bewegtfilterbettes 16 und die für das biologische Festfilterbett 15 aufweist. Beide Abteile stehen durch eine Wand 54, die als Wehr dient, miteinander in Verbindung. Das beim Spulen auftretende Uberfließen von dem zweiten Abteil 45 wird zurück zu dem ersten Abteil 42 geleitet und durch eine Leitung 55, wenn erforderlich, abgeführt.
Das in Fig. 11 gezeigte Ausführungsbeispiel stellt gegenüber dem von Fig. lo darin eine Xnderung dar, daß zwischen den beiden Abteilen der Schlaminkonzentrator 24 angebracht ist, von dem Schlamm in das erste Abteil über die Pumpe'21 zurückgeführt oder dem Einlaß der Anordnung durch das Rohr 25 wieder zugeführt wird.
Die Vorrichtung, die in Fig.' 12 gezeigt ist-, entspricht der aus Fig. 11, aber sie arbeitet unter Vakuum. Die Vorrichtung weist einen geschlossenen Behälter 56 und eine Vakuumpumpe 57 auf, die dazu dient, ein Vakuum für die Behältereinheit solange aufrechtzuerhalten, bis die Venturidüse bder auch Lochplatte, Meßblende o.ä.) 58 ein Vakuum in der Glocke 59 erzeugt. Eine Rezirkulation des Abwassers wird durch die Pumpe 21 und die Rückführleitung 60 durchgeführt.
Durch die biologische Bewegtfilterbettzone 16 und die Belebtschlammzone 2o wird durch das Rohr 61 Luft unter atmosphärischem Druck gepreßt. Abwasser fließt durch die Geräteeinheit vom Einlaßbehälter 62 zum Auslaßbehälter 63. Der Einlaßbehälter 62 ist mit einem hblaß 55 und mit einem ueberlauf 64 für den Notfall versehen.
Der Schlammkonzentrator steht in Verbindung mit der Venturidüse 58 zur Erzielung einer konstanten Schlammzirkulation. Alternativ bestände hier auch die Möglichkeit, daß der Schlamm von der Geräteeinheit durch das Rohr 25 ~abgezogen wird.
Gegenüber der Ausführungsform aus Fig. 12 weist die Vorrichtung gemäß Fig. 13 keinen Schlammkonzentrator 24 auf, ist aber mit einem zweiten Abteil 45 versehen, das eine zweite biologische Bewegtfilterbettzone 16 und die biologische Stabilfilterzone 15 enthält. Beide Zonen sind mit Airlifts versehen, wobei die Airlifteinrichtung 26 für eine Rezirkulation des Mediums des biologischen Bewegtfilterbetts und die Airlifteinrichtung 32 für das Spülen des Mediums des biologischen Stabilfilterbetts dient. Das Sammelsystem der behandelten ausfließenden Flüssigkeit besteht aus ungekehrt-V-förmigen, sich längs erstreckenden Umlenkplatten 65, die von mit Öffnungen versehenen horizontal angeordneten Rohren 66 getragen werden in Verbindung mit einem unterhalb der konischen Trichter angeordneten Abzugshohlraum 30.
Das in Fig. 14 dargestellte Ausfhrungsbeispiei ähnelt dem aus Fig. lo, weist jedoch eine Abwasserrückführung zwischen der Belebtschlammzone 20 durch die biologische-Bewegtfilterbettzone 16 mit nach oben gerichtetem Durchfluß infolge einer tufteinführung durch das Rohr 18 in den Bodenteil der biologischen Bewegtfilterbettzone 16 auf Die Zone 16 ist längs einer Längsrand des Abteils für die Belebtschlaxmtlzvile 20 ancjeordnet, wobei untere und obere sich längs erstreckende Umlenkbleche 67 vorgesehen sind.
Das zu behandelnde Abwasser 11 wird unterhalb der biologischen Bewegtfilterbettzone 16 eingeleitet. Eine weitere Behandlungsstufe zur Entfernung von Festkörpern findet in dem zweiten Abteil 45 statt, der getrennt hiervon angeordnet werden kann und aus dem Medium für das biologische Stabilfilterbett 15, einer Absetzzone oder einem anderen üblichen Mittel bzw. Verfahren bestehen kann.
