DE19812397B4

DE19812397B4 - Vollbiologische Kleinkläranlage mit zwei belüfteten Belebungsbecken

Info

Publication number: DE19812397B4
Application number: DE19812397.3A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Zink
Original assignee: KOSERVICE GES fur UMWELTANALYTIK und KLARANLAGENBETREUUNG MBH; OKOSERVICE GESELLSCHAFT fur UMWELTANALYTIK und KLARANLAGENBETREUUNG MBH
Current assignee: KOSERVICE GES fur UMWELTANALYTIK und KLARANLAGENBETREUUNG MBH; OKOSERVICE GESELLSCHAFT fur UMWELTANALYTIK und KLARANLAGENBETREUUNG MBH
Priority date: 1998-03-20
Filing date: 1998-03-20
Publication date: 2015-04-02
Anticipated expiration: 2018-03-21
Also published as: WO1999057068A1; DE19812397A1

Abstract

Vollbiologische Kleinkläranlage mit zwei Belebungsbecken (4, 5) mit Einrichtungen zur Überleitung mindestens eines Teiles der Füllung der einen Belebungskammer in die andere, die in Zyklen mit zeitlich nacheinander zu durchlaufenden Phasen, nämlich einer ersten Phase, in der eine intermittierend betriebene Belüftung erfolgt, in der das Abwasser mit Sauerstoff angereichert und gleichzeitig durchmischt und umgewälzt wird, und einer zweiten Phase, in der eine Sedimentation stattfindet und sich im oberen Bereich eine Klarwasserzone aus gereinigtem Abwasser ausbildet, betreibbar ist, wobei in das erste Belebungsbecken (4) der Zulauf des zu reinigenden Abwassers erfolgt und aus dem zweiten Belebungsbecken (5) der Abzug des Klarwassers erfolgt, wobei in jedem Belebungsbecken (4, 5) jeweils eine Belüftungseinrichtung (9, 11) angeordnet ist, wobei die zwei Belebungsbecken (4, 5) in einem gemeinsamen Behälter (1) durch eine Trennwand (3) gebildet werden, wobei im ersten Belebungsbecken (4) eine Einrichtung (10) zur Überführung von vorgereinigtem Abwasser aus dem ersten Belebungsbecken (4) in das zweite Belebungsbecken (5) angeordnet ist, die eine Mammutpumpe aufweist, die mit ihrer Ansaugöffnung in das erste Belebungsbecken (4) reicht und die mindestens teilweise von einem Reinigungsrechen umgeben ist, der im oberen Bereich Abzugsschlitze aufweist, und wobei in der Trennwand (3) ein Rücklauf vom zweiten Belebungsbecken (5) in das erste Belebungsbecken (4) angeordnet ist, der ein Rohr (14) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine vollbiologische Kleinkläranlage mit zwei Belebungsbecken, wobei in das eine Belebungsbecken der Zulauf des zu reinigenden Abwassers und aus dem anderen Belebungsbecken der Abzug des Klarwassers erfolgt, mit mindestens einer Belüftungseinrichtung und Einrichtungen zur mindestens teilweisen Überleitung der Füllung der einen Belebungskammer in die andere.
Es sind biologische Kläranlagen, auch für geringere Mengen zu reinigenden Abwassers bekannt. So ist z. B. in der Druckschrift: ”Deutscher Alpen Verein” (DAV) Heft 1/97 unter dem Titel: ”Neues revolutionäres Abwasserreinigungsverfahren für das Meissner Haus” eine derartige Anlage beschrieben. Sie besteht aus einem Belebungsbecken, einem Sedimentations- und Umlaufbecken sowie einem Schlammspeicher in baulicher Einheit. Bei dieser bekannten Anordnung erfolgt der Abwasserzulauf über einen in der Belebungskammer angeordneten Schacht über eine Schneidradpumpe, der Überlauf in die Sedimentationskammer erfolgt über einen offenen Schacht, so dass ein kommunizierendes System zwischen der Belebungskammer und der Sedimentationskammer entsteht. Der Übertrag von Schlamm in den Schlammspeicher geschieht über eine schwimmend, in Schienen angeordnete Pumpe. Der Klarwasserabzug erfolgt bei dieser Anordnung aus der Sedimentationskammer. Wesentlich bei diesem bekannten Verfahren ist die Verbindung des Belebungsbeckens und des Sedimentationsbeckens derart, daß sie sich wie hydraulisch kommunizierende Gefäße verhalten. Im Belebungsbecken sind die Belüftungseinrichtungen und im Sedimentationsbecken die Einrichtungen für die Schlammkreisführung mit Leitwänden untergebracht.
