DE2742568A1

DE2742568A1 - Verfahren und vorrichtung zur reinigung von abwaessern

Info

Publication number: DE2742568A1
Application number: DE19772742568
Authority: DE
Inventors: Bernard Caillot
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-09-23
Filing date: 1977-09-22
Publication date: 1978-03-30
Also published as: DE2845312A1

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Abwässern, wie es im Oberbegriff des Patentanspruches 1 erwähnt ist, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Sie betrifft insbesondere die Reinigung von Abwässern aus kleinen und mittleren Gemeinschaften, wie Siedlungen, Ferienhäuser, kleine Gemeinden, Campingplätze, Feriendörfer, Freizeitzentren, Fabriken, Einkaufszentren, Hotels, Restaurants usw.

Diese Abwässer werden im allgemeinen in einem geschlossenen, vorwiegend unterirdischen Behälter behandelt, in welchem sie gesammelt und nacheinander mehreren Behandlungsstufen unterworfen werden, und zwar einer Belüftung zur Verteilung von Sauerstoff, um die Entwicklung einer Flora und eine Ausflockung zu begünstigen, nachdem erforderlichenfalls Ausflockungsmittel zugesetzt worden sind, dann einer Absetzphase für den Schlamm und schliesslich einem Abziehen des gereinigten Wassers, um dieses je nach den lokalen Gegebenheiten und Vorschriften in eine Kanalisation oder in einen Fluss abzuleiten.

Die Aufeinanderfolge dieser Behandlungsstufen ist im allgemeinen abhängig von dem oberen Wasserspiegel innerhalb des Behälters, denn der Uebergang von der Belüftungs- und Ausflockungsphase zu der Absetz- und Abziehphase erfolgt jeweils dann, wenn der obere Wasserspiegel einen vorbestimmten Höchstwert überschreitet. Andererseits erfolgt der Uebergang zu der Belflftungs- und Ausflockungsphase immer dann, wenn eine ausreichende Menge an gereinigtem Wasser abgezogen worden ist und der obere Wasserspiegel auf einen vorbestimmten Mindestwert abgesunken ist.

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Bei den bisher bekannten Reinigungsvorrichtungen, die nach dieser Verfahrensweise arbeiten, erfolgt das Abziehen des gereinigten Wassers durch Abpumpen mit dem Nachteil, dass dieses Abpumpen einen Sog in einem bestimmten Bereich des in dem Behälter befindlichen Wassers ausübt, welcher wiederum die abgesetzte Schlammschicht ansaugt und diese zerstört. Man erhüt auf diese Weise eine Mischung aus gereinigtem Wasser und solchem, welches stark schlammhalt ig ist, so dass als Folge hiervon die Ableitung dieses Wassers nach aus sen eine Verschmutzung bewirkt.

Zweck der Erfindung ist die Vermeidung dieses Nachteiles und die Schaffung einer Möglichkeit, bei einer an sich üblichen Reinigung von AbwSssera, das Abziehen des gereinigten Wassers so durchzufuhren, dass eine Vermischung mit einem Teil des Schlammes beim Absetzen und Abziehen vermieden wird.

Dies wird erreicht durch Massnahmen, wie sie im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 aufgeführt sind, und mit einer Vorrichtung, wie sie Gegenstand des kennzeichnenden Teiles von Anspruch ist.

Durch diese Massnahmen erfolgt das Abziehen des gereinigten Wassers unter Vermeidung der Ausbildung eines Wirbels, welcher die Schlammschicht beim Absetzen stört, so dass der Absetzvorgang erleichtert und die Aufnahme eines Teiles des Schlammes beim Abziehen des gereinigten Wassers mit Sicherheit vermieden wird.

In der Praxis erfolgt das Abziehen des gereinigten Wassers zweckmässigerweise mittels einer schwimmenden Rinne, welche eine Sammelfläche aufweist, die im Verhältnis zu den Abmessungen der Behälterfläche ziemlich gross ist. Gespeist wird diese Rinne vorzugsweise

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durch einen Ueberdruck, den man zum gegebenen Zeitpunkt auf das Innere des Behälters ausübt, wobei darüberhinaus der Vorteil erzielt wird, dass man dadurch die Grosse der suspendierten Flocken herabsetzen kann, was dadurch ihr Absetzen erleichtert.

Diese Rinne wird auf einer etwa gleichbleibenden Höhe gegenüber der Wasseroberfläche innerhalb des Behälters gehalten und nimmt dadurch das der Wasseroberfläche am nächsten liegende Wasser auf, d.h. das am meisten gereinigte Wasser, ohne hierbei auch möglicherweise herumschwimmende Teilchen aufzunehmen.

Ein weiterer Nachteil des Abziehens von gereinigtem Wasser mittels Abpumpen, wie es üblicherweise durchgeführt wird, besteht darin, dass nach beendetem Abziehen des gereinigten Wassers und bei Zufuhr neuer Abwässer in den Behälter diese Abwässer auch ohne Abziehen in die Saugleitung innerhalb des Behälters eindringen und wie gereinigtes Wasser mit nach aussen befördert werden, sobald die Abpumpeinrichtung eingeschaltet wird, um gereinigtes Wasser abzuziehen.

Dieser Nachteil wird bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung dadurch vermieden, dass an einer geeigneten Stelle in der Verbindungsleitung von der Rinne nach aussen ein Rückschlagventil vorgesehen wird, welches gereinigtes Wasser in dieser Leitung zwischen zwei Abzugsphasen für gereinigtes Wasser zurückhält.

In der beigefügten Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform einer erfindungsgemassen Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Abwasserreinigungsverfahrens dargestellt, wobei zeigen :

Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt in Seitenansicht während der Belüftungs- und Ausflockungsphase und

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Fig, 2 eine gleiche Darstellung der Vorrichtung während der

Absetz- und Abzugsphase des gereinigten Wassers.

Danach besteht die Vorrichtung im wesentlichen aus einem im allgemeinen unterirdischen Behälter 1, in dessen Innenraum die erfindungsgemässe Reinigungsbehandlung erfolgt. Dieser Behälter kann beispielsweise eine zylindrische Form mit einer horizontalen Achse aufweisen. Die beiden äusseren Zylinderenden sind mit gekrümmten Deckeln in an sich bekannter Weise verschlossen. Auch ist der Behälter vorzugsweise dicht ausgebildet, um das erfindungsgemässe Verfahren in einer bevorzugten Weise ausführen zu können, wie es nachstehend noch beschrieben wird.

In der Nähe eines seiner Enden 2 besitzt der Behälter 1 an seiner Oberseite eine Zuleitung 3 für die zu reinigenden Abwässer, welche in der Praxis aus einem einfachen Zuleitungsrohr 4 besteht. Dieses Zuleitungsrohr 4 mündet im Innern des Behälters 1 oberhalb des vorbestimmten Höchstwertes 5 des Wasserspiegels innerhalb des Behälters, und zwar durch ein Schutzgitter 6, über welchem ausserdem ein Schauglas 7 angeordnet ist. In unmittelbarer Nähe desselben Behälterendes 2 besitzt dieser Behälter 1 im Innern eine Scheidewand 8, welche nach unten gerichtet ist und das Innere des Behälters bis zu einer Höhe zwischen dem vorbestimmten Höchstwert 9 (Fig. 2) des Schlammes und einem vorbestimmten Mindestwert 10 des Wasserspiegels in dem Behälter aufteilt, um die schwimmenden Teilchen in Höhe der Zuleitung 3 unter dem Schauglas 7 zurück zu halten. Wie in der Zeichnung dargestellt, verläuft diese Scheidewand 8 vorzugsweise nach unten in Richtung der Stirnwand, welche das Ende 2 des Behälters verschliesst.

In seinem unteren Teil und über den grössten Teil seiner Länge besitzt der Behälter 1 wenigstens eine durchlöcherte Rohrleitung 11, welche

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horizontal angeordnet und mit einem Luftkompressor 12 verbunden ist* Die von diesem Kompressor 12 gelieferte Druckluft wird von der durchlöcherten Rohrleitung 11 in den Schlamm und die Flüssigkeit innerhalb des Behälters verteilt.

