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Kläranlage für biologische Abwasserreinigung
Bisher wurden Kleinkläranlagen für die biologische Reinigung von Abwässern in Form von Mehrkammerfaulgruben, Entschlammungsanlagen mit nachgeschaltetem Tropfkörper oder Mehrkammerfaulgruben mit anschliessenden Sandfiltergräben ausgebildet.
Alle diese Formen haben Nachteile. Bei der erstgenannten Ausführung ist der Ablauf stets noch fäulnisfähig und kann auch bei längerer Ausfaulzeit Geruchsbelästigungen und Beeinträchtigungen des Vorfluters hervorrufen. Bei den Entschlammungsanlagen mit nachgeschaltetem Tropfkörper wird bei stossweisem Abwasseranfall, dies ist bei Kleinkläranlagen meist der Fall, nur eine ungenügende Reinigungswirkung infolge der langen Beschickungspausen, z. B. während der Nachtstunden, erzielt. Ausserdem bedarf diese Ausführungsform, wie die Erfahrung zeigt, einer besonders sorgfältigen Wartung. Die Ausführung mit Sandfiltergräben erfordert günstige Untergrundverhältnisse, die nicht überall gegeben sind.
Wegen dieser Nachteile wird neuerdings auch das Belebungsverfahren für kleinere Abwassermengen angewendet. Bei bekannten Verfahren dieser Art wird ein Abwasser-Belebtschlammgemisch mittels eines sich über die gesamte Höhe des Behälters erstreckenden Rohres durchmischt, in das Druckluft eingeblasen wird. Bei einigen andern Systemen wird die Reinigung des Abwassers in zwei hintereinander geschalteten Becken, nämlich dem Belüftungsbecken, in das Luft eingeblasen wird, und dem diesem nachgeschalteten Nachklärbecken durchgeführt. Das Abwasser tritt meist direkt in das Belüftungsbecken ein. Hier werden Abwasser und belebter Schlamm unter gleichzeitiger Sauerstoffzufuhr intensiv gemischt. Vom Belüftungsbecken fliesst das Abwasser-Schlammgemisch in das Nachklärbecken.
Hier scheiden sich die belebten Flocken ab, und der belebte Schlamm wird wieder in das Belüftungsbecken zurückgeführt, während das gereinigte Abwasser in den Vorfluter abläuft. Bei den bekannten Verfahren geschieht die Rückführung des belebten Schlammes (Rücklaufschlamm) durch Pumpen, die vielfach als Mammutpumpen ausgeführt sind.
Dabei beträgt die Rücklaufschlammenge meist weniger als lOOo des zufliessenden Abwassers. Infolge der geringen Schlammengen ergeben sich für dieSchlammförderpumpen und Rohrleitungen kleine Abmessungen und daher häufig Betriebsstörungen durch Verstopfungen. Die Betriebsstörungen können verstärkt auftreten, wenn das Abwasser dem Belüftungsbecken direkt zufliesst und daher die Möglichkeit besteht, dass sich im Abwasser mitgeführte Grobstoffe in diesem Becken absetzen. In diesem Fall wird auch zusätzliche Energie für die aerobe Mineralisation der Schlammstoffe des zufliessenden Abwassers erforderlich.
Die Erfindung hat es sich zum Ziel gesetzt bei einer Kläranlage für biologische Abwasserreinigung, bestehend aus einem Belüftungsbecken und einem diesem nachgeschalteten Nachklärbecken, wobei der im Nachklärbecken abgesetzte Schlamm über ein Rohr in das Belüftungsbecken rückgeführt wird, mit möglichst geringem konstruktivem Aufwand eine Schlammrückführung und völlige Belüftung des Abwassers zu erreichen. Dies geschieht im wesentlichen dadurch, dass das Rohr im Belüftungsbecken kurz über der Sohle desselben in vertikaler Richtung endet und in das Rohr eine Zuleitung für die gesamte zur Reinigung des Abwassers erforderliche Luftmenge mündet.
Nachstehend sind an Hand von zwei in den Fig. 1 und 2 im Vertikalschnitt dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung weitere Merkmale und Vorteile derselben erläutert.
Gemäss Fig. 1 tritt bei 1 das Abwasser in das Belüftungsbecken 2 ein. Das dort entstehende
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Abwasser-Schlammgemisch fliesst durch die Verbindung 3 in das Nachklärbecken 4, aus dem das gereinigte Abwasser bei 5 abströmt. Aus der tiefsten Stelle des Nachklärbecken führt, mit gutem Einlauf ausgebildet, in etwa horizontaler Richtung des Schlammrückführungsrohr 6 zur tiefsten Stelle des Belüftungsbeckens und endet darin in einem vertikalen Teil 7 knapp über der Sohle des Beckens. In diesem vertikalen Rohrteil 7 wird durch das Rohr 8 die gesamte zur Sauerstoffeintragung im Belüftungsbecken erforderliche Luftmenge eingeblasen. Dadurch entsteht eine Wirkung ähnlich dem Druckluftheber, so dass eine Rückführung des im Nachklärbecken abgesetzten Schlammes durch das Rohr 6 in das Belüftungsbecken vor sich geht.
Eine eigene Pumpe für diesen Zweck ist nicht mehr erforderlich. Die zum Betrieb dieser Pumpe benötigte Energie wird eingespart. Da die gesamte für die Sauerstoffeintragung benötigte Luftmenge zur Rückförderung des Schlammes eingesetzt wird, können sehr grosse Schlammmengen gefördert werden und das Schlammrückführungsrohr 6 kann mit so grossem Durchmesser ausgeführt sein, dass Verstopfungen in demselben mit Sicherheit vermieden werden.
