CN107750237A - 废水处理设备和用于处理废水的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及废水处理设备和用于其的方法。所述设备包括至少一个具有多个堆叠式过滤器模块(50)的主反应器模块(30)，各个过滤器模块通过用废水单独地分批填装而独立地净化废水。所述废水借助参照过滤器模块(50)的偏流板(44)排放到每个过滤器模块上，所述偏流板依赖于所述废水的重力流力产生背压，导致所述废水分别以相对于水平面的出口角从所述偏流板(44)均匀地涌出到每个独立的过滤器模块上。

Description

废水处理设备和用于处理废水的方法

发明领域

本发明涉及废水处理设备(废水处理装置或废水处理厂，wastewater treatmentplant)，尤其是借助多个过滤器模块用于处理废水的设备和关于其的方法。

发明背景

为了降低对环境的影响并且为了保护地下水，以及在意图再利用废水并且节约资金的情况下，需要将被污染的水净化。这种类型处理/净化可以借助废水的机械和生物处理来实现。出于此目的，已知集中化污水处理设备，其在中央位置实现来自大量家庭或消费者的废水的净化。还已知当地分散化设备，其允许为单个或多个相互连接的家庭提供废水处理设备。其小构造尺寸仅允许每单位时间内小流量体积的废水，然而由于其尺寸的原因并且因为其利用老式下水道并且由于其相对不复杂的结构，它们可以成本有效地提供设置。本发明特别涉及待在当地设置的这样的废水处理设备。那些废水处理设备可以形成为所谓的种植或非种植土壤过滤器，对于生物净化来说，其利用砂、碎石或它们的混合物的层并且任选地可以包含植被覆盖。基板充当用于微生物的生物膜的载体材料。

废水用于净化目的而必须透过的种植和非种植的过滤器的表面取决于每单位时间内待净化的所需废水体积。与所谓的技术设备(例如SBR方法、固定床系统、膜系统)相比，种植和非种植的土壤过滤器系统占用相对大量的表面积。为了解决该问题，已知地下的、基本上竖井状的废水处理设备，其中废水的净化以增加量的装置相关费用进行。已知用于创建当地废水处理设备的具体方法，例如，根据DD 300 015 A7，其中提出了通过不同过滤器模块实现改善的通风的芦苇床。待净化的废水连续地流动通过这些过滤器模块。EP 0 738687 A1同样公开了包括单独的过滤器元件的污水处理设备，待净化的水竖直连续地流动通过该过滤器元件。DE 100 10 109 A1教导了类似的设备，其公开了模块化过滤器系统，其中废水可以流动通过单独的过滤器模块以用于净化。

至少文献WO 2011/009954公开了具有一个在另一个下方设置的多个过滤器模块的废水处理设备，其中各个层与中间储存器连接，使得可以将废水单独地进料至过滤器模块。

然而，关于这些废水处理设备的问题是：为了净化特定量的废水，废水必须在其可以变得再次可用之前首先通过多个过滤器模块，以及使得巨大的面积成为必需，或者单一过滤器模块的独立启动需要大量活动部件(其确实需要精确的维护并且是昂贵的)。

发明目的

本发明的目的是提供废水处理设备和用于处理废水的方法，借此可以通过利用生物和/或生物化学过程以便利并且成本有效的方式以及以结构上简单且灵活的构造迅速并且可靠地实现净化。

发明概述

以上目的通过根据权利要求1所述的废水处理设备实现。此外，为了补充本发明，还提供了用于处理废水，尤其是根据权利要求11所述的用于净化废水的根据本发明的方法。在从属权利要求中分别公开了便利的实施方案。

本发明的基本动机想法是为获得在反应器模块内在彼此平行且以受控方式适时地填装废水的多个过滤器模块上方的空气空间内及在所述过滤器模块上的废水的均匀分布，同时能够控制废水的填装时间和填装量。此外，通过安装或开发特定技术装置并且通过有成效地布置设备的单一组件，使这样的设备的维护(保养，maintenance)最少化。已经被评估以尽可能避免的装置是例如包括活动组件的阀、喷嘴或泵。因此，本发明利用重力仅用于废水向相应过滤器模块的输送和分布二者。因此本发明的基本构思是多级生物过滤器废水处理设备的自由下落供水(进料或进给，feeding)系统，其额外地作为紧凑的、结构上简单并且灵活的构造实现并且其作为整体组合件在现场安装。

为此，本发明的发明人已经发现，需要足够强的废水喷涌(gush)以实现在省去用于废水在设备内的输送或分布的任何装置时获得在所有过滤器模块上方和在所有过滤器模块上的均匀水分布的目标。只有借助足够强的水喷涌，才能够通过使废水涌出(spilling)或喷洒到相应的过滤器床上而实现最佳喷射和分布所需的必要流动速度。与连续供水相反，本发明意味着用于松弛流动操作的废水处理设备，即以时间受控或数量受控的方式填装过滤器模块，即分批填装。为此，废水可以从设备的供水储池(feed-reservoir)起始，其中借助供水储池的填充水平连同由从该供水储池朝向主反应器模块的下降坡度线(下坡管线，declining slope-line)作为目标的重力产生废水物流的静态压力。换句话说，供水储池显示相对于反应器模块更高的大地高度(geodetic altitude)。确定由此作为目的的动态压力以使废水借助参照(依照，referenced to)过滤器模块(设置)的偏流板(deflector)排放到每个过滤器模块上，偏流板依赖于废水的重力流力以及由此的预定偏移而产生背压，导致废水分别以相对于水平面的排放角(卸料角，angle of discharge)从偏流板均匀地涌出到每个独立的过滤器模块上。