Fig. 15 stellt eine ähnliche Ausführungsform wie Fig. 14 dar, wobei jedoch eine Vielzahl'vertikaler Säulen 69 vorgesehen sind, die mit dem Medium für das biologische Bewegtfilterbett 16 gefüllt sind. Ablenkbleche 68 oben auf den Säulen 69 sorgen für die Erzeugung von Wirbeln. Die Abwassereinleitung 11 ist zu der Belebtschlammzone 2o'hingeführt.
Fig. 16 zeigt eine Anordnung, die der aus Fig. 15 ähnlich ist, bei der jedoch der untere Teil der Säule 69 als durchlässige Wandung 70 ausgeführt ist, um eine Abwasserrezirkulation zwischen der Belebtschlammzone 20 mittels eines Airlifts 26, das in der biologischen Bewegtfilterbettzone 16 angeordnet ist, zu ermöglichen. Die Belebtschlammzone 20 kann auch mit einem eigenen, getrennten Belüftungssystem 35 versehen sein, wenn dies erforderlich sein sollte.
Fig. 17 zeigt ein Ausführungsbeispiel ähnlich dem aus Fig. 15, wobei jedoch oben auf der Säule 69 Oberflächenauflockerungsapparate 71 angeordnet sind. Zusätzliche Luft wird durch das Rohr 27, wenn erforderlich, zugeführt. Ein zweites Abteil enthält die Absetzzone, die in Verbindung mit der Belebtschlammzone 20 steht.
Fig. 18 zeigt eine gleiche Vorrichtung wie Fig. 17, wobei lediglich eine Oberflächenauflockerungseinrichtung 72 des Pumpentyps verwendet ist.
Fig. 19 stellt ein ähnliches Ausführungsbeispiel wie Fig. 17 dar, wobei jedoch oben'auf der-biologischen Bewegtfilterbettzone 16 eine rotierende Bürste 73 angeordnet ist.Eine zusätzliche Belüftung für die biologische' Bewegtfilterbettzone 16 wird, falls erforderlich, durch das Rohr' 27 durchgeführt. Das zweite Abteil 45 enthält eine Absetzzone, die in'Verbindung mit der Belebtschlammzone 20 steht.
Fig. 20 zeigt eine Anordnung ~ähnlich der aus Fig. 15, wobei jedoch hier eine Rückführpumpe 21 sowie eine Luftzuführung durch das Rohr 18 vorgesehen-sind. Die Belebtschlammzone 20 kann, falls erforderlich, ein zusätzliches Belüftungssystem 35 aufweisen.
In Fig. 21 ist eine Anordnung dargestellt, die der aus Fig. 9 ähnlich ist; die biologische Bewegtfilterbettzone 16 und die biologische Stabilfilterbettzone 15 sind jedoch innerhalb von drei zentral angeordneten' Zylindern angebracht, wobei jeder dieser Zylinder einen konischen'Boden und zylindrische, mit Löchern versehene Wandungen aufweist, -wodurch ein horizontaler Abwasserfluß von der Belebtschlammzone 2c zu dem Sammelsystem 74 ermöglicht wird. Zwischen einem Zylinder 74 für das Sammelsystem und einem zweiten Zylinder 75 ist die biologische Stabilfilterbettzone 15 mit Airlifts 32 zum Spülen angeordnet. Zwischen dem zweiten Zylinder 75#'ünd ~einem dritten Verteilungszylinder 76 ist die biologische Bewegtfilterbettzone 16 mit Airlifts 26 für die Rückführung und Belüftung des Abwassers und des Filterbettmediums angeordnet. Zusätzliche.Luft für die biologische Bewegtfilterbettzone 16 wird durch das Rohr 27 zugeführt. Die Belebtschlammzone, 20 ist mit einem getrennten Belüftungssystem 35 versehen.