Nahe des Behälterbodens ist ferner eine zweite durchlöcherte Rohrleitung 13 oder eine Mehrzahl solcher durchlöcherter Rohrleitungen angeordnet, welche nach aussen oberhalb des Höchstwertes 5 des Wasserspiegels münden, beispielsweise in Höhe des Schauglases 7. Diese Rohrleitungen dienen zum Absaugen von überschussigem Schlamm und dessen Forderung mittels einer Susseren, nicht dargestellten Pumpeinrichtung zu einem Lagerplatz oder in einen sonstigen Behälter.

Es ist ferner eine Einrichtung vorgesehen, um das B ehälter innere unter Ueberdruck setzen zu können. Diese Einrichtung besteht beispielsweise aus demselben Kompressor 12, wobei ein nicht dargestelltes Ventil dessen Förderseite einmal mit der durchlöchterten Rohrleitung 11 am Boden des Behälters und einmal mit dem oberen Innenraum 14 des Behälters verbindet, welcher nicht mit Wasser oder Schlamm ausgefüllt ist.

In der Nähe der anderen Stirnwand 13 besitzt der Behälter 1 eine Ableitung 16 fur gereinigtes Wasser. Diese Ableitung 16 besteht beispielsweise aus einer Rohrleitung 17, welche durch die Stirnwand 15 in der Höhe des maximalen Wasserspiegels 5 geht und zu einer Ableitung fuhrt, die eine Kanalisation, ein Fluss oder jede andere Möglichkeit je nach den jeweiligen Bestimmungen sein kann, und zwar über eine Entnahmeöffnung 18.

Innerhalb des Behälters 1 ist diese Rohrleitung 17 mit einem Rückschlagventil 19 (Fig. 2) versehen, welches lediglich den Durchgang von Wasser nach aussen durch die Rohrleitung 17 zulässt, einen umgekehrten Ruckstrom jedoch sperrt. Hinter diesem Rückschlagventil 19 führt eine flexible

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Leitung 20 zu einer schwimmenden Rinne 21, welche dazu bestimmt ist, das gereinigte Wasser in dem Behälter zu sammeln, um dieses durch die Rohrleitung 17 nach aus sen abzuziehen.

Die schwimmende Rinne 21 besteht bei der dargestellten Ausführungsform aus einer länglichen Schale, welche horizontal angeordnet ist und den grössten Teil der Länge des Behälters 1 einnimmt. Sie besitzt eine wirksame Sammelfläche, welche im Verhältnis zu den inneren Abmessungen der B ehält er fläche ziemlich gross ist.

Die flexible Rohrleitung 20 mündet hierbei beispielsweise an der Stelle 24 der Rinne 21 auf deren halber Länge.

Getragen wird die Rinne von Schwimmern 22 und 23, die fest an dem einen und anderen Rinnenende 25 und 26 angeordnet sind. Diese Schwimmer schwimmen auf dem Wasser in dem Behälter und halten hierbei die Rinne 21 unterhalb des oberen Niveaus des abzuziehenden Wassers in einer etwa gleichbleibenden Höhe hierzu, die sich zwischen dem maximalen Niveau 5 und dem untersten Niveau 10 befindet, jedoch immer oberhalb des obersten Niveaus 9 des Schlammes nach dem Absetzen.

Ein Absenken der Rinne 21 innerhalb des Behälters 1 ist daher immer verbunden mit einem Absenken des Wasserspiegels als Folge des Abziehens. Die schwimmende Rinne 21 wird bei ihrem Absenken innerhalb des Behälters und dem anschliess enden Steigen beim Auffüllen mit Abwässern geführt, und zwar mittels vertikaler Führungsstangen 27 und 28, an denen sie nahe ihrer Enden 25 und 26 gleitbar geführt wird.

Die Zeichnung zeigt die schwimmende Rinne 21 in Fig. 2 in ihrer untersten Stellung.

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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist entsprechend dem erfindungsgemässen Verfahrens etwa wie folgt :

Wahrend einer ersten, an sich bekannten Phase lässt man das Niveau der durch die Zuleitung 3 in den Behälter 1 eingeleiteten Abwässer bis zu einem vorbestimmten Höchstwert 5 steigen. Während dieser ersten, auch "Belüftung¹¹ genannten Phase werden die am Gitter 6 grob gefilterten und von schwimmenden Teilen befreiten Abwässer von der Scheidewand 8 nach unten gelenkt und zu einer biologischen Masse in dem Behälter 1 homogenisiert, und zwar durch Einblasen von Luft durch die durchlöcherte Rohrleitung 11, Der Sauerstoff der auf diese Weise eingeleiteten Luft begünstigt die Entwicklung einer Flora und eine chemische oder biologische Ausflockung, erforderlichenfalls unterstützt durch den Zusatz von Ausflockungsmitteln.

Sobald der Wasserspiegel in dem Behälter den vorbestimmten Höchstwert 5 erreicht, wird durch eine geeignete Einrichtung, beispielsweise durch einen Schwimmer, die Belüftungsphase unterbrochen und die Absetz- und Abziehphase eingeleitet.

Das Einleiten von Luft über die durchlöcherte Leitung 11 wird dabei unterbrochen und es folgt ein Absetzen des Schlammes beispielsweise während 30 Minuten bis einer Stunde. Hierauf wird der obere Behälterinnenraum 14 durch Eindrücken von Luft von dem Kompressor 12 unter Ueberdruck gesetzt. Dieser Ueberdruck in dem Behälterinnern 14 hat zur Wirkung, dass eine Verminderung des Volumens des gebildeten Schlammes begünstigt wird. Man fördert auf diese Weise während dieser Phase das Absetzen des Schlammes bis zu einem vorbestimmten Niveau 9·

Das Anl-egen eines Ueberdruckes an dem B ehälter innenraum 14 hat gleichzeitig die Wirkung, das Oberflächenwasser, welches am besten

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gereinigt ist, durch den Höhenunterschied zwischen der Rinne 21 und dem Ableitungsrohr 17 zu drücken, um es aus dem BehSlter 1 aus der Rinne 21 durch die Leitung 20, das Rückschlagventil 19 und die Rohrleitung 17 abzuziehen. Dieses Abziehen des gereinigten Wassers von der schwimmenden Rinne 21 erfolgt ohne irgendwelche Turbulenz, weil der in dem BehSlter inn enraum 14 herrschende Ueberdruck sich gleichmässig über die ganze Oberfläche des Wassers verteilt und weil die Abmessungen der schwimmenden Rinne 21 das Abziehen auf einer ziemlich gross en Fläche ermöglicht, verglichen mit den Abmessungen des Innenraumes des Behälters 1,

Wie erwähnt, hält sich die Rinne 21 in ihrem schwimmenden Zustand in einer konstanten Hohe unterhalb des Niveaus der obersten Wasseroberfläche. Dies gewährleistet ein Abziehen des am meisten gereinigten Wassers ohne Gefahr einer Aufwirbelung der Schlammschicht während des Absetzens.

Sobald eine ausreichende Menge Wasser abgezogen ist und das Niveau den vorbestimmten untersten Wert 10 erreicht, wobei die Rinne 21 sich noch immer auf einer Hohe über dem vorbestimmten oberen Niveau 9 des Schlammes befindet, wird die Absetz- und Abziehphase unterbrochen und die Belüftungsphase beginnt von neuem.

Die Trennwand 8 , welche auf einer Höhe über dem vorbestimmten Maximalniveau 9 des Schlammes endet, endet andererseits auch auf einer Hohe unterhalb des vorbestimmten Mindestniveaus 10 der Wasseroberfläche und selbst auf einer Höhe unterhalb des entsprechenden Mindestniveaus der schwimmenden Rinne 21, um die Zuführung neuer Abwasser in den Behälter selbst während der Phase des Absetzens und des Abziehens zu ermöglichen.

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Wie bereits erwähnt, halt das Rückschlagventil 19, welches nur einen Abfluss des Wassers in Richtung der Ableitung zulässt, eine Säule aus gereinigtem Wasser innerhalb der flexiblen Rohrleitung 20 und auch die Rinne 21 bleibt mit gereinigtem Wasser während der Phase des Nachlaufens von Abwässern und der Belüftung gefüllt.

Die Steuerung der Wirkungsweise einer derartigen Reinigungsvorrichtung kann selbstverständlich durch an sich bekannte Einrichtungen automatisiert werden.

Auch sind die Abmessungen des Behälters und damit dessen Innenraum naturgemäss weitgehend abhängig von dem zu erzielenden Durchsatz, wobei auch ein Puffervolumen zu berücksichtigen ist, um Spitzendurchsätze und Verunreinigungen zu berücksichtigen.

Als beispielsweise Anwendung hat man mit Erfolg Reinigungsvorrichtungen nach der Erfindung verwendet zur Behandlung von Abwässern aus Gemeinschaften von 30 bis 1600 Bewohnern, wobei 4, 5 bis 120 m~ Abwässer pro Tag anfielen, d.h. bis zu 48 kg Verunreinigungen pro Tag. Die verwendeten Behälter besassen einen Durchmesser von 2 bis 4 m und eine Länge über alles von 2, 6 bis 16 m mit einem Durchmesser der Eintritts- und Aust-rittsleitungen von 80 bis 150 mm. Die Verunreinigung sm enge entspricht der Menge Sauerstoff, welche in fünf Tagen verbraucht wurde, um die anfallende Menge an Abwässer abzubauen. Selbstverständlich gestattet das erfindungsgemässe Verfahren zahlreiche Abwandlungen, insbesondere hinsichtlich der Art und Weise, wie die Bildung und das Absetzen des Schlammes erfolgt. Seine Durchführung kann auch in ReinigungsStationen anderer Ausbildung erfolgen, als bei solchen, wie sie vorstehend beschrieben sind.

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Claims

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Bernard CAILLOT, PARIS (Frankreich)

Maro LEFEBVRE, HELLEMMES (Frankreich)

Raymond DEGANO, FROMELLE-AUBERS (Frankr. )

Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Abwässern

PATENTANSPR UEC HE

1.J Verfahren zur Reinigung von Abwässern, wobei die Wässer zur Bildung und zum Absetzen von Schlamm in einem Behälter gesammelt werden und das gereinigte Wasser oberhalb des abgesetzten Schlammes abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das gereinigte Wasser auf einer im Verhältnis zu den Abmessungen der BehSlterfläche im Innern des Behälters grossen Oberfläche unterhalb des oberen Niveaus des abzuziehenden Wassers und über dem Niveau des abgesetzten Schlammes gesammelt und abgezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erleichterung des Abziehens des gereinigten Wassers das Innere eines geschlossenen Behalters unter Ueberdruck gegenüber dem Aussendruck gesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das gereinigte Wasser auf einer etwa gleichbleibenden Höhe gegenüber dem oberen Niveau des abzuziehenden Wassers abgezogen wird« welche beim Abziehen allmählich bis über das Niveau des Schlammes absinkt.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch Ibis 3 mit einem Belüftungs- und Absetzbenälter, einer Zuleitung für die zu

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reinigenden Abwässer in den Behälter, einer Ableitung fur das gereinigte Wasser aus dem Behälter und mit einer Einrichtung zum Sammeln des gereinigten Wassers in dem Behälter« welche über die Ableitung nach draussen fuhrt, gekennzeichnet durch eine Sammeleinrichtung aus wenigstens einer Ableitungsrinne (21) mit einer im Verhältnis zu den Abmessungen der Behalterfläche im Innern des Behälters grossen Oberfläche und mit Einrichtungen (22,23) zum Halten dieser Rinne unter das obere Niveau des abzuziehenden Wassers und über das Niveau des abgesetzten Schlammes während des Abziehens.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Rinnenhalte einrichtung aus Schwimmern (22,23), welche die Rinne (21) tragen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Führungen (27,28) für die Rinne (21) während ihrer Vertikalbewegung bei Aenderung des oberen Wasserspiegels (5,10) innerhalb des Behälters (1),

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, gekennzeichnet durch wenigstens eine flexible Leitung (20) von der Rinne (21) zur Behälterableitung (16),

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, gekennzeichnet durch ein Rückschlagventil (19), welches einen Durchgang von Wasser von der Rinne (21) über die Behälterableitung (16) nach draussen zulässt, einen Rückstrom in umgekehrter Richtung jedoch sperrt.

9· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (8) zum Zuführen der zu reinigenden Abwässer in einer Höhe zwischen dem unteren Niveau der Rinne (21) nach Abziehen des gereinigten Wassers und dem obersten Niveau (9) des Schlammes am Boden d«s Behälters.

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10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9» gekennzeichnet durch eine Einrichtung (12), womit das Innere des Behälters unter Ueberdruck setzbar ist.

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