DE1658068C2

DE1658068C2 - Kläranlage zur aeroben Abwasserreinigung

Info

Publication number: DE1658068C2
Application number: DE1658068A
Authority: DE
Inventors: Seiichi Itoh; Minondo Kimura; Hiroshi Tokio Kitagawa; Maeda; Toru Miyagi; Shuhei Nakamura; Yasuo Suzuki
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1966-01-10
Filing date: 1967-01-10
Publication date: 1974-04-04
Also published as: US3428555A; DE1658068B1; GB1172913A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kläranlage zur aeroben Abwasserreinigung mit Vorbehandlungsbecken, Belüftungsbecken und Nachklärbecken und mit einer um eine waagerechte Achse rotierenden Belüftungsvorrichtung.

Eine solche Kläranlage, die noch einen Faulraum unterhalb des Vorklärraumes aufweist, ist z. B. au? der deutschen Patentschrift 501 580 bekannt. Auch die deutsche Patentschrift 466 743 zeigt eine Anlage mit hintereinander angeordneten Belüftungs- und Nachklärbecken. Bei diesen bekannten An'agen dienen unterhalb der Flüssigkeitsoberfiäche befindliche Rotationskörper als Belüftungsvorrichtungen. Nachteilig bei diesen bekannten Anlagen ist, daß sie einen großen Platzbedarf aufweisen und der Wirkungsgrad des Sauerstoffeintrags verhältnismäßig gering ist.

Um den Sauerstoffeintrag in das Belüftungsbecken zu verbessern, ist es ferner bekannt, durch heftige Bewegung der Flüssigkeitsoberfläche mittels Bürsten Sauerstoff in das zu behandelnde Abwasser einzutragen (österreichische Patentschrift 199 571). Dieses Verfahren hat jedoch einen relativ hohen Energieverbrauch.

Aus der deutschen Patentschrift 1 185 127 ist ein Verfahic.i bekannt (sogenanntes Tauchtropfkörper- *5 verfahren), bei dem große, etwa bis zur Hälfte in die Flüssigkeit tauchende Scheiben, die praktisch, im Querschnitt gesehen, das gesamte Belüftungsbecken einnehmen, langsam im Belüftungsbeckeen rotieren. Auf den Scheiben bildet sich ein wirksamer biologischer Rasen, der während des Auftauchens den zum Stoffwechsel des Rasens notwendigen Sauerstoff aufnimmt und speichert. Das Tauchtropfkörperverfahren bat wegen seiner gegenüber dem Belebungsverfahren geringen wirksamen Oberfläche einen relativ großen Raumbedarf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kläranlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die relativ kompakt ist, einen geringeren Raumbedarf als Tauchtropfkörperanlagen aufweist und bei der der Energiebedarf geringer ist als bei den mit heftiger Flüssigkeitsbewegung arbeitenden Anlagen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Belüftungsvorrichtung aus einer über das Vorbehandlungsbecken und das Be'üftungsbecken sich erstreckenden rotierenden Welle mit darauf befestigten, nur den oberen Teil der Becken einnehmenden Belüftungselementen in Form von in das Abwasser teilweise eintauchenden Scheiben oder konzentrisch zueinander angeordneten, in Abständen voneinander liegenden Zylindern, die sich in Achsrichtung der Welle erstrecken, besteht und daß die Rotationsgeschwindigkeit der Welle derart hoch ist, daß über die von den Belüftungselementen mitgenommenen Wasserhäute ein ausreichender Sauer-Stoffeintrag in das Vorbehandlungs- und Belüftungsbecken gewährleistet ist.

Hierdurch wird der Vorteil erreicht, daß eine kompakte Kläranläge mit geringem Raumbedarf geschaffen wird, bei der durch teilweise in die Flüssigkeit eintauchende rotierende Scheiben oder Zylinder, die im folgenden der Einfachheit halber als Drehkörper bezeichnet werden, ein relativ hoher Sauerstoffeintrag unter gleichzeitiger Erzeugung einer konstanten Strömung im Vorbehandlungs- und Belüftungsbecken erzielt wird. Die konstante Strömung verhindert ein Absetzen des Schlammes. Der notwendige Sauerstoff wird gemäß der Erfindung über die an den relativ rasch rotierenden Drehkörpern anhaftender Fiüssi«keitsfi!me in die Flüssigkeit eingebracht.