Fig. 22 zeigt ein ähnliches- Ausführungsbeispiel wie Fig. 21, bei dem jedoch ein horizontaler Abwasserstrom in'entgegengesetzter Richtung, d.h. von dem inneren Verteilungszylin#der 76 durch die biologische Bewegtfilterbettzone 16 und den zweiten Zylinder' 75 zu der biologischen Stabilfilterbettzone 15 stattfindet. Die behandelte Fldssigkeit strömt von der biologischen Stabilfilterbettzone 15 zu dem Sammelsystem 74 und wird in einem Ringspalt 77 gesammelt, der durch die äußere, massive Behälterwand 78 geschaffen wird.
Fig. 23 stellt ein ähnliches Ausführungsbeispiel wie Fig. 21 dar; hierbei wird jedoch nur ein Behälter verwendet, wobei die Belebtschlammzone 20 über den Zonen des biologischen Bewegtfilterbetts 16 und des biologischen Stabilfilterbetts 15 angeordnet ist. Ein zusätzliches Verteilungssystem ist um das Medium des biologischen Bewegtfilterbetts herum angeordnet und besteht aus einem durchlässigen #ylinderförmigen Blech 76 mit einer Rohrverbindung 79 zu der Belebtschlammzone 2o oder mit vertikalen, durchlässigen Rohren 80, die um die äußere massive Behälterwand 78 herum angeordnet sind. Beide Airlifts sind an dieselbe Luftzufuhrleitung angeschlossen und werden von einem Dreiweg-Regelventil 81 gesteuert bzw. bedient. Für das Entfernen des Schlamms ist ein Schlammkonzentrator 24 (Schlammaufnehmer) und ein Rohr 25 vorgesehen.
Fig. 24 zeigt ein ähnliches Ausführungsbeispiel -zu dem aus Fig. 25 bei dem jedoch lediglich'ein-Behälter verwendet wird, wobei die Belebtschlammzone 20 zwischen den Zonen des biologischen Bewegtfilterbetts 16 und des biologischen Stabilfilterbetts 15 angeordnet ist. Weiterhin ist ein Schlammkonzentrator 24 und eine Abzugsleitung 25 vorgesehen.
Fig. 25 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das dem aus Fig. lo ähnlich ist; anstelle der biologischen Stabilfilterbeelzorle 15 wird ein zweites Abteil 45 verwendet, das als eine Absetzzone mit vertikalem Fluß ausgelegt ist, wobei der abgesetzte Schlamm infolge Schwerkrafteinflusses zu der Belebtschlammzone 20 zurückgeführt wird.
Fig. 26 ist ähnlich Fig. 17, wobei jedoch das biologische Stabil-M terbett 15, das einen abwärts gerichteten Abwasserstrom aufweist, in der Säule 69 unterhalb der biologischen Bewegtfilterbettzone 16 angeordnet ist. Das Abwasser läuft durch den Verteilrost 19 zurück und fließt aufwärts durch das biologische Bewegtfilterbett 16 zurück zur Belebtschlammzone 20. Ein spezielles Ablenkblech 67 leitet den Rücklauffluß zu dem Boden des Behälters lo.
Fig. 27 stellt ein ähnliches AusführungsbeispieL wie Fig. 26 dar, jedoch mit einem Oberflächenauflockerungsapparat 72 des Eintauchpumpen-Typs, und mit einer teilweise durchlässigen Säulenwandung 43 hinter dem äußeren Ablenkblech 47 für die Verteilung des rückgeführten Abwassers durch das biologische Bewegtfilterbett 16.
Fig. 28 stellt eine ähnliche Ausführungsform wie Fig. 19 dar, wobei jedoch das biologische Stabilfilterbett 15 mit seinem abwärts gerichtetem Abwasserstrom in der Säule 69 unter der biologischen Bewegtfilterbettzone 16 angeordnet ist. Das Abwasser läuft zu dem Verteilrost 19 zurück und fließt aufwärts durch das biologische Bewegtfilterbett 16 zurück zu der Belebtschlammzone 20. Ein Abdeckblech 67 leitet das zurücklaufende Wasser auf den Boden des Behälters lo.
