CH661717A5

CH661717A5 - METHOD AND DEVICE FOR CLEANING SEWAGE.

Info

Publication number: CH661717A5
Application number: CH6471/83A
Authority: CH
Inventors: Arnim Koch
Original assignee: Egl Entwicklung Und Gestaltung
Priority date: 1982-12-03
Filing date: 1983-12-02
Publication date: 1987-08-14
Also published as: ATA399583A; AT393116B; DE3244787C2; DE3244787A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Abwässern mit Hilfe von Pflanzen, deren Wurzeln im Zusammenwirken mit Bodensubstraten und Mikroorganismen im Abwasser enthaltene Schmutzsubstanzen binden und abbauen. The invention relates to a process for the purification of waste water with the aid of plants, the roots of which bind and degrade dirt substances contained in the waste water in cooperation with soil substrates and microorganisms.

Bisher wurde diese Möglichkeit der Abwasserreinigung nach zwei Verfahren durchgeführt, die verschiedene Durchflussrichtungen des Abwassers durch ein von den Pflanzen erzeugtes Wurzelwerk zum Inhalt hatten. Bei dem einen Verfahren durchströmt das Abwasser mehrere bepflanzte und mit Kies gefüllte Becken in lotrechter Richtung von oben nach unten. Bei dem anderen Verfahren durchströmt das Abwasser eine bepflanzte und absorptionsfähige Bodenmatrix in horizontaler Richtung. In diesem Falle ist die Bodenmatrix in einer leicht geneigten Ebene angelegt. So far, this possibility of wastewater treatment has been carried out according to two methods, which involved different flow directions of the wastewater through a root system generated by the plants. In one process, the wastewater flows through several planted and gravel-filled pools in a vertical direction from top to bottom. In the other process, the wastewater flows through a planted and absorbent soil matrix in the horizontal direction. In this case, the soil matrix is laid out on a slightly inclined plane.

Wenn das Abwasser die Filterschicht in lotrechter Richtung von oben nach unten durchströmt, besteht die Gefahr, dass in der Filterschicht durchflusshindernde Verdichtungen entstehen. Um derartige Verdichtungen zu vermeiden, kann zur Herstellung der Filterschicht nur grobporiges Filtermaterial Verwendung finden. Dem Filtermaterial kann daher kein toniges und schluffiges Material für Absorptionsleistungen hinzugefügt werden. Dieses tonige und schluffige Material würde zusammen mit im Abwasser enthaltenen Abwasserinhaltsstoffen schnell dazu führen, dass das bepflanzte Filtermaterial mindestens teilweise undurchlässig würde. Für eine ständige Auflockerung der Filterschicht muss Sorge getragen werden. Darüber hinaus besteht aber auch die Gefahr, dass die Pflanzen mindestens teilweise vertrocknen, wenn zeitweise der Zustrom von Abwasser bezogen auf die Grösse des Abwasserbeckens verringert oder sogar unterbunden wird. In diesem Falle sinkt der Abwasserpegel in der Filterschicht schnell ab, so dass mindestens einige Pflanzen nicht genügend bewässert werden. Schliesslich kann der Durchfluss des Abwassers im Hinblick auf die Grobporigkeit der Filterschicht und deren Durchwurzelung nur so gesteuert werden, dass im Abwasser überall aerobe Verhältnisse vorherrschen. Die Möglichkeit, parziell anaerobe Verhältnisse zu schaffen, besteht nicht, so dass insoweit auch eine Denitrifikation des Abwassers nicht stattfinden kann. If the wastewater flows through the filter layer in a vertical direction from top to bottom, there is a risk that flow-restricting compaction will occur in the filter layer. In order to avoid such compaction, only coarse-pored filter material can be used to produce the filter layer. Therefore, no clayey and silty material for absorption performance can be added to the filter material. This clayey and silty material, together with the wastewater contained in the wastewater, would quickly lead to the planted filter material becoming at least partially impermeable. Care must be taken to ensure that the filter layer is continuously loosened. In addition, however, there is also the risk that the plants will at least partially dry out if the inflow of waste water is temporarily reduced or even prevented in relation to the size of the waste water basin. In this case, the wastewater level in the filter layer drops quickly, so that at least some plants are not sufficiently watered. Finally, the flow of the wastewater can only be controlled with regard to the coarse pores of the filter layer and its rooting so that aerobic conditions prevail everywhere in the wastewater. The possibility of partially creating anaerobic conditions does not exist, so that denitrification of the wastewater cannot take place.

Diese Nachteile werden zwar bei der horizontalen Durchströmung der Filterschicht teilweise aufgehoben. In der horizontal durchströmten Bodenmatrix können tonige und schluffige Materialien angeordnet werden, die bei parziell anaeroben Verhältnissen eine Denitrifikation des Abwassers ermöglichen. Jedoch lässt sich die Hydrologie eines horizontalen Durchflusses nur in Lysimeterversuchen nachweisen, berechnen, kontrollieren und steuern. Bei Grossanlagen, die für die praktische Anwendung in Betracht kommen, lässt sich eine gleichmässige horizontale Durchströmung auf einer grösseren Fläche nicht kontrollieren und steuern. Insbesondere ergeben sich bei schwankenden Abwassermengen, bei denen mit Spitzenbelastungen gerechnet werden muss, keine Möglichkeiten, die horizontale Durchströmung zu kontrollieren und zu steuern, insbesondere dann nicht wenn mit einem mehr oder weniger starkem Regenniederschlag gerechnet werden muss. Wenn sehr viel Wasser anfallt, besteht bei horizontaler Durchströmung der Bodenmatrix die ständige Gefahr dass das Abwasser auf die Oberfläche der Filterschicht austritt und über die Oberfläche ungereinigt ab-fliesst. Darüber hinaus können sich an der Oberfläche Rinnsale bilden, durch die das Abwasser ungereinigt abfliesst. Derartige Rinnsale können jedoch auch unterhalb der Oberfläche im Wurzelraum in unterschiedlichen Tiefen entstehen, so dass die für den Reinigungseffekt notwendige gleichmässige Durchströmung des Wurzelraumes und damit eine bestimmte optimale Durchflusszeit, während der der das Abwasser im Bereich der Filterschicht verweilt, in der Praxis nicht garantiert werden kann. These disadvantages are partially eliminated when the filter layer flows horizontally. Clay and silty materials can be arranged in the horizontally flowed soil matrix, which enable denitrification of the waste water in partially anaerobic conditions. However, the hydrology of a horizontal flow can only be demonstrated, calculated, checked and controlled in lysimeter experiments. With large systems that are considered for practical use, a uniform horizontal flow cannot be checked and controlled over a larger area. In particular, with fluctuating amounts of wastewater, where peak loads have to be expected, there are no possibilities to control and control the horizontal flow, especially not when a more or less heavy rainfall is expected. If there is a lot of water, there is a constant risk when the soil matrix flows horizontally that the wastewater escapes onto the surface of the filter layer and flows off uncleaned over the surface. In addition, rivulets can form on the surface, through which the waste water flows off unpurified. However, such rivulets can also occur at different depths below the surface in the root area, so that the uniform flow through the root area necessary for the cleaning effect and thus a certain optimal flow time during which the waste water remains in the area of the filter layer are not guaranteed in practice can.

