DE19516395A1

DE19516395A1 - Vorrichtung zum Begasen einer Flüssigkeit und Verfahren zum Betrieb einer Kläranlage

Info

Publication number: DE19516395A1
Application number: DE1995116395
Authority: DE
Inventors: Walter Grimmel
Original assignee: Werkstoff & Funktion Grimmel W
Current assignee: Werkstoff & Funktion Grimmel W
Priority date: 1995-05-04
Filing date: 1995-05-04
Publication date: 1996-11-07

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Begasen einer Flüssigkeit, insbesondere zum Belüften von Abwasser in einem Klärbecken, bei der unterhalb des Flüssigkeitsspie gels zumindest zwei jeweils mit einem Anschluß versehene Gasverteiler angeordnet sind, welche in ihrer Oberseite Gasaustrittsöffnungen aufweisen. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Kläranlage mit einer solchen Vorrichtung.

In Belebtschlammbecken von Kläranlagen sind üblicherweise unterhalb des Wasserspiegels Gasverteiler angeordnet, über welche der zur Oxidation organischer und anorgani scher Stoffe erforderliche Sauerstoff in Form von feinen, durch das Abwasser perlenden Luftblasen eingebracht wird. Als Beispiel für den Stand der Technik sei auf die DE-A- 33 16 140 verwiesen. Wie in dieser Schrift zu lesen ist, kommt es bei solchen Gasverteilern darauf an, daß nach dem Abschalten der Gaszufuhr kein Wasser in das Innere des Hohlkörpers eindringen kann.

Es ist bei der Abwasserreinigung auch bekannt, das in ei nem Absetzbecken vorgereinigte Abwasser durch Filter zu leiten, um auch relativ feine Feststoffe abzuscheiden. Das zu reinigende Abwasser strömt dann durch ein Filter medium hindurch in einen Auslaßraum. Als Beispiel für einen solchen Stand der Technik sei auf die EP-B-0 074 966 verwiesen. Aus dieser Schrift ergibt sich, daß man drehbare Trommelfiltereinrichtungen direkt in eine biolo gische Abwasserreinigungsanlage einbauen kann, um über das Filter Wasser abzuziehen.

Filter erfordern es, daß von Zeit zu Zeit der Filtrati onsvorgang unterbrochen und das Filtermedium von den sich auf ihm gesammelten Feststoffen befreit werden muß. Hierzu sind nach unterschiedlichen Prinzipien arbeitende Abreinigungsvorrichtungen bekannt geworden. Besonders ge bräuchlich sind solche Vorrichtungen, mit denen zum Zwecke der Reinigung durch das Filtermedium entgegenge setzt zur vorangegangenen Filtrationsrichtung Wasser oder Luft durch das Filtermedium gedrückt wird, damit die auf ihm liegenden Stoffe vom Filtermedium gelöst und entfernt werden können.

Sowohl der Einbau von Belüftungsvorrichtungen als auch der von Filter in ein Abwasserbecken ist recht kostenauf wendig und führt oftmals zu einem erhöhten Wartungsbe darf, weil solche Vorrichtungen durch Feststoffe und an dere Bestandteile im Abwasser stark verschmutzen. Auch in zahlreichen anderen Bereichen der Technik, in den einer Flüssigkeit ein Gas zugeführt und die Flüssigkeit fil triert werden muß, treten ähnliche Probleme auf.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrich tung zum Begasen einer Flüssigkeit so zu gestalten, daß der Aufwand für eine zusätzliche Filtration der Flüssig keit möglichst gering wird. Weiterhin soll ein Verfahren zum Betrieb einer Kläranlage, bei der in einem Klärbecken unterhalb ihres Wasserspiegels zumindest zwei Luftvertei ler vorgesehen sind, entwickelt werden, welches zu seiner Durchführung einen möglichst geringen baulichen Aufwand in der Kläranlage erfordert.

Das erstgenannte Problem wird erfindungsgemäß dadurch ge löst, daß die Anschlüsse wahlweise mit einer Gasquelle oder einem Flüssigkeitsbehälter verbindbar sind.

