DE102005040839A1

DE102005040839A1 - Kläranlage sowie Verfahren zur Aufbereitung von verunreinigtem Abwasser

Info

Publication number: DE102005040839A1
Application number: DE102005040839A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dr. Friedrich; Werner Stowasser; Adam Bürger
Original assignee: INGENIEURGESELLSCHAFT fur WAS; Ingenieurgesellschaft fur Wasser und Entsorgung Mbh; UTS Umwelt Technik Sued GmbH
Current assignee: Ingenieurgesellschaft fur Wasser und Entsorgu De; Stowasser Werner 04741 Rosswein De; UTS Biogastechnik GmbH
Priority date: 2005-08-29
Filing date: 2005-08-29
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2025-08-30
Also published as: DE102005040839B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kläranlage (1) sowie ein Verfahren zur Aufbereitung von verunreinigtem Abwasser, mit einem Sandfang (5), in dem sich schwere Sinkstoffe als Sandfangsediment absetzen. Erfindungsgemäß weist die Kläranlage (1) ferner wenigstens einen Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter (15) auf, in den eine vorgegebene Menge der im Sandfang (5) anfallenden Sandfangsedimente (23) zusammen mit einer vorgegebenen Menge an sedimentspezifischen Bakterien für eine vorgegebene Verweilzeit zur Aufbereitung des Sandfangsedimentes (23) einbringbar ist, wobei die Bakterien vorzugsweise durch Belebtschlamm (12b, 24) aus der Belebtschlamm-Reinigungsstufe (8), insbesondere aus einem Belebtschlammbecken (14) und/oder einem dem Belebtschlammbecken zugeordneten und nachgeschalteten Nachklärbecken (9), gebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kläranlage zur Aufbereitung von verunreinigtem Abwasser nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Aufbereitung von verunreinigtem Abwasser nach dem Oberbegriff des Anspruchs 26.

Bevor verunreinigte Abwässer in offene Gewässer eingeleitet werden können, müssen diese gereinigt werden. Dies geschieht mit als Kläranlagen bezeichneten Abwasser-Reinigungsanlagen, in denen das Abwasser mehrere Reinigungsstufen durchläuft. Kläranlagen werden regelmäßig von Kommunen bzw. Gemeinden als kommunale Kläranlagen betrieben, mit denen im Wesentlichen Hausabwässer aber auch weniger stark verschmutzte Industrieabwässer gereinigt werden.

Konkret unterteilt sich die Reinigung des Abwassers in der Regel in eine mechanische, eine biologische sowie gegebenenfalls eine chemische Reinigungsstufe. So werden in der groben mechanischen Reinigung mittels einer Rechenstation, die Grob- und Feinrechen aufweist, grobe Sperrstoffe, wie z. B. Büchsen, Steine, Fäkalstoffe, Damenbinden, Toilettenpapier, aber auch Laub zurückgehalten. Schwere Sinkstoffe, wie insbesondere Sand, aber auch Steine, Glassplitter etc., setzen sich anschließend als Sandfangsedimente in einem als Sandfang bezeichneten Absetzbecken ab. Diesem Sandfangbecken ist regelmäßig ein Fett- und Ölabscheidebecken zugeordnet, in dem Fette und Öle abgeschieden werden. Dem Sandfang nachgeschaltet ist ein Vorklärbecken, in dem sich ebenfalls unter dem Einfluss der Schwerkraft die Feststoffpartikel absetzen, die den Sandfang passieren und in der Regel einen höheren organischen Anteil aufweisen. An das Vorklärbecken schließt sich ein Belebtschlammbecken an, in dem das Abwasser mit Bakterienschlamm versetzt wird, der durch Gebläse belüftet wird und der in einem sich an das Belebtschlammbecken anschließenden Nachklärbecken sedimentiert. Im Belebtschlammbecken werden die noch vorhandenen, insbesondere organischen Verunreinigungen mittels dem Belebtschlamm aerob abgebaut. Vom Nachklärbecken aus wird der abgesetzte Schlamm als Rücklaufschlamm zum Belebtschlammbecken zurückgeführt. Ein nicht benötigter Teilstrom des Schlammes wird als Überschussschlamm abgeführt.

In größeren Kläranlagen wird der sich im Vorklärbecken absetzende Schlamm in Faultürmen weiterbehandelt. Dazu wird der Schlamm voreingedickt und im Faulturm durch anaerobe Bakterien ausgefault. Der Faulschlamm wird dann konditioniert und gegebenenfalls nochmals eingedickt, bevor er einer maschinellen Entwässerung zugeführt wird. Der entwässerte Schlamm wird schließlich genauso wie die Sandfangsedimente aus dem Sandfangbecken bzw. die Fette und Öle aus einem Fett- und Ölabscheidebecken auf Deponien entsorgt oder fall möglich in Verbrennungsanlagen verbrannt. Die Entsorgung dieser Abfallprodukte ist daher extrem teuer und ein erheblicher Kostenfaktor für Kommunen. Andererseits stehen Deponien- und Verbrennungskapazitäten auch nur beschränkt zur Verfügung.

Klärschlämme können zwar grundsätzlich als Dünger in der Landwirtschaft eingesetzt werden, aufgrund der zum Teil sehr hohen Schadstoffbelastung der Klärschlämme durch Schwermetalle und andere organische Verbindungen ist dies jedoch oftmals nur eingeschränkt oder gar nicht möglich.

Des weiteren sind Biogasanlagen allgemein bekannt, in denen ein anaerober Fermentationsprozess abläuft, bei dem organische Stoffe, wie z. B. nachwach sende Rohstoffe, Stalldung, Jauche, Maissilage etc. vergast werden. Dieser Fermentationsprozess findet in einem Fermenterbehälter statt, in dem die organischen Stoffe mit Flüssigkeit versetzt werden und der Fermentationsbzw. Vergasungsprozess durch Bakterien bzw. Mikroorganismen durchgeführt wird. Die bei der Fermentation entstehenden Biogase sammeln sich in einem oberen Fermenterbehälterbereich und können direkt zur Energieerzeugung verwendet werden, z. B. als Heizgas zur Stromerzeugung in nachgeschalteten Brennkraftmaschinen mit Elektrogeneratoren. Solche Biogasanlagen zur Fermentation von organischen Stoffen finden meist in der dezentralen Verarbeitung und Verwertung von Biomasse im landwirtschaftlichen Bereich Verwendung.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kläranlage und ein Verfahren zur Aufbereitung von verunreinigtem Abwasser zu schaffen, mit der bzw. dem eine umweltfreundliche Aufbereitung und Wiederverwertung von verunreinigtem Abwässern bzw. im Rahmen des Klärprozesses anfallenden Zwischenprodukten auf einfache Weise kostensparend möglich ist.

Diese Aufgabe wird bezüglich der Kläranlage gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Gemäß Anspruch 1 weist die Kläranlage ferner wenigstens einen Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter auf, in den eine vorgegebenen Menge der im Sandfang anfallenden Sandfangsedimente zusammen mit einer vorgegebenen Menge an sedimentspezifischen Bakterien, insbesondere aeroben Bakterien, für eine vorgegebene Verweilzeit zur Aufbereitung des Sandfangsedimentes einbringbar ist.

