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Vorrichtung zum Umsetzen von in Abwässern
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oder Abwässerschlämmen enthaltenen Fremdstoffen Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zun Umsetzen von in Abwässern oder Abwässerschlämmen enthaltenen
Fremdstoffen, insbesondere von Schadstoffen, in unschädliche Stoffe, bestehend aus
einem Belüftungsbecken, das einen oder meilrere um eine waagerechte mittlere Achse
drehbare, aus dem gefüllten Becken teilweise herausragende trommelförmige Hohlkörper
aufnimmt, die parallel zur Drehachse verlau£ende und von dieser nach außen hin offene
Umsetzungskamjnern haben, deren radial verlaufende Trennwände sich an ihren äußeren
Enden beidseits in zumindest annähernd in Umiangsrichtung verlaufenden Abdeckstegen
unter Freilassung vori Schlitzöffnungen fortsetzen.
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Eine Vorrichtung zum Umsetzen von in Abwässern oder Abwässerschlämmen
enthaltenen Fremdstoffen gem. dem Oberbegriff, deren radial verlaufende Trennwände
an ihren freien äußeren Enden nach beiden Seiten in Umfangsriehtung des Hohlkörpers
sich erstreckende Abdeckstege auch weisen, ist beispielsweise aus der DE-OS 29 11
975 bekannt. Bei der dort dargestellten Vorrichtung sino die in der Auftauchstellung
von den Trennwänden nach @@@ gerichteten Abdeckstege ohne Unterbrechungen augI>
ii und enden in Abstand von dem jeweils nach oben gerichteten
anderen
Abdecksteg der betreffenden Umsetzkammer.
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Die Ausbildung der rückwärtigen Seiten der Trennwände verhindert,
daß die unter die Wasseroberfläche beförderte Luft im Unterwasserbereich aus dem
Hohlkörper entweicht. Während nämlich die Vorderseiten der Trennwände durch die
Ausrichtung zumindest ihres äußeren Teiles, der auch ein Teil der Außenwandung des
Hohlkörpers sein kann, nach unten in der Art einer Hohlschaufel eine Luftblase unter
die Wasseroberfläche mitnehmen, bilden die rückwärtigen Seiten der Trennwände durch
ihre entsprechende Ausrichtung eine Art Rückhalteschaufel für die während der Umdrehung
von der Vorderseite der einen Trennwand zur Rückseite der in der Umsetzungskammer
gegenüberliegenden Trennwand wandernden Luftblase. infolge der Wanderbewegung erzeugt
die Luftblase im Bereich nach dem unteren Totpunkt einen in Drehrichtung unterstützend
wirkenden Auftrieb und verringert dadurch die Antriebsleistung zu Drehen des Hohlkörpers.
Weiterhin erfolgt durch die Wanderbewegung der Luftblase eine innige Durchlüftung
bzw. Sauerstoffaufnahme des Abwassers. Dies wirkt sich besonders dann aus, wenn
in den Umsetzungskammern eine Vielzahl von Scheiben als Haftflächen für einen aus
Mikroorganismen bestehenden biologischen Rasen eingesetzt sind.
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Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art so auszubilden, daß die Belüftung des Abwassers oder des Abwasserschlammes
gegenüber der geschilderten Ausführungsform verbessert wird ohne die Antriebsleistung
zum Drehen des Hohlkörpers wesentlich zu beeinflussen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der Außenseite
der Abdeckstege zwischen den Schlitz öffnungen nach außen hin offene Zusatzkammern
angeordnet sind, deren auf die Drehrichtung bezogen vorlaufende,
achsparallele
Begrenzungswände in Auftauchstellung zumindest im äußeren Bereich nach unten gerichtet
sind, und deren auf die Drehrichtung bezogen nachlaufen, achsparallele Begrenzungswände
in der Eintauchstellung zumindest im äußeren Bereich nach unten gerichtet sind.
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Diese achsparallelen Begrenzungswände bestehen zweckmäßigerweise aus
im wesentlichenradial verlaufenden Wandabschnitten, an die sich im wesentlichen
in Umfangsrichtung erstreckende Wandabschnitte anschließen, wobei die Endkanten
der im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufenden Wandabschnitte jeder Zusatzkammer
einen axialen Schlitz begrenzen.