根据本发明的设备可以以空间节约的方式安装，因为所有的过滤器模块以一个在另一个上方或下方地设置在反应器模块内，并且因此废水处理设备可以被降低到地面中而不占用地表上方的任何空间。然而，其甚至也可以被安装在地面上方，或者可以设置在内部空间中，如，例如车库或地窖中。

概括地说，本发明实现了以下优点：

-用于废水净化的最大处理表面同时减小其所需的面积；

-利用重力的益处用于将废水填装至过滤器模块并且由此省去了在废水流动路径中的电气和机械装置；

-鉴于设备运行期间的填装量和填装时间的调整；

-具体填装单独的过滤器模块或反应器组合件的可能性。

A.通过供水储池和反应器模块之间的大地高度的差异获得导致废水流动的能量。产生静态压力，因为在也发挥储存和缓冲功能的供水储池中限定了废水的起始水平，废水从该起始水平被传送至过滤器模块。所述起始水平在高度上比过滤器模块中的任一个都高并且在供水储池内被限定为最低水位。当达到最低水位时，存在足够量的废水和足够的静态压力以产生废水向一个或多个反应器模块的喷涌。因此供水储池本身不是必须要被布置高于所述多个过滤器模块，但是其限定了最低水位，这对于产生用于将废水从供水储池输送到供水元件(进料元件或进料单元，feed-element)的足够压力来说是决定性的。除了最低水位以外，在供水储池内还连同限定最低水位一起限定了最高水位，即代表设备的正常便利工作容量的废水的适合体积-尽管供水储池可以仍然尺寸化以接收额外的废水用于缓冲。

如果需要，此外供水储池还可以起到用于沉降可以不时被泵送出去的固体粒子的初步处理池的作用。概括地说，供水储池任选地还旨在发挥缓冲在其中的废水和/充当初步处理容器的一部分的功能。

B.根据本发明，废水处理设备包括设置在供水储池和供水元件(对于供水元件来说，参见以下C项)之间设置的供水阀，由此使得废水向供水元件的分批供水成为可能，然而其中，废水的输送本身仍然仅通过重力实现。根据一个有利的实施方案，所述阀是可控阀。然而，甚至自动打开和关闭的自动阀也是适合的。

为了实现省去任何维护密集型部件的阀，根据一个有利的实施方案，供水阀是具有多个挡板流路的溢流阀。供水阀具有这样的构造：根据该构造，多个管道以特定高度和直径尺寸交错从而在其中提供多个溢流。此外，可以将管道集成，其到达最高水位以上并且用于通风和充当应急溢流二者(参见图5中的例示实施方案)。发明人的构思是产生包括溢流通路的阀以及增加用于控制阀的空气入口-由此实现形成分批填装的目的。当被布置在适合位置时，发明人的新型阀还可以充当便利溢流阀。尽管溢流阀本身通常布置在容器或池中以仅将升高到预定水位以上的量的水进料，根据一个有利的实施方案，本发明的阀的入口布置在供水储池的最低水位的位置下方或该位置处。这意味着，阀本身不是被布置成发挥依赖于供水储池的水位而通过的功能，而是通过经由空气入口释放或填充空气而被打开或关闭，从而控制阀中的空气缓冲器，这形成或阻断经过该阀的液压连接。

根据一个有利的实施方案，供水阀具有这样的构造：根据该构造，多个管道以特定高度和直径尺寸交错从而在其中提供多个溢流。

为了控制所述阀，设置了空气入口，空气可以经由其进入或离开阀，并且借助其可以在阀构造的最上部流动点中形成气垫。为了关闭阀，借助通风装置(泵；压缩机；蓄压器(pressure accumulator)等)将空气吹送到空气入口中，意味着实现了空气屏障(air-barrier)，其压力与来自供水储池的水压相比必须足够高。为了打开阀，将空气从空气入口吸出。

通过布置在供水储池的入口位置处的第二供水阀，可以实现确定和调节在供水储池内的绝对水位以及由此确定经过供水元件的水的体积。

应指出的是，对于在到模块的路途中的水的压力来说，供水储池的填充体积尤其是决定性的(另外的组件是朝向供水阀和/或从供水阀至导致额外动态压力的模块的下降坡度)。为了打开阀，通过抽气撤去所述空气屏障，使得之后废水可以由于水的总压力而流动。当实施多个挡板阀时，使得被废水中夹带的固体物质阻塞或堵塞的风险最小化。

至少，在测量用于实现关闭状态的供水阀内的空气压力的情况下，归因于供水储池内的废水的体积导致的气垫的静态压力，可以推断供水储池内的废水的水位。此外，任选地可以在供水阀的位置处布置流量计以测量经过阀的流动体积。从而，将可以推断动态压力。

要指出的是，即使当不安装将会到达最高水位上方并且将会用于通风和充当应急溢流二者的任选的管道时，所述构造的供水阀也可以起到应急溢流的作用(参见图5和6的实施方案)：在供水储池内的水位上升到这样高以至由其引起的压力超过由气垫引起的空气压力以用于将阀关闭的情况下，废水将会通过供水阀并且将会朝向一个或多个反应器模块携带所述气垫。

以上提及的供水阀的构造可以是单一结构单元或者可以借助多个组件而放置在一起。在这方面，例如，可以使阀的一部分作为结构单元与供水储池的一部分或供水元件的一部分固定。这降低了维护-保养的工作负荷。

通风管道可以设置为与阀连接或分开，通风管道具有在供水储池的最高水位上方的其入口并且以允许在供水储池和供水元件或反应器之间的空气交换的方式与阀连接，而同时将供水阀关闭以用于使水通过。这对于使得过滤器模块中的需氧条件成为可能来说是重要的。因此，实现了向位于基板中的微生物的氧的改善供应。对于大气中的氧向基板空间的供应来说，可以是重要的，因为这是基板中的微生物的代谢所需的。通过扩散和通过吸入二者，废水从过滤器基板的表面渗过(seep through)。

满足以上提出的供水阀的要求是：

-可靠的关闭

-和在打开时避开强烈的喷涌，由此意味着足够的横截面；

-设计上小以能够通过人孔盖放置其；

-和不需要活动部件

-应急溢流(任选的)

-无电气部件

-就堵塞而言可靠的设计

-容易安装和维护。

在优选的实施方案中，还有利于经由阀的通风，同时其对水关闭。以下描述通风：

优选地，对于整个系统来说，提供了通风概念。尤其是，过滤器水平，而且初步处理需要稳定且温和的通风。环境空气在系统中的第一预处理室处进入(例如，经由提供此的人孔盖)。从那里，空气输送基本上采取相同的路径通过系统，如液压流路。从供水储池到过滤器模块，空气可以以不同的方式通过。

在一个优选的实施方案中，供水阀被设计为使其允许空气通过，同时其阻挡水。这允许空气从供水储池空气空间经由供水阀和供水元件到达过滤器模块的上部空气空间。备选地，供水元件可以与来自与供水阀分隔开的供水储池的合适空气供应源连接。仍然备选地，可以将适合的空气供应源直接放置到过滤器模块中(从供水储池或从其他地方)。实际上，以适合的方式准备过滤器模块的新鲜空气的供应。因此，空气供应从供水储池的空气空间发生，其也可以是空气移出到供水储池的空气空间中。

在另一个优选的实施方案中，来自过滤器模块的空气空间的空气在过滤器水平的排水层中的过滤器基板的孔结构中继续通过并且从那里进一步进入到排水储存容器中。从排水储存容器开始，空气还进入到检查室中并且从那里经由排气道离开。

这种空气运动的驱动可以通过空气入口和出口的适当高度差而发生(烟囱效应)，其也可以通过风扇驱动。如以上所述，空气运动还可以以相反方向进行。如以上所述，通风概念还可以仅在部件中进行。尤其是，可以针对包括从初步处理到过滤器水平的空气空间的区段(部分，section)实施通风概念。还可以仅针对过滤器水平的空气空间实施通风概念。

C.关于在供水阀下游设置的本发明的供水元件，其示出了用于通过重力将水推进的至少一个水落管(降液管，downspout)。这个力可以通过来自供水储池的水从较高高度向下流动而增强。所述至少一个水落管通向与相应过滤器模块相关联的偏流板。所述偏流板旨在将废水的流动转向以使其在反应器表面上均匀地展开。这意味着，偏流板对于离开供水阀的废水形成发射角。为此，偏流板可以任选地包括增强此目标的偏流板边缘。

在偏流板突出到水落管中并且到向下引导的废水流中的情况下，偏流板可以旨在对于位于下方的所有另外的水落管形成流动阻力。此外，偏流板能够在出口的间隙处形成冲击压力。然而，偏流板的合适目标意味着用于在离开位置处使水离开的相当低的阻力，其后可以保证均匀的分布。至少，可以使用偏流板作为将供水元件-组件连接在一起的结构单元。

尽管可以安装将供水阀与每个过滤器模块的各个偏流板分开地连接的集流管，但是一种便利的解决方案意指用于任一模块的各个偏流板分别与其连接的单一水落管。

供水元件的目的是彼此独立地将废水均匀地分布在任一过滤器模块中。一个层叠在另一个上的过滤器模块的数量是可变的。通过单独地填装过滤器模块获得的优点尤其在于：废水在较大面积内分布，因此实现了生物学高度活性过滤器表面的最大利用。此外，这导致产生每单位时间内更大的废水流量，因为废水在多个过滤器模块中平行地过滤并且可以使得经过滤的废水在净化之后变得立即可用。模块化构造使得可以以简单和成本有效的方式制造和组装废水处理设备，并且可以对其进行调整而没有更重大的费用以适用于相应的废水处理要求。