Die mit der beschriebenen Einrichtung geförderte Schlammenge beträgt über 500go der zufliessenden Wassermenge. Dadurch wird erreicht, dass der Unterschied der Schlammkonzentration im Belüftungsbecken und im Rücklaufschlamm selbst nur noch gering ist, im Belüftungsbecken daher mit hoher Schlammkonzentration und entsprechend kurzen Aufenthaltszeiten gearbeitet werden kann. Diese grosse Rücklaufschlammenge gewährleistet eine sehr gute Reinigungswirkung sowie einen stabilen und sicheren Betrieb der Anlage.
Es kann vorkommen, dass im Nachklärbecken Schlamm aufgetrieben wird, der sich an der Oberfläche des Beckens als Schwimmschlamm sammelt. Zur Beseitigung dieses Schlammes wird wie in Fig. 2 gezeigt, ein senkrecht im Nachklärbecken angeordnetes Rohr 9 vorgesehen, das mit seinem unteren Ende in das Schlammrückführungsrohr 6 mündet und mit seinem offenen oberen Ende bis knapp unter den Wasserspiegel des Beckens geführt ist. Durch diese Anordnung wird beim Betrieb der Anlage mit der Förderung des Rücklaufschlammes gleichzeitig der Schwimmschlamm abgesaugt und in das Belüftungsbecken zurückgeführt. Ist kein Schwimmschlamm abzusaugen, kann dieses Rohr an seinem oberen Ende beispielsweise durch eine einfache Klappe abgeschlossen werden.
An der inneren Fläche des Schlammrückführungsrohres könnten Schlammablagerungen stattfinden, die zu einem allmählichen Zuwachsen dieses Rohres führen würden. Um dieses zu vermeiden, kann durch das Schlammrückführungsrohr und die beiden Becken eine freibewegliche, endlose Schnur gezogen sein, auf der konzentrisch eine Bürste, deren Aussendurchmesser dem Innendurchmesser des Schlammrück- führungsrohres entspricht, angeordnet ist. Durch das Bewegen dieser Schnur von ausserhalb der Becken, kann damit die Bürste zum Zwecke der Reinigung des Rohres durch dasselbe gezogen werden, ohne"den Betrieb der Anlage zu stören.
Um das Absetzen der im Abwasser mitgeführten groben Bestandteile im Belüftungsbecken zu vermeiden, ist es zweckmässig, diesem eine Entschlammungsanlage, z. B. eine oder mehrere Faulgruben vorzuschalten. Da die Abluft aus Faulgruben oft zu Geruchsbelästigungen führt, wird erfindungsgemäss die dem Belüftungsbecken vorgeschaltete Faulgrube abgedeckt, die Luft aus dieser Grube durch ein Gebläse abgesaugt und zur Sauerstoffeintragung im Belüftungsbecken dadurch verwendet, dass sie durch das in Fig. 1 dargestellte Rohr 8 in den vertikalen Teil 7 des Schlammrückführungsrohres 6 eingeblasen wird. Dadurch wird die abgesogene Luft der Faulgrube während des Durchtrittes durch das Belüftungsbecken von unten nach oben gewaschen und die von der Luft in das Wasser übergeführten Geruchsstoffe unter Mitwirkung des belebten Schlammes oxydiert.
Die Abdeckung der Faulgrube erhält hiebei eine Lufteintrittsöffnung, deren Grösse der jeweils zur Sauerstoffeintragung erforderlichen Luftmenge angepasst werden kann. Die Zuführung des Abwassers zur Faulgrube und Überführung des Abwassers in das Belüftungsbecken sind hiebei unterhalb des Wasserspiegels in den Becken angeordnet.
Eine bessere Desodorierung der Luft aus der Faulgrube wird erreicht, wenn ausser der Faulgrube auch das Belüftungsbecken abgedeckt und die Abdeckung mit einer regelbaren Luftaustrittsöffnung versehen wird. Wird noch der Abwasserzulauf von der Faulgrube zum Belüftungsbecken an die Oberfläche der Wasserspiegel in den Becken gelegt, so dass der Überlauf in einer nicht vollgefüllten Leitung vor sich geht, so können die Querschnitte der Lufteintrittsöffnung in der Abdeckung der Faulgrube und der Luftaustrittsöffnung in der Abdeckung des Belüftungsbeckens so abgestimmt werden, dass eine Sekundärströmung der Luft vom Belüftungsbecken zur Faulgrube durch den Abwasserzulauf entsteht, so dass die Luft der Faulgrube mehrfach durch das Belüftungsbecken gefördert wird.
Für Kleinkläranlagen, d. h. für Kläranlagen für Einwohnerzahlen unter 500 ist die Anwendung des Belebungsverfahrens in Form der Kombination von Faulgrube-Belüftungsbecken-Nachklärbeckenbesonders günstig, wenn mit Sicherheit ein fäulnisfreier Ablauf erreicht werden soll. Diese Kombination ist sehr
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wirtschaftlich, wenn die Becken (z. B. Rundbecken) in Betonfertigteilen hergestellt werden. Von besonderem Vorteil ist, dass die Reinigungswirkung vieler bereits vorhandener Faulgruben durch das Nachschalten der Kombination-Belüftungsbecken-Nachklärbecken erhöht wird. Natürlich können diese Anlagen auch für Einwohnerzahlen über 500 angewendet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kläranlage für biologische Abwasserreinigung, bestehend aus einem Belüftungsbecken und einem diesem nachgeschalteten Nachklärbecken, wobei der im Nachklärbecken abgesetzte Schlamm über ein Rohr in das Belüftungsbecken rückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (6, 7) im Belüftungsbecken (2) kurz über der Sohle desselben in vertikaler Richtung endet und in das Rohr (6, 7) eine Zuleitung (8) für die gesamte zur Reinigung des Abwassers erforderliche Luftmenge mündet.
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