DE4019577A1 - Substrate body for activated sludge water-treatment tanks - composed of watertight closed-pored material, remains buoyant during operational periods - Google Patents
Substrate body for activated sludge water-treatment tanks - composed of watertight closed-pored material, remains buoyant during operational periodsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Körper gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Becken gemäß Anspruch 34.The invention relates to a body according to the preamble of claim 1 and a basin according to claim 34.
Körper dieser Art sind z. B. aus "Chemie-Ingenieur-Technik 59" (1987, Heft 2, Seiten 132-134) bekannt. Sie haben unter anderem folgende Nachteile:Bodies of this type are e.g. B. from "Chemical Engineering Technology 59" (1987, Issue 2, Pages 132-134). The disadvantages include the following:
- a) Das Verfahren und damit auch die an das Verfahren angepaßten Körper können lediglich für solche Becken eine Lösung bieten, bei denen ein hoher Aufwand für die Umwälzung betrieben wird.a) The process and thus the body adapted to the process can only offer a solution for those pools where a high expenditure for the circulation is operated.
- b) Man setzt je nach Bemessung 15-35 Vol.-% ein.b) Depending on the design, 15-35% by volume is used.
- c) Zumindest wenn die Flüssigkeit nicht bewegt wird - sei es durch an einer Brücke bewegte Geräte, sei es durch Luftblasen oder dergleichen - sinken die Körper auf den Boden ab. Manchmal werden solche Becken abgeschaltet. Dies z. B. aus Reparaturgründen, weil man dies wegen Verfahrensvorteilen absichtlich macht, weil die Energiezufuhr fehlt od. dgl. Das außerordentlich große Volumen von 15-30% des Beckens setzt sich dann in dicker Schicht auf dem Boden ab und es bedarf besonderer Technologien, um die Anlage wieder anzufahren. c) At least if the liquid is not moved - be it on one Bridge moving devices, whether due to air bubbles or the like - sink the bodies down on the floor. Sometimes such pools are switched off. This z. B. for repair reasons, because one deliberately because of process advantages makes because the energy supply is missing or the like. The extraordinarily large Volume of 15-30% of the pelvis then settles on the thick layer Ground and special technologies are required to restart the plant.
- d) Man muß die Luft künstlich in das Becken hineinpumpen, damit Luft an die Körper und damit an die Bakterien gelangt. Das Einpumpen von Luft erfordert einen hohen apparativen Aufwand und auch sehr viel Energie. Dabei ist der Wirkungsgrad der feinperligen Luft außerordentlich nieder. Nur weniger als 7% der eingepumpten Luft beaufschlagt die Körper. Der Rest entweicht ungenutzt nach oben.d) You have to artificially pump the air into the pool so that air is on the body and thus the bacteria. Pumping in air requires a lot of equipment and a lot of energy. The efficiency of the fine-bubbled air is extremely low. Only less than 7% of the air pumped in affects the body. The The rest escapes unused upwards.
- e) Zur Nachrüstung sind besondere, umfangreiche Maßnahmen notwendig. Einfache Nachrüstung bestehender Anlagen ist nicht möglich. Zum Austauschen der Körper muß das Becken entleert werden.e) Special, extensive measures are necessary for retrofitting. Simple Retrofitting existing systems is not possible. To replace the The pelvis must be emptied of the body.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Stands der Technik zu beseitigen, die Schlammenge und das Schlammgewicht des gesamten Systems zu erhöhen, Nachrüstungsmaßnahmen überflüssig zu machen oder aber auf ein Minimum zu beschränken und eine billige, jedoch dauerhafte Lösung zu ermöglichen.The object of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art, increase the sludge volume and sludge weight of the entire system, To make retrofitting unnecessary or to a minimum restrict and enable a cheap but permanent solution.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs ersichtlichen Merkmale gelöst.According to the invention, this object is achieved by the characterizing part of the main claim apparent features solved.
Durch die Erfindung ist es möglich, den Belebtschlamm im Belüftungsbecken zu beeinflussen und anzureichern. Durch die Turbulenz des Beckeninhaltes mittels Bewegungseinrichtungen oder durch zur Belüftung ohnedies eingeblasener Luft wird die Schwimmkörperschicht überspült und so mit Abwassernährstoff versorgt. Durch die Turbulenz und das Aufschwimmen bekommt die Schwimmkörperschicht zusätzlich von der die Wasseroberfläche verlassenden Luft Kontakt mit der atmosphärischen Luft. Im offenporigen Schwimmkörperbereich siedeln sich Mikroorganismen, insbesondere auch Nitrifikanten an, da stets Sauerstoffüberschuß vorhanden ist. Der an und in den Körpern hinzuwachsende Bewuchs erhöht die Schlammenge und das Schlammgewicht (Index) des gesamten Systems. Es sind keinerlei bauliche oder technische Ergänzungen in einem Belüftungsbecken erforderlich. Die Belüftungseinrichtung kann intermittierend betrieben werden, wenn dies das Verfahren erfordert. Die Körper bleiben schwimmend und ohne besondere Belüftung aktiv, da die Nährstoffversorgung durch Aufsaugen geschieht und atmosphärische Luft an die Schwimmkörper gelangt. Die Mikroorganismen sterben bei stillstehender Anlage nicht ab oder sterben zumindest nicht so weit ab, daß das Anfahren der Anlage längere Zeit dauern würde.The invention enables the activated sludge in the aeration basin to influence and enrich. Due to the turbulence of the pool content by means of movement devices or by means of blowing in anyway for ventilation Air is washed over the floating body layer and thus with sewage nutrient provided. The floating body layer gets through the turbulence and the floating additionally from the air leaving the water surface the atmospheric air. They settle in the open-pore floating body area Microorganisms, especially nitrifying agents, since there is always an excess of oxygen is available. The growing on and in the body Coverage increases the amount of sludge and the weight of the sludge (index) entire system. There are no structural or technical additions required in an aeration tank. The ventilation device can be operated intermittently if the procedure so requires. The Bodies remain floating and active without special ventilation, because the Nutrient supply takes place through suction and atmospheric air gets to the floats. The microorganisms die when standing still Plant not from or at least not die so far that the start of the Plant would take a long time.
Die Erfindung wird nunmehr anhand bevorzugter Ausführungbeispiele beschrieben. In der Zeichnung zeigtThe invention will now be described on the basis of preferred exemplary embodiments described. In the drawing shows
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Körpers, Fig. 1 is a perspective view of a first body,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Körpers, Fig. 2 is a perspective view of a second body,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines dritten Körpers, Fig. 3 is a perspective view of a third body,
Fig. 4 einen schematischen Schnitt durch ein Belebtschlammbecken, Fig. 4 is a schematic section through an activated sludge tank,
Fig. 5 eine Darstellung, wie das spezifische Gewicht mit der der Luft ausgesetzten Oberfläche zusammenhängt. Fig. 5 shows how the specific weight is related to the surface exposed to air.
Gemäß Fig. 1 besteht ein Körper 11 aus einer ersten Schicht 12, einer zweiten Schicht 13 und einer dritten Schicht 14. An einander gegenüberliegenden Flächen ist die erste Schicht 12 durch eine Klebstoffschicht 16 verbunden, und die zweite Schicht 13 ist mit der dritten Schicht 14 ebenfalls durch eine Klebstoffschicht 17 verbunden. 12 und 14 sind offenzellig, so daß sich dort belebter als auch nicht belebter Schlamm an- und einlagern kann. 13 ist geschlossenzellig. Je nach Auftrieb, den die zweite Schicht 13 erzeugt, schaut die erste Schicht 12 ganz oder teilweise über einen Flüssigkeitsspiegel 18 einer zu klärenden Flüssigkeit 19 eines Belebtschlammbeckens 21. Die Länge der Kanten 22, 23 ist größer als die Länge der Kante 24, so daß statistisch gesehen der Körper 11 in der in Fig. 1 gezeichneten Lage schwimmt. Statistisch deshalb, weil Turbulenzen im Belebtschlammbecken 21 eine andere Lage erzwingen können, und es können auch Körper 11 aufeinanderliegen, so daß deren Schüttlage sich gegenseitig beeinflußt. Statistisch ist es auch so, daß einmal die Schicht 12 und eimal die Schicht 14 oben schwimmt. Der Körper 11 ist aus einer erheblich größeren Platte von Schichten abfallfrei herausgestanzt, die großflächig zunächst miteinander verklebt wurden und dann in ein Schneidwerkzeug transportiert wurden, mit dem man in der Lage ist, solche Würfel auszuschneiden. Es sind auch andere Formen großer Oberfläche denkbar, die ebenfalls abfallfrei herausgeschnitten werden können. Hier seien z. B. Formen gemäß Puzzles oder dergleichen erwähnt, die im Verhältnis zum Rechtflach von Fig. 1 ein günstigeres Oberflächenverhältnis haben. Ein möglichst großes Oberflächenverhältnis gestattet, eine dann höhere Menge an Belebtschlamm und mineralischem oder stabilisiertem Schlamm anzulagern, was der Reinigungswirkung zugute kommt.Referring to FIG. 1, a body 11 of a first layer 12, a second layer 13 and third layer 14. On opposite surfaces, the first layer 12 is connected by an adhesive layer 16 , and the second layer 13 is also connected to the third layer 14 by an adhesive layer 17 . 12 and 14 are open-celled, so that activated and non-activated sludge can accumulate and store there. 13 is closed cell. Depending on the buoyancy generated by the second layer 13 , the first layer 12 looks wholly or partially over a liquid level 18 of a liquid 19 to be clarified in an activated sludge basin 21 . The length of the edges 22, 23 is greater than the length of the edge 24 , so that statistically the body 11 floats in the position shown in FIG. 1. Statistically, because turbulence in the activated sludge basin 21 can force a different position, and bodies 11 can also lie on top of one another, so that their pouring position influences one another. Statistically, it is also the case that layer 12 and layer 14 float above. The body 11 is punched out of a considerably larger plate of layers without waste, which were initially glued to one another over a large area and then transported into a cutting tool with which one is able to cut out such cubes. Other shapes of large surface area are also conceivable, which can also be cut out without waste. Here are z. B. mentioned shapes according to puzzles or the like, which have a more favorable surface ratio in relation to the right flat of Fig. 1. The largest possible surface ratio allows a higher amount of activated sludge and mineral or stabilized sludge to be deposited, which benefits the cleaning effect.
Beim Körper 26 nach Fig. 2 ist die Schicht 27 offenzellig, und die Schicht 28 ist geschlossenzellig. Da der Körper 26 ein Kreiszylinder ist, hat er um seine geometrische Längsachse eine labile Schwimmlage, so daß häufiger unterschiedliche Oberflächenbereiche über den Flüssigkeitsspiegel 18 auftauchen. Zwar könnte man die Schicht 28 als Kreiszylinder getrennt herstellen und die Schicht 27 als kreiszylindrischen Rohrzylinder getrennt herstellen und dann die Schicht 28 in die Schicht 27 kleben. Bevorzugt wird jedoch die Koextrusion der Schicht 27 und 28, so daß sich die Schichten gegenseitig an ihren Berührungsflächen ohne Verwendung von Klebstoff stoffschlüssig verbinden und man auf das dritte Material, nämlich den Klebstoff, verzichten kann. Es ist möglich, die Schicht 28 als geschlossenzelligen Schaumstoff zu extrudieren und die Schicht 27 als offenzelligen Kunststoff zu extrudieren.In the body 26 according to FIG. 2, the layer 27 is open-celled and the layer 28 is closed-celled. Since the body 26 is a circular cylinder, it has an unstable floating position about its geometrical longitudinal axis, so that different surface areas often appear above the liquid level 18 . Although one could make the layer 28 as a circular cylinder and separated to produce the layer 27 as circular cylindrical tubular cylinder separately and then the glue layer 28 in the layer 27th However, coextrusion of the layers 27 and 28 is preferred, so that the layers bond to one another at their contact surfaces without the use of adhesive and one can do without the third material, namely the adhesive. It is possible to extrude the layer 28 as a closed-cell foam and to extrude the layer 27 as an open-cell plastic.
Während bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 und 2 Schichten unterschiedlichen Aufbaus und vor allem unterschiedlichen Materials verwendet worden sind, wird für den Körper 29 das gleiche Material verwendet. Natürlich könnte man auch bei den Körpern nach Fig. 1 und 2 gleiches Material, aber unterschiedliche Schäumtechnologie verwenden, so daß der für den Auftrieb verantwortliche Volumenbereich geschlossenzellig und der andere Bereich offenzellig ist. Dabei entstehen jedoch keine so abrupten Übergänge von geschlossenzellig zu offenzellig, wie dies bei der Koextrusion oder beim Kleben möglich ist. Der Körper 29 ist zunächst einmal eine Kugel und ist damit nach allen Schwimmrichtungen labil. Noch häufiger als bei der Ausführungsform von Fig. 2 werden hier statistisch durch dynamische Prozesse unterschiedliche Oberflächenbereiche mit der Luft, aber auch mit heraufperlender, vorher eingepumpter Luft in Berührung kommen. Der Körper 29 besteht zwar aus chemisch gleichem Material. Durch bekannte Aufschäumtechnologien wird jedoch erreicht, daß der ebenfalls kugelförmige Kernbereich 31 geschlossenzellig ist. Der Kernbereich 31 umgibt den Mittelpunkt 32 konzentrisch, und natürlich ist auch die Außenfläche des Körpers 29 konzentrisch zum Mittelpunkt 32. Nach außen zu wird das Material immer offenporiger und zum Kernbereich hin immer geschlossenporiger. Der Übergang von geschlossenporig auf offenporig ist im Verhältnis zum Durchmesser des Körpers 29 kurz.While there have been used in the embodiment of FIGS. 1 and 2 layers of different structure and in particular of different material, the same material is used for the body 29. Of course, one could also use the same material but different foaming technology for the bodies according to FIGS. 1 and 2, so that the volume area responsible for the buoyancy is closed-celled and the other area is open-celled. However, there are no abrupt transitions from closed-cell to open-cell as is possible with coextrusion or gluing. The body 29 is initially a ball and is therefore unstable in all swimming directions. Even more frequently than in the embodiment of FIG. 2, different surface areas will come into contact with the air statistically through dynamic processes, but also with air that has bubbled up and has previously been pumped in. The body 29 is made of chemically the same material. Known foaming technologies, however, ensure that the likewise spherical core region 31 is closed-cell. The core region 31 concentrically surrounds the center point 32 , and of course the outer surface of the body 29 is also concentric to the center point 32 . The material becomes more and more open-pored towards the outside and more closed-pored towards the core area. The transition from closed-pore to open-pore is short in relation to the diameter of the body 29 .
Statt der bislang beschriebenen Körper können auch andere Körper mit sinngemäß gleichen Eigenschaften verwendet werden, die z. B. Sattelflächen haben, wie dies aus der Verpackungsindustrie bekannt ist, aber auch z. B. aus der technischen Chemie bekannt ist, wo solche Körper zur Vergrößerung der Oberfläche eingesetzt werden. Instead of the bodies described so far, other bodies can also be used same properties are used, the z. B. have saddle surfaces like this is known from the packaging industry, but also e.g. B. from the technical Chemistry is known where such bodies are used to increase the surface area will.
Die Auftriebskraft der Körper ist so, daß sie auf keinen Fall von selbst absinken. Sie ist auch auf jeden Fall größer, als es lediglich für die Suspension notwendig wäre. Die Mehrzahl der Körper hat einen Auftrieb, der so groß ist, daß sie auch bei beckenüblicher Turbulenz sich zumindest in der oberen Hälfte der Flüssigkeit 19, besser im oberen Fünftel des Flüssigkeitsvolumens, bewegen. Bevorzugt wird ein solcher Auftrieb, bei dem sich die Körper um den Flüssigkeitsspiegel 18 herum anordnen, wobei die unteren statistisch eingetaucht bleiben und die darüber liegenden Schichten über den Flüssigkeitsspiegel 18 anheben. Es purzeln dann die Körper um den Flüssigkeitsspiegel 18 herum übereinander, was den besten Effekt ergibt. In diesem Fall erzielt man den Zusatzvorteil, daß der Flüssigkeitsspiegel 18 wärmeisoliert bleibt, wofür man in kalten Wintern außerordentlich dankbar ist. Ein weiterer Nutzeffekt ist, daß sich Wandervögel nicht mehr auf dem Flüssigkeitsspiegel 18 niederlassen und z. B. an einer Brücke 33 des Belebtschlammbeckens 21 nicht mehr nisten, was manchmal sogar Betriebsunterbrechungen zur Folge hatte.The buoyancy of the bodies is such that they do not sink on their own under any circumstances. In any case, it is also larger than would only be necessary for the suspension. The majority of the bodies have a buoyancy which is so great that they move at least in the upper half of the liquid 19 , better in the upper fifth of the liquid volume, even in the case of pelvic turbulence. Such a buoyancy is preferred in which the bodies are arranged around the liquid level 18 , the lower ones remaining statistically immersed and the layers above them being raised above the liquid level 18 . The bodies then tumble over one another around the liquid level 18 , which gives the best effect. In this case, one obtains the additional advantage that the liquid level 18 remains thermally insulated, for which one is extremely grateful in cold winters. Another benefit is that migratory birds no longer settle on the liquid level 18 and z. B. no longer nest on a bridge 33 of the activated sludge basin 21 , which sometimes even resulted in business interruptions.
Die Körper sind so schwimmfähig, daß sie durch niveaumäßig tiefliegende Ableitungsrohre nicht abgeführt werden. Man braucht nicht einmal Rückhaltesiebe. In Fig. 4 im rechten Bereich 34 ist eine Schicht von Körpern schematisch gezeigt, deren Volumen zum größten Teil oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 18 liegt und von unteren Körpern getragen wird. Nach links würde sich diese Schicht 34 natürlich fortsetzen, denn es besteht kein Anlaß dafür, daß sich die Schicht 34 an einer bestimmten Stelle konzentriert. Links in Fig. 4 ist ein einzelner Körper 36 gezeichnet, der gerade ein wenig abgetaucht ist und gleich wieder auftaucht. Dies für den Fall, daß nicht so viele Körper sich in der Flüssigkeit 19 befinden, als daß sich eine Schicht bilden könnte oder für den Fall, daß sich zwar viele Körper in der Flüssigkeit 19 befinden, jedoch das spezifische Gewicht sehr nahe an 1 ist, z. B. 0,9, so daß dynamische Vorgänge den Körper 36 trotzdem zeitweise abtauchen lassen. Für diese dynamischen Vorgänge sind Rührwerke verantwortlich, die z. B. an der Brücke 33 befestigt sind und/oder Luftverteiler 37 am Boden des Belebtschlammbeckens 21, von denen aus feinperlige Luft nach oben steigt. Auch kann durch Rohre einströmende Flüssigkeit oder dergleichen solche Turbulenzen erzeugen.The bodies are so buoyant that they cannot be drained off by level drain pipes. You don't even need retention sieves. In FIG. 4, in the right pane 34, a layer of bodies is schematically shown, the volume of which is for the most part above the liquid surface 18 and is supported by the lower bodies. To the left, this layer 34 would of course continue because there is no reason for layer 34 to concentrate at a certain point. A single body 36 is drawn on the left in FIG . In the event that there are not as many bodies in the liquid 19 as could form a layer or in the event that there are many bodies in the liquid 19 but the specific weight is very close to 1, e.g. B. 0.9, so that dynamic processes can still immerse the body 36 temporarily. Agitators are responsible for these dynamic processes. B. are attached to the bridge 33 and / or air distributor 37 at the bottom of the activated sludge tank 21 , from which fine-pearly air rises. Liquid or the like flowing in through pipes can also generate such turbulence.
Gemäß Fig. 5 wird immer mehr an Oberfläche der Körper der Luft ausgesetzt, je kleiner das spezifische Gewicht ist. Auch bei sehr kleinem spezifischem Gewicht von z. B. 0,1 wird natürlich nicht die gesamte Oberfläche der Luft ausgesetzt, weil ja ein Teil des Einzelkörpers oder aber der Schicht 34 immer im Wasser ist.According to FIG. 5, the surface of the body is exposed to air, the smaller the specific weight is. Even with a very small specific weight of z. B. 0.1 is of course not exposed to the entire surface of the air, because part of the individual body or the layer 34 is always in the water.
Im allgemeinen wird man für das Auftriebsmaterial mit einem Volumen von einem Fünftel bis einem Drittel auskommen. Man wird ein Minimum an Auftriebsmaterial vorsehen. Zum einen aus Nutzvolumen-Gründen, weil ja das Volumen des Auftriebsmaterials vom Nutzvolumen abgeht, und zum anderen deshalb, weil bei separatem Auftriebsmaterial, z. B. für die Schicht 13, dieses Material teurer ist als offenporiges Material. Es ist darauf zu achten, daß das Auf triebsvolumen sich auch nicht im Laufe von Monaten mit Flüssigkeit ganz oder teilweise vollsaugt. Es reicht aus, wenn das Auftriebsmaterial zwar nicht absolut wasserdicht oder diffusionsdicht ist, von dieser idealen Eigenschaft jedoch nur so wenig abweicht, daß das gewollte Verhalten der Körper auch über lange Zeit erhalten bleibt. Statt 17 kann auch eine Schmelzverbindung verwendet werden. Hinsichtlich der Gleichernährung und Gleichbelüftung der Schichten 12 und 14 ist es besser, wenn statistisch gesehen der Körper 11 mit senkrechten Schichten 12, 13, 14 schwimmt. Dies ist auf einfache Weise durch Schnitte möglich, die zu körperstabförmiger Gestalt führen, so daß die Schwimmschicht nach wie vor in der Mitte liegt.In general, one-fifth to one-third of the volume of the buoyancy material will suffice. A minimum of buoyancy material will be provided. On the one hand for usable volume reasons, because the volume of the buoyancy material depends on the usable volume, and on the other hand, because with separate buoyancy material, e.g. B. for layer 13 , this material is more expensive than open-pore material. Care should be taken to ensure that the operating volume is not completely or partially soaked up with liquid over the course of months. It is sufficient if the buoyancy material is not absolutely watertight or diffusion-tight, but deviates from this ideal property so little that the desired behavior of the body is retained even over a long period. Instead of 17 , a fusible link can also be used. With regard to the equal nutrition and equal ventilation of the layers 12 and 14 , it is better if, statistically speaking, the body 11 swims with vertical layers 12, 13, 14 . This is easily possible through cuts that lead to a body-rod-shaped shape, so that the floating layer is still in the middle.
Ein großer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß der Sauerstoff der Luft maßgeblichst die Atmung der Bakterien sicherstellt und nicht etwa - nur - der im Wasser diffundierte Sauerstoff.A great advantage of the invention is that the oxygen in the air largely ensures the breathing of the bacteria and not just - only - the oxygen diffused in the water.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |