Sedimentationstanks in der Abwasserbehandlung: Typen, Prinzipien und Designleitfaden

Sedimentationstank

Was ist ein Absetzbecken?

Ein Sedimentationsbecken ist eine Aufbereitungsanlage, die Schwebstoffe, die dichter als Wasser sind, durch Schwerkraftsedimentation entfernt. Es handelt sich um eine der am weitesten verbreiteten Einheiten in der Abwasseraufbereitung, die für die Vorbehandlung, die biologische Nachbehandlung und die fortgeschrittene Behandlung eingesetzt werden kann. Das Prinzip der Sedimentation wird angewendet bei:

• Sandkammernum anorganische Verunreinigungen zu entfernen.
• Vorklärbeckenum Schwebstoffe und andere Partikel zu entfernen.
• Nachklärbeckenzur Abtrennung von Belebtschlamm aus biologisch behandeltem Abwasser.
• EindickungstanksSchlamm durch Wasserabscheidung zu konzentrieren.
• Fortgeschrittene BehandlungVerfahren, bei denen dem Sekundärabwasser Gerinnungsmittel zugesetzt werden, um restliche Schwebstoffe zu entfernen.

Ein Absetzbecken besteht aus fünf Zonen:

1. Einlasszone: Sorgt für eine gleichmäßige Strömungsverteilung, minimiert Kurzschlüsse und Turbulenzen und reduziert tote Bereiche, um die Tankeffizienz zu verbessern.
2. Siedlungszone(Klärzone): Hier trennen sich absetzbare Partikel vom Abwasser.
3. Schlammzone: Zur Lagerung, Konzentration und Ableitung von abgesetztem Schlamm.
4. Pufferzone: Trennt die Absetz- und Schlammzone, um eine Resuspension abgesetzter Partikel aufgrund von Strömungsstörungen zu verhindern.
5. Outlet-Zone: Sammelt geklärtes Wasser und sorgt gleichzeitig für gleichmäßige Durchflussbedingungen.

Wie funktioniert ein Absetzbecken?

Absetzbecken arbeiten nach dem Prinzip, dass Partikel mit aAbsetzgeschwindigkeit größer als die AufwärtsströmungsgeschwindigkeitWassermenge (oder deren Absetzzeit kürzer als die hydraulische Verweilzeit ist) trennt sich aus der Strömung.

In einem idealen Sedimentationsbecken hängt die Behandlungseffizienz ausschließlich von der Qualität abOberflächenbelastungsrate(d. h. Tankoberfläche), nicht Tiefe. Die Tanktiefe ist nur für die Schlammlagerung, die Verhinderung von Auswaschungen und die Verweilzeit relevant. In praktischen Durchlauftanks gilt jedoch Folgendes:

• Teilchen mit Sinkgeschwindigkeitenniedriger als die Aufwärtsströmungsgeschwindigkeit(verursacht durch Wehrüberlauf) werden abtransportiert.
• Teilchen mit Sinkgeschwindigkeitengleich der Aufwärtsströmungsgeschwindigkeitbleiben weiterhin suspendiert.
• Nur Teilchen mit Sinkgeschwindigkeitenhöher als die Aufwärtsströmungsgeschwindigkeitsiedeln.

Die Zeit, die Partikel benötigen, um sich am Boden abzusetzen, hängt von der hydraulischen Verweilzeit ab, die von der Tanktiefe beeinflusst wird. Theoretisch,Flachere Tanks ermöglichen ein schnelleres Absetzen, die die Grundlage für flache Sedimentationstechnologien wie bildetgeneigte Platten- oder Rohrabscheider. Eine Pufferzone zwischen der Absetz- und der Schlammzone verhindert, dass resuspendierte Partikel weiter aufsteigen, indem sie das erneute Absetzen durch Partikelkollisionen fördert.

Was sind die häufigsten Arten von Absetzbecken? Ihre Vorteile, Nachteile und Anwendungen.

Basierend auf der Fließrichtung werden Absetzbecken in folgende Kategorien eingeteilt:

1. Sedimentationstanks mit horizontaler Strömung
2. Radialfluss-Sedimentationstanks
3. Sedimentationstanks mit vertikaler Strömung
4. Geneigte Platten-/Rohrabscheider(entwickelt auf Basis der „Shallow Depth Theory“).

Die Vor- und Nachteile sowie die Einsatzmöglichkeiten der einzelnen Typen sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst: