PACKING FOR TRICKLING FILTERS FOR BIOLOGICAL WASTE WATER PURIFICATION

Abstract: 1. Packing for trickling filters for the biological cleansing of waste water, consisting of flexible plastic strips, in irregular contact with one another, concentrically suspended on supportings rods, characterized by the fact that over the plastic strips (5) suspended close to and over one another, is placed a protective profile (4) which is opaque and shaped in such a way as to prevent mechanical damage to the plastic strips and to cause the waste water to pass from the start to the plastic strips, which has a U-shaped (4'), C-shaped (4"), rounded (4"') or roof-shaped (4"") cross-section and is made of a durable, corrosion-resistant material.

Description: Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Füllung für Tropfkörper zur biologischen Reinigung von Abwasser, bestehend aus flexiblen, sich unregelmässig berührenden, ungeordnet auf Tragstangen aufgehängten Streifen aus Kunststoff. Eine solche Füllung ist in der DLWOS 30 47 967 beschrieben. Bekanntlich dienen Tropfkörper der biologischen Abwasserreinigung, weil sie gegenüber anderen Einrichtungsanlagen beispielsweise Belebtschlammanlagen, gewisse Vorteile aufweisen, beispielsweise sind sie weniger empfindlich gegen Schwankungen der Abwasserzusammensetzung. Bei Trcpfkörpern rieselt das Abwasser durch luftdurchlässig aufgebaute Massen, auf deren Oberfläche sich nach einer Einarbeitungszeit eine schleimige Haut, der biologische Rasen, mit einer vorwiegend aus Bakterien, Pilzen und Protozoen bestehenden Lebensgemeinschaft, bildet. An diesem biologischen Rasen werden die gelösten und coiloiden organischen Stoffe des Abwassers sorbiert und von den Organis men vorwiegend aerob abgebaut. Früher sind im allgemeinen Tropfkörper mit einer Brockenfüllung verwendet worden, beispielsweise aus Schlacken. Dies ist jedoch umständlich und wenig effektvoll, weil sich die Füllungen leicht verstopfen. S sind deshalb auch Tropfkörperfüllungen bekannt geworden mit röhren- oder pfannenförmigen Strukturen, die kurze Durchlaufzeiten und geringe Verstopfungsgefahr haben. Es ist ferner bekannt, Tropfkörper mit langen, hängend angebrachten Folienbahnen aus Kunststoff zu füllen, die zur angeblichen Steigerung des Wirkungsgrads wellenf#rmig oder zick-zack-förmig verformte Teilflächen haben. Nachteilig an dieser Ausgestaltung ist jedoch, dass trotz der Ausformungsmöglichkeiten die wirksame Oberfläche pro Volumeneinheit begrenzt ist. Bei der eingangs zitierten Füllung von Tropfkörpern unter Verwendung von Folienstreifen, die auf Tragstangen, hängen angeordnet sind, ergibt sich eine ausgezeichnete Reinigung des Abwassers und der Streifen in einfacher Weise. Ausserdem ist durch die Verwendung solcher Folienstreifen, die ungeordnet und unregelmässig sich berührend, über Stangen gehängt sind, eine gute Anpassung an die zu reinigenden Abwässer, hinsichtlich ihrer Menge als auch hinsichtlich ihrer Art möglich, und vor allem ist solches Material in Streifenform, ausserordentlich günstig und preiswert herzustellen und kann auf die dort beschriebene Weise auch vorteilhaft im Tropfkörper eingehängt werden. Es hat sich doch gezeigt, dass trotz dieser Vorteile, die die Verwendung von unregelmässig sich verdrehender Folienstreifen ergeben, auch Nachteile eintreten, insbesondere hinsichtlich der Befestigung der Streifen auf den tragstangen und hinsichtlich der Einwirkung des Tageslichtes, insbesondere Sonnenlichtes und der darin enthaltenen UV-Strahlen. Die Tragstangen für die Folienstreifen bilden die Oberseite des Tropfkörpers und sind in beliebiger Geometrie auf einer Grundkonstruktion gelagert, je nachdem wir der Tropfkörper ausgestaltet ist. Besonders jene Partien der Folienstreifen sind dem Angriff der UV-Strahlen oder einem mechanischen Angriff durch das Abwasser ausgesetzt, die über den Stangen liegen und frei einem Angriff zugänglich sind. Ausserdem ist die Sicherung der Streifen ungenügend, denn beim Reinigen der Einlaufspalte zwischen den Tragstangen nach einer bestimmten Betriebszeit, vor allem aber bei Montage neuer Streifenelemente, können sie verrutschen, sodass sich ihre, in den Tropfkörper hereinhängenden Längen verändern und damit die Wirksamkeit beeinträchtigt sein kann, weil ein Teil der Streifen auf dem Boden liegt. Wichtig ist jedoch, dass die Streifen hängen, die Luft an den Streifen vorbeistreichen kann. Schliesslich ergab sich in der Praxis, dass die ursprünglichen in sich gedrehten Streifen im oberen Teil aufgrund der Belastung durch den wachsenden Bakterienrasen ihre Drehung teilweise verlieren können. Die Folge ist, dass in diesem Teil ein Zwischenraum entsteht, in dem das Abwasser frei fallen kann bis es nach etwa 1 bis 2 m wieder auf die Streifenfüllung trifft. Dadurch mindert sich der Wirkungsgrad des Tropfkörpers. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, solche zur Abwasserreinigung dienenden Folienstreifen auf ihren Tragstangen zu sichern, sie gegen die Einwirkung#schädlicher Strahlung, die zur Zersetzung des Kunststoffes führt und gegen mechanische Beschädigungen durch Berieselung abzuschirmen, sowie eine möglichst grosse Oberfläche an Folienstreifen pro Volumeneinheit des Tropfkörpers zu schaffen und insbesondere das Abwasser von Anfang an, an die Streifen zu leiten. Erreicht wird das erfindungsgemäss dadurch, dass die Folienstreifen mit ihren Mitten neben- und übereinander er die Tragstangen gehängt sind und über die Tragstangen mit den Folienstreifen ein Profil abdeckend gestülpt ist. Das Profil ist vorzugsweise ein U-Profil und so bemessen, dass es mit seinen Schenkeln, die um die Tragstangen herumführenden Folienstreifen ausreichend weit abdeckt und der Abstand der Schenkel des U-förmigen Profils ist so bemessen, dass sie auf die Folienstreifen, die über die Tragstangen gehängt sind, einen solchen Druck ausüben, dass weder die Streifen, noch das U-förmige Profil selbst, von der Tragstange leicht entfernt werden kann, noch auf dieser verrutschen. In einer besonderen Ausführungsform der Profile sind die Schenkel der Abdeckprofile winkelig ausgekragt und führen dann zu den Folienstreifen zurück. Die Auskragung befindet sich bei zwei benachbarten Profilen nicht auf einer Ebene, so dass ein Durchfallen des Wassers auch dann verhindert wird, wenn die Folienstreifen von benachbarten Tragstangen sich infolge ihrer Streckung im oberen Teil nicht mehr berühren. In einer anderen Ausgestaltungs forn, sind die Tragstangen mit Folienstreifen und Abdekkung höhenversetzt gelagert, um eine sichere Abwasserführung zu den Folienstreifen zu gewährleisten. Die Folienstreifen, die den Innenraum des Tropfkörpers füllen, hängen mit ihren Mitten über den Tragstangen und reichen zu beiden Seiten der Tragstangen bis in die Nähe des Bodens des Tropfkörpers herab. Jede Tragstange ist vorzugsweise mit mehreren Schichten solcher Folienstreifen behängt, dicht nebeneinander und übereinander, sodass sich dichte herabhängende Bündel von Folienstreifen ergeben und damit grosse Oberflächen, auf denen die biolo sche Reinigung des Abwassers, welches darüber hinwegrieselt, von statten gehen kann. Die Folienstreifen haben eine Breite von mehreren cm, vorzugsweise eine Breite zwischen 5 und 6 cm, ihre Dicke liegt zwischen 20 und 120 ssm, vorzugsweise zwischen 30 und 80 Wm und wie bereits oben erwähnt, sind die Streifen so lang, dass sie beiderseits der Tragstange, Es zum Boden des Tropfkörpers hinunterreichen. Die Menge der Folienstsifen in ihrer Anordnung und in ihrer Länge ergibt sich natürlich durch die Grösse, d.h. durch die Abmessung des Tropfkörpers und nach der gewünschten Dichte der Streifen untereinander. Die Streifen sind vorzugsweise in ihrem Querschnjtt oder in ihren OberflEcten untersch#edlich, derart, dass sie sich korkenzieherartig, mindestens teilweise verdrillen. Die Folienstreifen bestehen aus einem sehr beständigen Material, beispielsweise aus Polyäthylen oder Polypropylen oder aus PVC oder aus einem anderen Kunststoff Die Folienstreifen können auch aus einem Kunststoffgemisch bestehen und ihr Querschnitt kann regelmässig oder unregelmässig sein. Es besteht auch die Möglichkeit der Verdrillung der Streifen in sich durch unterscheidliche Krafteinwirkung auf die Folie, aus der sie geschnitten sind, zu erzeugen Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die verwendeten Folienstreifen nicht einheitlich dimensioniert und geformt sind, sondern beispielsweise unterschiedliche Dicke besitzen und in- folgedessen unterschiedlich gedreht sind. Dadurch entstehen besonders vIele Hohlräume und#erührungspunkte Die Tragstange, über die die Folienstriefen gehängt sind, kann jeden beliebigen Querschnitt haben, so kann es sich um ein I-Profil handeln, um ein Rohr oder um eine Stange, runden oder polygonalen Querschnitts. Die Länge dieser Stangen ergibt sich aus der Länge, bzw. Breite des Innenraumes des Tropfkörpers, bzw. aus dem Abstand der Auflager für diese Tragstange. Die Tragstangen können aus einem Stück bestehen oder aus mehreren Stücken zusammengesetzt sein. Zur Herstellung solcher Tragstangen ist jedes geeignete Material verwendbar, beispielsweise verzinkte Stahlprofile oder Aluminiumprofile oder dergleichen. Die Abdeckung und Sicherung der Streifen auf den Tragstangen erfolgt durch vorzugsweise U-förmige Profile, die aus einem Kunststoff oder aus einem Leichtmetall oder einem mineralischen Material hergestellt sind und sie müssen lichtundurchlässig sein. Es ist wichtig, dass es sich um einen lichtundurchlässigen Kunststoff handelt, ein Kunststoff, der beispielsweise schwarz pigmentiert ist oder weiss. Anstatt U-förmigen Querschnitt für die Abdeckung und Sicherung der Folienstreifen auf den Tragstangen, kann der Querschnitt auch andere Formen haben, beispielsweise kann er dachförmig oder C-förmig profiliert sein. Das Abdeckprofil kann so lang sein wie die Tragstange, sie kann aber auch ähnlich wie die Tragstange, aus Teilen zusammengesetzt sein, die beispielsweise so lang sein können wie ein Teil der sich aus mehreren Teilen zusammensetzenden Tragstange. Bei der sich aus Teilen bildenden Gesamtfüllung kann eine gewisse Vorfertigung stattfinden, sodass die einzelnen Teilstangen mit Abdeckung zu vollständigen Stangen mit Abdeckung zusammengesteckt werden. Durch diese erfindungsgemässe Ausgestaltung sind die Streifen an ihren kritischen Punkten auf den Tragstangen sowohl mechanisch gegen Ver rutschen und Abrutschen gesichert, auch gegen eine fotochemische Zersetzung ihres Materials, wie auch gegen Beschädigung durch Berieselung durch die Einwirkung der Stuhlung aus dem Himmel. Dadurch wird die technische Wirksamkeit weiter verbessert, weil die Streifen nunmehr länger in Betrieb gehalten werden können, die Einlaufspalten ohne Bedenken gereinigt werden können, indem man zwischen die Stangen Reinigungsgeräte einführt und die Abdeckung der Aufhängestellen der Streifen auf den Stangen kann darüber hinaus noch zur besseren Verteilung des zu reinigenden Abwassers nutzbar gemacht werden. Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 teilweise im Schnitt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäss ausgebildeten Tragstange mit Abdeckung und Folienstreifen, eingehängt in einen Tropfkörper, Fig. 2 einen Schnitt auf der Linie II-II der Fig. 1 durch eine Tragstangen- und Abdeckungskombi nation, wobei die Stange eine massive im Quer schnitt kreisförmige Stange ist und die Abde ckung U-Profil hat, zwischen beiden sind die auf die Stange gehängten Folienstreifen, die gesichert werden, sichtbar. Fig. 3-7 zeigen andere Ausgestaltungen von Tragstangen und Abdeckungen, bzw. deren Anordnung im Schnitt. Wie aus Fig. 2 der Zeichnung hervorgeht, sind über die Tragstange 