DE10224327A1 - Small-scale effluent water aeration tank has sub-surface water pump supplying above-surface mixer section for air and water - Google Patents
Small-scale effluent water aeration tank has sub-surface water pump supplying above-surface mixer section for air and waterInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine kleine Kläranlage oder Kleinkläranlage mit einer in einem Belebungsbecken angeordneten Membrananlage mit einer Vielzahl von Membranmodulen, einer Belüftungseinrichtung für die Membrananlage und einer Reinigungseinrichtung für die Membrananlage. The present invention relates to a small sewage treatment plant or small sewage treatment plant with one in an aeration tank arranged membrane system with a variety of Membrane modules, a ventilation device for the membrane system and a cleaning device for the membrane system.
Derartige kleine Kläranlagen oder Kleinkläranlagen sind bekannt. Die Membrananlagen dieser kleinen Kläranlagen oder Kleinkläranlagen bestehen beispielsweise aus einer Vielzahl von nebeneinander und parallel zueinander angeordneten Membranmodulen, die sich aus zwei Außenmembranen und einem zwischen diesen angeordneten Rahmen zusammensetzen. Durch Druckunterschiede zwischen dem Innenraum der Membranplatten und dem außerhalb von diesen befindlichen Raum dringt der flüssige Teil des Abwassers durch die Membranen in den Innenraum der Platten und wird von dort als sogenanntes Permeat abgezogen. Die festen Bestandteile des Abwassers verbleiben im Belebungsbecken und sammeln sich dort als Klärschlamm an, der mittels Belüftung biologisch behandelt wird. Such small wastewater treatment plants or small wastewater treatment plants are known. The membrane systems of these small sewage treatment plants or Small sewage treatment plants, for example, consist of a large number of side by side and parallel to each other Membrane modules that consist of two outer membranes and one assemble between these arranged frames. By Differences in pressure between the interior of the membrane plates and the space outside of it penetrates liquid part of the waste water through the membranes in the Interior of the panels and is called from there Permeate removed. The solid components of wastewater remain in the aeration tank and collect there as Sewage sludge, which is treated biologically by ventilation becomes.
Es ist ferner bekannt, derartige Membrananlagen zu belüften, um analog zu einem belüfteten Belebungsbecken den erzielten Kläreffekt zu verbessern. Zur Durchführung einer derartigen Belüftung wird Luft über Zuführrohre in das Belebungsbecken eingeführt und über Belüfter nach oben abgegeben. It is also known to membrane systems of this type ventilate to the same as for a ventilated aeration tank improve the clarification effect achieved. To carry out a Such ventilation is air in the supply pipes Aeration tank introduced and up via aerators issued.
Es versteht sich, dass derartige Membrananlagen periodisch gereinigt werden müssen, um den sich auf den Membranen absetzenden Schlamm zu entfernen. Hierzu hat man spezielle Reinigungsvorrichtungen verwendet. It is understood that such membrane systems periodically need to be cleaned in order to get on the membranes to remove settling sludge. For this you have special Cleaning devices used.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kleine Kläranlage oder Kleinkläranlage der angegebenen Art zu schaffen, bei der die Belüftung und Reinigung der Membrananlage auf besonders kostengünstige Weise durchgeführt werden können. The present invention has for its object a small sewage treatment plant or small sewage treatment plant of the specified type to create the ventilation and cleaning of the Membrane system carried out in a particularly cost-effective manner can be.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer kleinen Kläranlage oder Kleinkläranlage der angegebenen Art dadurch gelöst, dass Belüftungs- und Reinigungseinrichtung kombiniert sind und eine im Belebungsbecken angeordnete Tauchpumpe zur Abwasserumwälzung sowie eine an diese angeschlossene und zur Membrananlage führende Umwälzleitung umfassen, die eine an eine Luftzuführleitung angeschlossene Mischkammer zum Vermischen des umgewälzten Abwassers mit Luft aufweist. This object is achieved in a small Wastewater treatment plant or small wastewater treatment plant of the specified type solved that ventilation and cleaning device combined are and a submersible pump arranged in the aeration tank Wastewater circulation and a connected to it Circulation line leading to the membrane system include one mixing chamber connected to an air supply line for Mixing the circulated wastewater with air.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird somit zum Belüften und Reinigen der Membrananlage eine im Belebungsbecken angeordnete Tauchpumpe verwendet, und das Belüften und Reinigen erfolgt mit einem Luft/Abwassergemisch, das von der Tauchpumpe umgewälzt wird. Die Tauchpumpe fördert Abwasser aus dem Belebungsbecken über die angeordnete Umwälzleitung bis zu einer Mischkammer, in der das Abwasser mit zugeführter Luft vermischt wird. Das entstandene Luft/Abwassergemisch wird bis zur Membrananlage im Belebungsbecken weitergefördert, wobei die Membrananlage mit dem Luft/Abwassergemisch beaufschlagt wird. Mit diesem Luft/Abwassergemisch wird sowohl eine Belüftung des Belebungsbeckens/der Membrananlage als auch eine Reinigung der Membrananlage erreicht, da durch die Beaufschlagung der Membranmodule mit dem Luft/Abwassergemisch die auf den Membranen befindlichen Schlammschichten, die auf diesen gewachsen sind, von den Membranen gelöst und wieder im Belebungsbecken verteilt werden. In the solution according to the invention, ventilation is thus used and cleaning the membrane system one in the aeration tank arranged submersible pump used, and aerating and Cleaning is done with an air / wastewater mixture that from the Submersible pump is circulated. The submersible pump pumps waste water from the aeration tank via the arranged circulation line up to a mixing chamber in which the wastewater with supplied air is mixed. The resulting Air / waste water mixture is up to the membrane system in the aeration tank promoted, the membrane system with the Air / wastewater mixture is applied. With this air / wastewater mixture both ventilation of the aeration tank / Membrane system as well as cleaning the membrane system achieved, because by applying the membrane modules with the Air / wastewater mixture on the membranes Layers of mud that have grown on top of them Membranes released and redistributed in the aeration tank become.
Es ist klar, dass durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise die Belüftung und Reinigung der Membrananlage auf sehr kostengünstige Weise durchgeführt werden kann, da hierfür keine getrennten und teuren Belüftungs- und Reinigungsvorrichtungen eingesetzt werden müssen, sondern statt dessen eine einzige robuste Tauchpumpe verwendet werden kann. It is clear that through the procedure according to the invention the ventilation and cleaning of the membrane system on very inexpensive way can be done because of this no separate and expensive ventilation and Cleaning devices must be used, but instead a single robust submersible pump can be used.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass die Tauchpumpe ferner als Schlammpumpe eingesetzt werden kann, die zur Schlammrückführung aus dem Belebungsbecken dient. Die Umwälzleitung ist hierbei mit einer hiervon abzweigenden Schlammrückführleitung versehen, in der ein Ventil angeordnet ist. Durch Schließen oder Öffnen dieses Ventils kann daher von Belüftungs/Reinigungsbetrieb auf Schlammrückführbetrieb oder umgekehrt geschaltet werden, so dass bei der erfindungsgemäßen Lösung auch eine zusätzliche Schlammpumpe entfallen kann. Another advantage of the solution according to the invention is in that the submersible pump is also used as a slurry pump can be used for the sludge return from the Aeration tank serves. The circulation line is here with a from this branching sludge return line provided in a valve is arranged. By closing or opening This valve can therefore be used by ventilation / cleaning companies switched to sludge return operation or vice versa are, so that in the solution according to the invention also a additional sludge pump can be omitted.
In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung mündet die Umwälzleitung im unteren Bereich, insbesondere unter der Membrananlage, in das Belebungsbecken. Die Belüftung der Membrananlage erfolgt somit bei dieser Ausführungsform von unten. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mündet die Umwälzleitung seitlich neben der Membrananlage in das Belebungsbecken, so dass bei dieser Ausführungsform die Belüftung der Membrananlage von der Seite aus erfolgt, und zwar parallel zur Ebene der einzelnen Membranmodule, so dass das von der Umwälzleitung abgegebene Luft/Abwassergemisch parallel zu den Membranmodulen geführt wird und die Zwischenräume zwischen den einzelnen Membranmodulen passiert. Auf diese Weise wird ein besonders guter Belüftungs-/Reinigungseffekt erzielt, da hierbei bei Rechteckmodulen, die so aufgestellt sind, dass ihre längere Seite parallel zur Bodenfläche des Belebungsbeckens angeordnet ist, ein größerer Modulbereich vom zugeführten Luft/Abwassergemisch überstrichen wird. In a further development of the solution according to the invention, the Circulation line in the lower area, especially under the Membrane system, in the aeration tank. The ventilation of the In this embodiment, the membrane system thus takes place from below. In another preferred embodiment of the Invention opens the circulation line laterally next to the Membrane system in the aeration tank, so that with this Embodiment ventilation of the membrane system from the side from, parallel to the level of the individual Membrane modules so that the output from the circulation line Air / wastewater mixture led parallel to the membrane modules and the spaces between each Membrane modules happen. This way it becomes a particularly good one Ventilation / cleaning effect achieved, because here Rectangular modules that are set up so that their longer Side arranged parallel to the bottom surface of the aeration tank is a larger module range from the fed Air / wastewater mixture is painted over.
Das sich im Inneren der Membranmodule sammelnde Permeat wird vorzugsweise über eine Permeatpumpe periodisch abgezogen. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Tauchpumpe in Betrieb, wenn Permeat von der Membrananlage abgezogen wird. Hiermit wird erreicht, dass Partikel, die sich aufgrund der durch den Permeatabzug entstehenden Sogwirkung auf der Außenseite der Membranen absetzen, durch das Luft/Abwassergemisch, das von der Tauchpumpe zugeführt wird, entfernt werden. Die Membranaußenseiten können sich daher während des Permeatabzuges infolge der Belüftung bzw. Reinigung mit dem Luft/Abwassergemisch nicht zusetzen. Die Tauchpumpe arbeitet daher vorzugsweise in Intervallbetrieb und zwar insbesondere während des Permeatabzuges, während sie sonst außer Betrieb ist. The permeate that collects inside the membrane modules is preferably periodically via a permeate pump deducted. In a particularly preferred embodiment of the Invention is the submersible pump in operation when permeate from the membrane system is withdrawn. Hereby is achieved that particles that are due to the permeate withdrawal resulting suction on the outside of the membranes settle, by the air / wastewater mixture, which from the Submersible pump is fed to be removed. The The outside of the membrane can therefore change during the permeate withdrawal due to ventilation or cleaning with the Do not add air / waste water mixture. The submersible pump therefore works preferably in intermittent mode, especially during the permeate discharge, while it is otherwise out of order.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen: The invention is based on a Embodiment in connection with the drawing in detail explained. Show it:
Fig. 1 eine in einem Belebungsbecken angeordnete Membrananlage mit zugehöriger Permeatabzugs- und Belüftungs/Reinigungseinrichtung in der Seitenansicht; Figure 1 is a arranged in an activated sludge tank membrane system with associated Permeatabzugs- and ventilation / cleaning device in a side view.
Fig. 2 die Einrichtung der Fig. 1 in der Vorderansicht; und Fig. 2 shows the device of Figure 1 in front view. and
Fig. 3 die Einrichtung der Fig. 1 und 2 in der Draufsicht. Fig. 3 shows the device of FIGS. 1 and 2 in plan view.
Die Figuren zeigen eine in einem Belebungsbecken 1 einer kleinen Kläranlage angeordnete Membrananlage 2 mit zugehöriger Permeatabzugseinrichtung und Belüftungs/Reinigungseinrichtung. Weitere Einzelheiten des Belebungsbeckens sind nicht gezeigt. Die kleine Kläranlage hat neben dem Belebungsbecken ein Vorklärbecken, aus dem das Abwasser kontinuierlich über eine Tauchwand in das Belebungsbecken 1gelangt. Das Abwasser wird in der üblichen Weise im Belebungsbecken 1 mit Hilfe der dort angeordneten Membrananlage 2 geklärt. Das durch den Klärvorgang entstandene Permeat wird über eine Permeatpumpe 7 abgezogen. Der entstandene Schlamm wird über eine Tauchpumpe 11 abgeführt. The figures show a membrane system 2 arranged in an aeration tank 1 of a small sewage treatment plant, with an associated permeate extraction device and aeration / cleaning device. Further details of the aeration tank are not shown. In addition to the aeration tank, the small wastewater treatment plant has a pre-treatment tank, from which the wastewater continuously enters the aeration tank 1 via a baffle. The wastewater is clarified in the usual way in the aeration tank 1 with the help of the membrane system 2 arranged there. The permeate resulting from the clarification process is drawn off via a permeate pump 7 . The resulting sludge is discharged via a submersible pump 11 .
Bei der im Belebungsbecken 1 angeordneten Membrananlage 2 handelt es sich um sechs vertikal angeordnete rechteckige Membranmodule, die im Abstand voneinander und parallel zueinander angeordnet sind, wobei deren Längsseite parallel zum Boden des Belebungsbecken verläuft. Diese Membranmodule sind über geeignete Befestigungseinrichtungen 4 an einem im Belebungsbecken 1 angeordneten Behälter 5 befestigt. Jeder Modul besteht aus zwei äußeren Membranen und einem die Membranen tragenden mittleren Rahmen. Die flüssigen Bestandteile des Abwassers dringen durch die Membranen nach innen in den zwischen den Membranen vorhandenen Raum und werden von dort über eine geeignete Leitung 6, die in das Innere des Behälters 5 mündet, von der Permeatpumpe 7 abgesaugt. Diese Membrantechnik ist bekannt und wird daher hier nicht mehr im einzelnen beschrieben. The membrane system 2 arranged in the activation tank 1 is six vertically arranged rectangular membrane modules which are arranged at a distance from one another and parallel to one another, the longitudinal side of which runs parallel to the bottom of the activation tank. These membrane modules are fastened to a container 5 arranged in the activation tank 1 via suitable fastening devices 4 . Each module consists of two outer membranes and a central frame supporting the membranes. The liquid constituents of the wastewater penetrate through the membranes inward into the space between the membranes and are sucked from there by the permeate pump 7 via a suitable line 6 , which opens into the interior of the container 5 . This membrane technology is known and is therefore no longer described in detail here.
Der im Belebungsbecken 1 angeordnete Behälter 5 dient zur Aufnahme des abgezogenen Permeates und erfüllt in bezug auf das Abziehen des Permeates über die Permeatpumpe 7 eine Pufferfunktion. Auf diese Weise werden zu große Druckschwankungen beim Absaugen des Permeates vermieden, so dass die Membranmodule 3 schonend behandelt werden. Dem Behälter 5 ist ein an einen Druckwächter gekoppeltes Manometer 10 zugeordnet. Eine hiervon unabhängige Niveausonde (nicht gezeigt) überwacht das Wasserniveau im Behälter 5 und sorgt für kontrollierte maximale und minimale Wasserstände (auch bei Sparbetrieb oder Hochwasseralarm). The container 5 arranged in the activation tank 1 serves to receive the permeate drawn off and fulfills a buffer function with regard to the withdrawal of the permeate via the permeate pump 7 . In this way, excessive pressure fluctuations are avoided when suctioning off the permeate, so that the membrane modules 3 are treated gently. A pressure gauge 10 coupled to a pressure switch is assigned to the container 5 . A level probe (not shown) that is independent of this monitors the water level in the container 5 and ensures controlled maximum and minimum water levels (also during economy operation or flood alarm).
