DE102008033291A1

DE102008033291A1 - Vorrichtung in Form eines Festbettkörpers und Verfahren zum Betreiben eines solchen in einer Anordnung zur Abwasserreinigung bei biologischen Kläranlagen

Info

Publication number: DE102008033291A1
Application number: DE200810033291
Authority: DE
Inventors: Hubert PRÄDEL
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-07-14
Filing date: 2008-07-14
Publication date: 2010-01-21
Anticipated expiration: 2028-07-15
Also published as: DE102008033291B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Festbettkörper und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen in einer Anordnung zur Abwasserreinigung bei biologischen Kläranlagen. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Festbettkörper zur Abwasserreinigung bei biologischen Kläranlagen anzugeben, welcher die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, wird dadurch gelöst, dass der Festbettkörper bewegliche Folien und ein zentrales Haltesubstrat umfasst, wobei die Folien senkrecht zum Haltesubstrat stehend um dieses einseitig strahlen- und fächerförmig angeordnet und auf diesem aufwickelbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Festbettkörper und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen in einer Anordnung zur Abwasserreinigung bei biologischen Kläranlagen gemäß der Gattung der Patentansprüche.
Die Erfindung ist anwendbar auf biologische Kläranlagen verschiedenster Dimensionierung.
Bei den bekannten biologischen Kläranlagen, welche nach dem Belebungsverfahren arbeiten, werden immer im Reaktorraum die Bakterien belüftet.
Bei Festbett-, Schwebebett-, oder dem klassischen Belebungsverfahren sind die Vorklärung, der Reaktor und die Nachklärung über Wandöffnungen oder Rohre miteinander verbunden.
Das eingeleitete Abwasser fließt zuerst in die Vorklärung, wo sich die Feststoffe absetzen, und organische Schmutzstoffe zum Teil anerob abgebaut werden.
Über eine Wandöffnung oder über ein Überlaufrohr gelangt das Abwasser in den Reaktor, wo durch Zuführung von feinblasiger Luft der aerobe Abbau von organischem Abwasser mit Hilfe von Bakterien geschieht. In der Nachklärung setzen sich mitgerissene Bakterien am Boden ab, so dass das gesäuberte Abwasser an der Wasseroberfläche abließen kann.
Bei der biologischen Abwasserreinigung müssen Bakterien, welche sich im Klärwasser befinden, so belüftet werden, dass diese atmen können und ihre Lebensfähigkeit durch den Abbau des Klärmediums begünstigt und erhalten bleibt bzw. eine Vermehrung der Bakterien auftritt. Dieser Vorgang geschieht im so genannten Reaktorraum.
In diesem Reaktorraum befinden sich frei schwimmende Bakterien oder auf Aufwuchskörpern fest sitzende Bakterien.
Diese Aufwuchskörper bestehen meist aus gitterförmigen Röhren, welche in Blockform zusammengeschweißt sind und werden als Festbettkörper bezeichnet.
Mit diesem Festbett ist unterhalb des Wasserspiegels der gesamte Reaktorraum, bis auf einen schmalen Freiraum am Beckendoden, ausgefüllt.
In diesem Freiraum befinden sich meistens fest montierte Membranrohrbelüfter oder Membrantellerbelüfter, welche mit Hilfe von Rohren und Schläuchen, über extern aufgestellte Luftverdichter, mit Luft versorgt werden.
Die an den Lüftern ausströmende vertikale Luftströmung soll gleichmäßig den Reaktorraum umwälzen und durchmischen.
Das darüber liegende Festbett wird somit aufgrund der aufsteigenden Luftperlen und dem mitgerissenen Klärwasser vertikal durchströmt und bietet den Bakterien somit Luft und Nahrung.
Über eine Wandöffnung oder ein Überlaufrohr gelangt das so gereinigte Abwasser in die Nachklärung.
Die dorthin mit abgetriebenen alten Bakterienkulturen, als Überschussschlamm bezeichnet, sinken hier wegen der relativen ruhigen Wasserbewegung zu Boden und werden von dort mehrmals am Tag kurzzeitig mit Hilfe einer druckluftbetriebenen Hebeanlage oder mit einer Unterwasserpumpe zurück in die Vorklärung gefördert.
Bei einer Einleitung von Klärwasser in die Vorklärung wird durch die Volumenerhöhung ein hydraulischer Abwasserstoß erzeugt, welcher erst über den Reaktorraum und dann über die Nachklärung fließt und von dort, meist über ein getauchtes Ablaufrohr, die biologische Kläranlage verlässt.
Der Vorteil solcher Festbettanlage besteht darin, dass sich diese Anlagen besonders gut zur Nachrüstung bestehender Dreikammerausfaulgruben eignen, ohne große Umbauarbeiten an der vorhandenen Grube bzw. an den drei Behältersystemen vornehmen zu müssen.
Der größte verfahrenstechnische Vorteil besteht jedoch darin, dass der auf der Festbettstruktur sitzende Bakterienstamm einen so genannten Biologischen Rasen bildet, welcher unabhängig von einfließenden schwankenden Schmutzfrachten fast immer die gleiche Stärke und damit die gleiche Bakterienkonzentration aufweist.
Diese so genannten sessilen Bakterien kommen also auch im Unterlastbetrieb der Kläranlage lange ohne Nahrung aus.
Dieser Vorteil besteht hauptsächlich gegenüber den SBR-Verfahren, wo frei schwimmende Bakterien im Reaktorwasser bei fehlender Nahrung sich stark verringern und bei einer wieder einsetzende Abwassereinleitung diese nicht oder nur teilweise reinigen können.
Ein wesentlicher Vorteil der Festbettanlage besteht in der einfachen Steuerung der Anlage, indem nur zwei Luftzuleitungen für die Belüftung in der Reaktorzone und für die Überschussschlammhebeanlage ins Nachklärbecken intervallmäßig mit Druckluft versorgt werden müssen. Bei dem SBR-Verfahren gibt es nur die Vorklärung und den Reaktor. Beide sind voneinander durch eine wasserundurchlässige Wand getrennt. Die Vorklärung dient dabei als Pufferbecken für Abwasserstöße, die dort aufgestaut werden.
Nach einem Zeitintervall von mehreren Stunden wird dieses Wasser in einer vorgegebenen Menge in den Reaktor gefördert. Dieses Aufstauprinzip mit der nachfolgenden Beschickung des Reaktors nennt man SBR-Verfahren.
Das Vorklärwasser muss in dosierter Menge in den Reaktor gefördert werden, um nach dem dortigen Reinigungsvorgang, wie schon beschrieben, als Klarwasser in das Ablaufrohr gepumpt zu werden.
Die Belüftung erfolgt wie beschrieben, entweder über einen externen Luftverdichter oder über Tauchpumpenbelüfter.
Bei den bekannten SBR-Anlagen, welche mit extern aufgestellten Luftverdichtern arbeiten, wird über Schaltventile abwechselnd Luft in die an den Schaltventilen angeschlossenen Luftschläuche geleitet. Je ein Luftschlauch ist am Beschickungsheber, am Klarwasserheber, am Überschussschlammheber und am Belüftungselement angeschlossen.
Diese Heber sind Luftdruckpumpen, auch Mammutpumpen genannt, und pumpen beim Freischalten die durch die Schläuche strömende Druckluft, das vorhandene Wasser in eine höhere Position, so dass Wasser in einem anderen Behälter oder den Kläranlagenablauf gelangen kann. Es wird also zum Beginn einer jeden Reinigungsphase mit dem Beschickungsheber Abwasser aus der Vorklärung in den Reaktor gepumpt, bis der dort befindliche Schwimmerschalter in Stellung „EIN” geht und den Vorgang stoppt. Das entsprechende Ventil wird ausgeschaltet.
In der Denitrifikationsphase wird dann kurzzeitig durch Einschalten des Belüftungselementes das Reaktorwasser umgerührt. In der folgenden Belüftungsphase wird in vorgegebenen Zeitintervallen das Reaktorwasser belüftet. Belüftungselemente sind hierbei meist Membranrohrbelüfter oder Membrantellerbelüfter. Nach einer Absetzphase wird dann das entstandene Klarwasser mit dem Klarwasserheber in den Abfluss gepumpt, entweder gleichzeitig mit dem Vorgang oder danach wird der Überschussbakterienschlamm kurzzeitig in die Vorklärung gepumpt.
SBR-Anlagen mit Tauchpumpenbelüfter funktionieren folgendermaßen:
Die in der Praxis eingesetzten Tauchpumpenbelüfter sind Unterwasserpumpen. Diese haben eine Art Schiffsschraube mit einem segmentierten Hohlwellenantrieb, mit welcher trichterförmig das Oberflächenwasser und die über die Hohlwelle angesaugte Luft, nach unten verwirbelt wird, so dass das Reaktorwasser von oben mit Luft versorgt wird.
Eine weitere einfache und wirkungsvolle Abwasserbelüftung wird nach dem Venturi-Injektorprinzip realisiert, indem von einer Pumpe Wasser mit möglichst hohen Wasserdruck erzeugt wird, welches hinter der Venturidüse eine Erhöhung der Fliesgeschwindigkeit zur Folge hat.
Nach der Gebrauchsmusterschrift DE 20 2007 011 718 U1 wird ein solcher Wasserstrahlbelüfter beschrieben, welcher verstopfungsfrei arbeitet und auch in Kleinkläranlagen eingesetzt werden kann.
Bei den bekannten klassischen SBR-Anlagen, welche mit Unterwasserpumpen arbeiten, wird der Pumpvorgang für die einzelnen Funktionen direkt durch diese Pumpen und über die daran angeschlossenen Rohren oder Schläuchen realisiert.
Eine Rohr- oder Schlauchverbindung zwischen dem Vorklärbecken und dem Reaktorraum ist notwendig, um die intervallmäßige Befüllung des Reaktors zu realisieren und in umgedrehter Fliesrichtung den so genannten Überschussschlamm vom Reaktor in die Vorklärung zurück zu befördern. Als Überschussschlamm bezeichnen man die Bakterien im Reaktorwasser, welche ein gewisses festgelegtes Volumen überschritten haben und störend wirken.
Mit der Überschussschlammfunktion pumpt eine Wasserpumpe kurzzeitig Reaktorwasser in die Vorklärung.
Bei einem angenommenen höheren Wasserstand in der Vorklärung, fließt dann nach dem Ausschalten dieser Pumpe durch diese Leitung nach dem Prinzip der frei kommunizierenden Röhre das Vorklärwasser in den Reaktorraum, bis sich der Wasserstand der Vorklärung mit dem Wasserstand des Reaktors sich ausgeglichen hat, oder die kommunizierende Röhre durch Luftblasen des Abwasserbelüfters mit Luft gefüllt wurde und der Vorgang so gestoppt wurde.
Es wird also für die Überschussschlammfunktion und die Befüllungsfunktion nur eine Pumpe benötigt.
Weiterhin benötigt man eine Unterwasserpumpe, welche als Injektorpumpe ausgebildet ist, um mit Hilfe einer vertikalen Wasserströmung so Luft anzusaugen, dass diese sich mit dem Wasser vermischt, um im Wasser des Reaktorraumes den Sauerstoffanteil zu erhöhen.
Des Weiteren wird eine Klarwasserpumpe benötigt, welche das von den Bakterien gereinigte Wasser aus dem Reaktorraum in den Abfluss zu pumpen.
Mit dem kurzzeitigen ein und ausschalten des Belüfters wird das Reaktorwasser mit einem gewissen Luftanteil umgerührt.
Der Nachteil der Festbettanlage gegenüber der SBR-Anlage besteht hauptsächlich in den kostenintensiveren längeren Belüftungszeiten und dem relativ teuren Festbettmaterial.
Diese etwas längeren Belüftungsphasen sind aber notwendig, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass nicht gerade während einer Belüftungspause ein Abwasserstoß aus der Vorklärung unvermischt mit dem Reaktorwasser bis in die Nachklärung bzw. bis in das dortige Ablaufrohr gelangt.
Um eine gute Vermischung und der damit guten Verdünnung zwischen dem einströmenden Wasser aus der Vorklärung und dem gereinigten Reaktorwasser zu erzielen, sind die Volumen der Kammern oder Behälter auch etwas größer als bei vergleichbaren SBR-Anlagen mit gleichen Einwohnerwerten.
Ein weiterer Nachteil liegt in der Intensität der hohen Reaktorbelüftung, bei der gleichmäßig mehr Luft unter dem Festbett über die Lüfter verteilt eingeblasen wird, als die Bakterien zum Atmen benötigen und das nur zum Zweck, um alte Bakterien vom biologischen Rasen abzureißen und dadurch eine gleichmäßige selbst regulierende Bakterienschichtdicke zu erzeugen, die nicht den Reaktor zuwachsen lässt oder gar verstopft.
Diese Bauform der bisher bekannten Festbettkörper ist von Nachteil, weil die Besiedlungsflächen der Bakterien überall den gleichen Abstand zueinander haben und starr sind.
Aus diesem Grund müssen gemäß dem Stand der Technik unterhalb des Festbettkörpers mehrere Membranrohrbelüfter oder Tellerlüfter zum Zweck der gleichen Luftverteilung installiert werden, was wiederum zur Folge hat, dass der Luftverdichter eine große Leistung haben muss.
Hinzu kommt, dass diese Festbettkörper bei der Montage von unten nach oben schichtenweise aufgebaut werden, muss der Monteur auf diesen stehen können.
Diese dafür benötigte Festigkeit ist natürlich preisintensiv und verschlechtert die Vermarktung.
Weiterhin nachteilig bei den bisher bekannten Festbettanlagen ist, dass die Membranrohr- oder Tellerlüfter zwecks Reparaturen und Wartungen auf Grund des einmal installierten Fettbettes, das über ihnen liegt, meist aus dem kompakt gebauten Reaktor nicht mehr herausnehmbar sind.
Folgende Aufgaben müssen zur Verbesserung der verschiedenen Kläranlagen und- verfahren realisiert werden:
Im Behältersystem von Festbettanlagen, Wirbelbett- und Schwebebettanlagen sowie bei den klassischen Belebtschlammverfahren soll es keine Verbindungsöffnungen zwischen der Vorklärzone und dem Reaktorraum mehr geben. Hydraulische Stoßbelastungen von Schmutzwasser werden damit verhindert und in der Vorklärungszone aufgefangen, um dann in kleineren Mengen in Zeitintervallen in den Reaktorraum gefördert zu werden. Resultierend daraus können die Belüftungszeiten wegen der minimierten Stoßbelastung wesentlich verringert werden. Die gleichmäßigen Wasserstände im Reaktorraum und in der Nachklärung, wie es für Festbettanlagen verfahrensbedingt typisch ist, sollten erhalten bleiben. Verfahrensbedingt soll der Wasserspiegel in der Vorklärung durch die diskontinuierliche Beschickung abgesenkt werden und als Puffer für hydraulische Abwasserstöße dienen.
Es muss ein neuer Festbettkörper entwickelt werden, bei welchem die Vorteile der bekannten Festbettanlage erhalten bleiben und die beschriebenen Nachteile dieser Anlagen beseitigt werden.
Der Festbettkörper mit den Aufwuchsflächen muss dabei so ausgebildet sein sein, dass diese sich leicht und flexibel durch jede Behälteröffnung einführen lassen, leicht montierbar sind und das die Aufwuchsflächenabstände, zwecks Einsatz von Tellerbelüftern, in ihrem Zentrum der stärksten Belüftung eng sind und sich dann so verbreitern, dass ein Zuwachsen der Aufwuchsflächen nicht möglich ist oder die Funktionsweise nicht stört.
Darüber hinaus müssen die Belüftungsvorrichtungen (Tellerbelüfter oder ein Injektorbelüfter) bei Wartungsarbeiten aus dem Reaktor herausnehmbar sein, ohne dass das Festbett hinderlich dabei ist.
Im weiteren besteht die Aufgabe, die Luftdruckheber, also den Beschickungsheber, den Überschussschlammheber und den Klarwasserheber, wasserstandsabhängig zu steuern, so dass die dafür jetzt benötigten elektromagnetischen Schaltventile entfallen oder teilweise entfallen können.
Diese dafür notwendige Schalteinheit soll die Wasserstände direkt schalten können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Festbettkörper und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen in einer Anordnung zur Abwasserreinigung bei biologischen Kläranlagen anzugeben, welche die zuvor stehend genannten Nachteile des Standes der Technik vermeiden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des 1., 7. und 10 Patentanspruchs gelöst. Weitere günstige Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung sind in den nachgeordneten Patentansprüchen angegeben.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass ein industriell fertigbarer Festbettkörper bereitgestellt wird, bei dem Folien, bspw. Kunststofffolien, senkrecht stehend um einen zentralen Haltepunkt einseitig strahlen- und fächerförmig angebracht sind.
Vorteilhaft als zentraler Haltepunkt der einzelnen Folienblätter ist ein Rohr, um dessen Kreisumfang verteilt die Folienflächen strahlenförmig angebracht sind. Eine senkrechte Abkantung am Strahlenende der Folienfläche dient dabei erfindungsgemäß als Abstandshalter der Folien zueinander. Die zentral gefassten Folienflächen sind zueinander beweglich und führen im Abwasser stehend, während der Belüftung von unten, eine Eigenbewegung durch.
Das zentrale Halterohr dient als Befestigungssubstrat dieses Folienfestbettes.
Bei einer stehenden Variante können unterhalb des Folienfestbettes an dem Halterohr Standfüße befestigt sein.
Bei einer schwimmenden Variante des Folienfestbettes kann oberhalb am Halterohr ein Schwimmer befestigt werden, welcher dann auf dem Reaktorwasser schwimmt und das unterhalb der Wasseroberfläche hängenden Folienfestbettkörper hält.
Bei der Montage oder Demontage des Folienfestbettkörpers wird das zentrale Rohr gedreht, damit sich die Folien um dessen Achse aufwickeln und durch diesen verringerten Umfang passt der Folienfestbettkörper auch durch die Öffnungen von Kleinkläranlagen.
Nach dieser kurzzeitigen Verformung gehen dann die Folienflächen wegen Ihrer Steifigkeit und wegen der erwähnten Abstandsabkantung in ihre geometrische Ursprungsform zurück.
Wenn unterhalb des erfindungsgemäßen Folienfestbettes ein Tellerbelüfter oder ein Injektorbelüfter in Funktion tritt, wird die Aufwuchsfläche des biologischen Rasens, welche im Zentrum des Folienfestbettes eng zueinander liegt, am besten belüftet und mit zunehmenden Abstand vom Folienfestbettzentrum lässt die Belüftung nach. Es wird also nur dort intensiv belüftet, wo die Bakterienkonzentration am höchsten ist und auch nur dort verhindern die aufsteigenden Luftblasen, mit der daraus resultierenden Wasserströmung, das Zuwachsen der eng zueinander liegenden Aufwuchsflächen.
Im äußeren Radiusbereich der zueinander immer größer werdenden Abstände der Aufwuchsflächen reichen die entstehenden Strömungen der Strömungswalzen aus, um die dort angesiedelten Bakterien mit Nahrung und Luft zu versorgen. In diesem Bereich ist ein Zuwachsen der Aufwuchsflächen auch wegen der größer werdenden Eigenbewegung nicht möglich.
Abgestorbenen Bakterienkulturen können bei dem erfindungsgemäßen Folienfestbett ungehindert nach unten abfallen und führen zu keinen sonst üblichen Verstopfungen.
Durch den erfindungsgemäßen Einsatz von Folien als Aufwuchsflächen nach der beschriebenen Realisierungsvariante werden die Materialkosten gegenüber herkömmlicher Festbettanlagen wesentlich gesenkt und eine universelle Einsetzbarkeit erreicht.
Die erfindungsgemäßen kostengünstigen Festbettfolien können auch im Reaktor von herkömmlichen SBR-Anlagen eingebaut werden und beseitigen das Unterlastproblem dieser Anlagen, wenn nur wenige oder nur ein Einwohnerwert diese Anlagen speisen.
Darüber hinaus liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass beim Einsatz des erfindungsgemäßen Folienfestbettkörper ein elektrisch betätigter Schwimmerschalter, welcher in der Kläranlage montiert ist und den maximalen und minimalen Wasserstand der Anlagensteuerung signalisiert, gleichzeitig als Umschalter für die zwei Wasserströme bei SBR-Pumpenanlagen und als Umschalter für die zwei Luftströme bei Festbettanlagen und SBR-Druckluftanlagen, arbeitet.
Dadurch können bei SBR-Drucklufthebeanlagen wenigstens zwei Schaltventile und zwei Druckluftschläuche entfallen und der Klarwasserheber wird nicht zeit- sondern bedarfsgerecht gesteuert.
Bei SBR-Pumpenanlagen kann eine der drei Pumpen wegfallen, da der Schwimmerschalter betrieben von nur einer Pumpe, den Klarwasserstrom und den Beschickungs-, Überschussschlammwasserstrom, je nach Wasserstandshöhe automatisch umschalten kann.
Erfindungsgemäß werden die unterschiedlichen Wasserstände im SBR-Reaktor mit Folienfestkörper oder in der Nachklärung ausgenutzt, um einen in einer beweglichen Röhre befindlichen Gummiventilball mit Eisenkernfüllung, in zwei Endlagen je nach Wasserstand rollen zu lassen, um in diesen beiden Endlagen je ein Ventilsitz verschließen zu können (Schwimmschaltventil). Da sich an dieser beweglichen Röhre eine flexible Zuleitung und an den beiden Kugelventilsitzen ebenfalls flexible Ableitungsschläuche installiert sind, kann nach Fixierung eines mechanischen Drehpunktes und wegen einem zusätzlich angebrachten Schwimmkörpers, diese Ventilröhre auf dem Reaktorwasser schwimmen. Bei hohem Reaktorwasserstand rollt die Ventilkugel auf den niedrigeren Ventilkugelsitz, bei niedrigem Wasserstand geschieht das Gleiche in umgedrehter Richtung. Damit eine Anlagensteuerung die Wasserstände regulieren kann, ist außerhalb der Röhre an einem Ventilkugelsitz ein elektrischer Magnetsensor angebracht, welcher der Steuerung die Position des Gummiventilballs mit Eisenkernfüllung, berührungslos signalisiert. Der Drehpunkt dieser so konstruktiv ausgestatteten druckfesten Röhre, die als Schwimmerumschaltventil bezeichnet wird, kann außerhalb aber auch innerhalb des Ventilkörpers, je nach der gewünschter Schalthysterese liegen.
Durch diese erfindungsgemäße Lösung in Form eines Schwimmerumschaltventils werden die Eigenschaften eines Schwimmerschalters und eines Umschaltventils zu vereinigt.
Für druckluftbetriebene SBR-Anlagen bedeutet dies, dass mit nur einem am Schwimmerumschaltventil angeschlossenen Druckluftschlauch, bspw. bei niedrigem Wasserstand im Reaktor, der Beschickungsheber so lange betätigt wird, bis der maximale Wasserstand erreicht ist und der Ventilball in die andere Endlage rollt und diese Luftzufuhr des Beschickungshebers unterbricht und der Magnetsensor die Ventilballendlage erkennt und somit den Drucklufterzeuger abschaltet. Wenn nach der Belüftungsphase der zum Umschaltschwimmerventil führende Druckluftschlauch wieder eingeschalten wird, fließt sofort durch den offen gewordenen Ventilkugelsitz die Luft zum Klarwasserheber und pumpt solange Klarwasser in den Kläranlagenabfluss, bis im umgedrehten Sinn der Ventilball seinen eingenommenen Ventilsitz, wegen des niedrig werdenden Wasserspiegels verlässt. Der Magnetsensor signalisiert dies der Steuerung und ein neuer Zyklus mit dem Beschickungsheber setzt ein. Außer das mehrere Schaltventile und Druckluftschläuche eingespart werden, vereinfacht sich die Anlagensteuerung durch das direkte Schalten des Beschickungshebers und des Klarwasserhebers mit Hilfe der Doppelfunktion des Schwimmerumschaltventils. Der Klarwasserheber wird direkt geschaltet und die energieaufwendige zeitgesteuerte Klarwasserabpumpzeitphase entfällt. Wegen der nun kürzer gewordenen Klarwasserabpumpzeit kann auch der Überschussschlammheber parallel zum Klarwasserheber betrieben werden. Durch kleinere Rohrdurchmesser des Überschussschlammhebers wird bei gleicher Pumpzeit, wie der Klarwasserheber, wenig Überschussschlammwasser in die Vorklärung zurück gepumpt.
Dadurch können beide parallel über den flexiblen Schlauch am offenen Kugelventilsitz des Schwimmerschaltventils mit Duckluft versorgt werden. Dies bedeutet erfindungsgemäß, dass das notwendige Schaltventil und der Druckluftschlauch zum Überschussschlammheber ebenfalls entfallen können.
Gemäß der Erfindung hat die gesamte druckluftbetriebene SBR-Anlage, die mit dem Folienfestkörper versehen ist, nur ein Schaltventil und nur einen Druckluftschlauch, welcher am Schwimmerumschaltventil angeschlossen ist.
Erfindungsgemäß werden alle drei Druckluftheber und die damit verbundenen Wasserpumpmengen, wie beschrieben, nur vom erfindungsgemäßen Schwimmerumschaltventil gesteuert.
Bei SBR-Anlagen, welche mit Unterwasserpumpen betrieben werden, kann entsprechend dieser erfindungsgemäßen Lösung eine Unterwasserpumpe eingespart werden. Es verbleibt also die Belüfterpumpe und die Klarwasser-Beschickungspumpe, welche das beschriebene Schwimmerumschaltventil so mit Wasser versorgt, dass beim maximalen Wasserstand im Reaktor Klarwasser über den offenen Kugelventilsitz in den Ablauf gepumpt wird und nach dieser Klarwasserfunktion, bei niedrigem Wasserstand im Reaktor, der Beschickungsstoß über den anderen offenen Kugelventilsitz erfolgen kann.
Bei der Befüllung des Reaktors über die schon beschriebene korrespondierende Röhre, steigt der Wasserstand so lange an, bis die Gummikugel mit Eisenkernfüllung diesen Kugelventilsitz verschließt. Erfindungsgemäß schaltet das Schwimmerumschaltventil je nach Wasserstand ein Wasserstrom automatisch um und signalisiert die Schaltzustände über den berührungslosen magnetischen Schaltsensor der Anlagensteuerung.
Durch diese Maßnahmen wird in Verbindung mit dem Einsatz der erfindungsgemäßen Festbettfolien der Kostenaufwand für SBR-Anlagen deutlich gesenkt.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der schematischen Zeichnungen und der Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:
1: eine schematische Darstellung einer Festbettanlage in einer Dreikammergrube mit einer in eine Kammer eingeführten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Folienfestbettes in der Draufsicht,
2: eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Folienfestbettes,
3: eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Folienfestbettes,
4: eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Folienfestbettes in einer Folienfächerfestbettanlage,
5: eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Folienfestbettes in einer Folienfächerfestbettanlage mit Schwimmerumschaltventil,
6: eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Folienfestbettes in einer SBR-Anlage und
7: eine schematische Darstellung einer sechsten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Folienfestbettes in einer weitern SBR-Anlage.
In den 1 bis 7 sind die Einbaumöglichkeiten und mögliche Einbauvarianten einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Festbettfolien in verschiedenen Kläranlagen (von der einfachsten, preiswertesten, bis zur energiesparsamsten Bauform) dargestellt.
1 zeigt den schematischen Aufbau einer beschriebenen Festbettanlage in einer Dreikammergrube in der Draufsicht. In dieser Festbettanlage ist der Festbettkörper in Form eines sternförmig gefächerten Folienfestbettes (22), welches von einem Halterohr (38) in der ersten Viertelkammer gehalten wird, im Festbettreaktor (17) getaucht montiert und wird von unten mit einem Tellerbelüfter (21) oder mit einem Injektorbelüfter (29) belüftet.
Das Vorklärwasser aus der Vorklärung (16) fließt in diesem Fall durch den getauchten Übergang in den Festbettreaktor (17), wird dort durch die auf den fächerförmigen Aufwuchsflächen sitzenden Bakterien gereinigt, gelangen dann über einen getauchten Übergang in die Nachklärung (18) und fließen danach gereinigt in den Kläranlagenabfluss.
Im Gegensatz zu den bisher bekannten Festbettanlagen, welche unterhalb des Festbettkörpers eine in der Fläche gleichmäßige Belüftung erfordern, ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine in einem kleinen Radius wirkende Belüftung in den Zonen der höchsten Bakterienkonzentration im inneren Radius der Folienfächer ausreichend und effektiv für den Stoffwechsel der Bakterien.
2 zeigt schematisch dargestellt das sternförmige, gefächerte Folienfestbett (22) als Einbaubeispiel in Halbkreisform in der ersten Viertelkammer im Festbettreaktor (17).
3 zeigt das sternförmige, gefächerte Folienfächerfestbett (22) in Viertelkreisform im Festbettreaktor (17).
Die am sternförmigen Strahlende bestehenden senkrecht verlaufenden Abkantungen geben der Aufwuchsfläche Stabilität und dienen als Abstandshalter (37) für die Eigenbewegungen der einzelnen Folienflächen des Folienfächerfestbettes (22) zueinander.
Die Foliennoppen (36) im Innenbereich können ebenfalls als Abstandshalter der beweglichen Folienflächen zueinander dienen. Es kann auch an sich bekannte Noppenfolie als Aufwuchsfläche des sternförmig gefächerten Folienfächerfestbettes (22) in der zuvor beschriebenen Weise genutzt werden.
In 4 ist ein Beispiel zum Betrieb der Folienfächerfestbettanlage (22) mit der einfachsten Steuervariante, dem Schwimmerumschaltventil (19) mit Vorklärung (16), Festbettreaktor (17) und Nachklärung (18) schematisch dargestellt.
Im Gegensatz zur klassischen in der Praxis eingesetzten Festbettanlage hat die Vorklärung (16) gemäß der vorliegenden Erfindung keine Verbindungsöffnung zum Reaktor (17) und die beschriebenen nachteiligen hydraulischen Wasserstöße können nicht in den Ablauf der Kläranlage gelangen. Der Wasserspiegel (12) in der Vorklärung (16) ist abgesenkt und dient genau wie bei den SBR-Anlagen als Vorklärungspufferspeicher für zulaufendes Abwasser.
Ebenfalls ist im Reaktor (17) durch die mit diesem hydraulisch in Verbindung stehende Nachklärung (18) der Wasserstand (12) abgesenkt.
Diese erfindungsgemäße Festbettanlage arbeitet ähnlich wie eine SBR-Anlage, hat aber nur einen Verdichter (20), keine elektromagnetischen Schaltventile, nur einen Zuleitungsluftschlauch (2) und das erfindungsgemäße Schwimmerumschaltventil (19). Schwimmerumschaltventil (19) schaltet (wie die Schaltung bei den bekannten Festbettanlagen) über einen voreingestellten Zeitablauf den Verdichter (20), eine gewisse Zeit „EIN” und „AUS”.
Beim Einschalten des Verdichters (20) wird Luft in die Zuleitung (2) des Schwimmerumschaltventils (19) gefördert und gelangt über die nicht verschlossene Ableitung (11) einmal zum Tellerlüfter (21), welcher somit das Folienfächerfestbett (22) von unten belüftet, so das die Scherwirkung der aufsteigenden Luftblasen im Zentrum des Folienfächerfestbettes (22) am größten ist und radial nach außen abnimmt und zum anderen wird die Luft durch einen Abzweig in der Ableitung (11) auch zum Beschickungsheber (24) in die Vorklärung (16) geleitet.
Der Beschickungsheber (24) fördert also immer eine gewisse Abwassermenge Vorklärwasser pro Belüftungszeiteinheit in den Reaktor (17).
Der Beschickungsheber (24) ist so gestaltet, dass während dieser Zeiteinheit nur soviel Abwasser in den Reaktor (17) gepumpt wird, wie notwendig ist, um bei allen summierten Zeiteinheiten eines Tages die maximal anfallende Abwassermenge in den Reaktor (17) pumpen zu können.
Wenn genügend Vorklärwasser vorhanden ist, steigt demnach langsam der Wasserspiegel (12) im Reaktor (17) und in der Nachklärung (18) an. Beim Erreichen des maximalen gewünschten Wasserstandes (12) öffnet die Ventilkugel (7) die Ableitung (10) und verschließt die Ableitung (11) so, dass der Beschickungsheber (24) und der Tellerbelüfter (21) nicht mehr arbeiten.
Über die Ableitung (10), wird Luft in den Klarwasserheber gefördert, welcher dann im Klarwasserbereich, das Klarwasser in das Abflussrohr fördert. Durch einen Abzweig an der Ableitung (10) gelangt ein Teil der Druckluft auch in den Überschussschlammheber (23), welcher abgesetzte Bakterien am Boden der Nachklärung (18) in die Vorklärung (16) fördert. Wegen des geringeren Rohrdurchmessers wird aber nur wenig Überschussschlamm mit dem Überschussschlammheber (23) abgepumpt.
Durch das Abpumpen des Klarwasserhebers (25), senkt sich der Wasserspiegel (12) wieder auf den gewünschten Minimalwert und die Ventilkugel (7) verschließt die Ableitung (10) und öffnet die Ableitung (11), so dass der gleiche Vorgang von Neuen beginnen kann.
In 5 ist ein weiteres Beispiel zum Betrieb einer Folienfächerfestbettanlage mit dem Schwimmerumschaltventil (19) (ähnlich wie in 4) schematisch dargestellt, wobei diese genau so optimal wie eine SBR-Anlage arbeitet und optimal die Vorteile einer Festbettanlage und einer SBR-Anlage vereint. Bei der erfinderischen Lösung gemäß 5 ist gegenüber der Lösung gemäß 4 zusätzlich ein elektrisches Magnetventil (26) eingebaut, welches die Luftzufuhr zum Schwimmerumschaltventil (19) ein oder ausschaltet.
Wie bei SBR-Anlagen dient die Vorklärung (16) als Pufferspeicher für zufließendes Abwasser.
Die in 5 dargestellt Folienfächerfestbettanlage (22) funktioniert wie folgt:
Der Verdichter (20) wird eingeschaltet und das Ventil (26) öffnet, so dass Luft über die Zuleitung (2) durch das Schwimmerumschaltventil (19) in die Ableitung (11) fließen kann und den Beschickungsheber (24) betätigt. Dieser pumpt Vorklärwasser aus der Vorklärung (16) in den Reaktor (17). Der Wasserstand (12) steigt im Reaktor (17) und in der Nachklärung (18) an. Wenn der maximale gewünschte Wasserstand erreicht ist, öffnet die Ventilkugel (7) die Ableitung (10) und verschließt die Ableitung (11), so dass kein Vorklärwasser mehr in den Reaktor gefördert wird. Gleichzeitig signalisiert der Magnetsensor (8), dass der maximale Wasserstand erreicht ist und das Schaltventil (26) schließt. Intervallmäßig wird immer bei eingeschalteten Verdichter (20) und bei geschlossenen Ventil (26) das Folienfächerfestbett (22) durch den Tellerbelüfter (21) längere Zeit belüftet. Nach Beendigung dieses Reinigungsvorganges wird der Luftverdichter (20) abgeschaltet. Nach einer Absetz- bzw. einer Sedimentationsphase wird der Verdichter (20) eingeschalten, das Ventil (26) wird elektromechanisch geöffnet, die Druckluft des Verdichters (20) fließt über die Zuleitung (2) in die offene Ableitung (10) in den Klarwasserheber (25), welcher das entstandene Klarwasser solange in das Abflussrohr pumpt, bis wieder der minimale Wasserstand erreicht ist und die Ventilkugel (7) die Ableitung (10) verschließt. Wie auch zu 3 beschrieben, wird während des Klarwasserpumpvorganges eine geringe Wassermenge Überschussschlamm mit dem Überschussschlammheber (23) in die Vorklärung (16) weggepumpt.
Sollte während des davor beschriebenen Beschickungsvorganges nicht genügend Wasser in der Vorklärung (16) vorhanden sein, so wird nach einem Zeitablauf dieser automatisch über das Ventil (26) abgeschaltet. Sollte nach mehreren Beschickungsvorgängen das Schwimmerumschaltventil (19) nicht betätigt werden und die Ventilkugel (7) nicht den Sensor (8) betätigen, dann schaltet die Schwimmerumschaltventil (19) um auf Schwachlastbetrieb und die Belüftungszyklen können automatisch verkürzt werden.
Wenn nach der Klarwasserabpumpphase die Ventilkugel (7) die Ableitung (10) verschließt, wird durch diese Signalgebung am Sensor (8) das Ventil (26) geschlossen.
Sollte danach in einer begrenzten Zeiteinheit dennoch das Schwimmerumschaltventil angehoben werden und die Ventilkugel (7) am Sensor (8) ein Signal erzeugen, dann kann in die Kläranlage Fremdwasser eingedrungen sein und die Steuerung (19) meldet Hochwasseralarm oder eine ähnliche Meldung.
In 6 ist schematisch eine SBR-Anlage dargestellt, umfassend Vorklärung (16) und Reaktor (17) sowie ein erfindungsgemäßes Folienfächerfestbett (22), welches über dem Tellerbelüfter (21) eingebaut ist.
Somit erfolgt gemäß der Erfindung die Kombination einer an sich bekannten SBR-Anlage mit dem erfindungsgemäßen Folienfächerfestbett (22). Bei den bisher bekannten SBR-Anlagen mit Drucklufterzeugern werden die Druckluftzuleitungen zum Tellerbelüfter (21), zum Beschickungsheber (24), zum Überschussschlammheber (23) und zum Klarwasserheber (25) mit Schaltventilen geschalten. Die Wasserstandshöhen werden dabei mit Schwimmerschaltern, mit Druckluftsensortechnik oder durch Zeitsteuerung geschalten. Gemäß der vorliegenden Erfindung hingegen findet ein Schwimmerschaltventil (26) Einsatz, um diese Funktionen zu steuern.
Gemäß dieser erfinderischen Lösung gibt es nur noch zwei Druckluftzuleitungen zur Kläranlage, da das neue Schwimmerumschaltventil (26) alle gewünschten minimalen und maximalen Wasserstände (12) erfasst und direkt reguliert. Alle bei dieser druckluftbetriebenen SBR-Kläranlage notwendigen Vorgänge, werden also nur durch das Ein- und Ausschalten des Luftdruckverdichters (20), durch einen Magnetsensor (8) und durch das Schwimmerumschaltventil (26) gesteuert. Die Wasserstandshöhe (12) wird über die Ventilkugel (7) und den berührungslos schaltenden Magnetsensor (8) der Steuerung (19) signalisiert. Der Tellerbelüfter (21) wird immer betrieben, wenn der Luftverdichter (20) eingeschalten ist und das Ventil (26) geschlossen ist. Wenn das Ventil (26) öffnet, dann gibt der Tellerbelüfter keine Luftblasen an das Wasser ab, weil der Luftgegendruck der Belüftungsmembran größer ist, als der Luftdruck am Ventil (26), welcher indirekt die nach oben offenen Luftdruckheber (23), (24) und (25) mit Luft versorgt.
Die Vorklärung (16) dient als Pufferspeicher des frei zufließenden Abwassers.
Die wichtigsten Vorgänge der in der 6 dargestellten Anlagen sind folgende:
Der Wasserspiegel (12) befindet sich nach dem Klarwasserabpumpvorgang auf dem gewünschten Minimum, die Ventilkugel (7) hat die Ableitung (10) zum Klarwasserheber (25) geschlossen. Der Magnetsensor (8) signalisiert der Steuerung (19), dass keine Ventilkugel (7) sich in dessen Erfassungsbereich befindet und damit der minimale Wasserstand erreicht ist. Bei eingeschalteten Verdichter (20) und offenem Ventil (26) wird die erzeugte Druckluft durch die Zuleitung (2) in das Schwimmerumschaltventil (26) und von dort aus, in die offene Ableitung (11) zu dem Überschussschlammheber (23) und zum Beschickungsheber (24) gepumpt. Da im Reaktor (17) noch eine ruhige Wasserphase vorhanden ist, sind die Bakterien in Richtung Reaktorboden abgesunken und haben sich dort abgesetzt. Alle unerwünschten Bakterien, welche sich oberhalb der Ansaugöffnungshöhe (33) des Überschussschlammhebers (23) befinden, werden nun dort angesaugt und in die Vorklärung (16) befördert. Ebenso und zur gleichen Zeit fördert der Beschickungsheber (24), alle Flüssigkeiten oberhalb seiner Ansaugöffnung in den Reaktor (17).
Das in den Reaktor (17) gepumpte Wasser fließt über einen geeigneten beruhigten Zulauf (35) in das Reaktorwasser, ohne dort die ruhige Wasserphase zu stören und ohne das die dort abgesetzten Bakterien aufgewühlt werden. Der konstruktive Aufbau des Überschussschlammhebers (23) ist so gestaltet, dass im Vergleich zum Beschickungsheber (24) nur wenig Wasser in der gleichen Zeiteinheit gefördert wird.
Wenn genügend Wasser in der Vorklärung (16) vorhanden ist, steigt der Wasserspiegel (12) im Reaktor (17) an und hebt das um seinen Drehpunkt (5) gelagerte Schwimmerumschaltventil (19) so lange an, bis die Ventilkugel (7), den Ventilsitz (3) verlässt und in den Ventilsitz (4) rollt, die Ableitung (11) verschließt und der Sensor (8) der Steuerung (9) signalisiert, dass der maximal gewünschte Wasserstand erreicht ist. Mit diesem Signal wird das Ventil (26) geschlossen und über die Zuleitung zum Tellerbelüfter (21) wird dieser, wie es für SBR-Kläranlagen üblich ist, intervallmäßig durch Ein- und Ausschalten des Luftverdichters (20) betätigt. Mit dieser intervallmäßigen Belüftung wird die eigentliche Abwasserreinigung ausgelöst und als bekannt vorausgesetzt und nicht weiter beschrieben.
Nach der mehrstündigen Belüftungsphase schaltet die Steuerung (19) den Luftverdichter (20) aus, damit in dieser Sedimentationsphase wie schon erwähnt, die Bakterien sich in Richtung Beckenboden absetzen können und sich im oberen Wasserbereich des Reaktors 17 sich eine Klarwasserzone bilden kann.
Nach dieser vorgegebenen Zeit wird zuerst das Schaltventil (26) geöffnet und dann der Luftverdichter (20) eingeschaltet. Die Druckluft fliest dann durch das Schaltventil (26), durch die Zuleitung (2) über die Ableitung (10) in den Klarwasserheber (25) und pumpt über dessen Ansaugöffnung das Klarwasser in das Abflussrohr, bis wieder der minimale Wasserstand erreicht ist, die Ventilkugel die Ableitung (10) wieder verschließt und der Magnetsensor (8) das der Steuerung (19) signalisiert. Ab diesem Zeitpunkt kann der neue Zyklus beginnen. Wenn nicht genügend Vorklärwasser in der Vorklärung (16) vorhanden ist, wird der schon beschriebene Beschickungsvorgang in vorgegebenen Zeitabschnitten wiederholt. Wenn der Beschickungsheber (24) also kein oder nur wenig Wasser in den Reaktor (17) fördert, wird die Ventilkugel nicht betätigt und der Magnetsensor (8) signalisiert der Steuerung (9), dass ein Schwachlastbetrieb vorliegt und die Belüftungsintervalle am Tellerbelüfter (21) verkürzt werden können.
Die wesentlichen Vorteile SBR-Kläranlage gemäß 6 liegen darin, dass durch den Einsatz des Schwimmerumschaltventils (19) die sonst benötigten kostenintensiven, elektromagnetisch betriebenen Schaltventile mit den daran befindlichen Ableitungsleitungen eingespart und durch den kostengünstigen Einsatz des Folienfächerfestbettes die Nachteile von unterlastig betriebenen SBR-Anlagen beseitigt werden.
In 7 ist eine SBR-Kläranlage mit Folienfächerfestbett (22) im Reaktor (17) mit Pumpenbelüftung schematisch dargestellt, in welcher das Schwimmerumschaltventil (26) die von der Pumpe (27) wasserstandsabhängig einmal das Klarwasser in das Ablaufrohr pumpt und zum anderen die Doppelfunktion als Überschussschlammpumpe erfüllt und den Beschickungsstoß ausführt, damit durch die kommunizierende Röhre (32) Abwasser durch den höheren Wasserstand in der Vorklärung (16) aus der Vorklärung (16) in den Reaktor (17) fließt. Durch das Schwimmerumschaltventil (19) wird gegenüber bekannten Anlagen eine Pumpe eingespart bzw. werden gegenüber Herstellern, welche auch nur zwei Pumpen einsetzen, die für die Funktion notwendigen eingesetzten Zusatzteile wie Ventile, Mehrwegventile oder Ausgleichsbehälter eingespart.
Die Pumpe (28) wird zur Erzeugung des Treibwassers für den Wasserstrahlbelüfter (29) eingesetzt. Dieser arbeitet nach dem Venturiprinzip, saugt Luft an und strahlt dieses Luft-Wassergemisch über ein Strahlrohr in den Reaktor (17) und belüftet somit das Folienfächerfestbett (22) für den Reinigungsprozess.
Die dargestellte Anlage funktioniert im Wesentlichen wie folgt:
Bei SBR-Kläranlagen, welche mit Unterwasserpumpen ausgestattet sind, erfolgt eine Befüllung des Reaktors (17) nur dann, wenn der Wasserstand in der Vorklärung (16) höher ist, als im Reaktor (17).
Gemäß der erfindungsgemäßen Lösung, welche in 7 dargestellt ist, ist dies auch so und der Wasserstand (12) im Reaktor ist am minimalsten Punkt. (Das Reaktorwasser wurde also schon abgepumpt.) Die Steuerung (19) schaltet die Pumpe (27) kurz ein und aus.
Während dieser kurzen Einschaltphase saugt die Pumpe (27) Klarwasser aus der ruhigen Wasserphase an und pumpt dieses durch die Zuleitung (2) in das Schwimmerumschaltventil (19) über die offene Ableitung (11) durch die Venturidüse (30) in die korrespondierende Röhre (32). Durch den hinter den Venturidüseneingang (30) entstehenden Unterdruck wird durch das Ansaugrohr (31) überschüssiger Belebtschlamm an dessen unteren Öffnung angesaugt und ebenfalls, durch die kommunizierende Röhre (32), in den Reaktor (17) befördert. Alle sich schlecht absetzenden Belebtschlammbakterien, welche sich oberhalb des Abstandes (33) befinden, werden so als Überschussschlamm in die Vorklärung befördert.
Schaltet die Pumpe (27) ab, dann fließt nach dem Prinzip der frei kommunizierenden Röhre (32) Vorklärwasser aus der Vorklärung (16) in entgegen gesetzter Richtung hauptsächlich durch das Ansaugrohr (31) in den Reaktor (17).
Der Wasserspiegel (12) im Reaktor steigt so lange an, bis die Ventilkugel (7) in ihre andere Endlage rollt, dort die Ableitung (11) verschließt, der Magnetsensor (8) dies erkennt und der Steuerung (9) diesen maximalen Wasserstand (12) signalisiert.
Dieser Befüllungsvorgang des Reaktors (17) wird gestoppt, indem die Pumpe (28) eingeschalten wird und der Wasserstrahlinjektor über sein Strahlrohr (29) Luftblasen in den Reaktor (17) einstrahlt. Einige dieser Luftblasen werden von der Fangschale des Ansaugrohres (31) aufgefangen und steigen in der korrespondierenden Röhre (32) nach oben und unterbrechen wegen der dort größer werdenden Luftblase diesen Befüllungsvorgang.
Nach diesem Befüllungsvorgang bleibt die Pumpe (27) ausgeschalten und die Pumpe (28) belüftet, über den daran angeschlossenen Wasserstrahlinjektor (29), das Folienfächerfestbett (22) im Reaktor (17) in den vorgegebenen Belüftungsintervallen, die hier nicht näher beschrieben werden.
Nach dieser Reinigungsphase wird ebenfalls die Pumpe (28) abgeschaltet und die Bakterien setzen sich in Richtung Reaktorbeckenboden ab. Nach Ablauf dieser Sedimentationsphase bilden sich in der oberen Wasserschicht des Reaktors (17) Klarwasser, welches beim Einschalten der Pumpe (27) angesaugt wird und durch die Zuleitung (2), durch das Schwimmerumschaltventil (19), in die offene Ableitung (10) durch das Abflussrohr der Kläranlage gepumpt wird. Bei diesem Abpumpprozess fällt der Wasserspiegel (12) im Reaktor (17) solange, bis die Ventilkugel (7) den Kugelsitz der Ableitung (11) verlässt und den Kugelsitz der Ableitung (10) verschließt. Der Magnetsensor (8) signalisiert der Steuerung (9), dass der minimale Wasserstand (12) erreicht ist und die schon beschriebene Überschussschlammfunktion mit der Befüllungsfunktion und der nachfolgenden Belüftungsphase von der Steuerung (9) erneut eingeleitet werden kann.
Die wesentlichen Vorteile SBR-Kläranlage mit Folienfächerfestbett (22) gemäß 7 liegen darin, dass durch den Einsatz des Schwimmerumschaltventils (19), die sonst benötigten kostenintensiven, elektromagnetisch betriebenen Schaltventile mit den daran befindlichen Ableitungsleitungen, eingespart und durch den kostengünstigen Einsatz des Folienfächerfestbettes (22) die Nachteile von unterlastig betriebenen SBR-Anlagen beseitigt werden.
Darüber hinaus ist diese Anlage durch das zuvor stehende Verfahren besonders gut reinigbar und die bereits genannten Vorteile des erfindungsgemäßen Folienfächerfestbettes (22) verbessern diese gute Reinigung noch.
Alle in der Beschreibung, den Ausführungsbeispielen und den nachfolgenden Ansprüchen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

1: druckfeste Kunststoffröhre
2: flexible Zuleitung
3: Ventilkugelsitz an der flexiblen Ableitung 10
4: Ventilkugelsitz an der flexiblen Ableitung 11
5: Drehpunkt mechanisch
6: Schwimmer
7: Ventilkugel
8: Magnetsensor/Brückensensor
9: elektronische Steuerung
10: flexible Ableitung
11: flexible Ableitung
12: Wasseroberfläche/Wasserstandshöhe
13: Neigungswinkel der Ventilsitze 3 und 4 zueinander
14: elektrische Leitung des Magnetsensors 8
15: mechanische Halterung
16: Vorklärung
17: Reaktor
18: Nachklärung
19: Schwimmerumschaltventil
20: Verdichter (Drucklufterzeuger)
21: Belüfter (Tellerbelüfter)
22: Folienfächerfestbett
23: Überschussschlammheber
24: Beschickungsheber
25: Klarwasserheber
26: elektromagnetisches Schaltventil
27: Pumpe
28: Belüftungspumpe
29: Wasserstrahlbelüfter
30: Venturidüsenengstelle
31: Ansaugrohr
32: korrespondierende Röhre
33: Höhe der Überschussschlammabsaugung
34: Verdichter nur für die Belüftung
35: Beruhigter Zulauf des Beschickungshebers 24
36: Abstandsnoppen
37: Abstandshalter
38: Halterohr

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 202007011718 U1 [0030]

Claims

Festbettkörper zur Abwasserreinigung bei biologischen Kläranlagen umfassend bewegliche Folien und ein zentrales Haltesubstrat, wobei die Folien senkrecht zum Haltesubstrat stehend um dieses einseitig strahlen- und fächerförmig angeordnet und auf diesem aufwickelbar sind.
Festbettkörper gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltesubstrat ein Halterohr (2) ist, um dessen Kreisumfang verteilt die Folienflächen strahlenförmig angebracht sind.
Festbettkörper gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dadurch gekennzeichnet, dass um ein senkrecht stehendes Halterohr (38) einseitig sternförmige Folienflächen befestigt sind, welche im inneren Radius eng aneinander liegen und am äußeren Radius zueinander einen größeren Abstand aufweisen.
Festbettkörper gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich am äußeren Ende jeder Folienfläche jeweils eine Abkantung (34) befindet.
Festbettkörper gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie eine Noppenfolie ist.
Festbettkörper gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass dieser stehend, hängend oder schwebend in einem Reaktor angeordnet ist.
Verfahren zum Betreiben eines Festbettkörpers gemäß einem oder mehrerer der voran stehenden Ansprüche 1 bis 6 in einer Anordnung zur Abwasserreinigung bei dem ein Folienfächerfestbett (22) in einen Reaktor eingeführt wird, dieser mit zu klärendem Wasser befüllt wird, Punktbelüfter in Form von Tellerbelüftern (21) oder Wasserstrahlbelüftern (29) das zu klärendem Wasser belüften, wobei die Belüftung im Zentrum des Folienfächerfestbettes (22) intensiv ist.
Verfahren zum Betreiben eines Festbettkörpers gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Folienfächerfestbett (22) stehend, hängend oder schwebend im Reaktor befindet.
Verfahren zum Betreiben eines Festbettkörpers gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Klärverfahren mit den notwendigen verschieden hohen Wasserständen (12) in der Vorklärung (16), im Reaktor (17) und in der Nachklärung (18) mit einem Schwimmerumschaltventil (19) geregelt werden.
Verwendung eines Festbettkörpers gemäß einem oder mehrerer der voran stehenden Ansprüche 1 bis 6 als Folienfächerfestbett (22) im Reaktor (17) einer Kläranlage.