DE2726167A1

DE2726167A1 - Verfahren zur behandlung von abwasser

Info

Publication number: DE2726167A1
Application number: DE19772726167
Authority: DE
Inventors: Masashi Kato
Original assignee: Eishin Kogyo K K
Current assignee: Eishin Kogyo K K
Priority date: 1976-06-11
Filing date: 1977-06-10
Publication date: 1977-12-29
Also published as: BR7703812A; GB1563158A; US4184946A; FR2354292A1; JPS52152649A

Description

Patentanwälte l.-Ing. E. Eder I--Ing. K. Schieschke

«München 40, EJisabelnstra8e34

9592

Eishin Kogyo Kabushiki Kaisha, Yokkaichi-shi,

Japan

Verfahren zur Behandlung von Abwasser

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Patentanwälte DIpI.-»ng. E. Eder Dipl.-Ing. K. Schieschke

eMüncnenAO.EIisabeihstiaBeM - 6 - 2726167

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Abwaeser nach dem Verfahren des sich bewegenden Kontaktbetts, bei dem aerobe Mikroorganismen, die an sich im Abwasser bewegenden Gegenständen haften und sich vermehren, verwendet werden zur Beseitigung des organische Stoffe enthaltenden Abwassers.

Unter den herkömmlichen Abwasserbehandlungsverfahren sind zu finden (A) das Tropffilterverfahren, (B) das Verfahren mit feststehendem Kontaktbett und (C) das Verfahren mit rotierendem Kontaktbett. Beim Verfahren (A) wird das Abwasser auf das Filterbett gesprüht, das durch solche Materialien, wie Schotter, Muschelschalen oder Kunstharz, gebildet wird. Beim Verfahren (B) werden wabenförmige Rohre in das zu behandelnde Abwasser versenkt, wobei zur Durchlüftung in diese Rohre Luft geblasen wird.

Das kürzlich in praktische Verwendung gelangte Verfahren (C) weist zwei Ausführungsformen auf. Bei der einen Ausführungsform wird eine Welle mit einer Vielzahl von in kurzen Abständen daran befestigten großen Scheiben am Abwasserniveau des Behälters drehbar und waagerecht gelagert und wird so gedreht, daß die Scheiben wiederholt aus dem Abwasser auftauchen und in das Abwasser eintauchen. Bei der anderen Ausführungsform wird eine gegenüber dem Abwasserniveau schräg gelagerte Welle mit Wabenrohren so gedreht, daß die Rohre aus dem Abwasser auftauchen und in das Abwasser eintauchen.

Diese herkömmlichen Verfahren haben folgende Nachteile. Das Verfahren (A) ergibt eine wirksame Durchlüftung, weist

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jedoch als Nachteil hohe Kosten für den Pumpenbetrieb, starken Lärm, das Brüten von Fliegen auf dem Filterbett und ein nicht gleichförmiges Haften von Mikroorganismen am Filter auf, was einen geringen Betriebswirkungsgrad der Kontaktmittel und ein Verstopfen des Filterbetts ergibt.

Das Verfahren (B) benötigt einen Kompressor zur Durchlüftung und einen Sprinkler und weist als Nachteil hohe Kosten für den Pumpenbetrieb und ein ungleichmäßiges Haften der Mikroorganismen auf. Ferner ist dieses Verfahren nur bei Anwendungen wirksam, wo der biochemische Sauerstoffbedarf 50 ppm oder weniger beträgt.

Das Verfahren (C) weist viele Vorteile auf, nämlich einen großen anwendbaren Bereich von hoch bis zu niedrig konzentriertem Abwasser, minimale Unterhaltung, wirksame Durchlüftung, geringes Geräusch, geringem Energiebedarf, großer Behandlungskapazität und kein Brüten von Fliegen. Der einzige Nachteil dieses Verfahrens besteht in den hohen Herstellungskosten eines Behandlungssystems.

Die Erfindung liefert ein Verfahren zur Behandlung von Abwasser, bei dem Filtermittel aus Kunstharz und mit einem spezifischen Gewicht von weniger als 1 in einen Abwasserbehälter gefüllt werden und als Kontaktmittel für aerobe Mikroorganismen dienen, wobei das Abwasser und die Filter darin durch eine Aufrühreinrichtung aufgerührt werden.

Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Behandlung von Abwasser, bei dem die Berührung der Mikroorganismen mit dem Abwasser und mit der Luft zur Erhöhung der Behandlungskapazität verbessert ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Behandlung von Abwasser, bei dem aus Kunst-

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harz bestehende und im Abwasser schwimmende Filtermittel verwendet werden und bei dem ein gleichmäßiges Haften von Mikroorganismen an den Filtern durch Vorsehen einer Aufrühreinrichtung gewährleistet ist, wodurch das Verstopfen durch Mikroorganismen beseitigt wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Behandlung von Abwasser,das eine Verminderung der Größe der Behandlungsvorrichtung und der Kosten für den Betrieb und die Unterhaltung ermöglicht.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt der Behandlungsvorrichtung einer ersten Ausführungsform einer Aufrühreinrichtung;

Fig. 2 eine Schrägansicht einer ersten Ausführungsform der bei der Erfindung verwendeten Filtermittel;

Fig. 3 eine Schrägansicht einer zweiten Ausführungsform der Filtermittel;

Fig. 4 eine Schrägansicht einer dritten Ausführungsform der Filtermittel;

Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 4;

Fig. 6 eine Schrägansicht einer vierten Ausführungsform der Filtermittel;

Fig. 7 einen Querschnitt entlang der Linie B-B in Fig. 6;

Fig. 8 eine Schrägansicht einer fünften Ausführungsform der Filtermittel;

Fig. 9 einen Querschnitt entlang der Linie C-C in Fig. 8;

Fig.10 eine Schrägansicht einer sechsten Ausführungsform der Filtermittel;

Fig.11 einen Querschnitt entlang der Linie D-D in Fig. 10;

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Fig. 12 eine Schrägansicht einer siebten Ausführungsform der Filtermittel; «

Fig. 13 einen Querschnitt entlang der Linie E-E in Fig. 12;

Fig. 14 eine Schrägansicht einer achten Ausführungsform der Filtermittel;

Fig. 15 einen Querschnitt entlang der Linie F-F in Fig. 14;

Fig. 16 eine Schrägansicht einer neuenten Ausführungsform der Filtermittel;

Fig. 17 einen Querschnitt entlang der Linie G-G in Fig. 16;

Fig. 18 eine Schrägansicht einer zehnten Ausführungsform der Filtermittel;

Fig. 19 einen Querschnitt entlang der Linie H-H in Fig. 18;

Fig. 20 eine Schrägansicht einer elften Ausführungsform der Filtermittel;

Fig. 21 einen Querschnitt entlang der Linie K-K in Fig. 20;

Fig. 22 einen Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform der Aufrühreinrichtung;

Fig. 23 einen Querschnitt entlang der Linie L-L in Fig. 22;

Fig. 24 eine Draufsicht einer dritten Ausführungsform der Aufrühreinrichtung;

Fig. 25 einen Schnitt entlang der Linie M-M in Fig. 24;

Fig. 26 eine geschnittene Vorderansicht der Behandlungsvorrichtung mit der vierten Ausführungsform der Aufrühreinrichtung;

Fig. 27 eine geschnittene Seitenansicht der Vorrichtung von Fig. 26;

Fig. 28 eine geschnittene Draufsicht der Behandlungsvorrichtung mit der fünften Ausführungsform

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der Aufrühreinrichtung;

Fig. 29 eine geschnittene Seitenansicht der Vorrichtung von Fig. 28;

Fig. 30 eine Schrägansicht der Aufrühreinrichtung von Fig. 28;

Fig. 31 eine Vorderansicht der Aufrühreinrichtung von

Fig. 28 mit einer Darstellung der Art der Abwasserbehandlung ;

Fig. 32 eine Seitenansicht der Aufrühreinrichtung von Fig. 28;

Fig. 33 eine geschnittene Draufsicht eines Teils einer Schöpfeinrichtung, die bei der sechsten Ausführungsform der Aufrühreinrichtung verwendet wird;

Fig. 34 eine Schrägansicht der Schöpfeinrichtung von Fig. 33;

Fig. 35 einen senkrechten Schnitt der siebten Ausführungsform der Aufrühreinrichtung;

Fig. 36 einen senkrechten Schnitt der achten Ausführungsform der Aufrühreinrichtung;

Fig. 37 einen senkrechten Schnitt der achten Ausführungsform der AufrUhreinrichtung.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Abwasserbehälter 21 mit Filtermitteil22 gefüllt ist, die später im einzelnen beschriebenwerden.Im Abwasserbehälter ist eine Aufrühreinrichtung 23 vorgesehen mit einer Welle 24, mit Rührflügeln 25 und mit einer eine Riemenscheibe, einen Riemen und einen Motor aufweisenden Antriebseinrichtung 26.

Als Filtermittel eignen sich Kunstharz am besten wegen seines Widerstands gegenüber Abwasser, seiner leichten Formgebung in eine gleichmäßige Gestalt und wegen seiner Verfügbarkeit in großen Mengen. Die verwendeten Kunstharze haben vorzugsweise

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ein spezifisches Gewicht von weniger als 1 zur Verminderung der zum mechanischen Aufrühren benötigten Antriebsenergie und zur Verminderung des durch das mechanische Aufrühren bedingten Verschleisses. Unter diesen Kunstharzen sind Polyäthylen und Polypropylen zu finden. Ihre weiteren Vorteile sind geringerReibungskoeffizient und Schlüpfrigkeit.

Wahlweise kann Kunstharz verwendet werden, das schwerer als Wasser ist, nachdem es zur Verminderung des spezifischen Gewichts unter 1 einer Schaumbehandlung unterworfen wurde. Diese Behandlung erhöht die Elastizität des Materials. Die Filtermittel 22 sollten eine solche Form haben, daß sie dazwischen Zwischenräume freilassen, die einen Durchtritt von Wasser sogar beim mechanischen Aufrühren ermöglichen, ohne daß sie miteinander in enge Oberflächenberührung kommen. Es eignet sich beispielsweise ein Raschigring, der in einem Füllturm einer chemischen Vorrichtung verwendet wird und aus einem dünnen kurzen Rohr besteht, das einen etwa seiner Länge gleichen Durchmesser, ein Glied mit einer sattelförmigen Krümmung, ein flaches Glied mit Vorsprüngen an beiden Seiten usw. aufweist.

Eine erste Ausführungsform der bei der Erfindung verwendeten Filtermittel 22 ist in Fig. 2 gezeigt. Diese Ausführungsform ist hergestellt in Form eines kurzen Netzrohrs 22a aus Kunstharz, etwa Polyäthylen, Polypropylen und Polystyrol, durch Schaumspritzguß. Es weist vorzugsweise einen Durchmesser und eine Länge von 10-50 mm auf, wobei der Durchmesser jeder Ader 0,8-3 mm und die Abstände zwischen den Adern 1-6 mm betragen.

Solche Netzrohre haben folgende Vorteile: sie haben einen geringen Widerstand gegenüber Wasser; Mikroorganismen hän-

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gen sich schnell daran und kommen nicht davon weg, da die Netzrohre nur in Punktberührung aneinander reiben; sie können eine größere Festigkeit bei einer Materialmenge haben, die etwa gleich derjenigen ist, die für ein massives kurzes Rohr mit demselben Durchmesser benötigt wird; sie haben eine passende Elastizität und ein überlegenes Rückbildungsvermögen aus einer durch das mechanische Aufrühren bedingten Verformung; sie haben auch eine große wirksame Oberfläche, an der die Mikroorganismen haften.

Der Abwasserbehälter 21 kann mit den Filtermitteln 22 angefüllt werden, bis sie sich über dem Abwasserniveau anhäufen. Auf diese Weise werden die an den Filtermitteln haftenden Mikroorganismen durchlüftet, während sie aufgerührt werden. Dies kommt zum Vorteil des Tropffilterverfahrens hinzu. Die Filtermittel 22 tauchen in häufigen Intervallen aus dem Abwasser auf und sinken darin hinein, wenn die Aufrühreinrichtung 23 arbeitet. Das Abwasser 27 und die Filter 22 werden im Abwasserbehälter 21 kräftig aufgerührt zur Abwasserbehandlung durch das Verfahren mit sich bewegendem Kontaktbett.

Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform von Filtermitteln 22b in Form einer vernetzten Platte. Sie ist aus derselben Art von Kunstharzen wie bei der ersten Ausführungsform hergestellt. Wenn auch eine rechteckige Platte dargestellt ist, so kann sie auch von jeder beliebigen anderen Form sein.

Fig. 4 und 5 zeigen eine dritte Ausführungsform von Filtermitteln 22c, die aus zwei Netzrohren 28a und 28b gebildet sind, von denen beide einen Durchmesser haben, der etwa gleich der Länge ist und wobei die ersteren in die letzteren mit sich unter rechtem Winkel kreuzenden Achsen ineinander-

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geschachtelt sind. Wenn auch bei dieser Ausführungsform das Netzrohr 28a mit Ausnehmungen 29 zum Eingriff mit dem anderen Rohr ausgebildet ist, können die beiden Netzrohre selbstverständlich durch Kleben oder Schweißen zusammengehalten werden. Das andere Netzrohr 28 kann auch mit mit den Ausnehmungen 29 zusammenarbeitenden Vorsprängen versehen sein.

Fig. 6 und 7 zeigen eine vierte Ausführungsform des Filters, der durch drei Netzrohre 28c, 28d und 28e gebildet ist, deren Durchmesser in dieser Reihenfolge abnehmen, wobei das eine in das andere geschachtelt ist mit sich unter rechtem Winkel kreuzenden Achsen.

Die Anordnung bei der dritten und vierten Ausführungsform weist die folgenden Vorteile auf: Die je Einheit der Kontaktfläche benötigte Materialmenge kann beträchtlich verringert werden; sie sind nicht einer Verformung unter Zusammendrückung ausgesetzt, sogar wenn verhältnismäßig schwaches Material, wie Polyäthylen und Polypropylen, verwendet wird, oder wenn die Netzrohre dünne Adern haben; sie haben eine geringere Wahrscheinlichkeit des Brechens als dünne Plattenfilter und fördern die Berührung zwischen Abwasser und Luft; auch schälen sich die an der Innenseite der Rohre haftenden Mikroorganismen aufgrund ihrer vernetzten Struktur leicht ab.

Fig. 8 und 9 zeigen eine fünfte Ausführungsform der Filtermittel 22d, die gebildet werden durch Ineinanderschachteln eines Netzrohrs 30b in ein ähnliches Netzrohr 30a bei. sich unter rechtem Winkel kreuzenden Achsen; durch Flachpressen der Rohre und durch Zusammenschmelzen der Rohre in der Mitte bei 31.

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Fig. 10 und 11 zeigen eine sechste Ausführungsform des Filters 22e, der in einer ähnlichen Weise wie die Auöführungsform von Fig. 8 und 9 hergestellt ist,mit der Ausnahme daß eine Vielzahl von Netzrohren 30c im Netzrohr 30a aufeinandergestapelt sind.

Fig. 12 und 13 zeigen eine siebte Ausführungsform des Filters 2Of, der in ähnlicher Weise gebildet ist, jedoch durch in Stufen erfolgendes Ineinanderschachteln im äußeren Rohr 32 einer Vielzahl von Netzrohren 33 mit abnehmendem Durchmessern und mit ausgefluchteten Achsen.

Die siebte Ausführungsform des Filters kann während des Ziehens des äußeren Netzrohrs zweckmäßig hergestellt werden durch Ausziehen der vorher im äußeren Rohr hergestellten inneren Netzrohre zur Bildung eines langen Vielfachnetzrohrs, durch Warmschweißen des Vielfachnetzrohrs in geeigneten Abständen und durch Zerschneiden in einzelne Mehrfachnetzrohre.

Eine abgeänderte Ausführungsform solcher Vielfachnetzrohre kann durch Einsetzen in das äußere Netzrohr einer Vielzahl von inneren Rohren mit demselben Durchmesser gebildet werden, und zwar aufeinander statt ineinander und mit ausgefluchteten Achsen. Andere Abänderungen können durch Aufeinanderlegen der beschriebenen Vielfachrohre und durch deren warm erfolgendes Zusammenschweißen an einer Stelle gebildet werden.

Bei jeder Ausführungsform sollten die inneren Netzrohre kleinere Aderdurchmesser als das äußere Netzrohr haben, um ein Abschälen der Abfallmikroorganismenschicht zu erleichtern und die Oberfläche zu vergrößern, an der die Mikroorganismen haften.

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Das Schweißen in der Mitte der Netzrohre kann durch ein Ultraschallschweißgerät anstatt durch übliche Warmschweißvorrichtungen erfolgen.

Bei den obigen Ausführungsformen werden die Netzrohre zusammengeschweißt, nachdem sie flachgepreßt sind zum Vermindern des Innenraums des Vielfachnetzrohrs und des durch die FiI^ termittel Je Flächeneinheit eingenommenen Volumens. Dies erhöht die Anzahl der Filtermittel, die in den Abwasserbehälter gefüllt werden können, und ermöglicht eine Verminderung der Größe eines Abwasserbehandlungssystems. Die Vielfachnetzrohre in den dritten bis siebten Ausführungsformen reiben weniger häufig aneinander aufgrund der Verminderung der Anzahl, die je für die Berührung wirksame Flächeneinheit benötigt wird, wodurch der Verschleiß oder das Brechen herabgesetzt wird.

Fig. 14 und 15 zeigen eine achte Ausführungsform eines Filters 22g, der durch ein Netzrohr 34 aus Kunstharz gebildet ist, das zweiteilig gefaltet und zur Verbindung der Kanten bei 31 verschweißt ist.

Fig. 16 und 17 zeigen eine neunte Ausführungsform eines Filters 22h, der durch ein Netzrohr 34 gebildet ist, das von seinen beiden Enden her zur Mitte gefaltet und in der Mitte bei 31 verschweißt ist zum Halten der Enden und des unteren Abschnitts.

Fig. 18 und 19 zeigen eine zehnte Ausführungsform eines Filters 22k, der durch ein Netzrohr 34 gebildet ist, das seitlich dreiteilig gefaltet und bei 31 geschweißt ist zum Befestigen des oberen freien Endes am unteren Abschnitt. Das Netzrohr 34 kann mehr als dreifach oder auf irgendeine andere Weise gefaltet werden. Auch kann das Ende durch Nähen oder ein anderes Verfahren anstatt des Schweißens befestigt werden.

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Wenn auch das Netzrohr in den Ausführungsformen von Fig. 14 bis 19 seitlich gefaltet ist, kann ein langes Netzrohr mit großem Durchmesser in Längsrichtung gefaltet, zum Entfalten verschweißt und in gewünschte Längen zerschnitten werden.

Fig. 20 und 21 zeigen eine elfte Ausführungsform eines Filters 221, der durch eine Vielzahl von Netzplatten 22b aus Kunstharz gebildet ist, die aufeinandergelegt und zum Halten in überlapptem Zustand bei 31 verschweißt sind. Diese Ausführungsform ist leicht herzustellen, weist jedoch als Nachteil auf, daß sie dem mechanischen Aufrühren einen größeren Widerstand entgegensetzt.

Eine zweite Ausführungsform der Aufrühreinrichtung 23 nach der Erfindung wird nun im einzelnen in Verbindung mit Fig. 22 und 23 beschrieben, wo das Bezugszeichen 23' eine Rührschaufel der Aufrühreinrichtung 23 der Schneckenbauweise bezeichnet. In einem zylindrischen Abwasserbehälter 35 ist eine rohrförmige Trennwand 36 vorgesehen, wobei eine Schnecke 37 innerhalb der Trennwand 36 drehbar gelagert ist und von einem nicht gezeigten Motor oder dergl. langsam gedreht wird, wodurch ein konvektives Zirkulieren des Abwassers und der Filtermittel längs der Innenseite und Außenseite der Trennwand 36 bewirkt wird. Dies ermöglicht eine Erhöhung der Tiefe des Abwasserbehälters 35 und eine Verringerung des Einbauraums.

Fig. 24 und 25 zeigen eine dritte Ausführungsform der Aufrühreinrichtung 23 von Schneckenbauweise für ein waagerechtes .Aufrühren. Eine Trennwand 39 ist innerhalb des Mittelteils eines elliptischen Abwasserbehälters 38 in Längsrichtung vorgesehen, wobei Schnecken 42,43 in Umwälzkanäle 40 bzw. 41 eingebaut sind, die durch die Trennwand 39 gebildet

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werden. Die Schnecken 42,43 werden gleichsinnig oder, entgegengesetzt entsprechend ihrem Schneckengang gedreht, um die Filtermittel 22 zum Umwälzen entlang den Umwälzkanälen 40, 41 zu bringen.

Bei dieser Ausführungsform können die Filtermittel 22 so eingefüllt werden, daß sie sich über dem Abwasserniveau anhäufen, um die Berührungsfläche drastisch zu erhöhen. Folglich kann eine einzige Vorrichtung eine größere Behandlungskapazität haben. Aufgrund des Aufrührens tauchen die Filtermittel mit einer größeren Häufigkeit in das Abwasser ein und daraus auf, wodurch die Durchlüftungswirkung verbessert wird, die für die Abwasserbehandlung von größter Bedeutung ist.

Wenn Sprinklerrohre 44 an geeigneten Stellen über dem Abwasserbehälter 38 vorgesehen sind zum Liefern des Rohabwassers oder zum Versprühen eines Teils des aus dem Abwasserbehälter 38 hinaufgepumpten Abwassers, werden die Filtermittel während ihrer Bewegung unfehlbar mit Abwasser besprüht, während sie sich unter den Sprinklerrohren 44 vorbeibewegen. Hierdurch wird jede Gefahr ausgeschaltet, daß an ihren Oberflächen haftende Mikroben so getrocknet werden, daß sie tot sind. Dies erzielt gleichzeitig den Tropffiltereffekt, wodurch sich eine Erhöhung der Behandlungskapazität ergibt.

Darüberhinaus kann zur wirksamen Durchlüftung des Abwassers leicht ein Luftrohr 45 im Boden des Abwasserbehälters 38 vorgesehen werden.

Die Aufrühreinrichtung 23 kann mit einem Aufrührflügel ausgebildet sein, der einstückig an einer Welle befestigt ist, die schräg gegenüber dem Abwasserbehälter angeordnet ist.

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Eine vierte Ausführungsform der Aufrühreinrichtung .23 wird nun im einzelnen in Verbindung mit Fig. 26 und 27 beschrieben, wo das Bezugszeichen 21 einen Abwasserbehälter bezeichnet. Eine drehbare Welle 24 eines drehbaren Kontaktfilters 47 (die Zeichnung zeigt eine Bauart mit diagonalen wabenförmigen Rohren) ist angrenzend an die Abwasserfläche 48 waagerecht durch Lager 46 gelagert, die an den Seitenwänden des Abwasserbehälters 21 vorgesehen sind. Der drehbare Kontaktfilter 47 wird in Pfeilrichtung mit einer niedrigen Drehzahl von 0,5-2,0 U/min gedreht. Dies ist die herkömmliche Abwasserbehandlungsvorrichtung mit drehbarem Kontaktfilter. Wenn der drehbare Kontaktfilter 47 dauernd gedreht wird, wird das Einströmen und Ausströmen des Abwassers aufeinanderfolgend wiederholt und beginnen sich aerobe Mikroben an der Oberfläche des Kontaktfilters zu vervielfachen. Die am Kontaktfilter haftenden Mikroben nehmen organische Stoffe im Wasser als Nahrungsmittel ein und zerlegen sie durch Oxydation, wodurch das Abwasser gereinigt wird.

Der drehbare Kontaktfilter selbst ist eine Durchlüftungsvorrichtung mit einer sehr großen Durchlüftungskapazität. Sie kann Abwasser mit einem sehr hohen biochemischen Sauerstoffbedarf von 8000-10000 ppm ohne Zuhilfenahme eines Kompressors oder von Sprinklern behandeln. Wenn jedoch der biochemische Sauerstoffbedarf unter 1000 ppm liegt, wird die Durchlüftungskapazität zu groß,und wenn der im Abwasser gelöste Sauerstoff die Sättigungsgrenze erreicht, wird die Durchlüftung unnütz. In diesem Fall ist sogar bei verlangsamter Drehung die Behandlungskapazität auch dann verringert, wenn der gelöste Sauerstoff ausreicht. Darüberhinaus ergibt sich sogar bei verlangsamter Drehung keine wahrnehmbare Verminderung des Energieverbrauchs. Daher ist die

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Vorrichtung mit drehbarem Kontaktfilter sehr teuer und luxuriös für Abwasser mit einem biologschen Sauerstoffbedarf von weniger als 1000 ppm.

Ziel der Erfindung ist die Verwendung des drehbaren Kontaktfilters 47 als Durchlüftungs- und Aufrührvorrichtung zum Aufrühren der billigen Filtermittel durch wirksames Verwenden ihres DurchlüftungsVermögensund ohne Verminderung ihrer Kapazität. Die Vorrichtung nach der Erfindung enthält eine in einem Abwasserbehälter 21 waagerecht angeordnete Welle 24, radial an der Welle 24 befestigte drehbare Kontaktfilter 47' und eine Einrichtung, z.B. einen Motor, zum Drehen der Welle 24. Der gesamte drehbare Kontaktfilter 47 ist von einer durchlöcherten Platte oder einem Drahtnetz 49 eingeschlossen zum Schutz gegen Verschleiß und zur Verminderung eines unerwünschten Abblätterns der anhaftenden Mikroben. Die schwimmenden Filtermittel 22 sind außerhalb des drehbaren Kontaktfilters 47 in den Abwasserbehälter gestopft zur Bildung eines sich bewegenden Kontaktfilters 50.

Wenn außerhalb der durchlöcherten Platte an der drehbaren Welle 24 Aufrührplatten 51 radial befestigt sind, werden zur Erhöhung der Aufrührwirkung die Filtermittel 22 bei Drehung der Welle 24 ausgeschöpft. Wenn sich die Filtermittel 22 aufeinanderfolgend im Abwasser und in der Luft bewegen, werden sie abwechselnd, gut durchlüftet und mit dem Abwasser in Berührung gebracht. Da sie ein hervorragendes Kontaktmittel für daran haftende Mikroben darstellen, vermehren sich diese zufriedenstellend und erhöhen die Abwasserbehandlungskapazität der Vorrichtung.