对于每个过滤器模块来说，存在由供水元件包含的相应偏流板。在水落管和偏流板之间，存在连续或多孔间隙，使得废水可以离开水落管到达偏流板上。间隙根据流动到偏流板上的废水的所需量设计。根据一种最佳方式，间隙可以是可调节的以适应流动到偏流板上的废水的量。在废水离开水落管的任何出口处，必须形成足够强以将废水分布到相应过滤器模块中的动态压力。归因于各个过滤器模块的特定且不同的高度，存在与各个过滤器模块相关的特定压力梯度。现在为了在每个过滤器模块中分布相同量的废水并且在相应平面中均匀地分布所述废水，基本参数对于相应的过滤器模块必须进行调整，例如在水落管和偏流板之间的间隙的尺寸、废水的流动阻力以及废水离开偏流板的喷射角度。此外，使间隙任选不连续意味着对离开水落管的液流提供预定形状。

为此，存在三种实现便利喷射的可能方式：

1.从最上部偏流板到最下部偏流板改变间隙的尺寸并且由此改变液流横截面以适应体积流量。在这种情况中，需要对不同过滤器模块的各个高度考虑不同的速度。因此，必须借助用于每个过滤器模块的偏流板的边缘采用喷射角以形成恒定的喷射距离。

2.备选地可以通过在水落管内安装特定阻挡物如扁平垫圈来改变流动阻力。借助这些垫圈，可以分别在各个模块中采用总压力，意味着可以恒定地保持间隙的尺寸以及甚至喷射角度。

3.也可以通过安装可以依赖于流速改变它们的阻力的可变阻挡物如可变节流阀来改变水落管内的流动阻力。

根据一个有利的实施方案，供水元件和供水阀(参见B项)可以是单一结构单元。这可以意味着供水阀在供水元件的顶部处集成。

D.在进行生物净化的情况下，参照过滤器模块，所有模块元件的总和形成主反应器模块。模块的数量是任选的，尽管对于模块的数量和尺寸来说设备的尺寸的确是决定性的。进料至相应过滤器模块的废水直接来自废水供水储池的废水管线，而不是来自位于上方的前一个过滤器模块。同样地，在这种过滤器模块中过滤的水不被进料至进一步的、在下的过滤器模块，而是直接进料至中间储存部，其中中间储存部是排水收集箱(参见稍后的E项)。因此一个必要的特征在于以下事实：在没有另外的过滤器模块相互连接的情况下，实现了向相应过滤器模块的进料和净化以及从过滤器模块到中间储存部中的排放。然而，不应排除的是，在废水处理设备中设置的另外的过滤器模块彼此流体连接，使得将已经被过滤器模块过滤的水进料至进一步的、在下的过滤器模块。这意味着，废水可以任选地在每个第二水平或过滤器模块中进料。在这个实施方案中，过滤器模块包括多孔基底板，可以经由该多孔基底板将已经被在上的过滤器模块过滤的水滴加到在其下方设置的过滤器模块。被堆叠并且连接在一起的多个层的这种实体超过了之前所述的单一过滤器模块的功能。换句话说：可以通过将多个过滤器模块功能性地连接在一起来放大单一过滤器模块。对于在生物处理阶段内需要较长的停留时间段的重度污染的水以及由于进料至该层中的水的不同品质而将会在在下邻的过滤器模块中形成的不同的微生物变种来说，就是这种情况。

备选地或此外，可以将多个反应器模块连接在一起，其各自包括多个过滤器模块-其中这种连接也是连通的，因此仅利用了重力。

根据一个有利的实施方案，单一过滤器模块由三个区段组成：顶部区段是空气区段，在其内经由供水阀的来自供水储池的废水借助参照所讨论的过滤器模块的偏流板涌出或喷洒。另外，空气区段充当供应通道和用于通风的缓冲池。

第二区段是指过滤器基板。其应当由适合的材料形成，如，例如砂、碎石、合成基板或它们的混合物，其适合是用于微生物的载体介质。在这样的基板层中，进行机械、化学和生物过程以净化废水。在该区段的底部，存在具有足够小以防止基板渗透的网眼尺寸的土工织物(geotextile)。所述织物实现了经过滤的水能够向下滴落到第三区段中。

第三区段，即最下部区段形成收集净化水并且将其运送至中间储存部如排水储存容器的排水层(参见E项)。这通过足够稳定以支撑在上的区段的网眼布实现并且因此产生主要由空气填充的空间。这里同样，通常不需要泵来将水从第三区段中排出，因为可以得益于利用重力。在这种情况中，在排水储存容器内的最上部最高水位必须低于反应器模块的最低排水层。概括地说，仅利用水的重力来将其输送离开至中间储存部，例如经由在排水储存容器上方终止的倾斜延伸的出口。因此，在根据本发明的废水处理设备中，各种功能，如，例如进料、排出和通风被集成在一个简单处理的供水储池、供水阀和由多个过滤器模块组成的反应器模块的组合件中。

在一个具体的实施方案中，可以将植被种植在废水处理设备的最上层中。此最上层因此部分地形成芦苇床或植物过滤器系统。即使在下方设置的过滤器模块或模块上也可以种植植被，条件是可以获得植被同化所需的光。

关于过滤器模块的固定，提供了容纳它们全部的外壳，意指主反应器外壳，从而将主反应器模块相对于外部环境密封。外壁尤其是在废水处理设备沉入地面中时相对于地面提供密封。可以将任何过滤器模块单独地固定在外壳的所述壁处。

根据由发明人发现的一种最佳方式，在每个过滤器模块层上存在三个竖直管道区段，发挥三种功能：

1.静态支撑：每个过滤器模块通过这些管道区段支撑。对于最下部模块来说这甚至也同样成立，意味着将用于最低模块的管道区段放置在反应器模块的底部以分别支撑最低模块。并且甚至过滤器模块中的最上部过滤器模块也包括这些管道区段以能够在被放置在上方时支持供水储池。

2.排水：过滤器模块的底板在管道区段接触其的情况下是多孔的。由此，经过滤的水可以从任一过滤器模块以向下的方向流出。当将管道区段放置到所述底板上时，可以设置中间隔离物，将管道区段引导到其正确位置上。在这种情况中，所述隔离物实现废水还从一个上部管道区段流出到布置在下方的下一个管道区段。

3.通风和空气移除：借助管道区段，实现了通风以及空气移除：从供水储池(和可能的在前阶段)经由进料元件，到过滤器模块中，经由基板的孔，经由排水层，以及经由管道区段再向前例如到排水容器和工艺模块中。

另外地或备选地，提供了将彼此在其上堆叠的过滤器模块的那些排水层连接的至少一个竖直管道。在后一种情况中，过滤器模块可以固定在所述至少一个排水管道处。另外，甚至可以将具有足够小以防止基板渗透的网眼尺寸的土工织物固定在所述管道处以使得安装工作更容易。

E.现在参照被布置在主反应器模块的下游的一个优选实施方案的排水储存容器，通过各个过滤器模块的任何排水区段收集的全部水被接收在其中。在使用多于一个反应器模块的情况下，可以通过使实现在各个模块下方的排水储存部的液压连通(hydrauliccommunication)来形成公用排水储存部。为了能够省去泵，排水储存容器的最高水位的泵在高度上必须比最低过滤器模块的最低排水区段更低。排水储存容器因此起到作为用于被净化和被过滤的水的缓冲器的作用。自排水储存容器，可以将水液压地引导回到处理的起始阶段。这可以是任选的初步处理(参见以下I项)、再引入到供水储池中或者甚至直接引入至进料元件中。

F.根据本发明的一个优选实施方案，存在检查室，其作为最佳方式是嵌入到地面中的竖井(shaft)。检查室接收来自排水储存容器的水并且因此同样充当用于净化水的缓冲器。在所述检查室内，测量排水储存容器和检查室的共同水位并且之后可以将净化水泵出。自所述检查室，可以将水引导至用于处理、再利用或更大范围净化例如以再循环、脱氮、脱磷或消毒的形式的设施。脱氮阶段、脱磷阶段或消毒阶段可以形成为额外的模块，其形成在废水处理设备的模块化系统内部或者它们可以设置在设备的外部。

根据一个有利的实施方案，消毒过程在所述检查室内进行，其中消毒过程借助UV照射进行，或者例如通过隔膜技术、臭氧化或者砂或石英过滤进行。

然而，检查室的另一个主要目的是容纳工艺模块：

G.存在根据一个优选实施方案的集成工艺模块，其将大多数的测量和控制技术连同额外的液压组件中合并在一个单一结构单元中。因此，供应、安装和维护变得非常容易。换句话说，这意味着，仅必须观察和保证单一元件(即仅集成工艺模块)的功能。工艺模块优选包括用于液压和气动组件、通风设备等、控制和/或通讯模块、以及所需的任何传感器的所有需要的泵、球阀和电磁阀。另外，这样的工艺模块在包括所有电气和电子或敏感组件时可以在安装之前预先制备。方便地，可以使工艺模块的外壳不透水，使得内部的所有元件被良好保护。

在以下，阐述了工艺模块的一个优选实施方案的组件，其可以作为单一零件在工艺模块内分开地安装或者组合地安装：

集成工艺模块的一个组件是蓄压器。所述蓄压器实现将空气进料至进料阀中以及将空气从其中泵出。为了实现所述功能，蓄压器包括任何已知类型的泵。

在工艺模块内，也可以任选地存在消毒单元，例如UV消毒、膜技术、臭氧化或电解消毒。在通过过滤器模块净化之后，接着将使废水消毒。然而，如果将由检查室接收的量的废水再循环或输送至脱磷阶段，则不启动消毒阶段。优选使用消毒作为设备的最终处理步骤。因此，可以在中间阶段将消毒阶段关闭。维护可以借助对消毒装置和/或已处理水的试验样品的运行数小时来确定。在消毒阶段故障或损坏的情况中，应当给出电反馈。

工业过程测量和控制设备位于工艺模块内，尽管它们的部件从外部与其连接也是可以的。这种设备包括传感器集成电路(sensoric)以确定多个水位、泵的控制、用于控制不同流路的技术和对任选的UV阶段的控制。在存在进一步净化或消毒阶段的情况下，对其的控制甚至包括在所述工艺模块内。

至少存在处理数据值和设备的运行状态的控制逻辑。借助手动或自动检查监测，控制逻辑的数据可以被交换，同时由此设备可以远程控制。根据一个进一步优选的实施方案，存在处理放淤(colmation)的控制模块，所述放淤当过滤器模块例如被废水粒子或由于微生物活性堵塞或者被重度污染的废水过度负载时发生。在放淤的情况中，过滤器模块不再正确地发挥功能。之后需要排除放淤的过滤器模块以让其再生预定的时间段或在严重放淤的情况中更换过滤器模块。因此，这非常有助于识别早期阶段的放淤以避免以上的密集保养。为此，放淤控制包括识别系统：连续地发生多个反应器或过滤器模块的填装。在已填装特定反应器之后，在填装下一个反应器之前将会经过预定的时间段。这通过进料阀的恰当控制而确保。在已填装一个所讨论的反应器之后，等待废水从相应的过滤器模块基板下落进入排水层中并且再向前进入排水储存容器和检查室中。必须选择在填装下一个反应器之前的时间窗口，以使通过排水储存容器接收了主要量的经过滤的水。在所述等待时间段期间，存在确切的水位测量，显示出在排水储存容器内升高水位的动力学。这种排水动力学被分配给所讨论的反应器并且可以与所述反应器的之前测量数据进行比较。持续地储存和比较这些数据得到反应器状态的非常可靠和有意义的评估。因此，可以在极早期状态下非常容易地识别放淤。

根据一个具体实施方案，单一过滤器模块或反应器的各个过滤器层装配有相应的阀。由此，可以分开并且单独地填装任何过滤器层，导致可以分开地对各个过滤器层检查和识别放淤。

H.根据一个有利的实施方案，在废水处理设备内集成了脱磷阶段。可以选择性地控制所述脱磷阶段。在其内实现所述脱磷的容器填充有能够结合磷光体的铁屑。相应的脱磷容器与可以从其中抽取滤液以将其进料至外部流出物的工艺模块连接。此外，如以上所述，可以存在从容纳工艺模块的检查室回到供水储池的再循环。

最后，为了脱氮的目标，存在另外的备选方案以将检查室的内容物进料至布置在供水储池上游的初步处理：

I.本发明的废水处理设备的任选的初步处理可以布置在供水储池上游并且传统地包括三个预净化阶段，即串联的隔室。这些初步处理隔室确实包括固体粒子的沉降以及漂浮物质的浮选。归因于这些隔室中的任何一个的特定体积，它们确实还起到用于废水处理设备的缓冲器的作用。在也存在脱磷阶段的情况中，存在从脱磷到初步处理的溢流。

实施方案详述

在以下，参照附图阐释本发明，附图中

-图1示出了供水储池、进料阀和主反应器的操作概念，连同包括偏流板的进料元件的细节；

-图2示出了进料元件的不同的便利实施方案；

-图3是废水处理设备的组件的流程图；

-图4示出了废水处理设备的结构单元，包括初步处理、排水储存容器和检查室；

-图5示出了进料阀的一种例示实施方案；并且

-图6是图5的进料阀的透视图；

-图7示出了借助竖直管道区段钉在彼此顶部上的过滤器模块的横截面。

在进入附图的细节之前，应当指出，对于图中任何组件的比例的表示不反映真实尺寸，因为它们仅是示意性地表示。

如在图1中看到的，本发明的废水处理设备包括接收来自流入物(可能来自初步处理(容器)8，来自排水储存容器80或蓄压器102的再循环)的废水的供水储池10。供水储池10的尺寸为容纳便利体积的废水，所述体积依赖于布置在供水储池下游的过滤器模块50的总和的容量进行调整。在所述供水储池内，限定了最低水位12，其对于与反应器模块30(包括过滤器模块的实体)相关的储水池的高度位置来说是决定性的。原因在于：根据本发明，仅通过重力达到用于将废水从供水储池输送至主反应器的力。因此，从供水储池到主反应器的路线必须是下降或自由下落的线路。此外，还限定了在供水储池10内的最高水位14，其连同最低水位12一起指示可以在供水储池10内被缓冲的废水的合适体积16。

在从供水储池10开始到反应器模块30的自由下落线路之间存在相互连接的进料阀20。进料阀旨在产生被进料至反应器模块30中并且因此分别进料到各个过滤器模块上的废水的喷涌。只有借助足够强的水喷涌，才能够实现必要的流动速度，其对于通过使水涌出或喷洒至相应的过滤器模块上的最佳喷射和分布是需要的。

为了控制进料阀20进入打开和关闭状态，提供了可以利用其在阀内部产生空气屏障的空气入口22。当通过从阀抽出所述空气来打开进料阀时，归因于通过供水储池的填充水平和朝向进料阀的下降坡度引起的废水的总压力，水的喷涌通过进料阀，并且再向前通过重力进入进料元件40中。进料元件40包括水落管42，废水从该水落管被输送到多个偏流板44上，该多个偏流板将待净化的废水分布到相应过滤器模块50上。每个过滤器模块包括空气空间52，其中废水被分布至位于下方的过滤器基板54上。在过滤器基板54的底部，布置了具有足够小以防止所述基板渗透的网眼尺寸的土工织物56。过滤器模块的最下部区段提供了包括一层网眼布的排水层60。每个排水层60开口进入用于经过滤的水的收集排水通道中。

因此，来自任何过滤器模块的所有被过滤的水在反应器模块30内合并-根据所示的实施方案在反应器模块30的圆周壁内侧实现。自那里，被过滤的水接着进一步传送至例如排水储存容器80。

图2现在示出了进料元件的两种示例性不同实施方案：在左手侧，示出了布置了具有交错管道的管道在管道中的构造的进料元件。在构成用于相应过滤器模块的水落管42的每个单一管道周围，存在固定在所述管道处的偏流板44。在任何水落管42的出口和相应偏流板44之间，设置有间隙48，废水经由该间隙被引入相应过滤器模块中。根据各个偏流板的边缘46，分别限定喷洒角度，其对于将废水分布在整个过滤器模块平面上来说是决定性的。

根据图2的右手侧实施方案，存在进料元件40的单一管道构造。在其内示出的偏流板44固定至水落管管道，使得各个偏流板的内部区域朝向水落管管道的中心线延伸并且由此产生挡板元件，意味着具有针对向下流动的进一步路线的特定阻挡物。在各个挡板的所述内部区域内，留下废水可以通过其进一步向下以被输送至下一个紧随的偏流板和/或挡板的孔。要指出的是，在任何挡板中形成的孔由挡板横截面的具体所需的缩减49来确定。从最上部挡板开始到最下部挡板，所述间隔孔(clearance hole)减小得越来越多。此外，存在便利的停止脊47，其用于在间隙48前方产生冲击压力。其用于控制到达相应偏流板上的废水的量。在这里，同样，各个偏流板的边缘46限定将废水发射至相应过滤器模块上的角度。

图3是以自解释方式阐明废水处理设备的特定组件的相互作用和操作的流程图。

图4示出了废水处理设备的结构单元，包括初步处理8、排水储存容器80和包括工艺模块100的检查室90。

废水从流入物6进入其中的初步处理8包括通过自由下落的线路相互连接的三个初步阶段。所述初步处理的目标是待净化的废水的缓冲、固体粒子的沉降以及重量轻的物质的浮选。自初步处理8的最后阶段，废水然后通过重力流动到供水储池10中。在图4中所示的本情形中，存在全部分配至两个反应器模块30的两个储水池，其各自包括相应数量的过滤器模块50。因为两个供水储池彼此液压连接，所以可以将它们在其功能上也视为单一供水储池。

根据所示出的实施方案，两个供水储池10均分别直接布置在主反应器30的上方。这使得可以以非常适合的方式使用在图5(参见以下)中示出的进料阀。

自这两个反应器，净化的水接着通过自由下落和因此通过重力进一步进料到排水储存容器80中。根据所示出的实施方案，排水储存容器80和检查室90是将这些元件组合在一起的同一个容器。在后者之内，布置了容纳所有的控制和气动设备的工艺模块100。自所述组合的容器，净化的废水通过外部流出物流出，或者备选地流至也在检查室内的脱磷阶段。额外和或任选的，可以将在排水储存容器80或检查室90中的水泵送回到供水储池中，或者直接泵送至进料元件中，并且因此再循环至所述主反应器或所述多个主反应器中。

图5公开了便利的进料阀20的一种实施方案，其具有这样的构造：根据该构造，多个管道以特定且不同的高度和直径尺寸交错从而提供多个溢流。所述构造还包括空气入口和空气出口从而产生气垫形式的空气屏障用于关闭和打开阀。下图示出了自上方的阀。

该构造示出了全部四个管道(然而，其一般构思不受限于四个管道的数量)。选择各个管道的直径，以使流动横截面经过沿着该阀的整个流路是相等的并且被保持。所示出的管道非同心地交错，但是它们甚至也可以同心地交错。在阀的顶部处，示出了上部封闭盖24，除了设置在其上的空气入口和出口22(还参见图6)外，其将阀封闭。当将空气进料至阀中时，气垫在盖24下方的阀的内侧处形成并且包括在交错管道中。取决于进料的空气的产生量和压力，气垫在其厚度上可以变化。标号21表示在上部盖24上的开口，所述开口的目的是用于阀的溢流。考虑到用于废水的分批进料的阀起的作用，所述开口是任选的。开口的目的是便利的溢流功能和通风功能。

在阀的底部，也存在封闭盖24，其包括出口开口，该出口开口与水从其中离开阀的最小管道具有相同尺寸。图中所示的箭头确实公开了水通过阀的流路。标号23表示支撑环，借助该支撑环可以将进料阀安放在供水储池(未在图5中示出)中。例如，图4的废水设备的构造，即在将供水储池直接布置主反应器上方的情况下，可以将图5的进料阀适宜地安装在供水储池的底壁中。为此，将间隔孔设置在底壁上，其中将进料阀塞住，直到支撑环牢固地位于紧配合件(close fit)上，意味着所述紧配合件将从供水储池到下方进料元件的通道密封。

图6是如图5中所示的进料阀的透视图。然而，空气入口开口22处于不同位置。由此，发挥功能的理解增强。对于还起应急溢流的作用的通风开口21的功能来说，这尤其是同样成立的。在阀不能正确地打开的情况下-可能归因于将气垫取出的故障(这是将阀关闭所需的)-废水将仍然能够经由通风开口21离开进料阀进入进料元件中并且进一步进入反应器中。由此，避免了任何废水堰塞或保留返回到将其废水进料至供水储池中的家庭的风险。

图7示出了在未示出基板的情况下的过滤器模块50的横截面。它们借助竖直管道区段62钉在彼此的顶部上，在区段D中形成了作为最佳方式提及的排水通道61。在这里，示出了两个竖直管道区段62，它们中的右侧一个是剖视图。它们发挥静态、排水和通风的功能。在详细的视图中，示出了中间间隔物63，其将管道区段引导至其正确位置，以及实现了废水的流出和从排水层60到该管道区段的通风。

附图标号：

6 流入物

8 初步处理

10 供水储池

12 供水储池的最低水位

14 供水储池的最高水位

16 适合体积水位

20 进料阀

21 溢流开口

22 进料阀的空气入口和出口

23 支撑环

24 封闭盖

30 反应器模块

40 进料元件

42 水落管

44 偏流板

46 偏流板的偏流板边缘

47 停止脊

48 水落管出口和偏流板之间的间隙

49 用于缩减横截面的挡板

50 过滤器模块

52 过滤器模块的空气空间

54 过滤器基板

56 土工织物

58 网

60 排水层

61 排水通道

62 竖直管道区段

63 中间间隔物

64 排水开口

80 排水储存容器

90 检查室

100 工艺模块

102 空气容器/蓄压器

Claims (14)

1.废水处理设备，所述废水处理设备包括至少一个主反应器模块(30)，所述主反应器模块(30)具有以一个在另一个下方布置的多个过滤器模块(50)，各个过滤器模块通过用来自供水元件(40)的废水单独地填装而独立地处理废水，所述供水元件(40)包括至少一个水落管(42)，所述水落管用于通过重力将所述水从所述供水元件分别推进到由所述供水元件包含并且与过滤器模块相关联的至少一个偏流板(44)上，所述偏流板借助用于形成相对于水平面的预定排放角的设计，依赖于所述废水的压力在所述水落管的出口处产生所述废水的偏移，从而分别以相同的方式通过使所述废水从各个偏流板涌出而将所述废水均匀地分布到每个独立的过滤器模块中。

2.根据权利要求1所述的废水处理设备，

其特征在于，所述设备包括供水储池(10)，在所述供水储池中限定了在高度上比所述过滤器模块(50)中的任一个更高的最低水位(12)，并且所述设备还包括设置在所述供水储池(10)下游并且通向所述供水元件(40)的供水阀(20)，所述供水阀使得废水能够分批进料至所述供水元件。

3.根据权利要求2所述的废水处理设备，

其特征在于，所述供水阀(20)具有这样的构造：根据所述构造，多个管道以从最外部到内部管道变小的高度和直径尺寸交错从而提供多个溢流，其中归因于各个管道的预定直径，流动横截面在沿着所述阀的整个流路上是基本上相等的并且被保持。

4.根据权利要求3所述的废水处理设备，

其特征在于，所述空气入口(22)与通风装置连接，所述通风装置的功能是控制所述阀。

5.根据前述权利要求中任一项所述的废水处理设备，

其特征在于，过滤器模块(50)包括上部空气空间(52)、中间过滤器基板(54)和下部排水层(60)。

6.根据权利要求5所述的废水处理设备，

其特征在于，所述过滤器基板(54)包括在其底部处的具有足够小以防止所述基板渗透的网眼尺寸的土工织物(56)和网布(58)以形成排水通道。

7.根据前述权利要求中任一项所述的废水处理设备，其特征在于，初步处理(8)连接在所述供水储池(10)的上游，从而实现

a)废水至所述供水储池的缓冲

b)固体物质的沉降，和

c)脂肪物质的浮选。

8.根据前述权利要求中任一项所述的废水处理设备，其特征在于，排水储存容器(80)连接在过滤器模块(50)的所述反应器模块的下游，从而收集和缓冲经净化的废水。

9.根据前述权利要求中任一项所述的废水处理设备，其特征在于，设置检查室(90)，其容纳有集成的工艺模块(100)。

10.根据权利要求8或9所述的废水处理设备，

其特征在于，将所述排水储存容器(80)和所述检查室(90)组合以构成单一储池。

11.用于在废水处理设备中处理废水的方法，所述废水处理设备包括具有多个堆叠式过滤器模块(50)的主反应器模块(30)，各个过滤器模块借助产生压力，通过用废水单独地分批填装而独立地净化废水，所述压力被确定为使得所述废水借助参照过滤器模块(50)的偏流板(44)被排放到各个过滤器模块上，所述偏流板依赖于废水的总压力产生所述废水的偏移，导致所述废水分别以相对于水平面的排放角从所述偏流板(44)涌出到每个独立的过滤器模块上。

12.根据权利要求11所述的方法，

其特征在于，所述废水从供水储池(10)进料，其中废水流动的总压力借助所述供水储池(10)的填充水平连同由从所述供水储池朝向所述主反应器模块的下降坡度线作为目标的重力产生，其中调节所述供水储池内的所述填充水平并且用于分批填装的压力借助在所述供水储池和所述主反应器模块之间相互连接的供水阀(20)产生。

13.根据权利要求12所述的方法，

其特征在于，所述总压力通过测量经过所述供水阀(20)的流量来监测。

14.根据权利要求12或13所述的方法，

其特征在于，所述供水储池中的水位通过测量在所述供水阀(20)中形成的空气屏障的空气压力来监测。