DE102006052965A1

DE102006052965A1 - Verfahren zur Klärung von Abwasser in einer Kleinkläranlage sowie eine Kleinkläranlage

Info

Publication number: DE102006052965A1
Application number: DE200610052965
Authority: DE
Inventors: Sebastian Kordes
Original assignee: KORDES KLD WASSER und ABWASSER; KORDES KLD WASSER- und ABWASSERSYSTEME GmbH
Current assignee: KORDES KLD WASSER und ABWASSER; KORDES KLD WASSER- und ABWASSERSYSTEME GmbH
Priority date: 2006-11-08
Filing date: 2006-11-08
Publication date: 2008-05-29

Abstract

Ein Verfahren zur Klärung von Abwasser in einer Kleinkläranlage, die eine Vorklärkammer (1), eine Nachklärkammer sowie Aggregate zur Beschickung, Belüftung und Abführung des Abwassers bzw. von Klarwasser aufweist, wobei die Beschickung der Nachklärkammer (2) mit Abwasser bzw. die Belüftung bzw. die Abförderung des Klarwassers in zeitlichen Abständen erfolgt, ist so ausgebildet, dass die zeitlichen Abstände der Schaltzyklen zum Beschicken und/oder Belüften und/oder Abfördern abhängig von der Menge des innerhalb eines bestimmten Zeitraumes zugeflossenen Abwassers festgelegt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klärung von Abwasser in einer Kleinkläranlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Kleinkläranlage entsprechend dem Obergriff des Anspruchs 8.
Kleinkläranlagen finden vorzugsweise dort Verwendung, wo der Anschluss an ein öffentliches Kanalnetz nicht möglich oder unwirtschaftlich ist, insbesondere im ländlichen Raum. Dabei weisen diese Kleinkläranlagen mindestens zwei Kammern auf, nämlich eine Vorklär- und eine Nachklärkammer.
In der Nachklärkammer findet die eigentliche Reinigung des Abwassers statt, wobei durch den darin angeordneten Belüfter das aus der Vorklärkammer zugeführte Abwasser belüftet wird. Eine solche Kleinkläranlage ist auch als SBR-Kläranlage (Sequenz-Batch-Reaktor) bekannt, bei der das Nachklärbecken ein notwendiges Belebungsbecken bildet.
Die Reinigung des Abwassers erfolgt dabei durch den biologischen Abbau von Stoffen mittels Mikroorganismen. Diese sind jedoch nur in einem aeroben Milieu lebensfähig, so dass zur effektiven Klärung des Abwassers eine bestimmte Menge Sauerstoff darin gelöst sein muss. Zum Eintrag des Sauerstoffs ist, wie erwähnt, ein Belüfter in der Nachklärkammer vorgesehen, der innerhalb bestimmter zeitlicher Abstände geschaltet wird.
Die Volumendimensionierung der Kleinkläranlagen ebenso wie insbesondere die Belüftungsintervalle werden bislang nach theoretischen Benutzerzahlen festgelegt. So wird beispielsweise angenommen, dass eine Wohnfläche > 60 m² von mehr als vier Personen genutzt wird, deren Abwassermenge als theoretischer Eintrag in die Kleinkläranlage zugrunde gelegt wird. Gleichermaßen gilt dies für andere Wohnflächengrößen bzw. Benutzerzahlen.
Tatsächliche, von Benutzerzahlen abhängige Abwassermengen werden bislang für den Betrieb der Kleinkläranlage nicht als Basis genommen. Hieraus ergeben sich eine ganze Reihe von Nachteilen beim Betrieb der Kleinkläranlage.
So besteht die Gefahr, dass das Verhältnis zwischen Wasser und eingeleiteter Schmutzfracht sich ungünstig darstellt, mit der Folge einer verminderten Abwasserreinigung, insbesondere wenn mehr Schmutzfracht aufgrund einer erhöhten Benutzerfrequentierung eingeleitet wird.
Im anderen Fall, wenn nämlich eine geringere Menge an Abwasser eingeleitet wird, da weniger Benutzer die angeschlossenen Wohnflächen benutzen als theoretisch angenommen, werden die Aggregate, insbesondere der Belüfter in einem Umfang betrieben, wie er für die tatsächlich vorhandene Abwassermenge nicht erforderlich wäre.
Naturgemäß ist dies mit einem entsprechenden Energieaufwand verbunden, der einem optimierten Betrieb der Kleinkläranlage entgegensteht. Hierzu zählt auch, dass aufgrund der vorhandenen, jedoch nicht erforderlichen hohen Einschaltfrequenzen der Aggregate deren Standzeit reduziert wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass der Betrieb sowohl hinsichtlich der Abwasserklärung wie auch hinsichtlich der Betriebskosten optimiert wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst bzw. durch eine Kleinkläranlage mit den Merkmalen des Anspruchs 8.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird erreicht, dass die Aggregate lediglich entsprechend der tatsächlich eingetragenen bzw. zu klärenden Abwassermenge in Betrieb sind.
Im Wesentlichen bedeutet dies, dass beispielsweise bei einer geringeren Anzahl an Benutzern als zunächst theoretisch angenommen ist, die Aggregate entsprechend später, d.h. in entsprechend längeren Zeitabständen eingeschaltet werden bzw. eine Beschickerpumpe und eine Klarwasserpumpe mit einer kürzeren Laufzeit betrieben werden können. Der Belüfter hingegen muss eine bestimmte Laufzeit einhalten, um das für den aeroben Abbau der Schmutzpartikel notwendige Milieu zu erzeugen. Hierbei sind jedoch die Zeiträume zwischen den einzelnen Ab- und Einschaltpunkten entsprechend länger.
Daraus ergibt sich eine durchaus bemerkenswerte Energieeinsparung sowie eine Verlängerung der Standzeit der Aggregate, da diese nun nicht mehr in gleichem Maße im Einsatz sind.
Zweckmäßigerweise erfolgt die Ermittlung der Menge des eingeleiteten Abwassers in die Kleinkläranlage innerhalb eines Zeitraumes von z.B. einer Woche, so dass kurzzeitige Schwankungen unberücksichtigt bleiben. Je nach Bedarf ist dieser Zeitraum selbstverständlich auch verkürz- oder verlängerbar, vorzugsweise in einem Zeitfenster von 5 bis 10 Tagen.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, eine Veränderung des zugeflossenen Abwassers innerhalb eines bestimmten Zeitraumes mittels Differenzdruckmessung vorzunehmen, wozu beispielsweise im Nachklärbecken eine Tauchglocke installiert sein kann, die mit einer Auswerteeinrichtung bzw. einer Steuereinheit verbunden ist, über die die angeschlossenen Aggregate entsprechend zu steuern sind. Dabei erfolgt die Ermittlung des Differenzdrucks bevorzugt nach Beschickungsende, kann aber auch zu jedem beliebigen anderen Zeitpunkt durchgeführt werden.
Dies trifft gleichermaßen auf andere Messverfahren zu, mit denen eine Veränderung der zugeflossenen Abwassermenge feststellbar ist. Beispielhaft sei hier noch die Ermittlung einer Niveauveränderung im Vor- oder Nachklärbecken genannt, wobei diese durch Ultraschall- oder Lasersensoren erfolgen kann bzw. durch andere geeignete Einrichtungen.
Hierzu zählt auch die Möglichkeit die Menge des zugeflossenen Abwassers durch eine Zufluss- oder Abflussmengenmessung zu ermitteln und entsprechend auszuwerten. Bei letzterer bspw. mittels einer Laufzeitermittlung der Klarwasserpumpe.
Der jeweils neu ermittelte Messwert dient dann wiederum als Basiswert für die folgenden Messungen bzw. für die Neufestlegung der Zeitintervalle zwischen den Ein- und Abschaltpunkten nach dem vorbestimmten Zeitraum.
Zweckmäßigerweise erfolgt die Steuerung des Belüfters eintragsabhängig im Sinne der Erfindung. In diesem Fall können die Beschickung und das Abfördern in gleichbleibend zeitlichen Abständen erfolgen, sowohl hinsichtlich der Ausschalt- wie auch der Einschaltzeiten.
Alternativ können jedoch auch die Aggregate zum Beschicken und/oder Abfördern abhängig von der Menge des innerhalb eines bestimmten Zeitraumes zugeflossenen Abwassers geschaltet werden, d.h., dass das Niveau der Nachklärkammer verändert wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie eine Kleinkläranlage sind nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben.
Die einzige Figur zeigt eine Kleinkläranlage in einer geschnittenen, schematischen Seitenansicht.
In der Figur ist eine Kleinkläranlage dargestellt, die eine Vorklärkammer 1 aufweist, in die ein Zulauf 3 mündet, der beispielsweise an das Abwassersystem eines Hauses angeschlossen ist. Dabei bildet der untere, also Bodenbereich der Vorklärkammer 1 einen Schlammspeicher.
Weiter weist die Kleinkläranlage eine Nachklärkammer 2 auf, die als sogenannter SBR-Reaktor (Sequenzing-Batch-Reaktor) ausgebildet sein kann und insoweit ein Belebungsbecken bildet. Ein SBR-Reaktor stellt den Teil einer belüfteten Kleinkläranlage dar, in dem das Abwasser durch Belebt-Schlamm gereinigt und im weiteren Vorgang vom Belebt-Schlamm getrennt wird. Es findet sozusagen die Reinigung und Nachklärung in einem Becken statt.
In der Nachklärkammer 2 ist eine Beschickerpumpe 5 angeordnet, die über eine Saugleitung 6 mit der Vorklärkammer 1 verbunden ist. Diese Saugleitung 6 funktioniert nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren, wobei zunächst durch einen Pumpenstoß Wasser aus der Nachklärkammer 2 in die Vorklärkammer 1 gebracht wird, so dass die Saugleitung 6 gefüllt ist und das vorgeklärte Wasser der Vorklärkammer 1, dessen Niveau höher ist als das Niveau des Wassers in der Nachklärkammer 2, in die Nachklärkammer 2 gelangt.
Des Weiteren ist an einem Schwimmkörper 12 ein Belüfter 9 in der Nachklärkammer 2 positioniert, über den Luft in das eingebrachte, vorgeklärte Abwasser gefördert wird, um so die genannte Belebung und Reinigung durch Mikroorganismen zu erreichen.
Über eine Klarwasserpumpe 7, deren Sauganschluss 8 im Bereich des Schwimmkörpers 12 angeordnet ist, wird Klarwasser angesaugt und über eine angeschlossene Druckleitung 4 in eine nicht dargestellte Abflussleitung gefördert.
Die Beschickung der Nachklärkammer 2 mit Schmutzwasser aus der Vorklärkammer 1 erfolgt ebenso wie die Belüftung des in der Nachklärkammer 2 befindlichen Abwassers und die Abführung des Klarwassers mittels der Klarwasserpumpe 7 in zeitlichen Abständen, deren Schaltzyklen zum Beschicken und/oder Belüften und/oder Abfördern abhängig sind von der Menge des innerhalb eines bestimmten Zeitraumes zugeflossenen Abwassers.
Um diese Zeitabstände festzulegen, ist in der Nachklärkammer 2 eine Tauchglocke 10 installiert, über die sich aus unterschiedlich eingeförderten Abwassermengen und der sich dadurch verändernden Pegelstande des Abwassers in der Nachklärkammer 2 ergebende Druckdifferenzen ermittelt und in einer Steuereinrichtung 11 ausgewertet werden, mittels der die entsprechende Schaltung der Aggregate erfolgt.
Zweckmäßigerweise wird die Druckdifferenzmessung innerhalb eines bestimmten Zeitraumes durchgeführt und ausgewertet, beispielsweise im Zeitraum einer Woche, bis dann eine Änderung der Schaltungen der Aggregate erfolgt. Dabei erfolgt jeweils eine Messung nach Beendigung eines Beschickungsvorgangs, der zunächst festgelegt beispielsweise alle zwei Stunden erfolgt, so dass insgesamt über einen Zeitraum von einer Woche 7 × 12 Messungen durchgeführt werden, aus deren Gesamtergebnis sich eine Veränderung der Abwassermenge sehr genau erkennen lässt. Grundsätzlich können die Messungen jedoch zu jedem Zeitpunkt durchgeführt werden.

1: Vorklärkammer
2: Nachklärkammer
3: Zuführleitung
4: Druckleitung
5: Beschickerpumpe
6: Saugrohr
7: Klarwasserpumpe
8: Sauganschluss
9: Belüfter
10: Tauchglocke
11: Steuereinrichtung
12: Schwimmkörper

Claims

Verfahren zur Klärung von Abwasser in einer Kleinkläranlage, die eine Vorklärkammer (1), eine Nachklärkammer (2), sowie Aggregate zur Beschickung, Belüftung und Abführung des Abwassers bzw. von Klarwasser aufweist, wobei die Beschickung der Nachklärkammer (2) mit Abwasser bzw. die Belüftung bzw. die Abförderung des Klarwassers in zeitlichen Abständen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitlichen Abstände der Schaltzyklen zum Beschicken und/oder Belüften und/oder Abfördern abhängig von der Menge des innerhalb eines bestimmten Zeitraumes zugeflossenen Abwassers festgelegt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ausschließlich die Schaltzyklen zur Belüftung des Abwassers abhängig von der Menge des zugeflossenen Abwassers festgelegt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mengenbestimmung des zugeflossenen Abwassers über den bestimmten Zeitraum in Intervallen erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mengenbestimmung nach Ablauf von 5 bis 10 Tagen, vorzugsweise nach 7 Tagen erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mengenbestimmung durch Druckdifferenzmessung im Nachklärbecken (2) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mengenmessung durch Volumenstrommessung des zu- oder abgeflossenen Abwassers erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mengenmessung durch Messung einer Niveauänderung in der Vor- (1) oder Nachklärkammer (2) erfolgt.
Kleinkläranlage mit einer Vorklärkammer (1), einer Nachklärkammer (2) sowie einer in der Vorklärkammer (1) oder der Nachklärkammer (2) angeordneten Beschickerpumpe (5), einer Klarwasserpumpe (7) und einem Belüfter (9), die in der Nachklärkammer (2) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Messung der zugeflossenen Abwassermenge vorgesehen ist, die mit einer Steuereinrichtung (11) verbunden ist, über die der Belüfter (9) und/oder die Klarwasserpumpe (7) und/oder die Beschickerpumpe (5) steuerbar sind.
Kleinkläranlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung als Tauchglocke (10) zur Differenzdruckmessung ausgebildet ist.
Kleinkläranlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung als Niveaumesseinrichtung ausgebildet ist.
Kleinkläranlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung als Volumenstrommesseinrichtung ausgebildet ist.