DE4419917A1

DE4419917A1 - Kläranlage als Vollbiologie mit nur einem Antrieb

Info

Publication number: DE4419917A1
Application number: DE4419917A
Authority: DE
Inventors: Thomas Nuetzmann; Frank Wasser; Guenter Gottschalch
Original assignee: Individual
Current assignee: Nuetzmann Thomas 18211 Admannshagen De Wasser
Priority date: 1994-05-28
Filing date: 1994-05-28
Publication date: 1995-11-30

Description

Die Erfindung betrifft eine Kläranlage als Vollbiologie mit nur einem Antrieb. Sie ist auf dem gesamten Gebiet der Abwasser reinigung von kommunalen Abwässern und Industrieabwässern anwendbar.

Verfahren und Vorrichtungen zur biologischen Abwasserreinigung sind in vielfältiger Art und Weise bekannt. Ausgangspunkt für die vorliegende Erfindung sind das Belebtschlammverfahren und dazugehörige Einrichtungen.

Das bekannte Verfahren setzt sich aus nachfolgenden Betriebs vorgängen zusammen:

a) Belüftung von Abwasser und belebtem Schlamm
b) Trennung des Belebtschlammes von dem gereinigten Abwasser durch Absetzen in dem Nachklärbecken
c) Rückführung des abgesetzten Belebtschlammes in das Belebungsbecken
d) Entfernung des Zuwachses an dem belebten Schlamm als Überschußschlamm.

Bei den Belebungsverfahren ist es wichtig, den belebten Schlamm und das Abwasser intensiv zu mischen, damit die Mikroorganismen mit den Abwasserstoffen in Berührung kommen und in der Schwebe gehalten werden.

Zur Belüftung beim Belebungsverfahren stehen zahlreiche, sehr verschiedenartige Belüftungssysteme zur Verfügung.

Bekannt sind die Druckbelüftung, die Oberflächenbelüftung, die Strahldüsenbelüftung, die kombinierte Belüftung und weitere Belüftungssysteme mit getrennter Abwasserumwälzung. Letzteren Systemen ist bei schwachbelasteten Belebungsanlagen aus Kostengründen der Vorrang zu geben.

Bekannt sind mechanische Umwälzeinrichtungen in Form von Paddeln, Rührern, Rohrpropeller oder Umwälzkreisel, durch die in Rund- oder Umlaufbecken eine horizontale, in Rund- oder Rechteckbecken eine vertikale Umwälzströmung erzeugt wird (Lehr- und Handbuch der Abwassertechnik, 3., überarb. Aufl.- Bd. IV, Berlin: Ernst, Verlag für Architektur u. techn. Wiss., 1985).

In der DE 32 28 959 A1 ist eine Wasserbelüftungsvorrichtung mit einem an den Antriebsmotor über eine Welle ohne Übersetzung angeschlossenen Mischflügelrad beschrieben. Zur Verbesserung der Belüftungswirksamkeit ist über dem Antriebsmotor ein zu dem Mischflügelrad koaxialer Ventilator angeordnet, der wie auch der Antriebsmotor von einem Luftförderrohr umgeben ist, das sich zu dem Mischflügelrad hin konisch verjüngt. Die Welle des Mischflügelrades kann mindestens von unten bis zu ihrem über die Flüssigkeitsoberfläche hinausragenden Teil als Hohlwelle ausgestaltet sein, die nach unten über das Mischflügelrad hinausragt und in ihrem über der Flüssigkeitsoberfläche liegenden Teil mit Lufteintrittsöffnungen versehen ist.