Ferner ist im Belebungsbecken 1 eine Tauchpumpe 11 angeordnet, die ebenfalls an der Außenseite des Behälters 5 befestigt ist. Bei dieser Tauchpumpe kann es sich um eine Tauchpumpe einer üblichen Bauart handeln. Auf der Druckseite der Tauchpumpe 11 befindet sich eine Umwälzleitung 12. Die Tauchpumpe saugt das im Belebungsbecken befindliche Abwasser an und drückt dieses durch die Umwälzleitung 12 wieder in das Belebungsbecken hinein, so dass hiermit ein Umwälzvorgang des Abwassers stattfindet. Die Umwälzleitung 12 hat bei der in den Figuren dargestellten Ausführungsform einen vertikalen Schenkel, der in einen horizontalen Schenkel übergeht, welcher durch den oberen Bereich des Behälters 5 geführt ist. In diesem oberen Schenkel befindet sich eine Mischkammer 13, die mit einer geeigneten Luftzufuhrleitung (nicht gezeigt) versehen ist. In dieser Mischkammer findet eine Vermischung des umgewälzten Abwassers mit Luft statt, so dass stromab der Mischkammer 13 ein Luft/Abwassergemisch gefördert wird. Dieses Gemisch gelangt vom horizontalen Schenkel der Umwälzleitung 12 bis zu einem vertikalen Schenkel 14 derselben, der nach unten in das Belebungsbecken führt. Vom vertikalen Schenkel 14 aus zweigt ein kurzer horizontaler Schenkel 15 ab, der seitlich neben der Membrananlage 2 in das Belebungsbecken mündet. Das die Mündung des Schenkels 15 verlassende Luft/Abwassergemisch beaufschlagt somit die einzelnen Module 3 der Membrananlage 2 in seitlicher Richtung, so dass eine Belüftung der Membrananlage und gleichzeitig eine Reinigung der Membranmodule stattfindet. Auf diese Weise wird mit einfachen Mitteln, nämlich einer einfachen robusten Tauchpumpe, eine Belüftung und gleichzeitig eine Reinigung der Membrananlage erreicht. Furthermore, a submersible pump 11 is arranged in the activation tank 1 , which is also attached to the outside of the container 5 . This submersible pump can be a submersible pump of a conventional type. A circulation line 12 is located on the pressure side of the submersible pump 11 . The submersible pump sucks in the wastewater in the aeration tank and presses it through the circulation line 12 back into the aeration tank, so that the wastewater is circulated. In the embodiment shown in the figures, the circulation line 12 has a vertical leg which merges into a horizontal leg which is guided through the upper region of the container 5 . In this upper leg there is a mixing chamber 13 which is provided with a suitable air supply line (not shown). In this mixing chamber, the circulated wastewater is mixed with air, so that an air / wastewater mixture is conveyed downstream of the mixing chamber 13 . This mixture passes from the horizontal leg of the circulation line 12 to a vertical leg 14 of the same, which leads down into the aeration tank. From the vertical leg 14 , a short horizontal leg 15 branches off, which opens laterally next to the membrane system 2 into the aeration tank. The air / waste water mixture leaving the mouth of the leg 15 thus acts on the individual modules 3 of the membrane system 2 in the lateral direction, so that the membrane system is ventilated and at the same time the membrane modules are cleaned. In this way, ventilation and cleaning of the membrane system is achieved with simple means, namely a simple, robust submersible pump.
Die hier dargestellte und beschriebene kleine Kläranlage funktioniert in der folgenden Weise. The small wastewater treatment plant shown and described here works in the following way.
