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Verfahren und Vorrichtung zur Abwasserld rung.
Die bekannten Klärverfahren zur Klärung von mit Fäkalien vermischten Abwässern lassen sich in zwei Gruppen teilen. Die erste Gruppe betrifft jene Verfahren, bei denen das geklärte Abwasser frisch erhalten bleibt (Frischwasserklärung), die zweite Gruppe betrifft jene Verfahren, bei denen der Schlamm in luft-und lichtdicht abgeschlossenen Faulgruben verflüssigt und aufgezehrt wird (Faulverfahren).
Bei den nach dem Prinzip der mechanischen Frischwasserklärung arbeitenden Kläranlagen wird das Abwasser auf mechanischem Wege von den Sink-und Sehwimmstoffen weitgehend befreit und durch eine besondere Anordnung der Klär-und Schlammräume wird erreicht, dass das geklärte Abwasser frisch erhalten bleibt, also nicht faulig wird. Der ausgeschiedene Schlamm hingegen bleibt so lange am Boden des Schlammraumes gelagert, bis er ausgefault ist, womit er einerseits an Volumen und anderseits seinen lästigen Geruch verliert. Die Beseitigung des ausgefanlten Schlammes ist aber umständlich und kostspielig, so dass man in Fachkreisen von der sogenannten Schlammlage spricht.
Bei den nach dem Prinzip der biologisch-bakteriologischen Schlammzehrung arbeitenden Faulgruben wird das mit Fäkalien vermischte Abwasser in licht-und luftdicht abgeschlossenen Gruben oder Absitzbeeken der Einwirkung anaerober Bakterien so lange ausgesetzt, bis sich die organische Substanz, mit Ausnahme der verschwindend geringen Mengen der mineralischen Stoffe, verflüssigt hat. Der bei solchen Faulgrubenanlagen anfallende Schlamm wird also von den anaeroben Mikroorganismen aufgezehrt.
Diesen Faulgruben haftet aber das Übel an, dass ihre Abflüsse fauligen Charakter aufweisen, sie haben sich daher trotz ihres Vorzugs der restlosen Schlammzehrung überlebt. Beide Verfahren haben demnach ihre Vorzüge, aber auch ihre Nachteile.
Nach der Erfindung werden die Vorzüge der beiden, ihrem Wesen nach grundverschiedenen Verfahren vereinigt, ihre Nachteile aber ausgeschaltet. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abwasserklärung, insbesondere von Hausabwässern, unter Benutzung von Klär- und Schlammräumen, die untereinander in Verbindung stehen, und besteht darin, dass das Abwasser in einem ständig licht-und luftdicht abgeschlossenen und gleichmässig temperierten Becken einer mechanischen Klärung unterzogen und dass gleichzeitig der sich dabei ausscheidende Sink- und Schwimmschlamm in einem Schlammraum einer biologisch-bakteriologisehen Aufzehrung unterworfen wird, wobei das geklärte Abwasser das Klärbecken in frischem Zustande verlässt, da verhindert wird,
dass es mit dem fauligen Inhalt des Schlammraumes ernstlich in Berührung kommt. Der für Erzielung dieser doppelt günstigen Wirkung erforderliche luitund lichtdichte Abschluss der Kläranlage wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dass nach Fertigstellung der Kläranlage die Aussteigöffnung vermauert und abgedichtet und alsdann noch mit einer Erdschichte von erheblicher Stärke überdeckt wird. Auf diese Erdüberdeckung kann wegen der schädlichen Kälte-wie Hitzeeinwirkungen auf die Kleinlebewelt (Bakterien) nicht verzichtet werden.
Nach Herstellung und Abschluss der Kläranlage arbeitet dieselbe vollkommen selbsttätig. Sie besitzt weder Schieber, Ventile, Rohrleitungen oder sonstige der Wartung bedürftige Elemente.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Kläranlage, in dem die Frischwasserklärung und die Schlammzehrung stattfindet, dargestellt, u. zw. zeigen die Fig. 1 einen axialen Längsschnitt der Anlage und Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie A-. der Fig. 1 der einen Ausführungsform der Anlage. Die Fig. 3 stellt einen axialen Längsschnitt einer andern Ausführungsform der Anlage dar und die Fig. 4 einen Querschnitt nach der Schnittlinie B-B der Fig. 3. Die Fig. 5 zeigt einen sogenannten Erregerapparat in grösserem Massstabe.
In Fig. 1 wird der Schlammzehrraum 1 durch ein gänzlich unter der Erdoberfläche eingebautes, luft- und lichtdicht, zweckmässig aus Beton hergestelltes Klärbecken 2 umschlossen, das runden Quer-
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schnitt hat und in der Mitte durch die konisch nach oben und unten zu verlaufenden Wandungen 3 und 4..' und den zylindrischen Mantelteil 5 erweitert ist. Die Wandungsteile 3, 4 und 5 bilden zusammen mit"' einer zylindrischen Trennwand 6 einen ringförmigen Absitzraum 7 von trapezförmigem Querschnitt.
