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Die Erfindung betrifft ein Rundbecken zur biologischen Reinigung von
Abwässern mit zentrisch gelegenen Abläufen und etwa tangentialem Abwasserzulauf
am Rande des Beckens.
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Es sind eine Reihe von Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwässern
bekannt, bei denen eine Behandlung des Abwassers mit Rotationsbelüftern erfolgt.
Derartige Rotationsbelüfter, insbesondere in Form von Bürstenwalzen, wie insbesondere
den Kessener Bürsten, arbeiten in Längsbecken oder in ringförrnigen Gräben,f iii-
&nen -das Abwasser in einem Kreislauf bewegtw'ird. Um eine ausreichende Belüftyng--zu
-erreicheg, muß dabei das Abwasser sehr 6 , ft umgewälzi' . werden,
oder es entsteht ein sehr hoher Raum136gäif.- .
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei der biologischen
Reinigung von Abwässern in Rundbecken mit, Zu14e vom Beckenrand und Ab-
lauf
in der Beckenmitte einen für die Reinigung erforderlichen langen Weg des Abwassers
zu gewährleisten. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß im Rundbecken
mindestens ein Rotationsbelüfter mit radial verlaufender Rotationsachse angeordnet
ist.
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Es war dabei sehr überraschend, daß man mit einem Rotationslüfter
und tangentialem Zulauf am Rande des Rundbeckens eine spiralförmige Bewegung des
Wassers bewirken und aufrechterhalten kann, wobei der gesamte Beckeninhalt mit erfaßt
werden kann und Schlaminablagerungen im Becken vermieden werden.
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Die in dem Becken erzeugte Strömung sowie auch der Sauerstoffeintrag
sind in «däm Beckdn nach der Erfindung unabhängig von der Wasserzuflußmenge und
können je nach Bedarf beliebig stark eingestellt werden. Ein einwandfreier Betrieb
mit optimaler biologischer Reinigung ist sogar dann möglich, wenn kein Abwasser
zuffießt.
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Durch das Rundbecken nach der Erfindung wird eine in bezug auf die
Bau- und Betriebskosten billige Reinigungsvorrichtung mit geringem Platzbedarf
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schaffen, die vor allem-für die Abwässer von Ortschaften oder Fabriken
mit Einwohnergleichwerten von 400 bis 2000 und darüber gedacht ist.
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Vorteilhafterweise sind dem Rotationsbelüfter verstellbare Leitwände
zugeordnet. Mit ihrer Hilfe kann man die Breite des in die Belüftung einzubeziehenden
Wasserstreifens einstellen.
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Im allgemeinen wird-man die Rotatiohsbelüfter-im Becken verankert
anordnen. Gemäß der Erfindung kann man aber auch mit Vorteil den Rotationsbelüfter
auf Schwimmern mit verstellbaren Leitwänden lagern. Der Rotatiofts:belüfter kann
dann den Schwankungen des Wasserspiegels im Becken. folgen. und gegebenenfalls #u#II'an
unte'rschiedlichen Stellen im Becken angeordnet werden.
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Gemäß der Erfindung kann man ferner den Rotationsbelüfter in Führungen
in radialer Richtung verschiebbar anordnen. Auf diese Weise kann die in radialer
Richtung jeweils günstigste Stellung für den Rotationsbelüfter gewählt werden.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann
eine von einem
Schlammsammelraum ausgehende Schlammrückführleitung in der Nähe des Rotationsbelüfters,
insbesondere in einem durch diesen erzeugten Unterdruckgebiet, münden. Es ergibt
sich auf diese Weise eine sehr bequeme Möglichkeit zur Schlammrückführung. Nach
einem weiteren Merkmal ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsbelüfter
mit Heizeinrichtungen ausgestattet sind. Derartige Heizeinrichtungen können insbesondere
als elektrische Heizeinrichtungen ausgebildet und seitlich neben den Lagern des
Belüfters oder über dem Belüfter angeodnet sein.
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Die Einrichtung nach der Erfindung kann auf verschiedene Weise betrieben
-werden, wobei sowohl kontinuierliche als auch diskontinuierliche Arbeitsweisen
möglich sind. In beiden Fällen kann die Rotationsströmung des Beckeninhaltes durch
entsprechende Einstellung der Leitwände vor und hinter den Belüftem so beeinflußt
werden, daß einzelne Beckenzonen nach Wunsch stärker, schwächer oder insgesamt gleichmäßig
durchströmt werden. Zur Steuerung läßt sich auch der Belüfter tangential und radial
zur erzeugten Strömung verstellen.
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Bei der kontinuierlichen Arbeitsweise wird dem Becken ständig Abwasser
zugeführt und geklärtes Wasser entnommen. Der Belüfter erzeugt dabei eine Strömung,
die spiralförmig vom tangentialen Einlaß zum zentralen Auslaß führt, wobei der Spiralweg
in seiner Länge zur Behandlung des Wassers ausreicht.
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Bei diskontinuierlicher Arbeitsweise wird zunächst der Zulauf zum
Becken gesperrt, bevor der..Ablauf geöffnet wird, wobei etwa 1 Stunde vor
dem öffnen des Ablaufes der Belüfter abgestellt wird, so daß der in Bewegung befindliche
Schlamm sich absetzen kann. Sollten beim öffnen des Ablaufes noch gewisse
Massenbewegungen im Becken vorhanden sein, so stellt sich für die Absetzteilchen
ein langer Spiralweg von der äußersten Kante des Beckens bis zum Ablauf ein.
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Dieser Weg, der als Restabsetzweg bezeichnet wird" i ' st um
ein Vielfaches länger als der direkte radiale'Weg vom Umfang des Beckens bis zur
Bekkenmitte. Die Schlammteilchen haben somit genügend Zeit zum Absetzen. Die Freigabe
des Ablaufes erfolgt am vorteilhaftesten zu den Zeiten, zu denen ein sehr geringer
Schmutzwasserzulauf erfolgt, meist demnach nachts. Während der Freigabe des Ablaufes
ist der Zulauf zurn Becken gesperrt. Der theoretische Durchlaß kann etwa 20 bis
80 Stunden betragen.
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In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung dargestellt
und nachfolgend beschrieben. Es zeigt Fig. 1 einen-Schnitt- durch- ein Rundbecken
nach der Erfindung gemäß einer ersten Ausführungsform, F i g. 2 die Draufsicht
auf das Rundbecken der Fig. 1,
F i g. 3 einen Schnitt durch eine zweite
Ausführungsform eines Rundbeckens nach der Erfindung, F i g. 4 die Draufsicht
auf -das Rundbecken der F ig. 3,
F i g. 5 einen Schnitt durch eine
dritte Ausführungsform des Rundbeckens nach der Erfindung, F i g. 6 die Draufsicht
auf das Rundbecken der F i g. 5.
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Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Rundbecken ist ein Becken
nach Art eines Abwasserteiches. Der Grundriß ist kreisförmig, kann jedoch auch der
Kreisform nur angenähert sein. Boden 1 und Seitenböschungen 2 können ganz
oder zum Teil ausgemauert oder mit Platten 3 ausgelegt sein. Zur Belüftung
des eingeleiteten Abwassers dient ein auf Säulen 4 und der Beckenwand
5 gelagerter zweiteiliger
Käfigrotor, der mit Tourenzahlen
von etwa 80 bis 120 U/min betrieben wird und der aus durch eine Kupplung
6 verbundenen Wellen 7, 8, aus mit Wellen 7, 8
verbundenen Seitenwänden
9, 10, 11, 12 und aus diese verbindenden Spanten 13, 14 sowie aufgesetzten
Belüftungselementen 15, 16 besteht. Der Antrieb des Käfigrotors erfolgt mittels
eines Elektromotors 17
über einen Keilriementrieb 18. Vor und hinter
dem Käfigrotor sind um Achsen 19 einstellbare Leitwände 20 angeordnet, die
die Breite und die Eintritts- und Austrittsrichtung des zu behandelnden Wasserstreifens
bestimmen. Es kann auch ausreichend sein, Leitwände vor oder hinter dem Käfigrotor
anzubringen.
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Die Zuführung des zu behandelnden Abwassers erfolgt mittels einer
Rinne 21, die auf den Käfigrotor gerichtet ist. Der Ablauf des behandelten Wassers
erfolgt über einen zentralen Ablauf, der aus einem gemauerten Zentralbau 22, einem
Ventilsitz 23,
einem Ventil 24 und einer überlaufkante 25 besteht.
Das Anheben des Ventils 24 erfolgt mittels eines Magneten. Es ist also ein Magnetventil
vorhanden, dessen Offenstellung durch eine Lampe 26 angezeigt werden kann.
Es sind auch hydraulische oder mechanische Betätigungen dieses Ventils möglich.
Der Ablauf des gereinigten Wassers erfolgt über eine Rohrleitung 27 zu einem
Sammelschacht 28, von wo aus eine Leitung29 zum Vorfluter oder einem zweiten
Becken abgeht. Die überlaufkante25 ist von einer tiefgezogenen Tauchwand
30 umgeben, und unterhalb dieser Tauchwand befindet sich ein aus tiefen Schlammtaschen
bestehender Schlammsammelraum 31, in dem sich abgebaute Schmutzteilchen absetzen
können, damit sie nicht über die überlaufkante 25 in den Ablauf für das gereinigte
Wasser gelangen. Von dem Schlammsammelraum 31 führt eine Leitung
32 zu einem weiteren Schlanunsammelraum 33. Im Becken ist ferner ein
Schlammsammelraum 34 für die Aufnahme von Schlamm vorgesehen, der über eine Leitung
35 ebenfalls mit dem Schlammsammelraum 33 verbunden ist.
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Der Normalwasserspiegel ist mit NWSp angegeben. Etwas über seiner
Höhe liegt die überlaufkante 25. Bei diesem Wasserspiegel tauchen die Spanten
13,
1.4 des Käfigrotors etwas in das Wasser ein. Der Höchstwasserspiegel ist
mit HWSp angegeben. Wird er erreicht, so tauchen die Spanten 13, 14 vollkommen
in das Wasser ein, ohne daß der Kraftbedarf des Käfigrotors bei der Rotation erheblich
über das vorgesehene Maß bei normalem Spiegelstand wächst. Das Ventil 24 ist im
Ausführungsbeispiel als Hohlkörper ausgebildet, dessen Oberkante 24 a etwas über
der Höhe des Höchstwasserspiegels HW.9p liegen kann. Das Ventil 24 dient damit gleichzeitig
als Notauslaßventil.
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Das Rundbecken nach dem Beispiel der F i g. 1
und 2 kann kontinuierlich
oder diskontinuierlich als Streifenbelüfter betrieben werden. Zulauf und Ablauf
lassen sich von Hand oder elektrisch steuern.
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Bei einem Rundbecken entsprechend F i g. 3 und 4 erfolgt der
Abwasserzulauf durch die Rinne 21. Der Belüfter ist hier als schwimmendes
Ag-
gregat aus Schwimmern 37, einem Rotationsbelüfter 38, einem
Elektromotor 39 und einem Riementrieb 40 aufgebaut und zwischen Führungen
41, 42 in radialer Richtung verschiebbar. Außerdem sind Schlammleitungen
60, 61 vorgesehen, die Schlamm in die Nähe des Rotationsbelüfters
38 bringen, und zwar insbesondere in das durch diesen Rotationsbelüfter erzeugte
Unterdruckgebiet, das vor bzw. unter dem Rotationsbelüfter liegt. Auf diese Weise
erfolgt eine selbsttätige Schlammansaugung durch den Rotationsbelüfter
38.
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Eine in F i g. 5 und 6 dargestellte Ausführungsform
eignet sich insbesondere für kontinuierlichen Betrieb. Bei diesem Becken ist eine
feste Ringwand 62 vorgesehen sowie ein Zentralbau 63, der Schlammtaschen
64 aufweist. Auch hier kann der ganze Boden oder ein Teil des Bodens mit Platten
65
ausgelegt oder ausgemauert sein. Als Schmutzwasserzulauf dient eine tangential
einmündende Rohrleitung 66. In der Nähe des Zulaufs ist ein Rotationsbelüfter
67 mit Antriebsmotor 68 fliegend angeordnet. Auch hier sind Leitwände
69 vorgesehen. Der Wasserablauf erfolgt über rinnenartige, kreisringförmige,
verstellbare überläufe 70, die mittels einer Leitung 71. an einem
Wassersammelraum 72 angeschlossen sind, von wo aus das Wasser durch eine
Leitung 73 zum Vorfluter od. dgl. gelangt. Die überläufe 70 sind auf
einer zentralen Säule 74 aufgehängt, ebenso wie eine tief heruntergezogene Tauchwand
75. Der Schlammabzug aus den Schlammtaschen 64 erfolgt über eine Leitung
76 zu einem Schlammsammelbehälter 77. Die Wasserführung ist mittels
eingezeichneter Pfeile dargestellt.
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Es ist ohne weiteres möglich, Becken nach der Erfindung als Kombination
von Haupt-, Vor- und/ oder Nachklärbecken hintereinanderzuschalten.