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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, das Verfahren der einleitend genannten Art so zu verbessern, The object of the present invention is therefore to improve the method of the type mentioned in the introduction in such a way that

dass das Abwasser gleichmässig durch eine Filterschicht unterschiedlicher Porigkeit hindurchdringen kann, ohne dass die Gefahr besteht, dass ein Teil des Abwassers ungereinigt bleibt. that the wastewater can penetrate evenly through a filter layer with different pores, without the risk that part of the wastewater remains unpurified.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Abwasser aus einem sich unterhalb der Wurzeln erstreckenden Bereich durch die Wurzeln hindurch in einen oberhalb der Wurzeln liegenden Bereich eingeleitet wird. According to the invention, this object is achieved in that the wastewater is discharged from an area extending below the roots through the roots into an area above the roots.

Bei dieser Durchströmrichtung werden die einzelnen Filterschichten durch das durchgeleitete Abwasser nicht aufeinander gepresst. Vielmehr wird das Eigengewicht der das Filter bildenden Bestandteile im aufsteigenden Abwasser herabgesetzt, so dass das durch die Filterschicht hindurch tretende Wasser auflockernd auf die einzelnen Filterbestandteile wirkt. Wegen ihres Eigengewichtes lassen sich jedoch die einzelnen Filterbestandteile in der Strömung des Abwassers nicht in der Weise verschieben, dass sich bevorzugte Durchtrittsrinnsale innerhalb der Filterschicht ausbilden, durch die das Abwasser ungereinigt hindurchtreten kann. Insbesonde-' re leichte Filterbestandteile verlieren in der durchtretenden Abwasserströmung an Eigengewicht, so dass sie nicht zum Dichtsetzen der Filterschicht neigen, sondern für einen konstanten Durchströmwiderstand sorgen. Daher können auch feinkörnige Filterbestandteile wie z.B. toniges und schluffi-ges Material Verwendung finden. Diese Anordnung befördert unter der Filterschicht die Ausbildung von partiell anaeroben Verhältnisse, so dass mit einer Denitrifikation des Abwassers in diesem Bereich gerechnet werden kann. In this direction of flow, the individual filter layers are not pressed against one another by the wastewater passed through. Rather, the weight of the constituent elements of the filter in the rising waste water is reduced, so that the water passing through the filter layer has a loosening effect on the individual filter constituents. Because of their own weight, however, the individual filter components cannot be shifted in the flow of the wastewater in such a way that preferred passage channels form within the filter layer, through which the wastewater can pass untreated. In particular, light filter components lose their own weight in the wastewater flow, so that they do not tend to seal the filter layer, but instead ensure a constant flow resistance. Therefore, fine-grained filter components such as clayey and silty material are used. This arrangement promotes the formation of partially anaerobic conditions under the filter layer, so that denitrification of the wastewater can be expected in this area.

Abwasseranlagen, die mit einer durchwurzelten Filterschicht arbeiten, konnten bisher nur von einem oberhalb der Filterschicht liegenden Bereich in einen in lotrechter Richtung unterhalb der Filterschicht liegenden Bereich durchströmt werden. Dabei ergaben sich häufig Schwierigkeiten dadurch, dass die Filterschichten sich zusetzten, so dass unerwünschte Stauungen in den Abwasserbecken entstanden. Diese Stauungen führten sehr häufig dazu, dass das Abwasser ungereinigt und unkontrollierbar abfloss, so dass erhebliche Kosten für die Regeneration der vom ungereinigten Abwasser verunreinigten Bereiche aufgewendet werden muss-ten. Derartige bepflanzte Abwasserbecken galten daher als unzuverlässig. Auch horizontal durchströmte Filterschichten führten nicht zu einer sicheren Säuberung von Abwässern. Bei der horizontalen Durchströmung der Filterschichten bilden sich an deren Oberfläche Rinnsale ungereinigten Abwassers, die sich unkontrolliert mit dem gereinigten Abwasser vermischen und damit den Erfolg der gesamten Abwasserreinigung in Frage stellen. Wastewater treatment plants that work with a rooted filter layer have so far only been able to flow through from an area above the filter layer to an area lying vertically below the filter layer. Difficulties often arose due to the fact that the filter layers clogged up, causing undesirable congestion in the wastewater basin. This congestion very often led to the waste water flowing off untreated and uncontrollably, so that considerable costs had to be spent for the regeneration of the areas contaminated by the unpurified waste water. Such planted sewage basins were therefore considered to be unreliable. Even filter layers with horizontal flow did not lead to a safe cleaning of waste water. When the filter layers flow horizontally, rivulets of unpurified wastewater form on their surface, which uncontrollably mix with the treated wastewater and thus jeopardize the success of the entire wastewater treatment.

Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Anlage zum Reinigen von Abwässern mit Hilfe von Pflanzen, deren Wurzeln im Zusammenwirken mit Bodensubstraten und Mikroorganismen im Abwasser enthaltene Schmutzsubstanzen binden und abbauen, so zu verbessern, dass eine von der jeweils anfallenden Abwassermenge unabhängige sichere Reinigung des Abwassers gewährleistet werden kann. Another object of the present invention is therefore to improve a plant for the purification of waste water with the aid of plants, the roots of which bind and degrade dirt substances contained in the waste water in cooperation with soil substrates and microorganisms, in such a way that a safe cleaning which is independent of the amount of waste water obtained in each case of wastewater can be guaranteed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Wurzeln mit Kies eine vom Abwasser in lotrechter Richtung von unten nach oben durchströmte Filter- und Absorptionsschicht bilden. This object is achieved according to the invention in that the roots with gravel form a filter and absorption layer through which the waste water flows in a vertical direction from bottom to top.

