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Behälter mit überfluteten Filterbetten zur Reinigung
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zusammengesetzter, verunreinigter Abflüssigkeiten Die Erfindung bezieht
sich auf einen Behälter mit überfluteten Filterbetten zur Reinigung zusammengesetzter,
verunreinigter Abflüssigkeiten. Unter Abflüssigkeiten werden unerwünschte Bestandteile
bzw. Abfallbestandteile entllaltende Flüssigkeiten verstanden. In erster Linie kommt
als Abflüssigkeit Abwasser in Betracht.
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Die Verschmutzung von Flüssen, Seen, Mooren und Meeren ist zurückzuführen
auf verunreinigte Abflüssigkeiten, die von Fabriken, einzelnen Wohnanlagen, Restaurants,
Versammlungshallen und dergleichen abgelassen werden. Bisher werden Behandlungsvorrichtungen
zur Reinigung derartiger verunreinigter Abflüssigkeiten eingesetzt, bei denen durch
die biologische Aktivität von Mikroorganismen, die in Schlamm leben, sauberes Wasser
erzeugt wird.
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Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen Behälter mit überfluteten
Filterbetten zur konkreten Durchführung eines Verfahrens zur Reinigung von aus Ausscheidungen
des menschlichen Körpers und aus verschiedenen Abflüssigkeiten von Orten der oben
genannten Art zusammengesetzten bzw. gemischten Abflüssigkeiten mittels der biologischen
Aktivität von Mikroorganismen.
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Allgemein umfassen die Behandlungsprozesse für schmutzige Abflüssigkeiten
einen primären Behandlungsprozeß, einen sekundären Behandlungsprozeß etc.. Ein Absetzbehälter
oder ein Sieb wird als Einrichtung zur Primärbehandlung verwendet um relativ grobe,
supendierte Feststoffe von der verunreinigten Abflüssigkeit zu trennen. Dann wird
ein Behälter mit überfluteten Filterbetten als Einrichtung zur Sekundärbehandlung
verwendet, um die im Absetzbehälter oder im Sieb befindliche Abflüssiykeit noch
weiter zu reinicjen bis sauberes Wasser entsteht. Diese Sekundärbehandlungs-Einrichtung
ist von großer Bedeutung, weil die Qualität ihrer Funktion die Abflüssigkeits-Behandlungskapazität
der gesamten Behandlungsanlage bestimmt.
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Bei dem erfindungsgemäßen Behälter mit überfluteten Filterbetten werden
mehrere horizontale, viereckige oder kreisförmige bzw. runde, flache bzw. ebene
oder gewellte, beflutete Platten aus Kunststoff, insbesondere aus Polyvinylchlorid
oder aus Asbestzement etc., die die Basen für sich entwickelnde Biomembrane bilden,
in regelmäßigen Abständen übereinandergesetzt. Nach einer vom Erfinder durchgeführten
Untersuchung hat sich herausgestellt, daß die Vermehrung und die biologische Tätigkeit
der Mikroorganismen kaum von der Art des Werkstoffs abhängt, aus dem die befluteten
Platten bzw. Flachelemente bestehen.
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Das Hauptmerkmal bei der Konstruktion des erfindungsgemäßen Behälters
mit überfluteten Filterbetten besteht darin, daß innerhalb eines vertikalen Behälters
bzw. eines Behälters mit senkrechten Wänden, der über ein Transportrohr mit einem
Absetzbehälter oder einem Sieb bzw. Filter in Verbindung steht, ein herausnehmbarer
Stapel horizontaler, überströmter Platten angeordnet ist, der folgende Elemente
aufweist: (a) senkrechte Stützstangen; (b) zwei Sätze zwischeneinandergreifender,
horizontaler, flacher, überströmter Platten, die in ungefähr regelmäßigen Abständen
an den senkrechten Stützstangen befestigt sind, wobei jede überströmte Platte des
einen Satzes jeweils zusammen mit einem Teil oder allen Wänden des vertikalen Behälters
einen Abstromspalt an einem Teil ihres Randbereichs oder an ihrem gesamten Randbereich
bildet, oder mindestens eine Abstromöffnung aufweist, und wobei jede überstömte
Platte des anderen Satzes zusammen mit einem Teil der Wände des vertikalen Behälters
einen Abstromspalt an einem Teil ihres Randbereichs bildet, oder wenigstens eine
Abstromöffnung aufweist, so daß die Abstromspalte des einen Satzes sowie des anderen
Satzes, oder die Abstromspalte des eines Satzes und die Abstromöffnungen in dem
anderen Satz, oder die Abstromöffnungen in dem einem sowie in dem anderen Satz von
der Seite gesehen zueinander versetzt sind, wodurch mindestens ein Strömungsweg
im Zick-Zack nach unten durch den vertikalen Behälter qebildet ist; und (c) ein
Luftheberrohr, das in den beiden Sätzen der zwischeneinandergreifenden, horizontalen,
flachen, überströmten Platten integriert ist, um eine zusammengesetzt#,verunreinigte
Abflüssigkeit
vom untern Teil zum oberen Teil des Behälters mit überfluteten Filterbetten anzuheben.