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Diese Maßnahme bedeutet, daß auf der Mantelfläche des rotierenden
Hohlkörpers, insoweit diese geschlossen nnd nicht durch die Schlitzöffnung in Anspruch
genommen ist, weitere Umsetzungskammern angeordnet sind, die im wesentlichen in
gleicher Weise wirken, wie die ilauptkammern, jedoch im Verhältnis zu diesen eine
im allgemeinen geringere radiale Erstreckung aufweisen.
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Während die von den Hauptumsetzungskammern mitgenommenen Luftvolumina
bei der Bewegung der Kammern durch den unteren Teil des Troges immer dazu neigen,
zur Mittelachse liin aufzusteigen, weisen die Zusatzkammern den Vorteil auf, dr:iß
durch sie Luftmengen bis unmittelbar an den Boden des Troges mitgenommen werden
können,dieteilweise dort cntweichen, wodurch gewährleistet wird, daß auch da; iitrt:e,
im Trog enthaltene Abwasser belüftet wird. D a d u r c h wi der Sauerstoffeintrag
insgesamt verbessert. Auch bieten die Zusatzkammern zusätzliche Oberflächen für
das Entstchen eines biologischen Rasens.
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Das Austreten von Luft aus der Zusatzkammer im Bereich des unteren
Totpunktes sowie das Austreten von Wasser aus der Zusatzkammer im Bereich des oberen
Totpunktes wird vorteilhafterweise dadurch begünstigt, daß die seitlichen
Stirnwände
der Zusatzkammern im Bereich der axialen Schlitze einen Ausschnitt aufweisen, der
sich bis auf den Grund der Zusatzkammer hin erstrecken kann.
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Dadurch wird im Bereich des unteren Totpunktes einerseits mehr Luft
in das im Unterteil des Troges befindliche Abwasser hinein abgegeben, während im
Bereich des oberen Totpunktes eine größere Wassermenge durch die Umgebungsluft hindurch
in den Trog zurückrieselt.
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Ein gezieltes Entweichenlassen von Luft bzw. Wasser aus den Zusatzkammern
kann außer durch die genannten seitlichen Ausschnitte in den Stirnwänden der Zusatzkammern
audi durch anderweitig angeordnete Perforationen in den Begrenzungswänden der Zusatzkammern
erreicht werden. Die Anordnung und Größe solcher Durchtrittsöffnungen hängt an davon
ab, wieviel Luft bzw. Wasser und welcher Stelle der Drehbewegung dieses aus den
Zusatzkammern austreten soll, um einen optimalen Belüftungseffekt zu erreichen.
Die günstigste Anordnung hängt weiterhin auch vom Füllstand des Troges ab und läßt
sich im einzelnen durch den mit der Sache betrauten Fachmann leicht ermitteln.
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Gemäß einerba,onderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen,
daß das Volumen des auf die Drehrichtung bezogen vorlaufenden Teiles einer Zusatzkammer
kleiner ist al das Volumen des nachlaufenden Teiles der Zusatzkammer. Beim Lintauchen
in die Flüssigkeitsoberfläche nimmt der nachlaufende Teil einer Zusatzkammer ein
relativ großes Luftvolumen mit, welches nahezu bis zum Erreichen des unteren Totpunktes
bei der Drehbewegung im nachlaufenden Teil der Zusatzkammer gefangen bleibt. Bei
Uberschreiten des unteren Totpunktes tritt die mitgenommene Luft langsam in den
vorlaufenden Teil der Zusatzkammer über, wobei jedoch ein Teil durch den axialen
Schlitz in den umgebenden Abwasserarm austritt. Infolge der Verringerung des in
der Zusatzkammer gefangenen Luftvolumens um den Teil des durch den axialen Schlitz.
austretenden Luftvolumens ist eine volumenmäßige Größe des nachlaufenden Teiles
der Zusatzkammer,
die der Größe des vorlaufendell Teiles der Zusatzkammer
entsprechen würde, somit unnötig. Das im vorlaufenden Teil befindliche Luftvolumen
bewirkt einen Auftrieb, der entgegen der Kraft wirkt, die nötig ist, um die Luft
unter die Wasseroberfläche zu schaffen, wodurch einwrsentliches AnsteiGenderAntriebsleistun
vermieden wird.
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Die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung ist nicht nur auf
die Anwendung als Umsetzbecken beschränkt, sondern kann selbstverständlich auch
als SchlammbelüfLungsbecken benutzt werden, beispielsweise um den bei der Klärung
anfallenden Schlamm in,ein in der Natur aberlagerbares Produkt umzuwandeln.
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In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles
näher veranschaulicht. Figur 1 zeigt einen senkrechten Querschnitt durch das erfindungsgemaße
Umsetzungsbecken.
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Verwiesen wird auf die zum Stand der Technik behandelte DE-OS 29 11
975, deren Figuren eine Draufsicht sowie einen senkrechten Querschnitt durch das
Umsetzungsbecken sowie eine detaillierte Beschreibung derselben beinhaltet.
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Figur 1 zeigt ein trogförmiges Umsetzungsbecken 1 fiu eine Kläranlage,
in die Abwasser nach vorheriger mechanischer Grobklärung geleitet werden kann. Das
Umsetzungsbecken 1 hat einen rechteckigen Umriß mit einem haLI-kreisförmigen Boden
2 und ist oben offen. Es ruht uE insgesamt vier Ständerfüßen, von denen die Fig.
nur zwei zeigt.
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In das Umsetzungsbecken 1 sind mehrere trommelförmige, im Querschnitt
zwölfeckige Hohlkörper 5 derart ein(jesetzt, daß ein relativ geringer Abstand zur
Innenwandung dess Die Umsetzungsbeckens 1 verbleibt.--Hohlkörper 5 sind über
eine
ils siohlwelle ausgebildete Drehachse 6 in den Seitenwänden des Umsetzungsbeckens
1 gelagert und werden über einen hier nicht näher dargestellten Motor in Richtun
des Pfeiles A angetrieben. Im Füllzustand ragen die Hohlkörper 5 etwa zu einem Viertel
bis zum einem Drittel ihrer Durchmesser aus dem Abwasser heraus.
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Die Hohlkörper 5 sind durch Trennwände in sechs Umsetzungskammern
16 bis 21 aufgeteilt. Diese Umsetzungskammern 16 bis 21 sind durch nichtdargestellte
Abdeckscheiben seitlich geschlossen.
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Jede Umsetzungskammer 16 bis 21 weist eineüber die gesamte Länge des
Hohlkörpers 5 gehende Schlitzöffnung 24 bis 29 auf, die einen Abwasser- und Luftaustausch
gestatten. Diese Schlitzöffnungen 24 bis 29 werden dadurch gebildet, daß sich die
den Hohlkörper 5 in sechs Umsetzungskammern 16 bis 21 unterteilenden Trennwände
jeweils in annähernd in Umfangsrichtung verlaufende Abdeckstege 30 bis 41 nach beiden
Seiten hin fortsetzen. In den Umsetzungskammern 16 bis 21 sind nicht dargestellt,
dicht an dicht, senkrecht zur Drehachse stehende Absetzscheiben angeordnet, die
eine gewellte Oberfläche aufweisen. Sie bilden den Haftgrund für das Absetzen eines
biologischen Rasens zur biochemischen Umwandlung der im Abwasser enthaltenen Schadstoffe.
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Bei einer Umdrehung des Hohlkörpers 5 wird von dem jeweils vorderen
Teil einer eintauchenden Umsetzungskammer 16 bis 21 eine relativ große Luftblase
mit unter die WasserolDerfläche genolnmen. Diese teilt sich erst im Bereich des
unteren Totpunktes auf, wobei ein Teil derselben in den jeweils vorderen Teil der
Umsetzungskammern 16 bis 21 gelangt.
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Dort entwickelt die Luftblase eine in Drehrichtung unterstützend wirkende
Auftriebskraft.
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Jeweils auf einem breiten Abdecksteg 30 bis 35 und einem schmalen
Abdecksteg 36 bis 41 der zwölfeckigen Hohlkörper 5 sind die Zusatzkammern 56 angeordnet,
so daß zwischen den
Zusatzkammern 56 lediglich die Schlitzöffnungen
24 bix 29 des Hohlkörpers 5 freibleiben. Jede der Zusatzkammern besteht aus einer
in Drehrichtung eines Hohlkörpers gesehen vorlaufenden, achsparallelen Begrenzungswand
57 und einer nachlaufenden achsparallelen Begrenzungswand 58 sowie aus seitlichen
Stirnwänden, die in der ZCl('10-nung nicht dargestellt sind. Die Bodenflächen der
ZusaLzkammern werden durch die Abdeckstege 30 bis 41 geblIde.