Diese Filterschicht ist einerseits dicht genug, dass keine ungereinigten Abwassermengen unkontrolliert durch sie hindurchtreten können, andererseits werden die einzelnen Filterschichten durch das durchströmende Wasser so weit aufgelockert gehalten, dass sich die Filterschicht nicht zusetzen kann. Mit einem gleichmässigen Durchtritt des Abwassers durch die Filterschicht kann mit hinreichender Sicherheit gerechnet werden. Selbst wenn die einzelnen Filterschichten aus Material unterschiedlicher Körnung bestehen, ist dafür Sorge getragen, dass die mit der feinen Körnung versehenen Filterschichten die mit der Grobkörnung versehenen Filterschichten nicht dichtsetzen und damit den Durchfluss durch die gesamte Filterschicht verhindern. On the one hand, this filter layer is dense enough that no untreated quantities of waste water can pass through it in an uncontrolled manner, on the other hand, the individual filter layers are kept so loosened by the water flowing through that the filter layer cannot become clogged. With a uniform passage of the wastewater through the filter layer can be expected with sufficient security. Even if the individual filter layers consist of material with different grain sizes, care is taken that the filter layers provided with the fine grain do not seal the filter layers provided with the coarse grain and thus prevent the flow through the entire filter layer.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise veranschaulicht ist. Further details of the invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings, in which a preferred embodiment of the invention is illustrated, for example.

In den Zeichnungen zeigen: The drawings show:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Abwasserreinigungsanlage im Querschnitt, 1 is a schematic representation of a wastewater treatment plant in cross section,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Abwasserreinigungsanlage in Draufsicht und Fig. 2 is a schematic representation of a wastewater treatment plant in plan view and

Fig. 3 einen Schnitt durch ein Hauptreinigungsbecken mit eingelegter Filterschicht. Fig. 3 shows a section through a main cleaning basin with an inserted filter layer.

Ein Verfahren zum Reinigen von Abwässern wird zweckmässigerweise mit einer Anlage der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Art durchgeführt. Diese Anlage besteht aus einem Hauptreinigungsbecken 1, einem Vorreinigungsbecken 2, einem ersten Nachreinigungsbecken 3 sowie einem zweiten Nachreinigungsbecken 4. Dem Hauptreinigungsbecken 1 ist das Vorreinigungsbecken 2 in Flussrichtung 5 eines Abwassers 6 vorgeschaltet, während die beiden Nachreinigungsbek-ken 3,4 in Flussrichtung 5 des Abwassers 6 dem Hauptreinigungsbecken 1 nachgeschaltet sind. Dabei mündet das aus dem Hauptreinigungsbecken 1 austretende Abwasser 6 zunächst unmittelbar in das erste Nachreinigungsbecken 3, aus dem es in das zweite Nachreinigungsbecken 4 eintritt. Dieses zweite Nachreinigungsbecken 4 ist mit einem Auslauf 7 versehen, aus dem das gereinigte Abwasser 6 in eine die Abwasseranlage umgebende Umwelt entlassen werden kann. Das Hauptreinigungsbecken 1 besteht aus im wesentlichen lotrecht verlaufenden Wandungen 8, 9, 10, 11, die einander bei einem rechteckigen Querschnitt paarweise parallel verlaufen. Dabei begrenzen die Wandungen 10, 11 als Stirnwandungen das Hauptreinigungsbecken 1 gegenüber dem Vorreinigungsbecken 2 einerseits und dem ersten Nachreinigungsbecken 3 andererseits. Zu diesen beiden Stirnwandungen verlaufen die Wandungen 8, 9 als Längswandungen rechtwinklig. Diese sind im Regelfall enger als die Stirnwandungen 10,11. Es ist jedoch auch möglich, dem Hauptreinigungsbecken 1 andere Gestaltungen als die mit einem rechteckigen Querschnitt zu geben. Beispielsweise bietet sich für das Hauptreinigungsbecken 1 auch ein kreisförmiger Querschnitt an. A method for purifying waste water is expediently carried out using a system of the type shown in FIGS. 1 and 2. This system consists of a main cleaning basin 1, a pre-cleaning basin 2, a first post-cleaning basin 3 and a second post-cleaning basin 4. The main cleaning basin 1 is preceded by the pre-cleaning basin 2 in the flow direction 5 of a wastewater 6, while the two post-cleaning basins 3.4 in the flow direction 5 des Waste water 6 are connected to the main cleaning basin 1. The wastewater 6 emerging from the main cleaning basin 1 initially flows directly into the first post-cleaning basin 3, from which it enters the second post-cleaning basin 4. This second post-cleaning basin 4 is provided with an outlet 7, from which the cleaned waste water 6 can be discharged into an environment surrounding the waste water system. The main cleaning basin 1 consists of essentially perpendicular walls 8, 9, 10, 11, which run parallel to one another in pairs with a rectangular cross section. The walls 10, 11, as end walls, limit the main cleaning basin 1 with respect to the pre-cleaning basin 2 on the one hand and the first post-cleaning basin 3 on the other hand. The walls 8, 9 run at right angles to these two end walls as longitudinal walls. As a rule, these are narrower than the end walls 10, 11. However, it is also possible to give the main cleaning basin 1 different designs than those with a rectangular cross section. For example, a circular cross section is also suitable for the main cleaning basin 1.

