DE4444514A1 - Kläranlage mit Rotations-Bio-Reaktoren, insbesondere in Kaskaden- und Containerbauform - Google Patents
Kläranlage mit Rotations-Bio-Reaktoren, insbesondere in Kaskaden- und ContainerbauformInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kläranlage mit einer bekannten Vor- und Nachklärung und
einer biologischen Klärstufe mit rotierenden Tauchkörpern für die Behandlung von
kommunalen und industriellen Abwässern. Diese ist besonders günstig in einer
modularen Containerbauform anwendbar.
Bekannt sind rotierende Tauchkörper in Reaktoren in Kläranlagen zur aeroben
biologischen Behandlung von Abwasser. Diese Reaktoren bestehen aus einem
Behälter, in dem eine Welle horizontal angeordnete ist. Auf dieser sind vertikal,
nebeneinander Scheiben, bzw. aus Abschnitten zusammengesetzte Scheiben drehfest
befestigt (DE OS 3140372). Die Welle befindet sich etwa in Höhe des
Flüssigkeitsspiegels, so daß durch die Rotation die auf den Scheiben angesiedelten
Mikroorganismen abwechselnd mit dem Abwasser und der Umgebungsluft in Berührung
kommen. Die Leistung dieser Anlagen ist wesentlich von der von den Mikroorganismen
zu besiedelnden Oberfläche abhängig. Die bekannten Vorrichtungen besitzen im
Abstand von etwa 1 cm auf der Welle gehaltene Kunststoffscheiben von ca. 1-2 cm
Dicke mit einem Durchmesser von 2-3 m. Der Scheibendurchmesser und die Dicke ist
aus bautechnischen Gründen begrenzt. Der Scheibenabstand darf einen Mindestwert
nicht unterschreiten, da die Zwischenräume sonst durch die Mikroorganismen
zuwachsen können. Weiterhin sind die Scheiben bei der erforderlichen Festigkeit
möglichst leicht auszuführen, um Materialmenge und Antriebsenergie klein zu halten.
Die Herstellung der Scheiben aus geschäumtem Kunststoff in einem Körper erfordert
große und teure Werkzeuge. Derartige Scheiben sind sehr leicht, andererseits aber
empfindlich gegen mechanische Einwirkungen. Aus Segmenten zusammengesetzte
Scheiben sind handlicher, benötigen jedoch einen zusätzlichen Montageaufwand und
Halterahmen. Mehrere Scheiben sind zu Paketen zusammengefaßt und werden von einer
gemeinsamen Welle (DE AS 2806415) oder von je einer Welle (DE PS 3502762)
getragen.
Zur Vergrößerung der Oberfläche und Senkung des Fertigungsaufwandes sind
verschiedene Vorschläge bekannt. Entsprechend der DE PS 3140372 werden die
Scheibenzwischenräume am Umfang abgedeckt, um Reaktionskammern zu schaffen.
Gemäß der DE OS 3532948 sind Kunststoffrohre achsparallel und in der DE PS
3513602 spiralförmig auf der Welle befestigt. Schließlich sind auch mit
verschiedenartigen Aufwuchskörpern gefüllte zylinderförmige Trommeln bekannt.
Die Tauchkörper zeichnen sich durch geringen Energieverbrauch und relativ gute
Abbauleistungen aus. Der effektive Sauerstoffeintrag ermöglicht eine umfassende
Nitrifikation. Ein Abbau der Nitrate durch eine Denitrifikation ist aufgrund der aeroben
Bedingungen in diesen Anlagen jedoch nicht möglich. Um eine zusätzliche Prozeßstufe
einzusparen wurde in dem DE GM 7819138 vorgeschlagen, den Abwasserspiegel nach
der Nitrifikation zeitweise bis zur Oberkante der Scheiben anzuheben, wobei die Anlage
im oberen Bereich abgedichtet ist. Mit diesen Maßnahmen sollen anaerobe Verhältnisse
geschaffen werden, um eine Denitrifikation zu bewirken. Die Anlage arbeitet somit
diskontinuierlich und erfordert außerdem einen baulichen Mehraufwand.
Die üblichen Vorrichtungen in Containerbauweise bestehen aus einem oder mehreren
containerförmigen Behältern (DE OS 3205237), in denen die Einrichtungen einer
kleinen Kläranlage eingebaut sind. Anlagen mit einem Container sind in der
Einsatzbreite begrenzt variabel (DE OS 3929510). Für größere Kapazitäten ist es
üblich, mehrere Anlagen parallel zu betreiben. Mehrteilige Containeranlagen verwenden
je einen Container für die Hauptprozeßstufen Vorklärung, biologische Reinigungsstufe
und Nachklärung. Die biologische Reinigungsstufe besteht aus mehreren
kaskadenförmig angeordneten, steuerbaren anaerob und aerob betriebenen
Festbettreaktoren. Das Festbettmaterial in den Reaktoren ist einheitlich, z. B. aus
Bionetz oder Gitterrohre ausgeführt. Der Vorteil dieser Vorrichtungen ist u. a. die
gesteuerte Denitrifikation. Der Aufwand für die Belüftung ist dagegen relativ hoch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kläranlage zu schaffen, die einen
effektiveren biologischen Abbau durch optimale Umweltbedingungen für die
Mikroorganismen, eine Senkung des Energieverbrauchs und eine kontinuierliche
Denitrifikation ermöglicht. Eine weitere Aufgabe ist die variable Gestaltung der
Kläranlage für verschiedene Leistungen und Abwasserzusammensetzungen.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß mindestens zwei Rotations-Bio-Reaktoren
kaskadenförmig mit je einem Tauchkörper angeordnet sind und diese Tauchkörper aus
unterschiedlichem Festbettmaterial bestehen. Weiterhin sind die Reaktoren mittels
höhenverstellbarer Überläufe und steuerbarer Einzelantriebe anaerob/aerob betreibbar.
Dieser Gestaltung ermöglicht die Anwendung der effektiv arbeitenden Tauchkörper in
einer Kläranlage mit kontinuierlicher Denitrifikation. Die gesteuerten Einzelantriebe und
differenzierte Tauchkörper in jeder Kaskade bewirken optimale Bedingungen für die
Mikroorganismen und damit hohe Abbauleistungen bei unterschiedlichen Belastungen.
Mit der Ausbildung einzelner oder mehrerer Rotations-Bio-Reaktoren der Kaskade als
jeweils ein Container ist eine Anpassung an die geforderte Leistung leicht möglich.
Weitere günstige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.
Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel erläutert.
Fig. 1 zeigt die Rotations-Bio-Reaktoren in einer räumlichen Darstellung, teilweise
aufgeschnitten.
Fig. 2 zeigt die Anordnung einer Containerkläranlage in der Draufsicht.
Die Kläranlage besteht aus den Modulen 1 bis 5. Im Modul 1, der aus einem Behälter
besteht, der vor dem Container angeordnet ist und der mit Sandfang und Rechen
ausgerüstet ist, befindet sich eine Teil der Vorklärung 13. Der weitere Teil der
Vorklärung 13 befindet sich über den Rotations-Bio-Reaktoren 2, 3 und 4. In einem
Containern sind die Rotations-Bio-Reaktoren 2, 3 und 4 als Module kaskadenförmig
angeordnet. Bei größeren Anlagen sind diese jeweils als ein Container ausgebildet. Der
Modul 5 enthält die Nachklärung 14.
Im Ausführungsbeispiel werden die 3 Rotations-Bio-Reaktoren 2, 3 und 4 im Container
durch Stirnwänden voneinander getrennt. Im Rotations-Bio-Reaktor 2 ist auf einer
waagerechten Welle 1 ein zylinderförmiger Körper befestigt. In diesem sind axial
Gitterrohre als Festbettmaterial gestapelt. An der zum Modul 3 gerichteten Stirnwand
ist ein Antriebsrad befestigt und mit einem Antrieb 5 über einen Zahnriemen verbunden.
Im Rotations-Bio-Reaktor 3 und im Rotations-Bio-Reaktor 4 sind zylinderförmige
Körper auf einer gemeinsamen Welle befestigt. Der nicht dargestellte Antrieb befindet
sich an der rückseitigen Stirnwand des Containers und wirkt direkt auf die Welle. Am
Umfang des zylinderförmigen Körpers des Rotations-Bio-Reaktor 3 sind
Turbolenzgerinne 6 und am Rotations-Bio-Reaktor 4 Schöpfreaktoren 7 angeordnet.
Weiterhin sind im Rotations-Bio-Reaktor 3 radial Gitterrohre und im Rotations-Bio-
Reaktor 4 Kunststoffkugeln eingebracht. Die zylinderförmigen Körper sind aus
Gittermaterial gefertigt, so daß das Festbettmaterial allseitig vom Abwasser umspült
wird. Schlammrückhaftetaschen 8 sind zwischen dem ersten und zweiten, sowie hinter
dem dritten Rotations-Bio-Reaktor im unteren Bereich eingebaut. Über eine Leitung
wird der Rücklaufschlamm 9 in den Rotations-Bio-Reaktor 2 zurückgeführt. Der
Überschußschlamm 10 wird abgezogen. Eine in der Höhe verstellbare Zahnschwelle
befindet sich zwischen den Rotations-Bio-Reaktoren 2 und 3. An der Reaktorwanne 12
ist eine Heizung 11 im Bereich des Rotations-Bio-Reaktors 2 angeordnet. Zur
Wärmeerhaltung ist der ganze Container an der Außenwand mit einer Thermoisolierung
15 versehen. Die Meß- und Steueranlage und die Energieversorgung für die Regelung
der Drehzahl der Tauchkörper, der Füllstandshöhe sowie der Zu- und Abflußgröße sind
in einem nicht dargestelltem Container angeordnet. Die Anlage ist weiterhin mit Pumpen
für den Schlammabzug ausgerüstet.
Die Anlage arbeitet wie folgt. Von der Vorklärung 13 wird das Abwasser dosiert in den
Rotations-Bio-Reaktor 2 gefördert. Die Zahnschwelle bewirkt einen Füllstand bis zur
Oberkante des Tauchkörpers. Eine niedrige Umdrehungszahl des Antriebes 5 sichert eine
Durchmischung des Abwassers im Festbett. Die Rückführung von Schlamm bewirkt bei
anaeroben Verhältnissen ein Denitrifikation. Bei hoher Belastung wird die
Füllstandshöhe nach Bedarf abgesenkt und die Drehzahl erhöht, so daß teilweise ein
aerober Abbau erfolgt. Über die Zahnschwelle gelangt das Abwasser in den zweiten und
von diesem in den dritten Rotations-Bio-Reaktor 3 bzw. 4. Der Füllstand liegt hier in
Höhe der Welle. Durch die Rotation erfolgt ein aerober Abbau, wobei die
unterschiedlichen Festbettkörper und Zusatzbelüftungen die optimalen Bedingungen
entsprechend dem kaskadenförmigen Abbau ermöglichen. Entsprechend der
Zuflußgröße erfolgt ein Abfluß zur Nachklärung 14. Weitere Ausführungsformen mit
anderen Festbettkombinationen sind möglich, ohne daß das Wesen der Erfindung
verlassen wird.
Claims (16)
1. Kläranlage mit Rotations-Bio-Reaktoren, insbesondere in Kaskaden- und
Containerbauform, für die biologische Abwasserreinigung, bestehend aus auf mindestens
einer annähernd waagerechten Welle gruppenförmig angeordneten
Rotationstauchkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß
- - mindestens zwei Rotations-Bio-Reaktoren (2, 3) kaskadenförmig mit je einem Rotationstauchkörper angeordnet sind,
- - die Rotationstauchkörper aus unterschiedlichem Festbettmaterial bestehen,
- - die Rotations-Bio-Reaktoren (2, 3) mittels höhenverstellbarem Überlauf und Einzelantrieben wahlweise anaerob/aerob betreibbar sind.
2. Kläranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- - drei Rotations-Bio-Reaktoren (2, 3, 4) kaskadenförmig mit je einem Rotationstauchkörper angeordnet sind,
- - die Rotationstauchkörper aus unterschiedlichem Festbettmaterial bestehen,
- - und der Reaktor (2) mittels höhenverstellbarem Überlauf anaerob/aerob betreibbar ist,
- - die Reaktoren (3, 4) mittels regelbarem Antrieb gestuft aerob betreibbar sind.
3. Kläranlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Reaktor
(2) und dem Reaktor (4) aus Querbleche bestehende Schlammrückhaltetaschen (8)
angeordnet sind.
4. Kläranlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Rotations-Bio-
Reaktor (2) der Rotationstauchkörper aus einem zylinderförmigen Behälter mit in
diesem axial angeordneten rohrförmigen Festbettmaterial besteht.
5. Kläranlage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Rotations-Bio-
Reaktor (3) der Rotationstauchkörper aus einem zylinderförmigen Behälter mit in
diesem radial angeordneten rohrförmigen Festbettmaterial besteht.
6. Kläranlage nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Rotations-Bio-
Reaktor (4) der Rotationstauchkörper aus einem zylinderförmigen Behälter mit in
diesem angeordneten kugelförmigen Festbettmaterial besteht.
7. Kläranlage nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Rotationstauchkörper aus einer Kombination von rohrförmigen und kugelförmigen
Festbettmaterial bestehen.
8. Kläranlage nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel der
Rotationstauchkörpers aus Gittermaterial ausgebildet ist.
9. Kläranlage nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Mantel des
Rotationstauchkörpers des Rotations-Bio-Reaktors (3) annähernd axiale
Turbulenzgerinne (6) angeordnet sind.
10. Kläranlage nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel des
Rotationstauchkörper des Rotations-Bio-Reaktor (4) mit Schöpfreaktoren (7)
ausgerüstet ist.
11. Kläranlage nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in den Rotations-
Bio-Reaktoren (3, 4) Waterlifter angeordnet sind.
12. Kläranlage nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß durch zwischen
den Rotations-Bio-Reaktoren (2, 3, 4) angeordnete Zahnschwellen die Stauhöhe
regelbar ist.
13. Kläranlage nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schlammrückhaltetaschen (8) über Rohre mit dem Rotations-Bio-Reaktor (2) für den
Rücklaufschlamm (9) und einem Schlammbehälter für den Überschußschlamm (10)
verbunden sind.
14. Kläranlage nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rotations-
Bio-Reaktor (2, 3, 4) als Container ausgebildet und die Kläranlage in modularer
Bauweise beliebig erweiterbar ist.
15. Kläranlage nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorklärung
(13) zum Teil und die Nachklärung (14) in gesonderten Modulen (1, 5) vor bzw. nach
den Rotations-Bio-Reaktoren angeordnet ist.
16. Kläranlage nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Teil
der Vorklärung (13) in einem Behälter oberhalb der Rotations-Bio-Reaktoren (2, 3, 4)
angeordnet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944444514 DE4444514A1 (de) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | Kläranlage mit Rotations-Bio-Reaktoren, insbesondere in Kaskaden- und Containerbauform |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944444514 DE4444514A1 (de) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | Kläranlage mit Rotations-Bio-Reaktoren, insbesondere in Kaskaden- und Containerbauform |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4444514A1 true DE4444514A1 (de) | 1996-06-05 |
Family
ID=6535782
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944444514 Withdrawn DE4444514A1 (de) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | Kläranlage mit Rotations-Bio-Reaktoren, insbesondere in Kaskaden- und Containerbauform |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4444514A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19806356A1 (de) * | 1998-02-10 | 1999-08-12 | Schuett Gmbh & Co Umweltengine | Anlage zur biologischen Abwasserbehandlung |
DE10129541A1 (de) * | 2001-06-22 | 2003-01-09 | Atz Evus | Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Abwasser |
-
1994
- 1994-11-30 DE DE19944444514 patent/DE4444514A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19806356A1 (de) * | 1998-02-10 | 1999-08-12 | Schuett Gmbh & Co Umweltengine | Anlage zur biologischen Abwasserbehandlung |
DE10129541A1 (de) * | 2001-06-22 | 2003-01-09 | Atz Evus | Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Abwasser |
DE10129541B4 (de) * | 2001-06-22 | 2006-02-23 | Applikations- Und Technikzentrum Für Energieverfahrens-, Umwelt- Und Strömungstechnik | Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Abwasser |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8130 | Withdrawal |