DE102008021137B4

DE102008021137B4 - Teichkläranlage und Verfahren zur Verbesserung von bestehenden Teichkläranlagen

Info

Publication number: DE102008021137B4
Application number: DE200810021137
Authority: DE
Inventors: Martin Michel; Reinhard Müller
Original assignee: Passavant Geiger GmbH
Current assignee: PASSAVANT-GEIGER GMBH, DE
Priority date: 2008-04-28
Filing date: 2008-04-28
Publication date: 2014-08-07
Anticipated expiration: 2028-04-29
Also published as: DE102008021137A1

Abstract

Kläranlage mit einem Zulauf (1), einem zu einer Vorflut führenden Ablauf (11), mehreren zwischen Zulauf (1) und Ablauf (11) vorgesehenen Behandlungsstufen (6, 7, 8) zur Reinigung von Abwasser, Leitungen (3, 4 5) zum Einleiten des Abwassers in die Behandlungsstufen (6, 7, 8) und wenigstens einer den Leitungen (3, 4, 5) zugeordneten Einrichtung (9) zur definierten Einleitung des Abwassers in eine der Behandlungsstufen (6, 7, 8), wobei als Behandlungsstufen (6, 7, 8) wenigstens eine Hochlaststufe (6), wenigstens eine Mittellaststufe (7) und wenigstens eine Schwachlaststufe (8) vorgesehen sind, die Behandlungsstufen (6, 7, 8) jeweils mit einer Füllstandsmesseinrichtung ausgestattet sind, dem Zulauf (1) eine Einrichtung (2) zum Detektieren des Verschmutzungsgrades des der Kläranlage zugeführten Abwassers nachgeschaltet ist und ein Regelsystem (10) vorgesehen ist, welches mit den Füllstandsmesseinrichtungen, der Einrichtung (2) zum Detektieren des Verschmutzungsgrades und der wenigstens einen Einrichtung (9) zur definierten Einleitung des Abwassers in eine der Behandlungsstufen (6, 7, 8) derart verbunden ist, dass das Abwasser in Abhängigkeit des Verschmutzungsgrades und in Abhängigkeit des Füllstands der Behandlungsstufen (6, 7, 8) definiert in eine der Behandlungsstufen (6, 7, 8) einleitbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kläranlage.
Teichkläranlagen sind Teiche in einfachster Form, in welche Abwasser zur Reinigung eingeleitet wird, welches dann als Klarwasser einer Vorflut, beispielsweise einem Bach, zugeleitet wird. Teichkläranlagen haben den Vorteil, in Betrieb und Wartung besonders kostensparend zu sein und gleichzeitig eine vergleichsweise hohe Prozessstabilität und eine sehr hohe Betriebssicherheit zu bieten. Allerdings benötigen Teichkläranlagen einen vergleichsweise großen Flächenanteil im Vergleich zu konventionellen Kläranlagen.
Unbelüftete und auch belüftete Teichkläranlagen haben jedoch eine vergleichsweise geringe Reinigungsleistung, da keine gezielte Nitrifikation und keine Bio-P-Elimination möglich ist. Zudem ist der chemische Sauerstoffbedarf (CSB) des Kläranlagenablaufs saisonal teilweise sehr hoch. Die Vorschriften des Gewässerschutzes erlauben es jedoch nicht, in die häufig sehr kleinen Vorfluter große Schmutzfrachten einzubringen.
In den meisten Einzugsgebieten von bspw. Teichkläranlagen sind Mischwasserkanalisationen vorhanden, die häufig gemeinsam mit Regenwasserentlastungsbauwerken zur Sammlung des kommunalen Schmutzwassers und zur Ableitung des anfallenden Regenwassers gebaut sind. Der Zufluss zu einer Kläranlage kann hierdurch bei Regenwetter teilweise das 30- bis 40-fache des Trockenwetterzuflusses erreichen. Dies führt dazu, dass bei Kläranlagen in Abhängigkeit des Zuflusses teilweise nur unzureichende Reinigungsleistungen erzielt werden können.
Dieses Problem kann durch einen Umbau der einer Kläranlage zugeordneten Kanalisation in eine Trennkanalisation und/oder durch Errichtung von Stauräumen für den Regenwetterfall weitgehend gelöst werden. Dies erfordert jedoch sehr große bauliche Maßnahmen, so dass diese Lösung auf Grund der erforderlichen hohen Investitionen in vielen Fällen als ungeeignet erscheint.
