DE19624943A1

DE19624943A1 - Sewage treatment system for farmsteads or hamlets

Info

Publication number: DE19624943A1
Application number: DE19624943A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dipl Ing Boller
Original assignee: DECKER PETER 57250 NETPHEN DE
Current assignee: DECKER PETER 57250 NETPHEN DE
Priority date: 1996-06-24
Filing date: 1996-06-24
Publication date: 1998-01-08

Abstract

Sewage treatment system for farmsteads and/or hamlets, has primary (A) and secondary (B) three chamber treatment systems, where the sludge and nitrate-rich water is recirculated several times from the settling chamber (11) of the secondary system (B) to the first (2) second (3) or third (4) chamber of the primary system (A) where it mixes with raw sewage. In the third chamber (4), it is agitated and denitrified under anaerobic conditions. Also claimed is the plant for the above method.

Description

Bei Kleinsiedlungen oder Einzelgehöften gab es bisher Dreikammer-Klärgruben, die heute nicht mehr erlaubt sind. Statt dessen sind vollbiologische Kläranlagen zu verwenden. Daher wird oft einem konventionellen Dreikammersystem ein zweites Dreikammersystem nachgeschaltet, von dem die größte Kammer z. B. eine Tropfkörperkammer ist, die mit Basaltgestein oder Kunststoffullkörpern gefüllt ist. Die zweite Kammer des zweiten Dreikammersystems ist eine Pumpenkammer, von der mit einer niveaugesteuerten Pumpe das Wasser, das infolge eines aeroben Prozesses in der Tropfkörperkammer nitrathaltig ist, in die Nachklärkammer des zweiten Dreikammersystems gepumpt wird, in der sich Schlamm absetzt und aus der das "gereinigte" Abwasser aus der Anlage in den Vorfluter, z. B. einen Bach, abgeführt wird. Dieses die Anlage verlassende Wasser ist aber bei bekannten Anlagen noch nitrathaltig, und das Nitrat (NO₃) ist ein Gewässerschadstoff.So far there have been small settlements or individual farmsteads Three-chamber septic tanks that are no longer permitted today. Fully biological sewage treatment plants are to be used instead. Therefore, a conventional three-chamber system is often used downstream two-chamber system, the largest of which Chamber z. B. is a trickling chamber with basalt rock or plastic body is filled. The second chamber of the second three-chamber system is a pump chamber, of which with a level-controlled pump, the water that results an aerobic process in the trickling filter chamber containing nitrate is in the secondary clarification chamber of the second three-chamber system is pumped in which sludge settles and from which the "Purified" wastewater from the plant in the receiving water, e.g. B. a stream that is drained. This one leaving the facility However, water is still nitrate-containing in known systems, and the nitrate (NO₃) is a water pollutant.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage für Kleinkläranlagen zu schaffen, mit denen durch eine gezielte Denitrifikation das in die Umwelt entlassene geklärte Wasser im wesentlichen von Nitrat befreit ist.The invention has for its object a method and to create a system for small wastewater treatment plants with which through targeted denitrification into the environment discharged clarified water essentially freed of nitrate is.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren, wie es im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegeben ist, und löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß sowohl Schlamm als auch das nitrathaltige Wasser aus der Nachklärkammer in großen Mengen in das erste Dreikammersystem, z. B. in die zweite Kammer, zurückgepumpt, mit Rohabwasser vermischt und mit Hilfe einer Umwälzeinrichtung, die beispielsweise ein Rührwerk sein kann, in der dritten Kammer unter Abwesenheit von Luftsauerstoff (anoxische Zone) denitrifiziert wird. The invention is based on a method as it is is specified in the preamble of claim 1, and solves the task in that both mud also the nitrate-containing water from the clarifier in large quantities in the first three-chamber system, e.g. B. in the second chamber, pumped back, mixed with raw sewage and with the help of a circulating device, for example a Agitator may be absent in the third chamber is denitrified by atmospheric oxygen (anoxic zone).

Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehene Anlage hat im wesentlichen den im Oberbegriff des Patentanspruchs 3 angegebenen Aufbau und zur Lösung der gestellten Aufgabe die Besonderheit, daß in einem Pumpenraum im unteren Teil der Nachklärkammer eine zweite Pumpe zur Rezirkulation des sedimentierten Schlamms und des nitrathaltigen Wassers zum ersten Dreikammersystem vorgesehen ist und daß die dritte Kammer des ersten Dreikammersystems mit einer Umwälzeinrichtung, z. B. einem Rührwerk, ausgestattet ist.To carry out the method according to the invention The proposed system has essentially that in the preamble of claim 3 specified structure and to solve the the task peculiarity that in a pump room in the lower part of the clarifier a second pump for Recirculation of sedimented sludge and nitrate-containing water to the first three-chamber system is provided and that the third chamber of the first Three-chamber system with a circulating device, e.g. B. one Agitator, is equipped.

In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.An exemplary embodiment is shown schematically in the drawing an inventive system for performing the represented method according to the invention.

Über einen Zulauf 1 wird das Rohabwasser in eine erste Kammer 2 eines ersten Dreikammersystems A eingeleitet, wo eine Vorklärung stattfindet. Die erste Kammer 2 ist mittels Überlauf und/oder "Kurzschluß" mit einer zweiten Kammer 3 verbunden und diese zweite Kammer 3 mit einer dritten Kammer 4. Aus dieser dritten Kammer 4 läuft das vorgeklärte Abwasser über in ein zweites Dreikammersystem B, dessen erste (größte) Kammer eine Tropfkörperkammer 5 mit einer Packung aus Füllkörpern 6 ist. Das Abwasser rieselt über eine Verteilereinrichtung, z. B. eine Prallplatte 7, und über die Füllkörper 6 nach unten und gelangt ungestaut über einen Schrägboden 8 in eine kleinere Pumpenkammer 9, in der sich eine erste Pumpe 10 befindet, die niveaugesteuert bei Erreichen einer vorgegebenen Füllhöhe in der Pumpenkammer 9 zugeschaltet wird und das Wasser in eine dritte Kammer des zweiten Dreikammersystems B, z. B. in eine Nachklärkammer 11, fördert. In der Nachklärkammer 11 wird Schlamm sedimentiert, und das geklärte Wasser wird aus dem oberen Teil der Nachklärkammer 11 über einen Ablauf 12 in einen Vorfluter, z. B. Bach, abgeführt. The raw wastewater is introduced into a first chamber 2 of a first three-chamber system A via an inlet 1 , where a preliminary treatment takes place. The first chamber 2 is connected to a second chamber 3 by means of an overflow and / or "short circuit", and this second chamber 3 is connected to a third chamber 4 . From this third chamber 4 , the pre-clarified waste water flows into a second three-chamber system B, the first (largest) chamber of which is a trickling filter chamber 5 with a packing of packing elements 6 . The wastewater trickles through a distribution device, e.g. B. a baffle plate 7 , and over the filler 6 down and reaches a jammed bottom 8 in a smaller pump chamber 9 , in which there is a first pump 10 , which is switched on when a predetermined filling level is reached in the pump chamber 9 and that Water in a third chamber of the second three-chamber system B, z. B. in a clarifier 11 , promotes. In the secondary settling tank 11 is sedimented sludge, and the clarified water from the upper part of the secondary settling tank via an outlet 12 into a receiving water, such. 11 B. Bach.

Das in den Vorfluter abgeführte "geklärte" Abwasser ist bei bekannten Kleinkläranlagen jedoch nitrathaltig, da in der ersten Kammer, d. h. in der Tropfkörperkammer 5 des zweiten Dreikammersystems B sich durch rege Bakterieneinwirkung ein biologischer Rasen bildet, der die entsprechende biologische Reinigung vornimmt. Die Füllkörper 6 der Tropfkörperkammer 5 haben ein großes Gefüge, d. h. bieten dem Wasser eine große Rieseloberfläche, so daß Sauerstoff überall hinkommt und damit organische Kohlenstoffverbindungen abgebaut werden. Bei entsprechend großer Bemessung der Füllkörper 6 findet auch eine Umwandlung von Ammonium in Nitratstickstoff durch einen aeroben Prozeß statt.The "clarified" wastewater discharged into the receiving water is, however, nitrate-containing in known small sewage treatment plants, since in the first chamber, ie in the trickling filter chamber 5 of the second three-chamber system B, a biological lawn forms through active bacteria, which carries out the corresponding biological cleaning. The packing 6 of the trickling filter chamber 5 have a large structure, ie they offer the water a large trickling surface, so that oxygen gets everywhere and organic carbon compounds are thus broken down. With a correspondingly large dimensioning of the packing 6 , a conversion of ammonium into nitrate nitrogen takes place by an aerobic process.

Dieses NO₃ wird in herkömmlichen Kleinkläranlagen nicht weiter abgebaut, sondern gelangt mit dem Wasser ins Freie und bildet dort einen Gewässerschadstoff, der unerwünscht ist.This NO₃ is in conventional small sewage treatment plants not further broken down, but gets into the water Free and forms a water pollutant there is undesirable.

Es ist zwar bei bekannten Kleinkläranlagen auch üblich, insbesondere den sedimentierten Schlamm aus der Nachklärkammer 11 in die dritte Kammer 4 des ersten Dreikammersystems A zurückzuführen; dabei wird jedoch gezielt kein Stickstoff abgebaut.It is also common in known small sewage treatment plants, in particular to return the sedimented sludge from the secondary clarification chamber 11 to the third chamber 4 of the first three-chamber system A; however, no nitrogen is specifically broken down.

Um eine Denitrifikation gezielt einzuleiten, wird nunmehr nicht nur Schlamm, sondern auch das nitrathaltige Wasser aus der Nachklärkammer 11 durch eine zweite Pumpe 13 zum ersten Dreikammersystem A, und zwar zweckmäßig in die zweite Kammer 3 (alternativ auch in die erste Kammer 2 oder die dritte Kammer 4) desselben, in großen Mengen, vorteilhaft dreimal, zurückgepumpt und mit dem Rohabwasser vermischt. Die dritte Kammer 4 des ersten Dreikammersystems A ist mit einer Umwälzeinrichtung 14, die im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Rührwerk ist, ausgestattet. Unter Abwesenheit von Luftsauerstoff (anoxische Verhältnisse) wird hier eine Denitrifikation gezielt eingeleitet, d. h. denitrifizierende Bakterien entnehmen dem Nitrat bei Fehlen von ungelöstem Sauerstoff den Sauerstoff zum Überleben und oxidieren somit das Nitrat so weit, daß der Stickstoff gasförmig entweichen kann.In order to initiate denitrification in a targeted manner, not only sludge, but also the nitrate-containing water from the secondary clarification chamber 11 is now transferred to the first three-chamber system A by a second pump 13 , expediently into the second chamber 3 (alternatively also into the first chamber 2 or the third Chamber 4 ) of the same, in large quantities, advantageously three times, pumped back and mixed with the raw sewage. The third chamber 4 of the first three-chamber system A is equipped with a circulating device 14 , which in the exemplary embodiment shown is an agitator. In the absence of atmospheric oxygen (anoxic conditions), denitrification is initiated in a targeted manner, ie denitrifying bacteria remove the oxygen from the nitrate in the absence of undissolved oxygen for survival and thus oxidize the nitrate to such an extent that the nitrogen can escape in gaseous form.

Durch die Umwälzeinrichtung 14 wird somit eine innige Durchmischung des nitrathaltigen Abwassers mit dem Rohabwasser bewirkt und dadurch der Denitrifikationsprozeß gezielt eingeleitet. Es wird ein bewußtes Zusammentreffen von Bakterien und Rohabwasser mit dem Kohlenstoff, den die Bakterie braucht, um dem Nitration den Sauerstoff zu entziehen, herbeigeführt. Die Reaktionsgeschwindigkeit und damit auch der Reaktionsumsatz sind groß.The circulation device 14 thus causes intimate mixing of the nitrate-containing wastewater with the raw wastewater, and the denitrification process is thereby initiated in a targeted manner. A conscious encounter of bacteria and raw sewage with the carbon which the bacteria need to remove the oxygen from the nitrate ion is brought about. The reaction speed and thus the reaction turnover are great.

Bei der beschriebenen Anlage können vorhandene und bewährte Anlagenteile Verwendung finden. Eine problemlose Nachrüstung bestehender Anlagen, sogar verschiedener Fabrikate, ist möglich. Die Anlage kann insbesondere an Standorten mit erhöhten Anforderungen eingesetzt werden. Das Verfahren der gezielten Stickstoffelimination kann auch in anderen Arten von Kleinkläranlagen (Belebtschlammverfahren) Anwendung finden.In the system described, existing and proven system parts are used. An easy one Retrofitting existing systems, even different ones Makes, is possible. The facility can in particular Locations with increased requirements can be used. The method of targeted nitrogen elimination can also in other types of small sewage treatment plants (activated sludge process) Find application.

BezugszeichenlisteReference list

A erstes Dreikammersystem
B zweites Dreikammersystem
1 Zulauf zu A
2 erste Kammer von A
3 zweite Kammer von A
4 dritte Kammer von A
5 Tropfkörperkammer von B
6 Füllkörper in 5
7 Prallplatte in 5
8 Schrägboden in 5
9 Pumpenkammer von B
10 erste Pumpe (in 9)
11 Nachklärkammer von B
12 Ablauf von B
13 zweite Pumpe in 11
14 UmwälzeinrichtungA first three-chamber system
B second three-chamber system
1 inflow to A
2 first chamber of A
3 second chamber of A
4 third chamber of A
5 trickling filter chamber from B
6 fillers in 5
7 baffle plate in 5
8 sloping floor in 5
9 pump chamber from B
10 first pump (in 9 )
11 Clarification chamber from B
12 Sequence of B
13 second pump in 11
14 Circulation device

Claims

1. A process for clarifying the wastewater from small settlements or individual farms, in which the raw wastewater is fed to a first three-chamber system for preliminary clarification and from there is introduced into a trickling chamber of a second three-chamber system, a biological lawn for the biological purification of the wastewater being formed in the trickling chamber by the action of bacteria and organic carbon compounds are broken down by the action of oxygen, whereby also in an aerobic process a conversion of ammonium into nitrate nitrogen NO₃ takes place, finally from the trickling chamber via a pump chamber with a level-controlled pump, the nitrate-containing water into a secondary clarification chamber of the second three-chamber system Sedimentation of the sludge is pumped, characterized in that both sludge and the nitrate-containing water from the secondary clarification chamber in large quantities in the first three-chamber system, for. B. in the second chamber (or alternatively in the first or second chamber), pumped back, mixed with raw waste water and denitrified with the aid of a circulating device in the third chamber under anaerobic conditions.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the nitrate-containing water with the sludge from the Secondary clarifier is recirculated three times.

3. System for performing the method according to claims 1 and 2, consisting of a first three-chamber system (A) and a second three-chamber system (B), the first chamber of the second three-chamber system (B) being designed as a trickling filter chamber ( 5 ), the second Chamber is a pump chamber ( 9 ) with a level-controlled first pump ( 10 ) and the third chamber is a secondary clarification chamber ( 11 ), characterized in that in a pump chamber in the lower part of the secondary clarification chamber ( 11 ) a second pump ( 13 ) for recirculation of the sedimented Sludge and the nitrate-containing water to the first three-chamber system (A) is provided and that the third chamber ( 4 ) of the first three-chamber system (A) is equipped with a circulating device ( 14 ).

4. Plant according to claim 3, characterized in that the circulating device ( 14 ) is an agitator.

5. Plant according to claim 3, characterized in that the circulating device ( 14 ) is a circulating pump or the like.