L e e r s e i t e

Claims

A n s p r ü c h e S VCJ:fah zur r@@@igung vier abwässern und derglichen, dadurch g e k e n n z ta i c h n e t , daß eine versenkte, bebelüftete biologische flewegtfilterbettzone mit feinverteilte Partikeln aus Filtermedien sowie in Strömungsrichtung gesehen vor ihr eine Belebtschlamrnzone unterhalten werden, daß der Belebtschl2r,enzone zu behandelndes Abwasser oder dergleichen zugeführt und von ihr durch die Bewegtfilterbettzone und die Belebtschlarnmzone zurückgeführt bzw. - umgewälzt wird, daß in Strömungsrichtung gesehen hinter der Bewegtfilterbettzone und der Belebtschlammzone eine bioloqische Stabilfilterbettzone unterhalten und von dieser die behandelte Flüssigkeit abgezogen wird, und daß die Stabilfilterbettzone so oft gespült wird, wie dies zur Beibehaltung ihrer betrieblichen Leistungsfähigkeit und eines annehmbaren Druckverlustes am Abzugspunkt der behandelten , ausströmenden Flüssigkeit erforderlich ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser oder dergleichen der Bewegtfilterbettzone in Strömungsrichtung gesehen vor der Belebtschlammzone zugeführt wird.
3. Verfahren-nach Anspruch 1 oder 2,-dadurch gekennzeichnet, daß übershüssiger Schlamm-in einer Schlammkonzentratorzone gesammelt wird, die zur Entfernung des Schlammes von der Belebtschlammzone nahe bei dieser ancjeordnet ist und mit ihr in Verb t ndUnf3 stehZ#
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch 9e 1#ennzeichnet, daß die biologische Stabilfilterbett#one aus einer Vielzahl von Schichten hergestellt wird, wobei die Partikeln jeder Schicht sich in ihrer Größe von denen der benachbarten Schicht(en) unterscheiden.
5. Verfahren nach einem-der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Bewegt- und Stabilfilterbettzonen verwendet werden, wobei jede Zone mit einem Zwischenraum.

zur benachbarten Zone angeordnet ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser oder dergleichen unter Druck den Verfahrensschritten unterzogen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche l-bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser oder dergleichen unter Vakuum den Vafahrensschrittten unterzogen wird.
8. Verfahren nach einem der--Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftung durch Einblasen von Luft in den unteren bzw. Boden-Abschnitt der Bewegtfilterbettzone erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche l bis 7, dadurch gei--ennzc-ichnet, daß die Belüftung durch Vrwendunr3-' von in dcr Bewegtfilterbettzene angeordneten Airlifts erfolgt.
lo. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftung mittels eingetauchter oder mechanisch auf die Oberfläche wirkender Auflockerungsb bzw. Belüftung vorrichtungen -(Aeratoren) erfolgt, die in der Belebtschlammzone angeordnet sind.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des Mediums-des Bewegtfilterhettes belüftet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftung mit Druckgas, vorzugsweise Sauerstoff oder sauerstoffangereicherter Luft, ausgeführt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftung stufenweise (intermittierend) erfolgt.
14. Verfahren-nach-einem der Ansprüche 1 bis: 13, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der-Stabilfiiterbettzone eine Absetzzone verwendet wird.
15. Vorrichtung zur behandlung von Abwässern und dergleichen, Vorzugsweise zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Beibehaltexl bzw. Unterhalten eIner versenkten, belüfteten biologischen Bewegtfilerbettzone (16) mit feinverteilten Partikeln aus Filtermedien, eine Einrichtung zum Beibehalten bzw. Unterhalten einer Belebtschlammzone (20) in Strömungsrichtung vor der Bewegtfilterbettzone (16) eine Einrichtung (11) zur Zuführung von Abwasser oder dergleichen an die Belebtschlammzone (20), eine Einrichtung (18, 19, 21, 22) zum Zurückführen bzw. Umwälzen des Abwassers oder dergleichen von der Belebtschlammzone (20) durch die Bewegtfilterbett- (16) und die Belebtschlammzone (20), eine Einrichtung zum Beibehalten bzw. Unterhalten einer biologischen Stabilfilterbettzone (15) in Strömungsrichtung hinter der belüf-teten ßewegtfilterbett- (16) und der Belebtschlammzone (20), eine Einrichtung (12) zur Abführung der behandelten Flüssigkeit von der Stabilfilterbettzone (15), und eine Einrichtung (X3, 23) zum Spülen der S'##b<# Stabilfilterbettzone (15) so oft, wie dies erforderlich ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser oder dergleicher der Bewegtfilterbettzone (16) in Strömungsrichtung gesehen vor der Belebtschlammzone (20) zuführbar ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder IG, gekennzeichnet durch einen Schlam@konzentrator (24) Zur aufnahme übersch@@sigen Schlammes, wobei der Schlammkonzentrator (24) in Wirkverbindung mit der Einrichtung zum Beibehalten bzw. Unterhalten einer Belebtschlammzone (20) steht.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17 dadurch gekennzeichnet, daß der Schlammkonzentrator (24, 45) am Boden zur Ermöglichung einer Schlamm-Rezirkulation offen ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bewegung der Medien in der Bewegtfilterbettzone (16) durch eine aufwärts gerichtete Strömung des Abwassers oder dergleichen bewirkbar ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, gekennzeichnet durch Airlifts (26)- zur Bewegung der Medien der Bewegtfilterbettzone (16).
21. Vorrichtung nach-Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Teil (40) der Airlifts (26) durch die Kraft der Luftemission rotierbar ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine getrennte Abwasserzuführung zum Boden jedes Airlifts (26) vorc;;r--'sehen ist.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, da#j jeder Airlift (26) mit einem hcnis#1# lC#"kblec:h (39) verschen ist, das unter seinem Auslaß zur Able@- ~ ~~ tung der Filtermedien (16) an den Randbereich der Halteeinheit bzw. des Behälters (lo) angeordnet ist.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 23, gekennzeichnet durch eine Umlenkplatte (38) über der Spitze jedes Airlifts (26).
25. Vorrichtung nach#einem-der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Spülen aus einer Anordnung von am Boden der Stabilfilterbettzone (15) angebrachten Airlifts (32) besteht.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Einrichtung zum Spülen zuerst ein Absenken des Flüssigkeitsspiegels bis oben an das Medium des biologischen Stabilfilterbettes (15) und dann ein Spülen bzw.

Waschen des Mediums mit Luft und Wasser, das das ganze Volumen der Belebtschlammzone (20) wieder auffüllt, mit oder-ohne Abzug biologischen Schlammes durchführbar ist.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 26, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Verringerung des Schaumanteiles in der Belebtschlammzone <2o)
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 27, dadurch gekcnn7eichnet:, daß mittels der Einrichtung zum Umwälzen des' Abwassers und dergleichen Druckluft in den Bodenbereich der biologischen Bewec3tfilterbettzone (16) einblasbar ist.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Umwälzen des Abwassers und dergleichen ein Airlift (32) ist.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Umwälzen des Abwassers und dergleichen eine eingetauchte oder außen angebrachte Pumpe (21) ist.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Umwälzen des Abwassers und dergleichen eine mechanisch auf die Oberfläche wirkende (71) oder eine eingetauchte (72)- Belüftungs-b,zw. Auf lockerungseinrichtung (herator) ist.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die biologische Bewegtfilterbettzone (16) mittels einer durchlässigen Wand (43)- in zwei getrennte Abteile getrennt ist.
33. Vorrichtung nach eine der Ansprüche 15 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die biologische Bewegtfilterbettzone (16) von der biologischen Stabilfilterbeitzone (15) mittels einer für das Abwasser durchlässigen wand (70) getrennt ist.
34. Vorriciitung nach einem der Ansprüche 15 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Abziehen der behandelten Flüssigkeit von der Stabilfilterbettzone (15) umgekehrt-V-förmig ausgebildete Umlenkbleche ~65) aufweist, die in dem Medium des Stabilfilterbettes (15) angeordnet sind.