DE3227672C2 - Vorrichtung zum Belüften von Gewässern oder Abwässern - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zum Belüften von Gewässern, wie z.B. Teichen, oder von Abwässern in einem Belebtschlammbecken, welche Vorrichtung mindestens eine auf dem Wasser schwimmende Luftversorgungsleitung umfaßt, die mittels eines Seiles z.B. an gegenüberliegenden Ufern verankert ist, und von welcher im Abstand zueinander in das Wasser ragende Belüftereinrichtungen abzweigen, die jeweils aus einem, die Luft in das Wasser eintragenden Belüftungskörper, z.B. in Form einer keramischen Kerze, und aus einer an der Luftversorgungsleitung angehängten und diese mit der Kerze verbindenden Zuleitung besteht, welche Vorrichtung ohne Beeinträchtigung ihrer Funktion leicht eingebaut und universell verwendet werden kann, indem die Zuleitung jeweils als flexibler Schlauch ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Belüften von Gewässern, wie z. B. Teichen, oder von Abwässern in einem Belebtschlammbecken, die mindestens eine auf dem Wasser schwimmende Luftversorgungsleitung umfaßt, die mittels eines Seiles z. B. an gegenüberliegenden Ufern verankert ist und von welcher im Abstand zueinander in das Wasser ragende Belüftereinrichtungen abzweigen, die jeweils aus einem die Luft in das Wasser eintragenden Belüftungskörper, z. B. in Form einer keramischen Kerze, und aus einer an der Luftversorgungsleitung angehängten und diese mit der Kerze verbindenden Zuleitung bestehen.

Eine solche Vorrichtung ist durch die deutsche Auslegeschrift 28 34 899 bekanntgeworden. Um stehende Gewässer im biologischen Gleichgewicht zu halten bzw. zu entschlammen oder Belebtschlammbecken zum biologischen Reinigen von Abwässern zu betreiben, wird in einer solchen Einrichtung Luft in feinblasiger Form in das Wasser eingeführt, wobei die den Kerzen die Luft zuführenden, an der Luftversorgungsleitung angehängten Zuleitungen als starre Metallrohre ausgebildet sind.

Wenn ein solches Abwasserreinigungsbecken in Betrieb genommen werden soll, wird das Becken erst mit normalem Wasser zum Teil gefüllt und die Vorrichtung mit Hilfe einer Vielzahl von Männern eingebracht, wobei die Kerzen am Boden aufstehen und die Zuleitungen wegen des niedrigen Wasserstandes schrägstehen. Abgesehen davon, daß die Vorrichtung wegen des großen Gewichtes beim Einbringen schwer zu handhaben ist, werden die auf dem Boden aufstehenden Kerzen oder ihre Verbindungen nicht selten beschädigt. Außerdem besteht dabei die Gefahr, daß sich die schrägstehenden Zuleitungen von parallel im Abstand befindlichen Luftversorgungsleitungen ineinande, verhaken. Das Ein-ο bringen einer solchen Vorrichtung in ein Abwasserreinigungsbecken ist aus diesen Gründen schwierig.

Wenn eine solche Vorrichtung zum Belüften eines Teiches oder eines Sees verwendet wird, finden sich auf dem Gewässergrund häufig Schlammberge, in die sich die an den starren Zuleitungen befestigten Kerzen hineinbohren und verstopft werden, so daß an den Stellen, wo die Lufteintragung zum Abbau der Schlammberge besonders wichtig wäre, tatsächlich keine Luft eingeführt wird. Es wäre an sich möglich, im Bereich der Schlammberge entsprechend kürzere Zuleitungsrohre zu verwenden. Abgesehen von den hohen Kosten ist ein Auswechseln von Zuleitungsrohren im Wasser schwierig. Außerdem würden sich die Kerzen nach einem teilweisen Abbau eines Schlammberges in einem zu großen Abstand zu dem Berg befinden und nicht mehr in einer günstigen Wirkstellung sein.

Eine weitore Schwierigkeit stellt sich oft ein, wenn im Winter ein Teich oder ein See zufriert und das Wasser abgelassen wird. Dann lastet nämlich die Eisdecke auf den Zuleitungsrohren, so daß diese häufig verbogen und die auf dem Teichboden befindlichen Kerzen beschädigt werden.

Solche Vorrichtungen eignen sich mit Rücksicht auf die geschilderten Schwierigkeiten also nur bedingt zum Belüften von Teichen oder Seen, zumindest müssen sie den Gegebenheiten jeweils mit großem Aufwand angepaßt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß die Gefahr der Beschädigung der Belüftereinrichtung verringert ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung vor, daß die Zuleitung jeweils als flexibler Schlauch ausgebildet ist.