Weiter wird in der DE 32 12 714 A1 eine Vorrichtung zur biologischen Behandlungen von organische Stoffe enthaltenden Flüssigkeiten, insbes. Klärschlamm, in einem Rottebehälter beschrieben, in dem ein zylindrisches Leitrohr und in demselben ein Propeller angeordnet sind, der über eine Welle von einem Motor in der einen oder anderen Drehrichtung angetrieben wird. Im Zusammenwirken mit zwei durch Tauchmotoren angetriebenen Sogbelüftern entsteht ein vertikaler Stoffkreislauf nach oben oder unten, wodurch die Suspension der organischen Stoffen mit gleichmäßiger Sauerstoffverteilung in der gesamten Flüssigkeit stattfindet.

Der Nachteil der bekannten Einrichtungen besteht darin, daß sie mit mehr als einem Antrieb arbeiten, kostungünstiger zu betreiben sind und somit wartungsaufwendiger arbeiten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kläranlage als Vollbiologie mit nur einem Antrieb anzugeben, bei der das Belebtschlammverfahren derart abläuft, daß mit einem Antrieb die drei wesentlichen Aufgaben zur Realisierung des Belebtschlammverfahrens, nämlich 1. das Belüften, 2. das Umwälzen und 3. den Transport des Rücklaufschlammes möglich sind.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die in dem Anspruch 1 und den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen getroffen werden, und zwar daß der Inhalt des Belebungsbecken mittels eines Doppelpropellers belüftet und umgewälzt wird. Das belastete Abwasser gelangt über einen Zulauf in das Belebungs becken und wird dort belüftet, mit dem Belebtschlamm vermischt und umgewälzt. Durch eine Bodenöffnung im Belebungsbecken tritt das Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch bedingt durch den hydro statischen Druck unterhalb des Doppelpropellers in einen Sedimenttationsteil des Nachklärbeckens ein. Hier wird das gereinigte Abwasser vom Belebtschlamm getrennt und strömt in Richtung der Ablaufkonstruktion.

Der Rücklaufschlamm wird durch eine Leitung aus dem Sedimenta tionsteil bedingt durch die unterschiedlichen Druckverhältnisse abgesaugt und gelangt zurück in das Belebungsbecken.

Die Ablaufkonstruktion besteht aus Tauchwand, Zahnschwelle und Ablaufrinne.

Die Drehzahl des Doppelpropellers ist mittels Sauerstoffsonde, die ein Steuersignal liefert, regelbar. Dadurch wird indirekt über die Drehzahl des Doppelpropellers auch der Rücklaufschlamm- Volumenstrom geregelt.

Eine derartige Kläranlage hat den Vorteil, daß diese Anlage mit nur einen Antrieb arbeitet, dadurch energiegünstiger und wartungsärmer zu betrieben ist und somit kostengünstiger und störunanfälliger ist.

Die Erfindung wird anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die beigefügten Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Aufbau einer Kläranlage als Vollbiologie mit nur einem Antrieb mit unten liegendem Sedimentationsteil (Nachklärbecken)

Fig. 2 einen schematischen Aufbau einer Kläranlage als Vollbiologie mit nur einem Antrieb bei seitlich angeordnetem Sedimentationsteil (Nachklärbecken).

Nach Fig. 1 besteht die Kläranlage aus dem zylindrischen Belebungsbecken 1 und dem außenliegendem Nachklärbecken 2. Auf der Verschlußplatte 3 sind der Antriebsmotor 4 und das Getriebe 5 für den gegenläufigen Doppelpropeller 6a; 6b fest montiert. Die Kraftübertragung zu den gegenläufigen Propellern 6a; 6b erfolgt über getrennte, ineinanderlaufende Hohlwellen 7a; 7b. Der Eintrag des Luftsauerstoffes geschieht über Be- und Entlüftungs öffnungen 8 der Verschlußplatte 3. Die unter ca. 70° im Nachklärbecken 2 angeordnete Tauchwand 9 ist im Bereich des Belebungsbeckens 1 ausgespart.

Das Nachklärbecken 2 ist am Boden mit einem kegelförmigen Sedimentationsteil 10 abgeschlossen. Vom Tiefpunkt des Sedimentationsteils 10 führt die Leitung 11 mit einem Durchmesser von ca. 100 mm in das Belebungsbecken 1. Der halbelliptisch ausgebildete Boden des Belebungsbeckens 1 besitzt mittig die Öffnung 12 von ebenfalls ca. 100 mm Durchmesser.

Die Wirkungsweise der Kläranlage stellt sich wie folgt dar:

Das belastete Abwasser wird über die Zulaufleitung 13 in das Belebungsbecken 1 geleitet. Im Betriebszustand vermischt sich das eingeleitete Abwasser mit dem vorhandenen Belebtschlamm. Das Gemisch wird mittels der zentrisch gegenläufig drehenden Propeller 6a; 6b belüftet und in der Schwebe gehalten. Dieses Gemisch gelangt durch die Öffnung 12 zur Nachklärung in das Sedimentationsteil 10 des Nachklärbeckens 2. Die überschüssige Luft gelangt, bedingt durch die Tauchwand 9, nicht unmittelbar zum Auslauf sondern perlt aus.

Die Schlammphase des Gemisches wird im Sedimentationsteil 10 von der Flüssigphase getrennt und setzt sich an seinem Boden ab. Bedingt durch die herrschenden hydraulischen Druckverhältnisse zwischen Belebungsbecken 1 und dem Sedimentationsteil 10 entsteht ein Unterdruck, so daß durch die Leitung 11 der Rück laufschlamm in das Belebungsbecken 1 fließt. Der Überschuß schlamm wird periodisch aus der Kläranlage in bekannter Weise abgezogen. Die Flüssigphase des Gemisches verläßt über die umlaufende Zahnschwelle 14 mit vorgeschalteter Tauchwand 15 das Belebungsbecken 1.

Nach Fig. 2 besteht die Kläranlage als Vollbiologie mit nur einem Antrieb ebenfalls aus dem zylindrischen Belebungsbecken 1, aber mit dem danebenliegend angepaßten Nachklärbecken 2. Wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist auf deren Verschlußplatte 3 der Antriebsmotor 4 und das Getriebe 5 für den gegenläufigen Doppelpropeller 6a; 6b fest montiert.

Wie in Ausführungsbeispiel 1 erfolgt die Kraftübertragung zu den gegenläufigen Propellern 6a; 6b über getrennte, ineinanderlau fende Hohlwellen 7a; 7b. Der Eintrag des Luftsauerstoffes geschieht über Be- und Entlüftungsöffnungen 8 in der Verschlußplatte 3.

Von der Öffnung 16 im Boden des Belebungsbecken 1 ausgehend führt eine Leitung 17 zum Nachklärbecken 2. Das Nachklärbecken 2 besitzt einen angepaßten geraden Teil und am Boden ein besonders ausgeformtes Sedimentationteil 18 mit der Ver bindungsleitung 19 zum Belebungsbecken 1.

Die Wirkungsweise des Ausführungsbeispieles 2 der Kläranlage nach Fig. 2 stellt sich wie folgt dar:

Das belastete Abwasser wird über die Zulaufleitung 13 in das Belebungsbecken 1 geleitet. Im Betriebszustand vermischt sich das eingeleitete, belastete Abwasser mit dem Belebtschlamm. Das Gemisch wird mittels der zentrisch gegenläufig drehenden Propeller 6a; 6b belüftet und in der Schwebe gehalten. Das Gemisch gelangt durch die Öffnung 16 und die Leitung 17 zur Nachklärung in das Sedimentationsteil 18 des Nachklärbeckens 2. Die überschüssige Luft gelangt bedingt durch die Tauchwand 20, die im zylindrischen Teil des Nachklärbeckens 2 angeordnet ist, nicht unmittelbar zum Auslauf sondern perlt aus.

