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Verfahren zur kontinuierlichen Reinigung von Abwasser in einer
Kläranlage und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung befasst sich mit einem Verfahren zur Reinigung von Abwasser mit organischer Ver- schmutzung in einer Kläranlage mit einer Bemessungsgrundlage zur Belebtschlammbehandlung in An- passung an den Trockenwetterabfluss (TWA) zur Kläranlage bei für Normalbetrieb festgelegter Aufent- haltsdauer. Sie befasst sich weiter mit einer Vorrichtung, die zur Ausübung dieses Verfahrens besonders geeignet ist.
Beim Betrieb derartiger Kläranlagen wird überwiegend in der Weise verfahren, dass aus dem ankom- menden Abwasser zunächst gröbere Verunreinigungen durch Aussichten und/oder Aussedimentieren abge- sondert werden und das Abwasser sodann einer biologischen Behandlung unterworfen wird, bei der die or- ganischen. Verunreinigungen durch belebten Schlamm mit Mikroorganismen unter kräftiger Belüftung ab- gebaut werden. Gegebenenfalls erfolgt dann eine Nachklärung, bei der der Belebtschlamm aus dem Ab- wasser aussedimentiert und in das biologische Behandlungsbecken zurückgeführt wird.
Die Grösse kontinuierlich arbeitender Kläranlagen zur Reinigung des Abwassers mittels belebtem
Schlamm richtet sich bekanntlich nach der Trockenwetterzuflussmenge, die bei einer bestimmten, an die
Kläranlage anzuschliessenden Einwohnerzahl und Entwässerungsfläche auf Grund von Messungen und Er- fahrungen errechnet werden kann. Die Kläranlage wird im allgemeinen so gross ausgelegt, dass sie die zweifache, zuweilen auch die dreifache Menge des Trockenwetterzuflusses im kontinuierlichen Betrieb verarbeiten kann. Zum Schutz der Kläranlage gegen Überschwemmungen wird ein Regenauslass vorgeschaltet, der, z. B. bei stärkeren Regenfällen, die über das Aufnahmevermögen der Kläranlage hinausgehende Abflussmenge ableitet und meistens direkt in einen Vorfluter od. dgl. einleitet.
Da das Aufnahmevermögen der Kläranlage zur Vermeidung unnötiger Baukosten und zur Erreichung eines wirtschaftlichen Betriebes begrenzt ist und bei biologischen Anlagen meistens nur der zweifachen bis höchstens dreifachen Trockenwetterzuflussmenge entspricht, gelangen bei Regenfällen, deren Abwassermengen über dieses Aufnahmevermögenhinausgehen, grosse Abwassermengen mit einer noch recht erheblichen Verschmutzung über den Regenauslass völlig ungereinigt in die öffentlichen Gewässer und überlasten die Selbstreinigungskraft dieser Gewässer. Dieser Nachteil kann sich in niederschlagsreichen und dicht besiedelten Gebieten unangenehm auswirken und zu einem Eingreifen der Aufsichtsbehörden Anlass geben.
Eine grössere Auslegung der Kläranlage würde für viele Kostenträger der Kläranlagen, besonders bei kleinen und mittleren Gemeinden, eine untragbare Belastung darstellen.
Nach der Erfindung wird ein abgeändertes Reinigungsverfahren für zuvor genannte Kläranlagen vorgeschlagen. Dieses Verfahren sieht vor, dass beim Auftreten einer über die. Bemessungsgrundlage der Kläranlage für die Belebtschlammbehandlung hinausgehenden Zuflussmenge die Belebtschlammreinigung unterbrochen, der Schlamm aus der gesamten Zuflussmenge im Belebtschlammbecken aussedimentiert, ein der Bemessungsgrundlage entsprechender Teilstrom des Abwassers weiterhin der Nachklärung zugeführt und die übrige Menge zum Vorfluter abgeleitet wird. Nachfolgend wird der aussedimentierte Schlamm bei Wiedereintritt des Trockenwetterzuflusses bei Normalbetrieb einer Belebungsbehandlung und einer Nachklärung zugeführt.
Im praktischen Betrieb wird also beim Auftreten einer über die Bemessungsgrundlage der Kläranlage für die Belebtschlammbehandlung hinausgehende Zuflussmenge das biologischer Behand-
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lungsbecken als Absetzbecken benutzt, wobei gleichzeitig ein der Bemessungsgrundlage der Kläranlage entsprechender Teilstrom in das Nachklärbecken gelangt, in dem sich die absetzbaren Stoffe im Abwasser ebenfalls absetzen. Sobald dann wieder der normale Trockenwetterzufluss eintritt, wird der Schlamm des Nachklärbeckens in das biologische Behandlungsbecken zurückgepumpt und der gesamte Schlamm im biologischen Behandlungsbecken unter intensiver Sauerstoffzufuhr einer vollbiologischen Belebtschlammreinigung unterworfen.
Bei Anwendung der Erfindung auf bekannten Anlagen mit Belebungsgräben in der üblichen Auslegung für die vollbiologische Behandlung bis zur dreifachen Trockenwetterzuflussmenge wird man in der Weise verfahren, dass bei Überschreitung der dreifachen Trockenwetterzuflussmenge die vollbiologische Reini-
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durch Absetzen der Feststoffe im Belebungsbecken übergeht. Erst wenn die zehn-oder zwölffache Trocken- wetterzuflussmenge überschritten wird, fliesst die Überschussmenge ungereinigt in den Vorfluter.
Man erreicht auf diese Weise, dass beim Normalbetrieb eine Reinigung des Abwassers sowohl auf mechanische Weise, durch Absetzen, als auch biologische, durch Belebtschlammreinigung, erfolgt, aber bei grösseren Zuflussmengen, die über die Bemessungsgrundlage der Kläranlage hinausgehen, immer noch eine mechanische Reinigung der gesamten Abwassermenge durch Absetzen der absetzbaren Stoffe des Ab- wassers vorgenommen wird. Man vermeidet, dass insbesondere bei stärkeren Regenfällen od. dgl., grössere
Verschmutzungen des Abwassers in die öffentlichen Gewässer gelangen. Ein der Kläranlage eventuell vor- geschalteter Regenauslass wird dann so ausgelegt, dass er erst in Funktion tritt, wenn bei starken Regen- fällen die mitgeführten Verschmutzungen im Abwasser eine Verdünnung aufweisen, die für die Selbstreinigungskraft der Vorfluter keine Überlastung mehr darstellen.
Das ist erfahrungsgemäss bei einer Zufluss- menge von etwa der acht- bis zehnfachen Menge des Trockenwetterabflusses der Fall, d. h. der Regen- auslass wird erst bei Überschreitung dieser Zuflussmenge in Tätigkeit gesetzt.
Zur näheren Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens ist in der Zeichnung eine Vorrichtung in Verbindung mit einer Kläranlage dargestellt, die zur Ausübung des erfindungsgemässen Verfahrens besonders geeignet ist.
Die Fig. 1 zeigt eine Übersichtsskizze einer vollbiologischen Abwasserreinigungsanlage mit einem Belüftungsbeckenin der Form eines Belüftungsgrabens, die Fig. 2 eine vergrösserte Aufsicht auf die Auslaufvorrichtung des Belüftungsgrabens, Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie IIMIIderFig. 2 und Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 2. m der Systemskizze nach Fig. 1 der Zeichnungen ist der im Querschnitt etwa trapezförmig gestaltete Belüftungsgraben mit 1 bezeichnet. An der Stelle 2 ist die Belüftungseinrichtung angeordnet, die z. B. aus einer rotierenden Belüftungswalze bestehen kann. Durch diese Belüftungseinrichtung wird Luft in das dem Belüftungsgraben zugeführte Abwasser eingetragen. Gleichzeitig entsteht in der mit Pfeilen angegebenen Richtung eine Strömung.
Das Abwasser wird dem Belüftungsgraben aus einer Leitung 3 über einen Regenauslass 4 vermittels einer Zweigleitung 5 zugeführt. Der Belüftungsgraben ist weiter mit einer Auslaufvorrichtung 6 ausgerüstet. Neben dem Belüftungsgraben ist ein Nachklärbecken 7 vorgesehen, aus dem das gereinigte Abwasser über eine Leitung 8 einer weiteren in den Vorfluter od. dgl. einmündenden Leitung 9 zugeführt wird, die über die Aufnahmekapazität des Belüftungsgrabens 1 hinausgehende Zuflussmenge aus der Leitung 3 wird durch den Regenauslass 4 über eine Leitung 10 direkt der zum Vorfluter führenden Leitung 9 zugeführt.
Zum Zwecke der Ausübung des erfindungsgemässen Verfahrens besteht das in den Fig. 2 - 4 als Beispiel dargestellte Auslaufbauwerk 6 des Belüftungsgrabens aus zwei Ablaufkammern 11 und 12, von denen die Kammer 11 hinter dem eigentlichen Ablauf des Belüftungsbeckens liegt. Erfindungsgemäss ist der Beckenahlauf als Durchtrittsöffnung ausgebildet, wobei der gesamte Querschnitt dieser Durchflussöffnung entsprechend der Bemessungsgrundlage der Kläranlage ausgelegt ist. Falls also die Kläranlage für die Auf- nahmeder zwei- oder dreifachen Trockenwetterzuflussmenge ausgelegt ist, erhält auch die Durchflussöff- nung einen dieser Aufnahmemenge entsprechenden Querschnitt. Für schwankende Betriebsverhältnisse ist die Grösse der Durchtrittsöffnung einstellbar.
Dies kann dadurch erreicht werden, dass in senkrechten Ebe- nenübereinander, entsprechend dem Beispiel 2, Stauschilde 13 und 14 in der vertikalen Ebene verstellbar angeordnet werden, die zwischen sich einen die Durchtrittsöffnung bildenden Schlitz15 freilassen. Diese
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der Durchflussöffnung 15hen können, anzupassen ist. Das aus dem Belüftungsbecken 1 durch die Durchflussöffnung 15 in die Kammer 11 abfliessende Wasser gelangt aus dieser Kammer über eine Leitung 16 in das Nachklärbecken 7 und von dort über die Leitungen 8 und 9 in den Vorfluter. An Stelle der Stauschilde 13 und 14 können elektrisch
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Process for the continuous purification of waste water in one
Sewage treatment plant and device for carrying out the process
The invention is concerned with a method for cleaning wastewater with organic pollution in a sewage treatment plant with a calculation base for activated sludge treatment in adaptation to the dry weather discharge (TWA) to the sewage treatment plant with a duration of stay specified for normal operation. It also deals with a device that is particularly suitable for performing this method.
In the operation of such sewage treatment plants, the procedure is predominantly that coarse impurities are first separated from the incoming wastewater through prospecting and / or sedimentation and the wastewater is then subjected to a biological treatment in which the organic. Contamination by activated sludge with microorganisms can be broken down under vigorous aeration. If necessary, a secondary clarification then takes place in which the activated sludge is sedimented out of the wastewater and returned to the biological treatment basin.
The size of continuously working sewage treatment plants for the purification of wastewater by means of revitalized
As is well known, mud depends on the amount of dry weather that flows in at a certain point
The number of inhabitants to be connected to the sewage treatment plant and the drainage area can be calculated on the basis of measurements and experience. The sewage treatment plant is generally designed to be so large that it can process twice, sometimes even three times the amount of the dry weather inflow in continuous operation. To protect the sewage treatment plant against flooding, a rain outlet is connected upstream. B. in heavier rainfall, which diverts excess flow rate beyond the capacity of the sewage treatment plant and mostly directly into a receiving water or the like.
Since the absorption capacity of the sewage treatment plant is limited to avoid unnecessary construction costs and to achieve economic operation and in the case of biological plants usually only corresponds to twice to a maximum of three times the amount of dry weather inflow, in the case of rainfall, the waste water quantities of which exceed this absorption capacity, large amounts of waste water with a still quite considerable pollution get over the rain outlet completely uncleaned into the public waters and overload the self-cleaning power of these waters. This disadvantage can have an unpleasant effect in areas with high levels of precipitation and densely populated areas and give rise to intervention by the supervisory authorities.
A larger design of the sewage treatment plant would represent an intolerable burden for many of the cost bearers of the sewage treatment plants, especially in small and medium-sized communities.
According to the invention, a modified cleaning method for the aforementioned sewage treatment plants is proposed. This procedure provides that if an over the. Based on the assessment basis of the sewage treatment plant for the inflow amount exceeding the activated sludge treatment, the activated sludge cleaning is interrupted, the sludge from the entire inflow volume is sedimented out in the activated sludge basin, a partial flow of the wastewater corresponding to the assessment basis continues to be fed to the secondary treatment and the remaining amount is diverted to the receiving water. The sedimented sludge is then fed to a revitalization treatment and secondary clarification when the dry weather influx re-enters during normal operation.
