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Apparat zum biologischen Reinigen von
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Abwasser
Die Erfindung bezieht sich auf eine biologische Reinigung
von Abwasser durch die Verwendung von sich drehenden Kontaktmedien. Insbesondere
bezieht sich die Erfindung auf ein verbessertes Kontaktmedium.
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Die biologische Behandlung von Abwasser beinhaltet die Verwendung
eines sich drehenden Kontaktmediums, welches Fläche zum Ablagern der Verunreinigungen
oder des biologischen Schlammes vorsieht. Das Medien befindet sich in einem Wasserbehandlungsbehälter,
so daß nahezu seine untere Hälfte in das Abwasser eingetaucht ist, während die obere
Hälfte zur Atmosphäre freiliegt. Wenn sich das Kontaktmedium dreht, sind seine Hälften
alternativ dem Abwasser und dem Sauerstoff der Atmosphäre ausgesetzt, wodurch sich
der Schlamm auf der Oberfläche des Kontaktmediums absetzt. In früheren Patenten
hat man bereits die Bedeutung der Konstruktion des Kontaktmediums
erkannt,
in dem eine Vielzahl von Scheiben verwendet werden, um den Oberflächenbereich zu
vergrößern.
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Derartige Konstruktionen haben benachbarte Scheiben, die durch Kleben
oder Verschweißen miteinander verbunden sind.
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Es ist somit die Aufgabe der Erfindung, ein Kontaktmedium zu schaffen,
bei dem die Permeabilität verbessert ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest zwei
miteinander im Eingriff stehende Scheiben verwendet werden. Jede Scheibe hat parallele
erhabene Rippen, die durch parallele, umgekehrte Rippen in einem alternativen Muster
voneinander getrennt sind, so daß eine einzelne Rippe und eine einzelne umgekehrte
Rippe einander abwechseln.
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Jede Rippe und jede umgekehrte Rippe hat eine Reihe von gleichförmig
beabstandeten Ausnehhungen, wobei die Ausnehmungen der Rippen auf der Seite der
Scheibe liegen, die den Ausnehmungen der umgekehrten Rippen entgegengesetzt ist.
Zwei miteinander im Eingriff stehende Scheiben haben ihre Ausnehmungen so angeordnet,
daß die Ausnehmungen der umgekehrten Rippen der einen Scheibe in den Ausnehmungen
der Rippen der anderen Scheibe sitzen. Die beiden miteinander kämmenden Rippen bilden
einander kreuzende Sehnenkanäle für den Durchfluß des Abwassers und zum Ablagern
der Verunreinigungen des Abwassers an den Flächen der Kanäle.
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Durch diese besondere Ausbildung der Kontaktmedien ist eine intensivere
biologische Reinigung des Abwassers möglich, indem die Mikroorganismen besser an
den Flächen der Kontaktmedien wachsen können und indem eine bessere Sauerstoffübertragung
gewährleistet ist. Darüber hinaus ist das Kontaktmedium bei.
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preisgünstiger Herstellung hochbeanspruchbar und stabil.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen rein schematisch
dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt: Fig. 1 eine Querschnittsansicht mit
der Darstellung c:ner Vielzahl von ineinander greifenden Scheiben, die im Betriebszustand
in einem Behälter montiert sind, Fig. 2 eine Schnittansicht von zwei ineinander
greifenden Scheiben, Fig. 3 eine explodierte perspektivische Ansicht von zwei benachbarten,
nicht ineinander greifenden Scheiben, Fig. 4 eine schematische Ansicht einer Vielzahl
von ineinander greifenden Scheiben der Fig. 1, Fig. 5 eine Schnittansicht entlang
der Linie 5-5 in Fig. 2, Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie 6-6 der Fig.
2 mit der Darstellung einer Vielzahl von ineinander greifender Scheiben, Fig. 7
eine perspektivische Ansicht mit einem Schnitt entlang der Linie 7-7 der Fig. 4,
Fig. 8 eine schematische Ansicht von halbkreisförmigen Scheibensegmenten der Fig.
