DE102005014301B4

DE102005014301B4 - Vorrichtung zur Dosierung eines Fällmittels zur Phosphatelimination in einer Abwasserbehandlungsanlage

Info

Publication number: DE102005014301B4
Application number: DE102005014301.6A
Authority: DE
Inventors: gleich Patentinhaber Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-03-24
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2022-08-04
Anticipated expiration: 2025-03-25
Also published as: DE202005021136U1; DE102005014301A1

Abstract

Vorrichtung zur Dosierung eines Fällmittels zur Phosphatelimination in einer Abwasserbehandlungsanlage, umfassend einen über eine Entlüftung (8) verfügenden Vorratsbehälter (1) zur Bevorratung des Fällmittels, eine Dosiereinheit (6) mit einer Dosierkammer, einer zu- und einer abführenden Leitung, eine Fällmittelleitung (3), eine von einem Gebläse oder Luftverdichter druckseitig abgehende Druckluftleitung (2) mit einem darin eingebauten zusätzlichen Abgang mit einem als Magnetventil ausgebildeten Druckluftventil und eine Steuerung zum Öffnen des Druckluftventils, dadurch gekennzeichnet, dass die Fällmittelleitung (3) an dem Vorratsbehälter (1) angebracht und über eine Öffnung (4) mit dem Inneren des Vorratsbehälters (1) so verbunden ist, dass in drucklosem Zustand das Fällmittel aus dem Vorratsbehälter (1) über die Öffnung (4) in die Fällmittelleitung (3) fließt und sich die Fällmittelleitung (3) nur bis zu dem Flüssigkeitsspiegel (5) im Vorratsbehälter (1) füllt, wobei die Fällmittelleitung (3) mit ihrem einen Ende an die Dosiereinheit (6) und andererseits an die Druckluftleitung (2) angeschlossen ist, und dass die Dosiereinheit (6) in Füllstandshöhe des benötigten Dosiervolumens ein Ablaufrohr (7) zum Zurückführen von überschüssigem Fällmittel in den Vorratsbehälter (1) und eine Dosierleitung (9) zum Ablaufenlassen der in der Dosiereinheit (6) vorhandenen Fällmittelmenge an die Stelle, an der das Fällmittel dem Reinigungsprozess zugeführt werden soll.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dosierung eines Fällmittels zur Phosphatelimination in einer Abwasserbehandlungsanlage, umfassend einen über eine Entlüftung verfügenden Vorratsbehälter zur Bevorratung des Fällmittels, eine Dosiereinheit mit einer Dosierkammer, einer zu- und einer abführenden Leitung, eine Fällmittelleitung, eine von einem Gebläse oder Luftverdichter druckseitig abgehende Druckluftleitung mit einem darin eingebauten zusätzlichen Abgang mit einem als Magnetventil ausgebildeten Druckluftventil und eine Steuerung zum Öffnen des Druckluftventils. Ferner wird ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung beschrieben.
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).
In DE 103 44 313 A1 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 DE 103 44 313 A1 erfolgt exakte Dosierung auf dem Prinzip der kommunizierenden Röhren. Das erforderliche Dosierniveau wird dort durch entsprechende Schwimmkörper hergestellt. In das Innere der Dosiereinheit mündet eine Druckluftleitung. Über eine abführende Druckluftleitung, die mit ihrem einen Ende mit kleinem Abstand oberhalb des Bodens der Dosiereinheit angeordnet ist, wird, wenn die zuführende Druckleitung mit Druckluft beaufschlagt ist, fällmittelgefördert und dem Reinigungsprozess zugeführt. Eine Füllleitung dient zum Herstellen einer Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Inneren der Dosiereinheit und dem im Vorratsbehälter befindlichen Fällmittel. US 6 004 463 A1 offenbart eine weitere Dosiervorrichtung, die jedoch einen gänzlich anderen Aufbau aufweist. Entsprechend gilt für die aus DE 496 241 A sowie aus DE 692 22 062 T2 bekannt gewordenen Dosiervorrichtungen.
Aus DE 100 08 623 A1 ist ein pneumatisches Probennahmesystem mit automatischer einstellbarer Dosiermenge bekannt. Dieses Probennahmesystem ist pneumatisch arbeitend ausgelegt. Dies bedeutet, dass die Flüssigkeit mit Unterdruck in ein Dosiergefäß eingesaugt wird. Dabei ist vorgesehen, dass in dem Dosiergefäß automatisch auf ein festgelegtes Niveau nivelliert wird und danach durch Einpressen von einer bestimmten Menge Luft so viel Flüssigkeit über einen Überlauf verdrängt wird, sodass ein gewünschtes kleineres Volumen an Probenflüssigkeit im Dosiergefäß verbleibt und in einem Probenbehälter abgefüllt werden kann. Auf diese Weise ist jedes Probenvolumen, welches unterhalb des festgelegten Niveaus liegt, automatisch eingestellt.
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.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine eingangs genannte, gattungsgemäße Vorrichtung, bei der die Fällmittelleitung an dem Vorratsbehälter angebracht und über eine Öffnung mit dem Inneren des Vorratsbehälters so verbunden ist, dass in drucklosem Zustand das Fällmittel aus dem Vorratsbehälter über die Öffnung in die Fällmittelleitung fließt und sich die Fällmittelleitung nur bis zu dem Flüssigkeitsspiegel im Vorratsbehälter füllt, wobei die Fällmittelleitung mit ihrem einen Ende an die Dosiereinheit und andererseits an die Druckluftleitung angeschlossen ist, und dass die Dosiereinheit in Füllstandshöhe des benötigten Dosiervolumens ein Ablaufrohr zum Zurückführen von überschüssigem Fällmittel in den Vorratsbehälter und eine Dosierleitung zum Ablaufenlassen der in der Dosiereinheit vorhandenen Fällmittelmenge an die Stelle, an der das Fällmittel dem Reinigungsprozess zugeführt werden soll.
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 die aus dem Gebläse/Verdichter druckseitig abgehende Luftleitung wird beispielsweise ein zusätzlicher Abgang mit einem Magnetventil eingebaut. Von hier führt eine Druckluftleitung (2) zu der 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.
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 (6) 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 notwendige 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 Fällmittelleitung (3) kann ebenfalls Druckluft austreten und zu einer Durchmischung des Fällmittels im Vorratsbehälter (1) führen. Hierzu kann die Fällmittelleitung (3) 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 (Voranmeldung zu DE 103 56 208 A1 ) 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.
Bezugszeichenliste

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

Claims

Vorrichtung zur Dosierung eines Fällmittels zur Phosphatelimination in einer Abwasserbehandlungsanlage, umfassend einen über eine Entlüftung (8) verfügenden Vorratsbehälter (1) zur Bevorratung des Fällmittels, eine Dosiereinheit (6) mit einer Dosierkammer, einer zu- und einer abführenden Leitung, eine Fällmittelleitung (3), eine von einem Gebläse oder Luftverdichter druckseitig abgehende Druckluftleitung (2) mit einem darin eingebauten zusätzlichen Abgang mit einem als Magnetventil ausgebildeten Druckluftventil und eine Steuerung zum Öffnen des Druckluftventils, dadurch gekennzeichnet, dass die Fällmittelleitung (3) an dem Vorratsbehälter (1) angebracht und über eine Öffnung (4) mit dem Inneren des Vorratsbehälters (1) so verbunden ist, dass in drucklosem Zustand das Fällmittel aus dem Vorratsbehälter (1) über die Öffnung (4) in die Fällmittelleitung (3) fließt und sich die Fällmittelleitung (3) nur bis zu dem Flüssigkeitsspiegel (5) im Vorratsbehälter (1) füllt, wobei die Fällmittelleitung (3) mit ihrem einen Ende an die Dosiereinheit (6) und andererseits an die Druckluftleitung (2) angeschlossen ist, und dass die Dosiereinheit (6) in Füllstandshöhe des benötigten Dosiervolumens ein Ablaufrohr (7) zum Zurückführen von überschüssigem Fällmittel in den Vorratsbehälter (1) und eine Dosierleitung (9) zum Ablaufenlassen der in der Dosiereinheit (6) vorhandenen Fällmittelmenge an die Stelle, an der das Fällmittel dem Reinigungsprozess zugeführt werden soll.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (1) mit einem Deckel mit einer oder mehreren Be- und/oder Entlüftungen (8) versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (1) mit einer Befüllanzeige (11) ausgestattet ist.