Der SeMammverflüssigungsraum- und der Absitzraum 7 stehen durch ringförmige Schlitze 8 und 9 miteinander in Verbindung. Der Absitzraum 7 ist also ganz unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 10 eingebaut. Das Zulaufrohr 11 für das frische, aber ungeklärte Abwasser mündet ungefähr in der Mitte des Absitzraumes 7 ein, das Ablaufrohr 12 ist symmetrisch dem Zulaufrohr 11 gegenüber angeordnet. Das ganze Klärbecken 2 ist in die Erde eingebaut, so dass die Decke des Beckens ein erhebliches Stück unter der Erdoberfläche egt.
Das zu klärende, mit Fäkalien vermischte Abwasser gelangt durch das Zulaufrohr 11 in den ringförmigen Absitzraum ? und strömt gezwungen durch eine keilförmige Leitfläche) 3 links und rechts in der Richtung der Pfeile C um die zylindrische Trennungswand 6 herum. Hiebei scheiden sich durch den unteren RingscMitz S die Sinkstoffe aus, die auf den Boden des Beckens gleiten, und durch den oberen Ringschlitz 9 die Schwimm-und Schwebestoffe. Das auf diese Weise geklärte Abwasser verlässt das Becken in frischem Zustand durch das Ablaufrohr 12, da es mit dem fauligen Inhalt des Schlammraumes 1 nicht ernstlich in Berührung kommt.
Der obere und untere Teil des Klärbeckens 2 und die ringförmige Trennwand 6 haben ungefähr gleichen Durchmesser, so dass der Sehlammverflüssigungsraum durchlaufend gleichen Querschnitt hat, wodurch Wasserströmungen möglichst vermieden werden.
Der sich am Boden ansammelnde Sinkschlamm und der die Schwimmsehiehte bildende Schwimmschlamm werden ständig infolge des Licht-und Luftabschlusses des Beckens durch die anaeroben Mikroorganismen aufgezehrt. Da sich die Mikroorganismen, genährt durch die ununterbrochene Zufuhr gelöster und uligelöster organischer Stoffe, dann in ausserordentlich rascher Weise vermehren, wenn wesentliche Wasserströmungen vermieden werden, so gelangen die anaeroben Mikroorganismen zu ausgiebigster Wirkung. Es können sich keine organischen Stoffe im Sehlammraum 1 dauernd ablagern, denn die Mikroorganismen verflüssigen mindestens ebenso viel an festen Stoffen, als zugeführt wird.
Bei der Ausführungsform der Kläranlage nach den Fig. 3 und 4 ist statt des kreisförmigen Querschnittes des Beckens ein ungefähr rechteckiger Querschnitt gewählt. Das Klärbecken 14 ist in der Mitte ebenfalls durch die schräg nach oben und unten zu verlaufenden Wandungen 15 und 16 erweitert, die durch die lotrechten Wandungen 17 verbunden sind. Diese Wandungen 15, 16 und 17 bilden mit den dazu symmetrisch eingebauten Trennwänden 18 die Absitzräume 19 und 20, die durch die schmalen Längsschlitze 21 und 22 mit dem Schlammverflüssigungsraum 23 in Verbindung stehen.
Der Zufluss des ungeklärten Abwassers erfolgt durch ein Rohr 24, das in zwei sich erweiternde schräg nach unten laufende Kanäle 25 und 26 mündet. Diese Kanäle münden mit ihren rechteckigen Austrittsöffnungen 27 und 28 in die mittlere Zone der Absitzräume 19 und 20. Das Abwasser durchströmt diese Absitzräume mit verlangsamter Geschwindigkeit, so dass die Sinkstoffe durch die unteren Längsschlitze 21 und die Schwimmstoffe durch die oberen Längsschlitze 22 in den Selammverflüssigungsraum übertreten können. Das sich ldärende Abwasser in den Absitzräumen kommt dabei mit dem fauligen Inhalt des Schlammraumes nicht ernstlich in Berührung, so dass das Abwasser frisch erhalten bleibt.
Das geklärte Abwasser strömt durch die rechteckigen Öffnungen 29 und 30 und durch schräge Kanäle, die genau wie die Kanäle 25 und 26 ausgebildet sind, in das Abflussrohr 31. Die Wirkungsweise der Frischwasserklärung und der Schlammaufzehrung durch die anaeroben Bakterien ist genau dieselbe wie bei der Vorrichtung nach Fig. 1 und 2.