4 mit durchlaufenden Haltestiften und Fig. 9 eine schematische Ansicht eines Teilsegmentes
der Fig. 8 mit der Darstellung der Aufnahmelöcher für die Stifte.
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Entsprechend den Zeichnungen und insbesondere der Fig. 1 umfaßt ein
Wasserbehandlungsapparat, allgemein durch das Bezugszeichen 10 bezeichnet, einen
Behälter 11 mit einem Boden 13 und Wänden 12, an denen Lager 14 angebracht sind.
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In den Lagern 14 stützt sich eine Welle 20 ab, die quer durch Behälter
11 verläuft. Die Welle ist mit abnehmbaren Endrahmen 22, 24 versehen. Ein Kontaktmedium
30 besteht aus zwei oder mehreren benachbarten Scheiben 32, 32a etc., wie dies dargestellt
ist, und ist auf der Welle 20 angeordnet, wobei die Scheiben miteinander im Eingriff
stehend zwischen den Endrahmen 22, 24 zusammengedrückt sind. Das Medium ist vorzugsweise
durch innere Rahmen 28 in vier 1,22 m 14 Fuß) breite Mediensegmente aufgeteilt.
Diese Scheiben sind jedoch zum Zwecke der Beschreibung hierin identisch ausgebildet
und sind unterscheidbar durch Nachsilben. Abwasser wird eingeführt und behandeltes
Wasser vom Behälter über Öffnungen abgezogen, die jedoch nicht dargestellt sind.
Die Welle 20 und das zugehörige Medium 30 werden mittels eines Motors gedreht, der
ebenfalls nicht dargestellt ist.
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Entsprechend Fig. 2 und 3 ist die Scheibe 32, welche für alle Scheiben
repräsentativ ist, eine gewellte Kreisplatte mit parallelen erhabenen Rippen 34,
die von parallelen umgekehrten Rippen 36 getrennt sind. Die Rippen 34 und die umgekehrten
Rippen 36 sind angeordnet in einem Einzelrippe-Einzel-umgekehrte Rippe-Muster. Die
Scheibe 32 umfaßt ein in der Mitte befindliches kreisförmiges Loch 50, welches die
genannte Welle aufnimmt. Typischerweise hat die Scheibe 32 eine Gesamtdicke von
ca. 2,54 cm. Der Abstand zwischen zwei Längsmittellinien Y zweier benachbarter Rippen
oder zweier benachbarter umgekehrter Rippen beträgt 5,08 cm. Die Scheibe 32 besteht
im wesentlichen aus reinem Polyäthylen hohen Molekulargewichtes.
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Jede Rippe umfaßt eine flache ebene Oberseite oder Spitzenfläche 33,
mit dazwischen befindlichen, gleichförmig beabstandeten Ausnehmungen 35 und einem
Paar von divergierenden Flächen 39 (siehe Fig. 3 und 7). Jede umgekehrte Rippe 36
hat eine Reihe von gleichförmig beabstandeten Ansch1.agex (ä -auf der Seite der
Scheibe 32 Ausnehmungen 37 bilden, -ic der Spitzenfläche 33 entgegengesetzt ist.
Die Ausnehmungen .> und 37 haben eine Parallelogrammform, wobei die Kanten 38
nahezu in einem Winkel von 600 zu den Längsmittelachsen Y der Rippen 34 und der
umgekehrten Rippen 36 verlaufen. Typischerweise haben die Ausnehmungen 35 und 37
eine Länge von 2,54 cm, eine Breite von 1,75 cm und eine Tiefe von 0,32 cm.
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Der Abstand zwischen der Mittellinie X und zwei benachbarten Ausnehmungen
einer einzelnen Rippe oder einer einzelnen umgekehrten Rippe beträgt 5,08 cm.