Aus der DE 196 51 578 A1 ist eine Kläranlage mit drei Becken bekannt, die das zu reinigende Abwasser nacheinander durchläuft. Im Falle einer Störung können einzelne Becken im SBR-Verfahren (Sequencing Batch Reactor) betrieben werden, so dass nicht die gesamte Anlage bei Ausfall eines Beckens stillgelegt werden muss. Weiter ist es aus der DE 43 32 815 A1 bekannt, in Kläranlagen, die nach dem SBR-Prinzip arbeiten, Sensoren für die Messung des Sauerstoff-, Nitrat-, Nitrit- und/oder Phosphatgehalts sowie des Füllstands vorzusehen und Ventile, Pumpen und Belüfter von einer Steuer- und Regeleinrichtung anzusteuern. Auch die DE 10 2004 024 430 A1 beschreibt eine diskontinuierlich nach dem SBR-Verfahren arbeitende Kläranlage. Bei dieser wird in einer Behandlungsstufe ein für die Einhaltung eines Grenzwerts relevanter Parameter gemessen und in Abhängigkeit davon die Zufuhr verunreinigter Flüssigkeit zur Kläranlage verändert.
In der DE 198 06 421 A1 wird vorgeschlagen, einer Kläranlage eine Messeinrichtung zur Messung der Schmutzfrachtparameter vorzuschalten, so dass schwach belastetes Abwasser statt der Kläranlage einem Biotop zugeleitet wird.
Die DE 201 04 387 U1 betrifft ein Kläranlagenautomatisierungssystem mit einer Steueranlage, die Zu- und Ablaufvorrichtungen von Belebungsbecken einer Kläranlage steuert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Kläranlage bereitzustellen bzw. eine bestehende (Teich-)Kläranlage derart um- oder nachzurüsten, dass diese eine auch für Mischwasserkanalisationen geeignete verbesserte Reinigungsleistung aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Kläranlage nach Anspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Kläranlage ist eine herkömmliche Kläranlage, bspw. eine Teichkläranlage, welche durch das Vorsehen von Mess-, Steuer- und Regeltechnik, Umbauten der vorhandenen Teichbecken sowie eine Um- oder Nachrüstung der Maschinentechnik zu einer effizienten Mischwasserbehandlung im Trockenwetter-Fall und im Regenwetter-Fall ertüchtigt wird. Der Erfindung liegt dabei der Gedanke zugrunde, dass voneinander getrennte Bereiche der (Teich-)Kläranlage, nämlich die verschiedenen Behandlungsstufen, einerseits zur Reinigung des Abwassers eingesetzt werden können und andererseits, beispielsweise bei sehr hohem Abwasserzufluss im Regenwetterfall, auch als Vor- oder Zwischenspeicher eingesetzt werden können.
Der Begriff ”Abwasser” umfasst dabei alle Arten von ggf. feststoffbeladenen Flüssigkeiten, welche der Kläranlage über den Zulauf zugeführt werden. Dies kann häusliches und gewerbliches kommunales Abwasser sein, Mischwasser verschiedener Belastungsqualitäten sowie üblicherweise nur schwach oder nicht belastetes Regenwasser. Die nachfolgend verwendeten Begriffe ”hoch”, ”mittel” und ”schwach” belastetes Abwasser können als scharfe oder unscharfe Werte von der Einrichtung zum Detektieren des Verschmutzungsgrades gemessen und in Abhängigkeit z. B. von vorgebbaren Grenzwerten definiert werden.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Regelsystem ein Fuzzy-Logic-System, insbesondere ein unter der Bezeichnung ”Aqualogic^®” bekanntes Regelsystem und/oder ein Regelsystem nach dem deutschen Patent DE 41 40 915 C2 .
