Verfahren und Vorrichtung "um biologischen Reinigen von Abwässern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum biolo gischen Reinigen von Abwässern finit Hilfe aerober Organismen und einer Einrichtung, durch die zur Intensivierung der Oxydation die Organismen ab wechselnd mit Luftsauerstoff und dem zu reinigenden Abwasser in Berührung gebracht werden. Die Erfin dung betrifft ferner auch eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.
Bei der biologischen Abwasserreinigung werden hochmolekulare organische Verbindungen zu niedrig molekularen Verbindungen mit Hilfe von Lebens gemeinschaften aerober Mikroorganismen oxydiert. Dieser Abbau kann bis zur vollständigen Deckung des chemischen Sauerstoffbindungsvermögens. dieser Stoffe unter Bildung anorganischer Verbindungen ge trieben werden. Neben günstigen Umweltbedingun gen für die aeroben Lebensgemeinschaften muss ge nügend Sauerstoff zur Verfügung stehen.
Es sind mehrere Verfahren zur biologischen Ab wasserreinigung bekannt. Für grosse Wassermengen eignen sich das sogenannte Belebtschlammverfahren und das sogenannte Spültropfkörperverfahren. Beim Belebtschlammverfahren, das zwar mit geringem Ge fälle arbeiten kann, jedoch gegenüber Schmutzstössen empfindlich ist, werden dem zu reinigenden Abwas ser grosse Mengen von Bakterien in Form von soge nanntem Belebtschlamm und Luftsauerstoff in Form von Druckluft oder durch kräftige Umwälzung des Beckeninhalts zugesetzt.
Das Spültropfkörperverfah- ren mit hochbelasteten Spültropfkörpern, die aus wetterfesten Steinen, Schlackenstücken, Lava, Tuff oder gebrannten Formstücken bestehen und die ohne Aufstau vom Wasser durchrieselt werden, benötigt meist Pumpanlagen, mit denen das mechanisch vor geklärte Abwasser auf die- Tropfkörper gepumpt wer den muss, um den bei diesen Anlagen erforderlichen Gefälleunterschied auszugleichen, der normalerweise zwischen drei und fünf Metern liegt.
Es sind ferner Tauchkörperverfahren bekannt, die keine künstliche Belüftung benötigen. Sie arbei ten mit walzenförmigen, auf eine Achse aufgesetzten Tauchkörpern, die entweder mit Reisig, Steinen, Schlacke, Tuff; gebrannten Formstücken oder ähn lichem Material gefüllt oder aussen mit einem Flecht werk von rauher Oberfläche versehen sind. Die wal zenförmigen Körper tauchen zur Hälfte in einen Be hälter ein und werden in langsame Umdrehung ver setzt.
Die Reisigfüllung bzw. das Flechtwerk bezieht sich dabei bald mit biologischem Rasen, der wäh rend des Untertauchens Schmutzstoffe aus dem Ab wasser adsorbiert und während des Auftauchens den zum Stoffwechsel des Rasens notwendigen Sauerstoff aufnehmen und speichern kann. Die Tauchwalzen benötigen zwar wenig Energie zum Antrieb, jedoch verstopft der in bzw. an den Körpern wachsende bio logische Rasen bald alle Durchflusswege, so dass dann der gesamte Körper völlig verschlammt ist. Hierdurch entfällt die Reinigungswirkung.
Der Kör per muss daraufhin, also schon nach sehr kurzer Zeit, durch teure Massnahmen entschlammt werden, was demgemäss sehr oft geschehen muss. Da das Aus spülen des überschüssigen biologischen Rasens wäh rend des Betriebs, wie beispielsweise beim Spültropf körper, bei den Tauchkörpern nicht gelungen ist, mussten diese zur Reinigung sogar zerlegt und wie der zusammengebaut werden. Schliesslich müssen diese Körper auch nach relativ kurzer Betriebszeit, nämlich schon nach einigen Wechseln, gänzlich er neuert werden.
Die bei den erwähnten Verfahren auftretenden Nachteile werden durch das Verfahren gemäss der Erfindung vermieden. Dieses ist dadurch gekenn zeichnet, dass die Dauer der Berührung der Orga- nismen mit Luft und mit Abwasser durch Geschwin digkeitsregelung der drehbaren, teilweise in das<B>Ab-</B> wasser eines Beckens eintauchenden, aus Platten be stehenden Einrichtung eingestellt wird.
Ausserdem kann man erreichen, dass bei diesem Verfahren die Schichtdicke der als biologischer Ra sen anwachsenden Substanz nur bis zu einer be stimmten Stärke zunimmt. Zweckmässig wird das erfindungsgemässe Verfahren mit einer solchen Ge- schwindigkeit durchgeführt, dass sich einzelne Pha sen im Ablauf des Verfahrens wenigstens innerhalb von zwei Minuten wiederholen.
Zur Durchführung dieses Verfahrens wird als weiterer Erfindungsgegenstand eine Vorrichtung vor geschlagen, die erfindungsgemäss dadurch gekenn zeichnet ist, dass sie eine Einrichtung aus runden, auf einer über dem Rand eines Beckens befestigten Achse nebeneinander angeordneten, in das Abwasser ein zutauchen bestimmten Platten aufweist, welche Achse durch eine Antriebsvorrichtung gedreht wird, wobei der Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Plat ten grösser ist als die Plattenstärke.
Vorteilhaft wer den bei einer solchen Vorrichtung jeweils zwischen zwei benachbarten Platten Rechenstäbe angeordnet, die während der Umdrehung an den Platten ange setzten biologischen Rasen überschüssiger Stärke ab streifen. Hierbei kann die Stärke der Rechenstäbe etwa der Stärke der Platten entsprechen und jeweils der Abstand zwischen benachbarten Rechenstäben und Platten geringer sein als die Stärke der Platten.
Hierdurch soll erreicht werden, dass die Schicht bio logischen Rasens nicht stärker wird als vier Milli- meter. Demgemäss sind die Platten auf die Welle zweckmässig im gegenseitigen Abstand von etwa zwei Zentimetern, vornehmlich im gegenseitigen<B>Ab-</B> stand von 15 mm montiert, um den Durchflussweg des Wassers mit Sicherheit freihalten zu können.
Der Abstand zwischen den Rechenstäben und den Plat ten ist dadurch so gering, dass der für die Oxydation erforderliche Sauerstoff ohne weitere Massnahmen direkt an die gesamte, auf der Platte befindliche be lebte Substanz des biologischen Rasens herankom men kann und die auf der Platte nach dem Ab streifen verbleibende Dicke der Rasenschicht keine anaerobe Fäulnis zulässt. Als Platten werden zweck- dienlich wasser- und bakterienfeste Kunststoffplatten mit rauher Oberfläche verwendet, an denen biolo gischer Rasen leicht anwachsen kann.
Das zu reinigende Abwasser kann die gesamte Vorrichtung, die aus einem oder mehreren Becken bestehen kann, gerade durchströmen. Das Wasser kann auch, insbesondere in kleinen Vorrichtungen, mäanderförmig durch das oder die Becken geleitet werden. Dabei soll durch eine sich von selbst ein stellende, leichte Vergrösserung des Staus die Ge- fälldifferenz und dadurch die Fliessgeschwindigkeit des Wassers derart gross gehalten werden, dass eine starke Wucherung des Bewuchses verhindert wird.
Zur weiteren Erhöhung der Relativgeschwindigkeit zwischen fliessendem Wasser und den sich drehenden Platten können diese auch in einer zur Fliessrichtung des Wassers entgegengesetzten Richturig angetrieben werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird an Hand von Ausführungsbeispielen im folgenden näher er läutert.
Es zeigen Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung ge- mäss Patentanspruch II ; Fig. 2 einen Schritt durch die Vorrichtung nach dem Linienzug II-II der Fig. 1 ; Fig. 3 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach der Linie 11I-III der Fig. 2 ; Fig. 4 eine Draufsicht auf eine schematisch dar gestellte, erfindungsgemässe Vorrichtung mit meh reren, hintereinander angeordneten Becken ;
Fig. 5 eine Vorrichtung gemäss der Erfindung für mäanderförmige Durchströmung ; Fig. 6 einen Schnitt VI-VI durch diese in Fig. 5 dargestellte Vorrichtung ; Fig. 7 einen Schnitt VII-VII in Fig. 5 ; Fig. 8 einen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung mit zwischen den Platten angeordneten Rechenstäben ; Fig. 9 einen Schnitt IX-IX durch diese in Fig. 8 dargestellte Vorrichtung ;
Fig. 10 eine erfindungsgemässe Vorrichtung für gerade Durchströmung ; Fig. 11 einen Schnitt durch diese Vorrichtung nach der Linie XI-XI in Fig. 10.
In dem in den Fig. 1-3 dargestellten Ausfüh rungsbeispiel einer Reinigungsvorrichtung gemäss der Erfindung sind an einem mit Abwasser gefüllten Becken 1 diskenförmige, bis beinahe zur Hälfte in das Abwasser eintauchende Platten 2 aus wasser- und bakterienfestem Kunststoff, z. B. Asbestzement oder geschäumtem Polystyrol, mit rauher Oberfläche an geordnet, die auf einer Achse 3 fest aufsitzen, die durch einen Motor 4 mitsamt den auf ihr sitzenden Platten in der Pfeilrichtung in Umdrehung versetzt werden kann.
Der Zufluss des Abwassers ist bei B und sein Abfluss bei A, so dass die Umdrehungsrichtung des eingetauchten Teiles der Platten der Strömungsrich tung des Wassers entgegengesetzt ist. Oberhalb der Achse 3, etwas ausserhalb einer längs durch die Achse gelegten lotrechten Ebene befindet sich ein im Querschnitt U-förmiger Träger 5, an dem zwischen die einzelnen Platten 2 eingreifende, in ihrem un teren Bereich auf der Achse 3 aufliegende Rechen stäbe 6 mit einem Zapfen 7 aufgehängt sind.
Die Platten werden zum Betrieb der Vorrichtung in langsame Umdrehung versetzt. Dabei wächst auf dem in das Becken eintauchenden Teil biologischer Rasen an und adsorbiert innerhalb kurzer Zeit die organischen Verschmutzungen. Beim Auftauchen aus dem Wasser wird der zur Oxydation dieser Ver schmutzungen notwendige Sauerstoff direkt aus der Luft entnommen. Der anwachsende biologische Ra sen darf nur so stark sein, dass der für die Oxydation erforderliche Sauerstoff aus der Luft ohne- weiteres an die gesamte, auf der Platte befindliche belebte Substanz herankommen kann und die auf der Platte nach dem Abstreifen verbleibende Dicke der Rasen- Schicht keine anaerobe Fäulnis zulässt.
Der über die erwünschte Stärke von etwa 4 mm hinaus anwach sende biologische Rasen wird bei der Umdrehung der Platten durch Berührung mit den Rechenstäben 6. abgestreift und fällt in das gereinigte, fliessende Was ser zurück, von dem er in ein Nachklärbecken übli cher Bauart gespült -wird. Aus diesem kann er dann als abgesetzter Schlamm entnommen werden. Plat ten und Rechenstäbe sind etwa von gleicher Stärke ; der Abstand zwischen zwei benachbarten Platten ist demgemäss grösser als ihre Stärke.
In Fig. 4 ist schematisch dargestellt, wie das zu reinigende Wasser mehrere, hintereinandergeschaltete Becken nacheinander durchströmt. Das von A ankommende Wasser wird in einen Hauptstrom 8, der ein Becken nach dem anderen in derselben Rich= tung, quer zur Längsrichtung der jeweiligen Platten achse durchströmt, und in einen Nebenstrom 9 auf geteilt, von dem Teilströme 10, 11 und 12 zu ein zelnen Becken seitlich, in der Längsrichtung der je weiligen Plattenachse zugeleitet werden.
Bei der in den Fig. 5 bis 7 dargestellten Vorrich tung sind auf der Achse angeordnete Platten jeweils zu Plattenpaketen 13 zusammengefasst. Durch die Trennwände 14 ist jeweils ein Plattenpaket gegen über dem vorhergehenden auf der anderen Seite ab geschottet wie gegenüber dem folgenden. Der Zufluss des Wassers ist wieder bei A und der Abfluss bei B . Das Wasser durchströmt durch diese Anord nung mäanderförmig die aufeinander folgenden Plat tenpakete.
Durch einen sich von selbst einstellenden höheren Stau ist bei einer solchen Anordnung die Strömungsgeschwindigkeit durch die Plattenpakete grösser als bei einer quer zur gemeinsamen Achse aller Plattenpakete einfach durchströmten Vorrich tung, die in denselben Wasserlauf eingesetzt würde.
Die Fig. 8 und 9 zeigen w:e die Fig. 6 und 7 in einem Querschnitt und einem Längsschnitt, wie diese Vorrichtung aussieht, wenn zwischen den einzelnen Platten noch zusätzlich Rechenstäbe eingesetzt sind, die sich in Fig. 10 nur zwischen den Platten der bei den links dargestellten Plattenpakete befinden.
Die Fig. 10 und 11 zeigen eine Vorrichtung, bei der in einem Becken mehrere Plattenpakete 15 mit parallel zueinander verlaufenden Achsen hinterein ander angeordnet sind. Hierdurch durchströmt das Wasser in einem einzigen Becken mehrere Platten pakete hintereinander in einer Richtung.
Das erfindungsgemässe Verfahren weist in Kom bination die Vorteile von Belebtschlammverfahren und von Tropfkörperverfahren gemeinsam auf, Vor teile, die bei diesen bekannten Verfahren jeweils nur einzeln auftreten ; anderseits vermeidet das erfin- dungsgemässe Verfahren die Nachteile dieser be kannten Verfahren. Eine erfindungsgemässe Vorrich tung ist trotz kleinerer Abmessungen bei geringeren Bau- und Betriebskosten hoch belastbar ;- es lässt sich mit ihr ein hoher Abbau der Verschmutzung er= reichen und ein heute erwünschter niedriger Nitrat gehalt im Abfluss.
Ausserdem kann die Reinigung des Abwassers zu jedem beliebigen Zeitpunkt durch Stillsetzen der im übrigen fast wartungsfrei arbeiten den Vorrichtung unterbrochen werden.