DE1300873B

DE1300873B - Process and oxidation ditch for cleaning waste water

Info

Publication number: DE1300873B
Application number: DES98158A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Max; Seibt
Original assignee: SEIBT FELICITAS; SEIBT GEB POWELS; SEIBT SIEGFRIED
Current assignee: SEIBT FELICITAS; SEIBT GEB POWELS; SEIBT SIEGFRIED
Priority date: 1965-07-13
Filing date: 1965-07-13
Publication date: 1969-08-07

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Oxydationsgraben zur Reinigung von Abwasser.The invention relates to a method and an oxidation ditch for Purification of sewage.

Als einfachste Methode hat sich bei einem Reinigungserfolg bis 98 1/o BSB..-Abbau in den letzten Jahren für kleine Gemeinden der sogenannte Oxydationsgraben erwiesen. Er arbeitet geruchsfrei, ist unempfindlich gegen Belastungsschwankungen und anspruchslos in der Wartung. Im Prinzip besteht er aus zwei parallelen Wassergräben, die an den Enden miteinander verbunden sind und bei denen das Ab- wasser durch eine rotierende 4 bis 10 cm in den Abwasserspiegel eintauchende Bürste ständig im Kreis bewegt wird. Der Zulauf des Abwassers und Ablauf des gereinigten Wassers erfolgt kontinuierlich bei einer Aufenthaltsdauer von 3 Tagen.The so-called oxidation ditch has proven to be the simplest method with a cleaning success of up to 98 1 / o BOD .. degradation in small communities in recent years. It works odor-free, is insensitive to load fluctuations and is undemanding in maintenance. In principle, it consists of two parallel water ditches, which are connected at the ends and in which the waste water is constantly moved in a circle by a rotating brush that is 4 to 10 cm deep in the waste water level. The inflow of the wastewater and the outflow of the purified water take place continuously with a stay of 3 days.

Die lange Aufenthaltsdauer des Abwassers von 3 Tagen bildet die bisherige Begrenzung des Anwendungsbereichs des Oxydationsgrabens nur für kleinere Gemeinden.The long stay of the wastewater of 3 days forms the previous limitation of the area of application of the oxidation ditch only for smaller communities.

Ursache für die lange Aufenthaltszeit des Abwassers ist die dem Oxydationsgraben gegenüber einem Belebtschlammbecken fehlende Homogenität von Abwasser, Frischschlamm, überflußschlamm und Luft. Bei diesem Oxydationsgraben dient die Belüftungswalze einmal zur Erzeugung des Fließgefälles und zum anderen zum Lufteintrag. Des weiteren erfolgt die Belüftung des im Graben kreisenden Ab- wassers durch die darüberstehende Luft der Atmosphäre infolge der Oberflächenberührung. Damit ergibt sich, daß im Oxydationsgraben die Lufteinwirkung auf die biologischen Vorgänge an der Oberfläche größer ist als an der Grabensohle. Umgekehrt ist aber, trotz des Nichtabsetzens des Schlammes, die größere Schlammkonzentration doch in Sohlennähe.The reason for the long residence time of the wastewater is the lack of homogeneity of wastewater, fresh sludge, overflow sludge and air in the oxidation ditch compared to an activated sludge basin. In the case of this oxidation ditch, the ventilation roller is used on the one hand to generate the flow gradient and on the other to introduce air. Furthermore, the ventilation is the circular in the trench waste water through the air above it the atmosphere as a result of surface contact. This means that in the oxidation trench the air effect on the biological processes is greater on the surface than on the bottom of the trench. Conversely, despite the fact that the sludge did not settle, the greater concentration of sludge near the bottom.

Die Erfindung bezweckt, den Unterschied zwischen 2 Stunden Aufenthaltszeit im Belebtschlammbecken und 72 Stunden im Oxydationsgraben so weit zu verkleinern, daß ohne nennenswerten Mehraufwand an Betriebsmitteln und Kosten nur noch ein Teil der bisherigen Zeit von 72 Stunden benötigt wird, um zu einem hohen, völlig befriedigenden Reinigungsgrad des Abwassers zu kommen.The aim of the invention is to reduce the difference between 2 hours of dwell time in the activated sludge basin and 72 hours in the oxidation ditch to such an extent that only part of the previous time of 72 hours is required to achieve a high, completely satisfactory one without significant additional expenditure on resources and costs Degree of purification of the sewage to come.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Reinigung von Abwasser in einem Oxydationsgraben mit mindestens einer Belüftungswalze, die eine Längsströmung im Graben erzeugt, zu entwickeln, mit dem eine homogene Durchmischung des zu reinigenden Abwassers mit Schlamm und Luft erreicht wird, um einen gleichmäßigen schnellen BSB.-Abbau zu erreichen.The invention is based on the object of a method and a device for cleaning wastewater in an oxidation ditch with at least one aeration roller, which creates a longitudinal flow in the trench, to develop, with which a homogeneous mixing of the wastewater to be cleaned with sludge and air is achieved to a uniform to achieve rapid BOD degradation.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Abwasser beim Durchlaufen des Grabens durch zusätzliche Querumwälzung mit Schlamm und Luft vermischt wird.According to the invention the object is achieved in that the waste water when passing through the trench by additional transverse circulation with mud and air is mixed.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 5. Further features of the invention are the subject matter of subclaims 2 to 5.

