DE9316476U1 - Modul für biologische Abwasserreinigung - Google Patents

Description

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PPH 103

Modul für biologische Abwasserreinigung

Die Erfindung betrifft ein Betriebs- und Servicemodul für biologische Abwasserreinigung in Kläranlagen mit ständig getauchtem Festbett.

Für die Reinigung kommunaler und ausgewählter gewerblicher Abwasser kommt seit den 80er Jahren verstärkt das Prinzip des ständig getauchten Festbettes zur Anwendung. Dabei werden die Mikroorganismen auf einer geeignet strukturierten Festkörperoberfläche immobilisiert und durch eine intensive Belüftung über die Wasserphase mit Sauerstoff versorgt.
Das Prinzip des ständig getauchten Festbettes kann auch in Kombination mit dem Belebtschlammverfahren angewendet werden. In diesem Fall erfolgt die Reinigungsleistung sowohl durch Mikroorganismen in den Belebtschlammflocken wie auch durch die auf der Festbettoberfläche angesiedelten Mikroorganismen. Sowohl das Belebtschlammverfahren wie auch das Verfahren des ständig getauchten Festbettes arbeiten mit Belüftungsvorrichtungen, die am Boden des vom Abwasser durchflossenen Beckens der Kläranlage angeordnet sind.

Die Belüfungsvorrichtungen mit den dazugehörigen Belüftern bedürfen in bestimmten Zeitabständen der Reinigung und Wartung. Dazu sowie zur Durchführung notwendiger Reparaturen, müssen die Becken normaler-

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weise entleert und trockengelegt werden. Beim Festbettverfahren muß außerdem das Festbett aus dem Becken herausgenommen werden. Wenn die Anlage nur über ein einzelnes Becken zur biologischen Reinigung verfügt, bedeutet das eine Unterbrechung des gesamten Klärwerksbetriebes zumindest für die Dauer der Wartung und Reinigung bzw. der Instandsetzungsarbeiten. Auch wenn nur wenige Belüfter von den genannten Arbeiten betroffen sind oder nur ein einzelner Belüfter instandzusetzen ist, muß das gesamte Becken stillgelegt werden.

Um die biologische Abwasserreinigung bei Anlagen nach dem Belebtschlammverfahren nicht unterbrechen zu müssen, ist es bereits bekannt, die Belüftungsvorrichtungen in gewissen Abständen aus dem Becken zu heben, um sie zu reinigen, zu warten oder instandzusetzen und anschließend wieder in das Becken abzusenken und funktionsgerecht anzuschließen. Das DE-GM 89 15 403 offenbart dazu eine Hebevorrichtung für Flächenbelüftungssysteme von Käranlagen, mit der Teile des Belüftungssystems ohne Unterbrechung des Klärwerksbetriebes über die Wasseroberfläche herausgehoben werden können, um sie außerhalb des Beckens instandzusetzen.

In der DE 40 33 167 A 1 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Führung und Positionierung von Belüftungsaggregaten beim Absenken in ein Becken beschrieben, die eine Unterbrechung des Betriebes der Kläranlage nicht erforderlich machen. Beide genannten technischen Lösungen sind jedoch für Kläranlagen mit ständig getauchtem Festbett ungeeignet.

In der DE 35 22 241 A 1 wird eine Vorrichtung beschrieben, die zum Aufwuchs von sessilen Mikroorganismen in Belebtschlammanlagen eingebracht werden kann. Mit Hilfe dieser Vorrichtung ist es zwar möglich, Teile des Festbettes aus dem gefüllten

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Becken herauszunehmen ohne den Klärwerksbetrieb unterbrechen zu müssen, eine Lösung des oben dargestellten Gesamtproblems ist damit jedoch nicht gegeben.

Aus der DE 38 16 285 C 2 ist ein Festbettkörper für biologische Abwasserreinigung bekannt, der aus einer starren Rahmenkonstruktion besteht, in der an einer oder mehreren Schienen netzartige Tauch- oder Tropfkörper verschiebbar angebracht sind. Für den Fall der Anwendung dieser technischen Lösung als Tauchkörper, ist es wie bei der zuvor angeführten Lösung ebenfalls möglich, Teile des Festbettes ohne Unterbrechung des Klärbetriebes aus dem Becken zu heben. Die Belüftungsvorrichtung bleibt jedoch am Boden des Beckens der Kläranlage. Für Reinigungs-, Wartungsund Instandhaltungsarbeiten an der Belüftungsvorrichtung der Kläranlage müssen jedoch nach wie vor der Betrieb unterbrochen und das Becken trockengelegt und entleert werden.

In Anbetracht dieser Nachteile liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die es ermöglicht, Reinigungs-, Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten an Belüftungsvorrichtungen biologischer Kläranlagen mit ständig getauchtem Festbett bei laufendem Klärwerksbetrieb auszuführen. Darüber hinaus soll die Vorrichtung möglichst einfach aufgebaut sein sowie einfach und zuverlässig aus dem Becken herausgehoben und beim Absenken wieder positioniert werden können. Ferner soll mit Hilfe der Vorrichtung die Hydrodynamik im Becken so beeinflußt werden, daß der Reinigungsprozeß mit einer höheren Effektivität, als aus dem Stand der Technik bekannt, abläuft.

Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Modul mit einem zur Aufnahme des Festbettmaterials und für den Klärwasserdurchtritt durchbrochenen Gestell mit rechteckiger oder quadratischer Grundfläche gelöst, bei dem an einem Bodenrahmen eine Belüftungsvorrichtung und ein Gestänge angeordnet sind, wobei am Gestänge ein oberer Rahmen verstellbar angebracht ist.

Der vorgeschlagene Modul bietet den Vorteil, daß das in geordneter Packung eingebrachte Festbettmaterial, und die Belüftungsvorrichtung zu einer konstruktiven und funktioneilen Einheit zusammengefaßt sind und in dieser Einheit aus dem Becken gehoben werden können. Reinigungs-, Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten an der Belüftungsvorrichtung oder an anderen Teilen des Moduls können so ohne Unterbrechung des laufenden Klärbetriebes problemlos durchgeführt werden. So ist es zum Beispiel möglich, Verschmutzungen und Ablagerungen in Folge von Korrosion, die die Belüftung wesentlich beeinträchtigen können sowie Verstopfungen, wie sie bei Prozessen mit starker Zellvermehrung oder bei mit Feststoffen hochbelasteten Klärwässern nicht selten sind, zu beseitigen, ohne daß das Becken entleert oder gar das Festbett aus dem Becken genommen werden muß.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der obere Rahmen höhenverstellbar am Gestänge angeordnet und in frei wählbaren Positionen arretierbar. Das hat den Vorteil, daß in mehreren Schichten auf dem Bodenrahmen aufgebrachte Festbettpakete bekannter Art in ihrer Lage auf einfache Weise fixiert werden können. Von besonderem Vorteil ist es, das Gestänge so am unteren Rahmen anzuordnen, daß zum Beispiel einzelne Pakete des Festbettmaterials an seiner Längsseite aus dem Modul herausgenommen werden können.

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Die Belüftungsvorrichtung ist vorzugsweise unterhalb des Bodenrahmens des Gestelles angeordnet. Soweit von Belüftungsvorrichtungen gesprochen wird, sind unter diesem Begriff die im Klärwasser befindlichen Teile des Belüftungssystems, wie Verteilerkasten sowie die verschiedenen Arten von Belüftern, zum Beispiel Rohr-, Scheiben- und Plattenlüfter, zu verstehen.

Zur Intensivierung des Stoffwechsels zwischen Gas- und Flüssigphase sowie zwischen Klärwasser und biologischem Rasen, zur Vergleichmäßigung der Festbettdurchströmung sowie zur Minimierung von Konzentrationsgradienten ist es vorteilhaft, unterhalb des Bodenrahmens oder seitlich am Modul Schikanen oder andere die hydrodynamischen Verhältnisse in der Kläranlage beeinflussende Elemente anzuordnen.
Obwohl es grundsätzlich ausreicht, eine Belüftungsvorrichtung unterhalb des Bodenrahmens anzuordnen, besteht eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung darin, mit Abstand parallel zu dieser Vorrichtung eine weitere Belüftungsvorrichtung innerhalb des Moduls anzuordnen. Diese Ausführungsform ist insbesondere dann von Vorteil, wenn dem mit zunehmender Entfernung von den Bodenbelüftern auftretendem Sauerstoffmangel oder einem unterschiedlichem Wachstum des biologischen Rasens vorgebeugt werden soll und die Höhe des getauchten Festbettes 3 m überschreitet.

Die Druckluftzuführung für die Belüftungsvorrichtung wird vorzugsweise innerhalb des Moduls angeordnet und soweit über dessen oberen Rahmen hinausgeführt, daß deren Druckluftanschluß mittels einer Flanschverbindung mit einer am Beckenrand vorgesehenen Druckluftzuleitung verbunden werden kann.

Von besonderem Vorteil ist es, das Gesamtgewicht der Rahmen mit dem Gestänge, der Belüftungsvorrichtung und der die Hydrodynamik beeinflussenden Elemente so zu bemessen, daß bei Einsatz des Moduls die Auftriebskräfte des Festbettmaterials überkompensiert sind. Der Modul kann dadurch ohne zusätzliche Niederhalter oder Befestigungselemente im Klärbecken installiert werden.

Vorzugsweise wird die Länge des am Bodenrahmen angeordneten Gestänges so gewählt, daß an seinem Ende oberhalb des oberen Rahmens eine Traverse angebracht werden kann. Diese Ausführungsform ermöglicht es, mit an sich bekannten Hebemitteln den Modul während des laufenden Klärbetriebes aus dem Becken zu heben und nach Durchführung erforderlicher Reinigungs-, Wartungs- oder anderer Arbeiten wieder abzusenken und auf dem Beckenboden zu positionieren.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung des konstruktiven Aufbaus des Moduls,

Fig. 2 die Draufsicht auf eine Traverse zum Einsetzen und Herausnehmen des Moduls aus einer Kläranlage.

Der in Fig. 1 schematisch dargestellte Modul mit einem ständig getauchten Festbett ist als kompakte Baugruppe ausgebildet und besitzt in Anpassung an ein Klärbecken eine kubische Form. Der Modul weist einen rechteckförmigen, mit Füßen 2 versehenen Bodenrahmen 1 auf und wird mit Hilfe geeigneter Hebezeuge auf den Boden des Klärbeckens - nicht dargestellt aufgesetzt.

Am Bodenrahmen 1 ist ein Gestänge 3 so angeordnet, das das Festbettmaterial, beispielsweise für Reinigungs-, Wartungs- und Reparaturarbeiten, seitlich aus dem Modul herausgenommen werden kann. Die Stablänge des Gestänges 3 ist dabei so gewählt, daß unter Berücksichtigung der Gesamthöhe des Moduls eine Traverse - Fig. 2 - an den freien Enden des Gestänges 3 angeschlossen werden kann.

Der Modul besitzt ferner einen höhenverstellbaren oberen Rahmen 4, der durch das Gestänge 3 geführt wird und in der gewählten Höhe am Gestänge 3 mit Hilfe allgemein bekannter Mittel fixiert werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist an der Unterseite des Bodenrahmens 1 ein Verteilerkasten 7 angebracht, der sich in Längsachse des Bodenrahmens 1 erstreckt. Am Verteilerkasten 7 sind beidseitig in mehreren Reihen Rohrmembranbelüfter 12 angeordnet. Der Verteilerkasten 7 steht mit einer Druckluftzuführung 6 in Verbindung, die in einer ersten Ausführungsform der Erfindung als Standrohr ausgebildet ist, das anschlußseitig über einen Druckluftanschluß 5 mit einer Druckluftquelle verbindbar ist und durch bekannte Mittel am oberen Rahmen 4 zusätzlich geführt wird. In Einsatzfällen, bei denen die getauchte Höhe des Festbettes mehr als drei Meter beträgt, ist vorteilhafterweise innerhalb des Moduls eine weitere Belüftungsvorrichtung vorgesehen. Über diese Belüftungsvorrichtung können zusätzliche Druckluftmengen zugeführt werden. Bei Vermeidung von Gaskanälen kann dadurch eine sehr gleichmäßige Begasung über den Modulquerschnitt erreicht werden. Die zusätzliche Belüftungsvorrichtung wird über eine separate Belüftungsleitung mit Druckluft versorgt.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Druckluftzuführung 6 als Teleskoprohr ausgebildet, wobei der obere Endabschnitt der Druckluftzuführung 6 am oberen Rahmen 4 fest verankert ist.

Zum leichten Einsetzen und Herausnehmen des Moduls aus dem Klärbecken dient eine einfache, aus U-Profilen bestehende Traverse. Die Traverse weist zwei Längsträger 8 und zwei Querträger 9 auf, die H-förmig miteinander verschwelst sind. In den Knotenpunkten befinden sich Aufnahmeösen 11 zur Befestigung von Lastaufnahmemitteln. An den Enden der Längsträger 8 sind Durchgangsbohrungen 10 vorgesehen, die der Verbindung der Traverse mit dem Gestänge 3 des Moduls dienen.

Die einzelnen Bauelemente des Moduls sind so bemessen, daß die Gesamtmasse dieser Bauelemente die Auftriebskräfte des Festbettmaterials sicher kompensiert und dadurch eine Befestigung des gesamten Moduls auf dem Beckenboden, beispielsweise durch zusätzliche Niederhalter, entfällt. Unter Zuhilfenahme der Traverse kann der Modul dadurch auf einfache Weise sicher und genau auf den Beckenboden gesenkt und positioniert werden. Jeder Modul ist als kompakte Baugruppe ausgebildet und mit den für Abwasserbehandlung erforderlichen Funktionselementen ausgerüstet. Nach Lösen der Druckluftzuführung zwischen der Druckluftquelle und der Druckluftleitung, kann der Modul bei laufendem Klärbetrieb jederzeit herausgenommen und nach Durchführung der beabsichtigten Arbeiten auf einfache Weise wieder eingesetzt und plaziert werden.

Claims (9)

PPH 103 Schutzansprüche

1. Modul für biologische Abwasserreinigung in Kläranlagen mit ständig getauchtem Festbett und einem zur Aufnahme des Festbettmaterials und für den Klärwasserdurchtritt durchbrochenen Gestell, bei dem an einem Bodenrahmen (1) eine Belüftungsvorrichtung (7,12) und ein Gestänge (3) angeordnet sind, wobei am Gestänge (3) ein oberer Rahmen (4) verstellbar angebracht ist.

2. Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Rahmen (4) am Gestänge (3) höhenverstellbar befestigt ist.

3. Modul nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungsvorrichtung (7,12) unterhalb des Bodenrahmens (1) angeordnet ist.

4. Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Bodenrahmens (1) oder seitlich am Modul die Hydrodynamik beeinflussende Elemente, wie Schikanen, angelenkt sind.

5. Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftzuführung (6) für die Belüftungsvorrichtung (7,12) innerhalb des Moduls angeordnet ist und der Druckluftanschluß (5) über den oberen Rahmen (4) hinausragt.

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6. Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Moduls eine weitere Belüftungsvorrichtung vorgesehen ist, die mit Abstand parallel zu der unterhalb des Bodenrahmens (1) angeordneten Belüftungsvorrichtung (7,12) verläuft.

7. Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge (3) am Bodenrahmen (1) so angeordnet ist, daß das Festbettmaterial seitlich aus dem Modul herausgenommen werden kann.

8. Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht der Rahmen (1,4) mit dem Gestänge (3), der Bauelemente der Belüftungsvorrichtung (5,6,7,12) und der die Hydrodynamik beeinflussenden Elemente so bemessen ist, daß bei Einsatz des Moduls die Auftriebskräfte des Festbettmaterials auch im unbewachsenen Zustand überkompensiert sind.

9. Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Gestänge (3) zum Herausnehmen und Absenken des Moduls eine Traverse anbringbar ist.