Durch diese Gestaltung erhält ein Gasverteiler zusätzlich zu seiner Funktion der Einbringung von Gas in die Flüs sigkeit die Funktion eines Filters. Deshalb kann abwech selnd mittels des Gasverteilers Gas zugeführt und Flüs sigkeit abgeführt werden. Um hierbei einen kontinuierli chen Betrieb zu ermöglichen, sind zumindest zwei Gasver teiler erforderlich, welche dann abwechselnd mit der einen oder anderen Funktion arbeiten. Das Zuführen von Gas nach einer Filtrationsphase hat - abgesehen davon, daß der Flüssigkeit Gas zugeführt wird - die Funktion, auf dem Gasverteiler angesammeltes Filtrat zu lösen, so daß es anschließend leicht entfernt werden kann. Deshalb ist keine spezielle Reinigungsvorrichtung erforderlich.

Der Gasverteiler ist besonders einfach gestaltet, wenn er gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung durch einen Hohlkörper aus Metall gebildet ist, welcher in seiner Oberseite die Gasaustrittsöffnungen aufweist, und wenn der Hohlkörper von einer porösen, die Gasaus trittsöffnungen abdeckenden Folie bedeckt oder umschlos sen ist.

Für die Folie ist wichtig, daß diese aus einer Vielzahl kleiner Durchlässe möglichst feine Luftbläschen austreten läßt. Auf eine hierzu speziell zu entwickelnde und des halb teure Folie kann jedoch verzichtet werden, wenn ge mäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung die Folie aus einem bei Betonbauten zur Drainage gebräuchlichen Kunststoffmaterial, zum Beispiel Polypropylen, besteht.

Die aufsteigenden Gasblasen sind sehr klein, was für die Reaktion in der Flüssigkeit anzustreben ist, wenn ober halb der Gasverteiler ein Rührer zur Erzeugung einer quer über die Gasverteiler führenden Flüssigkeitsströmung an geordnet ist. Durch eine solche Querströmung wirken auf das austretende Gas Scherkräfte, die zu einem frühen Ab reißen des Gases führen, bevor sich unerwünscht große Gasblasen bilden können.

Die zweitgenannte Aufgabe, nämlich die Schaffung eines Verfahrens zum Betrieb einer Kläranlage, bei der in einem Klärbecken unterhalb ihres Wasserspiegels zumindest zwei Luftverteiler vorgesehen sind, wird erfindungsgemäß da durch gelöst, daß die Luftverteiler abwechselnd zum Zu führen von Luft in das Klärbecken und zum Abführen von Wasser aus dem Klärbecken benutzt werden. Durch diese Verfahrensweise wird ein Luftverteiler vorübergehend als Filter benutzt, über welches Abwasser aus einem Klärbec ken abgezogen wird.

Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn nur eine Teil menge des abzuführenden Wassers über die Luftverteiler abgeführt wird. Man kann dann ein Teil des Wassers auf übliche Weise über einen Überlauf abführen und dem Sedi mentationsbecken nachgeschaltete Filter weiterbehandeln, während der restliche Wasseranteil über die ohnehin für die Belüftung erforderlichen Luftverteiler abfließt. Auf diese Weise läßt sich mit sehr geringem baulichen Aufwand eine beträchtliche Leistungssteigerung einer vorhandenen Kläranlage erreichen.

Die Abreinigung der Luftverteiler ist besonders intensiv, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung des erfindungsge mäßen Verfahrens zu Beginn des Wechsels zwischen dem Ab führen von Wasser und dem Zuführen von Luft diese mit ei nem erhöhten Druck zugeführt wird.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine da von in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend be schrieben. Die Zeichnung zeigt teilweise ein Klärbecken 1, in welchem kurz oberhalb seines Bodens 2 mehrere Gas verteiler 3, 4 angeordnet sind, aus welchen feinverteilte Luftblasen nach oben steigen.

Die Gasverteiler 3, 4 sind jeweils aus einem Hohlkörper 5 aus Metall gebildet, der in seiner Oberseite mehrere Gasaustrittsöffnungen 6 hat, welche von einer porösen Fo lie 7 abgedeckt sind. Diese sorgt dafür, daß die Gasbla sen fein verteilt nach oben ausströmen. Die bisher be schriebenen Gasverteiler 3, 4 können üblicher Bauart und beispielsweise so gestaltet sein, wie die nach der DE-B- 25 13 547.

