DE19717748A1

DE19717748A1 - Verfahren und Einrichtung für Vorklärung von diskontinuierlich zufließendem Abwasser

Info

Publication number: DE19717748A1
Application number: DE19717748A
Authority: DE
Inventors: Guenter Geisert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-02-02
Filing date: 1997-04-20
Publication date: 1998-08-06

Description

Die Neuerung betrifft ein Verfahren und eine Absetzeinrichtung zur Vorklärung von kommunalen und industriellen Abwasser, das anschließend in einer biologischen Reinigungsstufe weiter behandelt wird.

Zielstellung der Aufbereitung von kommunalen Abwasser ist der möglichst vollständige Abbau von organischen Substanzen und die Minimierung von Nährstoffen wie Nitrat und Phosphat in der Endstufe. Das erfolgt zum großen Teil in großen, zentralen biologischen Kläranlagen, an die sämtliche Haushalte einer Gemeinde oder mehrerer Gemeinden angeschlossen und die für die Anzahl der einspeisenden Haushalte sowie für die Tages- und Wochengänge des Abwassers hinreichend dimensioniert sind.

In dünn und weitläufig besiedelten Landstrichen ist die Einrichtung und die Unterhaltung zentraler Kläranlagen mit überdurchschnittlichen finanziellen Aufwendungen verbunden, die die Abwasserpreise in die Höhe treiben. Hier bietet eine dezentrale Abwasserentsorgung, mit der die Länge des Kanalnetzes minimiert wird, eine Alternative zur zentralen Abwasserentsorgung mit ihrem langen Kanalnetz.

Aber besonders kleinere Kläranlagen sind - wenn die vorgegebenen Grenzwerte eingehalten werden sollen - nach der höchsten Belastung auszulegen, da sich bei ihnen Schwankungen infolge der sogenannten Tages- oder Wochengängen besonders negativ auswirken. Das führt zu Überdimensionierungen mit den bekannten negativen Auswirkungen auf die Gebühren.

Um eine Überdimensionierung zu vermeiden ist es bekannt, zusätzliche Speicherräume beizuordnen. In der DE PS 35 21 412 wird z. B. vorgeschlagen, zwischen dem Schwerkraftabscheider und der Nachreinigungseinrichtung ein Speicherbecken einzufügen, das die Überlast in den Spitzenzeiten zwischen speichert und danach abgibt. Weiterhin sind auch Speicherbecken bekannt, die parallel zur Vorklärung angeordnet sind.

Diese bekannten Speicher können die Zuflußschwankungen zwar ausgleichen, erfordern aber einen zusätzlichen Aufwand (Bauwerke, Standflächen, Pumpen usw.).

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei diskontinuierlichem Zufluß zur Vorklärung einen relativ gleichmäßigen Abwasserstrom an die nachfolgenden Reinigungsstufen zu ermöglichen, ohne daß zusätzliche Zwischenspeicher verwendet werden bei gleichzeitig verbesserter Absetzwirkung und Schlammspeicherung der Vorklärung.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Vorklärungsstufe so ausgebildet ist, daß sie in Zeiten geringen Abwasseranfalls zu großen Teilen leergefahren und in Zeiten erhöhten Abwasseranfalls zur Zwischenspeicherung dieser Abwassermengen genutzt wird. Das in Zeiten der niedrigen Belastung geschaffene Speichervolumen wird in Zeiten der erhöhten Belastung wieder aufgefüllt.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei geringerem Abwasserzufluß die Höhe des Flüssigkeitsspiegels/Sedimenters bei gleicher Sedimentationswirkung verkleinert werden kann, ohne daß die Sedimente wieder aufgewirbelt werden.

Diese Lösung gestattet es, bei der Projektierung neuer Kläranlagen auf aufwendige Speicher zu verzichten. Weiterhin gestattet diese Lösung, die Kapazität vorhandener Kläranlagen durch entsprechende Einbauten in der Vorklärstufe zu erweitern. Der Aufwand für Erweiterungsinvestitionen kann damit minimiert werden.

Durch die Anordnung von Zwischenwände in der Vorklärung können mehrere miteinander verbundene Kammern gebildet werden, wodurch die Trennung und Rückhaltung der verschiedenen Sedimente auch bei Absenkung des Abwasserspiegels gewährleistet wird.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Beispiele erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht (Längsseite) der Vor- und Nachklärung einer Containerkläranlage im Schnitt.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht (Querseite) der Vor- und Nachklärung einer Containerkläranlage im Schnitt.

Fig. 3 zeigt die Draufsicht der Vor- und Nachklärung einer Containerkläranlage.

Die Containerbauweise ist für kleine Kläranlagen üblich. Im Ausführungsbeispiel ist der zweite Container für die biologische Reinigungsstufe und die erforderlichen Rohrverbindungen nicht dargestellt.