Jede den drehbaren Kontaktfilter 47 bildende Einheit kann unabhängig von einem Drahtnetz bedeckt sein. Die Bedeckung durch eine durchlöcherte Platte oder ein Drahtnetz

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kann aber auch entfallen. ,*

Der drehbare Kontaktfilter 47 selbst ist auch ein Kontaktmittel, an dem Mikroben haften. Er reinigt nicht nur das Abwasser, sondern wirkt auch als Durchlüftung und Wasserströmung erzeugende Vorrichtung. Die Aufrührwirkung wird insbesondere im Fall einer schrägen Wabenrohranordnung (wie in der Zeichnung gezeigt) auf ein Höchstmaß gebracht, da das Abwasser durch die Rohranordnung zur Außenseite der durchlöcherten Platte 49 fließt und dann von der entgegengesetzten Seite her erneut in die Rohranordnung eintritt, nachdem es durch den sich bewegenden Kontaktfilter 50 hindurchgetreten ist. Im Fall der Scheibenbauweise neigt das Abwasser dazu, zwischen den Scheiben innerhalb der durchlöcherten Platte stillzustehen. Darüberhinaus ist für die Scheibenbauweise eine durchlöcherte Platte oder ein Drahtnetz unerläßlich.

Wie oben beschrieben, kann die Erfindung die Größe des teuren drehbaren Kontaktfilters dadurch auf ein Mindestmaß bringen, daß er teilweise durch einen billigen,sich bewegenden Kontaktfilter 50 ersetzt wird, wodurch das Problem der hohen Kosten des herkömmlichen derehbaren Kontaktfilters gelöst ist. Darüberhinaus ermöglicht die Erfindung eine große Anlage mit einer großen Berührungsfläche bei niedrigen Kosten, den Verzicht auf eine DurchlUftungsvorrichtung, die im Fall des feststehenden Kontaktfilters erforderlich ist, die Vermeidung der Erzeugung von Geräuschen und des Verstopfens der Filter und die Gewährleistung eines gleichmäßigen Haftens von Mikroben an allen sich bewegenden Kontaktfiltern.

Die sich bewegenden Kontaktfilter sind verbrauchbar. Da sie auch dann dieselbe Filterwirkung haben, wenn sie abge-

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nützt oder durch das Aufrühren zerbrochen sind, sind sie verwendbar, bis sie zu kleinen Bruchstücken vermiridert sind.

Bei Versuchen, die vom Erfinder in der Vergangenheit über ein Jahr lang ausgeführt wurden, waren die sich bewegenden Kontaktfilter 22 und der drehbare Kontaktfilter 47 ohne Drahtnetzabdeckung völlig frei von Abnützung, da das Abwasser und die Mikroben als Schmiermittel wirkten und die sich bewegenden Kontaktfilter sehr leicht waren.

Da der drehbare Kontaktfilter 47 von einer durchlöcherten Platte geschützt wird, sind dessen Haltbarkeit und Behandlungskapazität dieselben wie bei der herkömmlichen Vorrichtung ohne sich bewegenden Kontaktfilter. Im allgemeinen benötigte der Drehbare Kontaktfilter einen halbzylindrischen inneren Boden für den Abwasserbehälter zur Vermeidung eines Kurzschlusses zwischen dem ursprünglichen Abwasser und dem behandelten Abwasser. Gemäß der Erfindung entsteht jedoch selbst dann kein Kurzschluß, wenn der Abwasserbehälter quadratisch ist. Somit hat die Abwasserbehandlungsvorrichtung nach der Erfindung dadurch große Vorteile, daß der Abwasserbehälter in der Lage ist, ein großes Abwasservollumen zu speichern, das das in Behandlung befindliche Abwasser für einen höheren Grad an Reinigung langer verbleibt, und daß darüberhinaus die Konstruktionskosten geringer sind.

Es wird nun eine fünfte Ausführungsform der Aufrühreinrichtung 23 in Verbindung mit Fig. 28 bis 32 im einzelnen beschrieben. Hierbei ist eine Aufrühreinrichtung 23" im oberen Teil des Abwasserbehälters 21 vorgesehen und bewirkt darin ein Zirkulieren der Filtermittel 22. Die Auf- :rühreinrichtung 24 enthält eine Welle 24 mit an jeder Seite

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hiervon durch radiale Arme 53 befestigten inneren Rädern 52 und eine Vielzahl von Schöpfgliedern 54, die mit geeigneten Abständen zwischen den inneren Rädern 52 befestigt sind, wobei jeweils beide Enden der Schöpfglieder 54 an den inneren Rädern 52 befestigt sind. Die Schöpfglieder sind in Form von langgestreckten, an einer Seite offenen Behältern ausgebildet und in Umfangsrichtung um die Welle 24 herum verteilt. Jedes Schöpfglied 54 ist zur Erhöhung seiner Festigkeit an seinem äußeren Umfangsende an einem äußeren Rad 55 befestigt.

Die Aufrühreinrichtung 23' ist so im Abwasserbehälter 21 angeordnet, daß etwa die Hälfte der Schöpfglieder 54 in das Abwasser eingetaucht werden kann, vergl.Fig. 28. Die Welle 24 wird von den Seitenwänden des Abwasserbehälters 21 durch Lager gehalten. An ein überstehendes Ende der Welle ist eine nicht gezeigte Antriebseinrichtung angeschlossen, die ihr in Fig. 28 eine Drehung im Gegenuhrzeigersinn erteilt.

Die Filtermittel sind in einer solchen Menge in den Abwasserbehälter gestopft, daß sie über dem Abwassernieveau freiliegen, vergl. Fig. 31.

Wenn-die Aufrühreinrichtung 23' bei niedriger Drehzahl im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, schöpfen die Schöpfglieder 54 während ihrer Aufwärtsbewegung Abwasser und Filtermittel 22 und laden sie während ihrer Abwärtsbewegung ab.

Die von den Schöpfgliedern abgeladenen Filtermittel 22 werden jedoch durch ihren Auftrieb von einem abwärts in das Abwasser erfolgenden Entweichen gehindert. Gemäß Fig. 31 und 32 häufen sie sich in der Aufrühreinrichtung 23"

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an, bewegen sich zu beiden Seiten des Abwasserbehälters . 21 hin, bis sie wieder durch die ansteigenden Schöpfglieder 54 hinaufbefördert werden. Das von den Schöpfgliedern 54 verschüttete Abwasser wird auf den der Atmosphäre ausgesetzten Haufen von Filtermitteln 22 gesprüht, während die eingeschlossene Luft zur Durchlüftung in das Abwasser entleert wird. Auf diese Weise werden bei Drehung der Aufrühreinrichtung 23' nicht nur die Filtermittel 22 zum abwechselnden Zirkulieren zwischen dem Abwasser und der Atmosphäre gezwungen, sondern wird auch Abwasser von oben her versprüht und Luft in das Abwasser geblasen. Auf diese Weise wird die Abwasserbehandlung mit hohem Wirkungsgrad durchgeführt.

Eine sechste Ausführungsform als Abänderung der fünften Ausführungsform ist in Fig. 33 und 34 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform werden die Schöpfglieder 54 von Fig. 28 bis 32 durch ein an beiden Enden geschlossenes Rohr 54" ersetzt. Dieses Rohr 54' ist an seiner in Drehrichtung vorderen Seite mit einer geeigneten Anzahl von Löchern 56 versehen. Wenn sich das Rohr 54 im Abwasser befindet, tritt dieses durch die Löcher 56 ein, während Luft entleert wird. Wenn das Rohr 54' aus dem Abwasser auftaucht, verschüttet es Abwasser durch die Löcher 56, während es sich durch diese Löcher erneut mit Luft anfüllt. Das Abwasser wird auf die darunter befindlichen Filtermittel 22 gesprüht. Auf diese Weise führt das Rohr 54· das Versprühen und Durchlüften des Abwassers zusätzlich zum Aufrühren der Filtermittel 22 durch, wodurch der Wirkungsgrad der Abwasserbehandlung erhöht wird. Die Löcher 56 können in Form von Schlitzen ausgeführt werden. Die Art der Bewegung der Filtermittel 22 ist dieselbe wie bei der fünften Ausführungsform.

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Eine siebte Ausführungsform der Aufrühre inr ich tung 23 ist in Fig. 35 gezeigt. Am Boden des Abwasserbehälters »21 ist ein Flügelrad 57 angeordnet, das von einem Motor oder dergl. mit einer hohen Drehzahl gedreht wird zur Erzeugung eines rotierenden und senkrechten Wasserstroms im Abwasser, der das Filtermittel 22 umrührt. Es ist auch eine Luftansaugeinrichtung 58 vorgesehen, die die Zentrifugalkraft des Abwassers ausnützt, die sich aus der mit hoher Drehzahl erfolgenden Drehung des Flügelrads 57 ergibt, damit das Abwasser einer Durchlüftung mit Luft aus der Luftansaugrichtung 58 unterworfen wird. Dies erhöht den Wirkungsgrad der Abwasserbehandlung. Die Luftansaugeinrichtung 58 kann von üblicher Bauweise sein.

Eine achte Ausführungsform der Aufrühre inr ich tung 23 ist in Fig. 36 gezeigt. Am Boden des Abwasserbehälters 21 ist ein Luftausstoßrohr 59 vorgesehen. Wenn Luft in den mit Filtermittel 22 zugestopften Abwasserbehälter 21 geblasen wird, wird das Abwasser zum konvektiven Zirkulieren gezwungen, wodurch die schwimmenden Filtermittel 22 dazu gebracht werden, sich über dem Abwasserniveau anzuhäufen und dann nach Art der Konvektion darin einzutauchen. Die aus dem Luftrohr in das Abwasser geblasene Luft wird verteilt und umgelenkt durch die Filtermittel 22, die sich über dem Abwasserniveau durch den erhöhten Auftrieb anhäufen, wodurch eine wirksame Durchlüftung und eine Ersparnis an für die Durchlüftung benötigter Energie gewährleistet ist.

Fig. 37 zeigt eine neunte Ausführungsform, bei der im Abwasser ein Aufwärtsstrom erzeugt wird durch einen vom Boden aus erfolgenden und die Filtermittel aufrührenden Abwasserstrom. Ein Förderrohr 61 aus einer Pumpe 60 ist an den Bonden des Abwasserbehälters 21 angeschlossen, wobei eine Ansaugöffnung am oberen Teil des Abwasserbehälters vorgesehen

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ist. Das Abwasser im Abwasserbehälter 21 wird dazu gebracht, von der Auslaßöffnung zur Ansaugöffnung zu zirkulieren. An der Auslaßöffnung ist eine bekannte Luftausstoßeinrichtung 62 vorgesehen, die zur Durchlüftung Luft in das Abwasser bläst. Der Vorgang nach dieser Ausführungsform erzielt dieselbe Durchlüftungswirkung wie bei den vorhergehenden beiden Ausführungsformen. Darüberhinaus bewirkt der Aufwärts strom, daß sich die Filtermittel in der Luft .höher anhäuf en und-die Konvektionswirkung weiter erhöhen.

Wie oben beschrieben, ermöglicht die Erfindung nicht nur eine Behandlung des Abwassers mit höherem Wirkungsgrad, sondern auch eine Verminderung der Abmessungen der Anlage und der Konstruktions- und Unterhaltskosten. Darüberhinaus ist die Vorrichtung nach der Erfindung auch von Nutzen als Luft-Fluid-Kontaktvorrichtung, z.B. zum Kühlen von heißem Wasser. ..-.?■■,■.

Patentanwälte

DIpI.-\r\q.ß.. Eder

Dipl.-Ing. K^fchieschke

β München 4O/BMraeUistraB«34

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Claims

Patentanwälte

Dipl.-mg· ^Ε· ^Eder DIpI.-Ing. K. Schieschke

β Münzen«. Β'**⁰"¹⁸³⁴

Patentansprüche

Verfahren zur Behandlung von Abwasser, gekennzeichnet durch Füllen eines Abwasserbehälters mit Filtermitteln aus Kunstharz und mit einem spezifischen Gewicht von weniger als 1 und durch Aufrühren der Filtermittel und Abwassers im Abwasserbehälter durch eine Aufrühreinrichtung.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtermittel kurze Netzrohre enthalten.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtermittel Netzplatten enthalten.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Filtermittel durch mehrere kurze Netzrohre gebildet wird, die so ineinander geschachtelt sind, daß sich ihre Achsen unter einem rechten Winkel kreuzen.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Filtermittel gebildet wird durch Ineinanderschachteln einer Vielzahl kurzer Netzrohre, durch Flachpressen der Netzrohre und durch Zusammenschweißen der Netzrohre an wenigstens einer Stelle, um sie flach zu halten.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Filtermittel gebildet wird

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durch längsgerichtetes Falten eines Netzrohrs und durch dessen Schweißen an wenigstens einer Stelle, um es gefaltet zu halten.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß jedes Filtermittel gebildet wird durch Aufeinanderlegen einer Vielzahl von Netzplatten und durch deren Zusammenschweißen an wenigstens einer Stelle, um sie gestapelt zu halten.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Aufrühreinrichtung enthält: eine im Abwasserbehälter senkrecht angeordnete Welle, an der Welle befestigte Rührmittel und eine Einrichtung zum Drehen der Welle.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Aufrühreinrichtung enthält: eine im Abwasserbehälter waagerecht angeordnete Welle, an der Welle befestigte . Rührmittel . und eine Einrichtung zum Drehen der Welle.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufrühreinrichtung enthält: eine im Abwasserbehälter schräg angeordnete Welle, eine Vielzahl von an der Welle befestigten Rührmittel und eine Einrichtung zum Drehen der Welle.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufrühreinrichtung enthält: eine im Abwasserbehälter waagerecht angeordnete Welle, eine Vielzahl von sich drehenden und an der Welle radial befestigten Kontaktfiltern und eine Einrichtung zum Drehen der Welle.

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12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß die sich drehenden Kontaktf*ilter durch ein durchlöchertes Schutzglied eingeschlossen werden, das an ihrem Außenumfang befestigt ist.

13· Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß die Vielzahl von Rührmitteln so an der Welle radial befestigt sind, daß sie sich am Außenumfang der sich drehenden Kontaktfilter befinden.

14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Aufrühreinrichtung enthält: eine im Abwasserbehälter waagerecht angeordnete Welle, eine Vielzahl von an der Welle radial befestigten Armen und eine Vielzahl von Schöpfeinrichtungen, die mit geeigneten Zwischenräumen in Umfangsrichtung von den Armen gehalten werden, und eine Einrichtung zum Drehen der Welle.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schöpfeinrichtungen Rohre enthalten, deren beide Enden geschlossen sind und die in ihrer Vorderseite in Drehrichtung mit einer Vielzahl von Löchern versehen sind.

16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufrühreinrichtung enthält: ein am Boden des Abwasserbehälters befestigtes Flügelrad zum Aufrühren des Abwassers und der Filtermittel im Abwasserbehälter, eine Einrichtung zum Drehen der Welle und eine Luftansaugeinrichtung, die die Zentrifugalkraft des Abwassers verwendet zum Einsaugen von Luft in den Abwasserbehälter für das Durchlüften des Abwassers.

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17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gek.ennzeichnet, daß die Aufruhreinrichtung ein Luftausstoßrohr enthält, das mit dem Boden des Abwasserbehälters und mit einer Druckluftquelle verbunden ist zum Blasen von Druckluft in das Abwasser für ein Aufrühren und Durchlüften.

18. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufrühreinrichtung enthält: eine außerhalb des Abwasserbehälters angeordnete Pumpe, wobei das Förderrohr der Pumpe mit dem Boden und das Saugrohr mit dem oberen Teil des Abwasserbehälters verbunden sind zum Umwälzen des Abwassers zwischen dem Ab^- wasserbehälter und der Pumpe, und eine Luftausstoßeinrichtung, die mit dem Boden des Abwasserbehälters verbunden ist zum Einblasen von Luft in das Abwasser für ein Aufrühren und Durchlüften.

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Dipl.-mg. E. Eder Dipl.-Ing. K. Schieschke

8 München 40, ElisaD*3ttf*UaBe34

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