In weilerer Ausgestaltung der Erfindung ist es vor teilhaft den Abstand zwischen den im Belüftungs becken'rotierenden Scheiben abwechselnd groß unc klein zu halten oder die Größe der aufeinanderfol- «enden Scheiben kontinuierlich zu ändern. Das Vorbehandlunasbccken kann sich zum Überlauf in da; B'Müfiun»sbeckcn hin verjüngen. Es kann eim eemeinsame Strömungsleitplatte im Vorbehandlungsund Belüftungsbecken angeordnet werden. Ferner isi es zweckmäßig, daß das Nachklärbecken an seiner Boden mit dem Belüftungsbecken in Verbindung steht und einen allmählich zum oberen Teil hin zunehmenden Querschnitt hat. Um einen diskontinuieriinien Flüssiakeitsausiaß zu erreichen, kann dei Flüs?i"keitsauslaß im Nachklärbecken in Form einei unierFederwirkungstehenden Klappe ausgebildet sein

Aus der deutschen Patentschrift 712 215 ist zwai bereits eine Vorrichtung zur Behandlung von Flüssigkeiten mit Gasen bekannt, bei der Sätze von kreisförmicen dünnen Scheiben, die insbesondere nur zum geringeren Teil in die Flüssigkeit eintauchen und praktisch das gesamte Gefäß einnehmen, derart in Rotation versetzt werden, daß dauernd ein anhängender Flüssigkeitsfilm dem Gasstrom ausgesetzt wird. Dice aus der chemischen Verfahrenstechnik bekannte Einrichtung zur Erleichterung eines Gas-Flüssigkeits-Austausches konnte jedoch den Abwasserfachmann nicht dazu veranlassen, dieses Prinzip der anhaftenden Flüssigkeitsfilme für den Eintrag von Sauerstoff in das Vorbehandlungs- und Belüftungsbecken und die gleichzeitige Umwälzung der Beckeninhalte auszunutzen.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von zwei in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. * eine Abdeckung der Kläranlage in der Perspektive,

F i g. 2 die Kläranlage nach Entfernen der Abdeckung in Draufsicht,

F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie TII-ITI' der Fig-2,

F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 2,

F i g. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V der Fig. 2,

F i g. 6 eine Drehkörperanordnung in der Persocktivc

F i g. 7 die teilweise aufgeschnittene Kläranlage in der Perspektive,

F i g. 8 eine schematische Seitenansicht des Drehkörpers nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung und

F i g. 9 einen Querschnitt längs der Linie IX-IX der Fig. 8.

In den gezeigten Figuren ist 1 eine Betonplatte, 2 eine Motorabdeckung; 3 sind Mannlochabdeckungen, 4 Ventilationsöffnungen, die im allgemeinen an der Motorabdeckung 2 vorgesehen sind; 5 und 5' sind Drehkörper in Form von Scheiben für die Belüftung und Umwälzung; 6 ist ein Rahmen bzw. Gerüst, 7 ein Motor, 8 eine Welle für die Scheiben 5, 5'; 9 sind Lager für die Welle; 10 ist ein Treibriemen, 11 die Wandung der Kläranlage, 12 eine Zuleitung für Haushaltsabwässer, 13 ein Vorbehandlungsbecken, 14 ein Überlauf, 15 ein Belüftungsbecken, 16 eine Strömungsleitplatte, 17 ein Absetz-

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bzw. Nachklärbecken, 18 ein Entkeimungsbecken, 19 Reinigungsvorrichtung kann durch eine Stauscheibe ein Auslaß für gereinigtes Wasser, 20 ein Zylinder oder Umlenkplatte oder eine Netztasche am Abmit Ausschnitten, 21 eine Welle, 22 eine Aussparung wassereinlaß der Zuleitung 12 verbessert werden, bzw. Öffnung im unteren Teil der Trennwand zwU durch die grobteilige Feststoffe so lange zurücksehen dem Vorbehandlungsbecken 13 und dem Be- 5 gehalten werden, bis sie allmählich zerfallen,
lüftungsbecken 15, 23 ein Zylinder für die Zufüh- Die Geschwindigkeit der Abwasserströmung im rung von Chemikalien, 24 ein Stützkasten, in deir? Vorbehandlungsbecken liegt vorzugsweise zwischen der Zylinder für die Chemikalienzufuhr angeordnet 0,2 und 2,0 m/s. Bei der gezeigten Ausführungsart ist, und 25 eine Ventilationsöffnung in den Mann- wird für die Scheiben 5 und 5' eine gemeinsame lochabdeckungen 3. io Welle verwendet; die Scheiben 5' des Vorbehand-

F i g. 6 zeigt die Anordnung der Scheiben 5 und 5', lungsbeckens 13 können jedoch auch auf einer unab-

die im oberen Teil der Kläranlage montiert sind. Die hängigen Welle montiert sein. Das Vorbehandlungs-

gezeigte Anordnung umfaßt eine Mehrzahl von par- becken 13 kann vom Abwassereinlaß zum Überlauf

allelen Scheiben 5, 5', die koaxial auf der Welle 8 14 hin schmaler ausgebildet sein und die Welle für

montierbar sind, die horizontal und somit parallel 15 die rotieren Scheiben 5' kann in der Richtung der

zur Abwasseroberfläche eingebaut ist. Eine kleinere Verjüngung angeordnet werden. Dadurch wird der

Anzahl von Scheiben, nämlich die Scheiben 5', befin- Abstand zwischen den rotierenden Scheiben 5' und

den sich im Vorbehandlungsbecken 13 und eine der Gefäßwand allmählich vermindert und eine

andere größere Anzahl, nämlich die Scheiben 5, im bessere Zerteilung erzielt.

Belüftungsbecken 15; die Scheiben 5, 5' werden 20 Im Belüftungsbecken 15 rotieren die Scheiben 5

durch den Motor 7 in Rotation versetzt, so daß eine auf der mit den Scheiben 5' des Vorbehandlungs-

Drehkörperbelüftung bzw. -umwälzung in den jewei- beckens 13 gemeinsamen Welle 8 und erzeugen eine

!igen Becken erreicht wird. parallele Strömung, wodurch eine Ablagerung des

Die Scheiben 5 und 5' können aus dünnen Piatier. Schlamms am Boden vermieden wird. Zum Glätten aus einem leichten korrosionsbeständigen und steifen 25 der Abwasserströmung ist im Vorbehandlungsbecken Material und bevorzugt aus einem Kunststoff, wie 13 und im Belüftungsbecken 15 eine gemeinsame aus steifem Polyvinylchlorid, bestehen. Ein leichter Strömungsleitplatte 16 vorgesehen,
und fester Kunststoffschaum kann ebenfalls ange- Die Sauerstoffaufnahme erfolgt über die rotierenwendet werden. Die Form der Scheiben kann von den Scheiben 5 und 5', die während der Rotation der wirklichen Scheibengestalt abweichen. Weiter 30 beim Aufsteigen über die Wasseroberfläche eine den können die Scheiben mit geeigneten Vo-sprängen Sauerstoff aufnehmende Wasserhaut mitnehmen und oder Schaufeln zur Erzeugung einer starken Abwas- wieder in das Abwasser einbringen. Bei diesem Verserströmung versehen sein. fahren der Auflösung von Sauerstoff in den anhän-

An Stelle der Scheiben kann auch der in F i g. 8 genden Wasserschichten an rotierenden Scheiben und 9 gezeigte »mehrschichtige« Drehkörper ver- 35 findet keine Schlammadhäsion an den Scheiben statt, wendet werden. Dieser besteh! z^ einigen konzen- Das Vorbehandlungsbecken 13 und das Belüftungstrischen Zylindern 20, die auf einer gemeinsamen becken 15 stehen in Strömungsverbindung durch den Welle 21 montiert und mit Ausschnitten versehen Überlauf 14 und die Aussparung 22 im unteren Teil sind. Weiterhin ist es klar, daß an Stelle der Scheiben der Trennwand zwischen den beiden Becken, die mit je nach den betreffenden Erfordernissen andere 40 Kunststoffnetzen versehen ist, welche einen Übertritt Abwandlungen möglich sind, wie Ringe oder korn- von Festteilchen verhindern. Beim Zulauf von Abpaktere Formen. wasser aus dem Vorbehandlungsbecken 13 in das

Bei der in den Zeichnungen dargestellten Aus- Belüftungsbecken 15 tritt eine entsprechende Menge

führungsart sind Größe und Abstand der Schei- der im Belüftungsbecken 15 befindlichen Flüssigkeit

ben 5, 5' jeweils gleich. Sie können aber auch kon- 45 in das Nachklärbecken 17 über dessen Bodeneinlaß

tinuierlich oder diskontinuierlich verändert werden. ein.

Beispielsweise kann der Grad der 3elüftung durch Im Belüftungsbecken 15 kann ein Schlammeine kontinuierliche Änderung der Größe der Schei- speicherbehälter mit einem oberen Einlaß und einem ben 5, 5' so gesteuert werden, daß die Zahl der an unteren Auslaß angeordnet sein. Die Geschwindigder Belüftung, d. h. der Auflösung von Sauerstoff, 50 keit der Strömung im Belüftungsbecken 15 liegt vorteilnehmenden Scheiben erhöht bzw. erniedrigt wird, zugsweise im Bereich zwischen 0,01 bis 0,5 m/s.
wenn der Abwasserspiegel in der Kläranlage steigt Das im Belüftungsbecken 15 behandelte Abwasser bzw. fällt. tritt zusammen mit suspendiertem Belebtschlamm in

Werden die Scheiben 5 abwechselnd mit großem das Nachklärbecken 17 ein. Der Durchlaß zum Nach-

Abstand bzw. mit kleinem Abstand angeordnet, ist 55 klärbecken 17 befindet sich am Boden des Belüf-

die durch die Scheiben 5 mit kleinem Abstand er- tungsbeckens 15, Der Nachklärbecken-Querschnitl

zeugte Strömung rascher als die durch die Scheiben 5 nimmt allmählich von unten nach oben zu. Die

mit großem Abstand erzeugte. Der schneller strö- Geschwindigkeit des aufsteigenden Abwassers wire

mende Teil wirkt dann wie eine Trennwand. Bei dadurch verlangsamt und der suspendierte Belebt-Ausbildung solcher »Trennwände« arbeitet das °o schlamm zur Sedimentation gebracht.

