Neben Belüftungssystemen sind auf Abwasserbehandlungsanlagen zur Erzielung geringer Stickstoff- und Phosphorablaufkonzentrationen Rührwerke zur Verhinderung des Absetzens von Belebtschlamm von großer Bedeutung. Rührwerke sollen den Belebtschlamm in Abhängigkeit der verfahrenstechnischen Aufgabe vorrangig suspendieren und homogenisieren, zum Teil auch dispergieren. Unter Homogenisieren versteht man einen Temperatur- und Konzentrationsausgleich in den Becken, unter Suspendieren das Aufwirbeln sowie in Schwebe halten von Feststoffpartikeln. Dagegen bedeutet Dispergieren die Zerkleinerung eines Stoffes und dessen Verteilung in der Flüssigkeit. Diese drei beschriebenen Aufgaben von Mischeinrichtungen werden mit unterschiedlichen Ausführungsformen von Rührwerken erzielt.
Rührwerke werden bei der Abwasserreinigung in Anaerobbecken (biologische Phosphorelimination), in anoxischen Stufen (Denitrifikation) und in aeroben Stufen (Nitrifikation) eingesetzt. In Anaerobbecken, die üblicherweise als Rechteck- oder Rundbecken ausgebildet sind, werden vorrangig horizontal und vertikal laufende Propellerrührwerke (langsam und schnelllaufend) eingebaut. Diese Ausbildung ist auch in Denitrifikationsbecken (anoxische Becken) üblich, wenn sie von anderen Bauwerken räumlich getrennt sind. In Aerobbecken sind Rührwerke ausschließlich dann eingebaut, wenn diese als Umlaufbecken zur Nitrifikation bzw. Nitrifikation/ Denitrifikation vorgesehen sind. Nachfolgend werden in Abhängigkeit der Form der Becken (Rechteckbecken, Rundbecken, Umlaufbecken) und deren verfahrenstechnischen Verwendung (anaerob, anoxisch, aerob), Hinweise zur Ausrüstung von Becken mit Rührwerken gegeben.
Auslegung von Rührwerken
Die eigentliche Auslegung der Rührwerke wird üblicherweise von den Herstellern vorgenommen. Vom Planer der Abwasserbehandlungsanlagen müssen jedoch Anforderungen an die Rührwerke und deren Aufstellungsort im Becken formuliert werden, die nachfolgend zusammengefasst sind:
- Mit den Rührwerken sollen Sohlgeschwindigkeiten von 0,15 m/s (leichter Schlamm) bis 0,30 m/s (schwerer Schlamm) erreicht oder überschritten werden. Die Beurteilung, ob leichter oder schwerer Schlamm vorliegt, kann durch den Schlammvolumenindex vorgenommen werden.
- Die Angabe einer Mindestleistungsaufnahme bzw. einer maximalen spezifischen Leistungsaufnahme [W/m3 ] ist nicht sinnvoll, da sich bei gleicher spezifischer Leistungs- aufnahme in Abhängigkeit des Rührwerktyps unterschiedliche Sohlgeschwindigkeiten ergeben können.
- Den Rührwerksherstellern ist mitzuteilen, welche Luftvolumenströme über die Belüftungselemente in die Becken eingetragen werden, da sich damit unterschiedliche Ge-schwindigkeiten ergeben.
- Durch konstruktive Maßnahmen ist zu verhindern, dass sich in Randbereichen und Ecken von Becken Schlamm absetzen kann.
- Rührwerke müssen betriebssicher und störungsunempfindlich (Festkörperschlag, faserige Bestandteile) sein.
- Unempfindlichkeit gegen hydraulische Fehlanströmungen (ungleiche Strömungsgeschwindigkeiten, Schräganströmung) müssen beachtet werden.
- Rührwerke müssen bedienungsfreundlich (Ein- und Ausbau, Revision) konstruiert und aufgestellt sein.
Werden diese Anforderungen erfüllt und liegt die Leistungsaufnahme der Rührwerke im Bereich um 3W/m3 kann mit einem zufriedenstellenden und wirtschaftlichen Einsatz von Rührwerken gerechnet werden.