DE4344498A1 - Tauchkörperanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Tauchkörperanlage zur Reinigung von Abwässern.

Für die Reinigung von Abwässern sind seit langem Belebtschlammanlagen bzw. Festbett­ systeme bekannt in denen die organischen Inhaltsstoffe der zu klärenden Abwässer mit Hilfe von lebenden Mikroorganismen in verschiedenen Anteilen veratmet bzw. in absetzbare Biomasse überführt wird. In jüngerer Zeit werden Belebtschlammweiterentwicklungen hinsichtlich Festbett- oder Tauchkörperanlagen angestrebt, da diese Systeme die Vorteile besitzen, daß weniger Schlamm anfällt, selten ein Rücklaufschlamm erforderlich ist, der Energieverbrauch niedriger ist und die Betriebssicherheit hoch ist. Bei diesen Tauchkörper­ anlagen bekommt man einen Bewuchs des Tauchkörpers mit einem biologischen Rasen, so daß der Tauchkörper Kontaktstelle der Mikroorganismen zum Abwasser ist. Außer den getauchten künstlich belüfteten Tauchkörperanlagen gibt es zum Beispiel walzenförmige rotierende Tauchkörper, welche in einem Behandlungsbecken angeordnet sind. Sie bestehen zum Beispiel aus einzelnen Scheiben. Der walzenförmige Tauchkörper dreht sich langsam um seine Längsachse. Da er zum Teil über den Wasserspiegel in dem Behandlungsbecken hinausragt, nimmt er bei der Drehung laufend den für den Stoffwechsel der Mikroorganismen erforderli­ chen Sauerstoff auf. Die Reinigung des Abwassers geht dabei nur bis zur Nitrifikation. Eine Denitrifikation ist in diesen Tauchkörperanlagen nicht möglich, so daß eine zusätzliche Denitrifikationsstufe erforderlich ist. Eine solche Denitrifikation und gleichzeitig auch biologische Phosphoreliminierung wird heute bei Abwasserreinigungsanlagen im Regelfall angestrebt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestand nun darin, eine Tauchkörperanlage zu bekommen, mit Hilfe derer in einer apparativen Reinigungsstufe nicht nur eine Nitrifikation, sondern auch eine Denitrifikation und biologische Phosphoreliminierung erfolgen kann.

Die erfindungsgemäße Tauchkörperanlage zur Reinigung von Abwässern mit einem Behandlungsbecken und einem darin angeordneten walzenförmigen Tauchkörper ist dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchkörper aus einem vollständig unter dem Wasserspiegel in dem Behandlungsbecken angeordneten walzenförmigen Hauptkörper und wenigstens einem in einer im wesentlichen vertikalen Ebene um den Hauptkörper umlaufenden und dabei wenigstens teilweise über den Wasserspiegel in dem Behandlungsbecken gelangenden Nebenkörper besteht.

Auf dem im Betrieb völlig getauchten walzenförmigen Hauptkörper können ohne Sauerstoff­ zufuhr durch die Nebenkörper die üblichen anoxischen bzw. anaeroben Reinigungsvorgänge, wie Denitrifikation und Phosphoreliminierung, stattfinden. Mit Hilfe der wenigstens teilweise über den Wasserspiegel heraustauchenden Nebenkörper kann andererseits Sauerstoff in das Behandlungsbecken und den Hauptkörper befördert werden, was die aeroben Reinigungsvor­ gänge, wie Kohlenstoffabbau und Nitrifikation, ermöglicht.

Die Nebenkörper der erfindungsgemäßen Tauchkörperanlage sind vorzugsweise ebenfalls walzenförmig ausgebildet und erstrecken sich über die ganze Länge des walzenförmigen Hauptkörpers oder einen Teil derselben. Die walzenförmigen Haupt- und Nebenkörper können runden oder polygonförmigen Querschnitt besitzen.

Zweckmäßig bestehen die Haupt- und/oder Nebenkörper aus einzelnen Scheiben, die zur Vergrößerung der Oberfläche etwa wie Wellpappe aufgebaut sind und Hohlräume besitzen, in denen sich die Mikroorganismen festsetzen können. Zweckmäßig besitzt die erfindungsgemäße Anlage je walzenförmigen Hauptkörper mindestens vier ihn umlaufende Nebenkörper.

Die Oberfläche der Nebenkörper kann so angeordnet sein, daß sie diejenige des Hauptkörpers im Abstand umläuft. Vorzugsweise sind aber die Oberflächen des Hauptkörpers und der Nebenkörper wenigstens im Außenbereich lamellenartig ausgebildet, wobei diese kammartigen Außenbereiche der Haupt- und Nebenkörper verzahnt ineinandergreifen, was den Sauerstoff­ eintrag in dem Hauptkörper fördert.