Becken vorzugsweise als ein Mehrstufenbecken. Es ist häufig zweckmäßig, intermittierend ein«

Beim Betrieb der beschriebenen Vorrichtung treten konstante Menge von gereinigtem Wasser aus den

die Haushaltsabwässer zunächst in das Vorbehand- Nachklärbecken 17 abzulassen. Zu diesem Zwecl

lungsbecken 13 durch die Zuleitung 12 ein. Während kann dessen Auslaß 19 durch eine Klappe ver des Aufenthaltes in diesem Becken werden grob- ⁶5 schlossen sein, die durch eine Feder von außen leich

teilige Feststoffe durch die rotierenden Scheiben 5' gegen die öffnung gedruckt wird und sich erst öffnet

zerkleinert und im Wasser dispergiert, während sie wenn ein vorbeslimmter Wasserstand und dami

durch das strömende Wasser umgewälzt werden. Die Wasserdruck erreicht wird.

Claims

1 658 Das vom Nachklärbecken abgegebene gereinigte Wasser tritt in das Entkeimungsbecken 18 ein. Der mit Natriumcalciumhypochlorid-Tabletten beladene Zylinder 23 wird im Strömungsweg des Abwassers zum Auslaß 19 so angeordnet, daß die Tabletten in die Flüssigkeit eintauchen und vom Wasser ausgelaugt werden. Der Zylinder 23 steht dabei auf einem Stützkasten 24 oberhalb des Wasserspiegels des Entkeimungsbeckens 18, Die für die Belüftung erforderliche Luft wird durch die Ventilationsöffnungen 4 zugeliefert, die bei der Motorabdeckung vorgesehen sind, wie auch durch die Ventilationsöffnungen 25 der Mannlochabdeckungen 3. Die Wandung 11 der Kläranlage kann aus mit »5 Polyesterharz getränkten Glasfasern hergestellt sein, das gegenüber Chemikalien ausgezeichnet korrosionsbeständig ist. Die Trennwände können aus einem geeigneten Kunstharz bestehen. ao Patentansprüche:

1. Kläranlage zur aeroben Abwasserreinigung mit Vorbehandlungsbecken, Belüftungsbecken und Nachklärbecken und mit einer um eine waagerechte Achse rotierenden Belüftungsvor- »5 richtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungsvorrichtung aus einer über das Vorbehandlungsbecken (13) und das Belüftungsbecken (15) sich erstreckenden rotierenden Welle (8, 21) mit darauf befestigten, nur den oberen 3<> Teil der Becken einnehmenden Belüftungselementen in Form von in das Abwasser teilweise eintauchenden Scheiben (5, 5') oder konzentrisch zueinander angeordneten, in Abständen voneinander liegenden Zylindern (20), die sich in Achsrichtung der Welle (21) erstrecken, bestellt und daß die Rotationsgeschwindigkeit der Welle (8, 21) derart hoch ist, daß über die von den Belüftungselemcaten mitgenommenen Wasserhäutc ein ausreichender Sauerstoffeintrag in das Vorbehandlungs- und Belüftungsbecken gewährleistet ist.

2. Kläranlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen abwechselnd kleinen und großen Abstand zwischen den im Belüftungsbecken (15) rotierenden Scheiben (5).

3. Kläranlage nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine kontinuierliche Änderung der Größe der aufeinanderfolgenden Scheiben (5 bzw. 5')·

4. Kläranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Verjüngung des Vorbehandlungsbeckens (13) zum Überlauf (14) in das Belüftungsbecken (15) hin.

5. Kläranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine gemeinsame Strömungsleitplatte (16) im Vorbehandlungsbecken (13) und Belüftungsbecken (15).

6. Kläranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachklärbecken (17) an seinem Boden mit dem Belüftungsbecken (15) in Verbindung steht und einen allmählich zum oberen Teil hin zunehmenden Querschnitt hat.

7. Kläranlage nach einem der Ansprüche i bis 6, gekennzeichnet durch einen Flüssigkeitsauslaß (19) am Nachklärbecken (17) in Forrr einer unter Federwirkung stehenden Klappe.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen