DE102004019962A1 - Small portable plant for treatment of raw domestic sewage and gray water includes provisions for sedimentation, activated sludge treatment, and maintenance - Google Patents

Small portable plant for treatment of raw domestic sewage and gray water includes provisions for sedimentation, activated sludge treatment, and maintenance Download PDF

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Abstract

The closed housing (1) contains volumes for two stages, comprising primary sedimentation (2) and an activated sludge unit (3) with immersed membranes. A service water storage reservoir (6) is included. There are also an access (4) and a maintenance chamber (5). The sedimentation- and activated sludge stages are adjacent. The width of the housing is the sum of their respective widths. Casing height provides adequate working space out of the weather, for a person gaining access to the maintenance chamber via the entry (4). The surface of the service water storage unit is used for standing.

Description

Die Erfindung betrifft eine modular aufgebaute Kleinkläranlage zur nicht dauerhaft ortsgebundenen Nutzung.The The invention relates to a modular sewage treatment plant for non-permanent local use.

In diesen modular aufgebauten Kleinkläranlagen kann das gesamte häusliche Abwasser, das heißt Schwarz- und/oder Grauwasser, sowie häuslichem Abwasser in seiner Zusammensetzung ähnlichem Abwasser vollbiologisch gereinigt werden.In these modular small wastewater treatment plants, the entire domestic Wastewater, that is Black and / or gray water, as well as domestic sewage in his Composition similar Wastewater to be fully biological cleaned.

Es ist bekannt, Verfahren zur biologischen Reinigung von organisch belasteten Abwässern, bei dem die gelösten Abwasserinhaltsstoffe mikrobiologisch umgesetzt werden und das behandelte Abwasser anschließend von dem biologischen Schlamm abgetrennt wird, einzusetzen, bei welchen die mikrobielle Umsetzung unter Überdruck ausgeführt wird und die Abtrennung des behandelten Abwassers vom biologischen Schlamm durch eine Membran- oder Ultrafiltration vorgenommen wird.It is known, process for biological purification of organic contaminated wastewater, where the solved Wastewater ingredients are microbiologically reacted and the treated Wastewater afterwards is separated from the biological mud to use, in which the microbial conversion under overpressure accomplished and the separation of the treated wastewater from the biological Sludge is made by a membrane or ultrafiltration.

Es sind auch geregelte Oxydationskleinkläranlagen als Kleinklärsystem für Haushaltsabwässer und gewerbliche Schmutzwässer bekannt, welche vollbiologisch arbeiten und bei denen die Verbindungen (Zu- und Abflüsse) zwischen Vorhaltebecken, Belebungsschacht, Nachklärung und Stapelraum des Klärschlamms, ebenso wie die Luftzufuhr in den Belebungsschacht (Oxydation) durch elektronischpneumatische Steuerung geregelt werden, so dass ein hoher Mineralisierungsgrad des Klärgutes erreicht wird.It are also regulated small oxidation treatment plants as Kleinlärsystem for household wastewater and commercial wastewaters known which work fully biological and in which the compounds (Inflows and outflows) between retention basin, activation shaft, secondary clarification and Stacking room of sewage sludge, as well as the air supply into the activation shaft (oxidation) be controlled electronically, so that a high degree of mineralization of Klärgutes is achieved.

Bekannt sind auch Mehrkammerkleinkläranlagen, bei denen die vorhandenen Verbindungs- und Überlauföffnungen verschlossen werden, wobei das zu reinigende Abwasser durch pneumatische Pumpen chargenweise und geregelt von Kammer zu Kammer transportiert wird.Known are also multi-chamber small sewage treatment plants, in which the existing connection and overflow openings are closed, wherein the wastewater to be purified by pneumatic pumps in batches and is transported regulated from chamber to chamber.

Es sind auch Kleinkläranlagen, ausgeführt als Aufstau-Überlüftungsanlage mit Belüftung durch Oberflächenkreisel oder mittels eines Rührwerkes und Zusatzlufteinspeisung bekannt.It are also small wastewater treatment plants, executed as Impoundment over-ventilation system with ventilation by surface gyros or by means of a stirrer and Additional air supply known.

Weiterhin sind auch Varianten als Aufstau-Oxidationsanlage in Schachtbauweise bekannt, welche in einem Schachtbehälter Vorklärschacht, Oxidationsschacht und Nachklärschacht vereinigen.Farther are also variants as Aufstau oxidation plant known in manhole construction, which in a shaft container Vorklärschacht, oxidation shaft and secondary clarifier unite.

Bekannt ist weithin, daß mit Membranen, insbesondere mit Mikrofiltrationsmembranen eine weitgehende Abtrennung von Feststoffen aus Flüssigkeiten direkt im Belebungstank möglich ist.Known is far and away that with Membranes, especially with microfiltration membranes a large extent Separation of solids from liquids directly in the aeration tank possible is.

Bei Kläranlagen mit Belebungsbecken sind bisher im kommunalen Bereich mit hohen TS- Konzentrationen nur Crossflow- Anlagen im Einsatz.at sewage treatment plants with aeration basins are so far in the municipal area with high TS concentrations only crossflow plants in use.

Zur Verhinderung von Ablagerungen beziehungsweise Deckschichten beim Crossflow- Verfahren auf den Membranen wird ein Gas/Flüssigkeitsgemisch mit einer genügend turbulenten Strömung oder aber auch die Reibung der Membranen aneinander ausgenutzt. Die transmembrane Druckdifferenz wird dabei durch Anlegen eines negativen Überdrucks, welcher durch Pumpen oder unter der Ausnutzung der Schwerkraft erzeugt wird, auf der Permeatseite überwunden.to Prevention of deposits or cover layers during Crossflow process on the membranes becomes a gas / liquid mixture with enough turbulent flow or even the friction of the membranes used together. The transmembrane pressure difference is thereby by applying a negative overpressure, which by pumping or by utilizing gravity, overcome on the permeate side.

Kleinkläranlagen gemäß DIN 4261 Teil 1/2 für weniger als 8 m3 Abwasser pro Tag werden bisher als abflußlose Gruben, Dreikammerklärgruben, Tropfkörper-, Belebungsanlagen, beziehungsweise Pflanzenkläranlagen ausgeführt.Small sewage treatment plants in accordance with DIN 4261 Part 1/2 for less than 8 m 3 of wastewater per day are so far carried out as run-off pits, three-chamber septic tanks, trickling filter, activated sludge plants, or plant sewage treatment plants.

Aus der Offenlegungsschrift DE 19534657 ist eine Kleinkläranlage für häusliches Abwasser, mit Speicher, Belebung, Nachklärung und nicht näher erläuterten späteren Stufen bekannt.From the publication DE 19534657 is a small sewage treatment plant for domestic sewage, with memory, animation, secondary clarification and unspecified later stages known.

Bei diesem Verfahren handelt es sich um ein konventionelles Belebtschlammverfahren ohne getauchte Mikrofilter, bei dem das Abwasser nur durch Sedimentation von Belebtschlammflocken/Bakterien gereinigt wird.at This process is a conventional activated sludge process without submerged microfilters, where the wastewater only by sedimentation is purified from activated sludge flakes / bacteria.

Nachteilig ist dabei, daß eine weitgehende Keimfreiheit mit einem Nachklärbecken mit Sedimentation/Schwerkraftabtrennung nicht möglich ist und daß Grobstoffe im Vorklärbehälter nicht zerteilt und damit dem biologischen Prozeß nicht zugänglich gemacht werden, der Primärschlammanfall sehr hoch ist und die beschriebene Anlage nicht in geschlossenen Räumen betrieben werden kann.adversely is there a extensive sterility with a secondary sedimentation tank with sedimentation / gravity separation not possible is and that coarse material not in the pre-treatment tank and thus not made available to the biological process, the Primary sludge production is very high and the plant described not in closed clear can be operated.

Weiterhin sind Anlagen bekannt, welche unter Verwendung von Nachklärbecken mit Sedimentation/Schwerkraftabtrennung arbeiten.Farther are plants known which using secondary sedimentation tanks work with sedimentation / gravity separation.

Diese werden beispielsweise beschrieben in der JP 54-63553 sowie in einem Artikel der Zeitschrift BlOforum 4/94, S. 129–135.These are described, for example, in JP 54-63553 and in a Article of the journal BlOforum 4/94, pp. 129-135.