Innerhalb der Wandungen 8, 9, 10, 11 ist ein Gitter 12 angeordnet, das an den Wandungen 8, 9, 10, 11 befestigt ist. In lotrechter Richtung unterhalb dieses Gitters 12 ist ein von einem Boden 13 begrenzter Beruhigungsraum 14 angeordnet, in den das Abwasser 6 aus einer Zulaufleitung 15 eintritt. Der Beruhigungsraum 14 ist trichterförmig ausgebildet und besitzt an seiner tiefsten Stelle 16 einen Auslauf 17, der mit einer Saugleitung 18 beispielsweise über einen Flansch 19 verbunden ist. Zur Ausbildung des trichterförmigen Beruhigungsraumes 14 besitzt der Boden eine leichte Neigung in Richtung auf die tiefste Stelle 16. A grid 12 is arranged within the walls 8, 9, 10, 11 and is fastened to the walls 8, 9, 10, 11. Arranged in the vertical direction below this grating 12 is a calming space 14 which is delimited by a floor 13 and into which the waste water 6 enters from an inlet line 15. The calming space 14 is funnel-shaped and has at its lowest point 16 an outlet 17 which is connected to a suction line 18, for example via a flange 19. To form the funnel-shaped calming space 14, the floor has a slight inclination towards the deepest point 16.

Im Bereich der tiefsten Stelle 16 sammelt sich Schlamm 20, der aus dem Abwasser 6 ausfällt. Dieser Schlamm 20 kann durch die Saugleitung 18 von einer Pumpe 21 abgesaugt werden. Diese ist über eine Druckleitung 22 mit dem Vorreinigungsbecken 2 verbunden, in das die Druckleitung 22 mündet. In the area of the deepest point 16, sludge 20 collects, which precipitates out of the waste water 6. This sludge 20 can be sucked off by a pump 21 through the suction line 18. This is connected via a pressure line 22 to the pre-cleaning basin 2, into which the pressure line 22 opens.

Darüber hinaus ist das Vorreinigungsbecken 2 über die Zulaufleitung 15 mit dem Beruhigungsraum 14 verbunden. Die Zulaufleitung 15 mündet unterhalb des Gitters 12 in den Beruhigungsraum 14 in einem Bereich 23, der in Richtung In addition, the pre-cleaning basin 2 is connected to the calming space 14 via the inlet line 15. The inlet line 15 opens below the grid 12 into the calming chamber 14 in an area 23 which is in the direction

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auf das Gitter 12 oberhalb einer sich im Auslauf 17 bildenden Schicht des Schlamms 20 liegt. Dieser Schlamm 20 wird mit Hilfe der Pumpe 21 aus dem Beruhigungsraum 14 ausgepumpt, falls die von ihm ausgebildete Schicht bis in den Bereich 23 vordringt und damit den Zulauf des Abwassers 6 aus der Zulaufleitung 15 behindern kann. lies on the grid 12 above a layer of sludge 20 which forms in the outlet 17. This sludge 20 is pumped out of the settling chamber 14 with the aid of the pump 21 if the layer formed by it penetrates into the region 23 and can thus hinder the inflow of the waste water 6 from the inflow line 15.

Der trichterförmige Beruhigungsraum 14 wird auf seiner der tiefsten Stelle 16 gegenüberliegenden Oberseite von dem Gitter 12 abgeschlossen. Auf einer dem Beruhigungsraum 14 abgewandten Oberseite 24 des Gitters 12 ist eine Filterschicht 25 aufgeschichtet, die aus mehreren Schichten 26, 27, 28,29 besteht. Es ist auch möglich, in der Filterschicht 25 weniger oder mehr Schichten 26,27,28, 29 anzuordnen. Die Schichten 26,27,28,29 bestehen aus Kies 30 verschiedener Körnung. Unmittelbar auf dem Gitter 12 liegt ein Kies 30 grober Körnung. Auf diese Schicht 26 folgt die Schicht 27 mit einem Kies weniger grober Körnung, der sich die Schicht 28 mit einem Kies feiner Körnung anschliesst. Die Filterschicht 25 wird an ihrer dem Gitter 12 abgelegenen Oberseite 31 von einem tonigen oder schluffigen Material abgeschlossen. Oberhalb dieser Schicht 29 bildet das Abwasser 6 einen Pegel 32 aus, dessen Höhe von einer Rinne 33 bestimmt wird, aus der das Abwasser 6 in Richtung auf das erste Nachreinigungsbecken 3 austreten kann. Diese Rinne 33 ist in der dem ersten Nachreinigungsbecken 3 benachbarten Stirnwand 11 des Hauptreinigungsbeckens 1 befestigt. Sie kragt mit einem gewissen Abstand 34 über das erste Nachreinigungsbecken 3. The funnel-shaped calming space 14 is closed off by the grille 12 on its upper side opposite the deepest point 16. A filter layer 25, which consists of several layers 26, 27, 28, 29, is layered on an upper side 24 of the grille 12 facing away from the calming space 14. It is also possible to arrange fewer or more layers 26, 27, 28, 29 in the filter layer 25. The layers 26, 27, 28, 29 consist of gravel 30 of different grain sizes. A gravel 30 of coarse grain size lies directly on the grid 12. This layer 26 is followed by the layer 27 with a gravel of less coarse grain, which is followed by the layer 28 with a gravel of fine grain. The filter layer 25 is closed on its top 31 remote from the grid 12 by a clayey or silty material. Above this layer 29, the wastewater 6 forms a level 32, the height of which is determined by a channel 33, from which the wastewater 6 can exit in the direction of the first post-cleaning basin 3. This channel 33 is fastened in the end wall 11 of the main cleaning basin 1 adjacent to the first post-cleaning basin 3. It projects a certain distance 34 over the first post-cleaning basin 3.

Auf der Oberseite der Filterschicht 25 wachsen Pflanzen 35 empor, die mit ihren Wurzeln 36 in die Filterschicht 25 eindringen. Die einzelnen Wurzeln 36 der verschiedenen Pflanzen 35 durchdringen einander und bilden ein dichtes Wurzelwerk 37. Plants 35 grow up on the upper side of the filter layer 25 and penetrate into the filter layer 25 with their roots 36. The individual roots 36 of the various plants 35 penetrate one another and form a dense root system 37.

