DE19905633C1 - Klärverfahren und -anlage mit aerober Abwasserreinigung - Google Patents
Klärverfahren und -anlage mit aerober AbwasserreinigungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Klärverfahren zur im wesentlichen aeroben Abwasserreinigung in einem Behälter durch chargenweises Zuführen von Abwässern am oberen Ende einer Nitrifikationszone, Absinken lassen der zugeführten Abwassercharge in der Nitrifikationszone, stoßweises Belüften am unteren Ende der Nitrifikationszone im Gegenstrom zur absinkenden Abwassercharge, durch die Belüftung hervorgerufenes, kurzzeitiges Überströmen von teilweise gereinigtem Abwasser am oberen Ende der Nitrifikationszone in eine nicht belüftete Absinkzone bzw. Umwälzzone, Absinken lassen des teilweise gereinigten Abwassers in der nicht belüfteten Absinkzone, Aufströmen von im wesentlichen gereinigtem Abwasser aus der Absinkzone und der Nitrifikationszone in einer Aufstiegzone bzw. Nachklärzone und Abführen von gereinigtem Abwasser am oberen Ende der Aufstiegzone bzw. Nachklärzone. DOLLAR A Ferner betrifft die Erfindung eine Kleinkläranlage mit Nitrifikationsstufe (2) mit einem Zulauf (20, 102) und Ablauf (41) aufweisenden Behälter (1, 100), in dem ein Festbett (22) und darunter eine Belüftungseinrichtung (23) angeordnet sind. Der Innenraum des Behälters (1, 100) ist mittels Tauchwänden (21, 31) in wenigstens drei am Behälterboden (12) miteinander verbundenen Zonen (2, 3, 4) geteilt, wobei eine erste Zone (2) das Festbett (22) mit der Belüftungseinrichtung (23) aufweist.
Description
Die Erfindung betrifft ein Klärverfahren zur im
wesentlichen aeroben Abwasserreinigung in einem
Behälter sowie zur Durchführung des Verfahrens eine
Kleinkläranlage mit Nitrifikationsstufe mit einem
Zulauf und Ablauf aufweisenden Behälter, in dem ein
Festbett und darunter eine Belüftungseinrichtung
angeordnet sind.
Derartige Verfahren oder Anlagen sind beispielsweise
aus der DE 35 20 652 A1 für Großkläranlagen bekannt.
Dort ist ein Klärbecken zur aeroben oder fakultativen
Reinigung organischer Abwässer angegeben, das
wenigstens einen Behälter, in dem der Klärvorgang
abläuft, einen Zulauf für das zu reinigende Abwasser,
einen Ablauf für das gereingte Abwasser, einen
Tauchkörper oder ein Festbett als Aufwuchsfläche für
sessile Mikroorganismen und eine Begasungsanlage unter
dem Tauchkörper zum Einbringen von Sauerstoff aufweist.
Der Behälter ist im unteren Bereich trichterförmig und
weist eine Umwälzleitung mit Fördervorrichtung auf, mit
der der Behälterinhalt vom Boden zum Abwasserspiegel
gepumpt wird, von wo er dem Gas entgegen durch den
Tauchkörper strömt. Dabei mündet der Zulauf für das zu
reinigende Abwasser und die Umwälzleitung oberhalb des
Tauchkörpers, so daß sich beide Medien vermischen und
über dem Tauchkörper verteilen. Der Ablauf für das
gereinigte Abwasser mündet unterhalb des Tauchkörpers.
Nachteilig ist, daß übermäßige Schlammanreicherungen am
Boden des Behälters sowie innerhalb des Tauchkörpers zu
einer Verschlechterung der Reinigungsleistung des
Klärbeckens führen. Der Tauchkörper soll somit von Zeit
zu Zeit mittels Druckluft und/oder Druckwasser freige
spült werden.
Ferner ist aus der DE 38 37 852 C2 eine Kleinkläranlage
zum aeroben Abbau von organischen Schmutzstoffen mit
einer Mehrkammergrube bekannt, bei der in einer
zwischen der Einlaufkammer und der Ablaufkammer der
Mehrkammergrube angeordneten Zwischenkammer eine
Belüftungseinrichtung und ein Festbett angeordnet sind.
Damit sollen vorhandene im wesentlichen anaerob
reinigende Kläranlagen auf einfache Weise umrüstbar
sein. Nachteilig ist jedoch, daß ein Überlaufen des
vermeintlich in Schwebe gehaltenen Sekundärschlamms in
die Ablaufkammer nicht vollständig erfolgt und die mit
dem Festbett ausgestattete Zwischenkammer im Laufe des
Betriebes verschlammt, so daß die Belüftung des
Biofilms erschwert wird. Folglich muß die Luftzufuhr
erhöht werden, um ein etwa gleiches Reinigungsergebnis
zu erzielen, so daß die Betriebskosten steigen und
regelmäßige Nachjustierungen nötig sind und schließlich
aufwendige manuelle Schlammabsaugung erforderlich ist.
