DE3803841C2 - Wasserbelebungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regenerierung von Wasser, insbesondere Abwasser mit in einem Unterwasser­ traggerüst mit leichter Steigung zur Wasseroberfläche ange­ ordneter Kontaktstrecke mit innerer luftdurchlässiger und äußerer luftundurchlässiger Wandung, sowie das Abwasser heranführender Pumpe und Luftversorgungsaggregat.

Derartige Einrichtungen sind bisher zur biologischen Reinigung von Schmutzwässern und zur Regenerierung von Ge­ wässern, die aufgrund fehlenden Sauerstoffes weitgehend verschlammt sind, eingesetzt worden. Die bekannten Einrich­ tungen (DE-PS 25 23 591) verfügen über eine Wasserstrahlpumpe, mit deren Hilfe ein Wasser-Luftgemisch erzeugt wird, das dann eine Zeitlang in einer Leitung so geführt wird, daß die Luftblasen nicht zu schnell aufsteigen. Die Leitung ist soweit verlängert und mit einer luftdurchlässigen inneren Wandung und einer luftundurchlässigen äußeren Wandung versehen, daß die einzelnen möglichst kleinen Luftbläschen lange Wege zurücklegen müssen und in dieser Zeit nicht mit dem Wasser kontaktieren. Auf diese Weise wird ein guter Sauerstoffeintrag in das Wasser erreicht, so daß die den Schlamm vernichtenden Bakterien erhalten bleiben bzw. sich möglichst schnell ver­ mehren können. Die Einrichtung steht mit ihrem Traggerüst auf dem Boden des Gewässers auf und kann bei Bedarf von einem Platz zum anderen transportiert werden. Um den nötigen Kontakt der Luftbläschen mit dem Wasser zu gewährleisten, weisen derartige Kontaktstrecken eine Länge von 15 m und mehr auf. Somit müssen entsprechende Wasserstrecken vorhanden sein, was bei der Reinigung von industrieellen Abwässern nicht immer gegeben ist. Nachteilig ist außerdem, daß die luftdurchlässige innere Wandung, an der sich die Bakterien festsetzen, nur eine begrenzte Fläche zur Anlagerung der Bakterien zur Verfügung stellen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kurzbauende, den Bakterienwuchs beschleunigende, schwimmfähige Wasserbe­ lebungseinrichtung zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die in das Traggerüst einhängbare Kontaktstrecke von einem aus lichtdurchlässigem Material bestehenden Rohr gebildet ist, das mit Gitterkugeln ausgefüllt ist, die als Tropfkörper mit eine rauhe Oberfläche aufweisenden und in einem den Wasserstrom nur unwesentlich beeinflussenden Abstand angeordneten Gitter­ stäben ausgebildet sind.

Bei einer derartigen Einrichtung wird das mit Sauerstoff, d.h. mit Luft angereicherte Abwasser in das Rohr hineingedrückt, wo es die Vielzahl der Gitterkugeln passieren muß, bevor es am Ausgang der Kontaktstrecke wieder austritt. Dabei bilden die Gitterkugeln mit ihren eine rauhe Oberfläche aufweisenden Gitterstäben eine ideale Möglichkeit, die Bakterien anzu­ siedeln, die sich dann aus dem vorbeistreichenden Abwasser den nötigen Sauerstoff und den Schmutz herausnehmen, so daß am Ende der Kontaktstrecke das wunschgemäß gereinigte Wasser austreten kann. Die Gitterkugeln sorgen außerdem dafür, daß der Wasserstrom gleichmäßig verteilt durch das Rohr hindurch­ geführt wird, wobei sie aufgrund der rauhen Oberfläche und ihrer speziellen Ausbildung das zu schnelle Hochsteigen der Luftbläschen wirksam verhindern. Vielmehr kommt es zum Anlagern auch der Luftbläschen an den Gitterstäben, was das Wachstum der Bakterien zusätzlich begünstigt. Vorteilhaft ist dabei weiter, daß wie an sich bekannt diese Kontaktstrecke in einem schwimmfähigen Traggerüst angeordnet ist, indem dieses von Tragrohren gebildet wird, in die Druckluft hineingegeben wird. Damit ist es möglich, unabhängig von der Tiefe des zu reinigenden Gewässers die Kontaktstrecke so anzuordnen, daß durch das aus lichtdurchlässigem Material bestehende Rohr auch das notwendige Sonnenlicht an die Bakterien herankommt, so daß ein weiteres beschleunigtes Wachstum dieser "Reinigungs­ bakterien" erreicht wird.

Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß an der Eingangsseite des Rohres ein das Abwasserzubringerrohr umgebender Gitterkorb angeordnet ist. Dadurch kann das Abwasserzubringerrohr ausreichend weit in das Rohr bzw. die Kontaktstrecke hineingeführt werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß beim Einfüllen der Gitterkugeln oder bei einem Stillstand der Anlage Gitterkugeln in das Abwasserzubringerrohr hineinrutschen. Das Abwasserzubringerrohr ist dabei zweckmäßigerweise als Venturirohr mit Luftanschluß ausgebildet, so daß lediglich die Pumpe als Antriebsenergie benötigendes Teil vorhanden ist, während die Luft über das Venturirohr mit in das Wasser hineingezogen wird, um sich dort gleichmäßig zu verteilen. Die Verteilung der Luft wird dann durch die anschließend zu durchströmenden Gitterkugeln weiter optimiert.

Die notwendige Lichtdurchlässigkeit für das Rohr wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß das Rohr von mitein­ ander verbundenen Plexiglasrohren gebildet ist, die endseitig in aus schweißfähigem Material bestehenden Muffenstücken gelagert sind, die ihrerseits am Traggerüst befestigt sind. Diese Ausbildung ermöglicht es, Plexiglasrohre zu verwenden, ohne aufwendige Halterungsmöglichkeiten an bzw. mit den aus Stahl bestehenden Tragrohren zu schaffen. Das Traggerüst selbst kann somit aus normalen Stahlrohren bestehen einschl. der Halterung, während die Kontaktstrecke aus den das Wachstum der Bakterien begünstigenden Plexiglasrohren gebildet ist. Die relativ empfindlichen Plexiglasrohre liegen in den Muffen­ stücken, ohne daß beim Fixieren eine Beschädigung derselben eintreten kann.

Die Kontaktstrecke ist mit geringer Steigung Richtung Wasseroberfläche im Traggerüst angeordnet. Dies wird bei der Halterung dadurch berücksichtigt, daß die Muffenstücke in der Höhe versetzt zueinander und schräg angesetzt am Trag­ gerüst befestigt sind. Das Plexiglasrohr kann damit einfach gerade geschnitten angeliefert und verwendet werden, während die entsprechend ausgebildeten Muffenstücke dafür sorgen, daß es dann mit der notwendigen Steigung im Traggerüst unter­ gebracht werden kann.

Einmal um das Austreten der Luft innerhalb der Kontakt­ strecke bzw. im Bereich der Muffenstücke zu vermeiden und zum anderen um eine sichere Fixierung des Plexiglasrohres zu erreichen, ist vorgesehen, daß zwischen den Muffenstücken und dem Rohr über einen Spannring beeinflußte Dichtringe angeordnet sind. Damit ist es möglich, die Plexiglasrohre sehr schonend zu fixieren und den Übergangsbereich wirksam abzudichten. Eine Länge von 7 m beispielsweise wird durch entsprechend unterteilte Plexiglasrohre hergestellt, die über einfache Spann- und Dichtringe miteinander verbunden sind, wobei ggf. eine Abstützung am Traggerüst über die Länge verteilt möglich ist.

Die notwendige Abstützung des Plexiglasrohres bzw. der Plexiglasrohre im Bereich der Muffenstücke wird dabei vorteil­ haft erreicht, indem die Muffenstücke am freien Ende abgeschrägt sind, wobei das eingangsseitige Muffenstück eine von oben nach unten und das ausgangsseitige Muffenstück eine von unten nach oben verlaufende Schräge aufweisen. Dadurch ist vorteilhaft eine Möglichkeit geschaffen, in begrenztem Maße zwar aber doch deutlich Korrekturen an der Neigung des Rohres vorzunehmen, um so je nach den Gegebenheiten die Steigung des Rohres zu variieren.

Die zum Einsatz kommenden Gitterkugeln sind lose in das Rohr eingefüllt, um so ein gleichmäßiges Durchströmen des von der Pumpe in das Rohr hineingedrückten Abwasser zu gewähr­ leisten. Da die Gitterkugeln im Aufbau alle gleich sind, er­ bringen sie eine kontinuierliche geringfügige Umleitung des Wassers, was auf die Trennung von Wasser und Luft hindernd einwirkt, so daß auch bis in den Austrittsbereich des Rohres mit Luft angereichertes Wasser vordringt.

Gemäß Hauptanspruch weisen die Gitterstäbe eine rauhe Oberfläche auf, um so ein ideales Siedlungsgebiet für die einzelnen Bakterien bzw. Bakteriengruppe zu schaffen. Dies kann auch oder begünstigend dadurch erreicht werden, daß die einzelnen Gitterstäbe der Gitterkugeln eine Vielzahl von Kleinstporen aufweisende Beschichtung aufweisen. Die Beschichtung fördert das Ansiedeln der Bakterien und gibt ihnen wie die rauhe Oberfläche auch die notwendige Sicherheit, zumindest eine vorgegebene Zeit dort festsitzen zu können, bevor sie dann evtl. gruppenweise vom Abwasser mitgenommen und im Wasser auch hinter dem Rohr verteilt zu werden. Dadurch wird der Reinigungseffekt begünstigt, insbesondere bei Teichen und Seen, wo die aus der Kontaktstrecke herausgetragenen Bakterien sich vorteilhaft auch dahinter noch fortpflanzen und für die Wasserreinigung und Belebung Sorge tragen.

Die Verwendung der Plexiglasrohre hat den Vorteil, daß die gesamte Einrichtung ein begrenztes Gewicht aufweist und damit gerade für den vorgesehenen Einsatzzweck optimal ver­ wendet werden kann. Eine gleichmäßige Lage über die gesamte Länge erhält die Einrichtung dabei dadurch, daß das Traggerüst von einem gabelförmigen, oberhalb der Kontaktstrecke ver­ laufenden Tragrohr gebildet ist, das eingangsseitig der Kontaktstrecke bis zum Abwasserzubringerrohr herunterreichend, dieses abstützend und bis an die Pumpe heranreichend geführt ist. Damit wird dem Sachverhalt Rechnung getragen, daß im Endbereich des etwa 7 m langen Traggerüstes nur geringe Lasten zu tragen sind, während eingangseitig durch die Pumpe und die sonstigen Einrichtungen höhere Gewichte zu tragen sind. Das Abwasserzubringerrohr kann dabei vorteilhaft leicht durch die entsprechende Führung des Traggerüstes bzw. Trag­ rohres mit fixiert und abgestützt werden.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß eine Wasserbelebungseinrichtung geschaffen worden ist, die überraschend kurzbauend, dennoch den notwendigen und gewünschten Effekt erreicht und sichert, wobei gerade durch die Gitterkugeln eine enorm große Fläche sowohl zur Anlagerung von Kleinstluftbläschen wie insbesondere auch von Bakterien und Bakteriengruppen vorgegeben ist und damit wird der Wasser­ reinigungsprozeß beschleunigt, wodurch sich die Möglichkeit ergibt, die Kontaktstrecke zu verkürzen und damit den Einsatz der Wasserbelebungseinrichtung auch in relativ kurzen Abwasser­ reinigungsbecken zu ermöglichen. Die Ausbildung und die Montage der Wasserbelebungseinrichtung wird durch die vorteil­ hafte und gewichtsmindernde Ausbildung der Kontaktstrecke und der darin enthaltenen Gitterkugeln begünstigt. Die Wasser­ belebungseinrichtung ist durch das entsprechende Traggerüst schwimmfähig, kann also jeweils in einer Position angeordnet und gehalten werden, die das Leben der Bakterien in der Kontaktstrecke begünstigt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegen­ standes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein vorteilhaftes Ausführungs­ beispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt wiedergebene Wasserbelebungseinrichtung in Seitenansicht,

Fig. 2 die Gesamtseitenansicht der Wasserbelebungs­ einrichtung,

Fig. 3 die Gesamtdraufsicht,

Fig. 4 die Vorkopfansicht der Wasserbelebungs­ einrichtung,

Fig. 5 + Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung der Gitter­ kugeln.