Durch einen derartigen erfindungsgemäßen Aufbau kann das im Sandfang anfallende Sandfangsediment, das insbesondere Sand als Bestandteil aufweist, so aufbereitet werden, dass die Sandfangsedimente und insbesondere der Sand einer Wiederverwertung, z. B. als Bausand oder dergleichen, zugeführt werden kann. Die kostenaufwändige Entsorgung über z. B. Deponien kann dadurch vorteilhaft vermieden werden. Dadurch lassen sich insbesondere in Verbindung mit kommunalbetriebenen Kläranlagen die Kosten zum Betreiben einer derartigen Kläranlage, insbesondere im Hinblick auf die Entsorgungskosten für die anfallenden Abfallschlämme, die im weiteren Sinne hier auch die Sandfangsedimente umfassen sollen, vorteilhaft erheblich reduziert werden.

Grundsätzlich können sowohl aerobe als auch anaerobe Bakterien zur Sandfangsedimentaufbereitung eingesetzt werden, die kläranlagenunabhängig gezüchtet worden sind. Besonders bevorzugt werden jedoch die sedimentspezifischen, d. h. die für die Aufbereitung des Sandfangsedimentes geeigneten Bakterien aus dem ohnehin in der Kläranlage vorhandenen Belebtschlamm aus einer Belebtschlamm-Reinigungsstufe, insbesondere aus einem Belebtschlammbecken und/oder einem dem Belebtschlammbecken zugeordneten und nachgeschalteten Nachklärbecken, entnommen, so dass die Aufbereitung sehr effektiv und vor allem auch kostengünstig mit für die Aufbereitung hervorragend geeigneten Mikroorganismen analog zum herkömmlichen Belebtschlammbecken aerob durchgeführt werden kann. Äquivalent ist dies auch mit durch geschlossene Tanks gebildeten Bioreaktoren von Kläranlagen möglich. Die Zudosierung der Bakterien bzw. des Belebtschlammes einerseits und der Sandfangsedimente andererseits erfolgt hier bevorzugt chargenweise, je nach konkreten Gegebenheiten, z. B. dem Wirkungsgrad der Sandfangsedimentaufbereitung.

Der Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter kann grundsätzlich als separater Behälter zusätzlich zu einem Belebtschlammbecken ausgebildet sein, wobei der Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter bevorzugt offen ausgebildet ist, um die für eine aerobe Vergärung mittels dem Belebtschlamm erforderliche Luftatmosphäre gegebenenfalls zusätzlich zu einem Gebläse zur Verfügung zu stellen. Grundsätzlich könnte der Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter aber auch geschlossen ausgeführt sein, solange sichergestellt ist, dass ausreichend Luft bzw. Sauerstoff für die bevorzugte aerobe Vergärung mittels Belebtschlamm aus der Kläranlage zur Verfügung gestellt wird. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist jedoch vorgesehen, dass der Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter direkt in ein Belebtschlammbecken integriert ist und dort durch eine mittels einer Trennwand von einem Belebungsbecken abgetrennte Aufbereitungskammer ausgebildet ist, die dann ein Aufbereitungsbecken beliebiger Geometrie ausbildet. Selbstverständlich können auch mehrere derartige Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter bzw. Aufbereitungsbecken in einer Kläranlage vorgesehen sein. Durch eine derartige integrale Lösung ergeben sich in besonders vorteilhafter Weise kurze Wege, um Belebtschlamm aus dem Belebungsbecken in das Aufbereitungsbecken zu fördern. Zudem lässt sich ein derartiger Aufbau besonders einfach mit relativ wenig Platzaufwand, z. B. als Betonkonstruktion, herstellen.

Um eine gute Durchmischung des bevorzugt Belebtschlamm-/Sandfangsediment-Gemisches in dem Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter zu erreichen, ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, in dem Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter wenigstens eine Misch- und/oder Rühreinrichtung anzuordnen, mittels dem das Gemisch durchmischt werden kann. Eine derartige Misch- und/oder Rühreinrichtung kann z. B. durch ein Rührwerk gebildet sein, wobei insbesondere ein explosionsgeschütztes hydraulisches oder pneumatisch betriebenes Rührwerk bevorzugt ist. Grundsätzlich könnte jedoch auch eine elektrisch betriebenes Rührwerk vorgesehen sein. Als Rührwerk eignet sich insbesondere Rührflügel oder aber auch Trommelmischeranordnungen, mittels denen eine sehr gute Durchmischung erfolgen kann.

Dem Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter ist weiter bevorzugt eine Austragseinrichtung, insbesondere eine Pumpeinrichtung oder eine Austragschne cke, zugeordnet, mittels der das sich im Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter absetzende und aufbereitete Sandfangsediment ausgetragen und einer Separator- und/oder Wascheinrichtung zur Absonderung und zum Waschen der gewünschten Sedimentbestandteile, insbesondere Sand, zugeführt werden kann. Der Belebtschlamm verbleibt hier vorzugsweise im Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter und wird nur dann „nachgesteuert", falls dies durch z. B. Belebtschlammverluste einerseits oder nachlassende Wirkung der Bakterien bzw. Mikroorganismen andererseits erforderlich ist.

Für einen guten Wirkungsgrad der aeroben Vergärung ist vorgesehen, dem Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter eine Belüftungs- und/oder Gebläseeinrichtung zuzuordnen, mittels der dem Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter gezielt und dosiert Luft und damit Sauerstoff zugeführt werden kann.

Bevorzugt weist die Belebtschlamm-Reinigungsstufe wenigstens eine einem Belebtschlammbecken und/oder einem Nachklärbecken zugeordnete und vorzugsweise mit einer Messeinrichtung gekoppelte Zudosiereinrichtung auf, die insbesondere durch eine Pumpeinrichtung gebildet ist, mittels der eine vorgegebene Menge des im Belebtschlammbeckens und/oder einem Nachklärbecken vorhandene bzw. anfallenden Belebtschlammes zu vorgegebenen Zeiten in den Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter zudosiert werden kann, was insbesondere und bevorzugt gesteuert mittels einer Steuereinrichtung erfolgt.

Ebenso kann dem Sandfang wenigstens eine vorzugsweise mit einer Messeinrichtung gekoppelte Zudosiereinrichtung, die insbesondere durch eine Pump- und/oder Austragseinrichtung gebildet ist, zugeordnet sein, mittels der eine vorgegebene Menge des im Sandfang anfallenden Sandfangsedimentes zu vorgegebenen Zeiten in den Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter zudosiert werden kann. Auch dies erfolgt bevorzugt gesteuert mittels einer Steuereinrichtung.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung, die auch separat beansprucht wird, weist die Kläranlage ferner eine Biogasanlage mit wenigstens einem Fermenter auf, deren Abwärme als Biogasanlagen-Abwärme wenigstens zum Teil in ein Belebtschlammbecken sowie gegebenenfalls auch in einen Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter der biologischen Reinigungsstufe eingekoppelt wird, um insbesondere im Belebtschlammbecken eine vorgegebene Temperatur einzustellen. Mit einer derartigen Wärmeeinkopplung wird vorteilhaft die Temperatur des Belebtschlammbeckens gegenüber einer herkömmlichen Belebtschlammbeckentemperatur erhöht, wodurch der Abbauprozess vorteilhaft beschleunigt werden kann, so dass eine ausreichende Menge an Belebtschlamm zur Verfügung steht, der zur Aufbereitung in den Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter eingesetzt werden kann.

