DE1939648A1

DE1939648A1 - Verfahren und Anlage zur Abwasserbehandlung

Info

Publication number: DE1939648A1
Application number: DE19691939648
Authority: DE
Inventors: Schilling Robert Dean; Culp Gordon Louis; Hansen Sigurd Paul; Stukenberg John Randall
Original assignee: Neptune Microfloc Inc
Current assignee: Neptune Microfloc Inc
Priority date: 1968-02-05
Filing date: 1969-08-04
Publication date: 1971-02-18
Also published as: US3472764A; GB1261964A; FR2057305A5

Description

Patentanwälte Dipl..-1-ng-. F. Weickmann, ,

Dipl.-Ing. H. Weickmann, D1PL.-PHYS· Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B.Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN ggjj_a POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

NEPTUNE MIOHOILOO ING., 1965 Airport Boad, Corvallis,

Oregon, Y.St.A₀

Verfahren und Anlage zur Abwasserbehandlung

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Abwasserreinigung und betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur biologischen und tertiären Abwasserbehandlung·.

Da der Bevölkerungszuwachs und die Zunahme der Industrialisierung weitergehen, erfordert die Überwachung der Wasserverunreinigung in immer steigendem Maß eine Behandlung des Abwassers, und zwar bis zu einem Punkt, wo in manchen Fällen Anlagen zur zweistufigen Abwasserbehandlung nicht mehr ausreichen« Folglich hat man vielen vorhandenen Kläranlagen mit großer Kapazität eine dritte Stufe angefügt, die eine Filtration und manchmal eine .chemische Koagulation des aus der zweiten Behandlungsstufe ausströmenden Abwassers umfaßt. Viele kleinere Kläranlagen jedoch, die im Tag weniger als 1900 Kubikmeter (500 000 Gallonen) Schmutzwasser verarbeiten, sind von der Fabrik fertig zusammengestellt, d.h. es sind sogenannte Kompakt-Kläranlagen, die in einem einzigen Behälter bekannter Art zwar eine erste und eine zweite Behändlungsstufe, nicht aber ,die dritte Behandlungsstufe enthaltene Solche kleinen Kompaktanlagen bedienen gewöhnlich Gebiete, die zu weit von einer

loeaoivmö

Stadt entfernt sind, um von einer städtischen Kläranlage mitversorgt zu werden, und die oft beträchtlich weit von einem Fluß entfernt liegen, der groß genug ist, um die gelegentlich schlechte Qualität des Ablaufwassers aus einer solchen Anlage zu assimilieren. Die sohlechte Qualität des Ablaufwassere rührt von dem Ausstoß einer großen Menge von Feststoffen in dem Äblaufwasser her und hierfür können Faktoren, wie etwa eine ungenügende Überwachung, eine Fehlleistung dar Anlag®, ein Ansteigen der Schmutawassermenge oder mechanisches "Versagen in dem Faulsehlamm- * Büokführsystem der Anlage verantwortlich, sein. Solche Fälle von plötzlichem Versagen kommen besonders bei kleinen Kläranlagen vor. Es besteht daher ein Bedürfnis, die Funktion kleiner Kläranlagen zu verbessern, um die Wasserverunreinigung auf ein Minimum herabzusetzen und Schädigungen der Volksgesundheit zu vermeiden« Auch ist in manchen Gebieten, die nur kleine Kompakt-Kläranlagen benötigen, eine höhere Ablaufwasserqualität angebracht, als sie von zweistufigen Klärprozessen selbst in Zeiten einer optimalen Leistung der zweiten Klärstufe geliefert wird·

Die vorliegende Erfindung beseitigt die Mängel bisher be- y kannter Kompakt-Kläranlagen und erfüllt die Anforderungen von Gebieten, die nur kleine Anlagen benötigen, an eine hohe Qualität des Ablaufwassers. Dies geschieht durch ein erfindungsgemäßes Klärverfahren und eine erfindungsgemäße Kläranlage, die eine biologische Behandlung, eine Filtration und Chlorung des Abwassers vorsehen, und zwar nach Wunsch in einem einzigen Behälter oder in einigen getrennten Einheiten, die im Vergleich su den bisher bekannten Kompakt-Kläranlagen für nur zwei Klärstufen verhältnismäßig klein sind.

Hauptaufgaben der Erfindung sind die Schaffung einer Anlage bzw· eines Verfahrens mit folgenden Eigenschaf tens

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1. Eine Kompakt-Kläranlage von verhältnismäßig geringer Größe; *

2. eine Kläranlage nach 1), die sowohl eine zweite als auch eine dritte Behändlungsstufe des Abwassers vorsieht;

3«, ein Klärprozeß und eine Kläranlage, die die Grundprinzipien der biologisch aktivierten Faulschlammbehandlung und einer leistungsstarken Filtration mit fortschrittlichen Techniken der Feststoffabtrennung vereinigt;

4-· eine Anlage der vorerwähnten Art, die alle benötigten Räume und Ausrüstungen für die zweite und dritte Klärstufe in einem einzigen Behälter mit gedrängter Bauart vereinigt; ■ -

5« eine Anlage der vorerwähnten Art, die in einem einzi« gen Behälter eine Durchlüftungskammer, eine Filterkammer, einen Faulschlammspeicher und einen Waschwasserspeicher enthält;

6. ein Verfahren und eine Anlage der erwähnten Art, die bei jedem Rücklaufzyklus eine automatische Abfuhr von Feststoffen aus dem Filterwaschwasser in den Faulschlammspeicher vorsieht, damit die Häufigkeit, mit der der Faulschlamm manuell aus der Durchlüftungskammer entfernt werden muß, möglichst herabgesetzt wird;

7· eine Anlage der erwähnten Art, die eine automatische Regulierung der Strömungsgeschwindigkeit des Ablaufwassers durch die Filterkammer bietet;

8. eine Anlage der erwähnten Art, die auf eine bestimmte Abnahme der Saugwirkung durch das Filter oder auch auf eine bestimmte Trübung des FiIterablaufes hin, Je nachdem was von beiden zuerst eintritt, ein automatisches Auswaschen des Filters vorsieht;

9. eine Anlage der vorerwähnten Art mit einem Durchlüf-

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tungstank, der zugleich einen Pufferraum sowohl für das Schmutzwasser als auch für das Filterwaschwasser darstellt;

10. eine Anlage der erwähnten Art, die mit niedrigen Kosten.hergestellt, betrieben und unterhalten werden kann.

Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung gehen aus der nachfolgenden genauen Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen hervor· Es zeigen:

Fig.1 eine schematische Skizze der erfindungsgemäßen Kläranlage;

Fig·2 einen schematischen Vertikalschnitt einer erfindungsgemäßen Kläranlage in einem gegenüber Fig»1 etwas vergrößerten Maßstab;

Fig.3 eine perspektivische Ansicht zum Größenvergleioh einer herkömmlichen Kompakt-Kläranlage mit einer erfindungsgemäßen Kompakt-Kläranlage, die die gleiche Kapazität hat, aber eine vollständigere Behandlung bietet·

In den Fig·! und 2 ist eine erfindungsgemäße Kompakt-Kläranlage gezeigt, die einen rechteckigen äußeren Stahlbehälter 10 mit vertikalen Seitenwänden 12 und einem Boden 14 aufweist. DerInnenraum des Behälters ist durch einige vertikale Trennwände 16, 18, 20 in eine Durohlüftungskammer 22, die zugleich ein Pufferraum ist, eine Filterkammer 24, einen Faulechlammspeioher 26 und einen Wasohwaaserspeioher 28 unterteilt. An ihrem oberen Ende 1st die Anlage weit offen, jedoch sind der Wasohwasserspeioher und der Fauleohlammspeioher oben mit einer Decke 29 abgeschlossen. Schmutzwasser betritt den Behälter

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durch einen Schmutzwassereinlaß 30, der zu einem Stangensieb oder Feinzerkleinerer 32 führt, der zum Ausscheiden oder Zermahlen ankommender großer Peststoffteile dient. Der Feinzerkleinerer oder das Stangensieb ist im oberen Ende der Durchlüftungskammer befestigt und das Abwasser, wird nach dem Durchgang durch diese Einrichtung unmittelbar in diese Kammer entlassen. Zur Durohlüftungseinrich— tung in der Durchlüftungskammer gehört ein Luftkompressor 34, der Luft durch ein Hohr 36 zu Diffusoren 38 im unteren Teil der Durohlüftuhgskammer unter dem Abwasserspiegel 40 in dieser Kammer schickt. Anstelle dieses Lüftzerstäubungssystems können ohne Leistungsverlust auch mechanische Flächenbelüftungseinrichtungen verwendet werden.

Eine Einrichtung 42 zum Abscheiden von Feststoffen und zur Weiterleitung des Ablaufs verbindet die DurohlÜftungskammer mit der Filterkammer. Diese Einrichtung weist eine Reihe verhältnismäßig langer, enger Röhren 44 auf und wird daher im folgenden als Röhrenabsoheider bezeichnet. Die Röhren ziehen von ihren tiefer gelegenen Einlassen 46 in der Durohlüftungskammer schräg naoh oben zu den höher gelegenen Auslassend©· Sie haben die Aufgabe, aus dem gemischten flüssigen Ablauf darin suspendierte Feststoffe absetzen zu lassen und den? weitgehend geklärten Ablauf in einen oberen Teil der Filterkammer zu leiten. Ein dammartiger Überlauf 50» der von den oberen öffnungen der Absetzröhren nach oben reicht, steuert den Austritt des Ablaufes in die Filterkammer. Die Röhren sind vorzugsweise unter einem Winkel größer als 45° gegen die Horizontale geneigt, so daß die aus dem Ablauf abgelagerten Feststoffe unter dem Einfluß der Schwerkraft in die Durohlüftungskammer zurüokgleiten. Dadurch wird erreicht, daß die Durohlüftungskammer genug bakterielles Protoplasma hat, um eine rasche und vollständige "Verdauung" der Rphabfälle zu gewährleisten· Die Absetzröhren sind in ausrei-

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chender Zahl vorhanden, so daß bei der Kapazität, für die die Anlage ausgelegt ist, der Gesamtquerschnitt der Röhren eine gleichförmige Strömung durch die Röhren ermöglichte Dies ist der Fall, wenn die lineare Strömungsgeschwindigkeit durch die Röhren unter etwa 12 mm/s (0,04 Fuß pro Sekunde) bleibt oder die Durchflußmenge unter etwa 73 cnr/min pro Quadratzentimeter (18 gpm/ft ). Die Röhren sind außerdem so gestaltet, daß sie eine minimale Rüokbehaltungszeit der Peststoffe in den Röhren gewährleisten, die vorzugsweise weniger als etwa 15 Minuten beträgt. Zu lange Rüokbehaltungszeiten über diesen Grenzwert hinaus könnten nämlioh septische Bedingungen in dem Absetzbecken verursachen. Ein solcher Zustand ist in den herkömmlichen kleinen Kläranlagen ziemlich häufig, da diese überlange Rückbehaltungszeiten im Absetzbecken vorsehen} die Folge davon ist, daß Faulschlamm zur Oberfläche schwimmt und in den Ablauf der Anlage verloren geht·

Weitere Konstruktionseinzelheiten des Röhrenabscheiders sind in der älteren schwebenden U.S.-Patentanmeldung 649 301, eingereicht am 27* Juni 1967, für ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausscheiden von Feststoffen aus Flüssigkeiten beschrieben.

Unter der Eintrittsstelle des Ablaufs aus dem Röhrenabsoheider erstreokt sich quer durch die Filterkammer ein Filter 52. Das Filter ist vorzugsweise ein Filterbett mit gemisohten Medien, wie es in der schwebenden^U.S•-Patentanmeldung Nr. 478 393, eingereicht am 9. August 1965₍ beschrieben ist. Ein solohea Filterbett zeichnet eich durch eine gleichmäßig sioh verjüngende Porenverteilung von grob nach fein in Flußrichtung aus. Das Filterbett kann von einer perforierten Unterzugplatte 54 getragen sein, die in einem Abstand über dem Boden der Filterkammer angeordnet ist, so daß darunter ein Raum 56 gebildet ist· Selbstverständlich können auch zahlreich· ander· Filter-

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typen und Filterunterzugsysteme verwendet werden, solange nur das gewählte Filter einen Ablauf liefert, der der gewünschten oder geförderten Qualitätsnorm entspricht·

Der Filterablauf wird aus dem Raum 56 mit Hilfe einer Pumpe 62 durch eine Saugleitung 58 und eine Auslaßleitung 60 in den tiefsten Teil des Wasohwasserspeichers 28 gepumpt. Der Anschluß der Saugleitung 58 der Pumpe an den Baum unter dem Filterbett erzeugt in diesem Baum einen Unterdruck, der ein größeres wirksames Druckgefälle über das Filter liefert, als der Überdruck über dem Filter allein hervorrufen würde· Aus einer Quelle 64 wird Chlor in die Auslaßleitung 60 injiziert und der gechlorte Filterablauf, wird in dem Waschwasserspeicher lange genug zurückgehalten, um einen ausreichenden Kontakt mit dem Chlor zur Desinfektion des Ablaufes vor dem Austritt aus der Kläranlage zu gewährleisten« In den meisten Fällen ist für die Chlorkontaktzeit als Minimum eine Stunde vorzusehen· Der Waschwasserspeioher ist mit einem Überlaufrohr versehen, das als Endauslaß dient, durch den der gefilterte und chlorierte Ablauf in einen aufnehmenden Fluß (Fig*1) entlassen wird, wenn der Ablauf in dem Wasohwasserspeicher einen vorgegebenen Pegel 70 erreicht.

Der Durchsatz von Ablauf durch das Filterbett wird von einem Schwimmerventil 72 in der Auslaßleitung 60 der Pumpe gesteuert, das von einem Schwimmer oder einem anderen Sensor 74 betätigt wird, welcher den Spiegel des Ablaufes über dem Filterbett in der Filterkammer abfühlt. Nimmt der Sohmutzwasserzufluß zu, so steigt der Flüssigkeitsspiegel über dem Filterbett, worauf der Schwimmkörper das Schwimmerventil 72 weiter öffnet, um so die Pumpleistung zu erhöhen. Umgekehrt veranlaßt ein Sinken des Flüssigkeitespiegels über dem Filterbett den Schwimmkörper, die öffnung im Schwimmerventil zu verkleinern, um so die in der Zeit»

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einheit in dem Waschwasserspeicher übergepumpte Menge an Filterablauf herabzusetzen· Wenn der Flüssigkeitsspiegel in der Filterkammer auf eine vorgegebene Minimalhöhe sinkt, betätigt der Schwimmer 74 einen Schalter 77, der die Pumpe 62 abschaltet. Wenn die in die Durchlüftungskammer zufließende Menge an Schmutzwasser den maximalen Filterdurchsatz übersteigt, kann sich der Wasserspiegel in der Durchlüftungskammer erhöhen, um so einen Pufferraum für Schmutzwasser zu bilden. Die Durchlüftungskammer ist so bemessen, daß sie Übermengen an Schmutzwasser bei einem anormal starken Schmutzwasserzufluß aufnehmen kann© Außerdem ist die Filterkammer nahe ihrem oberen Ende mit einem Notüberlauf 78 versehen, der dann, wenn der Spiegel des Durohlüftungskammerablaufes über dem Filterbett ungewöhnlich hoch steigt, was beispielsweise durch einen zeitweiligen Ausfall der Pumpe 62 verursacht sein kann, diesen Ablauf der Durchlüftungskammer nach außen ableitet· Auf Jeden Fall hat der an dieser Stelle entlassene Ablauf eine zweite Behandlungsstufe in dem Durchlüftungsbecken erfahren, so daß seine Reinheit derjenigen des normalerweise aus herkömmlichen Kompakt-Kläranlagen mit zwei Klärstufen entlassenen Ablaufes entspricht· Zur Erhöhung der Sicherheit kann dieser Notüberlauf in einen totspeicher (nicht dargestellt) geleitet werden, der eine Halbtageskapazität oder mehr hat und eine Reparatur des Fehlers der Anlage erlaubt, ohne daß der nur zweifach gelauerte Ablauf in den aufnehmend en Fluß abgeführt werden muß·

Zum Auswaschen des Filters wird der Filterablauf aus dem Wasohwaeserspeicher 28 mit Hilfe einer Waschpumpe 21 durch eine Leitung 60 und ein Ventil 71, das sich beim Auswaschen automatisch öffnet, abgepumpt und durch eine Leitung 58 in den Raum 56 entlassen. Es wird also Wasser aus dem Waschwasserspeioher in den Fiiterraum 56 rückgepumpt· Die Oberflächenwäsche des Filters geschieht durch Abzweigen

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eines Teils des Ausstoßes der Wasehpumpe von der leitung 60 in die Leitung 27 und zu einer Oberfläohenwasohanlage.

Während des Auswaschens fließt das von dem Filter abgelöste Material und das Waschwasser durch eine Leitung 23 in den Faulschlammspeioher 26. Bin Ventil 79 schließt während des Auswasohens den Überlauf 50 am Einlaß zur Filterkammer, damit das Wasehwässer nicht in die Durchlüftungskammer gelangen kann, ohne zuerst den Faulschlammspeicher passiert zu haben. Die in den ■Faulschlammspeicher ausgetriebene Flüssigkeit wird durch eine Dekantierleitung 25 in die Durchlüftungskammer 22 überführt* Eine in dem Faulschlammspeicher 26 angeordnete Stauplatte 11 läßt nur verhältnismäßig klare Flüssigkeit in die Durchlüftungskammer" 22 zurückfließen. Es hat sich herausgestellt, daß durch die Rückbehaltung der in dem Wasehwässer enthaltenen Feststoffe in dem Faulsehlammspeioher der Wärter der Kläranlage viel weniger häufig mit den Händen Schlamm aus der Durchlüftungskammer in den Faulsohlammspeicher überführen muß.

Das Auswaschen des Filters kann entweder periodisch in bestimmten Zeitabständen eingeleitet werden oder auch automatisch durch einen überhöhten Saugkraftverlust am Filter, der von Druokmessern 81, 82 festgestellt wird, von denen der eine den Überdruok über dem Filter und der andere den Druok unter dem Filter mißt. Man kann das Auswaschen auch automatisch durch eine zu starke. Trübung des Filterablaufs auslösen lassen, wobei der Filterablauf durch einen Trübungsmesser 34 beobachtet wird, der die Trübung in dem Filterraum 56 mißt. Ein Schwimmkörper 80 stellt den Flüssigkeitsspiegel in dem Waaohwaaserspeioher 28 fest und betätigt einen Schalter 76, der die Pumpe 21 abschaltet, wenn der Wasserspiegel in dem Wasohwasserspqioher während des Auswaschens unter eine vorgegebene Mi-

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nimalhöhe absinkt.

Im normalen Betrieb sammeln sich Fette und andere Schwebestoffe an der Wasseroberfläche über dem Röhrenabsoheider 42 an. Diese Schwebestoffe werden von einer Abschäumplatte 47 daran gehindert, zum Filter weiterzufließen. Wenn das Filter ausgewaschen wird, öffnet ein Ventil 45 in einer Luftleitung 49 und setzt eine Mammutpumpe 53 in Gang. Diese Pumpe saugt die Schwebestoffe durch eine leitung 51 ab Und entläßt sie durch eine leitung 55 in die Durchlüftungskammer. Wenn man die Mammutpumpe 53 kontinuierlich arbeiten ließe, würde der Durchsatz durch den Röhrenabscheiäer 42 erhöht und es wäre mehr Rohrquerschnitt an der Einlaßstelle 46 notwendig. Deshalb wird die Pumpe 53 nur während des Waschvorganges des Filters betrieben, wenn keine Flüssigkeit über den Überlauf 50 abfließt. Die Pumpleistung beim Abpumpen des Schaumes durch die Pumpe 53 hat keine störende Auswirkung auf den Betriebe

Eine weitere Mammutpumpe 90 in der Durchlüftungskammer pumpt übermäßigen biologischen Schlamm aus der Durchlüftungskammer duroh eine leitung 92 in den Faulschlammspei— eher. Die Mammutpumpe 90 wird von Hand betätigt. Durch Beobachtung der Feststoffkonzentration in der Durchlüftungskammer 22 kann der Wärter der Anlage unschwer feststellen, wann es notwendig ist, Sohlamm in den Faulschlammspeicher zu überführen. Der kontinuierliche Abzug von Feststoffen duroh die Abzweigung des Filterwasohwassers in den Faulsohlammspeioher 26 setzt die Häufigkeit herab, mit der der Wärter die Mammutpumpe 90 zum Überführen von Hand betätigen muß. Eine solche manuelle Abführung von Sohlamm mag etwa nur alle drei Monate notwendig sein. Diese langen Zwischenpausen machen die manuelle Sohlammabfuhr viel weniger bedenklich als bei herkömmlichen Kompakt-Kläranlagen. Alle Schalter und Steuerelemente zum Einleiten und Programmieren des Auswasohssyklus sind auf einer Schalttafel 104 angebrachte

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Nachfolgend ist ein Zahlenbeispiel für eine typische Kläranlage mit einem Schmutzwasser-Durchsatz von 76 000 liter pro Tag (20 000 gpd) angegeben. Die Gesamtabmessung des äußeren Behälters beträgt etwa 5 m in der Breite, 7,6 m in der Länge und 3min der Höhe. Die Durohlüftungskammer hat ein Volumen, das 117$ des für eine zwölfstUndige Durchlüftung bei normalem Schmutzwasserzufluß notwendigen beträgt. Der Waschwasserspeicher hat ein Volumen, das für zwei Filterwäschen ausreicht, und der Paulschlammspeicher hat eine hinreichende Kapazität, um Schlamm für eine Dauer von vier bis achtzehn Wochen zu speichern. Der Querschnitt des Röhrenabscheiders ist für einen Durchsatz von 7,6 l/min auf 929 cm (1 Quadratfuß) an der Eintrittsstelle 46 bei 150$ des durchschnittlichen zugrundegelegten Flusses ausgelegt. Das Filter ist für 18 l/min auf 929 cm bei mittlerer Strömung gebaut und arbeitet mit einem variablen Durchsatz mit einem Maximum von etwa 29 l/min auf 929 om . Der Filterdurchsatz paßt sich dem Zufluß an, bis letzterer 150$ des bei der Konstruktion zugrundegelegten Wertes erreicht. Eine geeignete Filterzusammensetzung ist zum Beispiel ein 76 cm (30 Zoll) tiefes Mischfilterbett, das aus drei oder mehr Materialien unterschiedlichen spezifischen Gewichtes zusammengesetzt ist und eine sich gleichmäßig verjüngende Porenverteilung von grob nach fein in Strömungsrichtung liefert. Die Teilchengrößen liegen zwischen 0,15 mm und 1,0mm. Eine geeignete Unterzugplatte ist aus geschmolzenem körnigen Aluminiumoxid, das ein völlig gleichmäßiges Auswaschen ermöglicht. Auch Systeme mit einem Unterzug aus Schotter arbeiten zufriedenstellend. Die Filterpumpe 62 ist zweokmäßigerweise so gewählt, daß ihre maximale Pumpleistung mit einer Filterleistung von 38 l/min auf 929 cm² (10 gpm/ft) oder weniger übereinstimmt.

Ein Prototyp einer Kläranlage der beschriebenen Art, aber mit einer !leistung von 11 400 Liter pro Tag (3 000 gpd)

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Schmutzwasser produziert einen Filterablauf BOD yon etwa 5 mg/l und eine Trübung von weniger als 5 JUo Die Anlage beseitigt lückenlos mehr als 98$ von BOD und suspendierten Peststoffen aus dem Schmutzwasser. Man erhält dabei MISS (gemischte, in der Flüssigkeit suspendierte Feststoffe) von 4000 - 6000 mg/l.

Faßt man die Funktionsweise der oben beschriebenen Kompakt-Kläranlage zusammen, so betritt Schmutzwasser den Behälter am Einlaß 30, durchläuft den Feinzerkleinerer 32 und gelangt in die Durchlüftungskammer, wo das Schmutzwasser f"" eine lauer von 10 bis 12 Stunden belüftet wird, wobei es einer aerobischen, biologischen Langzeitbehandlung unterzogen wird ο Diese Behandlung verwandelt nahezu alle schädlichen organischen Bestandteile im Schmutzwas*- ser in biologisch inerte Feststoffe und macht damit eine eigene Anlage zur Faulschlammverdauung überflüssigo Das belüftete Abwasser tritt dann durch den Röhrenabscheider nach oben, in dem sich die gemischten Schwebestoffe absetzen und durch die Wirkung der Schwerkraft in die Durchlüftungskammer zurückgeführt werden_o Auf diese Weise wird in dieser Kammer eine ausreichende biologische Aktivität unterhalten, um ein hohes .Maß an biologischer Behandlung zu gewährleisten. Folglich gibt es keine Sohlammrückführpumpe, die versagen kann, wie dies in den meisten herkömmlichen Kompakt-Kläranlagen der Fall „ist_P

Aus dem Röhrenabscheider gelangt der Flüssigkeitsablauf in die Filterkammer und durch das Filter 52 in den Raum Aus diesem Raum wird der Filterablauf in den Waschwasserspeicher gepumpt, wo er durch den Kontakt mit Ohlor noch weiter gereinigt wird, bevor er die Anlage verläßt und .durch das Überlaufrohr 66 in den aufnehmenden Fluß abgeführt wird. Die Waschpumpe 21 wird automatisch in Gang gesetzt, entweder wenn Druckmesser einen bestimmten Saugkraftverluct feststellen oder wenn in dem Filterablauf eine

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zu starke Trübung festgestellt wird. Aus dem Waschwasserspeioher wird Waschwasser durch das Filterbett nach oben und in den Faulschlammspeioher gepumpt, von wo es in die Durchlüftungskammer überläuft, die, wie früher erwähnt wurde, groß genug angelegt ist,, um Wasohwasser zusätzlich: zu dem kontinuierlichen Zulauf von Schmutzwasser aufzunehmen. Eine überreichliche Sohlammansammlung wird in längeren Zeitabständen von Hand mit Hilfe der Pumpe 90 in den Faulschlammspeicher überführt* Der in den Faulschlammspeicher aufgenommene Schlamm kann sich dort absetzen und die überstehende Flüssigkeit wird durch die Dekantierleitung 25 in die Durchlüftungskammer zurüokgeleitet. Eine öffnung 100 in dem unteren Teil der inneren Trennwand 18 der Anlage macht das Filter, den Unterzug und die Flüssigkeit über dem Filter zur Wartung und Reparatur zugänglich. ■

Die Vereinigung aller erforderlichen Tanks in einem einzigen Behälter vereinfacht die Installation der Anlage weitgehend, weil dadurch ein Großteil der Rohrverlegungsarbeiten, die" bei den bisher bekannten Kläranlagen mit drei Stufen im freien Feld notwendig waren, wegfällt· Bei der beschriebenen Kompakt-KIätfanlage ist nur ein Geländeanschluß für den Einlaß, den Auslaß und die Energieversorgung der Anlage erforderlich© Auch ist wesentlich weniger Platz für die Anlage notwendig, wie dies aus dem Größenvergleich der Fig·3 hervorgeht, wo eine erfindungsgemäße Kompakt-Kläranlage 10 mit einer Leistung von 11 400 liter pro Tag (3 000 gpd) und mit einer zweiten und dritten Behändlungsstufe einer herkömmlichen Kompakt-Kläranlage 102 mit der gleiohen leistung aber nur einer zweiten Behändlungsstufe gegenübergestellt ist*

An dem beschriebenen und dargestellten Ausführung ab ei^· spiel sind im Rahmen der Erfindung, der duroh die Ansprüohe gegeben ist, Abänderungen möglioh·

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Claims

Pat ent ansprüche

Verfahren zur Abwasserbehandlung, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmutzwasser kontinuierlich in eine erste Kammer eingeleitet wird, wo es kontinuierlich belüftet wird und kontinuierlich ein Hauptteil der Feststoffe von der Flüssigkeitskomponente des belüfteten Abwassers abgesondert wird, daß der primär flüssige Ablauf aus dieser ersten Kammer abgeleitet und durch ein Filterbett geleitet wird, das in Zeitabständexi, die entweder durch eine vorgegebene Trübung des Filterabläüfs oder durch einen vorgegebenen Saugkraftverlust am Filterbett bestimmt werden, durch ßegenspülung ausgewaschen wird, und daß aus dem Waschwas— ser die darin befindlichen Feststoffe abgesondert werden und der flüssige Ablauf des Waschvorganges in die erste Kammer zurückgeleitet wird₉

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das belüftete Abwasser der ersten Kammer duroh . eine Reihe von langen, engen, schräg stehenden Höhren in Sichtung zum Filterbett nach oben geleitet wird, wobei die Feststoffe abgesondert und in die erste Kammer zurückgeführt werden«

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet» daß das Filterwaschwasser während jedes Waschvorganges in eine zweite Kammer geleitet wird, in der in dem Waschwasser enthaltene Feststoffe aus dem Waschwasser abgeschieden werden.

4· Verfahren naoh Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Waschwasser nach dem Entzug der Feststoffe aus der zweiten Kammer in die erste Kammer übergeleitet wird·

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5. Kompakt-Kläranlage zur Ausübung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4» gekennzeichnet durch einen einzigen Behälter (10) mit vertikalen Seitenwänden (12) und einem Boden (14), in dem folgende Hauptbestandteile untergebracht sind ί Eine Durchlüftungs·*· kammer (22) zum Belüften des in den Behälter einströmenden Schmutzwassersj eine von dieser getrennte Filter« anordnung (52, 54), die den Ablauf der Durchlüftungskammer filtert j eine Vorrichtung (42) zum kontinuierlichen Überführen von Abwasser aus der Durchlüftungskammer zur filteranordnung, die zugleich als Schlammabscheider arbeitet, der aus dem belüfteten Abwasser Peststoffe absondert und diese in die Durchlüftungskammer zurückführtj eine Wascheinrichtung, zu der auch eine Leitungsanordnung (21, 60, 71, 58) für den Puter ablauf" zwischen der PiIteranordnung und einem Waschwasserspeicher (28) gehörtf und endlich einen Faulschlammspeioher (26), der von der Durchlüftungskammer, der Filterkammer und der Wascheinrichtung getrennt istο

6* Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlüftungskammer (22), die Filterkammer (24), der Waschwasserspeieher (28) und der Faulschlammspeicher (26) durch vertikale Trennwände (16, 18, 20) im Inneren des Behälters voneinander abgesondert sind und daß ein Schmutzwasser-Einlaß (30) in die Filterkammer, sowie ein Endauslaß (66) vorgesehen ist, der den Ablauf der Kläranlage aus dem Waschwasserspeicher (28) ableitet, sowie eine erste Leitungsanordnung (42), die die Durchlüftung skamraer mit einem oberen Teil der Filterkammer verbindet, und eine zweite Leitungsanordnung (58, 60, 21, 62), die einen unteren Teil der Filterkammer mit dem Waschwasserspeicher verbindet, und eine dritte Leitungsanordnung (92, 90), die die Durchlüftungskammer mit dem Faulschlammspeicher verbindet_o

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7. Anlage nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine-Einrichtung (54, 36, 38) zum Belüften des Schmutzwassers in der Durchlüftungskammer (22).

Anlage nach einem der Ansprüche 5 "bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Abstand über dem Boden der Filterkammer (24) ein Filter (52) angeordnet ist, so daß unter dem Filter ein Raum.(56) gebildet ist.

9. Anlage nach Anspruch 6 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Leitur > anordnung einen Abscheider für Feststoffe einschließt, der Feststoffe aus dem Ablauf der Durchlüf— tungskammer ausscheidet und sie in der Durchlüftungskammer zurückhält, während er die übrige Flüssigkeit in die Filterkammer oberhalb des Filters (52) leitet.

10. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite !leitungsanordnung mit dem Raum (56) unter dem Filter (52) in Verbindung steht und Pumpen (62, 21) einsehließt, die den Filterablauf zwischen dem Wasehwasserspeicher und der Filterkammer befördern.

11. Anlage nach Anspruch 6 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der dritten Leitungsanordnung eine Schlammpumpe (90) enthalten ist, die Faulschlamm aus der Durchlüftungskammer in den Faulschlammspeioher überpumpte.

12» Anlage nach Anspruch 5 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wascheinrichtung eine Pumpe (21) einschließt, deren Saugseite mit dem Waschwasserspeicher (28) und deren Auslaß³mit dem Raum (56) unter dem Filter verbunden ist, und daß Sen-

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soren (81, 82) vorgesehen sind, die die Filtrierwirksamkeit des Filters beobaohten und funktionell mit der Pumpe (21) derart gekuppelt sind, daß sie die Pumpe in Gang setzen, um den behandelten Ablauf aus dem Waschwasserspeioher durch das Filter nach oben zu pumpen, sobald die Sensoren das Absinken der Filtrierleistung unter einen vorgegebenen Minimälwert feststellen·

13o Anlage nach Anspruoh 12, gekennzeichnet durch eine Leitung (25)» die während des Auswasohens des Filters das Filterwaschwasser aus dem Raum über dem Filter in den Faulsohlammspeioher überführt, in dem sich die Feststoffe aus dem Filterwasohwasser absetzen können.

14. Anlage nach Anspruoh 13» gekennzeichnet durch eine Dekantierleitung (25), die von einem oberen Teil des Faulschlammspeichers (26) in die Durohlüftungskammer (22) führt und die auf die Übertragung von Schlamm aus der Durchlüftungskammer in den Faulschlammspeieher und auf die Ableitung von Filterwaschwasser in den Faulschlammspeioher hin die überstehende Flüssigkeit aus dem·Faulschlammspeioher zur Durohlüftungskammer ableitet»

15· Anlage nach Anspruoh 6 oder einem der folgenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Sieb oder einen Feinzerkleinerer (32), das bzw. der nahe dem Sohmutzwassereinlaß (30) angeordnet ist und die maximale Größe der die Durohlüftungskammer betretenden Feststoffe begrenzte

16. Anlage nach Anepruoh 9 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheider

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für Feststoffe aus mehreren, im Verhältnis zu ihrer länge engen Röhren (44) besteht, die sich von der Durchlüftungskammer schräg nach oben zur Filterkammer erstrecken, und daß vom oberen Ende der Röhren ein dammartiger Überlauf (50) nach oben ragt, der den Ablauf der Durohlüftungskammer in die Filterkammer überleitet.

17· Anlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel der Röhren (44) zur Horizontalebene größer als 45° ist und daß der Gresamtquerschnitt der Röhren so bemessen ist, daß die Strömung durch die Röhren bei dem der Konstruktion zugrund egeleg·· ten maximalen Durchsatz der Anlage eine Reynoldsche Zahl unter etwa 100 hat«,

18. Anlage nach Anspruch 6 oder einem der folgenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuerung für den Durchsatz von Ablauf durch das Filter, zu der ein Strömungsregelventil (72) in der zweiten Leitungsanordnung, eine Abfühlvorrichtung (74) für den Flüssigkeitsstand in der Filterkammer oberhalb des Filters, und Steuermittel (77) gehören, die beim Ansteigen des Flüssigkeitsspiegels durch die Abfühlvorrichtung betätigt werden und die Öffnung des Strömungsregelventils erweitern, dagegen beim Abfallen des Flüssigkeitsspiegels die öffnung des Strömungsregelventils verengen und beim Abfallen unter einen vorgegebenen Minimalstand eine lumpe (62) abschalten, die den Ablauf durch das Filter pumpte

1-9β Anlage nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch einen Notüberlauf (78) im oberen £eil der Filterkammer (22), durch den bei einem zeitwelligen Versagen der Filterpumpe (62) kurzzeitig belüfteter und abgesetzter,

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aber unfiltrierter Ablauf aus dem Behälter (10) entlassen wird ο

20« Anlage, nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhren (44) des Abscheiders (42) so dimensioniert sind, daß bei dem der Konstruktion zugrundegelegten maximalen Durchsatz von Abwasser durch die Anlage die Verweilzeit des Abwassers in den Röhren etwa 15 Minuten nicht übersteigt«

ο Anlage nach Anspruch 5 oder einem der folgenden Anspruches dadurch gekennzeichnet, daß die Filteranordnung ein Unterzugsystem (54) und ein auf diesem liegendes Bett (52) von Filtermedien aufweist, das aus mindestens drei miteinander vermischten Materia lien mit unterschiedlichem spezifischen Gewicht besteht und eine gleichmäßig sich verjüngende Porenverteilung von grob nach fein in der Strömungsrich— tung durch das Filterbett hat»

22· Anlage nach Anspruch 5 oder einem der folgenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel (64) zum Chlorieren des Filterablaufes.

23. Anlage nach Anspruch 13» gekennzeichnet durch ein Sperrelement (79)» das die erste Leitungsanordnung zwischen der Durchlüftungskammer und der Filterkammer während des Waschvorganges verschließt«

24« Anlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß am normalen Yfasserspiegel über den Röhren des Ab-. scheiders eine Abschäumplatte (47) angebracht ist, die den Oberfläohenschaum daran hindert, über den dammartigen Überlauf (50) in die Filterkammer (24) überzutreten, und daß eine Rückführeinrichtung (51, 53, 55) _wftir den Schaum vorgesehen ist, die unter Um-

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gehung der Röhren den Schaum in die Durchlüftungskammer zurüokleitet und die intermittierend nur während des Auswaschens des PiIters tätig ist·

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