Der walzenförmige Hauptkörper kann sich in dem zu reinigenden Abwasser langsam drehen, doch ist es bevorzugt, ihn feststehend anzuordnen, so daß sich lediglich die Nebenkörper um ihn herum bewegen. Die Nebenkörper können sich bei dieser Umlaufbewegung um den Hauptkörper gegebenenfalls zusätzlich um ihre eigene Längsachse drehen.

Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Nebenkörper so strukturiert, daß sie eine schaufelartige Funktion haben. Wenn sie, wie zweckmäßig, aus einzelnen Scheiben aufgebaut sind, sind im Inneren der Scheiben die Kanäle so ausgebildet, daß die Kanalwandun­ gen nach einer Seite hin schaufelartige Funktion bekommen. In Verbindung mit solchermaßen ausgebildeten Nebenkörpern ist es zweckmäßig, wenn der Umlauf der Nebenkörper um die Hauptkörper umkehrbar ist, d. h. die Nebenkörper in den zwei möglichen Richtungen um den Hauptkörper umlaufen können. Die schaufelartigen Wandungen der Kanäle in den Neben­ körpern sind dann so ausgebildet, daß sie nur in einer der Umlaufrichtungen schaufelartig arbeiten, in der anderen Umlaufrichtung aber nicht.

Wenn ein solches System im Betrieb ist, fördert es in einer Umlaufrichtung der Nebenkörper um den Hauptkörper mit Hilfe der schaufelartigen Struktur Sauerstoff in das Behandlungs­ becken und den Hauptkörper, was zur Folge hat, daß in dieser Phase des Verfahrens Kohlenstoff abgebaut wird und eine Nitrifikation erfolgt. Wenn dann nach bestimmter Zeit die Nebenkörper in die gegenläufige Umdrehungsrichtung umgeschaltet werden, wird kein Sauerstoff mehr von ihnen in den Hauptkörper und das Behandlungsbecken gefördert, so daß dann in dieser Phase des Verfahrens nur eine Homogenisierung des Beckeninhaltes mit dem Zulaufsubstrat erfolgt und in dem Hauptkörper anoxische bzw. anaerobe Vorgänge, insbesondere Denitrifikation und biologische Phosphoreliminierung, stattfinden können. Die beiden Phasen des Umlaufs der Nebenkörper können mit deren Drehrichtung und Ge­ schwindigkeit vorprogrammiert werden.

Gegenüber bekannten Tauchkörperanlagen haben die Anlagen nach der Erfindung wesentliche Vorteile. In einer apparativen Stufe können der Kohlenstoffabbau und die Nitrifizierung einerseits und die Denitrifizierung und biologische Phosphateliminierung andererseits durchgeführt werden. Man bekommt auf gleichem Raum eine proportional größere Festbettfläche, einen optimalen Transport von Sauerstoff und Substrat im System, man spart Energiekosten, da der Hauptkörper feststehen kann, es gibt keine Gefahr der Verschlammung des Tauchkörpersystems und keine Schlammablagerung im Einbausystem, man bekommt bautechnische und transporttechnische Vorteile.

In der Zeichnung bedeuten

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Ausführungsform einer Tauchkörperanlage nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Tauchkörperanlage nach der Erfindung mit weggeschnittenem Mittelteil, wobei in der oberen Hälfte eine und in der unteren Hälfte eine andere Ausführungsform gezeigt ist, und

Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch einen Nebenkörper mit schaufelartiger Funktion nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Die in Fig. 1 dargestellte Tauchkörperanlage besitzt ein Behandlungsbecken 1 mit einem Wasserspiegel 6, der durch eine übliche Einrichtung, wie ein Überlaufwehr (nicht gezeigt), aufrechterhalten wird. In dem Behandlungsbecken 1 unter dem Wasserspiegel 6 vollständig getaucht befindet sich ein walzenförmiger Hauptkörper 2, der zweckmäßig aus einzelnen Scheiben mit Kanälen darin aufgebaut ist und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung feststehend, d. h. nicht drehbar, montiert ist. Um die Längsachse 4 des Hauptkör­ pers 2 dreht sich ein Trägerkreuz 7 mit an den Enden befestigten Nebenkörpern 3, die sich gegebenenfalls selbst nochmals um ihre Längsachsen 5 drehen können. Der Hauptkörper 2 und die Nebenkörper 3 sind derart lamellenartig bzw. kammartig ausgebildet, daß sie zahnartig ineinandergreifen, so daß die Querschnitte der Nebenkörper 3 den Querschnitt des Hauptkörpers 2 überlappen. Die Umlaufrichtung der Nebenkörper 3 um den Hauptkörper 2 ist vorzugsweise umkehrbar, so daß die Umlaufrichtung in der Zeichnung nach links oder nach rechts erfolgen kann. In jedem Fall ist die Vorrichtung zur Einstellung des Wasserspiegels 6 so ausgebildet, daß die Nebenkörper 3 bei ihrem Umlauf um den Hauptkörper 2 am oberen Ende des Behandlungsbeckens 1 teilweise aus dem Wasser heraustauchen.