1 Folienstreifen 2 gehängt, die beiderseits der Stange bis etwa auf den Boden 3 des Tropfkörpers herabreichen. Die Folienstreifen in ihrer hängenden Anordnung sind in Fig. 1 deutlich zu erkennen. Bei den Folienstreifen handelt es sich um Kunststoffstreifen der oben beschriebenen Art, die mit ihrer Mitte über die Stange gehängt sind und zwar sowohl nebeneinander, als auch zu mehreren übereinander, so dass sich wie in Fig. 2 schematisch dargestellt, zwischen der Stange 1 und einer Abdeckung 4 ein Paket von Folienstreifen ergibt. Diese Abdeckung 4 klemmt die Folienstreifen auf den Stangen fest und schützt die über die Stange laufenden Teile der Folienstreifen bei 5 vor der Einwirkung des Tageslichtes, der Sonnenstrahlen und der Berieselung. Die Abdeckung 4 ist im Falle dieses Ausführungsbeispieles ein U-förmiges Profil aus einem beständigen Material, beispielsweise einem Kunststoff oder einem Metall, das mit seinen Schenkeln 6 von der Seite gegen die Kunststoff streifen 2 und auf die Stange 1 drückt. Das Profil kann aber auch so gestaltet sein, dass die Schenkel leicht konvergierend verlaufen. In Fig. 2 ist ferner dargestellt, wie solche Stangen mit darüber hängenden Kunststoffstreifen und Abdeckungen nebeneinander in einem Tropfkörper 7 (Fig.1) angeordnet sind, und zwar derart, dass zwischen benachbarten Abdeckungen ein ausreichender Raum verbleibt, damit das zu reinigende Wasser hindurch und auf die Folienstreifen, bzw. auf die nächste Abdeckung fliessen kann. In Fig. 1 ist die Abdeckung- ebenfalls mit 4 und 6 bezeichnet und die Unterbrechung in horizontaler als auch in vertikaler Anordnung soll andeuten, dass die Abmessungen praktisch beliebig sein können und sich je nach Anwendung und Art des Tropfkörpers richten. Zur Verteilung des Wassers über die Länge der Stangen und auf die Folienstreifen 2 können die Ränder 8 der Abdeckung in geeigneter Weise profiliert oder ausgestaltet sein, bzw. gezahnt sein, so dass ein geringfügiger Flüssigkeitsstau eintritt und damit an jeder Zahnvertiefung Flüssigkeit in dünnen Strömen abfliesst. In Fig. 3 ist eine andere Ausgestaltung von Tragstangen und Abdeckungen dargestellt. Die Tragstange 1' hat I-förmiges Profil und die Abdeckung 4' hat dachförmigen Querschnitt, auch hier kann der untere Rand 8' in geeigneter Weise zur Verteilung des Wassers profiliert sein. Die Tragstange und die Abdeckung, die in Fig. 4 gezeigt sind, bestehen aus einem Rohr 1" und einem C-förmigen Profil 4'' und schliesslich ist es möglich, eine Abdeckung wie in Fig. 5 gezeigt ist, die mit -4'' bezeichnet ist, zu gestalten, bei de#der Steg nicht flach ist, sondern kreisbogenförmig verläuft (Fig. 5, 6a). In Fig. 1 ist die Betriebs- oder Gebrauchs leitung der Tragstange mit ihrer Abdeckung und ihren Folienstreifen dargestellt. Die Tragstangen 1 liegen mit ihren Enden auf entsprechenden Mauer- oder Konstruktionsteilen 9 des Tropfkörpers auf und die Streifen 2 hängen in den Tropfkörper hinein. Durch Kombination zweier entsprechend geformter Abdeckungstypen kann schliesslich ein Durchfallen des Wassers verhindert, immer eine Hinführung des Wassers zu den Folienstreifen erreicht und eine Beschädigung der Streifen durch Berieselung oder W-Licht ferngehalten werden. Wie bereits oben erwähnt, können die Stangen 1, 1', 1 1 1 und 1''' aus Teilen zusammengesetzt sein und die Abdeckungen 4,4', 4'', 4''' und 4'''' können ebenfalls aus Teilen bestehen, die in ihren Längen etwa der Länge der Teiltragstangen entsprechen. Auf diese Weise können Tragstangen und Abdeckungslängen mit darauf liegenden Folienstreifen erzeugt werden, die jedem Tropfkörper in Abmessung und Gestalt entsprechen. Auf diese Weise würde eine Lagerhaltung von unterschiedlich langen Tragstangen und Abdeckungen auf wenige Standardlängen begrenzt. Das Zusammenstecken von Tragstangen und Abdeckungen kann unter Verwendung an sich bekannter Steckverbindungen geschehen, beispielsweise