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Belüftungsbecken zum Belüften von Abwasser mit belebtem Schlamm Die
Erfindung bezieht sich auf ein Belüftungsbecken zum Reinigen von Abwasser mit belebtem
Schlamm mit in Durchflußrichtung des Beckens angeordneter Scheidewand, die den Beckenraum
in zwei nebeneinanderliegende, oberhalb und unterhalb der Scheidewand miteinander
in Verbindung stehende Abteile unterteilt, und mit etwa in Höhe der Oberkante der
Scheidewand über die ganze Länge des einen Abteils angeordneten Belüftungsrohren.
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Bei einer bekannten Vorrichtung sind an beiden Seiten des Beckens
waagerechte Rohrroste zur Luftzuführung vorgesehen; der eine Rost liegt dabei in
Bodennähe, während der andere kleiner ausgebildet und höher angeordnet ist. Diese
Anordnung ist insofern nachteilig, als bei ihr nicht nur ein verhältnismäßig hoher
Luftdruck erforderlich ist, sondern auch neben ungleichmäßiger Belüftung die Bildung
von Totwasserräumen oder von Räumen mit minimaler Wasserbewegung auftritt.
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Bei einer anderen bekannten Vorrichtung sind am Boden des Beckens
zur Luftzuführung dienende Rohrroste vorgesehen. Auch hier ist ein hoher Luftdruck
erforderlich, dessen. Erzeugung aufwendig ist. Diese Frage der Aufwendigkeit ist
von entscheidender Bedeutung bei der Abwasserreinigung.
bei welcher
es im Hinblick auf die zu reinigenden relativ großen Wassermengen in erster Linie
darauf ankommt, den Energiebedarf niedrig zu halten.
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Beide Vorrichtungen weisen schließlich noch den wesentlichen Nachteil
auf, daß in der Mitte des Beckens eine unbelüftete rotierende Wasserwalze entsteht.
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Eine weitere bekannte Vorrichtung sieht in der Mitte des mit konischem
Boden ausgebildeten Beckens ein Steigrohr für das Wasser vor. Etwa in zwei Drittel
der Höhe wird Luft in das Rohr eingespeist, welche beim Nachobensteigen das Wasser
im Rohr mit sich führt. Die Steigrohre enden in ringförmigen Verteilerdüsen kurz
unter der Wasseroberfläche. Ein wesentlicher Nachteil dieser Konstruktion liegt
darin, daß nur ein sehr geringer Teil des Wassers jeweils belüftet wird und daß
die Bewegung des übrigen Wassers sehr gering ist. Dementsprechend hat der Belebtschlamm
die Neigung, sich abzusetzen, und das. Wasser muß verhältnismäßig lange im Becken
verweilen.
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Schließlich ist auch ein Belüftungsbecken der eingangs erwähnten Art
bekannt, dessen Verbesserung die vorliegende Erfindung anstrebt. Bei diesem bekannten
Becken liegt die Scheidewand nahe an der einen Beckenseitenwand, und zur Belüftung
dient ein perforiertes Rohr, welches sich unterhalb der Oberkante der Scheidewand
zwischen dieser und der dicht daneben befindlichen Beckenwand erstreckt. Auch bei
dieser Vorrichtung; die infolge der Anordnung des Rohres dicht unterhalb der Oberkante
der Scheidewand mit geringem Energieaufwand auskommt, ist der Sauerstoffeintrag
verhältnismäßig gering. Der Grund dürfte darin zu suchen sein, daß einmal die Strömungsführung
die Bildung einer zentralen, langsam sich drehenden Wasserwalze begünstigt, welche
nicht direkt belüftet wird, und daß zum anderen die auf eine Linie konzentrierte
Lufteinbringung die Luft rasch aus dem Wasser heraussteigen läßt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrund, ein Belüftungsbecken der
eingangs erwähnten Art zu schaffen, das frei von den Nachteilen der bekannten Vorrichtungen
ist und in dem eine so kräftige Abwasserzirkulation zustande kommt, daß der Kontakt
zwischen Abwasser und Luft so schnell, innig und gleichförmig wie möglich erfolgt,
und in dem der Schlamm jeder Abwasserpartikel abwechselnd mit Luft angereichert
und der Wirkung der aufgenommenen Luft ausgesetzt wird, damit die im Schlamm wirksamen
Mikroorganismen nach der Belüftung den mit der Luft zugeführten Sauerstoff sich
zunutze machen können. Dabei soll das Inberührungbringen von Abwasser und Luft,
wie bekannt, bei niedrigem Energieverbrauch erfolgen, also die Luft bei verhältnismäßig
niedrigem Druck in das Abwasser eingeleitet werden.
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Die Bildung außerhalb des belüfteten Wasserstromes rotierender Wassermassen
soll dabei vermieden werden.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß bei einer Vorrichtung
der eingangs erwähnten Art die Scheidewand etwa mittig angeordnet ist und daß die
Belüftungsrohre einen Rost bildend sich über die gesamte Breite des einen Abteils
c rstrecken.
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Die Erfindung bringt folgende Vorteile und damit folgenden technischen
Fortschritt mit sich: Die Luft tritt aus den rostförmig angeordneten, also in ziemlich
kleinem Abstand voneinander gelegenen Rehren aus, versetzt den Behälterinhalt in
eine Zirkulationsbewegung quer zur Behälterachse und bewirkt gleichzeitig eine Belüftung
nach Maßgabe der verwendeten Luftmenge. Durch die Zwischenwand und ihre örtliche
Lage im Behälter wird die Wasserströmung so beeinflußt, daß einerseits keine Querströmungen
im Sinne von Kurzschlüssen von der einen Behälterabteilung in die andere entstehen
können und daß andererseits am Behälterboden solche Wassergeschwindigkeiten auftreten,
daß bei ausreichender Luftmenge eine Sedimentation von Belebtschlamm nicht erfolgen
kann. Außerdem entsteht im Behälterteil mit abwärts gerichteter Strömung keine Walzenbildung
im Sinne eines Kreisens unbelüfteter Wassermassen an Ort und Stelle, anderenfalls
würde eine Zusammenballung der Mikroorganismen zu größeren Flocken und damit eine
ungenügende Zufuhr von Sauerstoff durch die als Transportmittel für diesen dienende
Flüssigkeit entstehen. Weiter gestattet die relativ geringe Eintauchtiefe des Belüftungsrostes
die an sich bekannte Verwendung konstruktiv und hinsichtlich Wartung einfacher Luftzufuhranordnungen
(gewöhnliche Ventilatoren) an Stelle von Kompressoren, was vom betriebstechnischen
Standpunkt aus für eine Kläranlage unter anderem deswegen sehr erwünscht ist, weil
auf diese Weise ein relativ geringer Druck zur Anwendung zu kommen braucht, wodurch
man sich billiger Luftzufuhrrohre bedienen und im Falle von Undichtigkeiten der
Rohre den Verlust an Luft klein halten kann. Schließlich hat man in der Praxis festgestellt,
daß man bei dem Becken nach der Erfindung, bezogen auf den Energiebedarf, bessere
Ergebnisse hinsichtlich des spezifischen Sauerstoffeintragverinögcns als bei anderen,
mit grobblasiger Belüftung arbeitenden Becken erhält.
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Die Erfindung soll nachstehend an Hand des in der Zeichnung veranschaulichten
Ausführungsbeispiels im einzelnen näher beschrieben werden. Die Erfindung ist jedoch
nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. Es zeigt Fig. r einen lotrechten Schnitt
durch das erfindungsgemäße Belüftungsbecken gemäß Linie I-I in Fig. 2, Fig. 3 die
Draufsicht auf das Becken nach Fig. i und Fig.3 einen vergrößerten Querschnitt entlang
der Linie III-III der Fig. @ durch vier Belüftungsrohre.