Der Container 1 ist durch eine Zwischenwand 2 in zwei Becken 3 und 4 für die Vor- und Nachklärung geteilt. Das Becken 3 für die Vorklärung ist durch zusätzliche Trennwände 5 und 6 in drei Kammern 7, 8 und 9 geteilt. Diese Kammern 7, 8 und 9 sind relativ schmal und erfordern deshalb keine Schrägen im Schlammsammelbereich. Dadurch steht das gesamte Volumen dieser Kammern unvermindert zur Vorklärung zur Verfügung.

Die Trennwand 6 erstreckt sich über die ganze Länge des Containers. Durch die Trennwand 5 wird eine kleine Kammer 7 für einen Sandfang gebildet. Die Trennwände 5 und 6 besitzen Abschnitte, die als Überlaufwehre ausgebildet sind. Die Kammern 7, 8 und 9 sind strömungstechnisch miteinander verbunden. Die Höhe der Trennwand 6 verringert sich in Strömungsrichtung kontinuierlich bis zu einem Überlauf 10. Dadurch vergrößert sich bei steigendem Wasserspiegel der Überlauf von der Kammer 8 zur Kammer 9. Die Kammern 8 und 9 weisen in Strömungsrichtung eine im Vergleich zur Länge geringe Breite auf, wodurch der Weg des zu klärenden Abwassers verlängert und die Möglichkeit den in der Kammer 8 gesammelten Schlamm abzuziehen, verbessert wird.

In der Kammer 7 ist ein nach unten ragender Zuführungstrichter 11 angeordnet. Der Boden der Kammern 7 liegt über dem Containerboden. Damit können die Sedimentabzugsrohre 12 und 13 der Kammern 7 und 8 übereinander an der freien Stirnseite angeordnet werden.

Die Kammer 9 ist mit der biologischen Reinigungsstufe durch den Überlauf A und eine im Bodenbereich der Kammer 3 angeordneten Abfluß B verbunden. Der Abfluß B wird dann aktiviert wenn die biologische Reinigungsstufe und die Vorklärung leer gefahren werden sollen.

Zwischen der Kammer 7 ist und der biologischen Reinigungsstufe existiert eine direkte Verbindung 15, so daß bei Reinigungs- und Wartungsarbeiten in den Kammern 8 und 9 der Abwasserzufluß direkt von der Kammer 7 in die biologische Reinigungsstufe geleitet wird und nicht unterbrochen werden muß. Die Verbindung 15 ist in einer solchen Höhe über dem Boden der Kammer 7 angeordnet, daß Sand und grobe Sedimente in der Kammer 7 zurückgehalten werden.

Die erfindungsgemäße Einrichtung funktioniert wie folgt:
Der Zufluß des Abwassers, der mittels eines Durchflußmessers kontrolliert wird, erfolgt über den Trichter 11 in die Kammer 7, in der Sand und grobe Sedimente zurückgehalten werden. Das in die Kammer 7 eingeleitete Abwasser fließt über die Trennwand 5 in die Kammer 8, von dort in die Kammer 9 und dann über die Abläufe A und B in den zweiten Container zur biologischen Reinigung (nicht dargestellt), von wo es zur Nachklärung 4 geleitet wird.

Am Ende der Phase großen Abwasserzuflusses sind die Kammern 7, 8 und 9 maximal gefüllt. Die aus der Verklärung in die biologische Reinigungsstufe fließenden Abwässer werden dort behandelt.

Sinkt nach der Phase großen Abwasserzuflusses die Zuflußmenge, fließt entsprechend weniger Abwasser in die Reinigungsstufe, die dadurch nicht ausgelastet ist. Der Durchflußmesser registriert die gesunkene Zuflußmenge über einen definierten Zeitraum und steuert eine Pumpe 14 (nicht dargestellt) so an, daß aus der Kammer 9 die Differenz zwischen der in der biologischen Reinigungsstufe innerhalb des definierten Zeitraumes maximal zu behandelnden Abwassermenge und dem Abwasserzufluß in die Kammer 7 der biologischen Reinigungsstufe zugeführt wird. Dadurch sinkt der Abwasserspiegel in den Kammern 9 und 8. Ist der Abwasserspiegel unter das Niveau des Abflusses A gesunken, fördert die Pumpe 14 im definiertem Zeitraum eine solche Abwassermenge in die biologische Reinigungsstufe, wie diese in dem definiertem Zeitraum zu behandeln vermag.

Durch den sinkenden Abwasserspiegel in der Kammer 9 verringert sich der Durchflußquerschnitt von der Kammer 8 zur Kammer 9. Je tiefer der Abwasserspiegel sinkt, desto mehr verlängert sich der Zufluß zur Kammer 9. Der längere Fließweg verbessert die Absatzwirkung und gleicht das geringere Absetzvolumen aus. Das eigentliche Wehr 10 zwischen den Kammern 8 und 9 hält den abgelagerten Schlamm in der Kammer 8 zurück. Damit kann die Kammer 9 in einer Phase geringen Zuflusses annähernd leer gepumpt werden und steht zur Aufrahme von Abwasser bei erhöhtem Zufluß zur Verfügung.