Von der Vorklärkammer strömt Abwasser kontinuierlich in das Belebungsbecken 1, bis in diesem ein bestimmter Abwasserstand erreicht ist. Die Membrananlage ist dann im Abwasser eingetaucht. Bei Erreichen eines bestimmten Abwasserstandes erfolgt nunmehr eine Permeatabzugsphase, indem die Permeatpumpe 7 betätigt wird, die Permeat aus dem Behälter 5 absaugt. Über den dadurch entstehenden Unterdruck wird ein Sog in den Membranen erzeugt, wodurch Permeat durch die Membranen in den Innenraum der Membranmodule gezogen und von dort über die Leitung 6 dem Inneren des Permeatbehälters 5 zugeführt wird. Während dieser Permeatabzugsphase wird die Tauchpumpe 11 betätigt, die Abwasser aus dem Belebungsbecken über die Umwälzleitung 12 umwälzt. Dieses Abwasser wird in der Mischkammer 13 mit Luft vermischt, und das entstandene Luft/Abwassergemisch wird zur Beaufschlagung der Membrananlage wieder in das Belebungsbecken eingeführt. Die Membrananlage wird auf diese Weise belüftet, gleichzeitig werden die Membranoberflächen gereinigt. Wenn der Permeatabzug beendet ist, wird auch die Tauchpumpe außer Betrieb gesetzt, so dass die Belüftung und Reinigung der Membrananlage gestoppt wird, wobei allerdings zur biologischen Reinigung und Schlammstabilisierung auch eine Belüftung außerhalb der Permeatabzugsphase erforderlich ist. Waste water flows continuously from the pre-clarification chamber into the aeration tank 1 until a certain wastewater level is reached in it. The membrane system is then immersed in the waste water. When a certain wastewater level is reached, a permeate withdrawal phase now takes place by actuating the permeate pump 7 , which sucks the permeate out of the container 5 . A suction is generated in the membranes by the resulting negative pressure, as a result of which permeate is drawn through the membranes into the interior of the membrane modules and from there is fed via line 6 to the interior of the permeate container 5 . During this permeate withdrawal phase, the submersible pump 11 is actuated, which circulates the waste water from the activation tank via the circulation line 12 . This wastewater is mixed with air in the mixing chamber 13 , and the resulting air / wastewater mixture is reintroduced into the activation tank to act on the membrane system. The membrane system is ventilated in this way, and the membrane surfaces are cleaned at the same time. When the permeate removal has ended, the submersible pump is also put out of operation, so that the ventilation and cleaning of the membrane system is stopped, although ventilation outside the permeate removal phase is also required for biological cleaning and sludge stabilization.
Um den im Belebungsbecken angesammelten Überschußschlamm abzuführen, wird ein in der Umwälzleitung 12 stromauf der Mischkammer 13 angeordnetes Zweiwegeventil (nicht gezeigt) so betätigt, dass die Umwälzleitung 12 gesperrt wird. Die Tauchpumpe 11 wird nunmehr eingeschaltet, die dann als Schlammpumpe wirkt und den im Belebungsbecken angesammelten Schlamm über eine entsprechende Zweigleitung aus dem Belebungsbecken abführt. Nach Beendigung der Schlammabführphase wird das Zweiwegeventil wieder umgeschaltet, so dass beim nächsten Perme-atabzug wieder die Belüftungs- und Reinigungsphase durchgeführt werden kann. In order to discharge the excess sludge accumulated in the activation tank, a two-way valve (not shown) arranged in the circulation line 12 upstream of the mixing chamber 13 is actuated in such a way that the circulation line 12 is blocked. The submersible pump 11 is now switched on, which then acts as a sludge pump and discharges the sludge accumulated in the activation tank via an appropriate branch line from the activation tank. After the sludge removal phase has ended, the two-way valve is switched over again so that the ventilation and cleaning phase can be carried out again the next time the permeate is removed.
Insgesamt ergibt sich somit eine einfache und kostengünstige Einrichtung, mit der neben einer Belüftung und Reinigung der Membrananlage auch der im Belebungsbecken angesammelte Schlamm abgeführt werden kann. Overall, this results in a simple and cost-effective facility with the addition of ventilation and cleaning the membrane system also the accumulated in the aeration tank Mud can be removed.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |