DE102005014301A1

DE102005014301A1 - Verfahren und Vorrichtung zur einfachen Dosierung von Fällmittel zur Phosphatelimination mittels Druckluft in Abwasserbehandlungsanlagen

Info

Publication number: DE102005014301A1
Application number: DE200510014301
Authority: DE
Inventors: Reinhard Boller
Original assignee: Boller Reinhard Dipl-Ing
Current assignee: Boller Reinhard Dipl-Ing
Priority date: 2005-03-24
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2006-09-28
Anticipated expiration: 2025-03-25
Also published as: DE202005021136U1; DE102005014301B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur einfachen Dosierung von Fällmittel zur Phosphatelimination mittels Druckluft in Abwasserbehandlungsanlagen, vorzugsweise in Kleinkläranlagen und kleinen Kläranlagen, bestehend aus einem Behälter zur Bevorratung des Fällmittels, einer Dosiereinheit, einer Fällmittelleitung, einer zuführenden Leitung sowie einer Verbindung zwischen Vorratsbehälter und Dosierbehälter. Die vorzugsweise Anwendung erfolgt in Kleinkläranlagen und kleinen Kläranlagen mit SBR-Verfahren, Festbettverfahren oder Belebungsverfahren oder sonstigen Verfahren, vorzugsweise mit mindestens einem Luftverdichter/Kompressor.

Description

Kleinkläranlagen oder kleine Kläranlagen dienen der dezentralen Abwasserbeseitigung in ländlich strukturierten Gebieten, in denen aus wirtschaftlichen oder sonstigen Gründen heraus kein Kanalanschluss vorhanden ist oder hergestellt wird bzw. werden kann.
Hier wird die aus den bestehenden gesetzlichen Verpflichtungen heraus resultierende Notwendigkeit der Abwasserreinigung durch Kleinkläranlagen realisiert.
Bei der Abwasserreinigung mit Kleinkläranlagen oder kleinen Kläranlagen steht die Elimination der organischen Abwasserinhaltsstoffe sowie der Stickstoffverbindungen bisher im Vordergrund. Die Elimination von Phosphor in Kleinkläranlagen oder kleinen Kläranlagen ist noch nicht in der erforderlichen Weise realisiert.

Die Elimination von Phosphor geschieht in der Regel durch chemische Fällung. Dies bedeutet, dass durch Zugabe eines Fällmittels in Verbindung mit dem im Abwasser enthaltenen Phosphor eine unlösliche Verbindung entsteht. Durch Sedimentation in Verbindung mit der Schlammentsorgung wird Phosphor aus der Abwasserbehandlungsanlage entfernt. Die Elimination des Parameters Phosphor stellt aufgrund der bisher notwendigen aufwendigen Dosiertechnik eines Fällmittels ein noch nicht ausreichend gelöstes Problem in Kleinkläranlagen oder kleinen Kläranlagen dar.

Kleinkläranlagen sind in vielfältiger Weise technisch differenziert ausgestattet. Gemeinsam ist fast allen Anlagen der mittlerweile hohe Einsatz von technischen Komponenten (z. B. Gebläse, Pumpen, Schwimmerschalter etc).

Da die Kleinkläranlagen in überwiegender Anzahl von Personen betrieben werden, die von den verfahrenstechnischen Abläufen wenig verstehen, ist es erforderlich, die Anlagen weitgehend betriebssicher zu gestalten, um eine dauerhafte Funktionalität zu gewährleisten.

Der hier beschriebenen Erfindung liegt jedoch der Gedanke zugrunde, erstmals auf einfache Weise eine Phosphorelimination bei Kleinkläranlagen oder kleinen Kläranlagen zu betreiben. Die Erfindung beruht im wesentlichen auf einer innovativen Dosiereinheit in Abwasserbehandlungsanlagen, vorzugsweise in Kleinkläranlagen und kleinen Kläranlagen mit SBR Verfahren, vorzugsweise mit mindestens einem Luftverdichter/Gebläse, bestehend aus einem Behälter zur Bevorratung des Fällmittels, einer Dosiereinheit mit einer Dosierkammer, einer zu- und einer abführenden Leitung sowie einer Füllleitung.

