DE2803680A1

DE2803680A1 - Reaktor fuer die kontinuierliche biologische reinigung von abwasser

Info

Publication number: DE2803680A1
Application number: DE19782803680
Authority: DE
Inventors: Oldrich Dracka; Svatopluk Dipl Ing Mackrle; Vladimir Dr Mackrle
Original assignee: Romo N P
Current assignee: Romo N P
Priority date: 1977-01-28
Filing date: 1978-01-27
Publication date: 1978-08-10
Also published as: IT1093206B; CS208053B1; IT7819614A0; ATA56278A; FR2378721B1; FR2378721A1; NL7800971A; GB1561573A; AT358489B

Description

HOFFMANN · EITLE & PARTNER

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-197Ä) · DlPL-ING. W.EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN . DIPL.-ING. W. LEHN

DIPL.-1NG. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERNHAUS) . D-8000 MÖNCHEN 81 · TELEFON (08?) 911087 · TELEX 05-29019 (PATHE)

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ROMO, narodni podnik, Fulnek/CSSR

Reaktor für die kontinuierliche biologische Reinigung von

Abwasser

Die Erfindung bezieht sich auf einen Reaktor für die kontinuierliche biologische Reinigung von Abwasser, insbesondere von Wochenendhäusern, Familienhäusern und dergleichen, bestehend aus einem Aktivierungsraum mit einer Zuleitung für die zu reinigende Flüssigkeit und mit Belüftungselementen, wobei der Aktivierungsraum mit einem seitlich angeordneten Abscheideraum mit einer Ableitung für die gereinigte Flüssigkeit verbunden ist.

Reaktoren zur kontinuierlichen biologischen Reinigung von Abwasser mit einem Aktivierungsraum mit einer Zuleitung für die zu reinigende Flüssigkeit und mit Belüftungselementen, z.B. in Form einer rotierenden Bürste, die teilweise in die zu bearbeitende Flüssigkeit eingetaucht ist, sind bekannt.

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Bei derartigen Reaktoren ist seitlich des Aktivierungsraumes ein Abscheideraum angeordnet, welcher auf dem Prinzip der Filtration im flüssigen Zustand arbeitet und eine Ableitung für die gereinigte Flüssigkeit besitzt.

Diese Reaktoren geben befriedigende Resultate, solange sie als Großanlagen konzipiert sind, z.B. mit einer Leistung von Tausenden von Äquivalenteinwohnern. Bei derartigen Großanlagen ist der spezifische, zum Betrieb einer solchen Anlage benötigte Energieverbrauch, kleiner als 1-2 kWh/1 kg BSK₅.

Bei mittleren Anlagen dieser Art, mit einer Leistung von etwa Hunderten von Äquivalenteinwohnern steigt der spezifische Energieverbrauch auf einige Einheiten von kWh pro 1 kg BSK₁-.

Aufgrund des steigenden Interesses, jedoch auch mit der Notwendigkeit einer möglichst breiten Einführung einer effektiven Reinigung von Abwässern hat es sich als nötig erwiesen, die oben angeführten Reaktoren auch für kleinere Mengen von Abwasser einzusetzen, wie z.B. bei Wochenenderholungsobjekten, Familienhäusern, kleinen öffentlichen hygienischen Einrichtungen und dergleichen.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei einer weiteren, diesen Anforderungen entsprechenden Verkleinerung des Reaktors der gesamte Energieverbrauch nicht entsprechend sinkt, sondern der spezifische Energieverbrauch beinahe indirekt proportional zur Reaktorleistung wird.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß bei den zur Zeit hergestellten Reaktoren die ökonomische Anwendbarkeit bei einer Leistung in der Größenordnung von ca. einhundert Äquivalenteinwohnern endet. Nur in vereinzelten Fällen wurden derartige

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Reaktoren auch für kleinere Leistungen angeboten. Jedoch hat der Energieaufwand die Gesamtökonomie auch nachträglich noch beeinflußt.

Aus dem Angeführten kann entnommen werden, daß mit der Reduzierung der Reaktorengröße deren spezifischer Energieaufwand steigt, der zum Abbauen von 1 kg BSK₁. benötigt wird. Es hat sich gezeigt, daß dieser Anstieg so groß ist, daß die Energiekosten bei kleinen Anlagen den entscheidenden Anteil der Reinigungskosten darstellen, während bei den großen Reaktoren die energetischen Kosten einen verhältnismäßig kleinen Teil der Gesamtkosten für die Wasserreinigung bilden.

Diese ungünstige energetische Bilanz bekannter Reaktoren zur biologischen Reinigung bei der Anwendung für kleine Mengen verunreinigten Wassers beruht auf deren Anordnung, die eine beträchtliche Energie erfordert. Zum Teil ist diese Energie zur Aufrechterhaltung des belebten Schlammes in Suspension im Aktivierungsraum notwendig, zum Teil zum effektiven Entnehmen des belebten Schlammes, der vom Abscheideraum zurückkehrt und zu deren erwünschter Suspendierung mit dem verunreinigten Wasser im Aktivierungsraum.