In practical operation, if an inflow amount that exceeds the assessment basis of the sewage treatment plant for the activated sludge treatment occurs, the biological treatment
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treatment basin is used as a settling basin, with a partial flow corresponding to the assessment basis of the sewage treatment plant entering the secondary clarification basin, in which the settling substances in the wastewater also settle. As soon as the normal flow of dry weather occurs again, the sludge from the secondary clarifier is pumped back into the biological treatment basin and all of the sludge in the biological treatment basin is subjected to fully biological activated sludge cleaning with an intensive supply of oxygen.
When applying the invention to known systems with activation ditches in the usual design for fully biological treatment up to three times the dry weather inflow amount, the procedure is such that when the dry weather inflow amount is exceeded, the fully biological purification
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passes when the solids settle in the aeration tank. Only when ten or twelve times the dry weather inflow amount is exceeded does the excess amount flow uncleaned into the receiving water.
In this way, the wastewater is cleaned both mechanically, through settling, and biological, through activated sludge cleaning, during normal operation, but with larger inflow quantities that go beyond the assessment basis of the sewage treatment plant, mechanical cleaning of the whole is still carried out Wastewater volume is made by settling the settling substances of the wastewater. One avoids that, especially with heavier rainfall or the like, larger
Wastewater pollution enters public waters. A rain outlet possibly connected upstream of the sewage treatment plant is designed so that it only comes into operation when, during heavy rainfalls, the contaminants carried along in the wastewater are diluted which no longer represent an overload for the self-cleaning power of the receiving waters.
Experience has shown that this is the case with an inflow amount of about eight to ten times the amount of dry weather runoff, i. H. the rain outlet is only activated when this inflow amount is exceeded.
For a more detailed explanation of the method according to the invention, the drawing shows a device in connection with a sewage treatment plant, which is particularly suitable for performing the method according to the invention.
Fig. 1 shows an overview sketch of a fully biological wastewater treatment plant with an aeration basin in the form of an aeration trench, Fig. 2 shows an enlarged plan view of the outlet device of the aeration trench, Fig. 3 shows a cross section along the line IIMII in Fig. 2 and 4 show a cross section along the line IV-IV of FIG. 2. In the system sketch according to FIG. 1 of the drawings, the ventilation trench, which is approximately trapezoidal in cross section, is denoted by 1. At the point 2, the ventilation device is arranged, the z. B. may consist of a rotating ventilation roller. This ventilation device introduces air into the wastewater supplied to the ventilation trench. At the same time, a flow arises in the direction indicated by the arrows.
The wastewater is fed to the ventilation trench from a line 3 via a rain outlet 4 by means of a branch line 5. The ventilation trench is also equipped with an outlet device 6. In addition to the ventilation ditch, a secondary clarification basin 7 is provided, from which the purified wastewater is fed via a line 8 to a further line 9 opening into the receiving water or the like, the inflow amount from the line 3 exceeding the capacity of the ventilation ditch 1 is through the rain outlet 4 is fed via a line 10 directly to the line 9 leading to the receiving water.
For the purpose of practicing the method according to the invention, the outlet structure 6 of the ventilation ditch shown as an example in FIGS. 2-4 consists of two drainage chambers 11 and 12, of which the chamber 11 is located behind the actual drainage of the aeration basin. According to the invention, the near-basin is designed as a through-opening, the entire cross-section of this through-flow opening being designed in accordance with the assessment basis of the sewage treatment plant. If the sewage treatment plant is designed to take up two or three times the dry weather inflow, the flow opening also has a cross-section corresponding to this uptake. The size of the passage opening can be adjusted for fluctuating operating conditions.
This can be achieved by arranging congestion shields 13 and 14 adjustably in the vertical plane in vertical planes one above the other, according to example 2, which leave a slot 15 between them which forms the passage opening. This
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the flow opening 15hen can be adapted. The water flowing out of the aeration basin 1 through the flow opening 15 into the chamber 11 passes from this chamber via a line 16 into the secondary clarifier 7 and from there via the lines 8 and 9 into the receiving water. Instead of the stowage shields 13 and 14, electrical
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