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In Fig. 3 und 4 sind die benachbarten Rippen 32, 32a für ein Ineinandergreifen
angeordnet. Die Mittellinien Y der jeweiligen Rippen 34, 34a und der jeweiligen
umgekehrten Rippen 36, 36a sind im Winkel zueinander angeordnet.
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Figur 5 zeigt das Profil einer einzelnen Rippe 34a und einer einzelnen
umgekehrten Rippe 36a der Scheibe 32a. Fig. 6 zeigt im einzelnen die Scheibe 32a,
wie sie mit ihren benachbarten Scheiben 32 und 32b kämmt bzw. im Eingriff steht.
Die Ausnehmungen 37 der umgekehrten Rippen 36 der Scheibe 32 sitzen in den Ausnehmungen
35a der Rippen 34a der Scheibe 32a, während die Ausnehmungen 37a der umgekehrten
Rippen 36a der Scheibe 32a in den Ausnehmungen 35b der Rippen 34b der Scheibe 32b
sitzen. Dieser Eingriffssitz häl# die Scheiben in Ausrichtung miteinander und reduziert
den Mittenabstand zwischen zwei benachbarten Scheiben auf ca. 1,9 cm.
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Entsprechend Fig. 6 und 7 resultiert das Ineinandergreifen der benachbarten
Scheiben 32 und 32a in der Ausbildung von einander kreuzenden Sehnenkanälen 40,
42, durch die das Abwasser strömt. An den zum Wasser freiliegenden Flächen der Kanäle
40, 42 wachsen graduell Mikroorganismen, wie Schlamm. Konsequenterweise sehen die
dimensionsmäßige Gestaltung des Mediums 30, das Ineinandergreifen der benachbarten
Scheiben 32, 32a etc. und das Ineinanderpassen der jeweiligen Ausnehmungen 34, 34a
etc., 36, 36a etc.
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Kanäle 40, 42 mit einem größeren, dem Wasser ausgesetzten Flächenbereich
vor, als dies bisher möglich war, so daß eine Freiheit gegenüber einer Blockade
durch darauf abgesetzten Abfall vorhanden ist. Außerdem sehen die ineinander greifenden
Rippen und umgekehrten Rippen eine Flächengeometrie vor, die die Uberführung von
Sauerstoff von der Atmosphäre zum Abwasser verstärkt.
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Fig. 8 -zeigt eine andere Ausführungsform eines Mediums 30, bei dem
Scheiben 32, 32a usw. halbkreisförmig oder in 180°-Segmenten geschnitten sind und
durch Haltestifte 40 gehalten sind. Diese Stifte 40 laufen durch die Scheiben. Die
Stifte, welche abnehmbar in den Rahmen des Wasserbehandlungsapparates befestigt
sind, halten benachbarte Scheibensegmente in ihrem zugeordneten Eingriffszustand
und verhindern eine Drehung derselben gegeneinander.
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Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform des Mediums 30, bei dem
das halbkreisförmige Segment der Fig. 8 in drei 600-Kuchenformsegmente 42', 43,
44 reduziert ist, die durch Bahnen oder Bänder 48 voneinander getrennt sind. Jedes
Kuchenformsegment hat zumindest ein, vorzugsweise drei Löcher zur Aufnahme der Stifte
oder Rohre. Die Löcher haben nahezu einen Durchmesser von 5,08 cm und haben vakuumgeformte,
abgerundete Kanten, um eine hohe Beanspruchung der
Kanten zu verhindern.
Um weiterhin das Medium 30 zu festigen, liegen die Rippe-umgekehrte Rippe-Mittellinien
ihrer Scheiben bei jedem Kuchenformsegment in einer unterschiedlichen Winkelrichtung
zu den Rippe-umgekehrte Rippe-Mittellinien der korrespondierenden Scheiben in jedem
der andere beiden Kuchenformsegmente.