<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft eine kompakte Kleinkläranlage, insbesondere für die Reinigung von kommunalen häuslichen Abwässern, mit Vorklärbecken, mit Belüfter versehenem Belebungsbecken und Nachklärbecken, wobei ein Becken mit dem anderen über Durchtrittsöffnungen für die Flüssigkeit verbunden ist.
Kompakte Kleinkläranlagen dieser Art sind aus dem Stand der Technik, wie beispielsweise aus der US 5 316 668 A und DE 42 07 077 A 1 bekannt. Bei diesen bekannten Kläranlagen tritt aber in der Vorklärkammer immer unter im wesentlichen anaeroben Bedingungen eine Sedimentation fester Teilchen sowie ein Ausfaulen der sedimentierten Teilchen bzw. von Schlamm auf. Um den Betrieb solcher Kläranlagen aufrechterhalten zu können, müssen diese Sedimente bzw. der Schlamm je nach Anfall in Zeitabständen ausgetragen werden. Ausserdem ist ein Nachteil solcher Kläranlagen, dass ihr Betrieb immer mit Geruchsbelästigung verbunden ist.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer vollbiologischen kompakten Kleinkläranlage, die diese Nachteile nicht aufweist, ohne aufwendige Technologie funktioniert, betriebssicher ist und eine sehr hohe Abbauleistung bei minimalen Betriebskosten und geringem Wartungsaufwand aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die kompakte Kleinkläranlage gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass im Vorklärbecken und gegebenenfalls in an sich bekannter Weise im Belebungsbecken mindestens je ein Mischer angeordnet ist und dass eine Pumpleitung das Nachklärbecken mit dem Vorklärbecken verbindet, wobei die Kleinkläranlage vorzugsweise wie an sich bekannt in zylindrischer Bauweise ausgeführt ist und Vorklärbecken, Belebungsbecken und Nachklärbecken durch Trennwände unterteilt in einem zylindrischen Behälter angeordnet sind.
Diese Ausbildung der Kleinkläranlage gewährleistet eine stetige Bewegung entsprechend einem Schwebebettverfahren im Vorklärbecken und im Belebungsbecken, wobei eben auch im Vorklärbecken keine Sedimentation bzw. Schlammflotation erfolgt. So kommt es im Vorklärbecken auch zu keiner Faulung. In einer kompakten Kleinkläranlage zylindrischer Bauart ist diese Verfahrensführung besonders wirksam und mit wenig Aufwand zu bewerkstelligen. Die organischen Abfallstoffe werden mittels der erfindungsgemässen Kläranlage jedenfalls durch das Schwebebettverfahren zuverlässig abgebaut und Ammonium und Phosphat wird weitgehend entfernt.
Die als Kompaktanlage ausgebildete Kleinkläranlage kann in ein bestehendes Gebäude, in Räumen oder Kellern, bestehende Sammelgruben oder unterirdisch vergraben installiert werden.
Nach einem weiteren Merkmal gemäss der Erfindung ist die Kleinkläranlage dadurch gekennzeichnet, dass der im Vorklärbecken und gegebenenfalls im Belebungsbecken angeordnete Mischer ein vorzugsweise vertikaler, tuftbetnebener Mischer ist. Erfindungsgemäss umfasst ferner die Pumpleitung eine Mammutpumpe.
Diese Ausgestaltung der Kleinkläranlage gewährleistet einen Betrieb der Anlage ohne Motoren, sondern es wird lediglich komprimierte Luft zur Versorgung der Anlage benötigt. Dabei erfolgt der Betrieb der Kläranlage unter aeroben Bedingungen. Es wird im Vorklärbecken tatsächlich ein anaerober Abbau bzw. eine Faulung wirksam verhindert ; vielmehr wird sowohl im Vorklärbecken als auch im Belebungsbecken der biologische Abbau wesentlich verbessert. Mittels dieses durch die erfindungsgemässe Ausgestaltung der Kläranlage ausführbaren Verfahrens wird zudem eine Geruchsbildung verhindert und der Schlammanfall Im Vorklär- und Nachklärbecken auf ein geringstes Mass reduziert.