Wie erwähnt, sind in der Draufsicht der Fig. 2 zwei alternative Ausführungsformen der Erfindung gezeigt. Gleiche Teile besitzen in Fig. 2 die gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1, für die im oberen Teil gezeigte Ausführungsform jeweils mit einem Apostroph. Die im unteren Teil von Fig. 2 gezeigte Ausführungsform entspricht derjenigen der Fig. 1.

In der oberen Hälfte von Fig. 2 sind in dem Behandlungsbecken 1′ ein aus Scheiben aufgebauter walzenförmiger Hauptkörper 2′ und ebenso aufgebaute Nebenkörper 3′ angeordnet. Der Hauptkörper 2′ ist nicht drehbar in dem Behandlungsbecken 1′ befestigt. Um seine Längsachse 4′ drehbar ist ein Trägerkreuz 7′ angeordnet, dessen Enden die Längsachsen 5′ der Nebenkörper 3′ tragen. Der Hauptkörper 2′ und die Nebenkörper 3′ sind mit einem Abstand voneinander angeordnet, so daß sie nicht ineinander eingreifen.

Die im unteren Teil von Fig. 2 dargestellte Ausführungsform entspricht derjenigen der Fig. 1 und unterscheidet sich von der im oberen Teil der Fig. 2 dargestellten Ausführungsform dadurch, daß die Nebenkörper 3 mit dem Hauptkörper 4 verzahnt sind und ineinandergreifen. Diese letztere Ausführungsform ist bevorzugt, da sie den Sauerstoff durch die Nebenkörper 3 besser in den Hauptkörper 2 einführt.

In Fig. 3 ist gezeigt, wie nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Kanäle in den Nebenkörpern schaufelartig ausgebildet sein können. Die Fig. 3 zeigt einen senkrechten Schnitt durch einen Nebenkörper bzw. eine Scheibe eines Nebenkörpers, worin durch Trennwände 9 Kanäle 8 ausgebildet sind. Diese Kanäle besitzen im oberen und unteren Teil der Zeichnung eine solche Winkelstellung, daß sie in der durch den Pfeil A angegebenen Drehrichtung schaufelartig wirken, nicht dagegen bei einer Drehung in Richtung des mit B bezeichneten Pfeils. Bei der Drehrichtung A wird also Sauerstoff in das Behandlungsbecken und den Hauptkörper befördert, nicht dagegen bei der Drehrichtung B.

Claims (9)

1. Tauchkörperanlage zur Reinigung von Abwasser mit einem Behandlungsbecken und einem darin angeordneten walzenförmigen Tauchkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchkörper aus einem vollständig unter dem Wasserspiegel (6) in dem Behand­ lungsbecken (1, 1′) angeordneten walzenförmigen Hauptkörper (2, 2′) und wenigstens einem in einer im wesentlichen vertikalen Ebene um den Hauptkörper umlaufenden und dabei wenigstens teilweise über den Wasserspiegel in dem Behandlungsbecken gelangenden Nebenkörper (3, 3′) besteht.

2. Tauchkörperanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkörper (2) und die Nebenkörper (3) kammartig ausgebildet sind und wenigstens im Außen­ bereich miteinander verzahnt sind.

3. Tauchkörperanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens vier Nebenkörper (3, 3′) besitzt.

4. Tauchkörperanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkörper (2, 2′) nicht-drehbar in dem Behandlungsbecken (1, 1′) befestigt ist.

5. Tauchkörperanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenkörper (3, 3′) zusätzlich um ihre eigene Längsachse (5, 5′) drehbar gelagert sind.

6. Tauchkörperanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung des Umlaufs der Nebenkörper (3, 3′) um den Hauptkörper (2, 2′) umkehrbar ist.

7. Tauchkörperanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupt- und/oder Nebenkörper (2, 2′; 3, 3′) aus einzelnen Scheiben aufgebaut sind.

8. Tauchkörperanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenkörper (3, 3′) in ihrem Inneren ein nach außen offenes Kanalsystem (8) besitzen.

9. Tauchkörperanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalwandun­ gen (9) im senkrechten Schnitt durch den Nebenkörper (3, 3′) wenigstens teilweise gegenüber dem Radius abgewinkelt sind.