Als Behandlungsstufen sind bei der erfindungsgemäßen Kläranlage Puffer- und Behandlungsbecken für hoch, mittel und niedrig belastetes Abwasser vorgesehen. Diese können z. B. als wenigstens eine Hochlaststufe, wenigstens eine Mittellaststufe und wenigstens eine Schwachlaststufe ausgebildet sein. Zudem können die Becken bzw. Behandlungsstufen ggf. mit einem Bypass ausgestattet sein, um im Regenwetterfall schwach oder nicht belastetes Regenwasser unmittelbar in die Vorflut abzuschlagen. Unter einer Behandlungsstufe wird dabei ein Puffer- und/oder Behandlungsbecken verstanden, in welchem eine Reinigung oder sonstige Behandlung des Abwassers stattfindet. Dabei kann ein üblicherweise zur Behandlung von niedrig belastetem Abwasser vorgesehenes Becken auch als (Vor-)Pufferbecken bspw. für hoch belastetes Abwasser verwendet werden.
Die Hochlaststufe der erfindungsgemäßen Kläranlage ist vorzugsweise als eine Einbecken-Abwasserreinigungsanlage mit einem Rührwerk und/oder einem Belüfter ausgebildet. In dieser Einbeckenanlage können der Kohlenstoffabbau, die Nitrifikation, die Denitrifikation, die Bio-Phosphat-Elimination sowie ggf. eine aerobe Schlammstabilisierung erfolgen. Der Hochlaststufe kann dabei ein Schlammbehälter zugeordnet sein, in welchen Überschussschlamm abgeleitet wird. Dies kann Schwimmschlamm und/oder sich am Beckenboden absetzender Sinkschlamm sein, welcher über entsprechende Abzugseinrichtungen aus der Hochlaststufe in den Schlammbehälter abgeführt wird. Die Hochlaststufe kann nach dem Belebungsverfahren kontinuierlich oder intermittierend betrieben werden.
Die Hochlaststufe kann zusätzlich mit weiteren Messeinrichtungen versehen sein, welche mit dem Regelsystem zusammenwirken, um definiert die Sauerstoffkonzentration zu verändern und/oder Hilfsstoffe zuzugeben. Derartige Messeinrichtungen können beispielsweise weitere qualitätsbestimmende Messeinrichtungen, wie Messeinrichtungen für Sauerstoff, Nitrat (NO₃ ^–), Ammonium (NH₄ ⁺) und/oder eine Redoxmesseinrichtung etc., sein. Zusätzlich kann auch die Temperatur des Abwassers in der Hochlaststufe gemessen werden.
Die Mittellaststufe der erfindungsgemäßen Kläranlage ist vorzugsweise als ein ggf. mit einem Rührwerk ausgestattetes Absetzbecken ausgebildet. Auch die Mittellaststufe kann zusätzlich mit einer Redox- und/oder Sauerstoffmesseinrichtung versehen sein, welche mit dem Regelsystem zusammenwirken. Weiter kann auch der Mittellaststufe ein Belüfter, beispielsweise ein Rohrmembran-, Teller- oder Oberflächenbelüfter, zugeordnet sein.
Die Schwachlaststufe der erfindungsgemäßen Kläranlage ist vorzugsweise als ein Absetzbecken ausgebildet und kann ebenfalls eine Rühreinrichtung, beispielsweise ein mechanisches Rührwerk, aufweisen. Insbesondere die Schwachlaststufe ist mit einem großen Volumen ausgestattet, so dass diese als Vorspeicher und zum Aufstauen auch von hoch- oder mittelbelastetem Wasser eingesetzt werden kann. Weiter kann die Schwachlaststufe auch als ein Regenüberlaufbecken ausgestattet sein, so dass im Regenwetterfall schwach oder nicht belastetes Regenwasser aus der Schwachlaststufe ggf. über Schönungsteiche zur Vorflut geleitet werden kann.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind den Behandlungsstufen der Kläranlage zusätzlich ein Schönungsbecken und/oder eine mit einer UV-Strahlungsquelle ausgestattete Hygienestufe nachgeschaltet, die über den Ablauf der (Teich-)Kläranlage mit der Vorflut verbunden sind.
Das Regelsystem der erfindungsgemäßen Kläranlage ist derart eingerichtet, dass hoch belastetes Abwasser in Abhängigkeit des Füllstands der Behandlungsstufen entweder unmittelbar der Hochlaststufe oder erst nach einer Zwischenspeicherung in der Mittel- oder Schwachlaststufe der Hochlaststufe zugeführt wird. Ist beispielsweise der Füllstand der Hochlaststufe gering, so kann zu Beginn eines Starkregenereignisses das Abwasser, welches die Kanalablagerungen in die (Teich-)Kläranlage spült (First Flush), direkt in die Hochlaststufe geleitet werden. Falls dagegen der Füllstand der Hochlaststufe bereits hoch ist, so kann auch hoch belastetes Wasser zunächst in die Mittel- und/oder Schwachlaststufe eingeleitet werden, in welcher das Abwasser aufgestaut und vor- oder zwischengespeichert wird.
Die Mittellaststufe und/oder die Schwachlaststufe sind hierzu jeweils mit einer Pumpeinrichtung zur Zu- oder Rückführung von Abwasser zumindest in die Hochlaststufe ausgestattet, wobei das Regelsystem derart eingerichtet ist, dass hoch oder mittel belastetes Abwasser in Abhängigkeit des Füllstands der Behandlungsstufen aus der Mittel- und/oder Schwachlaststufe der Hochlaststufe zugeführt wird. Ggf. kann in der Schwachlaststufe gespeichertes Abwasser auch zunächst der Mittellaststufe zugeführt werden, bevor dieses der Hochlaststufe zugeführt wird.
Weiter ist das Regelsystem der erfindungsgemäßen (Teich-)Kläranlage vorzugsweise derart eingerichtet, dass mittel belastetes Abwasser in Abhängigkeit des Füllstands der Behandlungsstufen entweder unmittelbar der Mittellaststufe oder erst nach einer Zwischenspeicherung in der Schwachlaststufe der Mittellaststufe zugeführt wird. Weiter ist das Regelsystem vorzugsweise so eingerichtet, dass schwach oder nicht belastetes Abwasser entweder der Schwachlaststufe oder in Abhängigkeit des Füllstands der Schwachlaststufe einem Schönungsbecken, einer Hygienestufe oder sogar direkt der Vorflut zugeleitet werden kann. Letzteres bietet sich insbesondere bei Starkregenereignissen an, wenn das der Kläranlage zugeführte Abwasser im Wesentlichen schwach oder nicht belastetes Regenwasser ist, welches dann beispielsweise auch über einen Bypass zur Vorflut geleitet werden kann.
Die Pumpeinrichtungen werden von dem Regelsystem derart angesteuert, dass im Trockenwetterfall die Füllstände in den Absetzbecken der Mittel- und/oder Schwachlaststufe abgesenkt werden, um ein Regenrückhaltevolumen zu schaffen. Zusätzlich kann insbesondere aus der Mittellaststufe Abwasser in die Hochlaststufe (zurück-)gefördert werden, um im Trockenwetterfall bzw. bei zulaufschwachen Tageszeiten eine ausreichende Zufuhr von Abwasser in die Hochlaststufe zu erreichen.
Zur Steigerung der Reinigungsleistung einer bestehenden (Teich-)Kläranlage werden zur Errichtung einer erfindungsgemäßen Kläranlage die folgenden Schritte ausgeführt: Vorsehen wenigstens einer Einrichtung zum Detektieren des Verschmutzungsgrades des der Kläranlage zugeführten Abwassers, Vorsehen mehrerer voneinander trennbarer Behandlungsstufen zur Reinigung des Abwassers mit jeweils einer Füllstandsmesseinrichtung, Vorsehen von Leitungen zum Einleiten des Abwassers in die Behandlungsstufen, wobei den Leitungen wenigstens eine (Trenn-)Einrichtung zur definierten Einleitung des Abwassers in eine der Behandlungsstufen zugeordnet ist, Vorsehen wenigstens eines Regelsystems, welches mit den Füllstandsmesseinrichtungen, der Einrichtung zum Detektieren des Verschmutzungsgrades und der wenigstens einen Einrichtung zur definierten Einleitung des Abwassers in eine der Behandlungsstufen derart verbunden wird, dass das Abwasser in Abhängigkeit des Verschmutzungsgrades und in Abhängigkeit des Füllstands der Behandlungsstufen definiert in eine der Behandlungsstufen eingeleitet wird. Diese Schritte zielen also auf die Auf-, Nach- oder Umrüstung bestehender Kläranlagen zur Ertüchtigung für eine effizientere Reinigung insbesondere im Mischwasserbetrieb. Die oben genannten Verfahrensschritte beinhalten dabei nicht zwangsweise die Neuschaffung bzw. Errichtung der genannten Einrichtungen. So können in einer herkömmlichen (Teich-)Kläranlage beispielsweise bereits mehrere Becken vorhanden sein, die voneinander getrennt sind und ggf. bereits mit Leitungen versehen sind. In einem solchen Fall ist es nicht notwendig, neue Becken zur Schaffung der Behandlungsstufen zu errichten, sondern die vorhandenen Becken können als Behandlungsstufen genutzt werden. Der Begriff ”Vorsehen” ist daher im Wesentlichen so zu verstehen, dass bei einer bestehenden Kläranlage geprüft wird, ob die entsprechenden Einrichtungen bereits vorhanden sind, und dass diese im Bedarfsfall ertüchtigt oder neu geschaffen werden.
Die Erfindung ist insbesondere für Teichkläranlagen geeignet, es ist jedoch auch möglich, andere kleine Kläranlagen, bspw. kleine Belebungsanlagen oder Tropfkörperanlagen, entsprechend aufzurüsten. So kann eine Tropfkörperanlage durch z. B. zwei nach unten abgedichtete Erdbecken (Teiche) ergänzt werden, die die Puffer- und Behandlungsbecken für mittel und schwach belastetes Abwasser bilden (Mittel- oder Schwachlaststufe). Der Tropfkörper ist in diesem Fall die Behandlungsstrecke für das hoch belastete Abwasser (Hochlaststufe).
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen schematisch:
1 eine erfindungsgemäße Kläranlage und
2 ein mögliches Verfahrensschaltbild der Kläranlage nach 1.
Die in 1 dargestellte Kläranlage weist einen Zulauf 1 auf, über welchen der Kläranlage Abwasser, d. h. beispielsweise häusliches und gewerbliches kommunales Abwasser, Mischwasser verschiedener Belastungsqualitäten und/oder schwach bzw. nicht belastetes Regenwasser, zugeführt wird. Dem Zulauf 1 ist eine Einrichtung 2 zum Detektieren des Verschmutzungsgrades des der Kläranlage über den Zulauf 1 zugeführten Abwassers nachgeschaltet. Diese Einrichtung 2 zum Detektieren des Verschmutzungsgrades kann einen oder mehrere Sensoren und/oder Messeinrichtungen aufweisen, die wenigstens einen Parameter messen, welcher Rückschlüsse auf den Verschmutzungsgrad des Abwassers erlaubt.
An den Zulauf 1 und die Einrichtung 2 zum Detektieren des Verschmutzungsgrades des Abwassers schließen sich mehrere Leitungen 3, 4 und 5 an, welche zu verschiedenen Behandlungsstufen 6, 7, 8 der Kläranlage führen. Die erste Leitung 3 mündet dabei in eine Hochlaststufe 6, die zweite Leitung 4 mündet in eine Mittellaststufe 7 und die dritte Leitung 5 mündet in eine Schwachlaststufe 8. In den Leitungen 3, 4 und 5 ist jeweils eine (Trenn-)Einrichtung 9, beispielsweise ein Sperrschieber oder eine ähnliche hydraulische Weiche, vorgesehen, um das Abwasser selektiv einer der Behandlungsstufen 6, 7 oder 8 zuzuleiten. Jede der Behandlungsstufen 6, 7 und 8 ist mit einer in 1 nicht gezeigten Füllstandsmesseinrichtung ausgestattet, um scharte oder unscharfe Werte über den Füllzustand der jeweiligen Behandlungsstufe 6, 7, 8 zu ermitteln.
Die Kläranlage weist ferner ein Regelsystem 10 auf, welches beispielsweise in einem Betriebsgebäude untergebracht sein kann. Das Regelsystem 10 ist mit der Einrichtung 2 zum Detektieren des Verschmutzungsgrades des Abwassers sowie mit den Füllstandsmesseinrichtungen verbunden und steuert oder regelt in Abhängigkeit dieser Werte die Einrichtung 9 zur definierten Einleitung des Abwassers in eine der Behandlungsstufen 6, 7, 8. Auf diese Weise ist es möglich, das der Kläranlage über den Zulauf 1 zugeführte Abwasser in Abhängigkeit seines Verschmutzungsgrades und in Abhängigkeit des Füllstands der Behandlungsstufen 6, 7, 8 definiert einer Behandlungsstufe 6, 7 oder 8 zuzuleiten. Dabei arbeitet das Regelsystem 10 vorzugsweise als ein Fuzzy-Logic-System, insbesondere nach dem deutschen Patent DE 41 40 915 C2 .