Durch diese Maßnahme wird das Einbringen einer solchen Vorrichtung in ein zunächst nur zum Teil gefülltes Abwasserreinigungsbecken sehr vereinfacht. Die flexiblen Schlauchzuleitungen krümmen sich bei einem solchen Niedrigwasserstand ohne auf die am Boden aufliegenden Kerzen eine ins Gewicht fallende Kraft auszuüben. Es ist außerdem sogar möglich, eine solche Vorrichtung nunmehr in das trockene Abwasser-Reinigungsbecken zu legen und dann das Becken mit Wasser zu füllen, ohne daß dabei Teile der Vorrichtung beschädigt werden können.

Durch diese Maßnahme wird außerdem erreicht, daß die Vorrichtung ohne Schwierigkeiten zum Belüften eines Teiches oder Sees auch dann benützt werden kann, wenn am Gewässergrund Schlammberge sind. In diesem Bereich legen sich die Kerzen auf die Oberfläche der Schlammberge, ohne sich in diese einzubohren. Die Kerzen verstopfen deswegen auch nicht, sondern können ihre Funktion ungehindert ausüben. Wenn dabei die Schlammberge allmählich abgebaut werden, sinken die auf der Oberfläche der Berge liegenden Kerzen einfach mit und bleiben so immer in einer günstigen Funktionsstellung.

Auch wenn im Winter ein mit einer solchen Vorrich-

tung versehener Teich oder See einfriert und das Wasser abgelassen wird, ergeben sich keine Gefahren für die Vorrichtung, weil die flexiblen Schlauchzuleitungen das Gewicht der Eisdecke nicht auf die auf dem Teichboden befindlichen Kerzen übertragen können.

Von besonderem Vorteil ist es außerdem, daß die flexiblen Schlauchzuleitungen aus einem korrosionsbeständigen Kunststoff bestehen können, so daß auch aggressive Abwässer die Lebensdauer einer solchen flexiblen Schlauchzuleitung nicht beeinträchtigen können.

Beim Belüften von Abwässern in einem Belebtschlammbecken ist es erforderlich, die Luft möglichst gleichmäßig im ganzen Bereich des Belebtschlammbekkens austreten zu lassen. Bei der bekannten Vorrichtung, bei welcher die an der Luftversorgungsleitung angehängten Zuleitungen als starre Metallrohre ausgebildet waren, wurden die Belüftungskörper, die parallel zur Luftversorgungsleitung angeordnet sind, uurch die im Bodenbereich ausströmende Luft über einen gewissen Wanderbereich des Beckens periodisch hin- und hergetrieben, wenn die Luftversorgungsleitung durch die Verankerungsseile nichi straff gespannt sind, sondern einen Bogen bilden können. Durch das Hin- und Herwandern der Luftversorgungsleitungen,die in einem gewissen Abstand parallel zueinander angeordnet sind, wird eine großflächige und intensive Belüftung des Abwassers und des darin befindlichen Belebtschlammes erreicht.

Es hat sich nun auch für die Fachwelt völlig überraschend gezeigt, daß diese Wanderbewegung der Luftversorgungsleitungen auch dann eintritt, wenn die Zuleitungen jeweils als flexibler Schlauch ausgebildet sind. An sich war zu erwarten, daß die auswandernden Belüftungskörper in einem solchen Fall einfach ausweichen oder aufschwimmen würden. Ganz im Gegenteil hat es sich aber gezeigt, daß das Hin- und Herwandern der Luftversorgungsleitungen selbst dann noch gewährleistet ist, wenn die Belüftungskörper Bodenberührung haben. Auch dann erfolgt das Umschwenken an den Wendelinien der Luftversorgungsleitungen, was bei starren Merallrohren als Zuleitungen unmöglich gewesen ist. Dieser Vorteil ist für das Zusammenarbeiten mit wandernden Luftversorgungsleitungen von sehr großer Bedeutung, weil dadurch ein Festfahren der Ketten an Hindernissen ausgeschlossen ist. Ein solches Festfahren führt nämlich zum Zusammenbrechen des biologischen Gleichgewichtes, z. B. durch Verlust des Belebtschlammes. Durch diese Maßnahme ist somit die Verwendung von wandernden Luftversorgungsleitungen entscheidend verbessert worden.

Darüber hinaus führt die Ausgestaltung der Zuleitungen als flexible Schläuche zu einer erheblichen Vereinfachung und Verbilligung solcher Vorrichtungen, weil dazu handelsübliche Schläuche, vorzugsweise aus Kunststoff, verwendet werden können. Besonders wichtig ist dieser Vorteil dann, wenn die Länge der Zuleitungen erst an Ort und Stelle festgestellt werden kann, was bei der Verwendung von Schläuchen durch einfaches Kürzen erfolgen kann. Dieser Fall tritt z. B. bei Gewässern häufig auf.

Ferner können nunmehr teilweise verstopfte oder beschädigte Bodenbelüfter ohne Schwierigkeiten ausgetauscht bzw. gereinigt werden, indem sie einfach hochgehoben werden, was die flexible Schlauchzuleitung ohne weiteres ermöglicht.

Besonders vorteilhaft ist es. wenn jede flexible Zuleitung an ihren Enden z. B. mit Hilfe von Spannringen oder Schnellverschlüssen leicht lösbar an der Luftversorgungsleitung bzw. der zugeordneten Kerze befestigt ist. Durch diese Maßnahme ist es möglich, eine solche Vorrichtung durch einfaches Auswechseln der Zuleitungen rasch und ohne größeren Aufwand an sich ändernden Gegebenheiten anzupassen. Auch ist es dadurch auf einfache Art und Weise möglich, beim Belüften von Teichen oder Seen im Bereich von besonders hohen Schlammbergen zunächst kürzere Zuleitungen zu verwenden, die mit fortschreitendem Abbau des Schlammberges schließlich gegen längere ohne weiteres ausgetauscht werden können.

Allerdings bringt das Einsetzen von kürzeren Zuleitungen gerade für diesen Anwendungsfall einen beträchtlichen Nachteil insoweit, als dabei dort weniger Luftaustritt als bei den Kerzen mit längeren Zuleitungen.

Um diesen Nachteil auszuschalten, kann im Bereich der Zuleitung der Luftversorgungsleitung eine die Luftzufuhr zur Kerze starr oder regelbar verringernde Drossel eingebaut sein. Auf diese Art und Weise kann die Luftzufuhr für die an längeren Zuleitungen hängenden Kerzen gedrosselt oder sogar vorübergehend gesperrt werden, so daß den Kerzen an den kürzeren Zuleitungen, d. h. im Bereich des abzutragenden Schlammberges, überwiegend die Luft zugeführt wird und das Abtragen der Schlammberge wesentlich beschleunigt wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Zuleitung besteht darin, daß diese nur in einer zur Längserstreckung der Luftversorgungsleitung senkrechten Ebene als flexiblen Schlauch ausgebildet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erindung ist nachfolgend anhand von Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Teiles der Luftversorgungsleitung mit einer daran hängenden Belüftereinrichtung,

F i g. 2 eine Draufsicht auf ein mit der Vorrichtung ausgestattetes Belebtschlammbecken in schematischer Darstellung und

F i g. 3 einen Längsschnitt durch das Becken gemäß derLinieIlI-IlIderFig.2.

In den F i g. 2 und 3 ist im Schema eine Vorrichtung 1 zum biologischen Reinigen des Abwassers 2 in einem Belebtschlammbecken 3 gezeigt. Das Becken ist im Beispiel als Erdbecken ausgebildet, wie dies aus F i g. 3 ersichtlich ist. Dieses Erdbecken kann als Belebtschlammbecken zum Reinigen von Abwässern eine Bodenlinie 15 aufweisen, so daß für diesen Fall eine bodennahe Belüftung sichergestellt ist. Der Boden muß allerdings nicht eben sein, sondern kann auch die Form von Teichen oder Seen aufweisen.

Das Becken ist im dargestellten Beispiel mit drei Luftversorgungsleitungen 5 ausgestattet. Jede solche Luftversorgungsleitung besteht aus hintereinander angeordneten Schlauchabschnitten und dazwischen angeordneten T-Rohren 7, die mittels Schlauchstellen oder Schnellverbindungen mit den Schlauchabschnitten dicht verbunden sind.

An den Enden jeder Luftversorgungsleitung sind Seile oder Ketten 16 vorgesehen, mit Hilfe welcher jede Luftversorgungsleitung an Pfosten 8 verankert ist, die am beckenrand oder an Ufern angebracht sind. So stellt

es jede Luftversorgungsleitung eine aus den verschiedenen Teilen bestehende Belüfterkette 4 dar, die jeweils zwischen den Pfosten 8 nicht straff gespannt ist, sondern so lose gehalten wird, daß sie jeweils in einem großen

Bogen zwischen den beiden, an den kürzeren Rechteckseiten des Erdbeckens angeordneten Pfosten liegen kann, wie dies in F i g. 2 gezeigt ist.

Ein Ende der Luftversorgungsleitung 5 ist jeweils mit einer Speiseleitung 9 verbunden, durch die von einem Kompressor 10 den Luftversorgungsleitungen Luft zugeführt wird.

Jeweils zwischen zwei Schlauchabschnitten einer Luftversorgungsleitung 5 ist eine insgesamt mit 6 bezeichnete Belüftereinrichtung vorgesehen, wobei alle Belüftereinrichtungen in regelmäßigen Abständen zueinander angeordnet sind.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht jede Belüftungseinrichtung 6 aus dem zwischen die beiden Schlauchabschnitte geschalteten T-Rohr 7, das jeweils mit einem Schwimmer 11 ausgestattet ist.