Die Schlammphase des Gemisches wird im Sedimentationsteil 18 von der Flüssigphase getrennt und setzt sich am Boden ab. Bedingt durch die herrschenden hydraulischen Druckverhältnisse zwischen Belebungsbecken 1 und Sedimentationsteil 18 entsteht ein Unterdruck, so daß durch die Leitung 19 der Rücklaufschlamm in das Belebungsbecken 1 zurückfließt. Der Überschußschlamm wird periodisch in bekannter Weise aus der Kläranlage abgezogen. Die Flüssigphase des Gemisches verläßt über die Zahnschwelle 22 mit vorgeschalteter Tauchwand 21 das Nachklärbecken 2.

Claims

1. Kläranlage als Vollbiologie mit nur einem Antrieb zur biologischen Reinigung von Abwasser, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Belebungsbecken (1), das von einem Nachklärbecken (2) umschlossen ist, ein gegenläufiger Doppelpropeller (6a; 6b), so angeordnet ist, daß dieser den Sauerstoffeintrag, das Umwälzen des Gemisches von eingeleitetem Abwasser und Belebtschlamm im Belebungsbecken (1) und den Rücktransport der Schlammphase des Gemisches aus einem, unterhalb des Bodens des Belebungsbeckens (1) liegendem Sedimentationsteil (10) mittels einer Leitung (11) übernimmt.

2. Kläranlage als Vollbiologie mit nur einem Antrieb zur biologischen Reinigung von Abwasser, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Belebungsbecken (1), das von einem Nachklärbecken (2) umschlossen ist, ein gegenläufiger Doppelpropeller (6a; 6b), so angeordnet ist, daß dieser den Sauerstoffeintrag, das Umwälzen des Gemisches von eingeleitetem Abwasser und Belebtschlamm im Belebungsbecken (1) und den Rücktransport der Schlammphase des Gemisches aus einem, seitlich des Belebungsbeckens (1) liegendem Sedimentationsteil (18) in abgeflachter Form mittels einer Leitung (19) übernimmt.

3. Kläranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Zwecke der Nachklärung unterhalb des Bodens des Belebungsbeckens (1) liegende Sedimentationsteil (10) die Form eines geraden Kreiskegels besitzt.

4. Kläranlage nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der halbelliptisch ausgebildete Boden des Belebungsbeckens (1) mittig eine Öffnung (12) besitzt.

5. Kläranlage nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Verschlußplatte (3) ein Antriebsmotor (4) mit einem Getriebe (5) für den gegenläufigen Doppelpropeller (6a; 6b) fest montiert ist.

6. Kläranlage nach Anspruch 1, 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Kraftübertragung zu den gegenläufigen Propellern (6a; 6b) getrennte, ineinanderlaufende Hohlwellen (7a; 7b) vorgesehen sind.

7. Kläranlage nach Anspruch 1, 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke des Eintrages des Luftsauerstoffes Öffnungen (8) in der Verschlußplatte (3) angeordnet sind.

8. Kläranlage nach Anspruch 1, 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke des Ausperlens der überschüssigen Luft eine unter ca. 70° im Nachklärbecken (2) angeordnete Tauchwand (9) vorgese hen ist, die im Bereich des Belebungsbeckens (1) ausgespart ißt.

9. Kläranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum seitlich angeordneten Nachklärbecken (2) von der Öffnung (16) im Boden des Belebungsbecken (1) ausgehend eine Leitung (17) zum Nachklärbecken (2) führt.

10. Kläranlage nach Anspruch 2 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachklärbecken (2) einen angepaßten geraden Teil und am Boden ein besonders ausgeformtes Sedimentationteil (18) mit der Verbindungsleitung (19) zum Belebungsbecken (1) besitzt.

11. Kläranlage nach Anspruch 2, 9 und 10, dadurch gekennzeich net, daß zum Ausperlen der überschüssigen Luft eine Tauchwand (20) im zylindrischen Teil des Nachklärbeckens (2) angeordnet ist.

12. Kläranlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Doppelpropellers (6a, 6b) mittels einer Sauerstoffsonde, die ein Steuersignal liefert, in an sich bekannterweise regelbar ist.