Die Erfindung besteht ferner darin, dass die Trennwand zwischen Belebungsbecken und Nachklärbecken schräg nach unten in zum Vorklärbecken abgekehrter Richtung unter Bildung eines Absetztrichters ausgerichtet ist und im Abstand vom Boden des Behälters endet. Durch die Pumpleitung, die nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Mammutpumpe, deren unteres offenes Ende des Förderrohres im Bodenbereich des Absetztrichters angeordnet ist, umfasst, kann der sedimentierte und hier gesammelte Überschussschlamm bei Bedarf wieder in das Vorklärbecken rückgeführt und über diese Pumpleitung auch ausgetragen bzw. zur Entwässerung abgezogen werden.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass vor dem Ablauf des Nachklärbeckens ein Filter angeordnet ist, das vorzugsweise mit einer automatischen luftbetriebenen Reinigung versehen oder zu dessen Antrieb gegebenenfalls ein am Ablauf angeordnetes Schaufelrad vorgesehen ist. Durch die Anordnung eines Feinfilters kann die Abwasserqualität durch Filtrieren erheblich verbessert werden, wobei durch die laufend erfolgende Reinigung oder Bewegung des Feinfilters eine Verstopfung desselben durch Ablagerungen und Verschmutzungen hintangehalten wird.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass dem Belebungsbecken eine Dosiervorrichtung zur Eindosierung von Fällungsmittel mit einer Dosierpumpe zugeordnet ist. Die Dosierpumpe, die vornehm-
EMI1.1
mittel über einen flexiblen Dosierschlauch in das Belebungsbecken dosieren, um dadurch wirksam eine Phosphateliminlerung zu erreichen.
Erfindungsgemäss ist die Kleinkläranlage ferner dadurch gekennzeichnet. dass Mischer, Belüfter, Dosierpumpe, Filter und Mammutpumpe von einer Steuereinheit, vorzugsweise frei wählbare, programmierbare
<Desc/Clms Page number 2>
Zeitsteuerung, gesteuert sind. Dabei sind sämtliche Aggregate der Kläranlage über Steuerventile und Zeitsteuerungen mit Wochenprogramm frei einstellbar, womit ein optimales für den Betreiber effektives Programm wählbar ist.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise anhand vereinfachter Darstellungen von zwei Ausführungsformen näher veranschaulicht, worin Fig. 1 eine schematische aufgebrochene Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemässen Kleinkläranlage, Fig. 2 eine schematische Draufsicht der Kleinkläranlage gemäss Fig. 1, Fig. 3 eine schematische Schnittansicht der Kleinkläranlage gemäss Fig. 1 und Fig. 4 eine schematische Draufsicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemässen Kleinkläranlage zeigen.
In der Zeichnung ist eine Kleinkläranlage gezeigt, die als Kompaktanlage in zylindrischer Bauweise ausgeführt ist. Die Kleinkläranlage umfasst einen zylindrischen Behälter 1, der mit 1 rennwänden 2,3 versehen ist. Der Behälter 1 und die Trennwände 2,3 können so wie auch die Einbauten vorzugsweise aus Kunststoff, jedoch ebenso aus Beton oder Stahl sein. Die Kleinkläranlage umfasst ein Vorklärbecken 4, dem über einen Einlauf 5, der ein Abwasser- oder Kanalrohr sein kann, und ein Einlaufsieb 6, das als grobes Vorfilter dient und grosse Verunreinigungen zurückhält, das Abwasser zugeführt wird. Im Vorklärbecken 4 ist ein luftbetriebener vertikaler Mischer 7 angeordnet, mittels dem eine diskontinuierliche Badbewegung erzeugt wird.
Das im Vorklärbecken 4 befindliche Abwasser wird dabei entsprechend einem Schwebebettverfahren stetig in Bewegung gehalten, sodass eine feine Suspension erhalten wird.
An das Vorklärbecken 4 schliesst ein Belebungsbecken 8 an. Durch eine in der Trennwand 2 zwischen Vorklärbecken 4 und Belebungsbecken 8 vorgesehene Öffnung 9 wird das Abwasser dem Belebungsbek- ken 8 zugeführt. Am Boden des Belebungsbeckens 8 sind zwei Belüfter 10 angeordnet. Die Belüfter 10 sind vorzugsweise Membranbelüfter, mittels welchen die für den biologischen Abbau erforderliche Luftmenge In Form von feinen Luftbläschen zugeführt und das Abwasserbad auch gleichzeitig in Bewegung gehalten wird. In das Belebungsbecken 8 dosiert eine Dosierpumpe 11, die bevorzugt eine Schlauchquetsch-oder Membrandosierpumpe Ist, über einen flexiblen Schlauch 11'Fällungsmittel ein, um damit eine Phosphateliminierung zu erreichen.
Das Belebungsbecken 8 ist mittels der Trennwand 3 von einem nachgeschaltetem Nachklärbecken 12 abgetrennt. Die Trennwand 3 ist schräg nach unten in zum Vorklärbecken 4 abgekehrter Richtung unter Bildung eines Absetztrichters 13 ausgerichtet und endet im Abstand vom Boden des Behälters 1, sodass dadurch das belüftete Abwasser vom Belebungsbecken 8 in das Nachklärbecken 12 gelangen kann.
Die im Nachklärbecken 12 sedimentierenden Schmutzstoffe können an dieser schrägen Trennwand 3 nach unten absitzen. Das Klarwasser steigt im Nachklärbecken 12 zur Oberfläche auf, wo es in einen Im Behälter 1 vorgesehen Abflusskanal 14 fliesst. Dem Abflusskanal 14 ist ein Filter 15, insbesondere ein Feinfilter, vorgeschaltet, mittels welchem das Abwasser zur Sicherheit noch filtriert wird, um immer eine gute Ablaufqualität zu gewährleisten.
Der im Nachklärbecken 12 sedimentierte Schlamm sammelt sich im Absetztrichter 13 und wird bei Bedarf als Überschussschlamm mittels einer Mammutpumpe 16, deren unteres offenes Ende 16'ihres Förderrohres Im Bodenbereich des Absetztrichters 13 angeordnet ist, vom Nachklärbecken 12 wieder in das Vorklarbecken 4 zur weiteren Behandlung oder zur Austragung über einen Auslass 17 zurückgeführt.
Um Verstopfungen des Filters 15 am Ablauf 14 zu vermeiden, ist der Filter 15 mit einer automatischen und kontinuierlichen, nicht näher dargestellten Reinigung ausgestattet, wobei diese Reinigung luftbetrieben erfolgen kann. Jedenfalls wird dadurch die Abwasserqualität erheblich verbessert.
Gemäss einer zweiten Ausführungsform der Kleinkläranlage entsprechend Fig. 4 ist auch das Belebungsbecken 8 mit einem vorzugsweise luftbetriebenen senkrechten Mischer 18 gleichwie das Vorklärbekken 4 mit dem Mischer 7 zur Unterstützung der Belebungsbadbewegung ausgerüstet. Bei dieser Ausführungsform der Kleinkläranlage, die sonst weitgehend derjenigen der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten entspricht, ist zum vor allem der Reinigung dienenden Betrieb des Ablauffilters 15 am Ablaufkanal bzw. -rohr 14 ein Schaufelrad 19 angeordnet.
Belüftungszelten, Luftmenge, Pumpenintervalle und Mischer sind an einem Steuergerät 20 frei wähl- und steuerbar. Dadurch wird die Funktion der Kläranlage bei geringstem Energieaufwand optimiert.
EMI2.1
Dosierpumpe 11 sind über In den Fig. angedeutete, jedoch nicht näher spezifizierte Leitungen mit dem Steuergerät 20 verbunden. Dabei sind Mischer, Belüfter, Filterreinigung und Mammutpumpe bevorzugterweise mit Luft angetneben und über Steuerventile und beispielsweise Zeitsteuerungen mit Wochenprogramm frei einstellbar und wählbar. Somit ist ein optimales für den Betreiber effektives Programm frei wählbar.
Durch diese Steuerung kann eine Ganglme entsprechend Anfall und Inhaltsstoffe des Abwassers gewählt werden und die Anlage kann damit den tatsächlichen Erfordernissen entsprechend eingestellt werden.
<Desc/Clms Page number 3>
Die Dosierpumpe 11 ist ebenfalls über das Steuergerät 20 steuerbar, sodass die Dosierung von Fällungsmittel in das Belebungsbecken 12 mengenproportional erfolgen kann. Dabei kann die Dosierung über eine frei wählbare, programmierbare Zeitstezerung erfolgen und auch mit einer gegebenenfalls vorhandenen Abwasserbeschickungspumpe verriegelt werden.
Diese vollbiologische kompakte kommunala Kieinkläranlage ist für 1 bis ca. 100 Haushalte ausgelegt, wobei im Regelfall der Behälter 1 in drei Kammern, näm) ich Vorktärbecken 4. Belebungsbecken 8 und Nachklärbecken 12, durch die Trennwände 2 und 3 unterteilt ist. Bei grösseren Anlagen ab ca. 20 EGW können entweder mehrere dieser Kompaktanlagen parallel betrieben werden oder die einzelnen Becken werden als getrennte Behälter aufgestellt, wobei diese Behälter die gleichen Einbauten und die gleiche Funktion wie die Kompaktanlage mit einem in drei Becken unterteilten Behälter.
<Desc / Clms Page number 1>
The invention relates to a compact small sewage treatment plant, in particular for the purification of municipal domestic wastewater, with primary settling tanks, aeration tank provided with aerators and secondary clarification tanks, one tank being connected to the other via passage openings for the liquid.
Compact small sewage treatment plants of this type are known from the prior art, for example from US Pat. No. 5,316,668 A and DE 42 07 077 A1. In these known sewage treatment plants, sedimentation of solid particles and fouling of the sedimented particles or sludge always occur in the primary clarification chamber under essentially anaerobic conditions. In order to be able to maintain the operation of such sewage treatment plants, these sediments or the sludge have to be discharged at intervals depending on the accumulation. Another disadvantage of such sewage treatment plants is that their operation is always associated with odor nuisance.
The object of the invention is to create a fully biological, compact sewage treatment plant which does not have these disadvantages, functions without complex technology, is reliable and has a very high degradation performance with minimal operating costs and low maintenance.
To achieve this object, the compact small wastewater treatment plant according to the invention is characterized in that at least one mixer is arranged in the primary settling tank and possibly in a known manner in the aeration tank and that a pump line connects the secondary settling tank to the primary settling tank, the small sewage treatment plant preferably as such is known in a cylindrical design and preliminary settling tanks, aeration tanks and secondary settling tanks are arranged in a cylindrical container divided by partitions.
This design of the small wastewater treatment plant ensures constant movement in accordance with a floating bed method in the primary clarifier and in the aeration tank, with no sedimentation or sludge flotation taking place in the primary clarifier. So there is no digestion in the primary clarifier. In a compact small wastewater treatment plant of cylindrical design, this procedure is particularly effective and can be accomplished with little effort. In any case, the organic waste materials are reliably broken down by the floating bed method using the sewage treatment plant according to the invention and ammonium and phosphate are largely removed.
The small sewage treatment plant, designed as a compact plant, can be installed in an existing building, in rooms or basements, in existing collecting pits or buried underground.
According to a further feature according to the invention, the small wastewater treatment plant is characterized in that the mixer arranged in the primary settling tank and possibly in the aeration tank is a preferably vertical mixer which is adjacent to the tuft. According to the invention, the pump line further comprises a mammoth pump.
This design of the small wastewater treatment plant ensures operation of the plant without motors, but only compressed air is required to supply the plant. The sewage treatment plant is operated under aerobic conditions. Anaerobic degradation or digestion is effectively prevented in the primary clarifier; rather, biodegradation is significantly improved both in the primary clarifier and in the aeration tank. By means of this method, which can be carried out by the design of the sewage treatment plant according to the invention, odor formation is prevented and the sludge accumulation in the primary clarifier and secondary clarifier is reduced to a minimum.
The invention further consists in that the dividing wall between the aeration tank and the secondary settling tank is oriented obliquely downward in the direction away from the pre-settling tank to form a settling funnel and ends at a distance from the bottom of the tank. Due to the pump line, which according to a further feature of the invention comprises the mammoth pump, the lower open end of the delivery pipe of which is arranged in the bottom area of the settling funnel, the sedimented and collected excess sludge can, if necessary, be returned to the primary clarifier and discharged or discharged via this pump line are deducted for drainage.
According to a further feature of the invention, it is provided that a filter is arranged before the outflow of the secondary settling basin, which filter is preferably provided with an automatic air-operated cleaning or, if appropriate, a paddle wheel arranged at the outflow is provided for driving it. By arranging a fine filter, the quality of the wastewater can be significantly improved by filtering, with the continuous cleaning or movement of the fine filter preventing it from becoming blocked by deposits and dirt.
Another feature of the invention is that a metering device for metering precipitant with a metering pump is assigned to the activation tank. The dosing pump, the noble
EMI1.1
Dose medium into the aeration tank via a flexible dosing hose in order to effectively achieve phosphate elimination.
According to the invention, the small sewage treatment plant is further characterized. that mixer, aerator, metering pump, filter and mammoth pump from a control unit, preferably freely selectable, programmable
<Desc / Clms Page number 2>
Time control, are controlled. All units of the wastewater treatment plant can be freely adjusted via control valves and time controls with a weekly program, making it possible to select an optimal program that is effective for the operator.
In the drawing, the subject matter of the invention is illustrated in more detail, for example, by means of simplified representations of two embodiments, in which FIG. 1 shows a schematic, broken-away view of a first embodiment of a small wastewater treatment plant according to the invention, FIG. 2 shows a schematic top view of the small wastewater treatment plant according to FIG. 1, FIG. 3 shows a 1 and 4 show a schematic top view of a second embodiment of the small wastewater treatment plant according to the invention.
In the drawing, a small wastewater treatment plant is shown, which is designed as a compact system in a cylindrical design. The small wastewater treatment plant comprises a cylindrical container 1, which is provided with 1 racing walls 2, 3. The container 1 and the partitions 2, 3, like the internals, can preferably be made of plastic, but also of concrete or steel. The small wastewater treatment plant comprises a primary clarifier 4, to which the wastewater is fed via an inlet 5, which can be a sewage or sewer pipe, and an inlet sieve 6, which serves as a coarse pre-filter and retains large impurities. An air-operated vertical mixer 7 is arranged in the primary clarifier 4, by means of which a discontinuous bath movement is generated.
The wastewater in the primary clarifier 4 is kept in constant motion according to a floating bed process, so that a fine suspension is obtained.
An aeration tank 8 connects to the primary settling tank 4. The wastewater is fed to the activation tank 8 through an opening 9 provided in the partition 2 between the primary settling tank 4 and the activation tank 8. At the bottom of the aeration tank 8, two aerators 10 are arranged. The aerators 10 are preferably membrane aerators, by means of which the amount of air required for biodegradation is supplied in the form of fine air bubbles and the wastewater bath is also kept in motion at the same time. A metering pump 11, which is preferably a hose squeeze or diaphragm metering pump, doses into the activation tank 8 via a flexible hose 11 ', in order to achieve a phosphate elimination.
The aeration tank 8 is separated by means of the partition 3 from a downstream clarifier 12. The partition 3 is oriented obliquely downward in the direction facing away from the primary clarifier 4 to form a settling funnel 13 and ends at a distance from the bottom of the container 1, so that the aerated waste water from the activation tank 8 can reach the secondary clarifier 12.
The contaminants sedimenting in the secondary settling tank 12 can sit down on this inclined partition 3. The clear water rises to the surface in the secondary clarifier 12, where it flows into a drain channel 14 provided in the container 1. A filter 15, in particular a fine filter, is connected upstream of the drainage channel 14, by means of which the waste water is still filtered for safety in order to always ensure a good drainage quality.
The sludge sedimented in the secondary clarifier 12 collects in the settling funnel 13 and, if necessary, is collected as excess sludge by means of a mammoth pump 16, whose lower open end 16 'of its delivery pipe is arranged in the bottom area of the settling funnel 13, from the secondary clarifier 12 back into the pre-clarifier 4 for further treatment or returned for discharge via an outlet 17.
In order to avoid clogging of the filter 15 at the outlet 14, the filter 15 is equipped with an automatic and continuous cleaning (not shown in more detail), which cleaning can be carried out by air. In any case, the wastewater quality is significantly improved.
According to a second embodiment of the small wastewater treatment plant according to FIG. 4, the activation tank 8 is also equipped with a preferably air-operated vertical mixer 18, as is the preliminary clarification tank 4 with the mixer 7 to support the activation bath movement. In this embodiment of the small wastewater treatment plant, which otherwise largely corresponds to that shown in FIGS. 1 to 3, a paddle wheel 19 is arranged on the drainage channel or pipe 14 for cleaning operation of the drain filter 15.
Ventilation tents, air volume, pump intervals and mixers can be freely selected and controlled on a control unit 20. This optimizes the function of the sewage treatment plant with the least amount of energy.
EMI2.1
Metering pump 11 are connected to control unit 20 via lines indicated in the figures, but not specified in detail. Mixers, aerators, filter cleaning and mammoth pumps are preferably mixed with air and freely adjustable and selectable via control valves and, for example, time controls with a weekly program. This means that an optimal program that is effective for the operator can be freely selected.
With this control, a gangway can be selected according to the amount and contents of the wastewater and the system can be adjusted to the actual requirements.
<Desc / Clms Page number 3>
The metering pump 11 can also be controlled via the control device 20, so that the metering of precipitant into the activation tank 12 can take place in proportion to the quantity. The dosing can be carried out via a freely selectable, programmable timer and can also be locked with an existing wastewater feed pump.
This fully biological compact communal wastewater treatment plant is designed for 1 to approx. 100 households, with tank 1 usually being divided into three chambers, namely the pre-primary tank 4. Aeration tank 8 and secondary clarifier 12, by the partitions 2 and 3. With larger systems from approx. 20 EGW, several of these compact systems can either be operated in parallel or the individual tanks can be set up as separate tanks, whereby these tanks have the same fittings and the same function as the compact system with a tank divided into three tanks.