derart, dass' in ein Ende einer rohrförmigen Tragstange, gem. Fig. 4 ein Zapfen eingesetzt ist, der in das offene Rohrende der folgenden Tragstange eingesteckt wird, ähnlich könnte mit den Abdeckungen verfahren werden. Wie aus Fig. 7 hervorgeht, sind die Tragstangen mit ihren Folienstreifen und Abdeckungen auf unterschiedlichem Niveau angeordnet und zwar abwechselnd. Bei dieser Anordnung ist mit Sicherheit eine gute Wasserverteilung auf alle Folienstreifen erreichbar. Die Tragstangen sind mit 1 bezeichnet und die Abdeckungen mit 4''', es ist natürlich auch jede andere Kombination möglich. In Fig. 6a und b sind weitere Abwandlungen der Tragstangen und Abdeckungskombinationen dargestellt. Die Tragstangen in Fig. 6a sind massive, im Querschnitt rechteckige Stangen 1''' und die Abdeckung 4''' ist ähnlich der Abdekkung 4''' in Fig.5, jedoch sind die seitlichen Schenkel 6' bogenförmig gestaltet. Diese bogenförmigen Schenkel können in unterschiedlicher Höhe angeordnet sein, wie Fig. 6a zeigt. Diese Anordnung ergibt eine ähnliche Wirkung wie die höhenversetzte Anordnung gem. Fig. 7. Fig. 6a kann auch abgewanielt sein wie in Fig. 6b gezeigt. Hier sind die Schenkel nicht bogenförmig, sondern abgewinkelt ausgebildet, wie bei Fig. 6'' gezeigt und auch diese Abwinklungen können auf unterschied licher Höhe, bezogen auf den Steg des Profils, angeordnet sein.

Claims: Patentansprüche 1. Füllung für Tropfkörper zur biologischen Reinigung von Abwasser, bestehend aus flexiblen, sich unregelmässig berührenden, auf Tragstangen aufgehängten Streifen aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienstreifen (5) mit ihren Mitten neben- und übereinander über die Tragstangen (1) gehängt sind und über die Tragstangen (1) mit den Folienstreifen (5) ein Profil (4) abdeckend gestülpt ist. 2. Füllung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Profile U-förmigen (4'), C-förmigen (4t'), abgerundeten (4''') oder dachförmigen (4'''') Querschnitt haben und aus einem beständigen, nicht korrodierenden Material bestehen. 3. Füllung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckprofile in den Schenkeln winklig vorspringend gestaltet sind. 4. Füllung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckprofile (4) aus einem nicht korrodierenden Metall oder aus einem Kunststoff oder einem mineralischen Material bestehen. 5. Füllung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstangen (1) massive Stangen, Profile (1') oder Rohre (1'') sind und aus einem beständigen, nicht korrodierenden Material bestehen. 6. Füllung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel der Abdeckprofile (4) konvergierend verlaufen und/oder zur Verteilung des auf sie fliessenden Abwassers profiliert sind, beispielsweise an ihren unteren Rändern (bei 8) gezahnt sind. 7. Füllung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstangen (1) mit ihrer Abdeckung (4) und den Folienstreifen (5 bzw. 2) aus Teilstücken zusammengesteckt aufgebaut sind. 8. Füllung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienstreifen Kunststoffstreifen sind und eine Breite von bis zu 8 cm haben, vorzugsweise eine Breite zwischen 5 und 6 cm, eine Dicke zwischen 20 und 120 ssm, vorzugsweise zwischen 30 und 80 jim und eine Länge, die jeweils beidseitig der Tragstange (1) herunterhängen. 9. Füllung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifen (5) unterschiedlichen Querschnitt haben und zumindest in der vollen Länge korkenzieherartig gedreht sind. 10. Füllung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifen in Teilen ihrer Längen korkenzieherartig gedreht sind. 11. Füllung nach Anspruch 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienstreifen (5) bündelweise über die Tragstange (1) gehängt sind.

Inventors: SPELSBERG, HANS-HUGO
Applicants: VON MEER, WALTER, DR., DIPL.-ING.
Application year: 1984
Main classification: C02F3
IPC codes: C02F3