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Jede der vorlaufenden Begrenzungswände 57 besteht i'; einem im wesentlichen
radial verlaufenden Wandabschnitt 59 und aus einem entgegen der Drehrichtung sich
an den radialen Abschnitt 59 anschließenden, im wesentlichen in Umfangsrichtung
verlaufenden Wandabschnitt 61. Ent:-sprechend besteht die nachlaufende Begrenzungswand
58 aus einem im wesentlichen radialen Wandabschnitt 6(3 und aus einem an diesen
sich in Drehrichtung anschließenden im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufenden
Wand@@-schnitt 62. Die sich im wesentlichen in Umfangsricht tIIl(J erstreckenden
Wandabschnitte 61 und 62 begrenzen zwischen sich einen axialen Schlitz 63, der in
seiner Wirkungsweise im wesentlichen den Schlitzöffnungen 24 bis 29 der ilauptkammern
entspricht.
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In der speziellen Ausführungsform ist der axiale Sc)ll.itz 63 so gelegt,
daß er sich in etwa im Bereich der Mitte des breiten Abdecksteges 30 bis 35 befindet
und somit die Zusatzkammern in einen volumenmäßig größeren sowie I-:ieineren Teil
unterteilt, wobei sich der volumenmäßig leinere Teil im Bereich der Begrenzungswände
57, der volumenmäßig größere Teil im Bereich der Begrenzungswände 58 befindet. Die
sich im wesentlichen in Umfangsrichtung erstreckenden Wandabschnitte 61 und 62 sind
als flacEle Bleche ausgeführt, welche zu den Abdeckstegen der hauptkammern im wesentlichen
parallel verlaufen.
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Beim Eintauchen in die Flüssigkeitsoberfläche nehm(rl die nachlaufenden
.8egrenzungswände 58 ein Luftvolumen mit, welches nahezu bis zum Erreichen des unteren
Totpunktes
bei der Drehbewegung im nachlaufenden Teil der Zusatzkammern
56 gefangen bleibt. Bei überschreiten des unteren Totpunktes tritt die mitgenommene
Luft langsam in den vorlaufenden Teil der Zusatzkammer über, wobei jedoch ein Teil
durch die axialen Schlitze 63 in den umgebenden Abwasserarm austritt. Der verbleibende
Luftan-I.cil gelangt bei weiterer Drehung in den vorlaufenden Teil der Zusatzkammer.
Der bei der Auftauchbewegung der Zusatzkammern hinter der vorlaufenden Begrenzungswand
57 gefangengehaltene Luftanteil bewirkt bei den Zusatzkamniern einen Auftrieb, durch
den ein zu starkes Anwachsen der Antriebsleistung vermieden wird. Beim Austauchen
aus der Flüssigkeitsoberfläche nimmt die nachlaufende Begrenzungswand 58 ein Wasservolumen
mit, das bei Erreichen des oberen Totpunktes zum Teil aus der Zusatzkammer herausläuft
und dabei mit der Umgebungsluft in Berührung gebracht wird, zum Teil aber auch in
den vorlaufenden Teil der Zusatzkammer übertritt und in dieser Weise ebenfalls den
Drehantrieb der Hohlkörper unterstützt.
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Das Austreten von Luft aus der Zusatzkammer 56 im Bereich des unteren
Totpunktes sowie das Austreten von Wasser aus der Zusatzkammer im Bereich des oberen
Totpunktes wird vorteilhafterweise dadurch begünstigt, daß die seitlichen Stirnwände
der Zusatzkammern im Bereich der axialen Schlitze einen Ausschnitt aufweisen, der
sich bis auf den Grnd der Zusatzkammer hin erstrecken kann.
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Die am Umfang des Hohlkörpers angeordneten Zusatzkammern.
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können auch abweichend von der in Fig. 1 wiedergegebenen Ausführungsform
ausgebildet sein, insofern sie den erfindungsgemäßen Zweck erfüllen, zusätzliche
Luft im wesentlichen bis zum Boden des Troges in das Abwasser einzutragen und andererseits
Abwasser über den Abwasserspiegel anzuheben, um es zusätzlich mit der Umgebungsluft
in Berührung zu bringen.