Bevorzugt weist hierbei die Kläranlage eine Regelungseinrichtung auf, mittels der die Temperatur im Belebtschlammbecken geregelt werden kann, wobei im Bereich des Belebtschlammbeckens eine Messfühlereinrichtung zur Istwerterfassung angeordnet und eine Heizeinrichtung als Regelstrecke vorgesehen ist, mittels der die Biogasanlagen-Abwärme aus bevorzugt einer Gasmotoranordnung der Biogasanlage ausgekoppelt und in das Belebtschlammbecken eingekoppelt werden kann. Vorteilhaft ist zur Einkopplung der Biogasanlagen-Abwärme eine Wärmetauscheranordnung vorgesehen, die einen biogasanlagenseitigen, insbesondere gasmotorseitigen ersten Wärmetauscher und einen belebtschlammbeckenseitigen zweiten Wärmetauscher aufweist und in denen ein Wärmetauschmedium in an sich bekannter Weise geführt ist. Als Wärmetauschmedium eignen sich insbesondere Flüssigkeiten, wie z. B. Wasser, das in entsprechenden Rohrleitungen geführt ist. Alternativ oder zusätzlich könnte die Abwärme aber auch aus einem Fermenter der Biogasanlage ausgekoppelt werden.

Grundsätzlich könnte die dem Belebtschlammbecken zugeführte Wärmeenergie auch durch eine andere Wärmequelle als eine Biogasanlage eingekoppelt werden, z. B. durch separat betriebene Heizeinrichtungen bzw. durch eine Wärmeauskopplung aus z. B. Blockheizkraftwerken etc. Die Auskopplung einer Wärme aus einer Biogasanlage ist aber deswegen bevorzugt, da eine derartige Biogasanlage in einer vorteilhaften Doppelfunktion gleichzeitig auch dazu verwendet werden kann, um in den wenigstens einen Fermenter einer Biogasanlage eine vorgegebene Menge einer stromab einer mechanischen Reinigungsstation, insbesondere einer Rechenstation, der Kläranlage abgezogenen Abwasser- und/oder Klärschlammcharge zusammen mit einer vorgegebenen Menge einer Biomassecharge, insbesondere einer Biomasse-Feststoffcharge, aus pflanzlichen und/oder tierischen Abfällen und/oder nachwachsenden Rohstoffen, zur anaeroben Vergärung einzubringen. Die Menge und Zusammensetzung der Abwasser- und/oder Klärschlammcharge einerseits und der Biomassecharge andererseits ist hier in Abhängigkeit von der Schadstoffkonzentration der Abwasser- und/oder Klärschlammcharge so vorgegeben, dass das ausgegorene Gemisch aus Abwasser und/oder Klärschlamm einerseits sowie vorzugsweise Biomasse-Feststoffen andererseits vorgegebene Schadstoffgrenzwerte unterschreitet. Mit einer derartigen Biogasanlage lässt sich somit eine besonders umweltfreundliche Aufbereitung und Wiederverwertung von verunreinigten Abwässern bzw. Klärschlämmen der Kläranlage auf einfache Weise durchführen, da die Abfallprodukte aus der Kläranlage bzw. eine Kombination aus diesen Abfallprodukten und verunreinigtem Abwasser in den Fermenter der Biogasanlage zudosiert und somit umweltfreundlich aufbereitet werden können. Besonders vorteilhaft wird durch die anaerobe Vergärung im Fermenter auch in einem gewissen Umfang eine chemische bzw. biologische Umwandlung bzw. Zersetzung bestimmter Verunreinigungen möglich, was wesentlich dazu beiträgt, die Schadstoffkonzentration im ausgegorenen Gemisch zu verringern, so dass dieses z. B. als Dünger in der Landwirtschaft eingesetzt werden kann.

Der Sandfang ist in üblicherweise einer z. B. Rechenstation der mechanischen Reinigungsstation nachgeschaltet, wobei dem Sandfang bevorzugt ein Fett- und Ölabscheidebecken zugeordnet ist, mittels dem Fette und Öle abgeschieden werden. Diese Fette und Öle können gegebenenfalls zusammen mit Sandfangsedimentchargen in vorgebbaren Mischungen mit den in der Belebtschlamm-Reinigungsstufe anfallenden Klärschlämmen in ebenfalls wiederum vorgegebenen Mengen und Dosierungen dem Fermenter der Biogasanlage zugeführt werden, wenngleich der Einsatz der „klassischen" Klärschlämme aus einem Vorklärbecken und/oder einem Belebungsbecken und/oder einem Nachklärbecken ohne weitere Zumischung von in der Kläranlage anfallenden Abfallstoffen, wie insbesondere den Sandfangsedimenten, zwecks deren positiverem Einfluss auf den Wirkungsgrad der Fermentation in der Biogasanlage bevorzugt ist. Mit einer derartigen flexiblen Verfahrensführung braucht der Klärschlamm somit nicht kostenintensiv in Deponien oder Verbrennungsanlagen entsorgt zu werden, sondern kann in Form des in dem Fermenter ausgegorenen Gemisches als für die Landwirtschaft geeigneter, hochwertiger Dünger wiederverwertet werden. Dadurch ergibt sich ein sehr hohes Einsparpotenzial insbesondere für Kommunen und ländliche Gemeinden beim Betrieb derartiger kommunaler Kläranlagen. Insbesondere in Gegenden mit einem sehr geringen Viehbesatz pro Hektar landwirtschaftlicher Fläche wird somit eine Möglichkeit geschaffen, die landwirtschaftliche Fläche auf natürliche Weise zu düngen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil liegt darin, dass der regelmäßig einen sehr hohen Flüssigkeitsanteil aufweisende und damit fließfähige Klärschlamm sich sehr gut eignet, um in Verbindung mit der regelmäßig einen demgegenüber sehr niedrigen Flüssigkeitsgehalt aufweisenden Biomasse aus nachwachsenden Rohstoffen oder pflanzlichen Abfällen, aber auch tierischen Abfällen, die einen sehr hohen Feststoffanteil aufweisen bzw. reine Biomasse-Feststoffe sind, einen Substratmix im Fermenterbehälter zur Verfügung zu stellen, der die für einen hohen Gasausbeute-Wirkungsgrad der Biogasanlage optimale Feststoff/Flüssigkeit-Zusammensetzung aufweist.

Insbesondere für den Fall, dass die Gefahr eines zu hohen Feststoffanteils im Fermenter gegeben ist, kann vorgesehen sein, in den Fermenter zusätzlich zum Klärschlamm und den bevorzugt Biomasse-Feststoffen eine vorgegebene Menge an zusätzlicher Flüssigkeit zuzudosieren. Bevorzugt wird als zusätzliche Flüssigkeit ohnehin in einer Kläranlage vorliegendes, vorgereinigtes und/oder gegebenenfalls auch bereits gereinigtes Abwasser zudosiert. Die Zudosierung der zusätzlichen Flüssigkeit erfolgt dabei entweder in den Fermenterbehälter hinein, vorzugsweise in Verbindung mit einer Messeinrichtung, beispielsweise einer Volumenmesseinrichtung oder einer Durchflussmesseinrichtung, um die zudosierte Menge genau zu bestimmen. Alternativ und bevorzugt wird eine zusätzliche Flüssigkeit, wie vorzugsweise vorgereinigtes und/oder gereinigtes Abwasser aus der Kläranlage, dem Klärschlamm vor dem Fermenter zugeführt bzw. zugemischt, z. B. in einen Klärschlamm-Speicherbehälter hinein zudosiert, in dem dann eine Vermischung mit dem Klärschlamm, z. B. mittels einer dort vorhandenen Rühreinrichtung, erfolgt. In diesem Fall kann dann über den Klärschlamm-Speicherbehälter eine genau dosierte Abwasser- und/oder Klärschlammcharge in den Fermenterbehälter zudosiert werden, so dass lediglich eine Messeinrichtung in Verbindung mit dem Klärschlamm-Speicherbehälter erforderlich ist, mittels der sowohl die Zudosierung der zusätzlichen Flüssigkeit, also beispielsweise des vorgereinigten oder gereinigten Abwassers, in den Speicherbehälter hinein als auch der Abzug des Gemisches aus dem Speicherbehälter genau kontrolliert werden kann. Die Verwendung des vorgereinigten bzw. gereinigten Abwassers als zusätzliche Flüssigkeit für den Fermenter bietet sich hier an, da es ohnehin in der Kläranlage vorhanden ist. Grundsätzlich könnte jedoch auch eine andere Flüssigkeit zudosiert werden, so z. B. Rinder- oder Schweinegülle als Biomasse.

Die Zudosierung der Abwasser- und/oder Klärschlammcharge einerseits und der Biomassecharge andererseits wird bevorzugt stets so vorgegeben, dass in dem Fermenter ein Gemisch mit einem Trockensubstanzgehalt von kleiner als 20% Trockensubstanz, vorzugsweise von kleiner als 15% Trockensubstanz vorliegt. Der höchst bevorzugte Bereich liegt jedoch zwischen 8 bis 15% Trockensubstanz, da sich in diesem Bereich besonders gute Fermentations- und damit Aufbereitungsergebnisse erzielen lassen.

Mit einer vorzugsweise vorhandenen Klärschlamm-Speichereinrichtung kann somit sichergestellt werden, dass zu denjenigen Zeiten, in denen eine Zudosierung einer darin z. B. gespeicherten Klärschlammcharge in einen Fermenter einer Biogasanlage erforderlich ist, eine ausreichende Menge an Klärschlamm zur Verfügung steht. Grundsätzlich könnte als Klärschlamm-Speichereinrichtung auch ein Becken der Kläranlage selbst verwendet werden, also auch z. B. der Klärschlamm direkt aus dem Vorklärbecken abgepumpt werden. In diesem Fall befindet sich die Biogasanlage bevorzugt in unmittelbarer Nähe der kommunalen Kläranlage bzw. ist Bestandteil derselben. Alternativ zu diesem Beckenspeicher und insbesondere auch in Verbindung mit den entfernt von der Kläranlage angeordneten, dezentralen Biogasanlagen, ist die Klärschlamm-Speichereinrichtung durch wenigstens einen benachbart zum Fermenter der Biogasanlage angeordneten, vorzugsweise gas- und flüssigkeitsdichten Klärschlamm-Speicherbehälter als Zwischenspeicher gebildet, aus dem heraus die Klärschlammcharge mittels einer Pumpeinrichtung in den Fermenter gepumpt wird. Dieser Klärschlamm-Speicherbehälter kann hier beispielsweise mit einer Wägeeinrichtung gekoppelt sein, mittels der dann die vom Klärschlamm-Speicherbehälter abgezogene Menge der Klärschlammcharge bzw. Abwasser/Klärschlammcharge auf einfache Weise abgewogen werden kann und ebenso eine genaue und exakte Zudosierung der jeweiligen Charge in den Fermenter der Biogasanlage hineinerfolgen kann. Alternativ dazu kann hier aufgrund des regelmäßig sehr hohen Flüssigkeitsanteils der Charge die Menge der Charge aber auch mittels einer Durchflussmessung mittels Durchflussmessgeräten oder mittels einer Volumenmessung, z. B. mittels Volumenzählern, ermittelt werden.

Bevorzugt ist in einem derartigen Klärschlamm-Speicherbehälter auch wenigstens eine Rühreinrichtung angeordnet, mittels der vor dem Abziehen einer Klärschlammcharge der Behälterinhalt für eine vorgegebene Zeitdauer vermischt und verrührt wird, um pro Abwasser- und/oder Klärschlammcharge eine im Wesentlichen gleiche Zusammensetzung zur Verfügung zu stellen.

Auch die aus pflanzlichen und/oder tierischen Abfällen und/oder nachwachsenden Rohstoffen zusammengesetzte Biomasse wird bevorzugt in einer als Zwischenspeicher ausgebildeten Biomasse-Speichereinrichtung zwischengespeichert, aus der heraus dann die vorgegebene Biomassemenge mittels einer Zuführeinrichtung dem Fermenter zudosiert wird. Auch diese Biomasse-Speichereinrichtung, z. B. ein offener Mischbehälter mit einer Mischeinrichtung im Inneren, kann mittels einer Messeinrichtung, insbesondere einer Wägeeinrichtung, wie z. B. Wägedosen, gekoppelt sein, mittels der die von der Biomasse-Speichereinrichtung abgezogene Menge der Biomassecharge abwogen wird. Mit einer derartigen Wägeeinrichtung kann sowohl ein genau definierter Biomasse-Substratmix aus pflanzlichen, tierischen oder nachwachsenden Rohstoffen in die Biomasse-Speichereinrichtung eindosiert werden, als auch die geforderte Menge der Biomasse in den Fermenter der Biogasanlage zudosiert werden.

Grundsätzlich bestünde in Verbindung mit derartigen Messeinrichtungen auch die Möglichkeit, die Abwasser- und/oder Klärschlammcharge und die Biomassecharge vor der Zudosierung in den Fermenterbehälter in der vorgegebenen Zusammensetzung zusammen zu mischen und dann über eine gemeinsame Fördereinrichtung in den Fermenterbehälter, z. B. gewichtsgesteuert, einzudosieren. Insbesondere in Verbindung mit offenen Mischbehältern ergibt sich hier jedoch die Problematik einer Geruchsbelästigung, insbesondere durch die Abwasser- und/oder Klärschlammcharge, die bei einem gas- und flüssigkeitsdichten Klärschlamm-Speicherbehälter, aus dem heraus die Charge unmittelbar dem Fermenterbehälterinnenraum zugeführt wird, nicht gegeben ist.

Das ausgegorenen Gemisch wird bevorzugt mittels einer Austragseinrichtung, z. B. einer Austragsschnecke oder einem Becherwerk oder dergleichen, aus dem Fermenterbehälter ausgetragen.

Als nachwachsende Rohstoffe werden für die Biomasse insbesondere Ackerbaufrüchte oder Getreide und/oder Gras, Mais etc. verwendet. Unter pflanzlichen bzw. tierischen Abfällen werden z. B. durch Maissilage, Schweine-, Rinder- oder Hühnermist oder Speiseabfälle oder dergleichen verstanden.

Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 25. Die sich damit und auch mit den darauf rückbezogenen Unteransprüchen ergebenden Vorteile wurden bereits zuvor in Verbindung mit der Kläranlage angegeben, so dass darauf an dieser Stelle nicht mehr näher eingegangen wird.

In der einzigen Figur ist schematisch eine erfindungsgemäße Kläranlage 1 gezeigt, die nach einem Abwasserzulauf 2 eine Regenentlastung 3 aufweist, auf die hier nicht weiter eingegangen wird und die lediglich dazu dient, die Kläranlage 1 nicht hydraulisch zu überlasten. An die Regenentlastung 3 schließt sich eine herkömmliche Rechenstation 4 an, die in Strömungsrichtung des Abwassers gesehen zuerst einen hier nicht im Detail dargestellten Grobrechen und einen sich dahinter anschließenden Feinrechen aufweisen kann, um grobe Sperrstoffe zurückzuhalten.
An die Rechenstation 4 schließt sich wiederum ein Sandfang 5 an, in dem sich die schweren Sinkstoffe, wie insbesondere Sand als Sandfangsedimente absetzen können. Dem Sandfang 5 ist gegebenenfalls ein hier nicht dargestelltes Fett- und Ölabscheidebecken zugeordnet, in dem Fette und Öle abgeschieden werden. Dem Sandfang 5 ist weiter ein Vorklärbecken 6 nachgeschaltet, durch das das verunreinigte Abwasser sehr langsam fließt, so dass sich ungelöste Stoffe, wie z. B. Fäkalstoffe, Papier, etc. absetzen können sowie gegebenenfalls auch an der Oberfläche aufschwimmen. Der sich im Vorklärbecken 6 absetzende Klärschlamm 13, der auch Vorklärschlamm oder Primärschlamm genannt wird, wird hier einem gas- und flüssigkeitsdichten Klärschlamm-Speicherbehälter 7 zugeführt, in dem der Klärschlamm 13 zwischengespeichert wird.
Dem Vorklärbecken 6 ist eine biologische Reinigungsstufe 8 nachgeschaltet, die ein Belebtschlammbecken mit einem Belebungsbecken 14 aufweist, in dem das Abwasser mit Bakterien- bzw. Belebtschlamm versetzt wird, der wiederum durch ein Gebläse 30 belüftet wird. Dadurch können in dem Belebungsbecken 14 die in dem verunreinigten Abwasser gelösten Verunreinigungen entfernt werden. An das Belebungsbecken 14 schließt sich als weiterer Bestandteil des Belebtschlammbeckens unmittelbar ein lediglich durch eine Trennwand 28 von dem Belebungsbecken 14 getrenntes Sandfangsediment-Aufbereitungsbecken 15 an, in dem eine hier lediglich symbolisch durch einen Rührflügel 29 dargestellte Misch- und/oder Rühreinrichtung, wie beispielsweise auch ein Trommelmischer, angeordnet ist. Auch dem Sandfangsediment-Aufbereitungsbecken 15 ist ein hier lediglich schematisch dargestelltes Gebläse 30 zugeordnet, mittels ein Frischluftstrom 31 zugeführt werden kann. Dem Belebungsbecken 14 bzw. Sandfangsediment-Aufbereitungsbecken 15 ist in üblicher Weise ein Nachklärbecken 9 nachgeschaltet, in dem der Belebtschlamm durch Absetzen aus dem Abwasser abgetrennt wird, wodurch gereinigtes Wasser 10 vorliegt, das z. B. einem Gewässer, wie z. B. einem Fluss, zugeführt wird. Der im Nachklärbecken 9 abgesetzte Schlamm wird als sog. Rücklaufschlamm 11 hier wieder in Teilströmen zum Belebungsbecken 8 bzw. gegebenenfalls auch zum Vorklärbecken 6 zurückgeführt.
Wie dies in der 1 strichliert dargestellt ist, kann vom Rücklaufschlamm 11 auch ein Teilstrom 12a abgezweigt werden, der dann entweder alternativ oder zusätzlich zum Klärschlamm 13 dem Klärschlamm-Speicherbehälter 7 zuge führt und dort eingespeichert werden kann. Dem Klärschlamm-Speicherbehälter 7 kann ferner auch ein Teilstrom 28a des gereinigten Wassers 10 zugeführt werden, um z. B. eine vorgegebenen Verflüssigung eines Abwasser/Klärschlammgemisches im Klärschlamm-Speicherbehälter 7 zu erreichen. Es handelt sich hier nur lediglich beispielhaft um bereits gereinigtes Wasser 10. Selbstverständlich können alternativ auch Abwasserströme vom Vorklärbecken 6 bzw. vom Belebungsbecken 14 etc. in beliebigen Kombinationen abgezogen werden, was in der 1 lediglich beispielhaft durch die strichliert eingezeichneten Stoffströme 28b bis e dargestellt ist.
In dem Klärschlammbecken-Speicherbehälter 7 kann eine Rühreinrichtung, die hier nicht dargestellt ist, angeordnet sein. Ferner kann der Klärschlamm-Speicherbehälter auch auf hier nicht dargestellte Wägedosen als Wägeeinrichtungen gelagert sein, mittels denen sowohl eine genaue Zudosierung von Klärschlamm 13 sowie gegebenenfalls auch Abwasser in den Klärschlamm-Speicherbehälter 7 als auch ein exaktes Abwiegen der aus dem Klärschlamm-Speicherbehälter 7 abgezogenen Klärschlammcharge für eine Zudosierung in einen Fermenter 16 einer Bestandteil der Kläranlage 1 bildenden Biogasanlage 17 möglich ist.
Die Zudosierung der Klärschlammcharge bzw. gegebenenfalls auch der Abwasser-Klärschlammcharge im Fermenter 16 erfolgt beispielsweise mittels einer hier nicht dargestellten Pumpe 18, wobei die Zuführung im Fermenter 16 unterhalb einer Gasphase erfolgt, wodurch eine Gasdichtheit gewährleistet ist. Die Rühreinrichtung des Klärschlamm-Speicherbehälters 7 wird vorzugsweise dann betätigt, wenn eine Zudosierung einer Klärschlammcharge bzw. Abwasser/Klärschlammcharge in den Fermenterbehälter 16 unmittelbar bevorsteht. Damit wird erreicht, dass eine stets in etwa gleiche Zusammensetzung einer Klärschlammcharge bzw. Abwasser/Klärschlammcharge in den Fermenterbehälter 16 zudosiert wird, da die im Klärschlamm enthaltenen unterschiedlichen Bestandteile, wie z. B. Feststoffe und Wasser, dann im dispergierten und nicht entmischten Zustand vorliegen.
Der Biogasanlage 17 bzw. dem Fermenter 16 ist ferner ein Biomasse-Mischbehälter 20 mit Mischwalzen zugeordnet, in dem vorzugsweise Biomasse-Feststoffe, wie z. B. nachwachsende Rohstoffe und/oder pflanzliche und/oder tierische Abfälle zwischengespeichert sind. Der Biomasse-Mischbehälter 20 ist hier ebenfalls beispielhaft auf Wägedosen als Wägeeinrichtung gelagert, so dass über die Fördereinrichtung 23 eine genau abgewogenen Biomassecharge 29 in den Fermenterbehälterinnenraum gefördert werden kann. Auch hier können für eine genaue Zudosierung Messeinrichtungen, wie z. B. Wägedosen als Wägeeinrichtungen vorgesehen sein, insbesondere auch zur Herstellung eines genau definierten Biomassesubstratmixes aus Gülle und Maissilage, der einen solchen Feststoffanteil aufweist, dass in dem Fermenter 16 ein Gemisch aus Biomasse und Klärschlamm mit den gewünschten Trockensubstanzgehalt von z. B. 12% aufweist.
Zur Austragung des ausgegorenen Biomasse/Klärschlamm-Gemisches 27 ist bevorzugt eine hier nicht dargestellte Austragschnecke vorgesehen. Das ausgegorene Biomasse/Klärschlamm-Gemisch kann als Dünger auf landwirtschaftlichen Nutzflächen aufgebracht werden, da erfindungsgemäß in den Fermenter 16 der Biogasanlage 17 stets eine solche vorgegebene Menge einer eine bestimmte Schadstoffkonzentration aufweisenden Abwasser- und/oder Klärschlammcharge zusammen mit einer vorgegebenen Menge einer Biomassecharge eingebracht und dort anaerob vergoren wird, mit der sichergestellt ist, dass das ausgegorene Biomasse/Klärschlamm-Gemisch vorgegebene Schadstoffgrenzwerte, z. B. hinsichtlich Schwermetallen und organischen Verunreinigungen, unterschreitet.
Wie dies der 1 weiter entnommen werden kann, ist der Biogasanlage 17 bzw. hier konkret einer an sich bekannten Gasmotoranordnung 34, der Gas 35 aus der Biogasanlage 17 zugeführt wird, ein erster Wärmetauscher 18 zugeordnet und ist dem Belebungsbecken 14 ein zweiter Wärmetauscher 19 zugeordnet, die jeweils durch eine Hinleitung 21 und eine Rückleitung 22 miteinander verbunden sind und mittels denen eine Gasmotor-Abwärme in das Belebungsbecken 14 so einkoppelbar ist, dass in dem Belebungsbecken 14 eine gegenüber herkömmlichen Belebungsbeckentemperaturen von je nach Jahreszeit durchschnittlich ca. 9-18°C eine höhere Temperatur von bevorzugt zwischen ca. 20 bis 30°C eingestellt werden kann. Durch diese höhere Temperatur wird erreicht, dass im Belebungsbecken 14 mittels des Belebtschlammes eine schnellere Reinigung und ein effektiverer Abbau der Verunreinigungen erfolgt, so dass „überschüssiger" Belebtschlamm 24, z. B. mittels einer Pumpeinrichtung, aus dem Belebungsbecken 14 heraus in vorgegebenen Mengen chargenweise in das Sandfangsediment-Aufbereitungsbecken 15 zudosiert werden kann, in das gleichzeitig Sandfangsediment 23, ebenfalls mittels geeigneter Pump- und/oder Austragseinrichtungen, in vorgegebenen Mengen chargenweise in das Sandfangsediment-Aufbereitungsbecken 15 eingebracht und zudosiert wird. Dieses Gemisch aus Belebtschlamm 24 und Sandfangsediment 23 wird dann mittels der Rühr- und/oder Mischeinrichtung 29 für eine bestimmte vorgegebene Verweilzeit so lange durchmischt und aerob vergoren bis das Sandfangsediment eine gewünschte Aufbereitungsqualität aufweist. Anschließend wird dann das so aufbereitete Sandfangsediment 26 mittels geeigneter Austragseinrichtungen aus dem Sandfangsediment-Aufbereitungsbecken 15 ausgebracht und vorzugsweise gewaschen und separiert, um die Wertstoffe, wie z. B. reinen Sand, herauszuholen und einer Wiederverwertung zuzuführen. Eine Wasch- und Separierstation ist hier mit dem Bezugszeichen 33 bezeichnet.
Wie dies der 1 weiter entnommen werden kann, kann dem Sandfangsediment-Aufbereitungsbecken 15 alternativ oder zusätzlich zum Belebtschlamm 24 aus dem Belebungsbecken 14 auch ein Rücklaufschlamm 12b als aus dem Nachklärbecken 9 abgezogener Belebtschlamm in vorgegebenen Mengendosierungen, insbesondere gewichtsgesteuert, zugeführt werden.

Claims

Kläranlage zur Aufbereitung von verunreinigtem Abwasser, mit einem Sandfang, in dem sich schwere Sinkstoffe als Sandfangsediment absetzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kläranlage (1) ferner wenigstens einen Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter (15) aufweist, in den eine vorgegebenen Menge der im Sandfang (5) anfallenden Sandfangsedimente (23) zusammen mit einer vorgegebenen Menge an sedimentspezifischen Bakterien (12b, 24), insbesondere aerobe Bakterien, für eine vorgegebene Verweilzeit zur biologischen Aufbereitung des Sandfangsedimentes (23) einbringbar ist.
Kläranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kläranlage (1) eine dem Sandfang (5) nachgeschaltete Belebtschlamm-Reinigungsstufe (8) aufweist, in der Verunreinigungen des Abwassers mittels Belebtschlamm biologisch abbaubar sind, und dass die sedimentspezifischen Bakterien durch Belebtschlamm (12b, 24) aus der Belebtschlamm-Reinigungsstufe (8), insbesondere aus einem Belebtschlammbecken (14) und/oder einem dem Belebtschlammbecken zugeordneten und nachgeschalteten Nachklärbecken (9), gebildet sind.
Kläranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter (15) durch ein mittels wenigstens einer Trennwand (28) von einem Belebungsbecken getrenntes Aufbereitungsbecken eines Belebtschlammbeckens (14) gebildet ist.
Kläranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter (15) wenigstens eine Misch- und/oder Rühreinrichtung (32) angeordnet ist, mittels dem das Sandfangsediment/Bakterien-Gemisch durchmischbar ist.
Kläranlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Misch- und/oder Rühreinrichtung durch ein Rührwerk (32) gebildet ist, insbesondere ein hydraulisch oder pneumatisch betriebenes Rührwerk.
Kläranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter (15) eine Austragseinrichtung, insbesondere eine Austragsschnecke, zugeordnet ist, mittels der das sich im Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter (15) absetzende und aufbereitete Sandfangsediment (26) austragbar ist, und dass dem Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter (30) eine Wasch- und/oder Separierstation (33) nachgeschaltet ist.
Kläranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter (15) eine Belüftungs- und/oder Gebläseeinrichtung (30) zugeordnet ist, mittels der dem Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter (15) Luft (31) für die aerobe Vergärung zuführbar ist.
Kläranlage nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Belebtschlamm-Reinigungsstufe (8) wenigstens eine einem Belebtschlammbecken (14) und/oder einem Nachklärbecken (9) zugeordnete und vorzugsweise mit einer Messeinrichtung gekoppelte Zudosiereinrichtung, insbesondere Pumpeinrichtung, aufweist, mittels der eine vorgegebene Menge des im Belebtschlammbecken (14) und/oder in einem Nachklärbecken (9) vorhandenen bzw. anfallenden Belebtschlammes (12b, 24) in den Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter (15), insbesondere gesteuert mittels einer Steuereinrichtung, zudosierbar ist.
Kläranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Sandfang (5) wenigstens eine vorzugsweise mit einer Messeinrichtung gekoppelte Zudosiereinrichtung, insbesondere eine Pump- und/oder Austragseinrichtung, zugeordnet ist, mittels der eine vorgegebene Menge des im Sandfang (5) anfallenden Sandfangsedimentes (23) in den Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter (15), insbesondere gesteuert mittels einer Steuereinrichtung, zudosierbar ist.
Kläranlage, insbesondere nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kläranlage (1) ferner eine Biogasanlage (17) mit wenigstens einem Fermenter (16) aufweist, deren Abwärme als Biogasanlagen-Abwärme wenigstens zum Teil in ein Belebtschlammbecken (14) und gegebenenfalls den Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter (15) der biologischen Reinigungsstufe (8) einkoppelbar ist dergestalt, dass im Belebtschlammbecken (14) eine vorgegebene Temperatur einstellbar ist.
Kläranlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kläranlage (1) eine Regelungseinrichtung aufweist, mittels der die Tem peratur im Belebtschlammbecken (14) regelbar ist, wobei im Bereich des Belebtschlammbeckens (14) eine Messfühlereinrichtung zur Istwerterfassung angeordnet und als Regelstrecke eine Heizeinrichtung (18, 19) vorgesehen ist, mittels der die Biogasanlagen-Abwärme aus der Biogasanlage (17), insbesondere aus einer Gasmotoranordnung (34) und/oder einem Fermenter (16), auskoppelbar und in das Belebtschlammbecken (14) einkoppelbar ist.
Kläranlage nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einkopplung der Fermenter-Abwärme eine Wärmetauscheranordnung (18, 19) vorgesehen ist, die einen fermenterbehälterseitigen ersten Wärmetauscher (18), mittels dem ein Wärmetauschmedium Wärme vom Fermenter (16) aufnimmt, und einen belebtschlammbeckenseitigen zweiten Wärmetauscher (19) aufweist, mittels dem das Wärmetauschmedium Wärme an das Belebtschlammbecken (14) abgibt.
Kläranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in den wenigstens einen Fermenter (16) einer Bestandteil der Kläranlage (1) bildenden Biogasanlage (17) eine vorgegebene Menge einer stromab einer mechanischen Reinigungsstation, insbesondere einer Rechenstation (4), der Kläranlage (1) abgezogenen Abwasser- und/oder Klärschlammcharge (12a, 13, 25, 28a bis e) zusammen mit einer vorgegebenen Menge einer Biomassecharge, insbesondere einer Biomasse-Feststoffcharge (29), aus pflanzlichen und/oder tierischen Abfällen und/oder nachwachsenden Rohstoffen, zur anaeroben Vergärung einbringbar ist, und dass die Menge und Zusammensetzung der Abwasser- und/oder Klärschlammcharge (12a, 13, 25, 28a bis e) einerseits und der Biomasse charge (29) andererseits in Abhängigkeit von der Schadstoffkonzentration der Abwasser- und/oder Klärschlammcharge (12a, 13, 25, 28a bis e) so vorgegeben ist, dass das ausgegorene Gemisch (27) aus Abwasser und/oder Klärschlamm einerseits sowie Biomasse andererseits vorgegebene Schadstoffgrenzwerte unterschreitet.
Kläranlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Sandfang (5) einer Rechenstation (4) nachgeschaltet ist, und dass dem Sandfang (5) ein Fett- und Ölabscheidebecken zugeordnet ist, in dem Fette und Öle abscheidbar sind. 15 Kläranlage nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass dem wenigstens einen Fermenter (16) eine vorgegebene Menge an Klärschlamm (12a, 13, 25) aus der Belebtschlamm-Reinigungsstufe (8), insbesondere aus einem Vorklärbecken (6) und/oder einem Belebungsbecken (14) und/oder einem Nachklärbecken (9), zuführbar ist.
Kläranlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass dem wenigstens einen Fermenter (16) zusätzlich zum Klärschlamm (13) eine vorgegebene Menge einer vorgegebenen Flüssigkeit, insbesondere mechanisch vorgereinigtes Abwasser (28b bis 28e) und/oder biologisch vor- bzw. endgereinigtes Abwasser (28a), zuführbar ist.
Kläranlage nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fermenter (16) eine Klärschlamm-Speichereinrichtung (7), insbesondere für Klärschlamm (12, 13) aus der Kläranlage (1) sowie gegebenenfalls für eine zusätzliche Flüssigkeit (28b) vorgeschaltet ist, aus der heraus die vorgegebene Klärschlammmenge mittels einer Zuführeinrichtung dem Fermenter (16) zudosierbar ist.
Kläranlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Klärschlamm-Speichereinrichtung (7) durch wenigstens einen benachbart zum Fermenter (16) der Biogasanlage (17) angeordneten gas- und flüssigkeitsdichten Klärschlamm-Speicherbehälter als Zwischenspeicher gebildet ist, aus dem heraus die Abwasser- und/oder Klärschlammcharge (12a, 13, 25) mittels einer Pumpeinrichtung in den Fermenter (16) pumpbar ist.
Kläranlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Klärschlamm-Speicherbehälter (7) mit einer Durchflussmesseinrichtung und/oder einer Volumenmesseinrichtung und/oder einer Wägeeinrichtung gekoppelt ist, mittels der die in den Klärschlamm-Speicherbehälter (7) hinein und/oder die aus diesem abgezogene Menge der Abwasser- und/oder Klärschlammcharge bestimmt wird.
Kläranlage nach Anspruch 18 oder Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Klärschlamm-Speicherbehälter (7) wenigstens eine Rühreinrichtung angeordnet ist, mittels der vor dem Abziehen der Abwasser- und/oder Klärschlammcharge der Behälterinhalt für eine vorgegebene Zeitdauer gemischt und gerührt wird.