Wenn eine verunreinigte Abflüssigkeit von einem Absetzbehälter oder einem Sieb der
obersten, überströmten Platte zugeführt wird, fließt die Charge zu dem Abstromspalt
oder zu einer oder mehreren Abstromöffnungen, wo sie dann auf die zweite überströmte
Platte fällt. Dort fließt die Charge in entgegengesetzte Richtung(en) zu dem versetzten
Abstromspalt oder zu einer oder mehreren versetzten Abstromöffnungen, durch die
sie auf die dritte, überströmte Platte fällt. Das setzt sich in dem Behälter mit
überfluteten Filterbetten nach unten hin bis zum Boden fort. Da der Behälter mit
überfluteten Filterbetten in der Praxis mit der schmutzigen Abflüssigkeit gefüllt
ist, fließt diese langsam.
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Der herausnehmbare Stapel horizontaler, überströmter Platten weist
in unabhängiger Weise oder in einer derartigen Weise ein Luftheberrohr auf, daß
jede horizontale, überströmte Platte von diesem durchbohrt ist. Die verunreinigte
Abflüssigkeit wird mittels des Luftheberohrs vom unterem Teil zum oberen Teil angehoben
und durch die Spalte zwischen den einzelnen, horizontalen, überströmten Platten
in Zick-Zack-Weise wieder in Umlauf gebracht, wie oben erläutert, und als gereinigte
Flüssigkeit durch ein Ablaufsteigrohr abgeleitet, das derart in dem herausnehmbaren
Stapel horizontaler, überströmter Flachelemente integriert ist, daß es jedes horizontale,
überströmte Flachelement durchbohrt. Dieses Ablaufsteigrohr kann jedoch auch an
dem vertikalen Behälter angebracht sein.
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Im folgenden werden einige Erläuterungen zur biologischen Aktivität
von in Schlamm lebenden Mikroorganismen gegeben.
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Wenn in dem oben genannten, erfindunqsgemäßen Behälter mit überfluteten
Filterbetten der langsam, im Zick-Zack fließenden, verunreinigten Abflüssigkeit
Luft mit Hilfe des Luftheberrohrs zugeführt wird und Sauerstoff in der Luft durch
die Bewegung von feinen Luftblasen mit der schmutzigen Abflüssigkeit gemischt wird
und sich in dieser löst, wodurch aerobe Bakertien, die in der verunreinigten Abflüssigkeit
enthalten sind, atmen und ihre Proliferation bzw. Vermehrung beschleunigen können,
bleiben dadurch die Mikroorganismen an beiden Seiten bzw.
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Oberflächen jeder befluteten Platte hängen, um Biomembrane zu bilden.
Die Mikroorganismen vermehren sich mehr und mehr, indem sie Verunreinigungen adsorbieren
und aufnehmen, die in der verunreinigten Abflüssigkeit enthalten sind, und üben
damit ihre ausgezeichnete Reinigungswirkung aus.
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Während dieses Vorgangs wird die verunreinigte Abflüssigkeit rasch
zu klarem Wasser gereinigt. Zur Verbesserung der Reinigungswirkung durch die Erzeugung
von soviel Biomembranen wie möglich durch Vergrößerung der Berührungsfläche sind
mehrere horizontale, flache oder gewellte, überströmte Platten, die die Basen für
die Entwicklung von Biomembranen bilden, übereinander angeordnet. Der Zweck der
übereinanderanordnung von mehreren, horizontalen, überströmten Platten in fast regelmäßigen
Abständen sowie parallel zueinader besteht also darin, die Biomembrane in einem
stabilen Zustand entwickeln
zu lassen und zugleich Kontakte zwischen
der verunreinigten Abflüssigkeit und der an beiden Oberflächen jeder befluteten
Platte anhaftenden Biomembrane wieder und wieder herzustellen.
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Daher kommt die einfließende, verunreinigte Abflüssigkeit während
ihrer Zirkulation und Rezirkulationen in dem Behälter mit überfluteten rilterbetten
ständig mit den Biomembranen in Berührung. Andererseits führt ein Absetzvorgang
aufgrund der Schwerkraft während des Durchflusses der schmutzigen Abflüssigkeit
zur Beschleunigung der Adsorbtion an den Biomembranen, wodurch die Reinigungswirkung
des Behälters mit überfluteten Filterbetten verbessert wird. Daraus folgt, daß die
gereinigte Flüssigkeit kaum suspendierte Feststoffe und Schlamm enthält, und daß
sowohl die Werte für B.O.D (biochemischer Sauerstoffbedarf) als auch für C.O.D (chemischer
Sauerstoffbedarf) äußerst niedrig sind, was ausgezeichnete Reinigungswirkungen des
erfindungsgemäßen Behälters mit überfluteten Filterbetten bedeutet. Als Grund, warum
Schlamm kaum enthalten ist, wird angenommen, daß die speziellen Bakterien in den
Biomembrankörpern, die an den befluteten Platten anhaften, von den Biomembranen
leben, und daß dadurch die Vermehrung der Bakterien mit der Vermehrung der Biomembrane
ausgeglichen ist. Der extrem niedrige Gehalt an suspendierten Feststoffen ist den
Tatsachen zuzuschreiben, daß die Biomembrane eine große Adsorbtionskraft haben und
daß die Mikroorganismen in zufriedenstellender Weise suspendierte Feststoffe aufnehmen.
Eine mikroskopische Untersuchung der Biomembrane zeigt deutlich, daß Vorticella
und Opercularia als Vertreter der aeroben
Bakterien sich in großen
Mengen vermehren. Philodina und Podophrya als Vertreter der Bakterien, die von Biomembranen
(Bakterien) leben, sind ebenfalls gleichzeitig mit den erwähnten Bakterien vorhanden.
