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Die Erfindung bezieht sich auf eine Kläranlage gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei der Entsorgung des Abwassers, insbesondere von dezentral gelegenen Ein- oder Zweifamilienhäusern oder Kleinstsiedlungen mit meist weniger als zehn Einfamilienhäusern ergibt sich das Problem, dass ein Anschluss an eine zentrale Abwasser-Kläranlage nur mit sehr langen Kanalleitungen und einem dementsprechend hohen Aufwand möglich ist. Die alternativ dazu verwendeten Sfckergruben, in denen unbehandeltes Abwasser versickern kann, stellen jedoch eine erhebliche Umweltbelastung dar und werden daher in der Regel nicht mehr genehmigt.
Auch bei für solche dezentrale Kleinstsiedlungen bzw. Einfamilienhäusern häufig vorgesehenen dichten Senkgruben ergibt sich wieder das Problem, dass diese in entsprechenden Abständen entleert und der Inhalt transportiert und behandelt werden muss, was mit einem erheblichen Aufwand verbunden ist. Ausserdem besteht auch die Gefahr, dass die Senkgrube undicht werden kann.
Aus der WO 94/20426 A1 und der WO 96/33136 A1 sind Kläranlagen bekannt, welche die oben genannten Nachteile verhindern und die Abwässer vor Ort zersetzen. Das Abwasser strömt dabei von einer Vorklar- und Absetzeinrichtung in eine nachfoigende biologische Reinigungsstufe und weiters in abschliessende Bearbeitungsvorrichtungen. Wesentlich dabei ist, dass die biologische Reinigungsstufe mit einem stetigen Abwasserstrom versorgt wird, da die dort angesiedelten Bakterienkulturen sonst austrocknen würden. Die WO 96/33136 A 1 erweist sich dabei aufgrund einer fehlenden Pufferzone als anfällig gegenüber Abwasserspiegelschwankungen da keine Pufferzone vorgesehen ist.
Bei einer Vorrichtung gemäss WO 94/20426 A 1 strömt das Abwasser von unten über eine Einströmöffnung in ein Tauchrohr und in weiterer Folge in ein Verbindungsrohr. Dies hat den Vorteil, dass ein stetiger Abfluss von Abwasser in die nachfolgende biologische Reinigungsstufe erfolgen kann, da das Abwasser von unten entnommen wird und somit gegen Abwasserstandsspiegelschwankungen, welche aufgrund von Belastungsspitzen auftreten, unempfindlich ist, wohingegen ein Einströmen des Abwassers vom oberen Teil des Tauchrohrs in das Verbindungsrohr durch zu starkes Absinken des Abwasserspiegels verhindert werden könnte, was wiederum zu einem Austrocknen der nachfolgenden biologischen Reinigungsstufe führen wurde.
Als Nachteil dabei hat sich jedoch die latente Gefahr der Verstopfung der Einströmöffnung in das Zulaufrohr herausgestellt. Gerade bei der Abwasserbehandlung ist eine solche Gefahr immer gegeben, was jedoch zum Versagen der gesamten Anlage führen würde. Insbesondere im Bereich der Vorkl r- bzw. Absetzeinrichtung, wo also noch gröbere Feststoffe im Abwasser vorhanden sind, ist die Gefahr einer Verstopfung besonders hoch.
Ziel der Erfindung ist es daher, diese Nachteile zu vermeiden und eine Kläranlage der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, die eine Verstopfung der Einströmöffnung in das Verbindungsrohr zwischen Vorklar- bzw. Absetzeinrichtung und biologischer Reinigungsstufe verhindert und somit die Ausfallssicherheit der gesamten Anlage wesentlich erhöht.
Erfindungsgemäss wird dies bei einer Kläranlage der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.
Dadurch kann bei Verstopfung der Einströmöffnung, diese gereinigt werden.
Die Merkmale des Anspruchs 2 ermöglichen eine automatische Reinigung der Einströmöffnung durch den Stopfen, für den Fall, dass der Abwasserspiegel über eine vordefinierte Höhe ansteigt.
Ein solches übermässiges Ansteigen des Abwasserspiegels in der Vorklar- bzw. Absetzeinrichtung kann aufgrund der Auslegung der Anlage nur durch Verstopfung der Einströmöffnung der Zulaufeinheit entstehen, in seltenen Fällen auch durch extreme Überlastung.
Durch die Merkmale des Anspruchs 3 ist auch bei aktiviertem Stopfen ein Durchfluss durch die Einströmöffnung garantiert. Dadurch wird auch ein Austrocknen der nachfolgenden biologischen Reinigungsstufe bei aktiviertem Stopfen verhindert.
Durch die Merkmale des Anspruchs 4 ist eine weitere Möglichkeit vorhanden, im Falle einer Verstopfung die Anlage in Betrieb zu halten, so dass bei ansteigendem Abwasserspiegel das Abwasser auch über den Überlauf in die nachfolgende biologische Reinigungsstufe fliessen kann.
Durch die Merkmale des Anspruchs 5 braucht lediglich ein Verbindungsrohr eingesetzt werden, wodurch die Anlage kleiner baut.
Die Merkmale des Anspruchs 6 garantieren auch im Falle eines Versagens des Stopfens und einer damit einhergehenden eventuellen Verstopfung des mit der Einströmöffnung verbundenen Verbindungsrohrs eine garantierte Versorgung der biologischen Reinigungsstufe mit Abwasser.
Durch die Merkmale des Anspruchs 7 können die Vorteile der erfindungsgemässen Zulaufen-
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heit samt Stopfen auch zwischen den einzelnen Kammern der Vorklar- bzw. Absetzeinrichtung ausgenützt werden.
Durch die Abstimmung des Querschnittes der Einströmöffnung der Zuiaufeinheit (en) gemass Anspruch 8, ist es möglich, dass selbst bei extremen Belastungsspitzen bzw. in Zeiten, in welchen kein Abwasser zu entsorgen ist, stets ein Abwasserstrom aus der Vorklar- bzw. Absetzeinrichtung in die biologische Reinigungsstufe fliesst.
Die Merkmale des Anspruches 9 beschreiben eine bevorzugte Ausführungsform. Durch die Verwendung eines Trichters kann im Falle einer Verstopfung der Stopfen besser in der Einström- öffnung geführt werden. Gleichzeitig kann der Querschnitt der Einströmöffnung auf die angeschlossenen Haushalte abgestimmt werden.
Durch die Merkmale des Anspruches 10 haben die Feststoffe mehr Zeit, sich in der Vorklärbzw. Absetzeinrichtung abzusetzen bevor das Abwasser in die Zulaufeinheit strömt.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen :
Fig. 1 schematisch eine Kläranlage,
Fig. 2 schematisch einen Schnitt entlang der Linie 11-11 in der Fig. 3 durch die Vorklär- und
Absetzeinrichtung,
Fig. 3 schematisch einen Schnitt entlang der Linie 111-111 in der Fig. 2 durch die Vorklär- und
Absetzeinrichtung,
Fig. 4 eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen Zulaufeinheit
Fig. 5 eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen Zulaufeinheit mit Verlangde- rungsrohr und Trichter
Fig. 6 eine Detailzeichnung des Trichters und des Stopfens
Die Kläranlage nach Fig. 1 weist eine in das Erdreich versenkte Vorklär- und Absetzeinrichtung 1 auf, in die ein Zulauf 2 mündet.
Die Vorklär- und Absetzeinrichtung 1 weist im wesentlichen drei Kammern 3, 4, 5 auf, wobei aus letzterer ein Verbindungsrohr 12 wegführt, welches in die biologische Reinigungsstufe 13 mündet.
Die Trennung der einzelnen Kammern 3, 4, 5 erfolgt mittels der Wände 8, 9 (Fig. 3). Die Einteilung in 3 Kammern hat sich in der Praxis als sehr effizient erwiesen. Es ist jedoch durchaus denkbar, dass die Vorklär- und Absetzeinrichtung 1 auch in zwei oder mehr als drei Kammern aufgeteilt wird, je nach Verschmutzungsgrad des Wassers.
Die Wände 8, 9 weisen Durchbrechungen auf, durch weiche jeweils die Verbindungsrohre 10 der Zulaufeinheiten 6a geführt sind. In die Kammer 3 mündet ein Zulaufrohr 2.
In der Kammer 5 ist eine Zulaufeinheit 6 angeordnet, welche über ein Verbindungsrohr 12 mit der nachfolgenden biologischen Reinigungsstufe 13 verbunden ist. Die gesamte Vorklär- und Absetzeinrichtung ist über eine Entlüftung 14 entlüftet.
Die biologische Reinigungsstufe 13 weist zwei Entlüftungen 15 auf und ist in weiterer Folge über eine Entlüftungen 16a aufweisende Abzugsleitung 16 mit einem Sickerschacht 17 verbunden.
Der Sickerschacht 17 steht auf einer Schicht 18 aus gewaschenem Sand und weist ein Sandbett 19 auf. Dabei ist das Sandbett 19 im unterhalb der Mündung der Abzugsleitung 16 liegenden Bereich durch eine aus Beton hergestellte Prallplatte 20 geschützt.
Im folgenden wird nun die Funktionsweise der Abwasser-Kläranlage beschrieben.
Das ungeklärt Abwasser aus den an die Kläranlage angeschlossenen Haushalten fliesst über den Zulauf 2 in die Kammer 3 der Absetz- und Vorklareinrichtung 1. Gröbere Feststoffe werden in der Kammer 3 zurückgehalten, können dort ausfaulen und setzen sich letztlich als Schlamm ab. In der Kammer 4 können sich feinere Feststoffe absetzen, sodass ein im wesentlichen von Feststoffen befreites Abwasser in die Kammer 5 überströmen kann.
Der Übertritt des Abwassers von der Kammer 3 zur Kammer 4 und von der Kammer 4 zur Kammer 5 erfolgt entweder über erfindungsgemässe Zulaufeinheiten 6a samt Stopfen, welche in ihrer Ausführung der Zulaufeinheit 6 entsprechen, oder aber durch im oberen Bereich der Wände 8, 9 angeordnete Durchbrechungen (nicht gezeichnet)
Von der Kammer 5 gelangt das Abwasser dann über die Zulaufeinheit 6 in die nachgeschaltete biologische Reinigungsstufe 13.
Die Zulaufeinheit 6 besteht aus einem im wesentlichen vertikal angeordneten Rohrstück 21 (Fig. 4) und einem davon abzweigenden horizontalen Verbindungsrohr 12. Der untere Endbereich des Rohrstückes 21 weist eine Öffnung 22 auf, welche tiefer als der niedrigste Punkt des Verbm-
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dungsrohres 12 angeordnet ist und deren Durchmesser im Bereich zwischen 2 mm und 7 mm liegt, je nach Anzahl der angeschlossenen Haushalte. Im oberen Endbereich des Rohrstückes 21 sind Überlaufbohrungen 23 angeordnet. Im Inneren des Rohrstückes 21 befindet sich ein vertikal bewegbarer Stopfen 34, der über eine Gelenk 24 mit einem ausserhalb des Rohrstückes 21 befindlichen Schwimmer 25 verbunden ist.
Die Auf-und Abwärtsbewegung des Schwimmers 25, welche durch unterschiedliche Abwasserstände hervorgerufen werden, wird dabei in eine Auf- und Abwärtsbewegung des Stopfens 34 übergeführt. Der Stopfen 34 ist dabei durch die Öffnung 22 durchsteckbar.
Nachdem das von Feststoffen weitgehend befreite Abwasser in die Kammer 5 geflossen ist, fliesst es in Richtung des Pfeiles 26 von unten in die Zulaufeinheit 6 und in weiterer Folge in Richtung des Pfeiles 27 in das Verbindungsrohr 12. Durch den geringen Durchmesser der Öffnung 22 ist ein kleiner aber stetiger Durchfluss garantiert. Dies ist für die Funktionsweise der gesamten Kläranlage von grosser Bedeutung, da die in der biologischen Reinigungsstufe 13 angeordneten Filter 28 (schematisch in Fig. 1 dargestellt) nicht austrocknen dürfen und stetig nass gehalten werden müssen, um die volle Reinigungskraft zu erhalten.
Nimmt nun beispielweise an Wochenenden die zu reinigende Abwassermenge zu, so wird dadurch der Abwasserstrom, welcher durch die Zulaufeinheit 6 in Richtung der Pfeile 26,27 fliesst, nicht beeinflusst. Lediglich der Abwasserspiegel 28 in der Vorklar- und Absetzeinrichtung steigt an, bis die vorhandene Pufferzone 29 voll ausgenützt ist. Befindet sich der Anwasserspiegel 28 also innerhalb der Pufferzone 29 ist ein stetiger Abwasserfluss in die biologische Reinigungseinrichtung 13 garantiert. Steigt der Abwasserspiegel 28 über die maximale Pufferhöhe 30, so kann das Abwasser über Überlaufbohrungen 23 in die Zulaufeinheit 6 von oben einfliessen und auf diesem Weg in die biologische Reinigungseinrichtung 13 gelangen.
Es sind jedoch auch Ausführungsformen denkbar, in welchen die Überlaufbohrungen 23 in ein eigenes Überlaufrohr (nicht gezeichnet) münden, welches mit der biologischen Reinigungseinrichtung 13 verbunden ist. Dies hätte den Vorteil, dass etwaig vorhandene Feststoffe das für den ständigen Betrieb der Anlage erforderliche Verbindungsrohr 12 nicht verstopfen können, sondern schlimmstenfalls das separate Überlaufrohr, weiches aber sodann auch separat gereinigt werden kann, ohne den laufenden Betrieb zu stören.
Gleichzeitig mit steigendem Abwasserspiegel bewegt sich der Schwimmer 25 vertikal nach oben und über das Gelenk 24 der Stopfen 34 vertikal nach unten bis er gänzlich durch die Öffnung 22 geschoben ist. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich die Öffnung 22 durch eventuell noch vorhandene Feststoffe verstopft. Die gesamte Anlage ist so ausgelegt, dass selbst bei starker Abwasserbelastung der Überlauf nie beansprucht wird. Sollte dies jedoch trotzdem passieren, so muss davon ausgegangen werden, dass die Öffnung 22 verstopft ist. Aus diesem Grund ist die Überführung der Aufwärtsbewegung des Schwimmers 25 in eine Abwärtsbewegung des Stopfens 34 so ausgelegt, dass bei Erreichen der Höhe der Überlaufbohrungen 23 durch den Abwasserspiegel 28 der Stopfen 34 zur Gänze durch die Öffnung 22 durchgesteckt ist.
Der Stopfen 34 ist dabei stets kleiner im Durchmesser als die Öffnung 22, so dass selbst bei komplett durchgestecktem Stopfen 34 Abwasser durch die Öffnung 22 fliessen kann.
Die Auslegung der Anlage erfolgt weiters auf eine Art und Weise, dass die unterste Grenze 31 der Pufferhöhe 29 nicht erreicht wird. Das Erreichen dieser Grenze würde bedeuten, dass keine Abwasser mehr über das Verbindungsrohr 12 in die biologische Reinigungseinrichtung 13 fliessen kann. Bei ausreichender Dimensionierung der Vorklar- und Absetzeinrichtung benötigt beispielsweise der Abwasserspiegel 1 Woche um 10 cm zu sinken. Eine Zeit also, innerhalb welcher selbst bei geringer Abwasserbelastung, mit zusätzlichem Abwasser zu rechnen ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Zulaufeinheit 6 ist in Fig. 1,2 und 5 ersichtlich. Dabei ist unterhalb des Rohrstückes 21 ein Verlängerungsrohr 32 angeordnet, welches sich im wesentlichen vertikal in Richtung Boden der Vorklar- und Absetzeinrichtung 1 erstreckt. Dadurch wird das Abwasser, welches in die Zulaufeinheit 6 einströmt und in die biologische Reinigungsstufe 13 fliesst von weiter unten aus der Vorklar- und Absetzeinrichtung 1 entnommen. Die hat den Vorteil, dass für den Fall, dass noch Feststoffe im Abwasser schweben, diese nicht in die Zulaufeinheit einströmen und so die Gefahr des Verstopfung besteht, sondern dass diesen Feststoffen Zeit gegeben wird, sich am Boden abzusetzen, da das Wasser eben erst von weiter unten entnommen wird und nicht gleich von knapp unter dem Abwasserspiegel.
Zusätzlich wirkt die Zulaufeinheit (6) dadurch wie ein Fettabscheider, da das Fett an der Abwasseroberfläche schwimmen bleibt.
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Die Öffnung 22 ist in dieser bevorzugten Ausführungsform als Trichter 33 ausgeführt. Dadurch kann eine exaktere Führung des Stopfens 34 bewirkt werden, bei gleichzeitiger Realisierung des geringen Durchmessers der Einströmöffnung 22 (Fig. 6).
Es ist auch durchaus denkbar lediglich den Trichter 33 in unteren Endbereich des Rohrstückes 21 anzuordnen, um eine exaktere Führung des Stopfens 34 bei gleichzeitiger Realisierung des geringen Einströmöffnungsdurchmessers 22 zu ermöglichen.
Das aus der Vorklar- und Absetzeinrichtung 1 über das Verbindungsrohr 12 ablaufende vorgeklärte und von Feststoffen befreite Abwasser gelangt sodann in die biologische Reinigungsstufe 13, die mit zwei Entlüftungen 15 und Filter 28 versehen ist. Aus der biologischen Reinigungsstufe 13 gelangt das geklärte Wasser über eine Abzugsleitung 16 in einen Sickerschacht 17, der ebenfalls mit einer Entlüftung 35 versehen ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Abwasser-Kläranlage, insbesondere für dezentral gelegene Kleinstsiedlungen, mit einer mindestens zwei Kammern (3, 4, 5) aufweisenden Vorklar- bzw. Absetzeinrichtung (1), der eine biologische Reinigungsstufe (13) und dieser ein Sickerschacht (17) nachgeordnet sind, wobei die biologische Reinigungsstufe (13) in ihrem oberen Bereich über eine ein
Verbindungsrohr (12) aufweisende Zulaufeinheit (6) mit der Vorklar- bzw. Absetzeinrich- tung (1) verbunden ist und unter dem Verbindungsrohr (12) in der biologischen Reini- gungsstufe (13) mehrere untereinander angeordnete Filter (28) aus Stein- oder Glaswolle angeordnet sind, wobei die Zwischenräume zwischen den Filtern belüftet sind und wobei die Zulaufeinheit (6) eine in der Vorklar- bzw. Absetzeinrichtung (1)
unterhalb des Verbin- dungsrohres (12) angeordnete Einströmöffnung (22) aufweist über weiche das Abwasser von der Vorklär- und Absetzeinrichtung (1) in die biologische Reinigungsstufe (13) strömt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stopfen (34) oberhalb der Einströmöffnung (22) ange- ordnet ist, der durch die Einströmöffnung (22) durchsteckbar ist.