Diese bekannte Anordnung hat den Vorteil einer hohen Reinigungsleistung bei geringem Volumenbedarf, nachteilig bei dieser Anordnung ist jedoch, daß gerade durch den vermeintlichen Vorteil der hydraulisch kommunizierenden Anordnung der beiden Kammern bei jedem Verfahrensschritt in der einen Kammer eine Auswirkung in die andere Kammer erfolgt, so daß z. B. bei verbrauchsbedingtem höherem Zulauf in die Belebungskammer automatisch der Wasserstand in der Sedimentationskammer sich ändert und eventuell zu einem Überlauf führt, obwohl die gewünschte Verweilzeit in der Sedimentationskammer noch nicht erreicht ist. Dabei kann es auch zu einer unerwünschten Umwälzung des Inhalts der Sedimentationskammer kommen, wodurch die Sedimentation gestört wird. Ferner werden die erforderlichen Phasen der Reinigung räumlich voneinander getrennt durchlaufen. Diese bekannte Anordnung verlangt auch dadurch einen höheren Überwachungsaufwand.
Aus der DE 195 33 737 A1 ist eine Kleinkläranlage kompakter Bauweise bekannt. Diese Kleinkläranlage hat einzelne, in einem gemeinsamen Behälter angeordnete Kammern, einen Abwasserzulauf und einen Klarwasserablauf und Verbindungsleitungen zwischen einzelnen Kammern sowie eine Einrichtung zur Belüftung. In einem runden Behälter sind zwei hintereinander geschaltete Belebungskammern, die durch eine Verbindungsleitung miteinander verbunden sind und ferner eine Nachklärkammer sowie ein Schlammstapelraum und eine Belüftung und eine Schlammüberschussleitung zwischen der Nachklärkammer und dem Schlammstapelraum angeordnet. Die Belebungskammern werden mit Rohrwasser ohne mechanische Vorklärung beschickt. In dieser Druckschrift ist keine Betreibbarkeit der Kleinkläranlage mit zeitlich nacheinander zu durchlaufenden Phasen offenbart. Die in der 2 mit dem Bezugszeichen 11 gekennzeichnete Einrichtung zur Überführung von vorgereinigtem Abwasser aus dem ersten Belebungsbecken 2 in das zweite Belebungsbecken 3 ist als einfache Verbindungsleitung ausgeführt. Es ist kein Rücklauf vom zweiten Belebungsbecken in das erste Belebungsbecken vorgesehen.
Der Erfindung liegt, ausgehend von dem bekannten Stand der Technik, die Aufgabe zu Grunde, eine vollbiologische Kleinkläranlage aufzuzeigen, die bei besonders geringem Bauaufwand und Bauvolumen weitgehendst wartungsunabhängig arbeitet und zu einem biologisch stabilisierten Schlamm führt. Die Anordnung soll ferner werkstattseitig montierbar sein, so daß sie in eine vorbereitete Grube – bei Anordnung im Erdreich – oder auf einen ebenen Boden nur eingebracht bzw. aufgesetzt und die Versorgungsanschlüsse angeschlossen werden müssen. Dabei sollen die Phasen der vollbiologischen Reinigung zeitlich nacheinander durchlaufen werden.
Die Lösung der Aufgabe ergibt eine vollbiologische Kleinkläranlage mit dem Kennzeichen, daß in einem gemeinsamen vorzugsweise runden Behälter durch eine Trennwand zwei Belebungsbecken gebildet werden mit jeweils einer Belüftungseinrichtung und in der Trennwand eineinen Rücklauf zwischen der zweiten und der ersten Belebungskammer und in der ersten Belebungskammer eine Einrichtung zur Überführung von Wasser in die zweite Belebungskammer angeordnet ist. Bei dieser Anordnung können die vollbiologischen Reinigungsphasen zeitlich nacheinander durchfahren werden. Das wird durch die erfindungsgemäße Anordnung von zwei hintereinander geschalteten Belebungskammern erreicht und durch die Anordnung des Rücklaufs von dem zweiten in das erste Belebungsbecken sowie der Anordnung von je einer Belüftungseinrichtung in beiden Belebungskammern. So können pro Tag z. B. jeweils zwei bis vier oder auch mehr Zyklen durchlaufen werden. In der ersten Phase eines Zyklus erfolgt die intermittierend betriebene Belüftung, in der das Abwasser mit Sauerstoff angereichert und gleichzeitig durchmischt und umgewälzt wird. Dabei werden in der Regel durch die Umwälzung die Feststoffe im Abwasser zerkleinert und abgebaut. Über eine Rechen- oder Siebeinrichtung wird das Abwasser aus der ersten Kammer in die zweite Kammer geführt, z. B. durch einen Luftheber. Bei Sonderbelastungen kann eine Schneidradpumpe als Überführeinrichtung. Hierbei kann auf die Rechen- oder Siebeinrichtung verzichtet werden. In der Pausenzeit der Belüftung erfolgt der Flockungsvorgang des Belebtschlammes. Dadurch werden optimale Absetzeigenschaften des Belebtschlammes erzielt. In der zweiten Phase des Zyklus findet eine etwa einstündige Sedimentation statt. Während dieser Zeit bildet sich im oberen Bereich des Beckens eine Klarwasserzone aus gereinigtem Abwasser aus. Dieses wird aus dem zweiten Becken mittels einer Tauchpumpe abgezogen und in den Ablauf geführt. Der besondere Vorteil besteht darin, daß mit dieser Anlage ausschließlich biologisch stabilisierter Schlamm erzeugt wird, der direkt verwertbar ist. Falls, z. B. aus vorhandenem Bestand, eine mechanische Vorreinigung vorgeschaltet ist, entsteht nicht ausschließlich biologisch stabilisierter Schlamm. Hierbei kann dann auf Rechen oder Sieb verzichtet werden. Mit dem einer Vererdung zugeführten Überschußschlamm bildet sich damit ein geschlossenes System bei dem am Ende auf dem Grundstück produzierter Humus steht. Es hat sich gezeigt, daß 2 bis 4 Zyklen pro Tag ausreichen für alles anfallende Wasser üblicher Kleinanlagen. Bei dieser Anlage kann der Rücklauf von dem Belebungsbecken zwei in das Belebungsbecken eins die Überlaufhöhe dadurch verändert und angepaßt werden, daß als Überlauf ein Rohr mit abgewinkeltem und drehbeweglich gelagertem Endstück vorgesehen ist, wobei der abgewinkelte Teil um bis zu 90 Grad geschwenkt werden kann. Bei einer entsprechenden Länge des abgewinkelten, drehbeweglich angeordneten Teils, ist diese Variation der Überlaufhöhe in weiten Grenzen möglich.
Gemäß einer Weiterführung ist in dem zweiten Belebungsbecken eine Klarwasserpumpe angeordnet, deren Zulauf vorzugsweise aus einem biegsamen Rohr mit Abzugsöffnungen im oberen Bereich mit anschließendem Schwimmer besteht. Die Eintauchtiefe des Schwimmers kann über die Höhe des mit Eintrittsöffnungen versehenen Endstückes fest eingestellt werden. Die Abzugsöffnungen in dem biegsamen Schlauch sind daher vorzugsweise in dem Metallrohrendstück angeordnet, das in das biegsame Rohr eingesetzt ist und an dem der Schwimmer befestigt ist.
Die gemäß einer weiteren Ausgestaltung vorgesehene Anordnung einer Schneidradpumpe in der Abwasserfördereinrichtung zwischen der ersten und der zweiten Belebungskammer ist dann angebracht, wenn größere Verunreinigungen im Abwasser zu erwarten sind. Im Normaleinsatz genügt die Umwälzung des Abwassers, um anfallende Grobstoffe wie Textilien oder Papier zu zerkleinern. Diese Pumpe wird erst nach Abschluß der Sedimentation in Betrieb genommen und ist Zeit und/oder Niveau gesteuert.