Da die biologischen Aktivitäten der Mikroorganismen groß sind, wie oben erläutert,
erleichtert eine Vergrößerung der Fläche jeder befluteten Platte sowohl eine Verbesserung
der Behandlungskapazitäten als auch die Erzielung eines B.O.D.-Wertes (biochemischer
Sauerstoffbedarf) der vorgereinigten Abflüssigkeit von weniger als 10 p.p.m..
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Der erfindungsgemäße Behälter mit überfluteten Filterbetten kann bei
allen in großem Maßstab durchgeführten Behandlungen eingesetzt werden, wenn er entsprechend
vergrößert wird.
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Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden
an Hand teilweiser schematischer Darstellungen mehrerer Aus führungsbeispiele noch
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1, 2 und 3 schematische Darstellungen des in Beipiel
1 beschriebenen Behälters mit überfluteten Filterbetten.
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Genauer gesagt handelt es sich bei den Fig. 1, 2 und 3 um einen Längsschnitt
durch den Behälter mit überfluteten Filterbetten sowie um eine Draufsicht auf diesen,
und weiterhin um eine Perspektivdarstellung eines herausnehmbaren Stapels horizontaler,
überströmter Platten des Behälters; Fig. 4, 5 und 6 schematische Darstellungen des
in Beispiel 2 beschriebenen Behälters mit überfluteten Filterbetten.
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Genauer gesagt handelt es sich bei den Fig. 4, 5 und 6 um einen Längsschnitt
durch den Behälter mit überfluteten Filterbetten sowie um eine Draufsicht auf diesen,
und weiterhin um eine Perspektivdarstellung eines herausnehmbaren Stapels horizontaler,
überströmter Platten des Behälters; Ilg. 7 und 8 schematische Darstellungen des
in Beispiel 3 beschriebenen Behälters mit überfluteten Filterbetten.
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Genauer gesagt handelt es sich bei den Fig. 7 und 8 um zueinander
senkrechte Längsschnitte durch den Behälter mit überfluteten Filterbetten;
Fig.
9 und 10 schematische Darstellungen des in Beispiel 4 beschriebenen Behälters mit
überfluteten Filterbetten.
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Genauer gesagt handelt es sich bei den Fig. 9 und 10 um einen Längsschnitt
durch den Behälter mit überfluteten Filterbetten sowie um eine Perspektivdarstellung
eines herausnehmbaren Stapels horizontaler, überströmter Platten des Behälters;
Fig. 11 und 12 schematische Darstellungen des in Beispiel 5 beschriebenen Behälters
mit überfluteten Filterbetten.
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Genauer gesagt handelt es sich bei den Fig. 11 und 12 um einen Längsschnitt
durch den Behälter mit überfluteten Filterbetten sowie um eine Draufsicht auf diesen;
Fig. 13 einen Längsschnitt durch den in Beispiel 6 beschriebenen Behälter mit überfluteten
Filterbetten; Fig. 14 einen Längsschnitt durch die wichtigsten Teile des in Beispiel
7 beschriebenen Behälters mit überfluteten Filterbetten.
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In den Zeichnungen gelten gleiche Bezugszeichen für veroleichbare
Teile.
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Beispiel 1 Nunmehr wird auf die Fig. 1, 2 und 3 Bezug genommen. Eine
behandelte Abflüssigkeit, die in einem Absetzbehälter oder einem Sieb (in den Zeichnungen
nicht gezeigt) für die erste
Behandlung als oben befindliche Flüssigkeit
bzw. als gefiltertes Abwasser abgesondert wurde, fließt durch ein Transportrohr
2 in einen Behälter 1 mit überfluteten Filterbetten, in dem die Abflüssigkeit gereinigt
wird. Die gereinigte Flüssigkeit wird von dem Behälter 1 mit überfluteten Filterbetten
durch ein Ablaufrohr 14 in einen Desinfektionsbehälter abgeleitet. Ein herausnehmbarer
Stapel horizontaler, überströmter bzw. überrieselter Platten 10, wie in den Fig.
1 und 3 gezeigt, läßt sich zur Reinigung sowie zu anderen Wartungsarbeiten als Einheit
aus einem vertikalen Behälter 1' für eine verunreinigte Abflüssigkeit herausheben.
Der herausnehmbare Stapel aus mehreren horizontalen, übersthmten Platten mit einem
Plattenabstand b umfaßt zwei Sätze zwischeneinandergreifender, horizontaler, viereckiger,
flacher überströmter Platten 3, 4. Jede überströmte Platte 3 des einen Satzes bildet
zusammen mit einer zweiten Wand 5b des vertikalen Behälters 1' einen Abstrom- bzw.
Abwärtsströmungsspalt 6b an ihrer zweiten Seite 3b und steht in engem Kontakt mit
den anderen drei Wänden 5a, 5c, 5d an den anderen drei Seiten 3a, 3c bzw 3d der
Platte 3. Jede überströmte Platte 4 des anderen Satzes bildet zusammen mit einer
der zweiten Wand 5b gegenüberliegenden ersten Wand 5a einen Abstromspalt 6a an ihrer
ersten Seite 4a und steht in engem Kontakt mit den anderen drei Wänden 5a, 5c, 5d
an den anderen drei Seiten 4b, 4c bzw. 4d der Platte 4, so daß die Abstromspalte
6b, 6a des einen Satzes sowie des anderen Satzes an dem vertikalen Behälter 1' entlang
versetzt sind, wodurch ein Strömungsweg im Zick-Zack nach unten durch den Behälter
1 mit
überfluteten Filterbetten gebildet ist. Die beiden Sätze
der zwischeneinandergreifenden, horizontalen, überströmten Platten 3, 4 sind in
einem Plattenabstand b an senkrechten Stützstangen 7, einem Luftheberrohr 8, sowie
an einem Ablaufsteiger bzw. Ablaufsteigrohr 9 befestigt, wobei all diese Elemente
die Platten 3, 4 durchbohren. Ein Druckluftrohr 11, an dessem unteren Ende ein Luftauslaßelement
11' angebracht: ist, ist in der Mitte des Luftheberrohrs 8 eingesetzt, das in seinem
unteren Teil eine Einlaßöffnung 12 aufweist. Ein Ablaufrohr 14 ist mit dem oberen
Teil des Ablaufsteigrohrs 9 verbunden, das in seinem unteren Teil eine Einlaßöffnung
13 aufweist. Abstandselemente 16, von denen jedes eine vorbestimmte Länge aufweist,
sind zwischen den überströmten Platten 3, 4 auf die senkrechten Stützstangen 7 aufgeschoben,
um somit die Platten 3, 4 in einem bestimmten Abstand (einen Plattenabstand b) voneinander
zu halten. Der herausnehmbare Stapel 10 horizontaler, überströmter Platten 3, 4
läßt sich mittels am oberen Teil der senkrechten Stützstangen 7 angebrachter Griffelemente
7' als Einheit herausheben. Das Luftheberrohr 8 erstreckt sich vom unteren Teil
des Behälters 1 mit überfluteten Filterbetten nach oben, in den oberen Teil desselben.
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Das Luftheberrohr 8 führt die verunreinigte Abflüssigkeit W2 durch
die Einlaßöffnung 12 vom unteren in den oberen Teil des Behälters 1 mit überfluteten
Filterbetten zurück. Dies geschieht durch die Verwendung von Druckluft, die durch
den Betrieb einer Lufthebepumpe (in den Zeichnungen nicht gezeigt) dem Druckluftrohr
11
zugeführt wird. Wie bereits erwähnt werden bei dem Behälter mit überfluteten Filterbetten
die horizontalen, vicreckigen, überströmten Platten 3, 4 mit einer Dicke von je
3 mm in regelmäßigen Plattenabständen b in versetzter Anordnung übereinandergesetzt.
Der Plattenabstand b wird zwischen 3 - 10 cm gewählt, was einen unbehinderten Durchfluß
der Schmutzflüssigkeit, die den Behälter 1 mit überfluteten Filterbetten anfüllt,
zwischen den Platten 3, 4 ermöglicht.
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Die Größe jedes der vorgenannten Abstromspalte beträgt 4 - 8 cm. Die
Menge der verunreinigten Abflüssigkeit, die an jeder Kontaktfläche (Seite 3a - Wand
5a, 3c-5c, 3d-5d, für den einen Satz der überströmten Platten 3; Seite 4b - Wand
5b, 4c-5c, 4d-5d für den anderen Satz 4) zwischen den überströmten Platten und den
Innenflächen der Wände des vertikalen Behälters 1' durchsickert bzw. durchleckt
ist aufgrund der Tatsache, daß der Kontakt eng ist, wie in Fig. 2 zu erkennen ist,
sehr gering.
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Beim Betrieb des vorbeschriebenen Behälters mit überfluteten Filterbetten
tritt die verunreinigte Abflüssiqkeit W1, die durcll das Transportrohr 2 hindurchgeströmt
ist, in den ßeh.ilter 1 mit überfluteten Filterbetten ein, fällt in diesem auf die
oberste überstrCmte bzw. überflutete Platte 3, wobei sie auseinanderströmt, fließt
auf dieser entlang und verteilt sich in horizontaler Richtung und kommt somit mit
der Luft in Berührung.
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Die verunreinigte Abflüssigkeit fließt zu einem Abstromspalt 6b, wo
sie auf die nächste, beflutete Platte 4 fällt und auf dieser in entgegengesetzter
Richtung durch einen Spalt
zwischen der obersten, befluteten Platte
3 und der darunterliegenden, befluteten Platte 4 zum nächsten Abstromspalt 6a fließt,
durch den sie auf die dritte, beflutete Platte 3 fällt. Dieser Vorgang wiederholt
sich, bis die verunreinigte Abflüssigkeit eine Bodenplatte 15 erreicht, d.h. die
verunreinigte Abflüssigkeit W1, die in den oberen Bereich des Behälters 1 mit überfluteten
Filterbetten eingetreten ist, fließt abwechselnd durch die Abstromspalte 6b, 6a
und die Spalte zwischen den befluteten Platten 3, 4 bis zum Bodenteil im Zick-Zack
nach unten. Die verunreinigte Abflüssigkeit, die auf die Bodenplatte 15 aufgetreten
ist, wird durch die Arbeitsweise des Luftheberrohrs 8 in den oberen Teil angehoben
und fällt dort auf die oberste, beflutete Platte 3, wo sie sich mit eintretenden,
verunreinigten Abflüssigkeit W1 vereinigt. Die vermischte, verunreinigte Abflüssigkeit
W2 fließt unaufhörlich und abwechselnd durch die einzelnen Abstromspalte 6b, 6a
und durch die einzelnen Spalte zwischen den befluteten Platten 3, 4 nach unten,
wie bereits oben erwähnt.
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Wenn die Höhe des oberen, horizontalen Teils des Ablaufsteigrohrs
9, das zu dem unteren Teil des Behälters 1 mit überfluteten Filterbetten führt,
etwas über der Höhe der obersten,befluteten Platte 3 liegt, kann die verunreinigte
Abflüssigkeit, die den Behälter 1 anfüllt, derart umgewälzt werden, daß die Oberfläche
der Abflüssigkeit der Höhe nach reichlich über der obersten, befluteten Platte 3
gehalten wird. Wenn daher die Höhe des oberen, horizontalen Teils des Ablaufsteigrohrs
9 der Höhe nach weit über der Höhe der obersten, befluteten
Platte
3 und etwas unter der Höhe des Transportrohrs 2 liegt, ist die Umwälzung zufriedenstellend.
Dieselbe Menge verunreinigter Abflüssigkeit, die durch das Transportrohr 2 in den
Behälter 1 mit überfluteten Filterbetten fließt, gelangt zu der gereinigten Flüssigkeit,
die durch die Einlaßöffnung 13 von dem Behälter zu dem Ablaufsteigrohr 9 und dem
Ablaufrohr 14 abgeleitet wird; das bedeutet, daß dann, wenn die verunreinigte Abflüssigkeit
wiederholt durch den Behälter 1 und das Luftheberrohr 8 im Kreislauf so umgepumpt
wird, daß sie den Behälter füllt, die in der Abflüssigkeit enthaltenen organischen
Substanzen durch die biologische Wirkung der Biomembrane zersetzt werden, die sich
auf beiden Oberflächen jeder befluteten Platte gebildet haben, wodurch die verunreinigte
Abflüssigkeit gereinigt wird.
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Beispiel 2 Nunmehr wird auf die Fig. 4, 5 und 6 Bezug genommen. Bei
der in diesem Beispiel beschriebenen Einrichtung handelt es sich um ein Batterie
bzw. Gruppe 30 aus mehreren,aneinandergrenzenden Behältern 21, 22 mit überfluteten
Filterbetten zur Reinigung einer zusammengesetzten Abflüssigkeit. Die Behälter 21,
22 sind als Einheit derart zusammengehalten, daß zwischen zwei benachbarten Wänden
jeglicher zwei aneinandergrenzenden, in Reihe angeordneten Behälter 21, 22 mit überfluteten
Filterbetten Ablaufrinnen 28, 29 gebildet sind. In jedem der vertikalen Behälter
21', 22' mit viereckigem Querschnitt für die zusammengesetzte, verunreinigte Abflüssigkeit,
befindet sich ein
herausnehmbarcr Stapel 20 horizontaler, üherströmLer
P1#atten, der folgende Elemente aufweist: (a) senkrechte Stützstangen 7; (b) zwei
Sätze zwischeneinandergreifender, horizontaler, viereckiger, überströmter Platten
3, 4, die in regelmäßigen Abständen b an den senkrechten Stützstangen 7 befestigt
sind, wobei jede überströmte Platte 3 des einen Satzes zusammen mit einer Wehrplatte
24 oder 26 des vertikalen Behälters 21' oder 22' einen Abstromspalt 6b an ihrer
zweiten Seite 3b bildet, und jede überströmte Platte 4 zusammen mit einer ersten
Wand 23 oder einer Wehrplatte 25, die der Wehrplatte 24 oder 26 gegenüberliegen,
einen Abstromspalt 6a an ihrer ersten Seite 4a bildet, so daß die Abstromspalte
6b, 6a des einen Satzes sowie des anderen Satzes an dem vertikalen Behälter 21.'
oder 22' entlang zueinander versetzt sind, wodurch ein Strömungsweg im Zick-Zack
nach unten durch den Behälter 21 oder 22 mit überfluteten Filterbetten gebildet
ist; und (c) ein Luftheberrohr 8, das sich tunnelartig durch die beiden Sätze der
zwischeneinandergreifenden, horizontalen, viereckigen, überströmten Platten 3, 4
hindurch erstreckt. Ein Behälter 30' zur Aufnahme einer Gruppe von Behältern 21,
22 mit überfluteten Filterbetten läßt sich vergrößern und mittels Unterteilungs-Platten
34 in Abteilungen unterteilen um somit eine große Anzahl der Behälter 21, 22 innerhalb
des Behälters 30' anzuordnen, wobei jede Abteilung eine geeignete Anzahl
der
Behälter mit überfluteten Filterbetten als Reihe nebeneinander enthält. Ablaufrinnen-Abstandselemente
33, die zur Bildung der Ablaufrinnen 28, 29 erforderlich sind, sind zwischen zwei
einander zugewandten Wehrplatten 24-25, 26-27 jeglicher zwei aneinandergrenzenden
und innerhalb einer Abteilung in Reihe geschalteter Behälter 21, 22 mit überfluteten
Filterbetten positioniert oder an bestimmten Stellen an den Unterteilungsplatten
bzw.
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Trcnnplatten 34 angebracht. Die zusammengesetzte, verunreinigte Abflüssigkeit
W2, die in dem ersten Behälter 21 mit überfluteten Filterbetten einer Reinigungsbehandlung
unterworfen wurde, fließt durch eine im unteren Teil der Wehrplatte 24 ausgebildete
Ablaufrinnen-Einlaßöffnung 31 sowie durch die Ablaufrinne 28 in den nächsten Behälter
22 mit überfluteten Filterbetten, in dem sie weiter gereinigt wird. Die gereinigte
Abflüssigkeit W3 wird durch eine in dem unteren Teil der Wehrplatte 26 ausgebildete
Ablaufrinnen-Einlaßöffnung 32, sowie durch die Ablaufrinne 29 und das Ablaufrohr
14 aus dem Fil#erbettc'i#-Beii-jlter 22 ab-<;eleite#.
