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Die Erfindung betrifft eine Kleinkläranlage zur biologischen Reinigung von Abwasser nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Kleinkläranlagen finden vorzugsweise dort Verwendung, wo der Anschluss an ein öffentliches Kanalnetz nicht möglich oder unwirtschaftlich ist, insbesondere im ländlichen Raum. Dabei weisen diese Kleinkläranlagen mindestens zwei Kammern auf, von denen eine als Vorklär- und die andere als Nachklärkammer fungiert.
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In der Nachklärkammer findet die eigentliche Reinigung des Abwassers statt, wobei durch den darin angeordneten Belüfter das aus der Vorklärkammer zugeführte Abwasser belüftet wird. Eine solche Kleinkläranlage ist auch als SBR-Kläranlage (Sequence-Batch-Reactor) bekannt, bei der das Nachklärbecken ein notwendiges Belebungsbecken bildet.
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Die Reinigung des Abwassers erfolgt dabei durch den biologischen Abbau von Stoffen mittels Mikroorganismen. Diese sind jedoch nur in einem aeroben Millieu lebensfähig, so dass zur effektiven Klärung des Abwassers eine bestimmte Menge Sauerstoff darin gelöst sein muss. Zu dessen Eintrag ist der bereits erwähnte Belüfter in der Nachklärkammer vorgesehen, der innerhalb bestimmter zeitlicher Abstände geschaltet wird.
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Um in jedem Fall auch die theoretisch maximal mögliche Wassermenge aufnehmen zu können, muss das Vorklärbecken entsprechend groß dimensioniert sein.
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Neben den daraus resultierenden relativ hohen Beschaffungskosten, ergeben sich vor allem auch hinsichtlich des Klärprozesses Nachteile, da die Kleinkläranlage für den Normalbetrieb überdimensioniert ist und insbesondere bei geringem Abwasseranfall, also bei geringem hausseitigen Wasserverbrauch, zu einer ineffizienten Klärung führt.
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Um dies zu vermeiden, ist schon versucht worden, die Kleinkläranlage entsprechend kleiner zu dimensionieren, jedoch besteht dann die Gefahr der Überlastung der Kleinkläranlage mit der Folge einer ungenügenden Abwasserreinigung.
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In der
DE 199 51 194 A1 ist eine Kleinkläranlage offenbart, die mehrere Becken aufweist, um das wirksame Volumen zu erhöhen und eine größere Abwassermenge aufbereiten zu können.
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Aus der
DE 27 39 126 A1 ist eine Kläranlage bekannt, die zur Aufnahme einer zu großen Abwassermenge ein Speicherbecken aufweist, das an den Zulauf des Abwassers angeschlossen ist, wobei die Aufnahme und anschließende Abgabe des überschüssigen Abwassers über eine Mess- und Regeleinrichtung geregelt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kleinkläranlage der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass mit geringem konstruktivem Aufwand eine minimierte Dimensionierung bei gleichzeitig effektiverer Abwasserreinigung möglich ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Kleinkläranlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Wie sich überraschend gezeigt hat, wird die Reinigungswirkung durch die erfindungsgemäße Konstruktion wesentlich verbessert.
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Dabei arbeitet die Kleinkläranlage nach dem Belebtschlammprinzip im Aufstauverfahren. Die Schmutzstoffe werden aus dem Abwasser von schwebenden Mikroorganismen, dem Belebtschlamm, aufgenommen und in Biomasse umgewandelt. In der Belüftungsphase werden durch den Sauerstoffeintrag die Mikroorganismen aktiv gehalten.
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Weiter ist eine Messeinrichtung vorgesehen, mit der eine Niveaumessung durchführbar ist, so dass ermittelt werden kann, wann der Kläranlage Abwasser zufließt. Über diese Messeinrichtung erhält eine angeschlossene Steuerung Informationen über das Zuflussverhalten, so dass in der Folge der Klärtakt so festgelegt wird, dass eine Sedimentation in Zuflusspausen erfolgt.
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Zur Vermeidung einer Durchmischung des gesamten Behälterinhalts wird das Abwasser in eine Zone der Zulaufberuhigung des Belebungsbeckens geleitet, wozu die Mündung des Abwasserzulaufs rückflusssicher unterhalb des Abwasserspiegels liegt.
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In einer Belüftungsphase wird intermittierend mittels des Belüfters, der als Teller- oder Rohrmembranbelüfter ausgebildet sein kann, Sauerstoff eingebracht und für den biologischen Prozess im Wasser gelöst. Dabei entstehen durch die aufsteigenden Luftblasen Turbulenzen, die den Reaktorinhalt durchmischen und so durch mechanischen Einfluss Feststoffe zersetzen. Die Belüftungszeit ist so eingestellt, dass ein zur Reinigung benötigter Mindestsauerstoffgehalt nicht unterschritten wird.
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Bevorzugt beträgt die Dauer eines Zyklus 24 Stunden. Nach Ablauf von 22 Stunden endet die Belüftungsphase und es folgt die Absetzphase. Nach 1,5 Stunden Absetzzeit wird über eine Klarwasserpumpe das gereinigte Wasser abgepumpt, wobei über eine Niveaumessung der Ausschaltpunkt der Klarwasserpumpe festgelegt wird. Im Fall, dass kurz vor Beendigung der Sedimentationsphase der Kläranlage Abwasser zufließt, wird die Abpumpung für 30 Minuten verzögert.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist ein separater Schlammbehälter vorgesehen, in dem im Belebungsbecken sich gebildeter sedimentierter Schlamm aufgenommen wird, wobei zur Förderung des Schlamms aus dem Belebungsbecken in den Schlammbehälter eine Schlammpumpe vorgesehen ist, mit der beispielsweise einmal pro Woche nach einem Klarwasserabzug der Schlamm in den Kompostierbehälter gefördert wird.
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Hier kann der Schlamm eingedickt und gegebenenfalls durch einen Saugwagen abgepumpt werden. Denkbar ist auch, den Schlamm einer Schlammkompostierung zuzuführen, die in einer zweiten Kammer des Schlammbehälters erfolgt, wobei zur Kompostierung diese zweite Kammer mit Stroh bestückt sein kann.
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Der so gebildete Kompost kann ohne weitere Behandlung genutzt werden, da keine Fremdstoffe bzw. -körper enthalten sind. Hierzu trägt bei, dass der Abwasserzulauf mit einem Schmutzgitter versehen ist, in dem nicht lösliche Feststoffe zurückgehalten werden.
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Die Reinigung des Abwasserzulaufs, einschließlich des Gitters, kann in sehr einfacher Art und Weise erfolgen, wenn der Abwasserzulauf bzw. das Gitter über ein Rohr abziehbar ist. Im Übrigen sind auch die übrigen Aggregate, wie Klarwasserpumpe und der Belüfter ohne Entleerung des Belebungsbeckens herausnehmbar.
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Da der Schlamm biologisch behandelt ist, stellt sich keine Geruchsbildung ein. Überdies ist das Schlammvolumen geringer als bei der Klärung des Abwassers nach dem Stand der Technik.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Klarwasserpumpe in einem Gehäuse angeordnet, dessen Außenflächen sehr glatt gehalten sind, so dass ein Anhaften von Sedimenten verhindert wird.
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Das Gehäuse, das an der Abwasserleitung befestigt ist, ist gegenüber dem Klarwasserbereich, in das es eingetaucht ist, geschlossen und lediglich unterseitig mit einer Rückschlagklappe versehen, die sich beim Ansaugen des Klarwassers durch die Klarwasserpumpe öffnet, in Ruhestellung der Pumpe jedoch geschlossen ist.
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Eine geschlossene Innenkammer des Gehäuses, an deren Grund besagte Rückschlagklappe sowie ein Drucksensor angeordnet sind, und die andererseits durch eine oberhalb liegende Zwischendecke verschlossen ist, schafft die Möglichkeit, jede geeignete Tauchpumpe einzusetzen. Zu deren Befestigung sind im weiteren auch keine Befestigungsmittel, wie Rohrschellen oder dergleichen erforderlich.
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Das Gehäuse selbst besteht aus zwei ineinander geschobenen Rohren, die relativ zueinander verschiebbar sind, wobei das Außenrohr gegenüber dem sozusagen Einkammer-Behälter der Kleinkläranlage in seiner Position veränderbar ist zur Niveaueinstellung gegenüber dem Klarwasservolumen.
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Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Es zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Kleinkläranlage in einer schematischen, geschnittenen Seitenansicht
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2 eine Einzelheit der Kleinkläranlage, ebenfalls in einer geschnittenen Seitenansicht.
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In der 1 ist eine Kleinkläranlage zur biologischen Reinigung von Abwasser dargestellt, mit einem oberseitig durch einen abnehmbaren Deckel 2 verschlossenen Behälter 1, in den ein Abwasserzulauf 3 mündet, der ein die Wandung des Behälters 1 durchdringendes Zulaufrohr 5 aufweist.
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Weiter ist ein Klarwasserablauf 4 vorgesehen, mit einem Ablaufrohr 7, das ebenfalls die Wandung des Behälters 1 durchdringt.
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Das Zulaufrohr 5, das stirnseitig verschlossen ist, weist eine Seitenöffnung 5´ auf, aus der das zugeführte Abwasser austritt in einen Gitterkäfig 6, der so positioniert ist, dass das zugeführte Abwasser in Funktion der Kleinkläranlage rückflusssicher unterhalb des Abwasserspiegels liegt. Mithilfe des Gitterkäfigs 6 werden nicht verrottbare Feststoffe, die mit dem Abwasser eingebracht sind, zurückgehalten.
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Zur Entleerung des Gitterkäfigs 6 ist dieser verschiebbar auf dem Zulaufrohr 5 gehalten, so dass der Gitterkäfig 6 in einen Bereich verschoben werden kann, aus dem er aus dem durch den Deckel 2 im Normalfall verschlossenen Behälter 1 entnommen werden kann.
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Mit dem Ablaufrohr 7 steht die Klarwasserpumpe 8 in Wirkverbindung, wobei sie in einem Gehäuse 9, das am Ablaufrohr 7 befestigt ist, positioniert ist.
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Am Grund des Behälters 1, der, gemäß der Erfindung lediglich eine, ein Belebungsbecken bildende Kammer aufweist, ist ein an einem nicht dargestellten Kompressor angeschlossener Belüfter 10 positioniert, der mit Gewichten beschwert am Boden des Behälters 1 aufliegt. Dabei sind der Abwasserzulauf 3, die Klarwasserpumpe 8 sowie der Belüfter 10 in der einen Kammer des Behälters 1 angeordnet.
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Im Sedimentierbereich ist eine Schlammpumpe 11 positioniert, die an einer Kette befestigt ist, und somit zur Reinigung und Wartung aus dem Behälter 1 entfernbar ist.
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Mittels dieser Schlammpumpe 11 ist Schlamm aus dem Becken des Behälters 1 ein separates Schlammbecken 19 förderbar, das räumlich vom Behälter 1 getrennt sein kann und in dem der Schlamm kompostiert wird. Hierzu können in dem Schlammbecken 19 zwei Kompostierkammern vorgesehen sein.
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In der 2 ist in vergrößerter Darstellung die Anordnung der Klarwasserpumpe 8 im Gehäuse 9 erkennbar.
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Dieses Gehäuse 9 weist ein Außenrohr 12 sowie ein Innenrohr 13 auf, die relativ zueinander axial verschiebbar sind, ebenso wie das Außenrohr 12 zum Abflussrohr, wobei eine Abdichtung zwischen dem Außenrohr 12 und dem Innenrohr 13 über eine Dichtung 16, beispielsweise einen O-Ring gebildet wird.
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Im Innenrohr 13 ist eine geschlossene Kammer 21 gebildet, die oberseitig durch eine Zwischendecke 22 und unterseitig durch einen geschlossenen, lediglich mit einer Rückschlagklappe 17 versehenen Boden begrenzt ist. Dabei ist die Zwischendecke 22, die mittels eines umlaufenden Dichtungsrings 14 gegenüber dem Innenrohr 13 abgedichtet ist, verschiebbar gehalten, so dass unterschiedliche Klarwasserpumpen 8 eingesetzt werden können, die jeweils mit ihrer Saugseite am Boden des Innenrohres 13 aufstehen.
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Die Zwischendecke 22 wird von einem Schlauch 20 durchdrungen, der einerseits an eine Druckleitung 15 der Klarwasserpumpe 8 angeschlossen ist und der andererseits in das Ablaufrohr 7 mündet.
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Im Übrigen ist im Bodenbereich des Gehäuses 9 bzw. des Innenrohres 13 ein Drucksensor 18 angeordnet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Behälter
- 2
- Deckel
- 3
- Abwasserzulauf
- 4
- Klarwasserablauf
- 5
- Zulaufrohr
- 5´
- Seitenöffnung
- 6
- Gitterkäfig
- 7
- Ablaufrohr
- 8
- Klarwasserpumpe
- 9
- Gehäuse
- 10
- Belüfter
- 11
- Schlammpumpe
- 12
- Außenrohr
- 13
- Innenrohr
- 14
- Dichtungsring
- 15
- Druckleitung
- 16
- Dichtung
- 17
- Rückschlagklappe
- 18
- Drucksensor
- 19
- Schlammbecken
- 20
- Schlauch
- 21
- Kammer
- 22
- Zwischendecke
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19951194 A1 [0008]
- DE 2739126 A1 [0009]