Die Hochlaststufe 6 ist in der dargestellten Ausführungsform mit einem runden Vorbecken und einem durch einen Wall abgetrennten Teichabschnitt ausgeführt, wobei das Bauwerk zur Volumenherstellung durch Wasserbausteine, Kunststofffolie, Beton und/oder Stahlwände gegenüber den übrigen Bestandteilen der (Teich-)Kläranlage abgedichtet ist. Alternativ kann die Hochlaststufe 6 auch als eine Einbeckenanlage ausgebildet sein. Die Hochlaststufe 6 ist weiter mit einer Zulauf- und einer Ablaufvorrichtung sowie einem Rührwerk und einer Belüftereinrichtung ausgestattet. Über einen Abzug für das geklärte Abwasser kann gereinigtes Abwasser einem Ablauf 11 der Kläranlage zugeleitet werden, der in eine Vorflut mündet. Zusätzlich ist die Hochlaststufe 6 mit einer Überschussschlammpumpe sowie einem Schwimmschlammabzug ausgestattet, so dass Primärschlamm und Überschussschlamm in einen separaten Schlammbehälter 12 geleitet werden können. Neben der Füllstandsmesseinrichtung können in der Hochlaststufe 6 auch Messeinrichtungen für Sauerstoff, Nitrat (NO₃ ^–), Ammonium (NH₄ ⁺) und/oder eine Redoxmesseinrichtung etc. vorgesehen sein. Die Hochlaststufe 6 ist derart eingerichtet, dass in dieser organische Fracht abgebaut werden kann sowie die Nitrifikation und die Denitrifikation sowie ggf. eine biologische Phosphatelimination z. B. in einer Phosphat-Fällungseinrichtung und bei Bedarf eine aerobe Schlammstabilisierung durchgeführt werden können.
Die Mittellaststufe 7 und die Schwachlaststufe 8 sind jeweils im Wesentlichen als ein Absetzraum und Aufstauvolumen ausgestaltet und können jeweils ein Rührwerk oder dgl. Rühreinrichtung sowie ggf. eine Einrichtung zur Belüftung aufweisen. Dabei sind die Mittellaststufe 7 und die Schwachlaststufe 8 als Puffer- und Behandlungsbecken ausgebildet.
Zwischen der Mittellaststufe 7 und der Schwachlaststufe 8 ist ein Überlauf 13 vorgesehen, über welchen von Sinkstoffen befreites Abwasser aus der Mittellaststufe 7 in die Schwachlaststufe 8 geleitet werden kann. Weiter sind sowohl die Schwachlaststufe 8 als auch die Mittellaststufe 7 jeweils mit einer Fördereinrichtung, beispielsweise in Form einer Pumpe, ausgestattet, um Abwasser aus der Schwachlaststufe 8 in die Mittellaststufe 7 und/oder die Hochlaststufe 6 zurückzufördern. In gleicher Weise kann Abwasser aus der Mittellaststufe 7 in die Hochlaststufe 6 zurückgefördert werden. Zusätzliche Pumpen können zum Absenken des Flüssigkeitsstands in der Mittellaststufe 7 und der Schwachlaststufe 8 vorgesehen sein, um entweder Regenrückhaltevolumen zu schaffen oder im Trockenwetterfall bzw. an zulaufschwachen Tageszeiten die Hochlaststufe 6 mit einer ausreichenden Zufuhr von Abwasser zu versorgen.
Neben der Schwachlaststufe 8 ist in der dargestellten Ausführungsform nach 1 eine Hygienestufe 14 vorgesehen, welche als ein Schönungsbecken oder Schönungsteich mit einer UV-Hygieneeinheit ausgebildet ist. Das in der Schwachlaststufe 8 geklärte Abwasser kann zur weiteren Reinigung und Ablaufhygienisierung in die Hygienestufe 14 geleitet werden, welche über den Ablauf 11 der Kläranlage Klarwasser in die Vorflut abgeben kann.
Wie aus der schematischen Darstellung der 2 ersichtlich ist, sind für die Abwasserfraktionen, welche über den Zulauf 1 in die Kläranlage gelangen, unterschiedliche Behandlungswege angelegt. Diese unterschiedlichen Behandlungswege werden über das Regelsystem 10 (Fuzzy-Logic) gesteuert und geregelt.
So ist der Behandlungsweg für hoch belastetes Abwasser dadurch gekennzeichnet, dass zunächst in der Einrichtung 2 der Verschmutzungsgrad des Abwassers detektiert wird und das stark belastete Abwasser entweder unmittelbar der Hochlaststufe 6 zugeführt wird, wenn dies der Füllstand in der Hochlaststufe 6 erlaubt, oder das Abwasser zunächst in der Mittellaststufe 7 und/oder der Schwachlaststufe 8 vor- oder zwischengespeichert und aufgestaut wird. Die Abwasserreinigung erfolgt dann in der Hochlaststufe 6, in welcher Kohlenstoffabbau, Nitrifikation, Denitrifikation, Bio-Phosphat-Elimination, z. B. in einer Phosphat-Fällungseinrichtung, sowie evtl. eine aerobe Schlammstabilisierung durchgeführt werden. Das Regelsystem 10 übernimmt dabei die Ansteuerung der Phosphat-Fällungseinrichtung.
Mittel belastetes Abwasser wird ebenfalls zunächst in der Einrichtung 2 hinsichtlich seines Verschmutzungsgrades detektiert und der Mittellaststufe 7 und/oder der Schwachlaststufe 8 zugeleitet. Die Speicherung in der Schwachlaststufe 8 erfolgt dann, wenn der Füllstand in der Mittellaststufe 7 einen vorgebbaren Grenzwert erreicht hat. Dabei erfüllt die Schwachlaststufe 8 eine Regenrückhaltefunktion. In der Mittellaststufe 7 oder der Schwachlaststufe 8 setzen sich Sinkstoffe des Abwassers ab. Das belastete Mischwasser kann in Abhängigkeit des Füllstands der Hochlaststufe 6 in diese rückgefördert werden.
Abwasserfraktionen, die von der Einrichtung 2 zum Detektieren des Verschmutzungsgrades als schwach belastetes Abwasser erkannt werden, werden in die Schwachlaststufe 8 eingeleitet. Diese dient als Absetzbecken und schafft ein Regenrückhaltevolumen. Das Regelsystem 10 kann in Abhängigkeit der Füllstände in den übrigen Behandlungsstufen 6, 7 den Füllstand in der Schwachlaststufe 8 absenken, um im Trockenwetterfall ein Regenrückhaltevolumen zu schaffen. Das schwach belastete Abwasser wird nach der Reinigung von abgesetzten Stoffen ggf. über die Hygienestufe 14 (Schönungsteich) zur Vorflut geleitet.
Wird ein Abwasser von der Einrichtung 2 als schwach oder nicht belastetes Abwasser, beispielsweise Regenwasser, erkannt, so kann dieses auch direkt der Hygienestufe 14 (Schönungsbecken) zugeleitet werden. Nicht belastete Regenwasseranteile können auch z. B. über einen Bypass zur Vorflut geleitet werden.
Es ist ein besonderes Kennzeichen des Regelsystems 10, dass für verschiedene Lastfälle Werte zum Steuern und/oder Regeln der Kläranlage, insbesondere der Pumpen und Einrichtungen 9 zur definierten Einleitung des Abwassers in eine der Behandlungsstufen 6, 7, 8, eingebbar sind, so dass sich der Betrieb der Kläranlage an die aktuellen Gegebenheiten in der Kläranlage sowie an beispielsweise durch Grenzwerte definierte Ereignisse anpassen lässt. So kann beispielsweise das Regelsystem 10 durch hinterlegte Werte ein Starkregenereignis erkennen und Abzug und Stauhöhe in den einzelnen Behandlungsstufen 6, 7, 8 derart wählen, dass eine optimale Behandlung des hoch belasteten First Flush, d. h. der zur Kläranlage gespülten Kanalablagerung, erfolgen kann. Das Regelsystem 10 ist dabei erfindungsgemäß derart eingerichtet, dass die Kläranlage möglichst energiesparend betrieben wird und Emissionen verringert werden. Gleichzeitig wird durch das Regelsystem 10 ein ausreichendes und geregeltes Regenrückhaltevolumen geschaffen.
Bezugszeichenliste

1: Zulauf
2: Einrichtung zum Detektieren des Verschmutzungsgrades
3: Leitung
4: Leitung
5: Leitung
6: Behandlungsstufe, Hochlaststufe (Vorbecken und Teichabschnitt)
7: Behandlungsstufe, Mittellaststufe (Puffer- und Behandlungsbecken)
8: Behandlungsstufe, Schwachlaststufe (Puffer- und Behandlungsbecken)
9: (Trenn-)Einrichtung zur definierten Einleitung des Abwasser in eine der Behandlungsstufen 6, 7, 8
10: Regelsystem
11: Ablauf
12: Schlammbehälter
13: Überlauf
14: Hygienestufe

Claims

Kläranlage mit einem Zulauf (1), einem zu einer Vorflut führenden Ablauf (11), mehreren zwischen Zulauf (1) und Ablauf (11) vorgesehenen Behandlungsstufen (6, 7, 8) zur Reinigung von Abwasser, Leitungen (3, 4 5) zum Einleiten des Abwassers in die Behandlungsstufen (6, 7, 8) und wenigstens einer den Leitungen (3, 4, 5) zugeordneten Einrichtung (9) zur definierten Einleitung des Abwassers in eine der Behandlungsstufen (6, 7, 8), wobei als Behandlungsstufen (6, 7, 8) wenigstens eine Hochlaststufe (6), wenigstens eine Mittellaststufe (7) und wenigstens eine Schwachlaststufe (8) vorgesehen sind, die Behandlungsstufen (6, 7, 8) jeweils mit einer Füllstandsmesseinrichtung ausgestattet sind, dem Zulauf (1) eine Einrichtung (2) zum Detektieren des Verschmutzungsgrades des der Kläranlage zugeführten Abwassers nachgeschaltet ist und ein Regelsystem (10) vorgesehen ist, welches mit den Füllstandsmesseinrichtungen, der Einrichtung (2) zum Detektieren des Verschmutzungsgrades und der wenigstens einen Einrichtung (9) zur definierten Einleitung des Abwassers in eine der Behandlungsstufen (6, 7, 8) derart verbunden ist, dass das Abwasser in Abhängigkeit des Verschmutzungsgrades und in Abhängigkeit des Füllstands der Behandlungsstufen (6, 7, 8) definiert in eine der Behandlungsstufen (6, 7, 8) einleitbar ist.
Kläranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelsystem (10) ein Fuzzy-Logic-System ist.
Kläranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochlaststufe (6) als eine Einbecken-Abwasserreinigungsanlage mit einem Rührwerk und/oder einem Belüfter ausgebildet ist.
Kläranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittellaststufe (7) als ein Absetzbecken ausgebildet ist.
Kläranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwachlaststufe (8) als ein Absetzbecken ausgebildet ist.
Kläranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Schönungsbecken und/oder eine mit einer UV-Strahlungsquelle ausgestattete Hygienestufe (14) vorgesehen sind.
Kläranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelsystem (10) derart eingerichtet ist, dass hoch belastetes Abwasser in Abhängigkeit des Füllstands der Behandlungsstufen (6, 7, 8) entweder unmittelbar der Hochlaststufe (6) oder erst nach einer Zwischenspeicherung in der Mittel- und/oder Schwachlaststufe (7, 8) der Hochlaststufe (6) zugeführt wird.
Kläranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelsystem (10) derart eingerichtet ist, dass mittel belastetes Abwasser in Abhängigkeit des Füllstands der Behandlungsstufen (6, 7, 8) entweder unmittelbar der Mittellaststufe (7) oder erst nach einer Zwischenspeicherung in der Schwachlaststufe (8) der Mittellaststufe (7) zugeführt wird.
Kläranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelsystem (10) derart eingerichtet ist, dass schwach oder nicht belastetes Abwasser der Schwachlaststufe (8), einem Schönungsbecken, einer Hygienestufe (14) und/oder der Vorflut zugeführt wird.
Kläranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel- und die Schwachlaststufe (7, 8) jeweils mit einer Pumpeinrichtung zur Zuführung von Abwasser zumindest in die Hochlaststufe (6) versehen sind und das Regelsystem (10) derart eingerichtet ist, dass hoch oder mittel belastetes Abwasser in Abhängigkeit des Füllstands der Behandlungsstufen (6, 7, 8) aus der Mittel- und/oder Schwachlaststufe (7, 8) der Hochlaststufe (6) zugeführt wird.