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Beispiel 3 Bei diesem Beispiel wird auf die Fig. 7 und 8 Bezug genommen.
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Bei dem herausnehmbaren Stapel 36 horizontaler, überstromter Platten
dieses Beispiels werden anstatt der horizontalen, flachen,
überströmten
Platten 3, 4 des Beispiels 1 oder des Beispiels 2 horizontale, überströmte Platten
35, 35' verwendet, von denen jede einen gewellten Querschnitt aufweist. Bei diesem
Beispiel ist der herausnehmbare Stapel 36 in Bezug auf die horizontale, parallele
Anordnung der überströmten Platten und in Bezug auf die übrige Bauweise genauso
ausgebildet wie der Stapel in Beispiel 1 oder Beispiel 2.
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Beispiel 4 Dieses Beispiel bezieht sich auf die Fig. 9 und 10. Innerhalb
eines vertikalen Behälters 1' mit viereckigem Querschnitt für eine zusammengesetzte,
verunreinigte Abflüssigkeit befindet sich ein herausnehmbarer Stapel 39 horizontaler,
überströmter Platten, der folgende Elemente aufweist: (a) zwei Sätze vollständig
bzw. über ihre gesamte Länge zwischeneinandergreifender, horizontaler, flacher,
viereckiger, überströmter Platten 38, 38', die in regelmäßigen Abständen b an den
senkrechten Stützstangen 7 befestigt sind, wobei jede der überströmten Platten 38,
38' mit allen Wänden des vertikalen Behälters am gesamten Randbereich desselben
in engem Kontakt steht. Jede überströmte Platte des einen Satzes 38 weist in ihrer
Mitte eine größere, zentrale Abstromöffnung bzw.
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Abwärtströmungsöffnung 37 auf, und jede überströmte Platte des anderen
Satzes 38' weist an nicht in der Mitte der Platte befindlichen Stellen mindestens
zwei kleinere Abstromöffnungen 37' auf, so daß die größeren, zentralen Abstromöffnungen
37
des einen Satzes 38 und die kleineren Abstromöffnungen 37' des
anderen Satzes 38' von der Seite gesehen zueinander versetzt sind, wodurch Strömungswege
in kompliziertem Zick-Zack nach unten durch den Behälter mit überfluteten Filterbetten
gebildet sind; und (b) ein Luftheberrohr 8 sowie ein Ablaufsteigrohr 9, die sich
beide tunnelartig durch die beiden Sätze der vollständig zwischeneinandergreifenden,
horizontalen, flachen, viereckigen, überströmten Platten 38, 38' hindurch erstrecken.
Die beiden Sätze der überströmten Platten 38, 38' sind die Elemente aus denen der
vorgenannte, herausnehmbare Stapel 39 überströmter Platten gebildet ist und weisen
dieselbe viereckige Form und Größe auf. Aufgrund der Tatsache, daß die größeren,
zentralen Abstromöffnungen 37 des einen Satzes 38 sowie die kleineren Abstromöffnungen
37' des anderen Satzes 38' von der Seite gesehen zueinander versetzt sind, trifft
die fallende Abflüssigkeit auf eine überströmte Platte 38 oder 38' auf und fließt
zu der größeren, zentralen Abstromöffnung 37 oder zu den kleineren Abstromöffnungen
37' und fällt von dort auf die nächste bzw. darunterliegende überströmte Platte
38' oder 38.
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Die sich daraus ergebenden Strömungswege mit komplizierter Zick-Zack-Form
ermöglichen eine zufriedenstellende Arbeitsweise der Bakterien. Bei dem Behälter
1 mit überfluteten Filterbetten dieses Beispiels läßt sich anstatt des Ablaufsteigrohrs
9 eine Wehrplatte wie die in Beispiel 2 beschriebene innerhalb des vertikalen Behälters
1 an einer Stelle anbringen, die eine geringe Entfernung von einer zweiten Wand
des
vertikalen Behälters 1' entfernt ist, um somit zusammen mit der zweiten Wand eine
Ablaufrinne zu bilden durch die die gereinigte Abflüssigkeit abgeleitet wird.
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Beispiel 5 Hier wird auf die Fig. 11 und 12 Bezug genommen. Innerhalb
eines zylindrischen Behälters 44' für eine zusammengesetzte, verunreinigte Abflüssigkeit
befindet sich ein herausnehmbarer Stapel 43 horizontaler, überströmter Platten,
der folgende Elemente aufweist: (a) zwei Sätze zwischeneinadergreifender, horizontaler,
kreisförmiger, flacher, überströmter Platten 40, 42, die in regelmäßigen Abständen
b an den senkrechten Stützstangen 7 befestigt sind, wobei jede überströmte Platte
40 des einen Satzes einen kleineren Durchmesser aufweist. Jede überströmte Platte
40 des einen Satzes bildet zusammen mit allen Wänden des zylindrischen Behälters
44' einen ringförmigen Abstromspalt 45 um ihren gesamten Umfang , und jede überströmte
Platte 42 des anderen Satzes weist einen größeren Durchmesser sowie eine zentrale
Abstromöffnung 41 in ihrer Mitte auf, so daß die ringförmigen Abstromspalte 45 des
einen Satzes 40 sowie die zentralen Abstromöffnungen 41 in dem anderen Satz 42 von
der Seite gesehen zueinander versetzt sind, wodurch Strömungswege im Zick-Zack nach
unten durch den zylindrischen
Behälter 44 mit überfluteten Filterbetten
gebildet sind; (b) ein Luftheberrohr 8 sowie ein Ablaufsteigrohr 9, die sich beide
tunnelartig durch die beiden Sätze der zwischeneinandergreifenden, horizontalen,
kreisförmigen, flachen, überströmten Platten 40, 42 hindurch erstrecken. Die durch
ein Transportrohr 2 eintretende Abflüssigkeit fällt auf die oberste, überströmte
Platte 40 und fließt nach außen zu dem ringförmigen Abstromspalt 45, wo sie auf
die zweite überströmte Platte 42 fällt. Dort fließt die Abflüssigkeit nach innen
zu der zentralen Abstromöffnung 41 und fällt von dort auf eine dritte überströmte
Platte 40. Hier fließt sie wieder nach außen zu dem ringförmigen Abstromspalt 45.
Dieser Vorgang setzt sich nach unten durch den zylindrischen Bei#äiter 44 mit überfluteten
Filterbetten fort. Die gereinigte Abflüssigkeit W2 wird durch das Ablaufsteigrohr
9 und ein Ablaufrohr 14 aus dem zylindrischen Behälter 44 mit überfluteten Filterbetten
abgeleitet. Der Durchmesser der Platten 42 ist so groß, daß sie mit dem Behälter
44' in engem Kontakt stehen.
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Beispiel 6 Nun wird auf Fig. 13 Bezug genommen. Innerhalb eines vertikalen
Behälters 49' mit viereckigem oder kreisförmigem Querschnitt, der an seiner Seite
eine mit seiner zweiten Wand 5b gebildete Ablaufrinne 48 sowie eine Ablaufrinnenplatte
46 aufweist, befindet sich ein herausnehmbarer Stapel 47 horizontaler,
überströmter
Platten, der folgende Elemente aufweist: (a) zwei Sätze vollständig bzw. über ihre
gesamte Länge zwischeneinandergreifender, horizontaler, viereckiger oder kreisförmiger,
flacher, überströmter Platten 38, 38', die in regelmäßigen Abständen b an den senkrechten
Stützstangen 7 befestigt sind, wobei die gesamte Umfangsfläche einer jeden überströmten
Platte 38 oder 38' mit allen Wänden des vertikalen Behälters 49'in engem Kontakt
steht. Jede überströmte Platte 38 des einen Satzes weist mehrere Abstromöffnungen
37 auf, und jede überströmte Platte 38' des anderen Satzes weist mehrere Abstromöffnungen
37' auf, so daß die Abstromöffnungen 37 in dem einen Satz 38 sowie die Abstromöffnungen
37' in dem anderen Satz 38' von der Seite gesehen zueinander versetzt sind, wodurch
Strömungswege in kompliziertem Zick-Zack nach unten durch den Behälter 49 mit überfluteten
Filterbetten gebildet sind; und (b) ein Luftheberrohr 8, das sich tunnelartig durch
die beiden Sätze der vollständig zwischeneinandergreifenden, horizontalen, viereckigen
oder kreisförmigen, flachen, überströmten Platten 38, 38' hindurch erstreckt. Es
ist wünschenswert eine große Anzahl der Abstromöffnungen in jeder Platte verstreut
anzuordnen um somit die Strömung der zusammengesetzten, verunreinigten Abflüssigkeit
zu verlangsamen.
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Beispiel 7 Bei diesem Beispiel wird auf Fig. 14 Bezug genommen. Innerhalb
eines vertikalen Behälters 54', der an seiner Seitenwand eine Ablaufrinne 51 aufweist
und an dessen Außenseite eine Flüssigkeitshebepumpe 57 angebracht ist, befindet
sich ein deratiger herausnehmbarer Stapel überströmter Platten wie er sich ergibt,
wenn ein Luftheberrohr 8 und ein Ablaufsteigrohr 9 aus einem herausnehmbaren Stapel
horizontaler, überströmter Platten, wie dieser in jedem der vorherigen Beispiel
beschrieben wurde, entfernt werden. Hierbei kann es sich zum Beispiel um einen Stapel
50 horizontaler, überstömter Platten handeln, der zwei Sätze zwischeneinandergreifender,
horizontaler, viereckiger, flacher, überströmter Platten 3, 4 aufweist, die in einem
Plattenabstand b an den senkrechten Stützstangen 7 befestigt sind. Jede überströmte
Platte 3 des einen Satzes bildet zusammen mit einer Wehrplatte 53 einen Abstromspalt
6b an ihrer zweiten Seite 3b, und jede überströmte Platte 4 des anderen Satzes bildet
zusammen mit einer ersten Wand 5a des vertikalen Behälters 54' einen Abstromspalt
6a an ihrer ersten Seite 4a, so daß die Abstromspalte 6b, 6a des einen Satzes sowie
des anderen Satzes entlang des vertikalen Behälters 54' versetzt sind, wodurch ein
Strömungsweg im Zick-Zack nach unten durch den Behälter 54 mit überfluteten Filterbetten
gebildet ist. Die Abflüssigkeit W2 wird mittels der Flüssigkeitshebepumpe 57 vom
unteren Teil 58 zum oberen Teil des Behälters mit überfluteten Filterbetten angehoben,
auf die oberste überströmte Platte gesprenkelt und
während ihrer
Umläuft in dem Behälter 54 mit überfluteten Filterbetten gereinigt.
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Bei dem Behälter 54 mit überfluteten Filterbetten wirken die Flüssigkeitshebepumpe
57 und die Ablaufrinne 51 als Luftheberohr 8 bzw. als Ablaufsteigrohr 9, die in
jedem der vorausgehenden Beispiele-beschrieben wurden, und die gereinigte Flüssigkeit
wird duch eine obere Auslaßöffnung 59 aus dem Behälter 54 mit überfluteten Filterbetten
abgeleitet. Die Abflüssigkeit W2 wird vom unteren Teil 58 des Behälters 54 durch
ein unteres Flüssigkeitsheberohr 55, die Flüssigkeitshebepumpe 57 und ein oberes
Flüssigkeitsheberohr 55 zu einem Sprinkler 56 angehoben, der am oberen Ende des
Flüssigkeitsheberohrs 55 angebracht ist. Die Flüssigkeit wird von diesem Sprinkler
56 über die oberste, überströmte Platte 3 gesprenkelt.
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Die Abflüssigkeit wird auf diese Weise während ihrer wiederholten
Umläufe durch den Behälter 54 mit überfluteten Filterbetten gereinigt.
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Der erfindungsgemäße Behälter mit überfluteten Filterbetten wird wie
in jedem der vorausgehenden Beispiele beschrieben betrieben; die Mengen der verunreinigten
Abflüssigkeiten aus Küchen, verschiedene Abflüssigkeiten, menschliche Fäkalien usw.
sowie die Eigenschaften einer aus diesen Abflüssigkeiten zusammengesetzten Abflüssigkeit
sind jedoch in Abhängikeit von der Jahreszeit, dem Wochentag, der Tageszeit usw.
unterschiedlich. Aus diesem Grund werden beim Betrieb der Erfindung die durchschnittlichen
Mischungsverhältnisse
und die durchschnittlichen Fließgeschwindigkeiten
bevorzugterweise aufrecht erhalten, indem eine Stromrequlierungseinrichtung an einem
Transportrohr 2 angebracht wird, das die Flüssigkeitsverbindung zwischen einem für
die Primärbehandlung verwendeten Absetzbehälter und dem Behälter mit überfluteten
Filterbetten herstellt.
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Die wesentlichen Vorteile der Erfindung sind die folgenden: 1. Die
Verwendung von befluteten Flachelementen(plattenartigen Elementen) großer Oberfläche
führt zu einer kompakten Ausführung der Vorrichtung zur Reinigungsbehandlung, und
die durch diese Vorrichtung eingenommene Grundfläche ist gegenüber bekannten Vorrichtungen
erheblich verringert.
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2. Die horizontale, parallele Anordnung der befluteten Platten führen
zu einer Stabilität der Biomembrane, so daß sich diese sehr rasch vermehren und
nicht davon wegkommen.
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3. Der Anteil suspendierter Feststoffe nach der Reinigung ist geringer,
und es wird während der Reinigungsbehandlung kaum Schlamm produziert. Bisher verwendete
Anlagen zum Klären haben Schwierigkeiten bei der Beseitigung des in großen Mengen
anfallenden Schlamms, so daß für die Beseitigung erhebliche Kosten erforderlich
sind. Der erfindungsgemäße Behälter mit überfluteten Filterbetten verringert diese
Schwierigkeiten und Nachteile.
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4. Die Reinigungswirkung des erfindungsgemäßen Behälters mit überfluteten
Filterbetten hängt kaum von den Temperaturen der Atmosphäre oder der Abflüssigkeiten
ab. Nach der vom Erfinder durchgeführten Untersuchung ist selbst in kalten Jahreszeiten,
in denen die Temperatur der Atmosphäre 0 0C und die Temperatur der Abflüssigkeit
4 - 5 °C beträgt, kein Nachlassen der Reinigungswirkung festzustellen.
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5. Da keine technische Einrichtung für die Wartung und den Betrieb
erforderlich ist, ist der erfindungsgemäße Behälter mit überfluteten Filterbetten
einfach und leicht zu betreiben.
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Die Betriebskosten sind im Vergleich zu anderen Behandlungsverfahren
oder Behandlungsvorrichtungen ebenfalls geringer.
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6. Die Reinigungswirkung des erfindungsgemäßen Behälters mit überfluteten
Filterbetten ist besser als bei bisher benutzten Vorrichtungen.
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7. Der erfindungsgemäße Behälter mit überfluteten Filterbetten ist
auch für die Klärung von Abflüssigkeiten in kleinem Umfang geeignet, beispielsweise
für Wohnungen, Wohnhäuser, kleine Versammlungsräume etc..
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8. Da ein herausnehmbarer Stapel befluteter Platten als Einheit herausgehoben
werden kann, sind dessen Reparatur und Austausch leicht durchführbar. Für den Fall1
daß die Wirkung beim Betrieb aufgrund der Tatsache abnimmt, daß verschiedene Dinge
den Behälter mit überfluteten Filterbetten verstopfen,
läßt sich
ein herausnehmbarer Stapel der befluteten Platten zu Reinigungszwecken als Einheit
herausheben. Außerdem besteht die Möglichkeit einen herausnehmbaren Stapel der befluteten
Platten allein zu transportieren.
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9. Ein Behälter mit überfluteten Filterbetten läßt sich in der gewünschten
Bauweise und Form ausführen indem die in den Beispielen beschriebenen, verschiedenen
Arten der herausnehmbaren Stapel befluteter Platten in geeigneter Weise kombiniert
werden.
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