Der vertikale Stutzen 17 eines jeden solchen T-Rohres 7 ragt nach unten in das Wasser. Am Stutzen 17 ist das obere Ende einer als flexibler Schlauch ausgebildeten Zuleitung 12 befestigt. Im gezeichneten Beispiel ist dazu das Ende der Zuleitung 12 auf den Stutzen 17 aufgeschoben und mit Hilfe einer Schlauchschelle befestigt. Es ist aber auch ohne weiteres möglich, das obere Ende der Zuleitung 12 mittels einer Schnellkupplung, beispielsweise einer Bajonettkupplung, mit dem Stutzen 17 zu verbinden.

Das untere Ende der Zuleitung 12 ist im gezeichneten Ausführungsbeispiel über einen Stutzen 18 eines Belüftungskörpers in Form einer keramischen Kerze 13 geschoben und dort mittels einer Schlauchschelle befestigt. Auch hier könnte zur Verbindung des unteren Endes der Zuleitung 12 mit der Keramikkerze 13 eine Schnellkupplung, z. B. in Form eines Bajonettverschlusses, dienen.

Der Belüftungskörper 13 ist parallel zur Luftversorgungsleitung 5 angeordnet. Er besteht aus einem porösen Werkstoff, durch dessen Poren die Luft feinblasig austritt und sich im Wasser verteilt. Häufig sind solche Belüftungskörper als keramische Kerzen ausgebildet. Sie bestehen aus einem Rohr aus porösem keramischen Metall, dessen Enden verschlossen sind, so daß die unter Überdruck eingebrachte Luft gezwungen ist, aus den feinen Poren auszutreten.

Die Fig. 2 und 3 zeigen die Verwendung eirftr solchen, aus mehreren Luftversorgungsleitungen 5 bestehenden Vorrichtung in einem Abwasserbecken. Durch das Ausblasen der Luft erfahren die Belüfterketten eine seitliche Antriebskraft, so daß sie im Rahmen des ihnen zustehenden Wanderbereiches auszuwandern beginnen, und zwar in einer periodischen Hin- und Herbewegung. In Fig. 2 sind für die rechte Belüfterkette zwei Endstellungen dargestellt, nämlich die linke Endstellung in ausgezogenen Linien und die rechte Endstellung durch den gestrichelten Bogen. Erreicht eine Belüfterkette jeweils eine Endlinie, so schwenken die bei der Wanderbewegung gegenüber der Luftversorgungsleitung leicht schräg nach hinten angestellten Belüftungskörper unter der Leitung durch und treiben die Belüfterkette in die andere Richtung zurück.

Zum Beispiel im Stutzen 17 des T-Rohres 7 kann eine Drossel so ein- bzw. angebaut sein, daß die Luftzufuhr durch die Zuleitung 12 starr oder regelbar gedrosselt wird. Die Drossel kann auch selbsttätig regelbar sein, weil es hier auf die Regelung der Luftmenge ankommt.

Durch die Verwendung flexibler Schlauchzuleitungen e>5 ist es — wie oben dargetan — möglich, z. B. Schlammberge abzubauen. In diesem Zusammenhang können die Kerzen auf ihrer Unterseite mit Auflockerungswerkzeugen oder mit einem Verschleißschutz versehen sein. Die Schlauchzuleitungen führen dazu, daß dabei die Gefahr des Festhakens praktisch ausgeschlossen ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Belüften von Gewässern, wie z. B. Teichen, oder von Abwässern in einem Belebtschlammbecken, die mindestens eine auf dem Wasser schwimmende Luftversorgungsleitung umfaßt, die mittels eines Seiles z. B. an gegenüberliegenden Ufern verankert ist und von welcher im Abstand zueinander in das Wasser ragende Belüftereinrichtungen abzweigen, die jeweils aus einem die Luft in das Wasser eintragenden Belüftungskörper, z. B. in Form einer keramischen Kerze, und aus einer an der Luftversorgungsleitung angehängten und diese mit der Kerze verbindenden Zuleitung bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (12) jeweils als flexibler Schlauch ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der Luftversorgungsleitung (5) in Abständen Rohrstutzen (17) abzweigen, an welchen jeweils eine Zuleitung (12) lösbar, z. B. mit Spannringen (14), befestigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß von jeder Kerze (13) ein Rohrstutzen (18) abzweigt, an welchem eine Zuleitung (12) lösbar, z. B. mit Spannringen (14) oder bekannten Schnellverschlüssen, befestigt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Zuleitung der Luftversorgungsleitung 5 jeweils eine die Luftzufuhr zur Kerze (13) starr oder regelbar verringernde Drossel eingebaut ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung nur in einer zur Längserstreckung der Luftversorgungsleitung (5) senkrechten Ebene (E) als felxibler Schlauch ausgebildet ist.