Die Möglichkeit, eine unkomplizierte, wenig aufwendige und gute Abwasserreinigung durch Anwendung des Oxydationsgrabens gemäß der Erfindung durchzuführen, wird von der jetzigen technischen ökonomischen Begrenzung auf Anwendungsbereiche bis etwa 3000 Einwohner auf ein Vielfaches dieser Zahl erweitert. Ferner werden infolge einfachster Wartung Arbeitskräfte eingespart.The possibility of uncomplicated, inexpensive and good wastewater purification by using the oxidation ditch according to the invention is extended to a multiple of this number from the current technical economic limitation to areas of application up to about 3000 inhabitants. Furthermore, manpower is saved as a result of the simplest maintenance.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigt F i g. 1 den Grundriß eines Oxydationsgrabens, F i g. 2 den Schnitt A-B nach F i g. 1, F i g. 3 den Schnitt C-D nach F i 1, F i g. 4 den Schnitt E-F nach F i g. 1, F i g. 5 den Schnitt G-H nach F i g. 1, F i g. 6 den Schnitt J-K nach F i g. 1, F i g. 7 ein Detail der Belüftungswalze in Längsansicht, F i g. 8 ein Detail der Belüftungswalze in stirnseitiger Ansicht.The invention is to be explained in more detail below using an exemplary embodiment. It shows F i g. 1 shows the plan of an oxidation ditch, FIG. 2 the section AB according to FIG. 1, Fig. 3 the section CD according to F i 1, F i g. 4 the section EF according to FIG. 1, Fig. 5 the section GH according to FIG. 1, Fig. 6 the section JK according to FIG. 1, Fig. 7 shows a detail of the ventilation roller in a longitudinal view, FIG . 8 a detail of the ventilation roller in an end view.

In einem Oxydationsgraben 1 sind zwei Überlaufwehre 2 mit senkrechter Stirnseite und schräger Ablaufseite, auf der das Abwasser in einer 6 bis 10 cm starken Schicht abläuft, eingebaut. In das auf diesem schrägen Ablauf abströmende Wasser greifen kurz hinter dem überlauf bürstenartige Belüftungswalzen 3 ein, die bis 10 cm tief eintauchen.In an oxidation ditch 1 , two overflow weirs 2 with a vertical end face and an inclined drainage side, on which the waste water runs off in a 6 to 10 cm thick layer, are installed. Just behind the overflow, brush-like ventilation rollers 3 , which immerse up to 10 cm deep, intervene in the water flowing off on this inclined drain.

Damit ist bei entsprechender Drehzahl einmal das erforderliche Fließgefälle gesichert und zum anderen der Lufteintrag durch die Belüftungswalzen 3, die den vollen Querschnitt erfassen, verstärkt. Die hinter der Belüftungswalze des ersten Wehres liegende gerade Strecke ist im Querschnitt so bemessen, daß eine Strömungsgeschwindigkeit von etwa 0,6 bis 0,8 m/s entsteht. Bei der ersten Belüftungswalze erfolgt der kontinuierliche Zustrom von Frischabwasser zum kreisenden Abwasserstrom. Dicht hinter der Belüftungswalze, zu Beginn der geraden Strecke, ist eine Blechwendel 4 eingebaut, die dem Wasserstrom einen Drall gibt. Die an den Grabenwandungen stets dicht anliegende Blechwendel ist auf ihre Länge um 180' verwunden und fördert das in der unteren Querschnittshälfte des Grabens strömende Abwasser spiralig nach oben, und umgekehrt. Damit entsteht neben der Längsströmung eine Querumwälzung des Abwasserstromes ähnlich wie bei einem Belebtschlambecken mit entsprechend inniger Berührung des gesamten Abwasserstromes mit der Außenluft sowie homogener Durchmischung von Wasser, Luft und Schlamm. Um die gegen Ende der geraden Fließstrecke abebbende Querströmung wieder zu beleben, ist dort nochmals die gleiche Blechwendel einaebaut.In this way, at the appropriate speed, the required flow gradient is secured and, on the other hand, the entry of air through the ventilation rollers 3, which cover the full cross section, is increased. The straight section behind the ventilation roller of the first weir is dimensioned in cross section in such a way that a flow velocity of about 0.6 to 0.8 m / s is created. With the first aeration roller there is a continuous inflow of fresh wastewater to the circulating wastewater flow. Right behind the ventilation roller, at the beginning of the straight stretch, a sheet metal helix 4 is installed, which gives the water flow a twist. The sheet metal helix, which always lies tightly against the trench walls, is twisted by 180 ' along its length and conveys the sewage flowing in the lower cross-sectional half of the trench spirally upwards, and vice versa. In addition to the longitudinal flow, this creates a transverse circulation of the wastewater stream similar to an activated sludge basin with correspondingly intimate contact of the entire wastewater stream with the outside air as well as homogeneous mixing of water, air and sludge. In order to revive the cross-flow that ebbs towards the end of the straight flow section, the same sheet metal helix is installed there again.

Im anschließenden Verbindungsbogen zum Parallelgraben vermindert sich durch Erweiterung des Grabenprofils die Geschwindigkeit, und diese ist vor der Stirnseite des zu Beginn des Parallelgrabens eingebauten zweiten Wehres so niedrig, daß sich der Schlamm auf der Grabensohle absetzt und vor dem Wehr anstaut. Am Beginn der schrägen Ablaufseite des Wehres ist in gleicher Weise wie beim ersten Wehr die zweite Belüftungswalze eingebaut und bewirkt hier erneuten Lufteintrag und erneutes Fließgefälle. Der Parallelgraben ist querschnittsmäßig so bemessen, daß am Anfang 0,5 m/s Fließgeschwindigkeit und am Ende 0,3 m/s vorhanden sind. Am Anfang des Parallelgrabens hinter dem zweiten Wehr ist nochmals eine Blechwendel 4 eingebaut. Diese dritte Blechwendel gibt der Strömung des Parallelgrabens wiederum einen Drall und erzeugt damit ebenfalls zur Längsströmung eine Querumwälzung mit dem Ergebnis, wie es bereits für die erste Strecke geschildert wurde.In the connecting arch to the parallel trench, the speed is reduced by widening the trench profile, and this is so low in front of the front of the second weir built at the beginning of the parallel trench that the sludge settles on the bottom of the trench and backs up in front of the weir. At the beginning of the sloping discharge side of the weir, the second aeration roller is installed in the same way as at the first weir and causes a renewed entry of air and a renewed flow gradient. The cross-section of the parallel trench is dimensioned so that there is a flow velocity of 0.5 m / s at the beginning and 0.3 m / s at the end. At the beginning of the parallel trench behind the second weir, another sheet metal helix 4 is installed. This third sheet metal helix in turn gives the flow of the parallel trench a twist and thus also generates a transverse circulation in relation to the longitudinal flow, with the result, as already described for the first section.

Die ebenfalls am Streckenende abebbende Querumwälzung wird jedoch nicht durch eine weitere Blechwendel neu belebt, im Gegenteil wird die gesamte Strömungsgeschwindigkeit durch allmähliche Querschnittserweiterung stark vermindert, so daß von der Stirnseite des ersten Wehres eine konzentrierte Schlammanstauung im unteren Grabenteil erfolgt. Dieser vor dem ersten Wehr stark erweiterte Grabenquerschnitt hat eine seitliche Ausbuchtung, in der fast Strömungsstillstand herrscht und aus der von dem oberen Klärwasser so viel in den Vorfluter abfließt, als Frischwasser 11 hinter dem ersten Wehr dem Oxydationsgraben zufließt. Die Querschnittserweiterung mit seitlicher Ausbuchtung und mit Schlammsammler 5 wirkt im Sinne einer Nachklärung, so daß der Abfluß 13 nicht nur biologisch sehr gut gereinigt, sondern auch relativ klar ist. Gegenüber dieser Ausbuchtung ist ein Regenüberlauf 12 vorgesehen, der dann in Tätigkeit tritt, wenn infolge Regens der Wasserspiegel im Oxydationsgraben 1 zeitweilig ansteigt. Im Tiefpunkt der Schlammansammlung vor dem ersten Wehr wird durch den Schlammabzug 6 ständig eine bestimmte Teilmenge des Schlammes abgezogen. Die übrige, mehrfach größere Schlammenge kreist weiterhin im Graben, um den biologischen Abbau der organischen Bestandteile des zuströmenden Frischabwassers zu aktivieren. Dieses Mitkreisen des nicht abgezogenen Schlammes geschieht auf folgende Weise: Dort, wo die Belüftungswalze 3 in den Wasserspiegel taucht, wird der Wasserspiegel gegenüber der Spiegelhöhe vor dem Wehr abgesenkt. Der Niveauunterschied des Wasserspiegels bewirkt einen hydraulischen Druck, der den Schlamm durch einen vom stirnseitigen Tiefpunkt des Wehres ausgehenden Umlaufkanal 7 in eine Querrinne 8 unterhalb der Belüftungswalze drückt. Von dieser wird er erfaßt und mit dem Abwasserstrom völlig durchmischt. Dasselbe gilt sinngemäß für den Schlamm vor dem zweiten Wehr. Um den Lufteintrag der Belüftungswalze 3 auf ein Maximum zu bringen, sind deren Schaufeln 10 als Löffel ausgebildet, die beim Auftreffen auf den Wasserstrom parallel zu diesem liegen und mit der konvexen Seite nach oben jeweils Luftblasen in den Wasserstrom drücken, die teils vom Wasserstrom mitgenommen werden, teils wieder hochsteigen.The transverse circulation, which also subsided at the end of the line, is not revived by another sheet metal helix, on the contrary, the overall flow velocity is greatly reduced by a gradual widening of the cross-section, so that a concentrated sludge accumulation occurs from the front of the first weir in the lower part of the trench. This trench cross-section, which has been greatly expanded in front of the first weir, has a bulge at the side in which the flow is almost at a standstill and from which as much of the upper sewage water flows into the receiving water as fresh water 11 flows into the oxidation trench behind the first weir. The widened cross-section with a lateral bulge and with a sludge collector 5 acts in the sense of a secondary clarification, so that the drain 13 is not only very well cleaned biologically, but is also relatively clear. Opposite this bulge, a rain overflow 12 is provided, which is activated when the water level in the oxidation ditch 1 rises temporarily as a result of rain. At the lowest point of the accumulation of sludge in front of the first weir, a certain amount of the sludge is continuously withdrawn by the sludge discharge 6. The remaining, several times larger amount of sludge continues to circulate in the trench in order to activate the biological degradation of the organic components of the incoming fresh wastewater. This circling of the sludge that has not been drawn off takes place in the following way: Where the aeration roller 3 dips into the water level, the water level is lowered compared to the level in front of the weir. The difference in level of the water level causes a hydraulic pressure which presses the sludge through a circulating channel 7 starting from the front low point of the weir into a transverse channel 8 below the aeration roller. It is captured by this and completely mixed with the waste water flow. The same applies mutatis mutandis to the sludge in front of the second weir. In order to bring the air entry of the ventilation roller 3 to a maximum, its blades 10 are designed as spoons, which are parallel to the water flow when it hits the water flow and, with the convex side facing up, press air bubbles into the water flow, some of which are carried along by the water flow , partly climb back up.

Um weiterhin die Flockenbildung zu begünstigen und um den Absetzvorgang zu beschleunigen, ist neben der Querrinne 8 unterhalb der Belüftungswalze des ersten Wehres noch eine Fällmittelzugaberinne 9 vorgesehen, in der das gewählte Fällmittel, z. B. FeCI., einströmt, das von der Belüftungswalze ebenfalls dem Abwasser zugemischt wird. Die Zweckmäßigkeit und Art der Fällmittelzugabe ist von der Beschaffenheit des Abwassers abhängig und von Fall zu Fall zu entscheiden.In order to continue to promote the formation of flakes and to accelerate the settling process, in addition to the transverse channel 8 below the ventilation roller of the first weir, a precipitant feed channel 9 is provided in which the selected precipitant, e.g. B. FeCl., Flows in, which is also mixed into the wastewater by the aeration roller. The expediency and type of precipitant addition depends on the nature of the wastewater and must be decided on a case-by-case basis.

Claims

Claims: 1. A method for cleaning wastewater in an oxidation ditch with at least one aeration roller which generates a longitudinal flow in the ditch, characterized in that the wastewater is mixed with sludge and air when passing through the ditch by additional transverse circulation.

2. Oxidation ditch for carrying out the method according to claim 1, with at least one aeration roller, characterized by at least one overflow weir which runs transversely to the flow and over the back of the weir the aeration roller (.3) is arranged, and by at least immediately behind the overflow weir (2) arranged guide surfaces in the form of a sheet metal helix (4). 3. Oxidation trench according to claim 2, characterized in that in the area of the sludge accumulated on the trench bottom in front of the overflow weir (2) a circulation channel (7) opens which promotes in a transverse channel (8) on the back of the weir under the belt lifting roller (3) Utilization of the pressure gradient between the face and the back of the overflow weir. 4. Oxidation ditch according to claim 2, characterized in that the trench piece in front of the overflow weir is widened like a clarifier to a sludge collector (5) with sludge discharge (6) into which the circulation channel (7) opens. 5. Oxidation ditch according to claim 2, with aeration roller with blades, characterized in that the blades (10) of the ventilation roller (3) are spoon-shaped at their ends and immerse in the flow direction in the sewage stream. 6. Oxidation ditch according to claim 2, characterized in that the back of the weir has a precipitant feed channel (9) .