Das Gitter 12 ist mit einzelnen Durchlässen 38 versehen, die einander parallel verlaufen und sich von dem Beruhigungsraum 14 in Richtung auf die untere Schicht 26 der Filterschicht 25 erstrecken. Die Durchlässe 38 sind in ihrem Querschnitt so bemessen, dass sie das Abwasser 6 beim Einströmen in die Filterschicht 25 ausrichten. Dabei ist es möglich, durch eine entsprechende Ausrichtung der Durchlässe 38 bevorzugte Strömungsrichtungen für das Abwasser 6 festzulegen. The grid 12 is provided with individual passages 38 which run parallel to one another and extend from the calming space 14 in the direction of the lower layer 26 of the filter layer 25. The cross-sections of the passages 38 are dimensioned such that they align the wastewater 6 when it flows into the filter layer 25. It is possible to determine preferred flow directions for the waste water 6 by appropriate alignment of the passages 38.

Das durch die Zulaufleitung 15 in den Beruhigungsraum 14 eintretende Abwasser 6 steigt durch das Gitter 12 in Richtung auf die Filterschicht 25 auf. Es steigt durch sämtliche Schichten 26,27, 28, 29 bis es den Pegel 32 erreicht hat. Anschliessend fliesst es über die Rinne 33 in Richtung auf das erste Nachreinigungsbecken 3 ab. Das durch die Filterschicht 25 hindurchtretende Abwasser 6 kommt in innige Berührung mit dem Wurzelwerk 37. Dabei wird dem Abwasser 6 durch die Wurzeln 36 im Zusammenwirken mit Bodensubstraten und Mikroorganismen, die sich einerseits im Kies 30 und andererseits in dem tonigen und schluffigen Material der Schicht 29 finden, ein wesentlicher Teil seiner Schmutzfracht entzogen. Diese wird innerhalb der Filterschicht 25 von dem Wurzelwerk 37 gebunden und abgebaut. Ein wesentlicher Teil des dabei entstehenden Schlamms 20 sammelt sich an der tiefsten Stelle 16 des Beruhigungsraumes 14. Ein besonders guter Effekt wird erzielt, wenn die untere Schicht 26 aus einem Drainkies mit einer Körnung von 32 mm Durchmesser gebildet wird. Die obere Schicht 29 besitzt eine Körnung von 2 mm Durchmesser, während sämtliche Schichten 27,28, die zwischen der unteren Schicht 26 und der oberen Schicht 29 liegen, eine von unten nach oben abnehmende Körnung aufweisen. Die gesamte Filterschicht hat eine Schichtstärke von mindestens 40 cm und höchstens 100 cm. Die tonig-schluffigen Mineralgemische der oberen Schicht 29 sind sorptionsfähig. Diese Mineralgemische sind in ihrer Zusammensetzung abgestimmt auf die Art der Verunreinigung des zu reinigenden Abwassers. Die Mineralgemische bestehen vorzugsweise aus Tonmineralien sowie aus Eisen- und Aluminiumoxyden. The wastewater 6 entering the settling chamber 14 through the inlet line 15 rises through the grid 12 in the direction of the filter layer 25. It rises through all layers 26, 27, 28, 29 until it has reached level 32. It then flows off via the channel 33 in the direction of the first post-cleaning basin 3. The wastewater 6 passing through the filter layer 25 comes into intimate contact with the root system 37. The wastewater 6 is brought into contact with the roots 36 in cooperation with soil substrates and microorganisms which are found on the one hand in the gravel 30 and on the other hand in the clayey and silty material of the layer 29 find an essential part of its dirty cargo. This is bound and broken down by the root system 37 within the filter layer 25. A substantial part of the sludge 20 formed in this way collects at the deepest point 16 of the calming space 14. A particularly good effect is achieved if the lower layer 26 is formed from a drain gravel with a grain size of 32 mm in diameter. The upper layer 29 has a grain size of 2 mm in diameter, while all the layers 27, 28 which lie between the lower layer 26 and the upper layer 29 have a grain size which decreases from the bottom to the top. The entire filter layer has a layer thickness of at least 40 cm and at most 100 cm. The clayey-silty mineral mixtures of the upper layer 29 are sorptive. The composition of these mineral mixtures is tailored to the type of contamination of the wastewater to be cleaned. The mineral mixtures preferably consist of clay minerals as well as iron and aluminum oxides.

Bei den Pflanzen 25 handelt es sich bevorzugt um Arten der Röhricht-Gesellschaft. Mit diesen wird die Filterschicht 25 dicht bepflanzt. Vorzugsweise wird als Pflanze 35 die Phragmitis australis gewählt, die die gesamte Filterschicht 25 durchwurzelt. The plants 25 are preferably species of the reed company. The filter layer 25 is densely planted with these. Phragmitis australis, which roots through the entire filter layer 25, is preferably selected as plant 35.

Der im Beruhigungsraum 14 sedimentierte Schlamm 20 fällt bei der Vorreinigung des Abwassers 6 aus. Im Beruhigungsraum 14 herrschen planmässig gesteuerte schwach-anaeorobe Verhältnisse, die eine Denitrifikation ermöglichen. Der Grad der anaeroben Verhältnisse wird dadurch gesteuert, dass die Pumpe 21 in Abständen Schlamm 20 und anaerobes Abwasser 6 in Richtung auf das Vorreinigungs-becken 2 abpumpt. Dabei wird dem von der Pumpe 21 geförderten Gemisch Luftsauerstoff beigemischt, bevor es in das Vorreinigungsbecken 2 eintritt. Die Einschaltabstände der Pumpe 21 richten sich nach Art und Zusammensetzung des Abwassers 6, d.h. nach seiner Fäulnisbereitschaft. Je nach der Fäulnisbereitschaft des Abwassers 6 können zwischen der Einschaltung der Pumpe 21 zeitliche Intervalle liegen, die sich nach Stunden, bei geringer Fäulnisbereitschaft nach mehreren Tagen berechnen. The sediment 20 sedimented in the settling chamber 14 precipitates out during the pre-treatment of the waste water 6. In the calming room 14 there are controlled, controlled weak anaerobic conditions which enable denitrification. The degree of anaerobic conditions is controlled in that the pump 21 pumps sludge 20 and anaerobic wastewater 6 towards the pre-cleaning basin 2 at intervals. At the same time, atmospheric oxygen is added to the mixture conveyed by the pump 21 before it enters the pre-cleaning basin 2. The switch-on distances of the pump 21 depend on the type and composition of the waste water 6, i.e. after his willingness to rot. Depending on the readiness for decay of the wastewater 6, there can be time intervals between the activation of the pump 21, which are calculated after hours, with a low readiness for decay after several days.

