DE102007030938A1

DE102007030938A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Reinigung von Grauwasser

Info

Publication number: DE102007030938A1
Application number: DE102007030938A
Authority: DE
Inventors: Oliver Ringelstein
Original assignee: INTEWA INGENIEUR GES fur EN U; Intewa Ingenieur-Gesellschaft fur Energie- und Wassertechnik Mbh
Current assignee: INTEWA INGENIEUR GES fur EN U; Intewa Ingenieur-Gesellschaft fur Energie- und Wassertechnik Mbh
Priority date: 2007-07-03
Filing date: 2007-07-03
Publication date: 2009-01-08
Also published as: WO2009003603A4; EP2165021A2; AU2008271639A1; WO2009003603A2; WO2009003603A8; WO2009003603A3

Abstract

Die Erfindung offenbart eine Vorrichtung zur Wiederverwertung von Grauwasser. Die Vorrichtung umfasst mindestens zwei Speicherbehälter für Grauwasser (20; 40), die jeweils im Bodenbereich einen Schlammablass aufweisen. Der erste Grauwasserbehälter (20) ist zweigeteilt und weist in einer ersten Kammer einen Bioreaktor (24) auf.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Reinigung von Grauwasser mit den Merkmalen des Oberbegriffs der Ansprüche 1 bzw. 10.
Stand der Technik
Im jedem Haushalt fällt eine Menge an geringfügig verschmutztem Brauchwasser, das so genannte Grauwasser, an. Vor allem in Gebieten mit Wassermangel, sollte dieses geringfügig verschmutzte Wasser gereinigt und wieder verwendet werden, statt der Kanalisation zugeleitet zu werden.
Verfahren und Vorrichtungen zur Nutzung von Grauwasser sind bereits mehrfach bekannt. Beispielsweise beschreibt EP 07 32 457 B1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung von Grauwasser. Die Vorrichtung besteht aus drei Grauwasserspeichern, durch die das Grauwasser sukzessive geleitet wird. Die Reinigung des Grauwassers erfolgt hierbei durch sukzessives Absetzen der Schmutzpartikel.
EP 08 55 473 B1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Nutzung von Grauwasser, bei der eine Steuereinrichtung den Betriebszustand überwacht und gegebenenfalls bestimmte Funktionen auslösen und zusätzlich die Qualität des gereinigten Brauchwassers überprüft.
EP 08 94 904 B1 zeigt eine Vorrichtung zur Wiederverwendung von Grauwasser bei Anwendungen, bei denen die Wasserqualität von geringerer Bedeutung ist. Diese Vorrichtung kann direkt im Haushalt eingebaut werden, so dass das Grauwasser aus der Badewanne und/oder der Dusche direkt für die Toilettenspülung verwendet wird.
EP 10 36 888 A2 beschreibt ein System, bei dem geringfügig verschmutztes Grauwasser aus dem Spülgang der Waschmaschine genutzt werden soll und beispielsweise in den ersten Waschgängen in der Waschmaschine wieder verwendet werden soll.
DE 197 40 642 B4 beschreibt eine Vorrichtung, bei der das Grauwasser über eine Entkeimungsvorrichtung zwangsgeführt wird. Die Entkeimungsvorrichtung enthält einen Ringkanal, in dem das Grauwasser durch eine Bestrahlungsquelle über die gesamte Länge des Ringkanals bestrahlt und somit entkeimt wird.
DE 101 56 253 A1 zeigt eine Anlage zur Wiederverwendung von Brauchwasser, wobei das Brauchwasser nicht nur selbst wieder verwendet, sondern auch die in ihm gespeicherte Wärme mit Hilfe eines Wärmetauschers ausgenutzt wird. Hierzu wird ein Wärmetauscher in dem Brauchwassertank angeordnet, der eine glatte ebene Austauschoberfläche aufweist. Das warme Brauchwasser wird in eine Zirkulation versetzt, die es an dieser Wärmetauscheroberfläche vorbei zirkulieren lässt.
Bei den oben beschriebenen Verfahren durchläuft das Grauwasser bestimmte Reinigungsstufen und wird am Ende in einem Speicherbehälter gespeichert. Die Verweilzeit des Wasser in diesem letzen Speicherbehälter ist abhängig davon, wie viel gereinigtes Grauwasser entnommen wird. Ist der Bedarf sehr niedrig, kann es vorkommen, dass das gereinigte Wasser relativ lang im Speicherbehälter geparkt werden muss, was wiederum zu einer Verschlechterung der Wasserqualität führen kann.
Beschreibung
Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine kompakte Vorrichtung zur Reinigung von Grauwasser für die Wiederverwertung als Trink- bzw. Nutzwasser zu schaffen, bei der das Wasser kontinuierlich einer mehrfachen biologischen Reinigung unterworfen wird um einen möglichst hohen Reinigungsgrad zu erhalten. Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Reinigung von Grauwasser.
Dieses Ziel der Erfindung wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient dazu, Grauwasser, vorzugsweise aus der Badewanne, der Dusche oder anderes gering verschmutztes Wasser zu reinigen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Wiederverwertung von Grauwasser besteht aus mindestens zwei Speicherbehältern für Grauwasser, die jeweils einen im Bodenbereich angeordneten Schlammablass aufweisen.
Das Grauwasser wird direkt in den ersten Speicherbehälter geleitet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Grauwasser zunächst über einen vorgeschalteten Vorfilter geleitet werden. Dieser Vorfilter dient dem Entfernen grober Schmutzpartikel und kann automatisch über die Betriebswasserpumpe mit entsprechendem Druck zurückgespült werden.
Der Bodenbereich der Speicherbehälter ist vorzugsweise trichterförmig, so dass die sedimentierenden Schmutzpartikel nach unten wandern und sich aufgrund der geringen Verwirbelung und der niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten in diesem Bereich an der tiefsten Stelle sammeln. An dieser Stelle kann ein Schlammablass vorgesehen sein.
Der erste Grauwasserbehälter ist in mindestens zwei Kammern unterteilt. In einer ersten Kammer weist er einen Bioreaktor auf und in einer zweiten Kammer kann sich gegebenenfalls ein Schrägklärer befinden. Diese zweikammrige Aufteilung ist analog den zwei Verfahrensschritten zur Reinigung im ersten Grauwasser-Speicherbehälter.
Der erste Speicherbehälter ist verhältnismäßig groß. Beispielsweise umfasst er ein Volumen von 400 Litern. Beim Zulauf von verschmutztem Grauwasser in das System findet deshalb zunächst ein Mischungsprozess statt, durch den die Wasserqualität direkt verbessert wird.
In einem ersten Verfahrensschritt wird das Grauwasser zuerst durch den Bioreaktor geleitet und in diesem biologisch gereinigt, bevor es in einem zweiten Verfah rensschritt den Schrägklärer im Aufströmverfahren durchströmen kann. Dadurch wird das Sedimentationsverhalten der festen Schmutzpartikel weiter optimiert und diese werden in die trichterförmige Senke geleitet. Weiterhin können zusätzliche Verfahrensschritte, beispielsweise ein Mischungsprozess, vorgesehen werden Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante besteht der Bioreaktor aus einem Rieselkörper bzw. Rieselfilter in dem eine biologische Reinigung des Grauwassers stattfindet. Dabei handelt es sich um eine biochemische Abwasserreinigung, da neben biologischen Abbauprozessen parallel hierzu auch chemische Reaktionen der Verunreinigungen stattfinden. Die im Grauwasser enthaltenen organischen Verbindungen werden in der biologischen Abwasserreinigung einem Abbauprozess unterzogen. Der Abbau erfolgt im Wesentlichen durch Mikroorganismen in Verbindung mit gelöstem Sauerstoff. Dabei entstehen durch Umwandlungsprozesse anorganische Verbindungen und Biomasse.
Im Rieselfilter sind die aeroben, Schmutz abbauenden Mikroorganismen auf fester Materie (Aufwuchskörper) angesiedelt. Die Ansiedlung der Mikroorganismen wird auch als biologischer Rasen bezeichnet. Der Aufwuchskörper kann aus verschiedenen Materialien bestehen, die vorzugsweise eine große Oberfläche zur Besiedlung durch die Mikroorganismen bietet. Beispielsweise können Natursteinen (z. B. Lavaschlacke) oder Kunststoff-Füllkörper verwendet werden.
Oberhalb des Bioreaktors kann sich ein Lochblech oder eine in der Funktion entsprechende Konstruktion befinden. Das Grauwasser wird über dieses Lochblech in den Bioreaktor geleitet. Durch das Lochblech bzw. die entsprechende Konstruktion erfolgt eine Verteilung des Grauwassers über die gesamte obere Aufnahmefläche des Bioreaktors. Gleichzeitig erfolgt eine automatische Belüftung des Grauwassers, ohne dass zusätzliche Belüftungsvorrichtungen notwendig sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform befindet sich oberhalb des Bioreaktors ein Drehsprenger, über den das Grauwasser gleichmäßig zuströmt und verteilt wird.
Mindestens einer der Speicherbehälter, vorzugsweise jedoch beide, weisen einen Saugheber zum Schlammabzug aufweist. Der Saugheber ist dabei am Schlammablass angebracht und dient hauptsächlich dem Entfernen der sedimentierten Schmutzstoffe. Der Schlamm wird dabei in den Überlauf abgesaugt.
Der Saugheber zieht zu bestimmten Intervallen den am Boden angesammelten Schmutz und Schlamm aus dem ersten Speicherbehälter. Begrenzt wird das Absaugen durch eine Abflussbegrenzung über Luftdrossel. Diese ist mit dem Saugheber und dem ersten Behälter verbunden.
Das Einsetzen des Saughebers kann dabei über einen besonders großen Zufluss erfolgen. Alternativ kann auch eine Regelung der Trinkwasser Nachspeisung in definierten Abständen, beispielsweise alle x Tage, den Zufluss erhöhen, um Saugheber zu aktivieren. Weiterhin kann alternativ alle x Tage für eine bestimmte Zeit, z. B. für 6 Stunden die Förderpumpe zur Klarwasserbehälterfüllung ausgeschaltet werden, bis der Saugheber erneut eingesetzt hat.
Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das Grauwasser den Bioreaktor mehrfach durchläuft. Das vorgereinigte, beispielsweise mittels Rieselfilter und Schrägklärer gereinigte Grauwasser, wird über eine Umwälz- bzw. Ladepumpe, die beispielsweise oberhalb des Schrägklärers oder an anderer Stelle angeordnet sein kann, zum Bioreaktor zurück befördert und durchläuft diesen erneut. Dadurch wird eine kontinuierliche Verbesserung der Wasserqualität durch mehrfache biologische Reinigung und Sedimentation erreicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform durchläuft das Grauwasser den biologischen Reinigungszyklus im ersten Speicherbehälter innerhalb einer definierten Zeit mehrfach.
Nach Ablauf der voreingestellten/definierten Zeit wird das mehrfach gereinigtes Wasser in den zweiten Speicherbehälter befördert.
Der eingestellte Reinigungszyklus kann beispielsweise 5 Stunden betragen, danach wird das Wasser in den Klarwasserbehälter, der sich vorzugsweise oberhalb des ersten Speicherbehälters befindet, gefördert. Der Zyklus der Befüllung des Klarwasserbehälters kann beispielsweise eine Stunde betragen.
Hierbei kann vorgesehen sein, dass das Wasser eine Desinfizierungsvorrichtung durchläuft, die sich zwischen dem ersten und dem zweiten Speicherbehälter befindet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Desinfizie rungsvorrichtung um eine UV Lampe. Durch die UV-Strahlung werden eventuell im Wasser befindliche Mikroorganismen abgetötet.
Der Vorteil der zeitlich definierten Beförderung des mehrfach gereinigten Grauwassers von dem ersten in den zweiten Speicherbehälter besteht darin, dass eine UV Lampe nur wenige Stunden am Tag eingeschaltet werden muss. Diese kontrollierte Betriebsdauer erhöht die Lebensdauer einer solchen UV Lampe.
Ein weiterer Vorteil dieses Systems besteht darin, dass nur ein Ventil in der Zuleitung zur ersten Kammer (= Bioreaktor) des ersten Speicherbehälters benötigt wird. Wird das Ventil geöffnet, fördert die Pumpe das Wasser wieder in den Bioreaktor, da die Wassersäule zum Klarwasser ein Zuströmen in diesen Behälter automatisch verhindert.
Wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dem ersten Speicherbehälter zu wenig Wasser zugeführt, fördert die Förderpumpe das Wasser bei Erreichen eines minimalen Wasserstandes in diesem ersten Speicherbehälter nur noch zurück in diesen Behälter und nicht mehr in den Klarwasserbehälter. Das bedeutet, dass der Beförderungszyklus automatisch ausgeschaltet wird, wenn sich nur wenig Grauwasser im ersten Speicherbehälter befindet. Dadurch wird garantiert, dass das Wasser die biologische Reinigung trotzdem mehrfach durchläuft und die nötige Reinheit aufweist und der Saugheber beim Erreichen des maximalen Wasserstandes einsetzt.
Der zweite Speicherbehälter wird auch als Klarwasserbehälter bezeichnet, da sich in diesem nur mehrfach gereinigtes Grauwasser befindet. Dieser Behälter kann auch eine trichterförmige Senke mit Schlammablass aufweisen, in dessen Auslass sich gegebenenfalls noch vorhandene Sedimente ablagern können. Der Auslass ist wiederum mit einem Saugheber ausgestattet, der wiederum einer Luftdrossel enthält, die mit dem Klarwasserbehälter verbunden ist.
Überschreitet der Wasserstand im zweiten Speicherbehälter einen bestimmten Pegelstand, wird ein Teil des Wasservolumens über den Saugheber entleert. Das überschüssige Wasser wird aus dem zweiten Speicherbehälter über den Bioreaktor im ersten Speicherbehälter geleitet. Dadurch wird eine weitere Verbesserung der Wasserqualität im ersten Speicherbehälter erreicht.