Die angeführten Mängel werden erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß der Aktivierungsraum als Zylinder mit horizontaler Achse ausgebildet ist, dessen Durchmesser dem 1,5-bis 2,5-fachen seiner Länge entspricht, wobei die Belüftungselemente bezogen auf die durch die horizontale Achse des Zylinders verlaufende Vertikalebene auf der dem Abscheideraum gegenüberliegenden Seite angeordnet sind und von dieser vertikalen Ebene in einer Entfernung liegen, die größer als ein Fünftel des Durchmessers des Zylinders ist.

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Die optimale Form der den Zylinder schließenden Stirnwände ist eine plane Form. Aus Konstruktionsgründen können jedoch auch konvexe Stirnwände eingesetzt werden.

Im folgenden ist zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Reaktor in einem

Querschnitt, und

Fig. 2 zeigt den Reaktor gemäß Fig. 1 in einer Seitenansicht.

Der Aktivierungsraum A des Reaktors besteht aus einem Behälter, der als Zylinder 1 mit horizontaler Achse O ausgebildet ist. An seinen Enden ist der Zylinder 1 mit Stirnwänden 2 abgeschlossen, welche entweder plan oder konvex ausgestaltet sein können. In den oberen Teil des Zylinders 1 mündet eine Zuleitung 3 für das Rohwasser.

Der Durchmesser D des Zylinders 1 entspricht vorteilhafterweise dem 1,5-bis 2,5-fachen seiner Länge L. Bei einer Ausführung mit planen Stirnflächen 2 erweist sich der Faktor 2 als besonders günstig.

Im Aktivierungsraum A sind Belüftungselemente 8 angeordnet, die in die zu reinigende Flüssigkeit eingetaucht sind. In bezug auf eine Vertikalebene R, welche durch die horizontale Achse O des Zylinders 1 verläuft, sind die Belüftungselemente 8 auf der dem Abscheideraum S gegenüberliegenden Seite angeordnet, wobei der Abscheideraum S im weiteren noch beschrieben wird. Die Elemente 8 liegen dabei in bezug auf die vertikale Ebene R in einer Entfernung die größer ist, als ein Fünftel des Durch-

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messers D des Zylinders 1. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind zwei Belüftungselemente 8 vorgesehen. Die Enfernung L¹ zwischen ihren Mitten beträgt vorteilhafterweise das 0,65-bis 0,85-fache der Länge L des Zylinders 1. Bei einem Behälter mit planen Stirnwänden ist bei D = 2.L das optimale L¹ = 0,75 L.

Im unteren Teil des Aktivierungsraumes A ist eine an sich bekannte Ableitung 12 für den überflüssigen Schlamm angeordnet. Im oberen Teil der Zuleitung 3 ist ein Entlüfungsrohr 13 angebracht.

Dem Aktivierungsraum A ist seitlich ein etwa prismatischer AbscheideraumS zugeordnet, der durch eine Schrägwand 4 abgegrenzt ist, welche an den Mantel des Zylinders 1 tangential angeschlossen ist. Der Abscheideraums besitzt ferner seitliche Stirnwände 5. Der Wasserspiegel 6 des gereinigten Wassers wird durch die Ableitung 7 bestimmt. Ferner besitzt der Abscheideraum gemeinsam mit dem entsprechenden Teil des Mantels des Zylinders 1 ein System von Wänden 10. Es hat sich gezeigt, daß die vorteilhafteste Neigung der Schrägwand 4 in bezug zur Horizontalebene etwa 55 beträgt.

Der Aktivierungsraum A ist mit dem unteren Teil des Abscheideraumes S mittels des länglichen Durchlasses 9 verbunden, der im Mantel des Zylinders 1 angeordnet ist. Die untere Kante des Durchlasses 9 ist in der Ausführung gemäß Fig. 1 durch den Anbau der Schrägwand 4 an den Mantel des Zylinders 1 geformt. Der Durchlaß 9 ist durch ein System paralleler rechteckiger Öffnungen (Fig. 2) im Mantel des Zylinders 1 gebildet. Auf der Trennungsfläche zwischen dem Aktivierungsraum A und dem Abscheideraum S befindet sich das bereits erwähnte System von Wänden 10. Diese Wände 10 bilden ein System von Kanälen K.

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Die unteren Enden einiger Kanäle K münden in der Nähe des Durchlasses 9 ein.Gleichzeitig sind diese oberhalb der Mündungen untereinander, und dadurch indirekt auch mit dem Aktivierungsraum A verbunden, und zwar mittels der Öffnungen 11. Oberhalb des Aktivierungsraumes A in der Nähe der Zuleitung 3 ist ein Entlüftungsrohr 13 angebracht.

Die beschriebene Anlage arbeitet wie folgt: Das zu reinigende Rohwasser fließt durch die Zuleitung 3 in den Aktivierungsraum A, wo sich eine hohe Konzentration des belebten Schlammes befindet.

Durch die Belüftungselemente 8, die in das zu reinigende Wasser mit aktiviertem Schlamm eingetaucht sind, wird Luft dispergiert, welche nach dem Durchgang durch die Flüssigkeit mit dem Entlüftungsrohr 13 abgeführt wird.

Die dispergierte Luft dient zum Teil zum Sättigen der angeführten Flüssigkeit mit Sauerstoff, der zur biologischen Reinigung unentbehrlich ist. Zum Teil bildet sie die zur Bewegung der Flüssigkeit im Aktivierungsraum A benötigte Treibkraft, damit der belebte Schlamm in Suspension aufrechterhalten werden kann. Durch den Einfluß der erwähnten Treibkraft entsteht im Aktivierungsraum A eine Strömung im Gemisch von Wasser und Belebtschlamm, die die Form eines zylindrischen, im Uhrzeigersinn verlaufenden Wirbels mit horizontaler Achse aufweist.

Es hat sich gezeigt, daß bei der vorgeschlagenen Anordnung des Aktivierungsraumes A unter Einhaltung der oben angeführen Beziehungen eine erstaunlich kleine Treibkraft zum Auslösen und Aufrechterhalten der erwähnten Strömung benötigt wird und infolgedessen auch die geringe Luftmenge, die zur Abdeckung des biologischen Sauerstoffbedarfes bei der Reinigung erforderlich ist, als Treibkraft zur Bildung der Strömung ausreicht.

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Die beschriebene Anordnung der Belüftungselemente 8 bildet dabei zusätzlich eine sehr günstige Verteilung der Treibkräfte in der axialen Längsrichtung des Zylinders 1. Durch Einwirkung der an sich bekannten biologischen Prozesse unter Anwesenheit von Sauerstoff wird das zufließende Wasser im Aktivierungsraum A gereinigt.

Das Wasser mit aktiviertem Schlamm strömt vom Aktivierungsraum A durch die Öffnungen 11 in das System der Kanäle K, in denen die Bewegung verlangsamt wird.

Im Abscheideraum S strömt das Wasser aufwärts und wird mittels der bekannten Fluidfiltration vom Belebtschlamm abgetrennt. Das gereinigte Wasser wird dann auf der Ebene des Wasserspiegels 6 durch die Ableitung 7 abgeführt.

Der im Abscheideraum S zurückgehaltene Belebtschlamm kehrt entlang der Schrägwand 4 durch den Durchlaß 9 in den Aktivierungsraum A zurück. Die angeführte Neigung der Schrägwand 4 verhindert vorteilhaft das Ansetzen von Schlamm auf dieser schrägen Wand. Die durch das System von Kanälen K im Bereich des Durchlasses ausgelöste Strömung unterstützt auf eine effektive Weise die Rückkehr des belebten Schlammes vom Abscheideraum S in den Aktivierungsraum A und verhindert das Übertragen störender induzierter Strömungen vom Aktivierungsraum A in den Abscheideraum S.

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Claims

HOFFMANN · EITLE & PARTNER PATENTANWÄLTE DR. ING. E. HOFFMANN (1930-197ί) · DIPL.-ING. W.EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL.-1NG. W. LEHN DlPL-ING. K. FDCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERNHAUS) . D-8000 MÖNCHEN 81 · TELEFON (089) 911087 . TELEX 05-29619 (PATHE) 30 212 t/ga ROMO, narodni podnik, Fulnek/CSSR Reaktor für die kontinuierliche biologische Reinigung von Abwasser Patentansprüche

1.) Reaktor für die kontinuierliche biologische Reinigung
von Abwasser, insbesondere von Wochenendhäusern, Familienhäusern und dergleichen, bestehend aus einem Aktivierungsraum mit einer Zuleitung für die zu reinigende Flüssigkeit und mit Belüftungselementen, wobei der Aktivierungsraum mit einem
seitlich angeordneten Abscheideraum mit einer Ableitung für
die gereinigte Flüssigkeit verbunden ist, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Aktivierungsraum (A) als Zylinder (1) mit horizontaler Achse (0) ausgebildet ist, dessen Durchmesser (D) dem 1,5 bis 2,5-fachen seiner Länge (L) entspricht, wobei

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die Belüftungselemente (8) bezogen auf die durch die horizontale Achse (O) des Zylinders (1) verlaufende Vertikalebene (R) auf der dem Abscheideraum (S) gegenüberliegenden Seite angeordnet sind und von dieser vertikalen Ebene (R) in einer Entfernung liegen, die größer als ein Fünftel des Durchmessers (D) des Zylinders (1) ist.

2. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Zylinder (1) abschließenden Stirnwände (2) plan sind.

3. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er zwei Belüftungselemente (8) aufweist, die in die zu reinigende Flüssigkeit eingetaucht und derart im Abstand zueinander angeordnet sind, daß ihre Entfernung (L') zwischen den Mitten das 0,65 bis 0,85-fache der Länge (L) des Zylinders (1) beträgt.

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