Will man die Schlammzehrung künstlich beschleunigen, so kann dies in bekannter Weise durch Zusatz von Stoffen geschehen, die die Entwicklung der Mikroorganismen fördern oder durch Einbringen von geeigneten Bakterienkulturen, z. B. durch Zuführung von altem, bereits angefaultem Schlamm begünstigen. Auf diese Weise bildet sieh ein für die biologisch-bakteriologische Arbeit besonders gut vorbereiteter, sieh selbst regenerierende Nährboden. Die Besehle migung der Sehlammverflüssigun'
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nannten Erregerapparates allein erreicht werden, in erhöhtem Masse natürlich dann, wenn solche Zusatzmittel gleichzeitig mit dem Erregerapparat verwendet werden.
Diese Erregervorrichtung besteht aus einer auf dem Boden des Schlammzehrraumes 1 befestigten HoMsäuIe 32, die in ihrem unteren Teile Löcher 83 hat. In dieser Hohlsäule ist ein Rohrschaft 04 mit sich daran anschliessenden Gasrohren 35, 36 verschiebbar geführt. Auf dem Rohr 35 ist ein Schwimmer 37 befestigt. Das den Schwimmer axial durchsetzende Rohr 55 geht in zwei oder mehrere nach abwärts gerichtete Rohre 36 über, die unterhalb des Flüssigkeitsspiegels und der gegebenenfalls vorübergehend sich bildenden Schwimmschichte münden. Der Innenraum 38 der Hohlsäule 32 ist der Ruhe-und der Fortpflanzungsplatz der Bakterien.
Von hier aus regelt sich ihre Tätigkeit ganz von selbst. Bekanntlich sind die anaeroben Mikroorganismen grundsätzlich Feinde von Wasserströmungen und-bewegungen.
Sobald nun das Klärbecken mit einem Stoss Abwasser beschickt wird, tritt, wenn auch nur kurz vorübergehend, ein schwaches Steigen und Fallen des Flüssigkeitsspiegels 10 ein. Diese Bewegungen werden von dem Schwimmer 37 und dem mit ihm verbundenen Rohrschaft 84 mitgemacht. Hiedurch entstehen Wasserströmungen im Hohlraum der Säule 52, wodurch die Mikroben, aus ihrer Ruhe aufgescheucht,
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übertreten, um hier sofort ihre Schlammzehrtätigkeit aufzunehmen. Dieser periodisch sich wiederholende Vorgang hat somit zur Folge, dass die sich gerne der Trägheit hingebenden Bakterien mit Gewalt an die Arbeit getrieben werden.
Die durch ihre erhöhte Tätigkeit sich bildenden Gase steigen in der Hohlsäule 32 nach oben und treten durch die Tauchrohre 36 unterhalb des Wasserspiegels 10 aus, wodurch etwaige Schwimmschichtbildungen ober-und unterhalb desselben im Entstehen zerstört werden, so dass sich eine Schwimmschichte von nennenswerter Stärke nicht zu bilden vermag. Je nach Art des Abwassers oder auch bei grösseren Kläranlagen können mehrere solche Erregervorrichtungen vorgesehen werden.
Die Unterstützung der Sehlammzehrung durch Zusatzmittel in Verbindung mit dem Erregerapparat hat ausser dem Vorteil der Beschleunigung des Schlammzehrungsprozesses noch den weiteren Vorteil, dass dann die Abmessungen der Anlage verkleinert werden können, wodurch sich die Kosten wesentlich verringern.
Die Vorteile des neuen Klärverfahrens sind, gleichgültig ob natürliche oder künstliche Schlammzehrung gewählt wird, folgende : Das geklärte Abwasser bleibt frisch, wird also nicht faulig oder infiziert, der Schlamm wird restlos aufgezehrt, so dass er nicht entfernt zu werden braucht. Die Kläranlagen bedürfen keinerlei Wartung, denn sie arbeiten vollkommen selbsttätig. Die Anordnung des licht-und luftdichten Klärbeckens unter der Erdoberfläche gewährleistet eine nahezu gleichmässige Temperatur des Schlammzehrraumes, die für die Entwicklung der Bakterien sehr wesentlich ist. Die Anlage ist infolge ihrer einfachen baulichen Ausgestaltung billig herzustellen. Sie kann insbesondere in geschlossenen Baugebieten angeordnet werden, da sie unter der Erdoberfläche liegt und vollkommen geruchlos arbeitet.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Abwasserklärung, insbesondere von Hausabwässern unter Benutzung von Klärund Schlammräumen, die untereinander in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass das Abwasser in einem ständig licht-und luftdicht abgeschlossenen und auf gleichmässiger Temperatur gehaltenen Becken einer mechanischen Klärung unterzogen und dass gleichzeitig der sich dabei ausscheidende Sinkund Schwimmschlamm in einem Schlammraum einer biologisch-bakteriologischen Aufzehrung unterworfen wird, wobei das geklärte Abwasser das Klärbecken in frischem Zustande verlässt, da verhindert wird, dass es mit dem fauligen Inhalte des Schlammraumes ernstlich in Berührung kommt.