DE1202227B

DE1202227B - Method and device for the biological cleaning of waste water in an aeration basin

Info

Publication number: DE1202227B
Application number: DED36925A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Martin Danjes
Original assignee: MARTIN DANJES DIPL ING; Strabag Bau AG
Current assignee: MARTIN DANJES DIPL ING; Strabag Bau AG
Priority date: 1961-08-31
Filing date: 1961-08-31
Publication date: 1965-09-30

Description

Verfahren und Gerät zum biologischen Reinigen von Abwässern in einem Belüftungsbecken Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Gerät zum biologischen Reinigen von Abwässern in einem Belüftungsbecken mit mechanischer Umwälzung und mit getrennt davon erfolgender Belüftung des Abwassers.Process and device for the biological purification of waste water in one Aeration basin The invention relates to a method and a device for biological Purification of wastewater in an aeration tank with mechanical circulation and with separate ventilation of the wastewater.

Bei einem bekannten Verfahren wird das Abwasser durch umlaufende Flügel mechanisch umgewälzt, die auf einer in Längsrichtung des Beckens angebrachten, sich drehenden Welle befestigt sind. Die Belüftung des Abwassers erfolgt hierbei durch Einführung fein verteilter Druckluft an einer Stelle, wo die Umwälzströmung des Abwassers entgegengesetzt zur Steigrichtung der Luftblasen verläuft. Bei einem anderen bekannten Verfahren wird das Abwasser durch grobblasige Belüftung umgewälzt und zur Sauerstoffanreicherung unabhängig hiervon feinblasig belüftet. Die Austrittsstellen beider Belüftungseinrichtungen sind dabei auf die ganze Länge des Beckens abwechselnd hintereinander angeordnet. Bei diesen bekannten Verfahren wird die gesamte Abwassermenge des Beckens gleichzeitig umgewälzt, was mit einem hohen Energieaufwand verbunden ist und was die Wirtschaftlichkeit des Betriebs solcher Kläranlagen beeinträchtigt.In a known method, the wastewater is through rotating blades mechanically circulated, which is attached to a lengthwise direction of the pelvis rotating shaft are attached. The wastewater is ventilated through Introduction of finely distributed compressed air at a point where the circulating flow of the Wastewater runs in the opposite direction to the direction in which the air bubbles rise. With another known processes, the wastewater is circulated through coarse-bubble aeration and for oxygen enrichment independently of this aerated with fine bubbles. The exit points Both ventilation devices are alternating over the entire length of the pool arranged one behind the other. In these known methods, the entire amount of wastewater of the basin is circulated at the same time, which is associated with a high expenditure of energy is and what affects the profitability of the operation of such sewage treatment plants.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wirtschaftlichkeit der biologischen Reinigung von Abwässern in Belüftungsbecken durch Senkung des Energieaufwandes beim Betrieb solcher Belüftungsbecken zu verbessern. Gemäß der Erfindung wird dies bei einem Verfahren zum biologischen Reinigen von Abwässern in einem Belüftungsbecken mit mechanischer Umwälzung und mit getrennt von dieser erfolgender Belüftung des Abwassers dadurch erreicht, daß fortschreitend über die Länge des Belüftungsbeckens nur jeweils ein Teil des Abwassers aus dem Bereich der Beckensohle angehoben, diesem Teilstrom eine horizontale Strömung in Wasserspiegelnähe aufgezwungen und das Abwasser im Bereich dieser horizontalen Strömung künstlich belüftet wird.The invention is based on the problem of the economy of biological treatment of wastewater in aeration basins by reducing energy consumption to improve the operation of such aeration basins. According to the invention this will be in a method for the biological purification of waste water in an aeration basin with mechanical circulation and with separate ventilation of the Waste water achieved in that progressively over the length of the aeration basin only a part of the wastewater is raised from the area of the basin floor, this Partial flow forced a horizontal flow near the water level and the wastewater is artificially ventilated in the area of this horizontal flow.

Während bisher die gesamte Abwassermenge im Becken zur Vermeidung von Schlammablagerungen unter hohem Energieaufwand mit einer bestimmten Geschwindigkeit umgewälzt werden mußte, erfordert das durch die Erfindung gelehrte fortschreitende Anheben nur jeweils eines Teiles des Abwassers wesentlich weniger Energie. Gegenüber dem Bekannten wird bei dem Verfahren gemäß der Erfindung an Energie auch noch dadurch eingespart, weil beim beanspruchten Verfahren ein optimales Verhältnis zwischen Einblastiefe und der Bildung neuer Grenzflächen zwischen den aufsteigenden Luftblasen und dem in horizontaler Richtung strömenden Abwasser erhalten wird. Die in Wasserspiegelnähe verlaufende horizontale Strömung des Abwassers wird dabei so groß gewählt, daß der Bedarf der Mikroorganismen an Sauerstoff durch die Belüftung auf wirtschaftliche Weise gedeckt werden kann.While so far the entire amount of wastewater in the basin to avoid of sludge deposits with a high expenditure of energy at a certain speed had to be overturned requires the progression taught by the invention Raising only part of the wastewater at a time requires significantly less energy. Opposite to In the method according to the invention, energy is also obtained from the known saved because in the claimed process there is an optimal ratio between Injection depth and the formation of new interfaces between the rising air bubbles and the sewage flowing in the horizontal direction is obtained. The one near the water level running horizontal flow of the sewage is chosen so large that the The need of the microorganisms for oxygen through the ventilation on economic Way can be covered.

Das vorgeschlagene Verfahren kann unabhängig von der Beckenform durchgeführt werden.The proposed method can be performed regardless of the shape of the pool will.

Zur Durchführung des Verfahrens dient ein Gerät mit einer das Abwasser im Belüftungsbecken auf die Höhe des Wasserspiegels fördernden Einrichtung sowie mit einer davon unabhängigen, aus Gebläse und Verteilerrohren bestehenden Belüftungseinrichtung, bei dem nach der Erfindung die Fördereinrichtung und die Belüftungseinrichtung eine über die Länge des Belüftungsbeckens hin- und herbewegbare bauliche Einheit bilden und bei dem die Fördereinrichtung so ausgebildet ist, daß sie Abwasser aus dem Bereich der Beckensohle auf ein annähernd horizontal angeordnetes Leitblech fördert, das mit seinen nach oben zurückgebogenen, die Luftverteilerrohre übergreifenden Enden in das Abwasser taucht und an den gebogenen Flächen jeweils eine schlitzförmige Austrittsöffnung für das geförderte Abwasser aufweist, die jeweils der ebenfalls schlitzförmigen Austrittsöffnung der Luftverteilerrohre gegenüberliegt. Die Fördereinrichtung kann dabei aus einer Pumpe bestehen oder aus einem als Staufläche wirkenden Leitblech, durch das das Abwasser bei der Bewegung des Geräts nach oben gefördert wird.A device with a waste water is used to carry out the process in the aeration basin at the height of the water level promoting facility as well with an independent ventilation device consisting of a fan and distribution pipes, in which, according to the invention, the conveying device and the ventilation device one Form a structural unit that can be moved back and forth over the length of the aeration basin and wherein the conveyor is adapted to take sewage from the area the bottom of the basin on an almost horizontally arranged baffle that with its ends bent back upwards and overlapping the air distribution pipes immersed in the wastewater and a slot-shaped one on each of the curved surfaces Has outlet opening for the pumped wastewater, each of which is also Opposite slot-shaped outlet opening of the air distribution pipes. The conveyor can consist of a pump or a baffle acting as a storage area, through which the wastewater is conveyed upwards when the device is moved.

Bei der fortschreitenden Hin- und Herbewegung des Geräts bleibt das Abwasser stets in einem Teil des Beckens in Ruhe, und es kann hier der eingetragene Sauerstoff durch die Bakterien aufgezehrt werden und so der biologische Reinigungsprozeß erfolgen. Ein Ausführungsbeispiel eines zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Geräts ist in den Zeichnungen in vereinfachter Darstellung veranschaulicht. Es zeigt F i g. 1 die Seitenansicht eines auf Schwimmkörpern gelagerten Geräts mit Umwälz- und Belüftungseinrichtung, F i g. 2 die zugehörige Draufsicht und F i g. 3 einen Ausschnitt aus der F i g. 1 in vergrößertem Maßstab.This remains as the device moves back and forth Wastewater is always at rest in a part of the basin, and it can be registered here Oxygen is consumed by the bacteria and so is the biological cleaning process take place. An embodiment of one for carrying out the invention Process suitable device is shown in the drawings in a simplified representation illustrated. It shows F i g. 1 the side view of a mounted on floats Device with circulation and ventilation device, F i g. 2 the associated top view and F i g. 3 shows an excerpt from FIG. 1 on an enlarged scale.

Auf zwei strömungsgünstig ausgebildeten Schwimmkörpern a ist in Höhe des Wasserspiegels eine Pumpe b angeordnet, die mit einem Antriebsmotor h gekuppelt ist. Der Saugstutzen d der Pumpe b ragt in die für die Schlammaufwirbelung günstigste Zone des im Belebungsgraben oder Belüftungsbecken abgesetzten Schlammes. Der Austrittsstutzen i der Pumpe b mündet über einem schwach geneigten Leitblech c, dessen randseitige Streifen k nach oben zurückgebogen sind. An den Umbiegungsstellen des Leitbleches c ist eine sich über die ganze Breite erstreckende schlitzförmige Austrittsöffnung e angebracht, durch die das aus dem Austrittsstutzen i auf das Leitblech c geförderte Abwasser dicht unter dem Wasserspiegel wieder in das Becken oder den Belüftungsgraben zurückfließt. In dem von dem Streifen k begrenzten Raum ist über dem Leitblech c ein Luftverteilerrohr f angeordnet, das einen strömungsgünstigen Querschnitt aufweist und ebenfalls mit einem Längsschlitz 1 versehen ist, der der Austrittsöffnung e im Leitblech c entspricht. Das Luftverteilerrohr f ist an ein auf den Schwimmkörpern a angeordnetes Gebläse g angeschlossen, das unabhängig von der Pumpe b angetrieben wird. Die durch das Gebläse g in das Luftverteilerrohr feingeführte Luft tritt durch den Längsschlitz l aus, wobei eine Injektorwirkung entsteht, die die Strömung des Wassers durch die Austrittsöffnung e im Leitblech c unterstützt. Ein Teil der aus dem Längsschlitz 1 austretenden Luft strömt in den zwischen dem Luftverteilerrohr f und dem Leitblech c bzw. dem Streifen k gebildeten Kanal nach oben, entgegen der Richtung des Wasserstromes. Es tritt daher in dem auf dem Leitblech c herabfließenden Wasser eine starke Turbulenz auf, wodurch der Eintrag des Luftsauerstoffs in das Abwasser wesentlich verbessert wird. A pump b , which is coupled to a drive motor h, is arranged on two floating bodies a, which are designed to be aerodynamically favorable, at the height of the water level. The suction nozzle d of the pump b protrudes into the zone of the sludge deposited in the activated sludge ditch or aeration basin which is most favorable for sludge swirling. The outlet nozzle i of the pump b opens out over a slightly inclined guide plate c, the edge-side strips k of which are bent back upwards. At the bend points of the guide plate c, a slot-shaped outlet opening e extending over the entire width is attached, through which the wastewater conveyed from the outlet nozzle i to the guide plate c flows back into the basin or the ventilation ditch just below the water level. In the space delimited by the strip k, an air distribution pipe f is arranged above the guide plate c, which has a flow-favorable cross section and is also provided with a longitudinal slot 1 which corresponds to the outlet opening e in the guide plate c. The air distribution pipe f is connected to a fan g which is arranged on the floats a and which is driven independently of the pump b. The air fed into the air distribution pipe by the fan g exits through the longitudinal slot l, an injector effect being created which supports the flow of the water through the outlet opening e in the guide plate c. Part of the air emerging from the longitudinal slot 1 flows upwards into the channel formed between the air distributor pipe f and the guide plate c or the strip k , counter to the direction of the water flow. A strong turbulence therefore occurs in the water flowing down on the guide plate c, as a result of which the entry of atmospheric oxygen into the wastewater is significantly improved.

Das von den beiden Schwimmkörpern a getragene Gerät wird auf dem Belebungsgraben hin- und herbewegt, wobei es seinen Vortrieb durch eigene Kraft, nämlich durch die Saugwirkung der Pumpe b oder durch besonders angetriebene Propeller erhält. Es kann auch mittels eines Seilzuges oder eines am Ufer auf einer Schiene geführten Fahrwerkes vom Ufer aus angetrieben oder geführt werden. Der Saugstutzen d der Pumpe b ragt bei jeder Bewegungsrichtung des Aggregats in die für die Schlammaufwirbelung günstigste Zone des abgesetzten Schlammes. Am Ende des Belebungsgrabens oder Belüftungsbeckens können entsprechende Vorrichtungen vorgesehen sein, durch die die Pumpe b um 180° geschwenkt wird.The device carried by the two floats a is moved back and forth on the activation ditch, where it is propelled by its own force, namely by the suction of the pump b or by specially driven propellers. It can also be driven or guided from the bank by means of a cable pull or a chassis guided on a rail on the bank. The suction nozzle d of the pump b protrudes in every direction of movement of the unit into the most favorable zone of the deposited sludge for swirling up the sludge. Appropriate devices can be provided at the end of the aeration ditch or aeration basin, by means of which the pump b is pivoted through 180 °.

Wegen der horizontalen Lage des Längsschlitzes 1 wird der Luft eine horizontale Strömung aufgezwungen und erhält dadurch trotz ihrer geringen Einblastiefe genügend Möglichkeit zur Diffusion mit dem Abwasser. Diese Wirkung wird durch die Turbulenz unterstützt, die in dem engen Kanal zwischen dem Luftverteilerrohr f und der Oberfläche des Leitbleches c bzw. des Streifens k auftritt. Die durch die Austrittsöffnung e austretenden Luftblasen werden außerdem durch den Streifen k des Leitbleches c unter Wasser gehalten.Because of the horizontal position of the longitudinal slot 1, the air is one horizontal flow is imposed and is maintained by it despite its low blow-in depth sufficient opportunity for diffusion with the wastewater. This effect is made possible by the Turbulence supported in the narrow channel between the air distribution pipe f and the surface of the baffle c or the strip k occurs. The through the outlet opening e emerging air bubbles are also through the strip k of the baffle c kept under water.

Hierdurch sowie infolge der Turbulenz innerhalb der zwischen dem Luftverteilerrohr f und dem Leitblech c einschließlich des Streifens k gebildeten Kanäle werden stets neue Grenzflächen zwischen dem Abwasser und den Luftblasen geschaffen, so daß mit weniger Kraftbedarf als bisher ein genügender Sauerstoffeintrag in das Abwasser erhalten wird.This and as a result of the turbulence within the between the air distribution pipe f and the baffle c including the strip k formed channels are always new interfaces between the sewage and the air bubbles created so that with less power required than before, sufficient oxygen input into the wastewater is obtained.

Auch bei wechselndem Wasserstand im Belüftungsbecken ist der Wirkungsgrad der Belüftung bei schwimmender Anordnung des Geräts entsprechend dem beschriebenen Ausführungsbeispiel stets gleich.Even when the water level in the aeration basin changes, the degree of efficiency is high the ventilation with a floating arrangement of the device according to the one described Embodiment always the same.

Claims

Claims: 1. Process for the biological purification of waste water in an aeration tank with mechanical circulation and with separate circulation Aeration of the sewage, d a d u r c h marked that progressively over the Length of the aeration basin only a part of the wastewater from the area Raised basin bottom, this partial flow a horizontal flow near the water level imposed and the sewage in the area of this horizontal flow artificially is ventilated.

2. Apparatus for performing the method according to claim 1 with a Facility that promotes the wastewater in the aeration basin to the height of the water level as well as with an independent one consisting of a fan and air distribution pipes Ventilation device, characterized in that the conveying device and the Aeration device one that can be moved back and forth over the length of the aeration basin Form a structural unit and that the conveyor is designed so that it Waste water from the area of the basin floor to an approximately horizontally arranged Baffle (c) promotes the air distribution pipes with its bent back upwards (f) overlapping ends immersed in the sewage and on the curved surfaces respectively has a slot-shaped outlet opening (e) for the conveyed wastewater, which each of the slot-shaped outlet opening of the air distribution pipes (f) opposite.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the conveying device consists of a pump (b).

4. Apparatus according to claim 2, characterized in that the conveyor consists of a baffle acting as a storage area, through that the wastewater is conveyed upwards when the device is moved. Into consideration Printed publications: German Patent No. 455 069; German utility model No. 1705 536; "Special notices on the German Hydrological Yearbook" Number 1.

5, p. 45, 1956, Bonner Universitätsdruckerei.