Somit kann bei vollem Klarwasserbehälter auch bereits desinfiziertes Wasser wieder zurück in den ersten Speicherbehälter gelangen, was zu einer weiteren Verbesserung der Wasserqualität führt.
Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass auch bei längeren Stillstandzeiten eine ständige Wasserumwälzung, insbesondere auch des Klarwassers, stattfindet, was ein Aufkeimen und eine Verschlechterung der Wasserqualität verhindert.
Die Anlage arbeitet nach dem Prinzip der ständigen Umwälzung. Dies entspricht auch dem Prinzip der natürlichen Reinigung von Wasser, beispielsweise in einem Bach. Das zu reinigende Wasser ist in der Anlage ständig in Bewegung, d. h. es wird ständig belüftet und weiter gereinigt. Eine Mindestzykluszeit und ein Mindestbehältervolumen stellt eine Mindestwasserqualität sicher.
Je weniger Wasser im Betrieb später entnommen wird, desto besser wird die Wasserqualität. Wird viel Wasser entnommen, so ist die Wasserqualität des frisch zulaufenden Wassers nach der Mindestreinigungsphase immer noch ausreichend für die Verbraucher, die am Reinigungskreislauf angeschlossen sind.
Je nach Anforderung an die Wasserqualität, der Menge an anfallendem Grauwasser und dem Brauchwasserbedarf können die Zeitintervalle unterschiedlich eingestellt und angepasst werden.
Über den freien Zulauf des Wassers auf den Rieselfilter wird dieser ständig mit Sauerstoff versorgt. Ein weiterer Vorteil der Anlage ist somit, dass keine Belüftung mit entsprechendem Zubehör und Problemen benötigt wird.
Eine weitere Ausführung der Anlage bezieht sich darauf, dass eine weitere Reinigungsstufe zwischen den Klarwasserbehälter und den ersten Speicherbehälter gesetzt wird. Diese Stufe kann genauso aussehen, wie der erste Speicherbehälter und einen Rieselfilter, Schrägklärer, Saugheber sowie Förderpumpe und Ventil enthalten.
Diese Stufe kann dann zusätzlich installiert werden, wenn eine weitere Verbesserung der Wasserqualität erzielt werden soll.
Die Entnahme des Brauchwassers kann mittels eine Unterwasserpumpe, die in dem Klarwasserbehälter positioniert ist erfolgen. Dies hat den Vorteil, dass kein weiterer Bauraum benötigt wird und die Geräusche der Pumpe durch die Behälteraufstellung minimiert werden. Das Wasser kann aber auch mit einer gewöhnlichen Saugpumpe aus dem Behälter gesaugt werden. In einer weiteren Variante kann das Wasser auch direkt über das Schwerkraftverfahren in das Leitungssystem der Verbraucher eingespeist werden. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn das System im Dachgeschoss aufgestellt wird.
Die Nachspeisung kann über ein mechanisches Schwimmerventil erfolgen, welches Trinkwasser direkt über einen freien Zulauf nach Norm in den Klarwasserbehälter einspeist. Das Ventil verfügt dabei über einen verlängerten Hubarm, der in das Wasser eingetaucht ist, so dass bei Unterschreiten eines minimalen Wasserstandes eine kleine Menge Trinkwasser eingespeist wird.
Alternativ kann die Nachspeisung auch über einen elektronischen Magnetschalter erfolgen, der ein elektrisches Ventil in Abhängigkeit vom Wasserstand öffnet und schließt.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren soll nunmehr anhand eines Zahlenbeispiels dargestellt werden.
Gemäß einer Ausführungsvariante kann eine schubweise Grauwasserzufuhr von 40 bis 160 Liter vorgesehen sein. Der Zufluss zur ersten Kammer des ersten Speicherbehälters erfolgt beispielsweise mit einer Flussrate von 20 Liter Grauwasser pro Minute.
Dieses Grauwasser wird mit dem bereits im Behälter befindlichen Wasser vermischt und in den kontinuierlichen Reinigungsprozess integriert.
Wenn das ständige Wasservolumen 350 Liter beträgt +/– einem Puffervolumen von 150 Litern, müssen beispielsweise maximal 500 Liter umgewälzt werden. Bei Verwendung einer Aquariumspumpe mit einer Umwälzleistung von 5 Liter pro Minute, ist das gesamte Wasservolumen nach 100 Minuten einmal umgewälzt.
Bei einer voreingestellten Reinigungszeit innerhalb des ersten Speicherbehälters von 5 Stunden, wurde das Wasser (abhängig vom Volumen) also mindestens dreimal umgewälzt und hat somit die biologische Reinigung und Sedimentation mindestens dreimal durchlaufen.
Nach den fünf Stunden wird die Aquarienpumpe auf Befüllung des Klarwasserbehälters umgestellt. Dabei werden beispielsweise etwa 200 Liter mehrfach gereinigten Wassers in den Klarwasserbehälter überführt. Der Befüllvorgang dauert entsprechend ungefähr 40 min.
Dabei durchläuft das Wasser eine Desinfiziervorrichtung, beispielsweise an einer UV-Lampe vorbei. Diese UV Lampe muss nur die 40 min angeschaltet sein, wenn der Befüllvorgang des Klarwasserspeichers vorgenommen wird.
Wurde in der Zwischenzeit kein Klarwasser aus dem zweiten Speicherbehälter entnommen, läuft das überflüssige Klarwasser über ein Skimmerrohr wieder in den ersten Speicherbehälter zurück.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren zur Wiederverwertung von Grauwasser mindesten drei unterschiedliche Verfahrenschritte. Zu den kombinierbaren Verfahrensschritten zählen (a) die Belüftung des Grauwassers, (b) die Mischung von Grauwasser mit bereits vorgereinigtem Grauwasser, (c) eine biologische Reinigung, (d) die Sedimentation vorhandener Schmutzpartikel und/oder von Belebtschlamm, (e) das Entfernen der sedimentierten Schmutzpartikel und/oder des sedimentierten Belebtschlamms mittels eines Saughebers und (f) das Entkeimen des Grauwassers mittels einer Desinfizierungsvorrichtung.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren alle der oben genannten Verfahrensschritte in der angegebenen Reihenfolge. Bei der Desinfizierungseinrichtung kann es sich beispielsweise um eine UV Lampe handeln, um restliche im Grauwasser vorhandene Keime abzutöten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Grauwasser nach Durchlaufen des Rieselfilters erneut belüftet werden. Dadurch wird dem biologisch vorgereinigten Grauwasser zusätzlicher Sauerstoff zugeführt. Dies ist insbesondere wichtig, wenn dieses biologisch vorgereinigte Grauwasser erneut über den Rieselfilter geleitet werden soll. Die im Rieselfilter vorhandenen Mikroorganismen benötigen den Sauerstoff, um eine effektive biologische Reinigung zu ermöglichen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann im Rieselfilter ein Abscheidungsschritt vorgesehen sein. Der zweikammrig aufgebaute erste Speicherbe hälter enthält in der ersten Kammer den Bioreaktor. Zwischen den beiden Kammern befindet sich eine Trennwand, wobei die erste Kammer im unteren Bereich eine Öffnung aufweist, wodurch diese mit der zweiten Kammer in fluidischer Verbindung steht. Das bedeutet, dass das Grauwasser zunächst den Bioreaktor durchfließen muss, bevor es in den zweiten Behälter gelangt.
Bei dem Abscheidungsschritt ist vorgesehen, dass Verschmutzungen, insbesondere Fette und Öle, die eine geringere Dichte als das Grauwasser aufweisen und somit auf dem Grauwasser schwimmen, im Rieselfilter verbleiben und nicht in die zweite Kammer überführt werden.
Um dies zu erreichen ist vorgesehen, dass das minimale Wasserniveau nicht unter die Trennwand sinken darf. Dadurch verbleiben die Fette und Öle im Rieselfilter und werden durch die Mikroorganismen entsprechend abgebaut.
Figurenbeschreibung
Weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nun folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hervor, die als nicht einschränkendes Beispiel dient und auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt. Gleiche Bauteile weisen dabei grundsätzlich gleiche Bezugszeichen auf und werden teilweise nicht mehrfach erläutert.
1 zeigt eine schematische Frontalansicht einer Vorrichtung zur Reinigung von Grauwasser und
2 und 3 zeigen Seitenansichten dieser Vorrichtung.
Eine mögliche Ausgestaltung einer Grauwasserreinigungsvorrichtung 10 mit erfindungsgemäß aufgebautem erstem Speicherbehälter wird anhand von 1 illustriert.
Das Grauwasser, vorzugsweise aus der Badewanne oder der Dusche oder anderes gering verschmutztes Wasser, wird über den Grauwasserzulauf 22 in den Bioreaktor 24, der sich im ersten Speicherbehälter 20 befindet geleitet.
Eine Ausführung der Anlage 10 kann so aussehen, dass das ungereinigte Wasser zunächst über einen Vorfilter geleitet wird. Dieser Vorfilter kann automatisch über die Betriebswasserpumpe mit entsprechendem Druck zurückgespült werden.
Der erste Speicherbehälter 20 ist zweikammrig aufgebaut. In der ersten Kammer befindet sich der Bioreaktor 24. Zwischen der ersten und der zweiten Kammer 24, 25 befindet sich eine Trennwand 23. Die Trennwand ist dergestalt, dass eine Öffnung zwischen der ersten und der zweiten Kammer 24, 25 im unteren Bereich des ersten Speicherbehälters 20, so dass die beiden Kammern 24, 25 in fluidischer Verbindung stehen.
Dadurch ergibt sich, dass der Wasserspiegel in den beiden Kammern 24, 25 des ersten Speicherbehälters 20 immer dasselbe Niveau aufweist.
In dem ersten Speicherbehälter 20 befindet sich ein Bioreaktor 24, der als teilweise in das Wasser getauchter Rieselfilter arbeitet. Er besteht aus einer Schüttung von Aufwuchskörpern mit möglichst großer Oberfläche, auf denen sich Bakterien ansiedeln, die eine biologische Reinigung des verschmutzten Grauwassers übernehmen.
Oberhalb des Bioreaktors 24 kann sich ein Lochblech oder andere Konstruktion befinden, die dafür sorgt, dass das Wasser gleichmäßig über den Bioreaktor 24 verteilt zuströmt und grobe Schmutzstoffe zurück hält. Zudem wird über die Zuströmung Sauerstoff in den Bioreaktor 24 eingetragen.
Der erste Speicherbehälter 20 ist verhältnismäßig groß, so dass bei Zulauf von verschmutztem Grauwasser in das System zunächst ein Mischungsprozess stattfindet, der die Wasserqualität direkt verbessert.
Der erste Speicherbehälter 20 verfügt über einen trichterförmigen unteren Bereich 21. Feste Schmutzstoffe sammeln sich durch die geringe Verwirbelung und niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten in dem System am Boden, insbesondere im Trichter 21 ab. Um das Sedimentationsverhalten weiter zu optimieren kann im ersten Speicherbehälter 20 ein Schrägklärer 26 integriert sein. Diesen Schrägklärer 26 durchströmt das Wasser im Aufstromverfahren, was dazu führt, dass weitere feste Schmutzpartikel sedimentieren und in die trichterförmige Senke gleiten.
Am Fuß der trichterförmigen Senke 21 ist ein Saugheber 28 angeschlossen. Dieser Saugheber 28 zieht zu bestimmten Intervallen den am Boden angesammelten Schmutz und Schlamm aus dem Behälter 20 in den Überlauf. Begrenzt wird das Absaugen durch eine Abflussbegrenzung über Luftdrossel. Diese ist mit dem Saugheber und dem Behälter 20 verbunden. Ist der Saugheber 28 im Innern des Behälters 20 verlegt, so kann die Luftdrossel eine kleine Öffnung im Saugheber 28 sein. Das Einsetzen des Saughebers 28 erfolgt dabei bei einem bestimmten Wasserstand im Behälter 20. Wird dieser Wasserstand aufgrund einer hohen Grauwasserentnahme nicht erreicht, so kann über eine Steuerung das zyklische Pumpen in den zweiten Speicherbehälter/Klarwasserbehälter 40 solange ausgesetzt wird, bis dieser bestimmte Wasserstand sicher erreicht wird, damit der Saugheber 28 in Betrieb geht.
Im Behälter 20 befindet sich eine Umwälzpumpe/Ladepumpe 30, die das vorgereinigte Wasser zunächst in den Bioreaktor 24 zurück fördert. Hier läuft das Wasser wiederum, wie beschrieben über den Rieselfilter und so fort. Das Wasser wird also ständig im Kreis geführt und somit kontinuierlich die Wasserqualität durch biologische Reinigung und Sedimentation verbessert. Um den Stromverbrauch zu minimieren, kann dieses Rückfördern über eine Schaltung periodisch geschaltet werden.
Nach einem gewissen Reinigungszyklus, z. B. 5 h Zyklus kann das Wasser in den Klarwasserbehälter 40, der sich vorzugsweise oberhalb des ersten Speicherbehälters 20 befindet, gefördert werden. Der Zyklus der Befüllung des Klarwasserbehälters 40 kann z. B. eine h betragen. Während das vorgereinigte Wasser über den Wasserzufluss 34 in den Klarwasserbehälter strömt, kann das Wasser eine Desinfizierungseinrichtung 42 durchlaufen. Bei der Desinfizierungseinrichtung 42 kann es sich beispielsweise um eine UV Lampe handeln. Der Vorteil ist dabei, dass eine UV Lampe 42 nur wenige Stunden am Tag eingeschaltet sein muss und nur wenige Stunden am Tag in Betrieb ist. Dies führt zu einer sehr großen Lebensdauer der UV Lampe 42.
Ein Vorteil ist, dass nur ein Ventil 32 in der Rückführung in den Bioreaktor 24 vom Behälter 20 benötigt wird. Wird das Ventil 32 geschlossen, fördert die Umwälzpumpe/Ladepumpe 30 das Wasser in den Klarwasserbehälter 40. Bei offenem Ventil 32 verhindert der geodätische Druckunterschied einen Zufluss in den Klarwasserbehälter 40.
Der Klarwasserbehälter 40 verfügt ebenfalls über einen trichterförmigen Boden 41, in dessen Auslass sich gegebenenfalls noch vorhandene Sedimente ablagern können. Der Auslass ist wiederum mit einem Saugheber 44, der wiederum mit einer Luftdrossel, die mit dem Klarwasserbehälter 40 verbunden ist, ausgestattet.
Steigt der Wasserstand im Klarwasserbehälter 40 über eine gewisse Marke, wird ein Teil des Wasservolumens über den Saugheber 44 entleert. Das Wasser wird dann über den Bioreaktor 24 in den Behälter 20 zurück geleitet.
Somit kann bei vollem Klarwasserbehälter 40 auch bereits desinfiziertes Wasser wieder zurück in den ersten Speicherbehälter 20 gelangen, was die Wasserqualität weiter verbessert. Ein besonderer Vorteil ist auch, dass auch bei längeren Stillstandzeiten eine ständige Wasserumwälzung auch des Klarwassers stattfindet, was ein Aufkeimen und Verschlechterung der Wasserqualität verhindert.
Weiterhin enthält die Vorrichtung noch mindestens zwei Notüberlaufeinrichtungen 36 und 46, wobei jeweils eine Notüberlaugeinrichtung 36, 46 jeweils einem Spei cherbehälter 20, 40 zugeordnet ist. Die Notüberlaufeinrichtungen 36, 46 sollen eine Überfüllung der Speicherbehälter verhindern.
Wird wenig Klarwasser entnommen, so fließt ein Teil des von Speicherbehälter 20 in Klarwasserbehälter 40 gepumptes, mehrfach gereinigtes Wasser über den Bioreaktor 24 zurück in den Behälter 20. Dadurch verringert sich das Wasservolumen im Behälter 20 um weniger als die hochgepumpte Wassermenge. Fließt jetzt jedoch durch den Grauwasserzufluss 22 mehr Grauwasser nach, könnte die Kapazität des ersten Speicherbehälters 20 schnell erschöpft sein, was gegebenenfalls zum Bersten des Behälters 20 führen könnte. Aus diesem Grund enthält der Behälter 20 einen Notüberlauf 36 über den Grauwasser aus dem ersten Speicherbehälter 20 abfließen kann, wenn der Wasserpegel in diesem Behälter 20 einen bestimmten Stand übersteigt.
Gleiches gilt für den Notüberlauf 46 des oberen Klarwasserspeichers 40.
Weiterhin ist dem oberen Klarwasserbehälter 40 noch ein Trinkwassernachspeiseventil 50 zugeordnet. Wird viel Klarwasser aus dem oberen Speicherbehälter 40 entnommen, während nur wenig Grauwasser über den Grauwasserzulauf 24 zufließt, kann dem Klarwasserbehälter 40 über das Trinkwassernachspeiseventil 50 Trinkwasser zugeführt werden, um den kontinuierlichen Kreislauf in Gang zu halten.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen denkbar, die von dem erfindungsgemäßen Gedanken Gebrauch machen und deshalb ebenfalls in den Schutzbereich fallen.

10: Grauwasserreinigungsanlage
20: erster Speicherbehälter
21: trichterförmiger unterer Bereich
22: Grauwasserzulauf
23: Trennwand
24: Bioreaktor (erste Kammer im ersten Speicherbehälter)
25: zweite Kammer im ersten Speicherbehälter
26: Schrägklärer
28: Saugheber
30: Umwälzpumpe/Ladepumpe
32: Ventil
34: Wasserzufluss des ersten Speicherbehälters
36: Notüberlauf des ersten Speicherbehälters
40: zweiter Speicherbehälter/Klarwasserbehälter
41: trichterförmiger Boden
42: Desinfizierungsvorrichtung
43: Saugheber
46: Notüberlauf des zweiten Speicherbehälters

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 0732457 B1 [0003]
- EP 0855473 B1 [0004]
- EP 0894904 B1 [0005]
- EP 1036888 A2 [0006]
- DE 19740642 B4 [0007]
- DE 10156253 A1 [0008]

Claims

Vorrichtung zur Wiederverwertung von Grauwasser (10) mit mindestens zwei Speicherbehältern für Grauwasser (20; 40), die jeweils einen im Bodenbereich angeordneten Schlammablass aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Grauwasserbehälter (20) zweigeteilt ist und in einer ersten Kammer einen Bioreaktor (24) aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kammer des ersten Grauwasserbehälters einen Schrägklärer (26) aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bioreaktor (24) ein Rieselfilter ist.
Vorrichtung gemäß einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich oberhalb des Bioreaktors (24) bzw. Rieselfilters ein Lochblech zur Verteilung des Wassers befindet.
Vorrichtung gemäß einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bioreaktor (24) aus einer Schüttung von Aufwuchskörpern besteht.
Vorrichtung gemäß einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Speicherbehälter (20; 40) einen Saugheber (28; 44) zum Schlammabzug aufweist.
Vorrichtung gemäß einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten (20) und dem zweiten Speicherbehälter (40) eine Desinfizierungseinrichtung (42), insbesondere eine UV-Lampe angeordnet ist.
Vorrichtung gemäß einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Speicherbehälter (40) oberhalb des ersten Speicherbehälters (20) angeordnet ist.
Vorrichtung gemäß einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (24) und zweite Kammer des ersten Speicherbehäl ters (20) durch eine Trennwand getrennt sind, wobei eine fluidische Verbindung zwischen den beiden Kammern im unteren Bereich des ersten Speicherbehälters (20) besteht.
Verfahren zur Wiederverwertung von Grauwasser mittels einer Durchleitung durch mindestens zwei Speicherbehälter (20; 40) für Grauwasser, die jeweils einen im Bodenbereich angeordneten Schlammablass aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung des Grauwassers im ersten Grauwasserbehälter (20) zwei separate Verfahrenschritte umfasst, wobei der erste Verfahrensschritt eine biologische Reinigung in einem Bioreaktor (24) umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Verfahrensschritt die Behandlung des Grauwassers im Schrägklärer (26) umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Grauwasser im Bioreaktor (24) durch einen Rieselfilter geleitet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Grauwasser oberhalb des Bioreaktors (24) durch ein Lochblech geleitet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Grauwasser automatisch belüftet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich die sedimentierten Schmutzpartikel in der trichterförmigen Senke (21) des ersten Speicherbehälters (20) ansammeln.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der in der trichterförmigen Senke (21) des ersten Speicherbehälters (20) angesammelte Schlamm und Schmutz mittels eines Saughebers (28) in den Überlauf abgesaugt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgereinigte Wasser über eine Umwälz- bzw. Ladepumpe (30) zum Bioreaktor (24) zurück befördert wird und diesen erneut durchläuft.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Zyklus mehrfach, innerhalb einer voreingestellten Zeit durchlaufen wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass nach Ablauf der voreingestellten Zeit, das mehrfach gereinigte Wasser in den zweiten Speicherbehälter (40) befördert wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das mehrfach gereinigte Wasser bei der Beförderung in den zweiten Speicherbehälter (40) eine Desinfizierungsvorrichtung (42) durchläuft.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das mehrfach gereinigte Wasser bei der Beförderung in den zweiten Speicherbehälter (40) mittels UV bestrahlt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass sich restliche Sedimente in der trichterförmigen Senke (41) des zweiten Speicherbehälters (40) ablagern und mittels eines Saughebers (44) in den Überlauf abgesaugt werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass Wasser aus dem zweiten Speicherbehälter (40) über den Bioreaktor (24) im ersten Speicherbehälter (20) geleitet wird, wenn der Wasserpegel im zweiten Speicherbehälter (40) eine bestimmte Marke überschreitet.
Verfahren zur Wiederverwertung von Grauwasser mittels einer Durchleitung durch mindestens zwei Speicherbehälter (20; 40) für Grauwasser, die jeweils einen im Bodenbereich angeordneten Schlammablass aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung des Grauwassers mindesten drei unterschiedliche Verfahrenschritte umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Grauwasser in einem Verfahrensschritt belüftet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Grauwasser in einem Verfahrensschritt mit bereits gereinigtem Grauwasser gemischt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Grauwasser in einem Verfahrensschritt einer kontinuierlichen biologischen Reinigung unterworfen wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass im Grauwasser vorhandene Schmutzpartikel in einem Verfahrensschritt sedimentieren.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass der sedimentierte Schlamm Grauwasser in einem weiteren Verfahrensschritt über einen Saugheber (28) entfernt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das mehrfach vorgereinigte Grauwasser in einem weiteren Verfahrensschritt mittels einer Desinfizoerungsvorrichtung (42) entkeimt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Grauwasser nach Durchlaufen des Rieselfilters (24) erneut belüftet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass das minimale Wasserniveau im ersten Speicherbehälter (20) nicht unter die Trennwand (23) zwischen der ersten (24) und der zweiten (25) Kammer sinkt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschmutzungen mit einer geringeren Dichte als Grauwasser im Rieselfilter verbleiben und vollständig abgebaut werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass Verschmutzungen mit einer geringeren Dichte als Grauwasser nicht in die zweite Kammer (25) des ersten Speicherbehälters (20) gelangen.