Fig. 1 zeigt die Wasserbelebungseinrichtung (1) in Seitenansicht und in verkürzter Darstellung. Auch bei dieser Darstellung wird deutlich, daß das Traggerüst (2) aus oberhalb der Kontaktstrecke (3) verlaufenden Tragrohren (7) besteht. Diese Tragrohre (7) sind an die Pumpe (4) und den Luftan­ schluß (5) aufweisenden Ende schräg nach unten herunterge­ zogen, um einmal das Abwasserzubringerrohr (6) abzustützen und um insbesondere die hier größeren Gewichte sicher aufzu­ nehmen.

Die Kontaktstrecke (3) wird von einem endseitig in Muffenstücken (8, 9) gelagerten Rohr (10) gebildet, das aus einem durchsichtigen und lichtdurchlässigem Material besteht und daß daher entsprechend schonend gehalten und abgestützt werden muß. Das Rohr (10) ist mit Gitterkugeln (11, 12, 13) angefüllt, die zwischen Verschlußgitter (14) und Eingangs­ seite (15) lose eingefüllt sind, wobei dies einfach dadurch erfolgen kann, daß das Verschlußgitter (14) lösbar am Trag­ gerüst (2) angebracht ist. Dieses Verschlußgitter (14) weist Öffnungen auf, die geringfügig kleiner als die einzelnen Gitterkugeln (11, 12, 13) sind, um so ein Mitaustragen der Gitterkugeln (11, 12, 13) zu vermeiden.

An der Eingangsseite (15) ist ein Gitterkorb (16) stationiert, in den das Abwasserzubringerrohr (6) hineinreicht. Wie Fig. 1 veranschaulicht, können dadurch die Gitterkugeln (11, 12, 13) nicht in den Mündungsbereich des Abwasserzubringer­ rohres (6) hineingelangen.

Die Fixierung des aus lichtdurchlässigem Material be­ stehenden Rohres (10) erfolgt über einen Spannring (17), der auf die zwischen Rohr (10) und Muffenstück (8 bzw. 9) ange­ ordneten Dichtringen (18, 19) einwirkt und zwar über das Spannelement (20). Dieses Spannelement (20) sorgt dafür, daß der Spannring (17) die Dichtringe (18, 19) soweit verschiebt, bis sie den Ringraum zwischen Rohr (10) und Muffenstücken (8, 9) ausfüllen. Dadurch kann weder Luft noch Wasser hindurch­ dringen, vor allem aber ist das aus empfindlicherem Material bestehende Rohr (10) sicher gelagert. Diese sichere Lagerung wird noch weiter dadurch begünstigt, daß die Muffenstücke (8, 9) am freien Ende (21) abgeschrägt sind. Fig. 1 ver­ deutlicht dies sehr schön, da angedeutet ist, daß das Rohr (10) trotz der schräg angesetzten Muffenstücke (8, 9) noch schräg in den Muffenstücken (8, 9) gehalten werden kann, ohne daß die Gefahr besteht, daß es herausrutscht oder durch das schräge Anordnen beansprucht oder gar beschädigt wird.

Die Fig. 2 mit der Gesamtseitenansicht verdeutlicht, daß über die gesamte Länge der Kontaktstrecke (3) Gitter­ kugeln (11, 12, 13) untergebracht sind. Fig. 2 verdeutlicht weiter, daß das Rohr (10) aus insgesamt hier drei Plexiglas­ rohren (23, 24, 25) zusammengesetzt ist, wobei die Rohre über Dichtungsringe verbunden sind, die auch dazu dienen können, zwischen Abstützungen für das Rohr (10) anzubringen.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht. Diese verdeutlicht, daß das Traggerüst (2) von einem gabelförmig ausgebildeten Trag­ rohr (7) gebildet ist. Das Tragrohr (7) wird dabei mit Luft bzw. Druckluft gefüllt, um so ein Aufschwimmen der Wasserbe­ lebungseinrichtung (1) im zu reinigenden Abwasser zu ermög­ lichen. Wie bereits erwähnt ist das Tragrohr (7) im Bereich der Pumpe (4) bis zum Abwasserzubringerrohr (6) schräg herab­ führend ausgebildet, um eine gleichmäßige Auslastung der Wasserbelebungseinrichtung (1) zu gewährleisten. Vorteilthaft dient dabei das Traggerüst (7) in diesem Bereich gleichzeitig dazu, das Abwasserzubringerrohr (6) und die Pumpe (4) zusätz­ lich auch abzustützen. Dies wird zusätzlich anhand Fig. 4 gezeigt, wo deutlich wird, daß das Abwasserzubringerrohr (6) durch das Tragrohr (7′′) hindurchgeführt ist. Die beiden Stränge des Abwasserrohres (7, 7′) verlaufen parallel zuein­ ander, und sind vom Durchmesser her gleich ausgebildet, wie das des Abwasserzubringerrohr (6) abstützende Tragrohr (7′′).

Über Tragösen (26) an den parallel zueinander verlaufenden Tragrohrabschnitten (7, 7′) und an dem Abwasserzubringerrohr (6) angebrachten Tragsteg (27) ist es möglich, die gesamte Wasserbelebungseinrichtung (1) beispielsweise mit einem Kran in das Abwasserbecken hineinzuheben. Das Lufteingangsventil am Luftanschluß (5) ermöglicht eine einfache Regulierung der Luftzufuhr, je nach dem wieviel für das Wachstum der Bakterien benötigt wird.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Gitterkugel (11 bzw. 12) in Vorkopfansicht und Seitenansicht, wobei deutlich wird, daß die Gitterstäbe (30, 31) für die gesamte Gitterkugel (11 bzw. 12) eine große Oberfläche vorgeben, an der sowohl Luftblasen wie auch Bakterien sich festsetzen können.

Claims (10)

1. Einrichtung zur Regenerierung von Wasser, insbesondere Abwasser mit in einem Unterwassertraggerüst mit leichter Steigung zur Wasseroberfläche angeordneter Kontaktstrecke mit innerer luftdurchlässiger und äußerer luftundurchlässiger Wandung, sowie das Abwasser heranführender Pumpe und Luftver­ sorgungsaggregat, dadurch gekennzeichnet, daß die in das Traggerüst (2) einhängbare Kontaktstrecke (3) von einem aus lichtdurchlässigem Material bestehenden Rohr (10) gebildet ist, das mit Gitterkugeln (11, 12, 13) ausge­ füllt ist, die als Tropfkörper mit eine rauhe Oberfläche aufweisenden und in einem den Wasserstrom nur unwesentlich beein­ flussenden Abstand angeordneten Gitterstäben (30, 31) ausge­ bildet sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Eingangsseite (15) des Rohres (10) ein das Abwasser­ zubringerrohr (6) umgebender Gitterkorb (16) angeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasserzubringerrohr (6) als Venturirohr mit Luft­ anschluß (5) ausgebildet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (10) von miteinander verbundenen Plexiglasrohren (23, 24, 25) gebildet ist, die endseitig in aus schweißfähigem Material bestehenden Muffenstücken (8, 9) gelagert sind, die ihrerseits am Traggerüst (2) befestigt sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffenstücke (8, 9) in der Höhe versetzt zueinander und schräg angesetzt am Traggerüst (2) befestigt sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Muffenstücken (8, 9) und dem Rohr (10) über einen Spannring (17) beeinflußte Dichtringe (18, 19) angeordnet sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffenstücke (8, 9) am freien Ende (21) abgeschrägt sind, wobei das eingangsseitige Muffenstück (8) eine von oben nach unten und das ausgangsseitige Muffenstück (9) eine von unten nach oben verlaufende Schräge aufweisen.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterkugeln (11, 12) lose in das Rohr (10) eingefüllt sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Gitterstäbe (30, 31) der Gitterkugeln (11, 12) eine eine Vielzahl von Kleinstporen aufweisende Beschich­ tung aufweisen.

10. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Traggerüst (2) von einem gabelförmigen, oberhalb der Kontaktstrecke (3) verlaufenden Tragrohr (7) gebildet ist, das eingangsseitig der Kontaktstrecke bis zum Abwasserzubringer­ rohr (6) herunterreichend, dieses abstützend und bis an die Pumpe (4) heranreichend geführt ist.