DE4433940A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Phasenseparation - insbesondere in kleineren Abwasserreinigungsanlagen - - Google Patents

Description

Die Neuerung betrifft eine Anordnung zur Sedimentation von ungelösten Stoffen aus Fluiden, insbesondere für die Behandlung von kommunalem und indu­ striellem Abwasser. Eine spezielle Anwendung betrifft Kläranlagen in Container­ bauweise.

Abwasserreinigungsanlagen beinhalten in der Regel zur Sedimentation von Fest­ stoffteilchen Absetzbecken zur physikalischen Abscheidung von Feststoffteilchen vor einer biologischen Behandlung (= Vorklärbecken) bzw. zur Abscheidung des Schlammes aus dem Schlammwassergemisch (= Nachklärbecken) bzw. zur Ab­ trennung von Fällungsprodukten bei einer chemischen Behandlung des Abwas­ sers.

Diese Becken besitzen ein in Abhängigkeit vom Zufluß, dem Absetzverhalten und der angestrebten Sedimentation bzw. Eindickung entsprechendes Volumen. Neben dem Volumen ist die Oberfläche von entscheidender Bedeutung, da die Trennfläche die Fließgeschwindigkeit mitbestimmt. Nach der Formel A = Q/qA ist diese berechenbar, wobei Q der Zufluß und qA die Trennflächenbelastung (in der Siedlungswasserwirtschaft auch Oberflächenbeschickung genannt) ist.

Die zulässige Oberflächenbeschickung ergibt sich hauptsächlich aus der spezifi­ schen Sinkgeschwindigkeit der abzuscheidenden ungelösten Phasen. Häufig be­ stehen daher Platzprobleme die erforderlichen Oberflächen zur Erreichung einer ausreichenden Sedimentation in den Anlagen unterzubringen. Daneben spielt ei­ ne Rolle, daß Schwimmschlämme auftreten, die in den Überlauf gelangen und die Abflußwerte negativ beeinflussen.

Sedimentationsbecken werden häufig mit schrägen Seitenwänden zur Schlamm­ sammlung bzw. zum Schlammabzug ausgebildet, so daß im unteren Bereich ein Schlammsammelraum gebildet wird (Trichterbecken, Emscherbecken). Zur Ge­ währleistung des Absinkens ist für die Nachklärung z. B. eine Neigung von min­ destens 1,7 : 1 erforderlich. Das begrenzt die Baugröße wegen der sich erge­ benden Höhe bzw. Tiefe.

Containerkläranlagen bestehen aus einem oder mehreren containerförmigen Be­ hältern, in denen die üblichen Einrichtungen für die Hauptprozeßstufen: Vorklä­ rung, Nachklärung, biologische Reinigungsstufe eingebaut sind.

Für diese Bauart ist wegen der Transportfähigkeit und der Stabilität eine kom­ pakte Baugröße besonders wünschenswert.

Primäre Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur sicheren Abtrennung von Sedimenten und Schwimmschlämmen, insbesondere in Nachklärsystemen.

Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Behälteranordnung für die Sedimentation von ungelösten Stoffen in Fluiden zu schaffen, die das Verhältnis von Trennfläche und Sedimentationsvolumen optimiert.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines variabel nutzbaren Sedimentervolumens und eine gezielte Rückhaltung von Schlamm und insbesondere Schwimmschlamm.

Schließlich ist es dabei noch Aufgabe, eine Verbesserung der konstruktiven Festigkeit zu erlangen.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß bei einer Anordnung zur Sedimentation von ungelösten Stoffen aus Fluiden, bestehend aus Behältern mit Zu- u. Ablauf, Wehre und einem Schlammsammelbereich mit Abzugsvorrichtung im Behälter­ boden mehrere Behälter als Phasenseparatoren kaskadenförmig in Reihe hinter- und übereinander angeordnet sind.

Weitere Ausgestaltungen der Neuerung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Mit dieser Anordnung wird die Oberfläche bzw. Trennfläche in Bezug auf das Volumen vervielfacht. Mit der Gestaltung der Böden des Stockwerkes aus mehreren zueinander geneigten unterschiedlich hohen Abschnitten ist eine gleichzeitige Ausbildung von weiteren Behälterabgrenzungen und Schlammsam­ melräumen gegeben. Das ermöglicht eine vielfach gestufte Phasenseparation. Zu­ sätzlich ergeben die Bodenabschnitte eine größere Festigkeit des Containers.

Nachfolgend wird die Erfindung an einem Beispiel erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Containerkläranlage in der Draufsicht, teilweise im Schnitt. Fig. 2 die Nachklärung in der Seitenansicht im Schnitt.