Dabei wird das Abwasser nur durch Sedimentation von Belebtschlammflocken/Bakterien gereinigt. Eine weitgehende Keimfreiheit ist mit lediglich einem Nachklärbecken mit Sedimentation/Schwerkraftabtrennung nicht möglich, der Einsatz von Kreiselpumpen, wie vorgeschlagen in der JP 54-63553, hat den Nachteil, daß die eingesetzten Kreiselpumpen anfällig im Belebtschlamm sind und die Flockenstruktur des Belebtschlammes zerstören.there The wastewater is only by sedimentation of activated sludge flakes / bacteria cleaned. An extensive sterility is with only one secondary clarifier with sedimentation / gravity separation not possible, the use of centrifugal pumps, as proposed in JP 54-63553, has the disadvantage that the used Centrifugal pumps prone in the activated sludge and the flake structure of the activated sludge to destroy.

Alle bisher bekannten Kleinkläranlagen weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie nach einem bekannten Verfahren mit den drei Verfahrensstufen Vorklärung, Oxidation und Nachklärung arbeiten.All previously known small sewage treatment plants However, they have the disadvantage that they according to a known Process with the three process steps primary treatment, oxidation and secondary treatment work.

Desweiteren läuft bei den bisher bekannten Kleinkläranlagen ein hydraulischer Stoß nur geringfügig gedämpft durch alle Verfahrenstufen. Das hat eine verringerte Aufenthaltszeit und einen erhöhten Schlammanteil und damit eine schlechtere Reinigungsleistung zur Folge.Furthermore comes on the previously known small sewage treatment plants a hydraulic shock only slight muted through all process stages. This has a reduced residence time and an increased amount of mud and thus a worse cleaning performance.

Aus kommunalen Kleinkläranlagen müssen oft große Volumina ein bis mehrmals im Jahr entsorgt werden. Hierzu wird der Schlamm aus der Vorklärung oder anderen Behältern wie Becken oder Tanks entnommen. Dieser entnommene Fäkalschlamm aus der Vorklärung wirkt geruchsbelästigend und ist hygienisch bedenklich.Out municipal sewage treatment plants often have to size Volumes are disposed of once or several times a year. For this purpose, the Mud from the primary treatment or other containers like tanks or tanks taken. This removed fecal sludge from the primary treatment has an unpleasant odor and is hygienically questionable.

Nachteilig ist außerdem, daß konventionelle Abwassertauchmotorpumpen drehende Teile enthalten, die vor allem bei geringen elektrischen Anschlußleistungen nicht über längere Zeit hinweg zuverlässig arbeiten.adversely is also that conventional waste water submersible pumps contain rotating parts, especially at low electrical port services no over longer Reliable time work.

Die im Abwasser enthaltenen Verunreinigungen wie beispielsweise Haare und andere Fasern führen dabei häufig zum Ausfall der Pumpe.The Contaminated impurities such as hair and other fibers often to the failure of the pump.

Auch sind aus der DE 198 07 890.0 Kläranlagen bekannt, welche die Membrantechnologie nutzen.Also are from the DE 198 07 890.0 Wastewater treatment plants are known which use membrane technology.

Nachteilig bei allen diesen Anlagen ist jedoch, dass erforderliche Eingriffe bei in Außenbereichen aufgestellten Anlagen nur bei Frostfreiheit vorgenommen werden können und durch deshalb des öfteren überschrittene Wartungsintervalle nur eingeschränkt leistungsfähig sind beziehungsweise bauartbedingt nur in geschlossenen Räumen einsetzbar sindadversely however, with all these facilities, that is required interventions in outdoor areas set up installations can only be made with frost-free and therefore often exceeded Maintenance intervals only limited powerful are due to design or use only in closed rooms

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Abwasserreinigung zu schaffen, welche energieoptimiert arbeitet und für die Behandlung von häuslichem Abwasser sowie häuslichem Abwasser in seiner Zusammensetzung ähnlichem Abwasser geeignet sowie ortsunabhängig auch außerhalb von Gebäuden einsetzbar ist.task The invention is to a device for wastewater treatment create, which works energy-optimized and for the treatment of domestic Sewage as well as domestic Wastewater suitable in its composition similar wastewater as well anywhere also outside of buildings can be used.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß dem Hauptanspruch 1 gelöst, in den Unteransprüchen 2 bis 5 sind weitere Gestaltungsmöglichkeiten beschrieben.These The object is achieved by a device according to the main claim 1, in the dependent claims 2 to 5 further design options are described.

Die erfindungsgemäße Kleinkläranlage soll nachfolgend näher erläutert werden.The Small wastewater treatment plant according to the invention should be closer below explained become.

Hierzu dienen die 1 und 2, welche die Kleinkläranlage in unterschiedlicher geometrischer Ausführung darstellt.Serve this purpose 1 and 2 , which represents the small sewage treatment plant in different geometrical design.

Abweichend von den dargestellten geometrischen Ausführungsvarianten sind jedoch auch weitere Varianten denkbar und als dem Schutzumfang unterliegend zu betrachten.deviant However, of the illustrated geometric embodiments are also other variants conceivable and as subject to the scope consider.

Die erfindungsgemäßen modulare Kleinkläranlage besteht aus einem geschlossenen Kammergehäuse 1, in welchem zwei Verfahrensstufen, nämlich eine Vorklärkammer 2 und eine Belebungsstufe 3 mit getauchten Membranen angeordnet sind.The modular small wastewater treatment plant according to the invention consists of a closed chamber housing 1 , in which two process stages, namely a pre-clearing chamber 2 and an activation stage 3 are arranged with dipped membranes.

Vorzugsweise sind dabei die Vorklärkammer 2 und die Belebungsstufe 3 nebeneinander angeordnet, da diese beiden Kammern verfahrenstechnisch in Verbindung zueinander stehen.Preferably, the pre-treatment chamber 2 and the activation level 3 arranged side by side, since these two chambers are procedurally related to each other.

Das Kammergehäuse 1 ist so dimensioniert, dass seine Breite der Summe der Breite der Vorklärkammer 2 und der Belebungsstufe 3 entspricht.The chamber housing 1 is dimensioned so that its width is the sum of the width of the primary chamber 2 and the activation level 3 equivalent.

Die Höhe des Kammergehäuses 1 ist so dimensioniert, dass eine Person, durch den Zustieg 4 in der oberen Fläche des Kammergehäuses 1 einsteigend, sich in dem Wartungsraum 5 für die durchzuführenden Arbeiten ausreichend bewegen kann.The height of the chamber housing 1 is dimensioned so that a person, by boarding 4 in the upper surface of the chamber housing 1 entering, in the maintenance room 5 can sufficiently move for the work to be carried out.

Eine weitere Kammer 6 als Speicher für das im Klärprozess gewonnene Brauchwasser ist im Bodenbereich des Kammergehäuses 1 so angeordnet und ausgestaltet, dass es für die zur Wartung einsteigende Person als Lauffläche zu verwenden ist.Another chamber 6 as storage for the process water obtained in the process of clarification is in the bottom area of the chamber housing 1 arranged and designed so that it is to be used as a tread for the person entering for maintenance.

Durch diesen zusätzlich angeordneten Brauchwasserspeicher 6 wird eine erhöhte Druckdifferenz über den Membranen realisiert und es ist daher möglich, dass Brauchwasser auch ohne Pumpe aus der Anlage zu heben.By this additionally arranged hot water tank 6 an increased pressure difference across the membranes is realized and it is therefore possible to raise the process water without pump from the plant.

Dabei ist die Vorklärkammer 2 über ihre eigentliche Aufgabe als Speicher für Grobstoffe und Schlamm hinaus zusätzlich als Abwasserspeicher dimensioniert.Here is the pretreatment chamber 2 in addition to its actual function as a storage for coarse material and sludge also dimensioned as a wastewater storage.

In der Vorklärkammer 2 ist eine Umwälzeinrichtung und eine Fördereinrichtung angeordnet.In the primary clarification chamber 2 a circulation device and a conveyor is arranged.

Der Belebungstank 3 ist über eine weitere Rohrverbindung mit einem Brauchwasserspeicher 6 verbunden.The activation tank 3 is via another pipe connection with a water heater 6 connected.

Dazu ist im oberen Bereich des Belebungstanks 3 eine mit Mikrofiltrationsmembranen ausgestattete Austrittsöffnung angeordnet.This is in the upper part of the aeration tank 3 arranged equipped with microfiltration membranes outlet opening.

Die austretende Abluft aus beiden Tanks 2 und 3 wird mittels Rohrverbindungen abgeführt.The exiting exhaust air from both tanks 2 and 3 is removed by means of pipe connections.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ist durch die Ausführung und Dimensionierung des Kammergehäuses 1 eine Anpassung desselben an den Einsatzort der Kleinkläranlage möglich.In a further embodiment of the solution according to the invention is due to the design and dimensioning of the chamber housing 1 an adaptation of the same to the site of the small wastewater treatment plant possible.

So ist dieses Kammergehäuse 1 so auszuführen, dass ein Anheben mittels Hubmitteln wie Krane etc. ohne Verformung des Kammergehäuses 1 möglich ist.So is this chamber housing 1 to be carried out so that lifting by means of lifting such as cranes, etc. without deformation of the chamber housing 1 is possible.

Auch ist es denkbar, die Kleinkläranlage für dauerhaften Einsatz in das Erdreich einzubringen.Also it is conceivable, the small sewage treatment plant for permanent Insert into the soil.

Die für solche Kleinkläranlagen vorgeschriebenen chemischen und physikalischen Parameter zur Abwasserqualität werden im verfahrenstechnischen Ablauf sicher eingehalten.The for such small wastewater treatment prescribed chemical and physical parameters for wastewater quality safely adhered to in the process engineering process.

Das gereinigte Abwasser ist zusätzlich weitgehend keimfrei und kann somit als Brauchwasser für eine weitere Nutzung gespeichert werden.The Purified wastewater is additional largely germ-free and can thus be used as service water for another Use to be saved.

Ein weitere Vorteil der erfindungsgemäßen Kleinkläranlage besteht darin, daß ein Einsatz von Niederspannungsantrieben mit beispielsweise Solarenergie ermöglicht wird.One Another advantage of the small wastewater treatment plant according to the invention is that an insert Low-voltage drives with solar energy, for example, is made possible.

Claims (5)

Transportable Kleinkläranlage zum Behandeln von Schwarz- und/oder Grauwasser, häuslichem Abwasser sowie häuslichem Abwasser in seiner Zusammensetzung ähnlichem Abwasser, ebenerdig aufstellbar sowie für den direkte Erdeinbau verwendbar, bestehend aus einem geschlossenen Kammergehäuse 1, in welchem zwei Verfahrensstufen, nämlich eine Vorklärkammer 2 und eine Belebungsstufe 3 mit getauchten Membranen sowie ein Brauchwasserspeicher 6, ein Zustieg 4 sowie ein Wartungsraum 5 angeordnet sind.Portable small sewage treatment plant for the treatment of black and / or gray water, domestic sewage and domestic sewage in its composition similar wastewater, installable at ground level and suitable for direct soil installation, consisting of a closed chamber housing 1 , in which two process stages, namely a pre-clearing chamber 2 and an activation stage 3 with dipped membranes and a water heater 6 , an approach 4 as well as a maintenance room 5 are arranged. Transportable Kleinkläranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorklärkammer 2 und die Belebungsstufe 3 nebeneinander angeordnet sind.Transportable wastewater treatment plant according to claim 1, characterized in that the pretreatment chamber 2 and the activation level 3 are arranged side by side. Transportable Kleinkläranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kammergehäuse 1 so dimensioniert ist, dass seine Breite der Summe der Breite der Vorklärkammer 2 und der Belebungsstufe 3 entspricht.Transportable wastewater treatment plant according to claim 1, characterized in that the chamber housing 1 is dimensioned so that its width is the sum of the width of the pre-clearing chamber 2 and the activation level 3 equivalent. Transportable Kleinkläranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Kammergehäuses 1 so dimensioniert ist, dass eine Person, durch den Zustieg 4 in der oberen Fläche des Kammergehäuses 1 einsteigend, sich in dem Wartungsraum 5 für die durchzuführenden Arbeiten ausreichend und witterungsunabhängig bewegen kann. Transportable wastewater treatment plant according to claim 1, characterized in that the height of the chamber housing 1 is dimensioned so that a person, by the approach 4 in the upper surface of the chamber housing 1 entering, in the maintenance room 5 for the work to be carried out sufficiently and weather-independent move. Transportable Kleinkläranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Brauchwasserspeichers 6 für die zur Wartung einsteigende Person als Lauffläche zu verwenden ist.Transportable small wastewater treatment plant according to claim 1, characterized in that the surface of the hot water tank 6 is to be used as a tread for the person entering the maintenance.
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