Ein erheblicher Anteil der SBR- Anlagen, Festbett- und Belebungsanlagen wird mit einem Gebläse/Verdichter zur Sauerstoffversorgung und zum Betrieb von Drucklufthebeanlagen (Mammutpumpen) betrieben. Zur Dosierung kann die Gebläseleistung in einer bevorzugten Variante des Verfahrens genutzt werden.

In der Patentanmeldung Nr. 10344313.4 ist ein Verfahren beschrieben, in dem ein Dosierbehälter schwimmend innerhalb des Vorratsbehälters untergebracht ist. Der dort beschriebene Aufbau unterscheidet sich wesentlich vom Aufbau und Funktion der dieser Patentanmeldung zugrundeliegenden Funktion. In dem Verfahren nach der Patentanmeldung Nr. 10344313.4 ist exakte Dosierung auf dem Prinzip der kommunizierenden Röhren. Das erforderliche Dosierniveau wird dort durch entsprechende Schwimmkörper hergestellt. Neben dieser Unterscheidung sind weitere Un terscheidungsmerkmale gegeben, die eine einfachere Herstellung sowie eine einfachere Anwendung ermöglichen.

In die aus dem Gebläse/Verdichter druckseitig abgehende Luftleitung wird beispielsweise ein zusätzlicher Abgang mit einem Magnetventil eingebaut. Von hier führt eine Druckluftleitung (2) zu dem am Vorratsbehälter (1) angebrachten Fällmittelleitung (3). Im Vorratsbehälter (1) ist das zur Phosphatfällung benötigte Fällmittel bevorratet.

In drucklosem Zustand fließt das Fällmittel aus dem Vorratsbehälter (1) in die Fällmittelleitung (3) über eine Öffnung (4). Die Fällmittelleitung (3) füllt sich nur bis zu dem Flüssigkeitsspiegel (5) im Vorratsbehälter (1). Öffnet nun die Steuerung der Abwasserbehandlungsanlage oder eine andere Steuerung (z.B. Zeitschaltuhr oder andere Steuerung) das Druckluftventil bei laufendem Verdichter/Gebläse, wird über die zuführende Druckluftleitung (2) die Fällmittelleitung (3) mit Druck beaufschlagt. Da das in der Fällmittelleitung (3) befindliche Fällmittel nur zum Teil über die Öffnung (4) in den Vorratsbehälter (1) zurückfließen kann, wird eine ausreichende Menge an Fällmittel zur Dosiereinheit (6) gefördert. Die Dosiereinheit (6). füllt sich bis zur Höhe des Ablaufrohres (7), so dass überschüssiges Fällmittel automatisch in den Vorratsbehälter (1) zurückfließt. Dadurch füllt sich der Dosierbehälter (6) immer wieder exakt mit der gleichen Fällmittelmenge. Die in die Dosiereinheit (6) bzw. in den Vorratsbehälter (1) gelangte Druckluft kann über eine Entlüftung (8) entweichen. Nach Abschalten des Verdichters bzw. einer Reduktion des Druckes auf die Fällmittelleitung (3) kann die in der Dosiereinheit (6) verbleibende Fällmittelmenge über die Dosierleitung (9) an die Stelle ablaufen, an der das Fällmittel dem Reinigungsprozeß zugeführt werden soll. Die Befüllung oder das Nachfüllen mit Fällmittel erfolgt über eine Befüllöffnung (10), die in einer Ausgestaltung verschließbar ist. Optional kann der Vorratsbehälter (1) mit einer Befüllanzeige (11) ausgestattet werden.

Damit ist sichergestellt, dass bei jedem Dosiervorgang die gleiche Menge Fällmittel dem Abwasserreinigungsprozess zugeführt wird. Um dem Abwasserreinigungsprozess die insgesamt erforderliche Menge an Fällmittel zuzuführen, kann die Anzahl der Dosiervorgänge entsprechend variiert werden.

Damit sind die Steuerungen der Kleinkläranlagen und kleine Kläranlagen auf sehr einfache und kostengünstige Weise in der Lage, Phosphate aus dem Abwasser zu entfernen.

Ausgestaltungen des Verfahrens sind:

– Die Dosierung des Fällmittels über Zeit, Abwassermenge oder sonstige Steuergrößen vorzunehmen.
– Die Größe und Form des Dosierbehälters (6) ebenso wie die anderen Komponenten können je nach Erfordernis variieren. So kann der Dosierbehälter (5) beispielsweise auch eine runde, vieleckige oder sonstige geometrische Form aufweisen.
– Über die Anzahl der durchgeführten Dosiervorgänge kann die Steuerung auf einfache Weise die verbrauchte bzw. die noch vorhandene Fällmittelmenge errechnen. Damit kann der Betreiber/Wartungsdienst bereits frühzeitig über das notwendigen Nachfüllen des Fällmittels informiert werden und ein Ausfall der Phosphatelimination durch Fällmittelmangel kann vermieden werden.
– Bestehende Steuerungen können verwendet werden oder das Verfahren/die Vorrichtung kann mit einer eigenen Steuerung ausgerüstet werden.
– Der Dosierbehälter (6) kann mit einem variablen Volumen gebaut werden, um auf einfache Weise das Dosiervolumen pro Dosiervorgang anzupassen. Dies kann in einer beispielhaften Verfahrensausgestaltung durch eine in der Höhe verstellbaren Dosierleitung (9) geschehen.
– Die Dosierleitung (9) kann in einer Verfahrensausgestaltung ebenfalls bzgl. der in den Dosierbehälter (6) hineinragenden Länge veränderbar sein.
– Durch die Fälllmittelleitung (4) kann ebenfalls Druckluft austreten und zu einer Durchmischung des Fällmittels im Vorratsbehälter (1) führen. Hierzu kann die Fälllmittelleitung (4) beispielsweise verschiedene Öffnungen im Vorratsbehälter (1) aufweisen.
– Alle oder einzelne zu- und abführende Leitungen können mit Klappen oder Ventilen oder anderen Verschlussorganen ausgestattet sein.
– Der Vorratsbehälter (1) kann mit einer Nachfüllleitung oder einer Nachfülleinrichtung versehen werden, um verbrauchtes Fällmittel nachzufüllen.
– Der Deckel des Vorratsbehälter (1) kann mit einer oder mehreren Be- und/oder Entlüftungsvorrichtungen versehen sein.
– Der Deckel des Vorratsbehälter (1) kann verschraubt, klappbar oder abnehmbar ausgeführt sein.
– Der Vorratsbehälter (1) kann aus Kunststoff, PE oder einem sonstigen Bau- oder Werkstoff oder einer Kombination daraus bestehen.
– Der Dosierbehälter (6) kann aus Kunststoff, PE oder einem sonstigen Bau- oder Werkstoff oder einer Kombination daraus bestehen. Gleiches gilt für die weiteren Komponenten der Vorrichtung/des Verfahrens.
– Der Vorratsbehälter (1) kann mit einer Haltevorrichtung versehen sein, um in den Abwasserbehandlungsanlagen befestigt oder fixiert zu werden.
– Der Vorratsbehälter (1) kann außerhalb der Abwasserbehandlungsanlage frei, in einem separaten raumbildenden Gehäuse oder einem bereits bestehenden raumbildenden Gehäuse (z. B. Schaltschrank) eingebaut werden kann.
– Das Verfahren/die Vorrichtung kann auch dort eingesetzt werden, wo bisher kein Gebläse eingesetzt wird. Durch eine einfach nachrüstbare Vorrichtung zum Erzeugen von Druckluft (z.B. kleiner Kompressor) kann das Verfahren/die Vorrichtung in gleicher Weise bei allen marktüblichen Kleinkläranlagen/kleinen Kläranlagen betrieben werden.
– Bestehende Anlagen können auf einfache Weise nachgerüstet werden.

Unter der Nr. 10258349.8 wurde bereits die Steuerung der Kleinkläranlagen mittels Drucksensor zum Patent angemeldet. In Verbindung mit diesem Verfahren kann in einer Verfahrensausgestaltung eine einfache, aber exakte Dosierung entsprechend der Kläranlage zugeführten Abwassermenge erfolgen, um sowohl eine Unter- als auch eine Überdosierung von Fällmittel zu vermeiden.

1: Vorratsbehälter
2: Druckluftleitung
3: Fällmittelleitung
4: Öffnung
5: Flüssigkeitsspiegel
6: Dosiereinheit
7: Ablaufrohr
8: Entlüftung
9: Dosierleitung
10: Befüllöffnung
11: Befüllanzeige

Claims

Verfahren und Vorrichtung zur einfachen und exakten Dosierung von Fällmittel zur Phosphatelimination mittels Druckluft in Abwasserbehandlungsanlagen, vorzugsweise in Kleinkläranlagen und kleinen Kläranlagen, bestehend aus einem Behälter zur Bevorratung des Fällmittels, einer Dosiereinheit, einer Fällmittelleitung, einer zuführenden Leitung, sowie einer Verbindung zwischen Vorratsbehälter und Dosierbehälter. Die vorzugsweise Anwendung erfolgt in Kleinkläranlagen und kleinen Kläranlagen mit SBR-Verfahren, Festbettverfahren oder Belebungsverfahren oder sonstigen Verfahren, vorzugsweise mit mindestens einem Luftverdichter/Gebläse.
Verfahren und Vorrichtung zur Phosphatelimination in Abwasserbehandlungsanlagen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz sowohl in Neuanlagen als auch in bestehenden Anlagen (Nachrüstung) erfolgen kann.
Verfahren und Vorrichtung zur Phosphatelimination in Abwasserbehandlungsanlagen nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (1) innerhalb oder außerhalb der Abwasserbehandlungsanlage, in einem separaten raumbildenden Gehäuse oder einem bereits bestehenden raumbildenden Gehäuse (z.B. Schaltschrank) eingebaut werden kann.
Verfahren und Vorrichtung zur Phosphatelimination in Abwasserbehandlungsanlagen nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Größe und Form der Dosiereinheit (6), des Vorratsbehälters (1) ebenso wie die anderen Komponenten je nach Erfordernis variieren kann. So kann die Dosiereinheit (6), und/oder der Vorratsbehälter (1) beispielsweise auch eine runde, vieleckige oder sonstige geometrische Form aufweisen.
Verfahren und Vorrichtung zur Phosphatelimination in Abwasserbehandlungsanlagen nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Anwendung auch in anderen marktüblichen Kleinkläranlagen und kleinen Kläranlagen, z.B. Festbettanlagen oder Belebungsanlagen oder Wirbelbettanlagen eingebaut und betrieben werden kann.
Verfahren und Vorrichtung zur Phosphatelimination in Abwasserbehandlungsanlagen nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierung des Fällmittels über Zeit, Abwassermenge oder sonstige Steuergrößen vorgenommen werden kann.
Verfahren und Vorrichtung zur Phosphatelimination in Abwasserbehandlungsanlagen nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass über die Anzahl der durchgeführten Dosiervorgänge die Steuerung auf einfache Weise die verbrauchte bzw. die noch vorhandene Fällmittelmenge errechnen kann. Damit kann der Betreiber/Wartungsdienst bereits frühzeitig über das notwendigen Nachfüllen des Fällmittels informiert werden und ein Ausfall der Phosphatelimination durch Fällmittelmangel kann vermieden werden.
Verfahren und Vorrichtung zur Phosphatelimination in Abwasserbehandlungsanlagen nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass bestehende Steuerungen verwendet werden können oder das Verfahren/die Vorrichtung mit einer eigenen Steuerung ausgerüstet werden kann.
Verfahren und Vorrichtung zur Phosphatelimination in Abwasserbehandlungsanlagen nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinheit (6) mit festen oder flexiblen Leitungen mit dem Vorratsbehälter (1) verbunden ist. Die Dosiereinheit (6) kann am oder im Vorratsbehälter (1) befestigt sein oder auch getrennt Vorratsbehälter (1) befestigt sein.
Verfahren und Vorrichtung zur Phosphatelimination in Abwasserbehandlungsanlagen nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinheit (6) mit einem variablen Volumen gebaut werden kann, um auf einfache Weise das Dosiervolumen pro Dosiervorgang anzupassen. Dies kann in einer beispielhaften Verfahrensausgestaltung durch eine bewegliche, verstellbare Dosierleitung (9) oder ein bewegliches, verstellbares Ablaufrohr (7) in der Dosiereinheit (6) erfolgen.
Verfahren und Vorrichtung zur Phosphatelimination in Abwasserbehandlungsanlagen nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass durch ein oder mehrere Öffnungen in der Fällmittelleitung (3) Druckluft innerhalb des Vorratsbehälters (1) austreten und zu einer Durchmischung des Fällmittels im Vorratsbehälter (1) führen kann. Hierzu kann die Fällmittelleitung (3) nach verlängert und z.B. in Schlaufen am Boden des Vorratsbehälters (1) verlegt werden.
Verfahren und Vorrichtung zur Phosphatelimination in Abwasserbehandlungsanlagen nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass alle oder einzelne zu- und abführende Leitungen mit Klappen, Ventilen oder anderen Verschlussorganen ausgestattet sein können.
Verfahren und Vorrichtung zur Phosphatelimination in Abwasserbehandlungsanlagen nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (1) auch mit einer Nachfüllleitung oder einer Nachfülleinrichtung versehen werden kann, um verbrauchtes Fällmittel nachzufüllen.
Verfahren und Vorrichtung zur Phosphatelimination in Abwasserbehandlungsanlagen nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel des Vorratsbehälter (1) mit einer oder mehreren Be- und/oder Entlüftungsvorrichtungen versehen sein kann.
Verfahren und Vorrichtung zur Phosphatelimination in Abwasserbehandlungsanlagen nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel des Vorratsbehälter (1) verschraubt, klappbar, beweglich oder abnehmbar ausgeführt sein kann.
Verfahren und Vorrichtung zur Phosphatelimination in Abwasserbehandlungsanlagen nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (1) aus Kunststoff, PE oder einem sonstigen Bau- oder Werkstoff oder einer Kombination daraus bestehen kann.
Verfahren und Vorrichtung zur Phosphatelimination in Abwasserbehandlungsanlagen nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinheit (6) aus Kunststoff, PE oder einem sonstigen Bau- oder Werkstoff oder einer Kombination daraus bestehen kann. Gleiches gilt für die weiteren Komponenten der Vorrichtung/des Verfahrens.
Verfahren und Vorrichtung zur Phosphatelimination in Abwasserbehandlungsanlagen nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (1) mit einer Haltevorrichtung versehen sein kann, um in den Abwasserbehandlungsanlagen befestigt oder fixiert werden kann.
Verfahren und Vorrichtung zur Phosphatelimination in Abwasserbehandlungsanlagen nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die zum Betrieb der Vorrichtung benötigte Druckluft aus einer vorhandenen Druckluftleitung (z.B. zur Luftversorgung der Belüftermembranen oder der Drucklufthebers zur Beschickung) entnommen werden kann.
Verfahren und Vorrichtung zur Phosphatelimination in Abwasserbehandlungsanlagen nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren/die Vorrichtung auch dort eingesetzt werden kann, wo bisher kein Verdichter eingesetzt wurde. Durch eine einfach nachrüstbare Vorrichtung zum Erzeugen von Druckluft (z.B. kleiner Kompressor) kann das Verfahren/die Vorrichtung in gleicher Weise bei allen marktüblichen Kleinkläranlagen und kleinen Kläranlagen betrieben werden.
Verfahren und Vorrichtung zur Phosphatelimination in Abwasserbehandlungsanlagen nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass bestehende Anlagen auf einfache Weise nachgerüstet werden können.
Verfahren und Vorrichtung zur Phosphatelimination in Abwasserbehandlungsanlagen nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (1) eine Füllstandsanzeige und oder eine Überfüllsicherung aufweist.
Verfahren und Vorrichtung zur Phosphatelimination in Abwasserbehandlungsanlagen nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass in Verbindung mit dem unter der Nr. 10258349.8 angemeldeten Patent zur Steuerung der Kleinkläranlagen mittels Drucksensor in einer Verfahrensausgestaltung eine einfache, aber exakte Dosierung entsprechend der Kleinkläranlage zugeführten Abwassermenge erfolgt, um sowohl eine Unter- als auch eine Überdosierung von Fällmittel zu vermeiden.