DE1252598B - Verfahren und Klaranlage zur kontinuierlichen Reinigung von Abwasser - Google Patents

Description

E>

NDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES MfTQm PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C02c

Deutsche Kl.; 85 c-3/02

Nummer: 1 252 598

Aktenzeichen: P 27271 V/85 c

Anmeldetag: 3. Juni 1961

Auslegetag: 19. Oktober 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Reinigung von Abwasser in einer aus Belüftungs- und Nachklärbecken bestehenden Kläranlage mit einer Bemessungsgrundlage zur Belebtschlammbehandlung in Anpassung an den Trockenwetterabfluß (TWA) bei für Normalbetrieb festgelegter Aufenthaltsdauer. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Kläranlage zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei bekannten Verfahren dieser Art wird überwiegend in der Weise vorgegangen, daß aus dem ankommenden Abwasser zunächst gröbere Verunreinigungen durch Aussichten und/oder Aussedimentieren abgesondert werden und das Abwasser sodann einer biologischen Behandlung unterworfen wird, bei der die organischen Verunreinigungen durch belebten Schlamm mit Mikroorganismen unter kräftiger Belüftung abgebaut werden. Darauf erfolgt dann eine Nachklärung, bei der der Belebtschlamm aus dem Abwasser aussedimentiert und in das biologische Behandlungsbecken zurückgeführt wird.

Die Größe kontinuierlich arbeitender Kläranlagen zur Reinigung des Abwassers durch belebten Schlamm richtet sich bekanntlich nach der Trockenwetterabflußmenge, die bei einer bestimmten, an die Kläranlage anzuschließenden Einwohnerzahl und Entwässerungsfläche auf Grund von Messungen und Erfahrungen errechnet werden kann. Die Kläranlage wird im allgemeinen so groß ausgelegt, daß sie die zweifache, zuweilen auch die dreifache Menge des Trockenwetterabflusses im kontinuierlichen Betrieb verarbeiten kann. Zum Schutz der Kläranlage gegen Überschwemmungen wird ein Regenauslaß vorgeschaltet, der z, B. bei stärkeren Regenfällen die über das Aufnahmevermögen der Kläranlage hinausgehende Abflußmenge ableitet und meistens direkt in einen Vorfluter oder ein Gewässer einleitet.

Da das Aufnahmevermögen der Kläranlage zur Vermeidung unnötiger Baukosten und zur Erreichung eines wirtschaftlichen Betriebes begrenzt ist und bei biologischen Anlagen meistens nur der zweifachen bis höchstens dreifachen Trockenwetterabflußmenge entspricht, gelangen bei Regenfällen, deren Abwassermengen über dieses Aufnahmevermögen hinausgehen. große Abwassermengen mit einer noch recht erheblichen Verschmutzung Über den Regenauslaß völlig ungereinigt in die öffentlichen Gewässer und überlasten die Selbstreinigungskraft dieser Gewässer. Dieser Nachteil kann sich in niederschlagsreichen und dichtbesiedelten Gebieten unangenehm auswirken und zu einem Eingreifen der Aufsichtsbehörden Anlaß geben. Eine größere Auslegung der Kläranlage würde Verfahren und Kläranlage zur kontinuierlichen
Reinigung von Abwasser

Anmelder:

Passavant-Werke,

Michelbacher Hütte bei Michelbach (Hess.-Nass.)

Als Erfinder benannt:

Werner OhI, Michelbach (Hess.-Nass.)

für viele Kostenträger der Kläranlagen, besonders bei kleinen und mittleren Gemeinden, eine untragbare Belastung darstellen.

Nach der Erfindung werden diese Nachteile durch ein Reinigungsverfahren vermieden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß bei Auftreten einer über die Bemessungsgrundlage der Kläranlage für die Belebtschlammbehandlung hinausgehenden Zuflußmenge die Belebtschlammreinigung unterbrochen, der Schlamm aus der gesamten Zuflußmenge im Belebtschlammbecken aussedimentiert, ein der Bemessungsgrundlage entsprechender Teilstrom des Abwassers weiterhin der Nachklärung zugeführt, die übrige Menge zum Vorfluter abgeleitet wird und daß der aussedimentierte Schlamm bei Wiedereintritt des Trockenwetterabflusses bei Normalbetrieb einer Belebungsbehandlung und einer Nachklärung unterworfen wird. Im praktischen Betrieb wird also beim Auftreten einer über die Bemessungsgrundlage der Klaranlage für die Belebtschlammbehandlung hinausgehenden Zuflußmenge das biologische Behandlungsbecken als Absetzbecken benutzt, wobei gleichzeitig ein der Bemessungsgrundlage der Kläranlage entsprechender Teilstrom in das Nachklärbecken gelangt, in dem sich die absetzbaren Stoffe im Abwasser ebenfalls absetzen. Sobald dann wieder der normale Trokkenwetterabfluß eintritt, wird der Schlamm des Nachklärbeckens in das biologische Behandlungsbecken unter intensiver Sauerstoffzufuhr einer vollbiologischen Belebtschlammreinigung unterworfen. Bei Anwendung der Erfindung auf bekannten Anlagen mit Belebungsgräben in der üblichen Auslegung für die vollbiologische Behandlung bis zur dreifachen Trokkenwetterabflußmenge wird man in der Weise verfahren, daß bei Überschreitung der dreifachen Trokkenwetterabflußmenge die vollbiologische Reinigung in eine teilbiologische Reinigung und bei weiteren Zuflußmengen in eine mechanische Reinigung durch Absetzen der Feststoffe im Belebungsbecken über-

709 678/395

3 4

geht. Erst wenn die zehn- oder zwölffache Trocken- die Ablauf kammern eine vorzugsweise durch einen

wetterabflußmenge überschritten wird, fließt die Schieber verschließbare Verbindungsöffnung auf-

Überschußmenge ungereinigt in den Vorfluter. weisen und der Auslauf der hinter der Durchfluß-

Man erreicht auf diese Weise, daß beim Normal- öffnung liegenden Kammer zum Nachklärbecken abbetrieb eine Reinigung des Abwassers sowohl auf 5 sperrbar ist. Diese Ausbildung gestattet es, die beiden mechanische Weise, durch Absetzen, als auch biolo- Kammern miteinander zu verbinden und den Zufluß gische Weise, durch Belebtschlammreinigung, erfolgt, zum Nachklärbecken abzusperren. Auf diese Weise aber bei größeren Zuflußmengen, die über die Be- kann das Nachklärbecken beispielsweise zu Remessungsgrundlage der Kläranlage hinausgehen, paraturarbeiten stillgelegt werden, wobei dann das immer noch eine mechanische Reinigung der gesam- io gesamte aus dem Belüftungshecken abfließende Ahten Abwassermenge durch Absetzen der absetzbaren wasser direkt dem Vorfluter oder dem Gewässer zuStoffe des Abwassers vorgenommen wird. Man ver- geführt wird.

meidet, daß insbesondere bei stärkeren Regenfällen In den Zeichnungen ist eine Kläranlage nach der

oder Überlastungen aus anderen Gründen größere Erfindung beispielsweise dargestellt.

Verschmutzungen des Abwassers in die öffentlichen 15 Fig. 1 ist eine Obersichtsskizze der Kläranlage;

Gewässer gelangen. Ein der Kläranlage eventuell vor- Fig. 2 ist ein Grundriß der Auslaufvorrichtung in

geschalteter Regenauslaß wird dann so ausgelegt, daß vergrößertem Maßstab;

er erst in Funktion tritt, wenn bei starken Regen- Fig. 3 ist ein Schnitt entlang der Linie ITI-TTI in

fällen die mitgeführten Verschmutzungen im Abwas- Fi g. 2;

ser eine Verdünnung aufweisen, die für die Selbst- 20 Fig. 4 ist ein Schnitt entlang der Linie IV-IV in

reinigungskratt der Vorfluter keine Überlastung mehr F i g. 2.

darstellen. Das ist erfahrungsgemäß bei einer Zu- Nach Fig. 1 ist ein Belüftungsbecken 1 als im

flußmenge von etwa der acht- bis zehnfachen Menge Querschnitt etwa trapezförmig gestalteter Belüftungs-

des Trockenwetterabflusses der Fall, d. h., der Regen- graben ausgebildet. An der Stelle 2 ist eine Belüf-

auslaß wird erst bei Überschreitung dieser Zufluß- 25 tungseinrichtung angeordnet, die z. B. aus einer rotie-

menge in Tätigkeit gesetzt. renden Belüftungswalze bestehen kann. Durch diese

Zur Durchführung des Verfahrens nach der Er- Belüftungseinrichtung wird Luft in dem Belüftungsfindung wird eine Kläranlage mit BclüÜungs- und becken zugeführtes Abwasser eingetragen. Gleich-Nachklärbecken sowie einer als Auslauf aus dem zeitig entsteht in einer mit Pfeilen angegebenen Rich-Belüftungsbecken dienenden Durchflußöffnung zum 30 tung eine Strömung. Das Abwasser wird dem BeNachklärbecken für den Normalbetrieb entsprechend lüftungsbecken aus einer Leitung 3 über einen der Bemessungsgrundlage verwendet, die gekenn- Regenauslaß 4 mittels einer Zweigleitung 5 zugeführt, zeichnet ist durch eine höher als der obere Scheitel Das Belüftungsbecken ist weiter mit einer Auslaufder Durchflußöffnung Hegende Überfallkante für die vorrichtung 6 ausgerüstet. Neben dem Belüftungs-Ableitung der über die Bemessungsgrundlage hinaus- 35 becken ist ein Nachklärbecken 7 vorgesehen, aus gehenden Zuflußmenge zum Vorfluter. Solange diese dem das gereinigte Abwasser über eine Leitung 8 Kläranlage mit einer Durchflußmenge entsprechend einer weiteren, in einen Vorfluter oder ein Gewässer der Bemessungsgrundlage betrieben wird, fließt das einmündenden Leitung 9 zugeführt wird. Die über gesamte Abwasser durch die Durchflußöffnung aus die Aufnahmekapazität des Belüftungsbeckens 1 hindern Belüftungsbecken dem Nachklärbecken zu. Erst 40 ausgehende Zuflußmenge aus der Leitung 3 wird wenn die Zuflußmenge die Bemessungsgrundlage durch den Regenauslaß 4 über eine Leitung 10 direkt übersteigt, tritt Abwasser über die Überfallkante aus der zum Vorfluter führenden Leitung 9 zugeführt,
dem Belüftungsbecken aus und wird unter Umgehung Die in den Fig. 2 bis 4 dargestellte Auslaufvordes Nachklärbeckens einem Vorfluter oder dem Ge- richtung 6 besteht aus zwei Ablaufkammern 11 und wasser zugeleitet. Unabhängig davon wird aber das 45 12, von denen die Ablaufkammer 11 hinter der als Nachklärbecken ständig mit einer Abwassermenge, eigentlicher Auslauf aus dem Belüftungsbecken die der Bemessungsgrundlage entspricht, versorgt. dienenden Durchflußöffnung 15 liegt. Der gesamte

Vorzugsweise ist dabei die Durchflußöffnung für Querschnitt dieser Durchflußöffnung 15 ist entspreden Normalbetrieb schlitzförmig gestaltet und aus chend der Bemessungsgrundlage der Kläranlage auszwei in der Höhenlage einstellbaren Stauplatten ge- 50 gelegt. Falls also die Kläranlage für die Aufnahme bildet. Diese Ausbildung gestattet es, die Kläranlage der zwei- oder dreifachen Trockenwetterabflußunterschiedlichen Betriebsbedingungen, beispiels- menge ausgelegt ist, erhält auch die Durchflußöffnung weise wechselnder Einwohnerzahl, anzupassen. Vor- einen dieser Aufnehmemenge entsprechenden Querteilhafterweise ist auch die Höhe der Uberfüllkante schnitt. Für schwankende Betriebsverhältnisse ist die einstellbar. Diese Ausgestaltung dient ebenfalls der 55 Größe der Durchflußöffnung 15 einstellbar. Dies Anpassung der Kläranlage an unterschiedliche Be- kann dadurch erreicht werden, daß in senkrechter triebsbedingungen. Ebene übereinander entsprechend F i g. 3 Stau-

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform platten 13 und 14 in der vertikalen Ebene verstellbar nach der Erfindung ist die Überfallkante zum Vor- angeordnet werden, die zwischen sich einen die fluter in der Höhe abgestuft. Auf diese Weise läßt 60 Durchfhißöffnungl5 bildenden Schlitz frei lassen, sich der Betrieb der Anlage sehr leicht kontrollieren Diese Verstellbarkeit der Durchflußöffnung 15 hat und stabil halten, da bei geringfügigem Anstieg der außerdem den Vorteil, daß der Auslauf an veränderte Zulaufmenge über die Bemessungsgrundlage die Betriebsbedingungen des Belüftungsbeckens 1, die Uberfallkante nur auf einen entsprechend kurzen z. B. durch Wachsen der angeschlossenen Einwohner-Abschnitt ihre Gesamtlänge überströmt wird. 65 zahl entstehen können, anzupassen ist. Das aus dem

Vorteilhafterweise sind die Durchlaßöffnung und Belüftungsbecken 1 durch die Durchflußöffnung 15

die Uberfallkante vor getrennten Ablaufkammern in die Ablaufkammer 11 abfließende Wasser gelangt

angeordnet. Besonders vorteilhaft ist es dabei, daß aus dieser Kammer über eine Leitung 16 in das

Nachklärbecken 7 und von dort über die Leitungen 8 und 9 in den Vorfluter. An Stelle der Stauplatten 13 und 14 können elektrisch gesteuerte Überfallklappen Verwendung finden. Die in einer Auslaufvorrichtung neben der Ablaufkammer 11 liegende Ablaufkammer 12 ist mit einer Überfallkante 17 versehen. Die Überfallkante 17 liegt höher als der obere Scheitel der Durchflußöffnung 15, so daß über diese Kante beim Normalbetrieb der Kläranlage kein Abwasser abfließen kann. Diese Überfallkante dient erst als Beckenablauf, wenn die Zuflußmenge zur Kläranlage über die Bemessungsgrundlage dieser Anlage hinausgeht und die Belüftungseinrichtung 2 zur Unterbrechung der Belebtschlamm reinigung stillgesetzt ist. Das Über die Uberfallkante 17 in die Kammer 12 abfließende Wasser gelangt dann durch eine Leitung 18 unmittelbar in den Vorfluter. Die Abschaltung der Belüftungseinrichtung erfolgt zweckmäßig automatisch, z. B. durch eine bekannte mechanische oder Elektrodensteuerung.

Nach F i g. 4 besteht auch die Uberfallkante 17 aus einer in der Höhe einstellbaren Stauplatte. Sie ist in der Höhe abgestuft, damit bei geringfügiger Überschreitung der Zuflußmenge entsprechend der Bemessungsgrundlage nicht sofort die gesamte Länge der Uberfallkante in Tätigkeit tritt. Man erreicht dadurch stabilere und besser kontrollierbare Betriebsverhältnisse.

Außerdem sind die beiden Ablaufkammern 11 und 12 mit einer Verbindungsöffnung 19 versehen, die bei Normalbetrieb durch einen Schieber 20 abgesperrt ist. Ebenso ist der Abfluß der Ablaufkammer 11 zum Nachklärbecken 7 durch einen Schieber 21 absperrbar. Dadurch hat man die Möglichkeit, bei eventuellen Reparaturen am Nachklärbecken oder aus anderen Gründen den Auslauf der Ablaufkammer 11 abzusperren und beide Ablaufkammern 11 und 12 miteinander zu verbinden, so daß das Abwasser aus dem Belüftungsbecken 1 ohne Nachklärung in den Vorfluter oder das Gewässer abgeleitet werden kann. Die Betätigung dieser Schieber kann im Bedarfsfall von Hand oder vorteilhaft auf elektrischem Wege erfolgen. Insbesondere kann der Schieber 21 einen elektrischen Antrieb haben und durch eine Elektroden- oder Schwimmersteuerung so geschaltet werden, daß bei Überschreitung der Zuflußmenge entsprechend der Bemessungsgrundlage die Rohrleitung 16 vollkommen abgesperrt wird und so lange geschlossen bleibt, bis die Uberlastungsstöße abgeebbt sind und der Normalbetrieb wieder erreicht ist.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Reinigung von Abwasser in einer aus Belüftungs- und Nachklärbecken bestehenden Kläranlage mit einer Bemessungsgrundlage zur Belebtschlammbehandlung in Anpassung an den Trockenwetterabfluß (TWA) bei für Normalbetrieb festgelegter Aufenthaltsdauer, dadurch gekennzeichnet, daß bei Auftreten einer über die Bemessungsgrundlage der Kläranlage für die Belebtschlammbehandlung hinausgehenden Zuflußmenge die Belebtschlammreinigung unterbrochen, der Schlamm aus der gesamten Zuflußmenge im Belebtschlammbecken aussedimentiert, ein der Bemessungsgrundlage entsprechender Teilstrom des Abwassers weiterhin der Nachklärung zugeführt, die übrige Menge zum Vorfluter abgeleitet wird und daß der aussedimentierte Schlamm bei Wiedereintritt des Trockenwetterabflusses bei Normalbetrieb einer Belebungsbehandlung und einer Nachklärung unterworfen wird.

2. Kläranlage mit Belüftungs- und Nachklärbecken sowie einer als Auslauf aus dem Belüftungsbecken dienenden Durchflußöffnung zum Nachklärbecken für den Normalbetrieb entsprechend der Bemessungsgrundlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine höher als der obere Scheitel der Durchflußöffnung (15) liegende Überfallkante (17) fUr die Ableitung der über die Bemessungsgrundlage hinausgehenden Zuflußmenge zum Vorfluter.

3. Kläranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußöffnung (15) für den Normalbetrieb schlitzförmig gestaltet und aus zwei in der Höhenlage einstellbaren Stauplatten (13,14) gebildet ist.

4. Klärartlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Uberfallkante (17) einstellbar ist.

5. Kläranlage nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Überfallkante (17) zum Vorfluter in der Höhe abgestuft ist.

6. Kläranlage nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußöffnung (15) und die Uberfallkante (17) vor getrennten Ablaufkammern (11,12) angeordnet sind.

7. Kläranlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufkammern (11,12) eine vorzugsweise durch einen Schieber (20) verschließbare Verbindungsöffnung (19) aufweisen und der Auslauf der hinter der Durchflußöffnung (15) liegenden Ablaufkammer (11) zum Nachklärbecken (7) absperrbar ist.

Tn Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 093 739.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1 144 655.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 678/595 10.67 Q Bundesdmckerei Berlin