DE4238871C2 - Device for promoting the return flow in wastewater treatment plants - Google Patents
Device for promoting the return flow in wastewater treatment plantsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bewirkung des Rückführflusses bei Abwasserreinigungsanlagen mit einem Nitrifikationsbecken, einem vorgeschalteten Denitrifika tionsbecken, zumindest einem in dem Denitrifikations becken angeordneten Rührer, und zumindest einem in das Nitrifikationsbecken führenden Ansaugkanal für den Rückführfluß vom Nitrifikationsbecken in das Denitrifikationsbecken.The invention relates to a device for effecting the Return flow in wastewater treatment plants with a Nitrification basin, an upstream Denitrifika tion basin, at least one in the denitrification basin arranged stirrer, and at least one in that Nitrification basin leading suction channel for the return flow from the nitrification basin to the denitrification basin.
Bei der biologischen Abwasserreinigung mit Nitrifikation und Denitrifikation wird im Belebungsbecken neben der Entfernung der Kohlenstoffverbindungen durch Einhaltung eines Schlammalters beim belebten Schlamm von zumeist über zehn Tagen und ausreichender Sauerstoffversorgung der Biomasse zunächst Ammoniumstickstoff zu Nitratstickstoff oxidiert. Dieser Nitratstickstoff wird durch Einstellung anoxischer Zonen im Belebungsbecken simultan oder vorge schaltet in besonderen Denitrifikationsbecken durch die Biomasse dadurch zu gasförmigem Stickstoff reduziert, daß die Bakterien den Sauerstoff des Nitratstickstoffes für ihre Lebenstätigkeit nutzen. Für die Denitrifikation muß das Abwasser mit dem im Nitrifikationsbecken gebildeten Nitrat und der Biomasse in eine anoxische Denitrifika tionszone zurückgeführt werden. Im allgemeinen werden bei vorgeschalteter Denitrifikation zufließendes Abwasser, Rücklaufschlamm und nitrathaltiger belebter Schlamm in einem in Abwasserfließrichtung ersten Beckenteil, dem Denitrifikationsbecken, ohne Sauerstoffeintrag nur ge mischt, wobei der belebte Schlamm bei anoxischen Bedin gungen in Schwebe gehalten wird. Dazu muß bei vorge schalteter Denitrifikation der nitrifizierte Stickstoff (Nitrat) im Abwasser sowohl aus dem Ablaufbereich des Nitrifikationsbeckens im internen, als auch aus einem Nachklärbecken mit Rücklaufschlamm im externen Kreislauf in das Denitrifikationsbecken zurückgeführt werden. Dabei bestimmt das Rückführverhältnis (Rückführung zu Zulauf) die maximal mögliche Denitrifikation.In biological wastewater treatment with nitrification and denitrification is carried out in the aeration tank next to the Removal of carbon compounds through compliance a sludge age with revitalized sludge mostly from ten days and sufficient oxygen supply to the Biomass first ammonium nitrogen to nitrate nitrogen oxidized. This nitrate nitrogen is released by adjustment anoxic zones in the aeration tank simultaneously or pre switches through in special denitrification tanks Biomass reduced to gaseous nitrogen in that the bacteria use the oxygen of the nitrate nitrogen for use their life activity. For denitrification must the waste water with that formed in the nitrification basin Nitrate and the biomass in an anoxic denitrification tion zone. Generally, at wastewater flowing upstream of denitrification, Return sludge and activated sludge containing nitrate a first basin part in the wastewater flow direction, the Denitrification tank, only ge without oxygen entry mixes, reviving the sludge at anoxic bedin is kept in suspense. To do this at pre switched denitrification the nitrified nitrogen (Nitrate) in the wastewater both from the drain area of the Nitrification basin in the internal, as well as from one Secondary clarifier with return sludge in the external circuit in the denitrification tank can be returned. Here determines the return ratio (return to inlet) maximum possible denitrification.
Gute Denitrifikationseffekte und damit eine effektive Abwasserreinigung werden durch hohe- Rückführverhältnisse ermöglicht. Dazu erfolgt neben dem Rücklaufschlammfluß aus dem Nachklärbecken ein zusätzlicher Rückführfluß vom in Abwasserfließrichtung hinteren Ende des Nitrifikations beckens. Dieser zusätzliche Rückführfluß wird bei vorge schalteter Denitrifikation grundsätzlich über gesonderte Pumpenanlagen geführt, die erhebliche Investitions- und Betriebskosten verursachen.Good denitrification effects and therefore an effective one Wastewater treatment are achieved through high recycling rates enables. This is done in addition to the return sludge flow an additional return flow from the Waste water flow direction rear end of nitrification basin. This additional return flow is featured in switched denitrification always via separate Pump systems managed, the significant investment and Cause operating costs.
Aus der Literaturstelle "WLB, Wasser, Luft und Boden" 1989, Seiten 30 und 32, ist eine gattungsgemäße Vorrichtung bekannt. Die Rückführung des rezirkulierten Abwassers aus dem Nitrifikationsbecken wird hier durch eine externe Rohrleitung in Verbindung mit einer speziellen Rezirkulationspumpe bewerkstelligt. Diese erfordert neben der Rohrleitung hohe Investitions- und Wartungskosten. Eine Variation der Saugwirkung ist - wenn überhaupt - allenfalls unter erheblichem Aufwand möglich.From the literature reference "WLB, Wasser, Luft und Boden" 1989, Pages 30 and 32, is a generic device known. The return of the recirculated wastewater the nitrification basin is replaced by an external one Pipeline in connection with a special Recirculation pump accomplished. This requires alongside the pipeline high investment and maintenance costs. A Variation of the suction effect is - if at all - at most possible with considerable effort.
Die deutsche Zeitschrift "gwf-wasser/abwasser" 124 (1983), Seiten 428 bis 334, offenbart die konstruktive Ausbildung einer Abwasserreinigungsanlage, welche aus zwei Denitrifikations- und zwei Nitrifikationszonen besteht. Hierdurch werden die erforderlichen Rezirkulationsmengen reduziert und sollen die Denitrifikationsraten erhöht werden. Dabei ist der Übergang von den anoxischen in die belüfteten Beckenteile durchlässig gestaltet, so daß eine zusätzliche interne Rezirkulation ohne die Installation zusätzlicher Pumpen ermöglicht werden soll. Bewirkt wird diese Rezirkulation zum einen durch Sohlrotoren, die einen Teil des Beckeninhaltes durch Öffnungen am Boden der Trennwände in den belüfteten Teil hineindrücken, zum anderen wird der Rückfluß durch die von der Druckbelüftung hervorgerufene Anhebung des Wasserspiegels (Mammutpumpen effekt) verstärkt. Eine Rückführung von nitrifiziertem Abwasser in die Denitrifikationsstufen geschieht nur in der Weise, daß der Wasserspiegel aufgrund der Belüftung in den Nitrifikationsstufen gegenüber den Denitrifikationsstufen ansteigt und auf diese Weise nitrifiziertes Abwasser über die Trennwände in die Denitrifikationsstufen zurückfließt.The German magazine "gwf-wasser / abwasser" 124 (1983), Pages 428 to 334, discloses the constructive training a wastewater treatment plant, which consists of two Denitrification and two nitrification zones exist. As a result, the required recirculation quantities reduced and the denitrification rates should be increased will. This is the transition from the anoxic to the ventilated pelvis parts designed so that a additional internal recirculation without installation additional pumps should be made possible. Is effected this recirculation on the one hand through sole rotors, the one Part of the pool content through openings in the bottom of the Push partitions into the ventilated part to another is the backflow caused by the pressure ventilation caused raising of the water level (mammoth pumps effect) amplified. A return of nitrified Waste water in the denitrification stages only occurs in the Way that the water level due to the ventilation in the Nitrification levels versus the denitrification levels increases and in this way nitrified waste water over the partitions flow back into the denitrification stages.
Endlich ist aus der deutschen Zeitschrift "Korrespondenz Abwasser" 34 (1987), Seiten 77 bis 85, ein Belebungsver fahren mit getrennt vorgeschalteter Denitrifikation bekannt. Dabei wird festgestellt, daß durch Rezirkulation eines Mehrfachen des Zulaufes aus dem Ablauf der Nitrifikationszone Nitrat in die Denitrifikationszone transportiert wird. Wie diese Rezirkulation bewerkstelligt werden soll, ist im einzelnen nicht ausgeführt.Finally, from the German magazine "Korrespondenz Abwasser "34 (1987), pages 77 to 85, a revitalization ver run with separate upstream denitrification known. It is found that through recirculation a multiple of the inflow from the outflow of the Nitrification zone nitrate in the denitrification zone is transported. How this recirculation is accomplished is not to be detailed.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer gattungsgemäßen Abwasserreinigungsanlage mit einem Nitrifikationsbecken und einem vorgeschalteten Denitrifika tionsbecken eine einfache und kostengünstige Vorrichtung zur Förderung und Variation des Rückführflusses zu schaffen.The invention has for its object in a Generic wastewater treatment plant with a Nitrification basin and an upstream Denitrifika tion pool a simple and inexpensive device to promote and vary the return flow create.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß der Rührer als Sohlrührer ausgebildet ist sowie eine obere Abdeckplatte und einen unteren Ansaugtopf aufweist, daß in den Ansaugtopf zumindest ein in das Nitrifikationsbecken führender Ansaugkanal einmündet, daß die vertikale Ummantelung des Ansaugtopfes Öffnungen aufweist, daß die Saugwirkung des Sohlrührers durch Variation des Abstandes über dem Ansaugtopf und der Drehzahl einstellbar ist und daß der Sohlrührer zentrisch über dem Ansaugtopf in einem geringen sauggerechten Abstand angeordnet ist, wobei der Abstand zwischen der oberen Abdeckplatte und dem Ansaugtopf geringer als die vertikale Breite der Strahlarme ist. Sohlrührer meint im Rahmen der Erfindung jede Umwälzeinrichtung, bestehend aus einem Zentralkörper mit angeschraubten oder angeschweißten Strahlarmen. Dieser Sohlrührer oder Umwälzkreisel kann dabei vorzugsweise über eine Welle mit oder ohne Bodenlager von einem über dem Beckenwasserspiegel angeordneten Getriebemotor angetrieben werden.To achieve this object, the invention teaches that Stirrer is designed as a sole stirrer and an upper Cover plate and a lower suction cup that in the suction cup at least one in the nitrification basin leading intake duct opens out that the vertical Casing of the suction cup has openings that the suction effect of the sole stirrer by varying the Distance above the suction cup and the speed adjustable and that the sole stirrer is centered over the suction cup is arranged at a short suction-appropriate distance, whereby the distance between the top cover plate and the suction cup is smaller than the vertical width of the beam arms. Sole agitator means any within the scope of the invention Circulating device consisting of a central body with screwed or welded beam arms. This Sole stirrer or circulating gyroscope can preferably be used a shaft with or without bottom bearings from one above the Pool water level arranged gear motor driven will.
Durch diese Maßnahmen der Erfindung wird der im Denitrifi kationsbecken zumeist vorhandene Sohlrührer nicht nur für die Umwälzung des Abwassers eingesetzt, sondern gleichzei tig für die Förderung des Rückführflusses vom Nitrifika tionsbecken, insbes. vom in Abwasserfließrichtung hinteren Ende des Nitrifikationsbeckens, in das Denitrifikations becken. Durch die erfindungsgemäß an der Oberseite des Sohlrührers angebrachte Abdeckplatte wird erreicht, daß die Strahlarme des Sohlrührers vorzugsweise Wasser aus dem Ansaugtopf aufnehmen und damit einen hohen Rückführfluß erzeugen. Durch Variation des Abstandes des Sohlrührers über dem Ansaugtopf läßt sich ebenso die Saugwirkung des Sohlrührers einstellen wie durch Variation der Drehzahl. Das geförderte und abgestrahlte Wasser bewirkt im Denitrifikationsbecken zugleich eine Umwälzströmung, die eine ausreichende Vermischung von Abwasser und Biomasse sichert. Zur Verbesserung der Durchmischung des Denitrifi kationsbeckeninhaltes und um im Zuge einer strömungs technisch günstigen Gestaltung des Ansaugtopfes einen hohen Durchfluß zu erreichen, weist die vertikale Ummantelung des Ansaugtopfes Öffnungen auf. Im Ergebnis werden hohe Rückführverhältnisse und damit eine effektive Abwasser reinigung bei gleichzeitig einfacher und kostengünstiger Konstruktion erreicht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich darüber hinaus nicht nur durch geringe Investitions-, sondern auch durch niedrige Betriebs- und Wartungskosten aus. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Förderung des Rückführflusses bei Abwasserreinigungsanlagen auch bei schon vorhandenen Abwasserreinigungsanlagen ohne großen technologischen Aufwand nachgerüstet werden kann. Stets wird eine zugleich energetisch günstige Umwälzung des Abwassers im Denitrifikationsbecken als auch Förderung des Rückführflusses aus dem aeroben Nitrifikationsbecken in das Denitrifikationsbecken erreicht.Through these measures of the invention, the Denitrifi cation basin mostly existing sole stirrers not only for the circulation of the waste water is used, but at the same time for the promotion of the return flow from the nitrifica tion basin, especially from the rear in the wastewater flow direction End of the nitrification basin, in the denitrification pool. Due to the invention at the top of the Sole plate attached cover plate is achieved that the Jet arms of the sole stirrer preferably water from the Pick up the suction cup and thus a high return flow produce. By varying the distance of the sole stirrer The suction effect of the Adjust the sole stirrer as by varying the speed. The pumped and emitted water causes in Denitrification basin at the same time a circulation flow that adequate mixing of waste water and biomass backs up. To improve the mixing of the Denitrifi cation pool contents and around in the course of a flow technically favorable design of the suction cup a high To achieve flow, the vertical jacket of the Suction cup openings. The result will be high Return ratios and thus an effective wastewater cleaning at the same time easier and cheaper Construction achieved. The device according to the invention is not only characterized by low Investment, but also by low operating and Maintenance costs. Another advantage is there too see that the device for promotion according to the invention of the return flow in wastewater treatment plants existing wastewater treatment plants without large technological effort can be retrofitted. Always becomes an energetically favorable revolution of the Waste water in the denitrification basin as well as promotion of Return flow from the aerobic nitrification basin into the Denitrification basin reached.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind im folgenden aufgeführt.Further advantageous embodiments of the invention are in listed below.
So kann die Abwasserförderleistung des Sohlrührers weiter gesteigert werden, wenn der Ansaugtopf einen rotationssymmetrischen Querschnitt aufweist und die Abdeckplatte eine kreisförmige Scheibe ist, wobei der Sohlrührer jeweils die Zentralachse bildet. Eine Verbesserung der Strömungsverhältnisse ergibt sich darüber hinaus dadurch, daß mindestens zwei Bauteile der Gruppe Abdeckplatte, Sohlrührer und Ansaugtopf jeweils den gleichen Durchmesser haben. Weiterhin kann der Ansaugtopf durch eine Ansaugplatte mit einer zentrischen kreisförmigen Öffnung abgedeckt sein. Diese Ansaugplatte hat vorzugsweise einen Öffnungsdurchmesser, der das 0,5- bis 0,8-fache des Sohlrührdurchmessers beträgt, um die Ansaugwirkung des Sohlrührers zu zentrieren. Zur Verbesserung der Durch mischung des Denitrifikationsbeckeninhaltes sind oberhalb der Abdeckplatte des Sohlrührers zusätzlich angeordnete Strahlarme vorgesehen, weil dadurch die Umwälz- und Förderleistung erhöht werden kann. Endlich kann die Saugwirkung des Sohlrührers auch durch Variation der Anzahl, Form und Länge der Strahlarme variiert werden. So can the wastewater delivery rate of the sole stirrer be further increased if the suction cup is one has rotationally symmetrical cross section and the Cover plate is a circular disc, the Sole stirrer forms the central axis. A This improves the flow conditions in addition, that at least two components of the group Cover plate, sole stirrer and suction cup each have the same diameter. Furthermore, the suction cup through a suction plate with a central circular Opening must be covered. This suction plate preferably has an opening diameter that is 0.5 to 0.8 times the Sole stirring diameter is to the suction effect of the Center the sole stirrer. To improve through Mixing of the denitrification tank contents are above the cover plate of the sole stirrer additionally arranged Blast arms are provided because the circulation and Delivery rate can be increased. Finally it can Suction effect of the sole stirrer also by varying the The number, shape and length of the beam arms can be varied.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläu tert; es zeigtIn the following, the invention is based on only one Exemplary embodiment illustrating the drawing tert; it shows
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Ab wasserreinigungsanlage mit eingebauter erfindungs gemäßer Vorrichtung zur Förderung des Rückführ flusses, Fig. 1 shows a schematic longitudinal section through an Ab water purifying apparatus with a built-fiction, a device according to promote the return flow,
Fig. 2 eine Aufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 1, Fig. 2 is a plan view of the article according to Fig. 1,
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsge mäßen Vorrichtung mit zusätzlich angebrachten Strahlarmen, eingebaut in ein Denitrifikationsbecken und Fig. 3 shows another embodiment of the device according to the invention with additional attached beam arms, installed in a denitrification tank and
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie A-A aus Fig. 3. Fig. 4 shows a section along the line AA in Fig. 3.