Die Containerkläranlage besteht aus zwei Containern 1 und 2, die sich mit den Stirnwänden in einem Abstand gegenüber stehen. Im Container 1 ist die biologi­ sche Reinigungsstufe angeordnet. Im Container 2 ist durch eine Trennwand die Vorklärung und Nachklärung abgegrenzt.

Die Nachklärung besteht aus mehreren hinter- und übereinander angeordneten Behältern 3, 4. Die Seiten der Behälter 3 sind durch die Containeraußen- und Trennwand und der Boden sowie die Zwischenwand 6 aus zueinander geneigten unterschiedlich hohen Abschnitten 5 aus Blech gebildet. Unter den unteren Verbindungsstellen 7 der Abschnitte 5 sind Stützen 8 im Behälter 4 angeordnet. Diese sind als Schlammabzugsrohre 8 ausgebildet und stehen über ein Ventil mit dem Schlammstapelbehälter in Verbindung.

Der Behälter 4 erstreckt sich unterhalb Behälter 3. In Bezug auf das Volumen ist die Trennfläche/Oberfläche der Nachklärung gegenüber der üblichen Bauart um 100% vergrößert.

Die Behälter 3 stehen durch ein an der Zwischenwand 6 angebrachtes verstellba­ res Wehr in Verbindung. Die Verbindung zu dem darunterliegenden Behälter 4 erfolgt durch eine Entnahmevorrichtung 9 mit Wehrschwelle und Tauchrohr 10. Die Höhenstandsregelung und der Abfluß vom Behälter 4 ist durch ein ver­ stellbares Wehr 11 realisiert.

Die neuerungsgemäße Anordnung wirkt wie folgt: Über einen Zulauf wird das biologisch gereinigte Abwasser in den ersten Behälter 3 und von dort über ein Wehr in den zweiten Behälter 3 geleitet. An den unteren Verbindungsstellen 7 sammelt sich der Schlamm und wird durch den Wasserdruck und das Gefälle durch die oben tw. offenen Stützen abgeführt. Über die Entnahmevorrichtung 9 fließt das geklärte Abwasser in den Behälter 4. Die Oberfläche ist hier bei Än­ derung der Wasserstandhöhe, bedingt durch die abgestuften Abschnitte 5, in weitem Bereich regelbar und kann so den jeweiligen Anforderungen angepaßt werden.

Claims (9)

1. Verfahren zur Sedimentation von ungelösten Stoffen aus Fluiden und zur sicheren Rückhaltung von schwimmenden Schlämmen, da­ durch gekennzeichnet, daß mehrere flache Trenngefäße/Phasense­ paratoren mit großem Oberflächen- zu Volumenverhältnis hinter- und übereinander angeordnet werden und die Begrenzungswände der oberen Trenngefäße die Begrenzungen für potentiell abtreiben­ de Schwimmschlämme der unteren Sedimenter darstellen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ weilzeiten des sedimentierenden Abwassers gemäß der Charakte­ ristik der zum Absetzen zu bringenden Schlämme in den Kaskaden über verstellbare Wehre verlängert oder verkürzt werden können.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenseparatoren in mindestens zwei Stockwerken übereinander angeordnet werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2 in Verbindung mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablauf des jeweils oberen Stockwerks in das exakt darun­ terliegende über eine schwimmende Entnahmevorrichtung mit Wehrschwelle über ein Tauchrohr gelangt.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2 in Verbindung mit den Ansprüchen 3 und 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mindestens in der Kaskade im untersten Stockwerk in der Höhe verstellbare Überfallwehre angebracht wer­ den und über eine Steuerung die Höhe verstellt wird und dadurch das Separationsvolumen vergrößert wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2 in Verbindung mit den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Entnahmevorrichtungen aus den jeweiligen Kaskadenbecken schwimmend mit einigen Zentimeter unter der Wasserspiegeloberfläche befindlichen Öffnungen zur Vermeidung von Schwimmschlammaustrag eingebaut sind.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2 in Verbindung mit den Ansprüchen 3 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß über die Wehre und die damit verbundene Ansteuerung ein gezielter Oberflächenabfluß erzeugt wird, der den Schwimmschlamm in einen dafür vorgesehenen Ablauf zur Schlammbehandlung transportiert.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2 in Verbindung mit den Ansprüchen 3 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der sedimentierende Schlamm permanent aus den Kaskadentrichterbecken ausgetragen wird.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2 in Verbindung mit den Ansprüchen 3 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Stützen der oberen Trenngefäße gleichzeitig die Schlammabzugsrohre darstellen.