Die Zulaufleitung 15 mündet in einen das Vorreinigungsbecken 2 in lotrechter Richtung nach unten abschliessenden Boden 39. Auf diesem Boden 39 liegt eine Filterschicht 40, die eine Stärke von mindestens 40 cm und höchstens 100 cm aufweist. Auch diese Filterschicht 40 besteht aus mehreren Schichten von Drainkies, die nach der jeweiligen Körnung voneinander abgestuft sind. Unmittelbar auf dem Boden 39 liegt ein Drainkies grober Körnung mit einem Durchmesser von etwa 46 mm. An ihrer dem Boden gegenüberliegenden Oberfläche 41 liegt eine Schicht Drainkies von einer Körnung von etwa 2 mm Durchmesser. Zwischen diesen beiden Schichten liegen andere Schichten von Drainkies, dessen Durchmesser in Richtung auf die Oberfläche 41 schichtweise abnimmt. The inlet line 15 opens into a bottom 39 which closes the pre-cleaning basin 2 in the vertical direction downward. On this bottom 39 there is a filter layer 40 which has a thickness of at least 40 cm and at most 100 cm. This filter layer 40 also consists of several layers of drain grains, which are graded from one another according to the respective grain size. Immediately on the bottom 39 is a coarse grain drain gravel with a diameter of approximately 46 mm. On its surface 41 lying opposite the ground there is a layer of drain gravel with a grain size of approximately 2 mm in diameter. Between these two layers there are other layers of drain grains, the diameter of which decreases in layers in the direction of the surface 41.

Die Filterschicht 40 ist dicht bepflanzt mit Pflanzen 42, die den Röhricht-Gesellschaften angehören. Vorzugsweise handelt es sich bei diesen Pflanzen 42 um die Phragmitis australis, die die gesamte Filterschicht 40 durchwurzelt. Im Bereich des dem Boden 39 benachbarten unteren Viertels 43 besteht in der Filterschicht 40 ein Dauerwasserpegel 44. Dieser korrespondiert über die Zulaufleitung 15 im Sinne der kommunizierenden Röhren mit dem Pegel 32, der im Hauptreinigungsbehälter 1 mit Hilfe der Rinne 33 eingestellt ist. The filter layer 40 is densely planted with plants 42 which belong to the reed companies. These plants 42 are preferably Phragmitis australis, which roots through the entire filter layer 40. In the area of the lower quarter 43 adjacent to the floor 39 there is a permanent water level 44 in the filter layer 40. This corresponds to the level 32 via the inlet line 15 in the sense of the communicating tubes, which level is set in the main cleaning container 1 with the aid of the channel 33.

Ausser der Druckleitung 22 mündet ein Abwasserzulauf 45 in das Vorreinigungsbecken 2, durch den zu reinigendes Abwasser 6 der Anlage zugeführt wird. Dieses Abwasser 6 sowie das aus der Druckleitung 22 austretende Gemisch werden auf die Oberfläche 41 der Filterschicht 40 geleitet und durchdringen diese in lotrechter Richtung von oben nach unten. Durch die Festlegung des sich im Hauptreinigungsbecken 1 einstellenden Pegels 32 wird verhindert, dass der Dauerwasserpegel 24 sich abhängig vom Abwasserzulauf 45 hebt oder senkt. Auf diese Weise wird verhindert, dass einerseits bei zu starkem Zulauf von Abwasser 6, dieses unkontrolliert aus dem Vorreinigungsbecken 2 in die Umwelt eintritt und andererseits bei zu geringem Zulauf von Abwasser 6 die Pflanzen 42 austrocknen. In addition to the pressure line 22, a waste water inlet 45 opens into the pre-cleaning basin 2, through which the waste water 6 to be cleaned is fed to the system. This wastewater 6 and the mixture emerging from the pressure line 22 are passed onto the surface 41 of the filter layer 40 and penetrate it in the vertical direction from top to bottom. By setting the level 32 which is set in the main cleaning basin 1, the permanent water level 24 is prevented from rising or falling depending on the waste water inlet 45. In this way it is prevented that, on the one hand, if the inflow of waste water 6 is too strong, it enters the environment in an uncontrolled manner from the pre-cleaning basin 2 and, on the other hand, the plants 42 dry out if the inflow of waste water 6 is insufficient.

Das Nachreinigungsbecken 3 schliesst sich unmittelbar an das Hauptreinigungsbecken 1 im Sinne der Flussrichtung 5 des Abwassers 6 an. Es kann mit dem Hauptreinigungsbecken 1 eine gemeinsame Stirnfläche 46 aufweisen. Ähnlich wie das Hauptreinigungsbecken 1 und das Vorreinigungsbecken 2 kann das erste Nachreinigungsbecken 3 einen The post-cleaning basin 3 directly adjoins the main cleaning basin 1 in the sense of the flow direction 5 of the waste water 6. It can have a common end face 46 with the main cleaning basin 1. Similar to the main cleaning basin 1 and the pre-cleaning basin 2, the first post-cleaning basin 3 can be one

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10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

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40 40

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rechteckigen Querschnitt, aber auch andere Querschnittsformen aufweisen. Der Stirnfläche 46 liegt eine dem zweiten Abwasserbecken 4 zugewandte zweite Stirnfläche 47 gegenüber, die untereinander durch Längswände 48, 49 verbunden sind. Das erste Nachreiningungsbecken 3 wird durch einen die Stirnflächen 46,47 und Längswände 48,49 miteinander verbindenden Boden 50 in lotrechter Richtung nach unten hin abgeschlossen. Auf dem Boden 50 liegt eine Filterschicht 51, die in ihrem Aufbau weitgehend der Filterschicht 40 gleicht, die im Vorreinigungsbecken 2 angeordnet ist. Diese Filterschicht 51 ist mindestens 40 cm und höchstens 100 cm stark. Die Filterschicht 51 ist in mehrere Schichten aufgeteilt, die untereinander angeordnet sind. Die auf dem Boden 50 aufliegende Schicht besteht aus einem Drainkies mit einer Körnung von 46 mm Durchmesser. Die dem Boden 50 abgewandte obere Schicht besteht aus einem Drainkies mit einer Körnung von 2 mm Durchmesser. Die dazwischen liegenden Schichten bestehen aus Drainkies abnehmender Körnung. rectangular cross section, but also have other cross-sectional shapes. The end face 46 is opposite a second end face 47 facing the second waste water basin 4, which are connected to one another by longitudinal walls 48, 49. The first post-cleaning basin 3 is closed in the vertical direction downwards by a bottom 50 connecting the end faces 46, 47 and longitudinal walls 48, 49. On the floor 50 there is a filter layer 51 which is largely similar in structure to the filter layer 40 which is arranged in the pre-cleaning basin 2. This filter layer 51 is at least 40 cm and at most 100 cm thick. The filter layer 51 is divided into several layers, which are arranged one below the other. The layer lying on the floor 50 consists of a drain gravel with a grain size of 46 mm in diameter. The upper layer facing away from the bottom 50 consists of a drain gravel with a grain size of 2 mm diameter. The layers in between consist of drain grains of decreasing grain size.

Die Filterschicht 51 ist dicht bepflanzt mit Pflanzen 52 der Röhricht-Gesellschaft, vorzugsweise Phragmitis australis. Die gesamte Filterschicht 51 ist durchwurzelt. Die Filterschicht 51 wird in lotrechter Richtung von oben nach unten vom Abwasser 6 durchströmt, das durch die Rinne 33 aus dem Hauptreinigungsbecken 1 in das erste Nachreinigungsbecken 3 eintritt. The filter layer 51 is densely planted with plants 52 from the reed company, preferably Phragmitis australis. The entire filter layer 51 is rooted. The filter layer 51 is traversed in the vertical direction from top to bottom by the waste water 6, which enters the first post-cleaning pool 3 through the channel 33 from the main cleaning pool 1.

In unmittelbarer Nähe des Bodens 50 befindet sich ein Grundauslauf 53, durch den das nachgereinigte Abwasser 6 in das zweite Nachreinigungsbecken 4 eingeleitet wird. Die Rinne 53 ist mit einer Kammschwelle 54 ausgebildet, so dass das nachgereinigte Abwasser 6 gleichmässig in das zweite Nachreinigungsbecken 4 eintreten kann. In the immediate vicinity of the floor 50 there is a basic outlet 53 through which the cleaned wastewater 6 is introduced into the second post-cleaning basin 4. The channel 53 is formed with a comb threshold 54, so that the cleaned wastewater 6 can enter the second post-cleaning basin 4 evenly.

Der Grundauslauf 53 mündet oberhalb einer im zweiten Nachreinigungsbecken 4 angeordneten Filterschicht 55. Diese Filterschicht 55 liegt auf einem das zweite Nachreinigungsbecken 4 in lotrechter Richtung nach unten abschliessenden Boden 56, der von Längswandungen 57, 58 und Stirnwandungen 59, 60 umgeben ist. Die Längswandungen 57, 58 begrenzen das.zweite Nachreinigungsbecken 4 parallel zur Flussrichtung 5 des Abwassers 6, während die Stirnwandung 59 unmittelbar an das erste Nachreinigungsbecken 3 grenzt. Die Stirnwandung 60 verläuft dieser Stirnwandung 59 planparallel. Aus der Stirnwandung 60 tritt der Auslauf 7 hindurch, der in unmittelbarer Nachbarschaft des Bodens 56 angebracht ist. The basic outlet 53 opens out above a filter layer 55 arranged in the second post-cleaning basin 4. This filter layer 55 lies on a bottom 56 which closes the second post-cleaning basin 4 in a vertical direction and is surrounded by longitudinal walls 57, 58 and end walls 59, 60. The longitudinal walls 57, 58 delimit the second secondary cleaning basin 4 parallel to the flow direction 5 of the waste water 6, while the end wall 59 borders directly on the first secondary cleaning basin 3. The end wall 60 runs parallel to this end wall 59. The outlet 7, which is attached in the immediate vicinity of the bottom 56, passes through the end wall 60.

Die Filterschicht 55 ist dicht bepflanzt mit Pflanzen 61. Bei diesen Pflanzen 61 handelt es sich um Sumpfpflanzen, deren Arten auf die Zusammensetzung des Abwassers 6 abgestimmt werden. Vorzugsweise werden Scirpus lacustris, The filter layer 55 is densely planted with plants 61. These plants 61 are swamp plants, the types of which are matched to the composition of the waste water 6. Scirpus lacustris,

Iris pseudacorus und Mentha aquantica verwendet. Die Filterschicht hat eine Stärke von 30 bis 60 cm und besteht aus einzelnen Schichten von Drainkies, der im Bereich des Bodens 56 seine grösste Körnung mit etwa 22 mm Durchmesser hat. In Richtung auf eine dem Boden 56 gegenüberliegende Oberfläche 62 der Filterschicht 55 weisen die Schichten Drainkies abnehmende Körnung auf. Die der Oberfläche 62 zunächst liegende Schicht ist mit Drainkies einer Körnung von 5 mm versehen. Das Abwasser 6, das durch den Grundauslauf 53 in das zweite Nachreinigungsbecken 4 eintritt, durchströmt die Filterschicht 55 in Richtung auf den Boden 56 von oben nach unten und tritt gereinigt aus dem Auslauf 7 aus. Iris pseudacorus and Mentha aquantica are used. The filter layer has a thickness of 30 to 60 cm and consists of individual layers of drain gravel, which has its largest grain in the region of the bottom 56 with a diameter of approximately 22 mm. In the direction of a surface 62 of the filter layer 55 opposite the bottom 56, the layers of drain grains have decreasing grain size. The layer initially lying on the surface 62 is provided with drain grains with a grain size of 5 mm. The waste water 6, which enters the second post-cleaning basin 4 through the basic outlet 53, flows through the filter layer 55 in the direction of the bottom 56 from top to bottom and exits the outlet 7 in a cleaned manner.

Je nach der Menge des anfallenden Abwassers 6 werden mehrere Becken einander parallel geschaltet. So hat es sich als zweckmässig erwiesen, zwei Hauptreinigungsbecken 1 einander parallel zu schalten. Jedem Hauptreinigungsbecken 1 werden jeweils zwei Vorreinigungsbecken 2 zugeordnet, die untereinander parallel geschaltet sind. Demgegenüber wird jedem Hauptreinigungsbecken 1 ein erstes Nachreinigungsbecken 3 zugeordnet, dessen Querschnitt allerdings kleiner als der des Hauptreinigungsbeckens 1 sein kann. Die einander parallel geschalteten ersten Nachreinigungsbecken 3 münden in ein gemeinsames Nachreinigungsbecken 4, aus dem das Abwasser 6 aus einem gemeinsamen Auslauf 7 austritt. Diese Schaltung von Hauptreinigungsbecken 1, Vorreinigungsbecken 2 und Nachreinigungsbecken 3, 4 hat den Vorteil, dass zur Zeit geringeren Anfalls von Abwasser 6 jeweils ein Hauptreinigungsbecken 1 mit ihm zugeordneten Vorreinigungsbecken 2 und Nachreinigungsbecken 3 abgeschaltet und einer Überholung oder Regeneration unterzogen werden kann. Depending on the amount of waste water 6, several pools are connected in parallel. So it has proven to be useful to connect two main cleaning basins 1 in parallel. Each main cleaning basin 1 is assigned two pre-cleaning basins 2, which are connected in parallel with one another. In contrast, each main cleaning basin 1 is assigned a first post-cleaning basin 3, the cross section of which may, however, be smaller than that of the main cleaning basin 1. The first post-cleaning basins 3 connected in parallel open into a common post-cleaning basin 4, from which the waste water 6 emerges from a common outlet 7. This circuit of main cleaning basin 1, pre-cleaning basin 2 and post-purification basin 3, 4 has the advantage that at the time of the smaller amount of wastewater 6 a main purification basin 1 with its associated pre-purification basin 2 and post-purification basin 3 can be switched off and subjected to an overhaul or regeneration.

Anwendungsbeispiele. Examples of use.

1. Abwasserreinigung von abseits liegenden Ortsteilen und Hausgruppen, die nicht an eine zentrale Kläranlage angeschlossen sind. Solche Situationen bis ca. 100 Einwohnergleichwerten weisen einen sehr unregelmässigen Abwasser-abfluss auf, der mit keinen Belebtschlammanlagen oder Tropfkörperanlagen geklärt werden kann, weil der biologische Abbau hier nur bei gleichmässiger Beschickung ausreichend funktioniert. Demgegenüber ist das beschriebene Verfahren durch den immer gleichmässig belebten Wurzelfilter unempfindlich gegen schwankende Abwassermengen. So können u. a. kostspielige und unrentable Kanalbauten zur nächsten Zentralklärung eingespart werden. 1. Wastewater treatment from outlying districts and house groups that are not connected to a central sewage treatment plant. Such situations up to approx. 100 population equivalents show a very irregular wastewater outflow, which cannot be clarified with any activated sludge plants or trickling filter plants, because the biological degradation only works adequately with a constant feed. In contrast, the method described is insensitive to fluctuating amounts of wastewater due to the always uniformly activated root filter. So u. a. costly and unprofitable canal structures can be saved for the next central clarification.

2. Sanierung älterer, technisch überholter und überlasteter Kläranlagen bis ca. 4000 Einwohnergleichwerten, indem das beschriebene Verfahren als Hauptklärung und gleichzeitig dritte Reinigungsstufe eingesetzt werden kann und die alte Anlage nur noch als Vorreinigung dient. Wobei insbesondere der prozessstabile Reinigungsablauf bei gleichzeitig minimaler Wertung und unbedeutendem Energieaufwand hervorzuheben ist. Teure Zentralkläranlagen können hier eingespart werden. 2. Refurbishment of older, technically overhauled and overloaded sewage treatment plants up to approx. 4000 equivalent inhabitants, by using the described procedure as a main clarification and at the same time a third cleaning stage and the old plant only serves as pre-cleaning. In particular, the process-stable cleaning process with minimal evaluation and insignificant energy expenditure should be emphasized. Expensive central sewage treatment plants can be saved here.

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10 10th

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2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

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1. A process for the purification of waste water with the aid of plants, the roots of which bind and degrade dirt substances contained in the waste water in cooperation with soil substrates and microorganisms, characterized in that the waste water (6) extends from an area below the roots (36) through the Roots (36) is introduced into an area above the roots (36).

2. The method according to claim 1, characterized in that the waste water (6) is evenly passed through the roots (36) arranged in a main cleaning basin (1) and is pre-cleaned before being introduced into the main cleaning basin (1).

2nd

PATENT CLAIMS

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the waste water (6) from the area above the roots (36) is directed to a further root system, which is flowed through from top to bottom.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the waste water (6) is passed alternately from top to bottom and from bottom to top through roots arranged one behind the other in the flow direction.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that prior to its entry into the root system (37) the wastewater (6) in a calming space (14) sludge (20) is withdrawn and weakly anaobic conditions are generated in it, a Enable denitrification.

6. Plant for the purification of waste water with the aid of plants, the roots of which, in cooperation with soil substrates and microorganisms, bind and degrade dirt substances contained in the waste water according to claim 1, characterized in that the roots (36) with gravel (30) one from the waste water (6 ) form a filter and absorption layer in the vertical direction from bottom to top.

7. Plant according to claim 6, characterized in

that the gravel (30) rests on a grid (12) through which the waste water (6) flows in the upward direction.

8. Plant according to claim 6 and 7, characterized in that the filter layer (25) in the region of its upper half facing away from the grid (12) mineral mixtures are added.

9. Plant according to claim 6 to 8, characterized in that the mineral mixtures are sorptive and their composition is matched to the type of wastewater to be cleaned (6).

10. Plant according to claim 6 to 9, characterized in that in a side facing away from the filter layer (26) below the grille (12) a calming space (14) is provided which on its bottom (13) facing away from the grille (12) is designed as a settling funnel, which has at its deepest point (16) an outlet (17) connected to a slurry pump (21), and that the calming chamber (14) forms a main cleaning basin (1) with the gravel (30) covering it is connected to at least one pre-cleaning basin (2).

11. Plant according to claim 6 to 10, characterized in that the sludge pump (21) with its suction side with the outlet (17) of the calming chamber (14) and with its pressure side is connected to at least one pre-cleaning basin, above whose filter layer it opens, and the main cleaning basin (1) is followed by a post-cleaning part.