In den Figuren ist eine Vorrichtung zur Förderung des Rückführflusses bei Abwasserreinigungsanlagen mit einem Nitrifikationsbecken 1 und einem vorgeschalteten Denitri fikationsbecken 2, mit zumindest einem in dem Denitrifika tionsbecken 2 angeordneten Sohlrührer 3, mit einer oberen Abdeckplatte 4 und einem unteren Ansaugtopf 5 für den Sohlrührer 3 und mit zumindest einem in das Nitrifika tionsbecken 1 führenden Ansaugkanal 6, der in den Ansaug topf 5 einmündet, gezeigt. Bei dem Ansaugkanal kann es sich um eine Ansaugrohrleitung 6 handeln. Außerdem ist der Sohlrührer 3 zentrisch über dem Ansaugtopf 5 in einem geringen sauggerechten Abstand angeordnet, d. h. der Ab stand zwischen der oberen Abdeckplatte 4 und dem Ansaugtopf 5 ist z. B. geringer als die vertikale Breite der Strahlarme 7. Zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse bzw. der Ansaugleistung des Sohlrührers 3 weist der Ansaugtopf 5 einen rotationssymmetrischen Querschnitt auf und die Abdeckplatte 4 ist eine kreisförmige Scheibe, wobei der Sohlrührer 3 jeweils die Zentralachse bildet. Mindestens zwei Bauteile der Gruppe Abdeckplatte 4, Sohl rührer 3 und Ansaugtopf 5 haben vorzugsweise den gleichen Durchmesser. Darüber hinaus kann der Ansaugtopf 5 durch eine Ansaugplatte 8 mit einer zentrischen kreisförmigen Öffnung, deren Öffnungsdurchmesser das 0,5- bis 0,8-fache des Sohlrührdurchmessers beträgt, abgedeckt sein. Hierdurch wird die Ansaugwirkung des Sohlrührers zentriert. Die Durchmischung des Inhaltes des Denitrifikationsbeckens wird darüber hinaus dadurch verbessert, daß die vertikale Ummantelung des Ansaugtopfes 5 Öffnungen 9 aufweist. In die gleiche Richtung zielen auch oberhalb der Abdeckplatte 4 des Sohlrührers 3 zusätzlich angeordnete Strahlarme 7. Die Saugwirkung des Sohlrührers 3 kann durch Variation des Abstandes über dem Ansaugtopf 5, der Drehzahl sowie der Anzahl, Form und Länge der Strahlarme 7 variiert werden.In the figures, a device for promoting the return flow in wastewater treatment plants with a nitrification tank 1 and an upstream denitrification tank 2 , with at least one sole stirrer 3 arranged in the denitrification tank 2 , with an upper cover plate 4 and a lower suction cup 5 for the sole stirrer 3 and with at least one in the Nitrifika tion basin 1 suction channel 6 , which opens into the suction pot 5 shown. The intake duct can be an intake pipeline 6 . In addition, the sole stirrer 3 is arranged centrally above the suction cup 5 at a small suction-appropriate distance, that is, the position between the upper cover plate 4 and the suction cup 5 is, for. B. less than the vertical width of the beam arms 7 . To improve the flow conditions or the suction power of the sole stirrer 3 , the suction cup 5 has a rotationally symmetrical cross section and the cover plate 4 is a circular disk, the sole stirrer 3 forming the central axis in each case. At least two components of the group cover plate 4 , sole stirrer 3 and suction cup 5 preferably have the same diameter. In addition, the suction cup 5 can be covered by a suction plate 8 with a central circular opening, the opening diameter of which is 0.5 to 0.8 times the bottom stirring diameter. As a result, the suction effect of the sole stirrer is centered. The mixing of the contents of the denitrification tank is also improved in that the vertical casing of the suction cup 5 has openings 9 . In the same direction, jet arms 7 additionally arranged also aim above the cover plate 4 of the sole stirrer 3 . The suction effect of the sole stirrer 3 can be varied by varying the distance above the suction cup 5 , the speed and the number, shape and length of the jet arms 7 .
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