CH390811A - Verfahren und Einrichtung zur biologischen Reinigung von Abwässern - Google Patents

Description

  Verfahren und     Einrichtung    zur biologischen Reinigung von Abwässern    Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren  zur biologischen Reinigung von häuslichen und in  dustriellen Abwässern, wobei das zu reinigende Roh  wasser unter Luftzugabe durch einen mit Füllstoffen  gefüllten Reaktionsraum geleitet wird.  



  Weiter betrifft die Erfindung eine Einrichtung  zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfah  rens, mit einem zylindrischen, mit Füllstoffen, z. B.  Lavaschlacke oder Koks, gefüllten Reaktionsturm.  



  Einrichtungen zur biologischen Reinigung von  häuslichen und industriellen Abwässern gibt es in  Form von Tropfkörpern, Tauchkörpern, Belebt  schlammanlagen und Oxydationsgräben. Tropfkörper  sind Behälter, die mit einem Füllstoff, meist Lava  schlacke oder Koks, gefüllt sind. Auf ihre Oberfläche  wird in gleichmässiger Verteilung mittels eines  Drehsprengers Abwasser verteilt, das auf seinem Weg  durch den Körper von dem auf den     Füllstoffen    sich  bildenden biologischen Rasen durch Abbau der In  haltsstoffe gereinigt wird. Die Luftzufuhr geschieht  in der Richtung von unten nach oben durch Bildung  eines Vakuums in dem Raum über den Füllkörpern,  bei turmartigen Tropfkörpern durch Kaminwirkung.  



  Tauchkörper bestehen aus vielen dünnen, auf  einer Achse mit geringem Zwischenraum nebenein  ander montierten Scheiben, auf denen sich der biolo  gische Rasen bildet. Diese rotierenden Scheiben tau  chen in einen Behälter mit zu reinigendem Abwasser  ein. Der Kontakt der bewachsenen Scheiben mit dem  Abwasser bewirkt dessen     Reinigung.    Durch verschie  dene     Eintauchtiefen    kann die Kontaktzeit der Schei  ben mit dem Abwasser und der Luft variiert werden.  Tauchkörper haben aber bis jetzt kaum Eingang in  die Praxis gefunden.  



       Belebtschlammanlagen    sind meist rechteckige  Becken, in denen durch konstante Schlammkonzen  tration und Belüftung mit Paddelrädern, Filterplatten    oder gelochten Röhren die Luftversorgung durchge  führt wird. Die Konstanz der Schlammkonzentration  wird durch Schlammabzug bzw. Wiederzuleitung er  reicht. Die Abwasserreinigung     erfolgt    durch die mit  Mikroben besetzten Flocken des     Belebtschlammes.     



  In Oxydationsgräben, die ein vereinfachtes     Be-          lebtschlammverfahren    darstellen, wird das Abwasser  je nach     Grabengestaltung    in kreis- oder     ovalförmigen     Umlauf gebracht. Die Bewegung des Abwassers im  Graben wird durch sogenannte Belüftungswalzen be  wirkt, die gleichzeitig für einen optimalen Sauerstoff  eintrag sorgen. Die Reinigung des Abwassers ge  schieht durch Oxydation und biologischen Abbau.  



  Zur Erzielung einer einwandfreien Abwasserrei  nigung sind die biologischen Methoden unentbehr  lich, da die meisten in Wasser gelösten Abwasserin  haltsstoffe wirtschaftlich nur durch biologischen Ab  bau entfernt werden können. Die bisher praktizierte  biologische Reinigung beruht, abgesehen von ver  schiedenen Variationen, im allgemeinen auf zwei  Methoden  A) Das     Tropfkörper-Verfahren    ;  B) Das     Belebtschlamm-Verfahren.     



  Beide Verfahren haben wesentliche Nachteile, die  nachfolgend aufgeführt sind.  



  Die Reinigung von Abwässern auf     Tropfkörpern     ist auf eine     Mindestzulaufmenge    angewiesen. Wird  diese unterschritten, so ist eine Funktionsstörung mit  völligem Erliegen der Abbauleistung die Folge.  



  Bei     Überlastung    des Tropfkörpers tritt eine     Ver-          schlammung    ein, die Luftzufuhr wird unterbunden,  der Körper verstopft. Da ein Tropfkörper die orga  nischen Bestandteile des jeweils wegen Alterung ab  sterbenden Teiles des biologischen Rasens mit ab  bauen muss, ist eine zusätzliche Abbauleistung erfor  derlich, die dem zu reinigenden Abwasser verloren  geht. Die Luftzufuhr ist bei Tropfkörpern hinsicht-      lieh einer optimalen Abbauleistung in den meisten  Fällen unzureichend. Da es sich bei biologischen Rei  nigungsverfahren vorwiegend um     aerobe    Vorgänge  handelt, wird im Tropfkörper oft mehr Sauerstoff  gebraucht als zur Verfügung steht.

   Das Sauerstoff  angebot unterliegt erheblichen tageszeitlichen Schwan  kungen durch wechselnde Temperatur und Luft  druckeinfiüsse. Diese Schwankungen wirken sich auf  die jeweilige Abbauleistung aus.  



  Tropfkörper sind empfindlich gegen Temperatur  stürze. Bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt  ist die Gefahr einer Vereisung mit allen Folgeer  scheinungen gegeben.  



  Eine diskontinuierliche Beschickung eines Tropf  körpers, die im Falle einer ungleichmässigen Roh  wasserzuführung notwendig werden kann, ist nicht  möglich. Somit ist ein Tropfkörper auf das konti  nuierliche Angebot einer     Mindestrohwassermenge     angewiesen.  



  Eine Reinigung verstopfter oder nicht arbeitender  Tropfkörper kann nur durch völliges Ausräumen der  Füllkörper oder durch Spülung mit     Hypochloridlauge     erfolgen. Der Arbeitsaufwand ist sehr gross. Der  Tropfkörper fällt für lange Zeit aus.  



  Die     Reinigung    von Abwässern mit Hilfe des     Be-          lebtschlammverfahrens    setzt einen relativ hohen Auf  wand an Energie voraus, die für die künstliche Zu  fuhr von Luft und die optimale     Beweegung    im Bele  bungsbecken verbraucht wird. Die Ausnutzung der  Luft ist im Verhältnis zum erforderlichen Energie  aufwand gering.  



  Der Platzbedarf und der Aufwand für Anschaf  fung sind infolge der erforderlichen grossen Bauein  heit pro Leistung gross, da relativ lange Aufenthalts  zeiten (4 bis 8 Stunden) erforderlich sind.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch ge  kennzeichnet, dass das Rohwasser von unten nach  oben durch den Reaktionsraum     fliesst.     



  Die erfindungsgemässe Einrichtung ist dadurch       ,gekennzeichnet,    dass die Zutrittsleitung für das Roh  wasser in den unteren Teil des Turmes einmündet,  während das     gereinigte    Abwasser am oberen Ende  des Turmes abgezogen wird.  



  Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein  Ausführungsbeispiel der     erfindungsgemässen    Einrich  tung, nebst einem     Durchführungsbeispiel    des     erfin-          dungsgemässen    Verfahrens beschrieben.  



  Der Reaktionsraum ist als zylindrischer Turm 3  dargestellt. Er ist beispielsweise mit Lavaschlacke 6  verschiedener Korngrösse     gefüllt.    In den Boden des  Turmes mündet zentral     eir_    Rohr 2 für die     Zuführunz     des Rohwassers. Zur Förderung des Rohwassers  dient eine     Rohwasserpumpe    1. Am unteren Ende des  Turmes 3 ist unmittelbar über der Einmündung eine  trichterförmige     Enveiteruna    11 vorgesehen. auf die  sich die Füllung 6 abstützt.

   An seinem oberen Ende  ist der Turm 3     rinnenartia        erweitert.    An die Rinne  7     schliesst    sich ein Ableitungsrohr 8 an, aus dem  das     gereinigte        AbwasFer    in das     Absetzbecken    abflies  sen kann, wo der     abgestossene    biologische Schlamm    sedimentiert. Bei hohem Gehalt an     Detergentien     kann auf den oberen Teil des Turmes 3 ein kegelför  miges Dach 9 aufgesetzt werden, an dessen Spitze  ein Rohr 10 angeschlossen ist, durch welches die       ausgeschäumten        Detergentien    abgezogen werden kön  nen.

   Die Rohrleitung 2 besitzt an einer Stelle eine       düsenartige    Verengung 4. In diese Verengung mün  det ein     Luftzuführungsrohr    5.  



  Beim Betrieb wird das mechanisch     vorgereinigte     Rohabwasser durch die Rohwasserpumpe 1 ange  saugt und durch das Rohr 2 in den Reinigungsturm  3 gepumpt. Dabei passiert es auf dem Weg durch das  Zuleitungsrohr 2 die Rohrverengung 4. Dadurch  wird die Geschwindigkeit stellenweise erhöht und der  Druck an der engsten Stelle soweit herabgesetzt,  dass durch das Rohr 5 von aussen Luft angesaugt  wird, die mit in den Reinigungsturm 3 gelangt. Das  Rohwasser steigt in dem Reinigungsturm hoch, wo  bei das Abwasser von dem auf den Füllstoffen sich  bildenden biologischen Rasen durch Abbau der In  haltstoffe gereinigt wird. Wenn Luft in ausreichender  Menge durch das Rohr 5 angesaugt wird, so ist an       allen    Stellen des Turmes 3 ausreichend Sauerstoff für  die biologische Einwirkung auf das Abwasser vor  handen.

   Um zu verhindern, dass an der Aussenwand  eine Luftschicht nach oben steigt, ohne an der Reak  tion teilzunehmen, kann es zweckmässig sein, an  einzelnen Stellen der Wand Schikanen 12 einzu  bauen, durch die die Luft immer wieder in das In  nere der     Füllkörpersäule    zurückgeleitet wird.  



  Es kann mitunter vorteilhaft sein, wenn ein Teil  des oben angelangten     Belebtschlammes    in die Zufuhr  leitung 2 für das Rohabwasser     zurückgeführt    wird.  Um jedoch ein Verstopfen der Verengung des Zulei  tungsrohres zu verhindern, ist es zweckmässig, wenn  diese Umleitung oberhalb der Verengung, d. h. in  Strömungsrichtung des Rohwassers gesehen hinter der  Verengung, in die Zuleitung einmündet.    Das erfindungsgemässe Verfahren hat gegenüber  den herkömmlichen Verfahren folgende Vorteile  1. Es ist keine     Mindestzulaufmenge    erforderlich.  2. Die     Regulierbarkeit    des     Rohwasserzulaufes    er  streckt sich von Null bis zur zulässigen Höchst  belastung.  



  3. Ein Erliegen der Abbauleistung durch Unterbe  lastung ist nicht möglich.  



  4. Eine     Verschlammung    infolge Überbelastung ist  nicht möglich, da der Turm eine selbstreini  gende Wirkung besitzt.  



  5. Eine Unterbindung der Luftzufuhr infolge     Ver-          schlammung    tritt nicht ein.  



  6. Es ist keine zusätzliche Abbauleistung erforder  lich, da der absterbende Schlamm abgestossen  wird.  



  7. Es wird immer die optimale Sauerstoffzufuhr  erreicht, unabhängig von Temperatur- und Luft  druckverhältnissen.      B. Temperaturstürze haben keine nachteiligen Fol  gen, da der Turminhalt eine zusammenhängende  Wassersäule darstellt, die aufgrund der schlech  ten     Wärmeleitfähigkeitsverhältnisse    des Wassers  nur langsam Temperaturänderungen unterwor  fen ist.  



  9. Aufgrund der nach oben perlenden Luftblasen  ist die Wasserbewegung im Turm derart, dass  keine Vereisung eintritt, daher ist der Turm  auch in strengen Wintern funktionsbereit.  



  10. Durch Mischen des     zu    reinigenden Rohwassers  mit einem Teil des abgezogenen     Belebtschlam-          mes    ist die Schlamm-Menge im Turm und da  mit die Abbauleistung regulierbar.    11. Der Energieaufwand ist gering.    12. Geringe Aufenthaltszeiten und hohe Reinigungs  wirkung bei geringem Platzbedarf ermöglicht  kleine Baueinheiten.  



  13. Es besteht die Möglichkeit der Konstruktion       transportabler    Baueinheiten beliebiger Abmes  sungen.  



  14. Eine notwendig werdende Reinigung des Tur  mes mit reinem Wasser ist schnell und einfach  durchzuführen, ohne den biologischen Rasen  zu vernichten.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur biologischen Reinigung von häuslichen und industriellen Abwässern, wobei das zu reinigende Rohwasser unter Luftzugabe durch einen mit Füllstoffen gefüllten Reaktionsraum geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohwasser von unten nach oben durch den Reaktionsraum fliesst. 1I. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Patentanspruch I, mit einem zylindrischen, mit Füllstoffen gefüllten Reaktionsraum in Form eines Turmes, dadurch gekennzeichnet, dass die Zu trittsleitung (2) für das Rohwasser in den unteren Teil des Turmes (3) einmündet, während das gerei nigte Abwasser am oberen Ende des Turmes abgelas sen wird. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass der erforderliche Luftsauerstoff im Überschuss zugesetzt wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch I und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aus geschäumten Detergentien oben abgezogen werden. 3. Verfahren nach Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des am oberen Ende abgestossenen Be- lebtschlammes aus dem nachgeschalteten Absetzbek- ken an der unteren Eintrittsseite dem Rohwasser wie der zugesetzt wird. 4.

   Einrichtung nach Patetnanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuleitungsrohr (2) zentral in den Boden des Turmes (3) einmündet. 5. Einrichtung nach Patentanspruch II und Un teranspruch 4, gekennzeichnet durch eine düsenähn liche Verengung (4) im Rohwasserzulaufrohr (2), an deren engster Stelle ein Lufteintrittsrohr (5) einmün det. 6. Einrichtung nach Patentanspruch II und den Unteransprüchen 4 und 5, gekennzeichnet durch eine Rohwasserpumpe (1) zur Förderung des Roh- wassers. 7.

   Einrichtung nach Patentanspruch 1I und den Unteransprüchen 4 bis 6, gekennzeichnet durch eine rinnenartige Ablaufvorrichtung (8) für das gereinigte Abwasser, einen aufgesetzten Trichter (9) zur Samm lung der ausgeschäumten Detergentien und ein Ab leitungsrohr (1a) für diese. B.

   Einrichtung nach Patentanspruch II und den Unteransprüchen 4 bis 7, gekennzeichnet durch eine Rücklaufleitung für den Belebtschlamm, die das Ab setzbecken mit dem Zuflussrohr für das ungereinigte Abwasser verbindet. 9.

   Einrichtung nach Patentanspruch II und den Unteransprüchen 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücklaufleitung für den Belebtschlamm hin ter der düsenartigen Verengung (4) in das Rohwas- serzuflussrohr (2) einmündet.