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In einem langgestreckten Becken r mit Seitenwänden a und einem Boden,
der aus schrägen Seitenteilen 3 und einem waagerechten Teil 4 besteht, ist in der
Längsrichtung mittig eine Scheidewand 5 so angeordnet, daß sie das Becken in zwei
Abteilungen
6 und 7 unterteilt, wobei unten eine geräumige Öffnung 8 freigelassen wird, durch
welche die beiden Abteilungen frei miteinander kommunizieren. An einem der Längsenden
ist das Becken mit einer Zuleitung Io für die zu behandelnde Flüssigkeit ausgestattet;
die Abzugsleitung II ist an der diagonal gegenüberliegenden Stelle des Beckens angeordnet.
Sie liegt in einer solchen Höhenlage, daß ein verhältnismäßig konstanter Flüssigkeitsspiegel
13 im Becken vorhanden ist.
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Oben in der Abteilung 6 sind in relativ kleinem Abstand voneinander
waagerecht angeordnete, einen Rost bildende Belüftungsrohre 1.4 vorgesehen, die
parallel zueinander und quer zur Durchflußrichtung verlaufen. Die Belüftungsrohre
sind an die Hauptluftleitung 15 angeschlossen und an der Unterseite perforiert,
wie: in Fig. I und 3 bei 16 angedeutet ist. Die Belüftungsrohre 14 verschmälern
sich aufwärts allmählich. Durch die Anordnung der Perforationen an der Unterseite
der Belüftungsrohre und infolge des sich verjüngenden Querschnitts derselben wird
ein guter Auftrieb der Flüssigkeit erreicht, insbesondere dann, wenn der Abstand
der Belüftungsrohre voneinander in richtiger Weise gewählt wird: der optimale Abstand
ist von der Tiefenlage der Belüftungsrohre unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 13
abhängig.
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Bei kontinuierlichem Betrieb wird das Abwasser durch die Zuleitung
Io eingeleitet und nach Behandlung durch die Abzugsleitung II abgeführt. Die Luft
wird durch die Hauptleitung 15 zugeleitet und mittels der Rohre I4 auf den ganzen
Querschnitt der Abteilung 6 verteilt. Hierdurch fließt das Luft-Abwasser-Gemisch
aufwärts, und zwar infolge seines im Verhältnis zu der Flüssigkeit niedrigeren spezifischen
Gewichts, und strömt über die obere Kante der Scheidewand 5 in die Abteilung 7 hinüber,
in der sie im wesentlichen gleichmäßig abwärts gegen den Boden hin sinkt und durch
die Öffnung 8 in die Abteilung 6 hinüberfließt, um damit den Kreislauf zu vervollständigen.
Da das Abwasser auch in der Längsrichtung des Behälters fließt, wird das in Kreislauf
versetzte Abwasser ein Stück auch gegen das Abzugsende des Behälters hin weiterbefördert,
so daß die Bewegung einer jeden Abwasserpartikel im wesentlichen entlang einer schraubenlinienförmigen
Bahn vor sich geht. Beim Passieren der oberen Kante der Scheidewand 5 kommt Abwasser
auch mit der Außenluft in Berührung, was eine erhöhte Luftaufnahme zur Folge hat.
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Da die Rohre 14 verhältnismäßig nahe unterhalb des Flüssigkeitsspiegels
13 liegen, ist der hydrostatische Druck ein so niedriger, daß die Luft mittels eines
Ventilators mit niedrigem Druck eingeführt werden kann.
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In gewissen Fällen erfordert die Flüssigkeit eine größere Menge Luft
an der Eintrittsseite des Beckens als dahinter oder am Ende desselben. Es kann deshalb
vorteilhaft sein, mehr Luft in der Nähe der Eintrittsseite zuzuführen als an der
Abzugsseite; dies kann dadurch ermöglicht werden, daß die Belüftungsrohre 14 an
der Eintrittsseite des Beckens mit mehr oder mit größeren Perforationen versehen
sind als am Ablauf.
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Durch die Benutzung des der Erfindung zugrunde liegenden Prinzips
ist es möglich, mit so einfachen Luftverteilern wie perforierten Rohren mit ziemlich
groben Bohrungen die bestmögliche Betriebswirtschaftlichkeit und eine sehr hohe
Kapazität zu erzielen, da derartige Rohre teure Luftfilteranordnungen unnötig machen.