Kläranlage nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine Biomasse-Speichereinrichtung (20) als Zwischenspeicher vorgesehen ist, aus der heraus die vorgegebene Biomassemenge mittels einer Zuführeinrichtung dem Fermenter (16) zudosierbar ist.
Kläranlage nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse-Speichereinrichtung (20) mit einer Wägeeinrichtung gekoppelt ist, mittels der die in die Biomasse-Speichereinrichtung (20) zudosierte und/oder aus dieser abgezogene Menge der Biomassecharge bestimmbar ist.
Kläranlage nach Anspruch 21 oder Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass in der Biomasse-Speichereinrichtung (20) wenigstens eine Mischeinrichtung angeordnet ist, mittels der die Biomasse durchmischbar sind.
Kläranlage nach einem der Ansprüche 10 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse durch Rinder- und/oder Schweine- und/oder Hühnermist und/oder Biertreber und/oder Melasse und/oder Apfeltrester und/oder Obsttrester und/oder Rebentrester und/oder Rüben und/oder Ganzpflanzensilagen und/oder Grassilagen und/oder Maissilagen gebildet ist.
Kläranlage nach einem der Ansprüche 10 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine Austragseinrichtung, insbesondere eine Austragsschnecke vorgesehen ist, mittels der das ausgegorene Gemisch (27) aus dem Fermenter (16) austragbar ist.
Verfahren zur Aufbereitung von verunreinigtem Abwasser, insbesondere mittels einer Kläranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 25, bei dem sich in einem Sandfang schwere Sinkstoffe als Sandfangsedimente absetzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kläranlage (1) ferner wenigstens einen Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter (15) aufweist, in den eine vorgegebenen Menge der im Sandfang (5) anfallenden Sandfangsedimente (23) zusammen mit einer vorgegebenen Menge an sedimentspezifischen Bakterien (12b, 24), insbesondere aerobe Bakterien, für eine vorgegebene Verweilzeit zur biologischen Aufbereitung des Sandfangsedimentes (23) eingebracht, insbesondere chargenweise eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass in einer dem Sandfang (5) nachgeschalteten Belebtschlamm-Reinigungsstufe (8) Verunreinigungen des Abwassers mittels Belebtschlamm biologisch abgebaut werden, und dass als sedimentspezifische Bakterien eine vorgegebene Menge an Belebtschlamm (12b, 24) aus der Belebtschlamm-Reinigungsstufe (8), insbesondere aus einem Belebtschlammbecken (14) und/oder einem dem Belebtschlammbecken (14) zugeordneten und nachgeschalteten Nachklärbecken (9), zudosiert wird.
Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter (15) wenigstens eine Misch- und/oder Rühreinrichtung (32) angeordnet ist, mittels dem das Sandfangsediment/Bakterien-Gemisch durchmischt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass dem Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter (15) eine Austragseinrichtung, insbesondere eine Austragsschnecke, zugeordnet ist, mittels der das ausgegorene Gemisch aus dem Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter (15) ausgetragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass dem Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter (15) eine Be lüftungs- und/oder Gebläseeinrichtung (30) zugeordnet ist, mittels der dem Aufbereitungsbehälter Frischluft (31) für die aerobe Vergärung zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Belebtschlamm-Reinigungsstufe (8) wenigstens eine einem Belebtschlammbecken (14) und/oder einem Nachklärbecken (9) zugeordnete und vorzugsweise mit einer Messeinrichtung gekoppelte Zudosiereinrichtung, insbesondere Pumpeinrichtung, aufweist, mittels der eine vorgegebene Menge des im Belebtschlammbecken (14) und/oder in einem Nachklärbecken (9) vorhandenen bzw. anfallenden Belebtschlammes (12b, 24) in den Sandfangsediement-Aufbereitungsbehälter (15), insbesondere gesteuert mittels einer Steuereinrichtung, zudosiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass dem Sandfang (5) wenigstens eine vorzugsweise mit einer Messeinrichtung gekoppelte Zudosiereinrichtung, insbesondere eine Pump- und/oder Austragseinrichtung, zugeordnet ist, mittels der eine vorgegebene Menge des im Sandfang (5) anfallenden Sandfangsedimentes (23) in den Sandfangsediment-Aufbereitungsbehälter (15), insbesondere gesteuert mittels einer Steuereinrichtung, zudosiert wird.
Verfahren, insbesondere nach einem der Ansprüche 27 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Kläranlage ferner eine Biogasanlage (17) mit wenigstens einem Fermenter (16) aufweist, deren Abwärme als Biogasanlagen-Abwärme wenigstens zum Teil in ein Belebtschlammbecken (14) der biologischen Reinigungsstufe (8) eingekoppelt wird dergestalt, dass im Belebtschlammbecken (14) eine vorgegebene Temperatur eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Kläranlage (1) eine Regelungseinrichtung aufweist, mittels der die Temperatur im Belebtschlammbecken (14) geregelt wird, wobei im Bereich des Belebtschlammbeckens (14) eine Messfühlereinrichtung zur Istwerterfassung angeordnet und als Regelstrecke eine Heizeinrichtung (18, 19) vorgesehen ist, mittels der die Biogasanlagen-Abwärme aus dem Fermenter ausgekoppelt und in das Belebtschlammbecken (14) eingekoppelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass in den wenigstens einen Fermenter (16) einer Bestandteil der Kläranlage (1) bildenden Biogasanlage (17) eine vorgegebene Menge einer stromab einer mechanischen Reinigungsstation, insbesondere einer Rechenstation (4) abgezogenen Abwasser- und/oder Klärschlammcharge (12a, 13, 25, 28a bis e) zusammen mit einer vorgegebenen Menge einer Biomassecharge, insbesondere einer Biomasse-Feststoffcharge (29), aus pflanzlichen und/oder tierischen Abfällen und/oder nachwachsenden Rohstoffen, eingebracht und dort anaerob vergoren wird, und dass die Menge und Zusammensetzung der Abwasser- und/oder Klärschlammcharge (12a, 13, 25, 28a bis e) einerseits und der Biomassecharge (29) andererseits in Abhängigkeit von der Schadstoffkonzentration der Abwasser- und/oder Klärschlammcharge (12a, 13, 25, 28a bis e) so vorgegeben wird, dass das ausgegorene Gemisch (27) aus Abwasser und/oder Klärschlamm einerseits sowie Biomasse andererseits vorgegebene Schadstoffgrenzwerte unterschreitet.
Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Zudosierung der Abwasser- und/oder Klärschlammcharge (12a, 13, 25, 28a bis e) einerseits und der Biomasse, insbesondere einer Biomasse-Feststoffcharge (29) andererseits so vorgegeben wird, dass in dem Fermenter (16) ein Gemisch mit einem Trockensubstanzgehalt von kleiner als 20%, vorzugsweise von kleiner 15%, höchst bevorzugt mit einem zwischen 8 bis 15% liegenden Trockensubstanzgehalt vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, dass dem wenigstens einen Fermenter (16) eine vorgegebene Menge an Klärschlamm (12a, 13, 25, 28a bis e) aus der Belebtschlamm-Reinigungsstufe, insbesondere aus einem Vorklärbecken (6) und/oder einem Belebungsbecken (14) und/oder einem Nachklärbecken (9), zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass dem wenigstens einen Fermenter (16) zusätzlich zum Klärschlamm (13) eine vorgegebene Menge einer vorgegebenen Flüssigkeit, insbesondere mechanisch vorgereinigtes Abwasser (28b bis 28e) und/oder biologisch vor- bzw. endgereinigtes Abwasser (28a), zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Flüssigkeit (28a bis 28e) mit dem Klärschlamm (13, 25) entsprechend vorgegebener Parameter vor dem Fermenter (16) vermischt und anschließend in diesen entsprechend vorgegebener Zudosierparameter zudosiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fermenter (16) eine Klärschlamm-Speichereinrichtung (7), insbesondere für Klärschlamm (12a, 13, 25) aus der Kläranlage (1) sowie gegebenenfalls für eine zusätzliche Flüssigkeit (28b) vorgeschaltet ist, aus der heraus die vorgegebene Klärschlammmenge mittels einer Zuführeinrichtung dem Fermenter (16) zudosiert wird.
Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Klärschlamm-Speichereinrichtung (7) durch wenigstens einen benachbart zum Fermenter (16) der Biogasanlage (17) angeordneten gas- und flüssigkeitsdichten Klärschlamm-Speicherbehälter als Zwischenspeicher gebildet ist, aus dem heraus die Abwasser- und/oder Klärschlammcharge (12a, 13, 25) mittels einer Pumpeinrichtung in den Fermenter (16) gepumpt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass eine Biomasse-Speichereinrichtung (20) als Zwischenspeicher vorgesehen ist, aus der heraus die vorgegebene Biomassemenge mittels einer Zuführeinrichtung dem Fermenter (16) zudosiert wird.