Registriert der Durchflußmesser einen erhöhten Zulauf an Abwasser, dann wird das Abpumpen aus der Kammer 9 solange fortgesetzt, bis der Abwasserstand in der Kammer 9 ein definiertes Niveau (z. B. das Niveau des Abflusses A) erreicht hat. Ist die vorgegebene Füllhöhe erreicht, wird die Pumpe abgestellt und das Abwasser fließt über den Ablauf A in die biologische Reinigungsstufe. Durch die Form der Trennwand 5 vergrößert sich bei zunehmendem Abwasserzufluß und steigender Füllhöhe der Durchflußquerschnitt von der Kammer 8 zur Kammer 9. Die Vergrößerung des Durchflußquerschnitts führt zu einer Reduktion der Fließgeschwindigkeit des Abwassers was dazu führt, daß die Sedimentation im unteren Bereich der Kammer 8 bei steigendem Durchsatz nicht beeinträchtigt wird.

Die Steuerung der Pumpe 14 kann, statt über den Durchflußmesser, über den aus Beobachtungen bekannten Tages- und Wochengang in der Art erfolgen, daß zu definierten Zeitpunkten die Pumpe 14 die Förderung des Abwassers von der Kammer 9 in die biologische Reinigungsstufe übernimmt und die Kammern 8 und 9 leer fährt.

Zwischen der Kammer 7 ist und der biologischen Reinigungsstufe existiert eine direkte Verbindung 15, so daß bei Reinigungs- und Wartungsarbeiten in den Kammern 8 und 9 der Abwasserzufluß nicht unterbrochen werden muß.

Die einzelnen Elemente können Modular den Gegebenheiten angepaßt werden.

Claims

1. Verfahren zur Vorklärung von diskontinuierlich zufließenden Abwasser durch Sedimentation in Absetzbecken, wobei das Abwasser an einer Seite zugeführt, die Feststoffe auf dem Boden gesammelt und von dort abgezogen werden und das vorgeklärte Abwasser durch einen Überlauf der biologischen Reinigungsstufe zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß

- in einer Phase sinkenden Abwasserzuflusses, in der entsprechend weniger Abwasser in die biologische Reinigungsstufe fließt, eine Pumpe so angesteuert wird, daß aus der maximal gefüllten Vorklärung eine solche Abwassermenge, die höchstens der Differenz zwischen der in der biologischen Reinigungsstufe innerhalb eines definierten Zeitraumes maximal zu behandelnden Abwassermenge und dem im definierten Zeitraum zu verzeichnenden Abwasserzufluß in die Vorklärung entspricht, der biologischen Reinigungsstufe zugeführt wird,
- nachdem der Abwasserspiegel in der Vorklärung unter das Niveau des Überlaufes zur biologischen Reinigungsstufe gesunken ist, die Pumpe im definiertem Zeitraum höchstens eine solche Abwassermenge in die biologische Reinigungsstufe fördert, wie diese in dem definiertem Zeitraum zu behandeln vermag, so daß die Vorklärung in der Phase geringen Abwasserzuflusses annähernd leer gepumpt wird,
- das Abpumpen aus der Vorklärung solange fortgesetzt wird, bis durch steigenden Abwasserzufluß das Volumen der Vorklärung wieder aufgefüllt ist,
- nachdem die Vorklärung wieder maximal gefüllt ist, das vorgeklärte Abwasser wieder über den Überlauf der biologischen Reinigungsstufe zugeführt wird

2. Einrichtung zur Vorklärung von diskontinuierlich zufließendem Abwasser, bestehend aus einem Vorklarbecken, dadurch gekennzeichnet, daß

- in mindestens einem Becken für die Vorklärung (3) durch Trennwände (5) und (6) mehrere hinter einander liegende, strömungstechnisch miteinander verbundene Kammern (7), (8) und (9) gebildet werden,
- die Kammer (9) durch einen Überlauf A und eine Pumpe (14) mit der biologischen Reinigungsstufe verbunden ist,
- die Trennwand (6) stromabwärts eine abnehmende Höhe besitzt und im Endbereich ein Überfallwehr (10) mit einer Höhe von 1/6 bis 1/3 der Gesamthöhe des Beckens bildet.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (3) neben dem üblichen Ablauf A ein zusätzlicher Ablauf B besitzt, der in Bodennähe der Kammer (3) angeordnet ist.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kammer (7) einen bis in den mittleren Bereich ragenden Zuführungstrichter (11) und einen Sedimentabzug (12) im Bodenbereich besitzt, wobei die Trennwand (5) ein Überfallwehr aufweist, von dem das Abwasser durch die Kammer (8), die im Bodenbereich einen Sedimentabzug (13) besitzt, über das füllstandsangepaßte Überfallwehr (10) zur Kammer (9) fließt.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (7) über den Abfluß (15) direkt mit der biologischen Reinigungsstufe direkt verbunden ist.

6. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (9) zusätzlich über den im Bodenbereich der Kammer angeordneten Abfluß B mit der biologischen Reinigungsstufe direkt verbunden ist.

7. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (8) und (9) in Strömungsrichtung eine im Vergleich zur Länge geringe Breite aufweisen.