Gemäß einer ganz besonders zweckmäßigen Weiterbildung ist in mindestens einer Belebungskammer ein sowohl in seiner Neigung als auch in seiner Höhe verstellbarer Boden angeordnet. Diese Böden sind der entsprechenden Kammer angepaßt so daß sie leicht bewegt werden können. Dieses gilt sowohl für das Verschwenken um eine Achse, wodurch die Neigung des Bodens verändert werden kann, als auch für eine parallele Höhenverstellung. Die Böden liegen jeweils frei in dem entsprechenden Belebungsbecken. Bei einer Kreissegmentform ist an mindestens einer der geraden Seiten ein Verstellelement, z. B. ein Seilzug angebracht, ein weiteres Element etwa in die Mitte des Segmentumfangs. Für eine Veränderung der Lage des Bodens, seinem Abstand zum Boden der Belebungskammer, werden alle Verstellelemente verkürzt, was zu einem Anheben des Bodens führt. Für eine Veränderung der Neigung des Bodens wird das an dem Kreisbogen des Segmentes Verstellelement verkürzt. Dadurch bleiben die rechtwinklig zueinander verlaufenden geraden Seiten des Bodens in ihrer Lage und nur der z. B. viertelkreisförmige Abschnitt des Bodens wird angehoben, so daß die gewünschte Neigung entsteht. Durch diesen Boden kann unterhalb des Bodens ein Schlammsammelraum gebildet werden. Durch die Veränderung der Neigung entsteht in dem angehobenen Bereich ein Spalt zwischen Gehäuse und Boden, durch den der Schlamm in den unter dem Boden liegenden Teil der Belebungskammer eintreten kann. Mit einer Höhenverstellung des geneigten Bodens kann dieser Raum vergrößert werden. Dadurch kann die Anlage immer mit dem zulässigen Trockensubstanzgehalt betrieben werden. Diese erfindungsgemäße Weiterführung ist auch unabhängig von der beschriebenen vollbiologischen Kleinkläranlage in allen anderen vergleichbaren Anlagen anwendbar.
Da die Belüftungseinrichtung, wenn sie auf dem Boden der Kammer angeordnet ist, bei eingeschalteter Belüftung der sich dort angesammelten Schlamm auf wirbelt, muß bei dem eingesetzten Boden die Belüftung auf dem beweglichen Boden angeordnet sein, sodaß unterhalb des Bodens eine Eindickung des Schlammes erfolgen kann. Bei dem eingesetzten und gegebenenfalls angehobenen und geneigten Boden, kommt es dann zu einer Verwirbelung mit Sauerstoff eintrag oberhalb dieses Bodens. Um ein gerichtetes Eindringen des aufgewirbelten Schlammes in dem Belebungsbecken zu erreichen, sind gemäß einer Weiterführung Strömungsleitelemente am Boden der jeweiligen Belebungskammer unterhalb des in seiner Lage veränderlichen Bodens angeordnet. Diese Elemente können aus Kunststoff hergestellt und in der Kammer angeordnet werden. Im einfachsten Fall genügen Leitelemente, die die Kanten zwischen dem Boden des Belebungsbeckens und der Gehäusewand bzw. der Trennwand oder der Trennwände ”abrundet”. Es können natürlich auch z. B. empirisch ermittelte Radien gebildet werden, so etwa parabelförmige Kurven. Damit kann eine dosierte Aufwirbelung erreicht werden. Bei einer Schlammansammlung in dem Schlammsammelraum unterhalb des Bodens kann dieser Schlammanteil in bekannter Weise etwa durch einen Schlauchwagen abgezogen oder mittels einer Pumpe in eine Vererdungsstufe gefördert werden. Der besondere Vorteil dieser Leitelemente besteht darin, daß weniger Luft für den Belüftungsvorgang benötigt wird.
Weil die erfindungsgemäße Anlage relativ klein ist, kann auch ein Schlammsammelraum mit abgeteilt werden. Damit kann von Zeit zu Zeit der Überschußschlamm aus der zweiten Belebungskammer in diesen Raum abgezogen werden. Damit ist eine besonders kompakte und autonome Anlage geschaffen, von der Schlamm nur in sehr großen Zeitabständen abgefahren werden muß. Es kann auch ein Vorklärbecken vorgeschaltet werden. In diesem Fall kann auf den Rechen oder das Sieb oder die Schneideinrichtung der Schneidradpumpe natürlich verzichtet werden. Dann ist jedoch nicht der gesammte Schlamm stabilisiert.
In den 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer Anlage mit Schlammstapelraum vereinfacht und schematisch dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Für die bevorzugte Ausführung der Erfindung mit nur den beiden Belebungskammern entfällt der Schlammstapelraum.
Es zeigt:
1 eine Anlage mit Schlammstapelraum im Längsschnitt,
2 den zugehörigen Querschnitt.
In dem Behälter 1 sind in dem Ausführungsbeispiel zwei Trennwände 2‚ 3 eingezogen, so daß drei Kammern 4, 5 und 6 gebildet werden. Die Kammer 4 ist die erste Belebungskammer mit dem Wasserzulauf 7, die Kammer 5 ist die zweite Belebungskammer mit dem Klarwasserablauf 8, die Kammer 6, die nur in Sonderfällen erforderlich ist, ist der Schlammstapelraum.
In die erste Belebungskammer 4 erfolgt die Abwasserzufuhr über den Abwasserzulauf 7. In dieser Kammer 4 ist ein Belüfter 9 angeordnet, vorzugsweise herausnehmbar. Ferner weist die Belebungskammer 4 eine Einrichtung 10 zur Überführung von vorgereinigtem Abwasser in die Belebungskammer 5 auf. Dabei weist diese Einrichtung 10 eine Mammutpumpe auf und einen in die Belebungskammer 5 ragenden Abschnitt 12, ferner einen Trübwasserüberlauf 13, der die Trennwand 2 durchdringt. Die Einrichtung 10 weist Eintrittsschlitze auf und ist von einem Rechen mindestens teilweise umgeben, derart, daß keine größeren Feststoffe in die Belebungskammer 5 gelangen können. Ferner ist zwischen der Belebungskammer 4 und der Belebungskammer 5 ein aus einem abgewinkelten Rohr 14 gebildeter Rücklauf angeordnet, der die Trennwand 3 durchdringt. In der Belebungskammer 5 ist ebenfalls ein herausnehmbarer Belüfter 11 angeordnet. In der Belebungskammer 5 ist ferner ein in die Kammer 6, dem Schlammstapelraum 6, ragender Überschußschlammabzug 16 angeordnet.

Claims

Vollbiologische Kleinkläranlage mit zwei Belebungsbecken (4, 5) mit Einrichtungen zur Überleitung mindestens eines Teiles der Füllung der einen Belebungskammer in die andere, die in Zyklen mit zeitlich nacheinander zu durchlaufenden Phasen, nämlich einer ersten Phase, in der eine intermittierend betriebene Belüftung erfolgt, in der das Abwasser mit Sauerstoff angereichert und gleichzeitig durchmischt und umgewälzt wird, und einer zweiten Phase, in der eine Sedimentation stattfindet und sich im oberen Bereich eine Klarwasserzone aus gereinigtem Abwasser ausbildet, betreibbar ist, wobei in das erste Belebungsbecken (4) der Zulauf des zu reinigenden Abwassers erfolgt und aus dem zweiten Belebungsbecken (5) der Abzug des Klarwassers erfolgt, wobei in jedem Belebungsbecken (4, 5) jeweils eine Belüftungseinrichtung (9, 11) angeordnet ist, wobei die zwei Belebungsbecken (4, 5) in einem gemeinsamen Behälter (1) durch eine Trennwand (3) gebildet werden, wobei im ersten Belebungsbecken (4) eine Einrichtung (10) zur Überführung von vorgereinigtem Abwasser aus dem ersten Belebungsbecken (4) in das zweite Belebungsbecken (5) angeordnet ist, die eine Mammutpumpe aufweist, die mit ihrer Ansaugöffnung in das erste Belebungsbecken (4) reicht und die mindestens teilweise von einem Reinigungsrechen umgeben ist, der im oberen Bereich Abzugsschlitze aufweist, und wobei in der Trennwand (3) ein Rücklauf vom zweiten Belebungsbecken (5) in das erste Belebungsbecken (4) angeordnet ist, der ein Rohr (14) aufweist.
Vollbiologische Kleinkläranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr ein abgewinkeltes Rohr (14) ist.
Vollbiologische Kleinkläranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (10) zur Überführung von vorgereinigtem Abwasser aus dem ersten Belebungsbecken (4) in das zweite Belebungsbecken (5) mit ihrer Ansaugöffnung in Bodennähe des ersten Belebungsbeckens (4) reicht.
Vollbiologische Kleinkläranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Belebungsbecken (5) eine Pumpe (15) angeordnet ist, deren Zulauf aus einem biegsamen Rohr mit Abzugsöffnungen im oberen Bereich mit anschliessendem Schwimmer besteht.
Vollbiologische Kleinkläranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (10) zur Überführung von vorgereinigtem Abwasser aus dem ersten Belebungsbecken (4) in das zweite Belebungsbecken (5) eine Schneidradpumpe aufweist.
Vollbiologische Kleinkläranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer der Belebungskammern (4, 5) ein sowohl in seiner Neigung als auch seiner Einbauhöhe verstellbarer Boden angeordnet ist.
Vollbiologische Kleinkläranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Boden der Belebungskammer Strömungsleitelemente angeordnet sind.
Vollbiologische Kleinkläranlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageveränderung des Bodens in seiner Einbauhöhe und/oder seiner Neigung durch getrennt wirkende Verstellelemente erfolgt.
Vollbiologische Kleinkläranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der abgewinkelte Abschnitt des Rohres (14) drehbeweglich angeordnet ist.