Die beiden Gasverteiler 3, 4 haben jeweils einen Anschluß 8, 9, welcher jeweils über eine Leitung 10, 11 mit einem Anschluß 12, 13 eines 4/2-Wegeventils 14 verbunden ist. Das 4/2-Wegeventil 14 hat zwei weitere Anschlüsse 15, 16, von denen der Anschluß 15 mit einem als Reinwassersammel raum ausgebildeten Flüssigkeitsbehälter 17 und der An schluß 16 mit einer als Kompressor ausgebildeten Gas quelle 18 Verbindung hat. In der dargestellten Stellung des 4/2-Wegeventils 14 strömt Luft von der Gasquelle 18 über das 4/2-Wegeventil 14, die Leitung 11, den Anschluß 9 und über Einlaßöffnungen 19, 20, 21 in den Gasverteiler 4. Der Gasverteiler 3 hat über den Anschluß 8, die Lei tung 10 und das 4/2-Wegeventil 14 Verbindung mit dem Flüssigkeitsbehälter 17. Deshalb kann über den Gasvertei ler 3 Wasser aus dem Klärbecken 1 abfließen, wobei sich Feststoffe auf der Folie 7 sammeln.

Wenn nach einiger Zeit des Arbeitens sich so viele Fest stoffe auf der Folie 7 des Gasverteilers 3 gesammelt ha ben, daß ein unerwünscht hoher Strömungswiderstand ent steht, wird das 4/2-Wegeventil 14 umgeschaltet. Dann er hält der Gasverteiler 3 statt mit dem Flüssigkeitsbehäl ter 17 mit der Gasquelle 18 Verbindung, während der Gasverteiler 4 von der Gasquelle 18 abgetrennt und mit dem Flüssigkeitsbehälter 17 verbunden wird. Die Gasver teiler 3, 4 arbeiten also immer abwechselnd als Belüf tungselement oder als ein Filter aufweisende Wasserab zugseinrichtungen. In der Praxis wird man in ein Klär becken eine Vielzahl solcher Gasverteiler 3, 4 einsetzen.

Oberhalb des Gasverteilers 3 ist im Klärbecken 1 ein Rüh rer 22 angeordnet, welcher eine quer zu den Gasverteilern 3, 4 gerichtete Flüssigkeitsströmung erzeugt. Dadurch werden die sich während der Benutzung der Gasverteiler als Wasserabzugselemente auf den Gasverteilern 3, 4 ange sammelten Feststoffe weggeschwemmt, sobald die Gasvertei ler 3, 4 mit der Gasquelle 18, also bei einer Kläranlage mit Druckluft, verbunden werden.

Bezugszeichenliste

1 Klärbecken
2 Boden
3 Gasverteiler
4 Gasverteiler
5 Hohlkörper
6 Gasaustrittsöffnung
7 Folie
8 Anschluß
9 Anschluß
10 Leitung
11 Leitung
12 Anschluß
13 Anschluß
14 4/2-Wegeventil
15 Anschluß
16 Anschluß
17 Flüssigkeitsbehälter
18 Gasquelle
19 Einlaßöffnung
20 Einlaßöffnung
21 Einlaßöffnung
22 Rührer

Claims

1. Vorrichtung zum Begasen einer Flüssigkeit, insbeson dere zum Belüften von Abwasser in einem Klärbecken, bei der unterhalb des Flüssigkeitsspiegels zumindest zwei je weils mit einem Anschluß versehene Gasverteiler angeord net sind, welche in ihrer Oberseite Gasaustrittsöffnungen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (8, 9) wahlweise mit einer Gasquelle (18) oder einem Flüssig keitsbehälter (17) verbindbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasverteiler (3, 4) durch einen Hohlkörper (5) aus Metall gebildet ist, welcher in seiner Oberseite die Gasaustrittsöffnungen (6) aufweist, und daß der Hohlkör per (5) von einer porösen, die Gasaustrittsöffnungen (6) abdeckenden Folie (7) bedeckt oder umschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (7) aus einem bei Betonbauten zur Drainage gebräuchlichen Kunststoffmaterial, zum Beispiels Polypro pylen, besteht.

4. Vorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Gasver teiler (3, 4) ein Rührer (22) zur Erzeugung einer quer über die Gasverteiler (3, 4) führenden Flüssigkeitsströ mung angeordnet ist.

5. Verfahren zum Betrieb einer Kläranlage, bei der in ei nem Klärbecken unterhalb ihres Wasserspiegels zumindest zwei Luftverteiler vorgesehen sind, dadurch gekennzeich net, daß die Luftverteiler abwechselnd zum Zuführen von Luft in das Klärbecken und zum Abführen von Wasser aus dem Klärbecken benutzt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Teilmenge des abzuführenden Wassers über die Luftverteiler abgeführt wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch ge kennzeichnet, daß zu Beginn des Wechsels zwischen dem Ab führen von Wasser und dem Zuführen von Luft diese mit ei nem erhöhten Druck zugeführt wird.