DE2420076A1 - Vorrichtung zum kontinuierlichen eintrag von sauerstoff in ein kontinuierlich betriebenes einstufiges belebtschlammbecken - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum kontinuierlichen Eintrag von Sauerstoff in ein kontinuierlich betriebenes einstufiges Belebtschlammbecken Zum Betrieb einer biologischen Kläranlage muß im Belebtschlammbecken eine bestimmte Sauerstoffkonzentration aufrechterhalten werden, damit die Bakterienkultur arbeiten kann. Der dazu notwendige Sauerstoff wird der Flüssigkeit aus der Gasphase zugeführt. Die Nachschubgeschwindigkeit von Sauerstoff aus dem Gas in die Flüssigkeit hängt von mehreren Einflußgrößen ab; sie ist einerseits von der Größe der Phasengrenzfläche gasförmig/ flüssig, sowie von der Turbulenz in ihr abhängig, und ist andererseits dem treibenden Konzentrationsgefälle Ac direkt proportional.
• Zur Vergrößerung der Phasengrenzfläche und zur Aufrechterhaltung der Turbulenz werden unterschiedliche Apparate verwendet; heute werden hierzu meist Oberflächenbelüfter eingesetzt oder das Gas wird in die Flüssigkeit geleitet und dort mittels Rührer oder Flüssigkeitsstrahlen (Ejektor; Zweistoffdüse) dispergiert. Diese Verfahren arbeiten unter geringen hydrostatischen Drücken von etwa 0.5 - 0.7 bar. Durch Übergang von Luft zu reinem Sauerstoff oder zu Luft, die mit Sauerstoff angereichert ist, ist ein besserer Abbau der Schadstoffe im Abwasser gewährleistet. Eine Steigerung des Sauerstoff-Partialdruckes im Abwasser kann durch Erhöhung des Systemdruckes erreicht werden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, die unter Einsparung von speziellen Druckbehältern und aufwendigen störungsanfälligen Gasdispergiereinheiten auf einfachem Wege ermöglicht, Sauerstoff in Abwässer einzubringen, wobei diese Vorrichtung sicher arbeitet und wartungsarm ist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst; daß ein Gaseinlaß im unteren Teil eines Schachtes angeordnet ist und ein Flüssigkeitseinlaß sowie ein Flüssigkeitsauslaß an einem über dem Schacht angeordneten, mit diesem verbundenen, Reservoir angeordnet ist.
• Die mit dieser erfindungsgemäen Vorrichtung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bei geringer aufzubringender Gesamtleistung, bei nahezu wartungsfreier und sicherer Arbeitsweise, Sauerstoff in Abwässer eingebracht werden kann. An der Stelle des Gaseintrittes ist die Absorptionsgeschwindigkeit besonders hoch, weil der Partialdruck des Gases hier am höchsten ist. Die Flüssigkeit im Schacht wird infolge der Mammutpumpenwirkung des Blasenschwarms in Zirkulation versetzt und je nach der Stärke des Gasdurchsatzes rückvermischt. Dabei ist der Aufwand, einen tiefen Schacht zu erstellen, der an seinem Boden einen hohen hydrostatischen Druck aufweist, relativ gering.
• Als besonderer Vorteil des Schachtes muß angesehen werden, daß sich die Flüssigkeit in der Höhe des Gasverteilers auf einem hohen hydrostatischen Druck befindet, ohne daß dazu eine Kompressionsarbeit aufgebracht werden muß.
• Im Hinblick auf den Umweltschutz hat ein Schacht gegenüber einem herkömmlichen Belebtschlammbecken den großen Vorteil, daß er platzsparend ist; er fällt dadurch weniger auf und ist leichter abzudecken. Außerdem können die entweichenden, sehr stark geruchsbelästigenden Abgase, wegen der geringen Baugröße leicht aufgefangen und zu einer Verbrennungsanlage geführt werden.
• Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Trennwand bis 1 - 20 % der Schachthöhe über dem Boden des Schachtes angeordnet ist.
• Dadurch wird insbesondere erreicht, daß bei unterschiedlichen Gasbelastungen in den durch die Trennwand gebildeten Kammern in einer Kammer eine Gegenstrom-Fahrweise und gleichzeitig in der anderen Kammer eine Gleichstrom-Fahrweise verwirklicht werden kann.
• Nach einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Gaseintrittsstelle am unteren Ende einer der durch die Trennwand gebildeten Kammern des Schachtes angeordnet.
• Durch die Mammutpumpenwirkung der Gasblasen wird die Flüssigkeit in Zirkulation versetzt, wodurch gewährleistet wird, daß die sauerstoffarme Flüssigkeit von oben über die gasfreie Kammer an die Begasungsvorrichtung transportiert wird. Man kann hierbei den Gas- und Flüssigkeitsdurchsatz so einstellen, daß beliebige Nutzungsgrade in bezug auf Sauerstoff und beliebige Sauerstoff-Konzentrationen (zwischen Null und Sättigungswert) in der Flüssigkeit aufrechterhalten werden können.
• Nach einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist wenigstens eine Flüssigkeitsfördervorrichtung in wenigstens einer der Kammern angeordnet.
• Durch diese Flüssigkeitsfördereinrichtung kann die Strömung, die durch die Mammutpumpenwirkung der Gasblasen hervorgerufen wird, abgebremst werden, je nach Förderleistung sogar umgekehrt werden, was einer reinen Gegenstromfahrweise entspricht. Damit wird die Verweilzeit des Gases in der Flüssigkeit beeinflußbar, so daß ein möglichst vollständiges Lösen des Gases erreicht werden kann.
• Durch eine entsprechende Einstellung der Flüssigkeitsfördereinrichtung kann die Geschwindigkeit des umlaufenden Abwassers so eingestellt werden, daß Sauerstoff oder Luft, welcher kurz unter der Oberfläche aufgegeben wird, im Gleichstrom beide Kammern durchläuft.
• Eine besonders gute Löslichkeit des Gases wird erreicht, wenn fein verteiltes Gas in die Flüssigkeit geleitet wird.
• Aus diesem Grunde wird nach einer weiteren Ausgestaltvmg der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Gaseintrittsstelle eine Dispergiervorrichtung angeordnet.
• Als besonders geeignete Dispergiervorrichtungen haben sich nach weiteren Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung Düsen, Rührer und Siebböden bewährt, die besonders wartungsarm sind.
• Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt die Fig. : Querschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung.
• Über einen Flüssigkeitseinlaß 3 wird Abwasser in ein Reservoir 5 geleitet. Das Reservoir 5 ist mit einem Schacht 2 verbunden, der durch eine Trennwand 6 in zwei Kammern unterteilt ist, die miteinander in Verbindung stehen. Durch den Gaseinlaß 1 wird reiner Sauerstoff in eine der Kammern eingelassen. Durch die Mammutpuppenwirkung des Gasblasenschwarms wird Abwasser durch die zweite Kammer an den Gaseinlaß 1 gefördert und dort mit Sauerstoff in Verbindung gebracht. Der Sauerstoff löst sich beim Aufsteigen im Abwasser. Durch geeignete Mengenzugabe kann man erreichen, daß das Abwasser mit Sauerstoff gesättigt wird und an der Oberfläche des Reservoir 5 kein überschüssiger Sauerstoff austritt. Das behandelte Abwasser verläßt über den Flüssigkeitsauslaß 4 das Reservoir 5.

Claims (8)

1. Patentansprüche

   Vorrichtung zum kontinuierlichen Eintrag von Sauerstoff in Abwässer unter erhöhtem, hydrostatischen Druck, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gaseinlaß (1) im unteren Teil eines Schachtes (2) angeordnet ist, und ein Flüssigkeitseinlaß (3) sowie ein Flüssigkeitsauslaß (4) an einem über dem Schacht (2) angeordneten, mit diesem verbundenen Reservoir (5) angeordnet ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trennwand (6) bis 1 - 20 % der Schachthöhe über dem Boden des Schachtes (2) angeordnet ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaseintrittsstelle (1) am unteren Ende einer der durch die Trennwand (6) gebildeten Kammern des Schachtes (2) angeordnet ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Flüssigkeitsfördervorrichtung in wenigstens einer der Kammern angeordnet ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 - 3. dadurch gekennzeichnet, daß in der Gaseintrittsstelle (1) eine Dispergiervorrichtung angeordnet ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzei hnet, daß die Dispergiereinheit aus einer Düse besteht.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispergiervorrichtung aus einem Rührer besteht.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispergiervorrichtung aus einem Siebboden besteht.