DE1907701B2 - Klaeranlage zur biologischen abwasserreinigung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kläranlage zui biologischen Abwasserreinigung, bei der in einem Behälter ein unterer Faulraum und ein durch einen Zwischenboden von diesem getrennter oberer Belebungsraum angeordnet sind, bei der ferner zwischen einer abwärts gerichteten Behälterzwischenwand und der Behälteraußenwand ein vom Abwasserzulauf dei Anlage abwärts zum Faulraum führender Zulaufschacht und ein vom oberen Bereich des Faulraumes aufwärts zum oberen Bereich des Belebungsraumes führender und mit diesem durch eine im Bereich des Wasserspiegels des Belebungsraumes in der Behälterzwischenwand vorgesehene EinlauföfTnung verbundener AufstiegsschaclH angeordnet sind, bei der weiter die Unterseite des Zwischenbodens mit einer abwärts gerichteten, den oberen Bereich des Faulraumes gegen die genannten Schächte abschirmenden Leitwand versehen ist, bei der außerdem im Belebungsraum und im oberen Bereich des Faulraumes je eine über eine etwa in derMiüc des Belebungsraumes verlaufende gemeinsame vertikale Welle angetriebene Belüflungsvonichtung angeordnet ist und bei der im Bereich des Abwasserablaufs der Anlage zwischen dem Belebungsraum und der Behälteraußenwand ein

Nachklärraum ausgebildet ist, der mit dem Belebungsraum über eine öffnung im Bereich des Zwischenbodens verbunden ist

Bei bekannten, einen viereckigen Behälter aufweisenden Kläranlagen der vorgenannten Art wird das Abwasser, nachdem es zunächst denFaulraum durchflossen hat, im Belebungsraum unter Zuführung von Luftsauerstoff biologisch behandelt. Im oberen Bereich des Faulraumes, der als Ubergangszone anzusehen ist, wird ebenfalls Sauerstoff eingetragen, um einen Übergang der Behandlung des bisher anaerob behandelten Abwassers zu der aeroben Behandlung im Belebungsraum zu schaffen. Der an beiden Eintragstellen benötigte Luftsauerstoff wird durch eine Hohlwelle herangeführt, die mit einem Antriebsmotor direkt gekuppelt ist. Über und unter der Sohle des Belebungsraumes ist jeweils eine zylinderförmige Bdüftungsvorrichtung auf der Hohlwelle befestigt, die mit Radialbohrungen und außenseitig angebrachten AnsäUcii vor den Austrittsstellen dieser Bohrungen versehen ist. Bei entsprechender Drehzahl und Drehrichtung der Welle erzeugen die Ansätze vor den Austrittsstellen der Bohrungen einen Unterdruck, durch den Luft über die Hohlwelle und die Radialbohrungen der Zylinder in das Wasser eingesogen und dort durch die hohe Umfangsgeschwindigkeit im Bereich der Austrittsstellen in kleinste Blasen zerteilt wird. Auf der Hohlwelle ist ferner eine durch den Zwischenboden zwischen dem Faulraum und dem Belebungsraum hindurchragende und an der Außenseite mit einer schraubenlinienförmigen Nut versehene zylinderförmige Fördereinrichtung befestigt, die ständig geringe, mit Belebtschlamm durchsetzte Wassermengen aus dem Belebungsraum in den Faulraum transportiert. Auf diese Weise wird nicht nur die Bakteriensubstanz in der fakultativ anaeroben Zone im oberen Bereich des Faulraumes dauernd erneuert, sondern auch der sich im Belebungsraum bildende Überschußschlamm kontinuierlich abgezogen.

Nachteilig bei diesen bekannten Kläranlagen ist, daß die Sauerstoff ausnutzung in der fakultativen Zone im oberen Bereich des Faulraumes schlecht ist, da die eingetragene Luft sehr schnell in aen Aufstiegsschacht entweicht. Des weiteren ist die durch die Belüftungsvorrichtung im Belebungsraum erzeugte Fließgeschwindigkeit zu gering, so daß der Belebtschlamm nicht ausreichend gut mit dem Abwasser durchmischt wird, sondern sich relativ schnell am Boden des Belebungsraumes absetzt und ansammelt, v/o es zu einer unzureichenden Sauerstoffversorgung kommt. Die Folge davon ist. daß die biologische Reinigungsleistung dieser Kläranlagen relativ gering ist. Hinzu kommt, daß sich im Zulaufschacht häufig eine Schwimmschlammdeeke ausbildet, deren Beseitigung vermehrten Wartungsaufwand bedeutet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kläranlage der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei geringerem WarUingsaufwand eine verbesserte biologische Reinigungslcistung erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Behälteraußenwand und die Behälterzwischenwand mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt ausgebildet sind und der Zulaufschacht und der Aufstiegsschacht in Umfangsrichtung des Behälters nebeneinander angeordnet und durch zwischen der Behälteraußenwand und der Behälterzwischenwand sich erstreckende Trennwände gebildet sind, daß im Aufstiegsschacht im Abstand neben der Einlauföffnung des Belebungsraumes eine Rücklaufoffnang angeordnet ist, deren Unterkante etwa in Höhe des Wasserspiegels des Belebungsraumes liegt,

daß ferner die Leitwand an der Unterseite des Zwischenbodens in einem Abstand unter diesem im Bereich des Zulaufschachtes mit öffnungen versehen ist und daß die Belüftungsvorrichtung, die in an sich bekannter Weise aus zwei auf einer gemeinsamen Antriebswelle übereinander angeordneten Flügelrädern und einer dem unteren Flügelrad zugeordneten, in dessen Bereich ausmündenden Luftzuführungsleitung einer Belüftungspumpe besteht, so angeordnet ist, daß das obere Flügelrad im Belebungsraum an der Was-

t5 seroberfläche rotiert, die Antriebswelle luftdicht durch den Zwischenboden hindurchgeführt ist und das untere Flügelrad nebst Luftzuführungsleitung unter dem Zwischenboden im oberen Bereich des Faulraumes angeordnet ist.

ao Mit Hilfe des oberen Flügelrades, das wie ein Kreiselpumpenrad auf die Abwasscroberfläche einwirkt, wird neben einer Umwälzströmung des Abwassers im Belebungsraum in senkrechten Richtungen in erster Linie eine hohe Fließgeschwindigkeit des Abwassers in Umfangsrichtung des Belebungsraumes erzeugt, wodurch der Belebtschlamm durchwirbelt und im Abwasser verteilt in der Schwebe gehalten wird und wodurch ein ausreichender Sauerstoffeintrag in das Abwasser und mithin eine intensive Versorgung des Belebtschlammes mit Sauerstoff bewirkt wird. Dadurch, daß die Behälteraußenwand und die die Seitenwand des Belebungsraumes bildende Behälterzwischenwand mit etwa kreisförmigem Querschnitt ausgebildet sind, wird vornehmlich die vom oberen Flügelrad zur Umwälzung benötigte Antriebsenergie möglichst gering gehalten. Das unter dem die Bodenwand des Belebungsraumes bildenden Zwischenboden angeordnete untere Flügelrad versetzt gleichfalls das Wasservolumen im oberen Bereich des Faulraumes in eine kreisende Fließbewegung und verteilt die ihm über die Belüftungspumpe zugeführte Luft in feinste Blasen; es bewirkt im oberen Bereich des Faulraumes einen hohen Sauerstoffeintrag und damit über die fakultative Behandlung einen vorteilhaften Übergang

zur aeroben Behandlung des Abwassers. Mit Hilfe dieser Maßnahmen wird die biologische Reinigungsleistung der Kläranlage so gesteigert, daß sie den Anforderungen einer vollbiologischen Reinigung genügt. Die eingebrachte Luft wird durch die Leitwand an

der Unterseite des Zwischenbodens zu einem Luftpolster unter dem Zwischenboden angestaut, wodurch sie von dem unteren Flügelrad wiederholt in das Abwasser eingeschlagen und durch die in der Leitwand angeordneten öffnungen bewußt 11. den Zulauf schacht abgeleitet werden kann, wobei die in Intervallen aufsteigenden Luftblasen ein Ansammeln von Schwimmschlamm an der Wasseroberfläche des Zulaufschachtes verhindern und dadurch den Warlungsaufwand der Kläranlage vermindern. Durch die in der Behällerzwischenwand angeordnete Rücklauföffnung wird der im Belebungsraum entstehende Überschußschlamm durch Wellenschlag in den Aufstiegsschacht geleitet. Der Übcrschußschlamm gelangt so in die fakultative Zone des Faulraumes, wo seine noch vorhandene Aktivität ausgenutzt wird, ohne daß eine die Ausbildung eines Luftpolsters verhindernde Öffnung im Zwischenboden zwischen Belebungsraum unci Faulraum angeordnet werden muß.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Ge- waagerechter Strömungsrichtung des im Belebungsgenstand der Ansprüche 2 bis 6. raum 3 an der Behälterzwischenwand 5 entlangkrei-

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der senden Abwassers vor der Einlauföffnung 12 an die

Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt Behälterzwischenwand S angesetzt ist und spitzwink-

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die Kläranlage, 5 lig von der Behälterzwischenwand 5 abstehend sich

F i g. 2 einen Horizontalschnitt durch die Kläran- bis vor die Einlauföffnung 12 erstreckt. Die Wandlage längs der Linie II-II in F i g. 1 und zunge 20 ruft eine Ejektorwirkung des vorbeifiießen-

Fig. 3 eine Belüftungsvorrichtung der Kläranlage den Wassers hervor, wodurch im Aufstiegsschacht 11

in vergrößerter Darstellung. aufsteigender Schwimmschlamm ebenfalls durch die

Die in Fig. 1 dargestellte Kläranlage besitzt einen io Einlauföffnung 12 in den Belebungsraum 3 hinein-Behälter, der durch einen Zwischenboden 4 in einen gesogen wird. Die Trennwand 8 grenzt nahe der dem unteren Faulraum 2 und in einen oberen Belebungs- Abwasserzulauf 10 zugekehrten Seite der Einlaufraum 3 getrennt ist. Der obere Belebungsraum 3 Öffnung 12 spitzwinklig an die Außenseite der Behälwird hierbei von dem waagerechten Zwischenboden 4 terzwischenwand S an und begünstigt dadurch den und von einer Behälterzwischenwand 5 gebildet, die 15 Absaugevorgang von Schwimmschlamm. Die Behälkegelstumpfförmig ausgebildet ist. Etwa über die terzwischenwand 5 ist femer im Bereich des AufHälfte des Behälterumfanges reicht der Zwischen- Stiegsschachtes 11 und in einem Abstand neben der boden 4 nicht bis an die Behälteraußenwand 1 heran. Einlauföffnung 12 mit einer Rücklauföffnung 21 vei-Der Ringraum zwischen der Behälteraußenwand 1 sehen, die mit ihrer Unterkante etwas über dem Was- und der Behälterzwischenwand 5 ist durch zwei senk- 20 serspiegel im Behälter liegt und durch eine waagerecht rechte Trennwände 6 in einen unten durch den Zwi- und senkrecht verschiebbare Blende 22 von ihrer schenboden 4 abgeschlossenen Nachklärraum 7 und Unterkante und einer Seitenkante ausgehend in ihrer einen nach unten zum Faulraum 2 offenen Schacht lichten Weite verstellbar ist. Durch die Rücklaufunterteilt. Dieser Schacht ist durch eine senkrechte Öffnung 21 können durch Wellenschlag hervorgeru-Trennwand 8 wiederum in einen Zulaufschacht 9, der 25 fene Abwasserschwalle mit Belebtschlamm in den den Abwasserzulauf 10 abwärts führend mit dem Aufstiegsschacht 11 übertreten, aus dem der im Über-Faulraum 2 verbindet, und in einen Aufstiegsschacht schuß vorhandene Belebtschlamm in die fakultative 11 unterteilt, der den oberen Bereich des Faulrau- Zone des Faulraumes 2 absinkt. Die Menge des übermes 2 aufwärts führend mit dem oberen Bereich des tretenden Abwassers und damit die Menge des Belebungsraumes 3 verbindet, wo die Behälterzwi- 30 Überschußschlammes ist durch die Blende 22 regu schenwand 5 des Belebungsraumes 3 mit einer Ein- lierbar.

lauf Öffnung 12 versehen ist. Im Bereich des Nachklär- Die in dem Belebungsraum 3 an der Behälterzwiraumes 7 hat die Behälterzwischenwand S an der schenwand 5 entlangströmende Fließbewegung wird Sohle des Zwischenbodens 4 eine Öffnung, wodurch zur Rückführung von Schlamm aus dem Nachklärder untere Bereich des Belebungsraumes 3 und der 35 raum 7 in der Weise genutzt daß in einer bestimmten Nachklärraum 7 miteinander in Verbindung stehen. Tiefe unter dem Wasserspiegel tangential die Behäl-In dem Nachklärraum 7 besitzt die Behälterzwischen- terzwischenwand 5 durchdringende Ejektorrohre 34 wand 5 eine Überlaufrinne 13, an die der Abwasser- vorgesehen sind, die den Schlamm aus dem Nachablauf 14 angeschlossen ist. Das durch den Abwasser- klärraum 7 abziehen (F i g. 2).

zulauf 10 zufließende ungeklärte Abwasser wird durch 40 Etwa in halber Höhe des Faulraumes 2 ist unter eine an der Unterseite des Zwischenbodens 4 ange- dem unteren Flügelrad 18 eine horizontale Leitplatte ordnete Leitwand 16 im Zulauf schacht 9 in den 33 angeordnet. Diese beschränkt den vom Flügelrad unteren Bereich des Faulraumes 2 geleitet. Aus dem 18 bewirkten Bewegungsimpuls auf den oberen Beoberen Bereich des Faulraumes 2 gelangt das Ab- reich des Faulraumes 2, der die fakultative Zone bilwasser durch den Aufstiegsschacht 11 und die Ein- 45 det und hält den durch die Rücklauföffnung 21 Überlauföffnung 12 in den oberen Bereich des Belebungs- getretenen Belebtschlamm möglichst lange in dieser raumes 3. Aus dem unteren Bereich des Belebungs- Zone fest (Fig. 1).

raumes 3 tritt das Abwasser in den Nachklärraum 7 F i g. 3 zeigt eine Ausbildung der Belüf tungsvor-

über. Von dem Nachklärraum 7 gelangt das Wasser richtung, die aus zwei auf einer Antriebswelle 23

in die Überlaufrinne 13 und zum Abwasserablauf 14. 5° angeordneten Flügelrädern 17 und 18 besteht und mit

In dem Behälter ist eine Belüftungsvorrichtung geringer Drehzahl mit etwa 60 bis 80 U/min, betrieangeordnet, die zwei Flügelräder auf einer Antriebs- ben wird. Das untere Flügelrad 18 sitzt auf dem durch welle 23 aufweist Das obere Flügelrad 17 versetzt einen abnehmbaren Deckel 24 des Zwischenbodens 4 den Wasserinhalt des Belebungsraumes 3 in eine Um- hindurchgeführten Ende der Antriebswelle 23. Das laufbewegung entlang der Behälterzwischenwand 5, 55 obere Ende der Antriebswelle 23 ist in einer Abdeckwährend das unter dem Zwischenboden 4 rotierende platte 31 des Behälters gelagert, die den Motor 3( untere Flügelrad 18 die ihm von einer Belüftungs- und die Belüftungspumpe 19 trägt Abdeckplatte 31 pumpe 19, die außerhalb des Behälters angeordnet und Deckel 24 sind durch ein Gestänge 27 mitein und gesondert oder direkt von der Antriebswelle 23 ander verbunden. Das Flügelrad 17 des Belebungs angetrieben ist durch eine Luftzuführungsleitung 26 60 raumes 3 besteht aus radial verlaufenden, in da; zugeführte Luft in den Faulraum 2 feinblasig verteilt Abwasser eintauchenden Flügeln 30, die eine inten und ebenfalls eine Umlaufbewegung des Wasservolu- sive Fließbewegung des Abwassers in Umfangsrich mens bewirkt tang bewirken und das Abwasser an der Oberfläcb

Die Einlauföffnung 12 in der Behälterzwischen- kräftig aufwühlen und dadurch die Sauerstoffauf wand 5 liegt etwa in Höhe des Wasserspiegels im 65 nähme des Abwassers beschleunigen. Das Flügelrai Belebungsraum 3. Auf ihrer Innenseite ist die Behäl- 18 des Faulraumes 2 weist an seiner Unterseite radia

terzwischenwand 5 mit einer bis unter den Wasser- verlaufende Rippen 25 auf, wodurch in dem Faul

spiegel reichenden Wandzunge 20 versehen, die in raum 2 eine Fließbewegung in Umlaufnchtung ei

zeugt wird. Eine Luftzuführungsleitung 26, die durch eines der Rohre des Gestänges 27 geführt ist, endet unter dem Flügelrad 18 unter dem Deckel 24 und bringt von der außerhalb des Behälters angeordneten Belüftungspumpe 19 relativ geringe Luftmengen ein, deren Sauerstoff wegen der feinblasigen Verteilung durch das Flügelrad 18 und durch das wiederholte Einschlagen der unterhalb des Zwischenbodens 4 zurückgehaltenen Luft sehr gut ausgenutzt wird und den Sauerstoffbedarf in der fakultativen Ubergangszone deckt. Die eingebrachte Luft wird durch die Leitwand 16 (Fig. 1) am sofortigen Entweichen aus dem Faulraum 2 gehindert und kann erst nach Erreichen einer gewissen, durch die Oberkanten von in der Leitwand 16 angeordneten öffnungen 28 festliegende Schichtstärke durch die Leitwand 16 in den Zulaufschacht 9 entweichen. Die im Zulaufschacht 9

an der Wasseroberfläche zerplatzenden Luftblasen zerstören eventuelle Schwimmschlammbildungen. Da das untere Flügelrad 18 nur zum Einführen von Luft in die fakultative Übergangszone dient und nicht zur Rückführung von überschüssigem Belebtschlamm aus der oberen Kammer in die untere Kammer, weil diese Rückführung vorteilhafter und besser regulierbar mit Hilfe der einsteübarea Rücklauföilüuug 21 erfolgt, kann auf eine Fördereinrichtung im Zwischenboden 4 zur Schlammrückführung in den Faulraum 2 verzichtet werden.

Die beiden Flügelräder 17 und 18 und deren Antriebswelle 23, die obere Abdeckplatte 31 und der die öffnung in dem Zwischenboden 4 mittels Gummidichtung 32 verschließende Deckel 24 sind durch das Gestänge 27 zu einer Einheit zusammengefaßt, die sich leicht einbauen bzw. auswechseln läßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Kläranlage zur biologischen Abwasserreinigung, bei der in einem Behälter ein unterer Faulraum und ein durch einen Zwischenboden von diesem getrennter oberer Belebungsrauin angeordnet sind, bei der ferner zwischen einer abwärts gerichteten Behälterzwischenwand und der Behälteraußenwand ein vom Abwasserzulauf der Anlage abwärts zum Faulraum führender Zulaufschacht und ein vom oberen Bereich des Faulraumes aufwärts zum oberen Bereich des Belebungsraumes führender und mit diesem durch eine im Bereich des Wasserspiegels des Belebungsraumes in der Behälterzwischenwand vorgesehene Einlauföffnung verbundener Aufstiegsschacht angeordnet sind, bei der weiter die Unterseite des Zwischenbodens mit einer abwärts gerichteten, den oberen Bereich des Faulraumes gegen die genannten Schächte abschirmenden Leitwand versehen ist, bei der außerdem im Belebungsraum und im oberen Bereich des Faulraumes je eine über eine etwa in der Mitte des Belebungsraumes verlaufende gemeinsame vertikale Welle angetriebene Belüftungsvorrichtung angeordnet ist und bei der im Bereich des Abwasserablaufs der Anlage zwischen dem Belebungsraum und der Behälteraußenwand ein Nachklärraum ausgebildet ist, der mit dem Belebungsraum über eine öffnung im Bereich des Zwischenbodens verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälteraußenwand (1) und die Behälterzwischenwand (5) mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt ausgebildet sind und der Zulaufschacht (9) und der Aufstiegsschacht (11) in Umfangsrichtung des Behälters nebeneinander angeordnet und durch zwischen der Behälteraußenwand (1) und der Behälterzwischenwand (5) sich erstreckende Trennwände (8, 6) gebildet sind, daß im Aufstiegsschachtill) im Abstand neben der Einlauföffnung (12) des Belebungsraumes (3) eine Rücklauföffnung (21) angeordnet ist, deren Unterkante etwa in Höhe des Wasserspiegels des Belebungsraumes (3) liegt, daß ferner die Leitwand (16) an der Unterseite des Zwischenbodens (4) in einem Abstand unter diesem im Bereich des Zulaufschachtes (9) mit öffnungen (28) versehen ist und daß die Belüftungsvorrichtung, die in an sich bekannter Weise aus zwei auf einer gemeinsamen Antriebswelle übereinander angeordneten Flügelrädern (17,18) und einer dem unteren Flügelrad zugeordneten, in dessen Bereich ausmündenden Luftzuführungsleitung einer Belüftungspumpe (19) besteht, so angeordnet ist, daß das obere Flügelrad (17) im Belebungsraum (3) an der Wasseroberfläche rotiert, die Antriebswelle (23) luftdicht durch den Zwischenboden (4) hindurchgeführt ist und das untere Flügelrad (18) nebst Luftzul'ührmigsleilung (26) unter dem Zwischenboden (4) im oberen Bereich des Faulraumcs (2) angeordnet ist.

2. Kläranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieRücklauföfinun« (?!) durch eine waagerecht und senkrecht verschiebbare Blende (22) von einer Seite her und von unten in ihrer lichten Weite verstellbar ist.

3. Kläranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, cUU3 in Richtung der Ringströmung im Belebungsraum (3) vor der Einlauföffnung (12) eine Wandzunge (20) an die Innenseite der Behälterzwischenwand (5) angesetzt ist die unter die Wasseroberfläche reicht und siel: etwa tangential zur Ringströmung bis vor die Einlauföffnung (12) erstreckt, und daß die Trennwand (8) zwischen den beiden Schächten (9,11] nahe der dem Abwasserzulauf (10) des Behalten zugekehrten Seite der Einlauföffnung (12) an d« Außenseite der Zwischenwand (5) angrenzt, vorzugsweise spitzwinklig.

4. Kläranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in etwa halbei Raumhöhe des Faulraumes (2) unter dem unteren Flügelrad (18) eine waagerechte Leitplatte (33] angeordnet ist.

5. Kläranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht von den Schächten (9,11) eingenommene Umfangsteil des Ringraumes zwischen der Behälterzwischenwand (5) und der Behälteraußenwand (1) den Nachklärraum (7) bildet und daß in der Behälterzwiscnenwand (S) im Bereich des Nachklärraumes (7) in die Ringströmung unterhalb dei Wasseroberfläche des Belebungsraumes (3) hineinragende Ejektorrohre (34) angeordnet sind.

6. Kläranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenboden (4) eine Öffnung aufweist, die durch einen Deckel (24) abdichtend verschließbar ist, der das untere Lager der Antriebswelle (23) trägt und mil einer das obere Lager der Welle tragenden Abdeckplatte (31) des Behälters durch ein Gestänge (27) verbunden ist, deren eines Gestängerohr als Luftzuführungsleitung (26) zum unteren Flügelrad (18) ausgebildet ist.