Insbesondere sammelt sich sehr viel Schlamm in den
hydraulischen Totpunkten des Behälters an. Dieses führt
dazu, daß das eingebaute Festbettmaterial schon nach
wenigen Jahren ausgebaut werden muß und der Behälter
sehr wartungsintensiv gereinigt werden muß.
Darüber hinaus ist aus der DE 196 00 759 A1 eine
Einrichtung zum Umrüsten einer Kleinkläranlage bekannt,
bei der ein bevorzugt komplett vorgefertigtes Modul als
abgeschlossene Teilkammer in eine vorhandene Mehr
kammerklärgrube eingesetzt wird. Nachteilig ist jedoch
auch hier, daß sich der dort überschüssige Schlamm im
Bodenbereich anreichert und nach längerer Betriebszeit
die Belüftungswirkung beeinträchtigt.
Aus dem DE 295 04 584 U1 ist eine Kleinkläranlage mit
einer Mehrkammergrube bekannt, bei der ähnlich zur DE
38 37 852 C2 eine Grubenkammer mit einer biologischen
Reinigungsstufe mit einer Belüftungseinrichtung
ausgestattet wird, wobei im Gegensatz zur vorgenannten
Patentschrift hierfür die Ablaufkammer der Mehrkammer
grube verwendet wird. Die Nachklärung erfolgt in einer
außerhalb der Mehrkammergrube angeordneten Nachklär
kammer. Auch hier ist jedoch nachteilig, daß sich
Klärschlamm unterhalb des Festbettes anreichern kann
und die Belüftung in der biologischen Reinigungsstufe
vermindert.
Ferner ist aus der DE 34 16 167 A1 ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur Denitrifikation und Trennung von
Wasser und Belebtschlamm aus biologischen Kläranlagen
bekannt, bei dem ein Becken mittels eingehängten
Tauchwänden in drei Zonen aufgeteilt wird, wobei die
drei Zonen am tiefsten Bereich miteinander verbunden
sind. Der Abzug von sedimentiertem Schlamm wird über
eine hydrostatische höhenverstellbare Sedimentabzugs
anlage durchgeführt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
ein Klärverfahren bzw. eine Kleinkläranlage der
eingangs genannten Art anzugeben, womit eine
wirtschaftliche und dauerhaft gute Abwasserreinigung
erreicht wird.
Verfahrensgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst. Vorrichtungsgemäß wird die
vorgenannte Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 8
gelöst.
Durch den intermittierenden Betrieb und die nicht
ausschließliche Durchströmung der Nitrifikationsstufe
in einer Richtung wird eine lange Verweildauer der
zugeführten Abwassermenge in der Nitrifikationsstufe
erreicht. Somit wird im Zusammenhang mit der erforder
lichen Belüftung eine hohe Reinigungswirkung in der
Nitrifikationsstufe erzeugt. Ergänzend wird in der
nicht belüfteten Absinkzone bzw. Umwälzzone sowie
abschließend in der Aufstiegzone bzw. Nachklärzone eine
Abwasserreinigung bewirkt. Durch die strömungstech
nische Verbindung der drei Zonen im unteren Bereich
werden in den Zonen ausfallende Schmutzteilchen und
abgestorbener biologischer Rasen gesammelt.
Dadurch, daß in der Nitrifikationszone, in der Absink
zone und in der Aufstiegzone ausfallende Schmutz
teilchen im wesentlichen frei nach unten sinken und
sich am tiefsten Punkt des Behälters sammeln, kann der
gesamte, anfallende Sekundärschlamm in einem zusammen
hängenden Bereich gesammelt und bevorzugt gelegentlich
abgezogen werden.
Bei Betrieb der erfindungsgemäßen Kläranlage mit einer
Vorklärstufe wird dabei der abgezogene Schlamm
wenigstens teilweise der Vorklärstufe zugeführt, um
eine erneute Aufarbeitung sicherzustellen.
Das Abwasser wird in Chargen, bevorzugt mit einem 24-
Stundenausgleich (Q 24) über ein Pufferbecken der
Nitrifikationszone zugeführt. Die Belüftung erfolgt
intermittierend. Wenn jede Charge des zugeführten
Abwassers im Tagesausgleich (Q 24) etwa alle 30 min bis
2 h zugeführt wird, wobei bei Zufuhr des Abwassers
keine Belüftung und die stoßweise Belüftung für eine
Zeitdauer von 5 s bis 10 min mit einer Wiederholungs
rate von 10 min bis 120 min. bevorzugt ca. 20 bis 60 min.
erfolgt, wird ein hoher Reinigungswirkungsgrad bei
ausreichender Durchsatzmenge erreicht.
Dadurch daß der Innenraum des Behälters mittels
Tauchwänden in wenigstens drei am Behälterboden
miteinander verbundenen Zonen geteilt ist, wobei eine
erste Zone das Festbett mit der Belüftungseinrichtung
aufweist, wird ein konstruktiv einfacher Aufbau
erreicht. Die Tauchwände, die beispielsweise im nicht
unterteilten Behälter aufgestellt oder eingehängt sind,
können für Wartungsarbeiten problemlos entnommen
werden. Dies gilt ebenfalls für das Festbett sowie die
darunter angeordnete Belüftungseinrichtung und
Schlammrückführung.
Um ein gewünschtes Überströmen zwischen erster und
zweiter Zone bei der Belüftung zu ermöglichen, hat die
Trennwand zwischen der ersten Zone und einer zweiten
Zone eine Tauchwandoberkante, die nur wenig über dem
normalen Flüssigkeitsspiegel angeordnet ist. Bei der
Befüllung aus dem Vorklär- oder Pufferbecken ist die
Belüftung ausgeschaltet. Das frische Abwasser sinkt in
die Nitrifikationszone und vermischt sich dabei nicht
mit dem Abwasser aus der Umwälzzone. Bei dieser
Befüllung läuft nun gereinigtes Abwasser aus der
Nitrifikations- und Umwälzzone in die Nachklärzone.
Nach Einschalten des Belüfters läuft das Abwasser über
die Tauchwand und bewirkt einen rührwerkähnlichen
Betrieb (Umwälzung) zwischen den Zonen.
Wenn im Behälterboden ein Schlammsammelsumpf
ausgebildet ist und an der im wesentlichen tiefsten
Stelle des Schlammsammelsumpfes eine Hebeeinrichtung
für den Schlammaustrag vorgesehen ist, können die in
allen drei Zonen ausfallenden Schmutzteilchen im
gemeinsamen Schlammsammelsumpf gesammelt und mit der
Hebeeinrichtung, beispielsweise einem Druckluftheber,
der von einem für die Belüftungseinrichtung erforder
lichen Kompressor antreibbar ist, abgezogen werden.
Nach Entfernen der Tauchwände, dem Festbett und der
Belüftungseinrichtung und Hebeeinrichtung ist somit der
Behälterboden für Wartungszwecke zugänglich.
In alternativer Ausführungsform ist eine Trennwand im
Behälter vorgesehen, die eine strömungstechnisch
vorgelagerte Kammer zur Vorklärung abtrennt, wobei eine
Überleitung auf Höhe des Flüssigkeitsspiegels von der
Vorklärkammer zur ersten Zone des Behälters vorgesehen
ist. Damit kann in dem gleichen Behälter auch eine
Vorklärung erfolgen. Bei einem im wesentlichen
zylinderförmigen Behälter ist es bevorzugt, daß die
Trennwand im wesentlichen als konzentrisch angeordnete
kreiszylindrische Mantelfläche ausgebildet ist, wobei
der zylinderringförmige Außenbereich die Vorkammer und
der im wesentlichen zylindrische Innenbereich einen
Innenbehälter bilden.
Um eine Verminderung der Reinigungswirkung der
Nitrifikationsstufe zu vermeiden, ist der Bodenbereich
des Behälters bzw. Innenbehälters im wesentlichen
trichterförmig ausgebildet. Bevorzugt weist der untere
Bereich des Behälters bzw. Innenbehälters umgekehrte
Kegelstumpfform auf, wobei auf der zentralen, ebenen
Bodenfläche ein Strömungslenkkegel mit seiner Grund
fläche aufliegt.
Bei einer derartigen Ausgestaltung ist es strömungs
technisch vorteilhaft, daß die Tauchwände die Form
kreiszylindrischer Mantelflächen haben und die erste
Zone ein zentrisches Zylindervolumen mit dem Festbett
und der Belüftungseinrichtung, die zweite Zone eine
konzentrisch und benachbart dazu angeordnete, zylinder
ringförmige Absinkzone bzw. Umwälzzone und eine dritte
Zone eine konzentrisch angeordnete Aufstiegzone bzw.
Nachklärzone bilden.
Um im Bereich der Nachklärstufe einerseits eine
Belüftung und andererseits einen Abwasserströmungs
kurzschluß zu vermeiden, trennt die zweite Tauchwand
oben den Flüssigkeitsspiegel und reicht unten bis
unterhalb der Belüftungseinrichtung.
Erfindungsgemäß wird somit ein Klärverfahren bzw. eine
Kläranlage angegeben, bei der eine hohe Abwasserreini
gungsgüte durch eine effektive aerobe Reinigung im
Festbett/Nitrifikationsbereich auch nach langer
Betriebszeit erreicht und erhalten wird.
Die "offene" Zonenbauweise liefert einerseits eine
Abgrenzung der aufeinander folgenden Verfahrensstufen,
um einen Strömungskurzschluß sicher zu verhindern, läßt
andererseits aber eine gewünschte Umströmung bzw.
Überströmung an bestimmten Bereichen zu. Damit ist auch
eine gemeinsame Sammlung des in allen drei Zonen
auftretenden Sekundärschlamms und ein Absaugen des
gesammelten Schlamms möglich. Insgesamt wird eine hohe
Verweildauer des Abwassers in der Nitrifikationszone,
eine sichere Abführung von überschüssigem Sekundär
schlamm und ein wartungsfreundlicher Aufbau erreicht.
Nachfolgend werden anhand der beiliegenden Zeichnung
zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung detailliert
beschrieben.
Darin zeigt:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Kleinkläranlage in einem
schematisierten Vertikalschnitt,
Fig. 2 einen schematisierten, horizontalen Querschnitt
zur in Fig. 1 dargestellten Kläranlage
zusätzlich mit einer vorgeschalteten
Mehrkammergrube und
Fig. 3 eine alternative Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Kläranlage mit im Behälter
integrierter Vorklärkammer.
In Fig. 1 ist ein Vertikalschnitt durch einen
Behälter 1 der erfindungsgemäßen Kläranlage
dargestellt. Der Behälter 1 ist bevorzugt im
wesentlichen bündig mit dem Geländeplanum P
eingegraben. Der Behälter 1 ist an seiner
kreiszylindrischen Öffnung an der Oberseite mit einem
im wesentlichen planebenen, abnehmbaren
Behälterdeckel 17 abgeschlossen. Zur Be- und
insbesondere Entlüftung der Kläranlage ist im
Behälterdeckel 17 eine Entlüftung 18 vorgesehen.
Der Behälter besteht bevorzugt aus einem im
wesentlichen zylindrischen Bauteil, beispielsweise aus
Beton oder Kunststoff, mit einem sich konisch
verjüngenden Bodenbereich 12 und einer zentralen,
kreisförmigen Bodenfläche 13. Der Behälter 1 ist mit
dem Bodenbereich 12, 13 einstückig oder alternativ aus
mehreren zylindrischen Segmenten sowie einem Boden
teil, bestehend aus Bodenbereich 12 und Bodenfläche 13,
die miteinander dichtend verbunden werden, aufgebaut.
Auf der zentralen Bodenfläche 13 des Bodenbereiches 12
ist im Behälter 1 ein Strömungslenkkegel 14 mit seiner
Grundfläche aufgelegt. Der eingelegte Strömungslenk
kegel 14 besteht beispielsweise aus Beton.
In dem sich ausbildenden Kreisringraum mit dreieckigem,
auf der Spitze stehendem Querschnitt ist ein Schlamm
sammelsumpf 15 ausgebildet. An der im wesentlichen
niedrigsten Stelle dieses Schlammsammelsumpfes 15 ist
eine Hebeeinrichtung 16, beispielsweise ein Druckluft
heber, angeordnet.
Über dem Flüssigkeitsspiegel Wt ist in der Behälterwand
ein Zulauf 20, der bis in den zentralen Bereich des
Behälters 1 hineinragt, angeordnet. Unterhalb des
Zulaufs 20 ist im Zentralbereich des Behälters 1 eine
erste Zone oder Nitrifikationsstufe 2 vorgesehen. Diese
erste Zone 2 umfaßt ein zylindrisches, koaxial zur
Zylinderachse des Behälters 1 angeordnetes Volumen, das
durch eine zylindermantelförmige Tauchwand 21 umgrenzt
ist. Innerhalb der Tauchwand 21 ist ein Festbett oder
Füllkörper 22 angeordnet.
Im dargestellen Ausführungsbeispiel ist die Tauch
wand 21 in zwei horizontal geteilte Tauchwandsegmente
aufgeteilt, wobei das obere Tauchwandsegment 211 den
Bereich oberhalb des Festbettes 22 umschließt und ein
unteres Tauchwandsegment 212 am unteren Ende des
Festbettes 22 angeordnet ist. Die Tauchwandoberkante 24
der Tauchwand 21 bzw. des oberen Tauchwandsegments 211
endet kurz über dem normalen Flüssigkeitsspiegel Wt.
Das Festbett 22 besteht aus einer Vielzahl von im
wesentlichen vertikal ausgerichteten Durchgangs
kanälen 221, die bevorzugt mehrfach abgewinkelt sind.
Die Durchgangskanäle 221 können nur an der Oberseite
oder Unterseite des Festbettes 22 mit der Umgebung
kommunizieren. Aus diesem Grunde ist die Tauchwand 21
zur Materialersparnis nicht durchgehend ausgeführt.
Unterhalb des Festbettes 22 ist eine Belüftungs
einrichtung 23, bevorzugt ein Membranbelüfter, im
wesentlichen innerhalb des unteren Tauchwand
segmentes 212 der Tauchwand 21 angeordnet. Der
Membranbelüfter 23 ist unmittelbar oberhalb des
Strömungslenkkegels 14 angeordnet.
Um diese erste Zone 2 ist eine zweite Zone oder Umwälz
zone 3 mittels einer zweiten Tauchwand 31 ausgebildet.
Die Tauchwand 31 ist zylindermantelförmig ausgebildet
und koaxial zur Zylinderachse des Behälters 1 ange
ordnet. Die Tauchwand 31 reicht mit ihrer Tauchwand
oberkante 32 deutlich über den Flüssigkeitsspiegel Wt,
wobei die Tauchwandunterkante 33 im Bodenbereich 12 des
Behälters 1 oberhalb der Behälterwandung endet und dort
eine Flüssigkeitsumströmung zuläßt.
Die Tauchwand 31 bildet zusammen mit der koaxial
angeordneten Tauchwand 21 einen kreiszylindrischen
Ringraum, der die zweite Zone oder Umwälzzone 3 bildet.
Außerhalb der Tauchwand 31 ist zwischen dieser
Tauchwand 31 und der Wandung des Behälters 1 ein
kreiszylindrischer Ringraum ausgebildet, der eine
dritte Zone oder Aufstiegzone bzw. Nachklärzone 4
bildet.
In der dritten Zone 4 ist im Bereich des
Flüssigkeitsspiegels Wt ein Ablauf 41 angeordnet, der
zum abwasseraufnehmenden Gewässer etc. führt.
In Fig. 2 ist die in Fig. 1 dargestellte Kläranlage in
Draufsicht bzw. horizontalem Querschnitt dargestellt.
Ferner ist zur Erläuterung der bevorzugt dazu
strömungsaufwärts angeordneten Vorklärung eine
Mehrkammergrube 6 mit einem Zulauf 60 einer ersten
Kammer 61, einer zweiten Kammer 62 und einer als
Pufferbecken 63 ausgestalteten dritten Kammer
dargestellt. Im Pufferbecken 63 wird das stoßweise und
unregelmäßig ankommende Abwasser aufgestaut und im
Tagesmittel in gleichmäßigen Chargen über Zulauf 20 der
Nitrifikationsstufe 2 zugeführt.
Nachfolgend wird die Funktionsweise der Kläranlage
anhand des in den Fig. 1 und 2 dargestellten
Ausführungsbeispiels erläutert.
Zu klärendes Abwasser wird über eine Rohrleitung und
bevorzugt über eine Vorklärung, beispielsweise in einer
Mehrkammergrube mit anaerober Abwasserreinigung, zur
erfindungsgemäßen Kläranlage geführt. Bei einer
derartigen Vorklärung wird mittels Denitrifikation
Primärschlamm in der Mehrkammergrube aus dem Abwasser
ausgeschieden. Das so bevorzugt vorgeklärte Abwasser
fließt bevorzugt über ein Pufferbecken über Zulauf 20
zur Nitrifikationsstufe oder ersten Zone 2 der
erfindungsgemäßen Kläranlage. Für eine intermittierende
Arbeitsweise wird jeweils nur eine vorgegebene
Abwassermenge, beispielsweise ein Bruchteil der Q 24
Menge (Tagesausgleich) zugeführt. Das chargenweise
Zuführen des Abwassers wird beispielsweise durch ein
Pufferbecken, gebildet aus einer Kammer der Vorklärung,
z. B. dritte Kammer einer Mehrkammergrube, erreicht.
Der Zulauf kann beispielsweise zeitgesteuert erfolgen.
Die so zugeführte Abwassercharge gelangt in der ersten
Zone 2 in das Festbett 22, das mit einem biologischen
Rasen in den Durchgangskanälen 221 bewachsen ist.
Aufgrund der mittig zugeführten Abwassercharge erfolgt
oberhalb des Festbettes 22 eine Verdrängung etwaiger
überschüssiger Flüssigkeit. Durch Befüllung über
Zulauf 20 wird aus der Nachklärzone 4 gereinigtes
Abwasser über Ablauf 41 abgeleitet. Das frische
Abwasser gelangt in die Durchgänge 221 zur temporalen
Speicherung und verdrängt bereits gereinigtes Abwasser,
ohne sich zu vermischen.
Nun erfolgt in periodisch gesteuerter Abfolge eine
kurzzeitige Betätigung des Membranbelüfters 23. Dabei
wird von einer nicht dargestellten Steuereinheit der
dem Membranbelüfter zugeordnete Kompressor angesteuert
und für eine vorbestimmte Dauer betätigt. Die Druckluft
wird mittels Druckzuleitung zum Membranbelüfter 23
geführt.
Die vom Membranbelüfter 23 austretenden feinen
Luftbläschen steigen langsam entgegen dem absinkenden
Abwasser in den Durchgangskanälen 221 des Festbettes 22
auf und versorgen die sessilen Bakterien mit
Sauerstoff, so daß eine Abwasserreinigung erfolgt.
Aufgrund der Druckluftzufuhr über den Membranbe
lüfter 23 wird darüber hinaus ein kurzzeitiges Über
strömen von teilweise gereinigtem Abwasser an der
Trennwandoberkante 24 erzeugt. Nach Beruhigung des
belüfteten Abwassers gleicht sich der Flüssigkeits
spiegel Wt wieder aus, wobei erneut vorwiegend eine
Absinkströmung im Festbett 22 erfolgt.
Bei der Nitrifikation im Festbett entstehende über
schüssige Schmutzteilchen sinken in den Durchgangs
kanälen 221 ab und umströmen den Membranbelüfter 23.
Das über die Oberkante 24 der Tauchwand 21 strömende
teilweise gereinigte Abwasser gelangt in die zweite
Zone oder Absinkzone 3 und sinkt in diesem Ringraum
unbelüftet abwärts. Auch dabei fallen Schmutzteilchen
aus, die ebenfalls absinken.
Das nun im wesentlichen gereinigte Abwasser im
Bödenbereich 12 des Behälters 1, das aus der ersten
Zone bzw. Nitrifikationsstufe 2 und der zweiten Zone
bzw. Absinkzone 3 herrührt, umströmt die Tauchwand 31
im Bodenbereich 12 des Behälters 1 und steigt langsam
im erweiterten Ringraum der dritten Zone oder Aufstieg
zone 4 auf. In dieser Zone erfolgt die Nachklärung, bei
der noch im Abwasser mitgeführte Schwebstoffe/Schmutz
teilchen abgeschieden werden. Die Teilchen sinken
ebenfalls zum Bodenbereich 12 des Behälters 1 zurück.
Das gereinigte Abwasser wird dann über Ablauf 41 kurz
unter dem Flüssigkeitsspiegel Wt abgeführt.
Aufgrund der Form des Bodenbereiches 12 und des
zusätzlich aufgestellten Strömungslenkkegels 14 sammeln
sich die absinkenden Teilchen im ringförmigen Schlamm
sammelsumpf 15, von wo diese über eine Hebeeinrich
tung 16, beispielsweise ein Druckluftheber, der
ebenfalls mit dem Kompressor zur Belüftung betrieben
werden kann, auf. Der dort abgezogene Schlamm kann
beispielsweise in die Vorklärgrube rückgeführt werden
oder ganz oder teilweise deponiert werden.
Im zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist im
schematisierten Vertikalschnitt eine erfindungsgemäße
Kläranlage mit integrierter Vorklärstufe 5 dargestellt.
Ein Behälter 100, der gegenüber dem Behälter 1 des
ersten Ausführungsbeispiels ein vergrößertes Volumen
aufweist und nicht notwendigerweise mit einem konisch
verjüngenden Bodenbereich ausgestattet ist, ist
beispielsweise als einstückiges, zylindrisches
Betonelement mit geschlossenem Boden ausgebildet.
In dem Behälter 100 ist eine Trennwand 51, die im
wesentlichen der Form des Behälters 1 gemäß erstem
Ausführungsbeispiel entspricht, eingesetzt. Diese
Trennwand 51 definiert somit einen Innenbehälter 101,
der in Ausgestaltung und Funktionsweise dem ersten
Ausführungsbeispiel entspricht. Übereinstimmende oder
funktionsgleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugs
zeichen versehen. Für die Bauteile und Funktionsweise
im Innenbehälter 101 wird auf die vorgenannte
Beschreibung verwiesen.
Im vorliegenden Behälter 100 ist zwischen Trennwand 51
und der Behälterwandung ein zusätzliches, abgetrenntes
Ringraumvolumen ausgebildet, das die Vorklärstufe 5
bildet. Im Behälter 100 ist oberhalb des Flüssigkeits
spiegels Wt ein Zulauf 102 angeordnet, der in diese
Vorklärstufe 5 mündet. Ferner ist eine Überleitung 103
zur Zuführung der in der Vorklärstufe 5 vorgeklärten
Abwässer zur Nitrifikationsstufe 2 angeordnet.
Nachfolgend wird die Funktionsweise ergänzend zu den
Erläuterungen zur ersten Ausführungsform beschrieben.
Die zu reinigenden Abwässer gelangen über Zulauf 102
vom Haushalt direkt in die Vorklärstufe 5 des
Behälters 100. Dort erfolgt eine Vorklärung, bei der in
dem Abwasser enthaltene Schwebe- und Schmutzteilchen,
sogenannter Primärschlamm, zum Boden des Behälters
absinken. Das vorgeklärte Abwasser wird bevorzugt
diametral gegenüberliegend zum Zulauf 102 mittels
Überleitung 103 der Nitrifikationsstufe 2 zugeführt.
Somit wird weitestgehend vermieden, daß über Zulauf 102
zufließende Abwässer unmittelbar weitergeleitet werden.
Der weitere Verfahrensablauf entspricht dem des
erstgenannten Ausführungsbeispieles.
Um die chargenweise Zuführung nicht allein von der
zufälligen Betätigung beispielsweise einer Toilette im
angeschlossenen Gebäude und damit auch von zufälligen
stoßweisen Belastungen abhängig zu machen ist ggf. ein
Pufferspeicher mit einem zeitgesteuerten Druckluftheber
vor dem Zulauf 102 vorzusehen. Alternativ kann auch die
Vorklärstufe 5 als Pufferspeicher verwendet werden,
wobei in der Überleitung 103 eine chargenweise
Überleitung mittels geeigneter Vorrichtungen erfolgen
kann.
1
Behälter
11
Seitenwand
12
Bodenbereich
13
zentrale Bodenfläche
14
Strömungslenkkegel
15
Schlammsammelsumpf
16
Hebeeinrichtung, Druckluftheber
17
Behälterdeckel
18
Entlüftung
2
erste Zone, Nitrifikationsstufe
20
Zulauf
21
Tauchwand
211
oberes Tauchwandsegment
212
unteres Tauchwandsegment
22
Festbett
221
Durchgangskanal
23
Belüftungseinrichtung, Membranbelüfter
24
Tauchwandoberkante
25
unteres Tauchwandsegment
3
zweite Zone, Absinkzone bzw. Umwälzzone
31
Tauchwand
32
Tauchwandoberkante
33
Tauchwandunterkante
4
dritte Zone, Aufstiegzone bzw. Nachklärzone
41
Ablauf
5
Vorklärstufe
51
Trennwand
6
Mehrkammergrube, Vorklärung
60
Zulauf
61
erste Kammer
62
zweite Kammer
63
Pufferbecken
100
Behälter
101
Innenbehälter
102
Zulauf
103
Überleitung
Wt
Wt
Flüssigkeitsspiegel
P Geländeplanum
P Geländeplanum
Claims (18)
1. Klärverfahren zur im wesentlichen aeroben
Abwasserreinigung in einem Behälter mit den
Schritten:
- - chargenweises Zuführen von Abwasser am oberen Ende einer Nitrifikationszone,
- - Absinken lassen der zugeführten Abwassercharge in der Nitrifikationszone,
- - stoßweises Belüften am unteren Ende der Nitrifikationszone im Gegenstrom zur absinkenden Abwassercharge,
- - durch die Belüftung hervorgerufenes, kurzzeitiges Überströmen von teilweise gereinigtem Abwasser am oberen Ende der Nitrifikationszone in eine nicht belüftete Absinkzone,
- - Absinkenlassen des teilweise gereinigten Abwassers in der nicht belüfteten Absinkzone bzw. Umwälzzone,
- - Aufströmen von im wesentlichen gereinigtem Abwasser aus der Absinkzone und der Nitrifikationszone in einer Aufstiegzone bzw. Nachklärzone und
- - Abführen von gereinigtem Abwasser am oberen Ende der Aufstiegzone.
2. Klärverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß in der Nitrifikationszone, in der
Absinkzone bzw. Umwälzzone und in der Aufstiegzone
bzw. Nachklärzone ausfallende Schmutzteilchen im
wesentlichen frei nach unten sinken und sich am
tiefsten Punkt des Behälters sammeln.
3. Klärverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die gesammelten Schmutzteilchen
gelegentlich abgezogen werden.
4. Klärverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die zugeführten Abwässer in
einer Vorklärstufe im wesentlichen anaerob
vorgereinigt werden.
5. Klärverfahren nach Anspruch 3 und 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die abgezogenen Schmutzteilchen
wenigstens teilweise der Vorklärstufe zugeführt
werden.
6. Klärverfahren nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Charge
des zugeführten Abwassers im Tagesausgleich (Q 24)
etwa alle 30 min bis 2 h zugeführt wird, wobei bei
Zufuhr des Abwassers keine Belüftung erfolgt.
7. Klärverfahren nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
stoßweise Belüftung für eine Zeitdauer von 5 s bis
10 min mit einer Wiederholungsrate von 10 min bis
120 min, bevorzugt ca. 20 bis 60 min, erfolgt.
8. Kleinkläranlage mit Nitrifikationsstufe (2) mit
einem Zulauf (20, 102) und Ablauf (41) aufweisenden
Behälter (1, 100), in dem ein Festbett (22) und
darunter Belüftungseinrichtung(en) (23) angeordnet
sind, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens
nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Innenraum des Behälters (1, 100)
mittels Tauchwänden (21, 31) in wenigstens drei am
Behälterboden (12) miteinander verbundene
Zonen (2, 3, 4) geteilt ist, wobei eine erste
Zone (2) das Festbett (22) mit der/den Belüftungs
einrichtung(en) (23) aufweist.
9. Kleinkläranlage nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Trennwand (21) zwischen der
ersten Zone (2) und einer zweiten Zone (3) eine
Tauchwandoberkante (24) hat, die nur wenig über dem
mittleren Flüssigkeitsspiegel (Wt) angeordnet ist.
10. Kleinkläranlage nach Anspruch 8 oder 9, dadurch
gekennzeichnet, daß im Behälterboden (12) ein
Schlammsammelsumpf (15) ausgebildet ist.
11. Kleinkläranlage nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß an der im wesentlichen tiefsten
Stelle des Schlammsammelsumpfes (15) eine
Hebeeinrichtung (16) für den Schlammaustrag
vorgesehen ist.
12. Kleinkläranlage nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Hebeeinrichtung ein Druckluft
heber (16) ist, der von einem für die Belüftungs
einrichtung (23) erforderlichen Kompressor
antreibbar ist.
13. Kleinkläranlage nach einem der Ansprüche 8 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Trennwand (51) im
Behälter (100) vorgesehen ist, die eine strömungs
technisch vorgelagerte Kammer (5) zur Vorklärung
abtrennt, wobei eine Überleitung (103) auf Höhe des
Flüssigkeitsspiegels (Wt) von der Vorklärkammer (5)
zur ersten Zone (2) des Behälters (100) vorgesehen
ist.
14. Kleinkläranlage nach Anspruch 13 mit einem im
wesentlichen zylinderförmigen Behälter (100),
dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (51) im
wesentlichen als konzentrisch angeordnete
kreiszylindrische Mantelfläche ausgebildet ist,
wobei der zylinderringförmige Außenbereich die
Vorkammer (5) und der im wesentlichen zylindrische
Innenbereich einen Innenbehälter (101) bilden.
15. Kleinkläranlage nach einem der Ansprüche 8 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenbereich (12)
des Behälters (1) bzw. Innenbehälters (101) im
wesentlichen trichterförmig ausgebildet ist.
16. Kleinkläranlage nach Anspruch 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß der untere Bereich (12) des
Behälters (13) bzw. Innenbehälters umgekehrte
Kegelstumpfform aufweist, wobei auf der zentralen,
ebenen Bodenfläche (13) ein Strömungslenkkegel (14)
mit seiner Grundfläche aufliegt.
17. Kleinkläranlage nach Anspruch 15 oder 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Tauchwände (21, 31) die
Form kreiszylindrischer Mantelflächen haben und die
erste Zone (2) ein zentrisches Zylindervolumen mit
dem Festbett (22) und der Belüftungseinrich
tung (23), die zweite Zone eine konzentrisch und
benachbart dazu angeordnete, zylinderringförmige
Absinkzone (3) und eine dritte Zone eine
konzentrisch angeordnete Aufstiegzone (4) bilden.
18. Kleinkläranlage nach Anspruch 17, dadurch gekenn
zeichnet, daß die zweite Tauchwand (21) oben den
Flüssigkeitsspiegel (Wt) trennt und unten bis
unterhalb der Belüftungseinrichtung (23) reicht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999105633 DE19905633C1 (de) | 1999-02-11 | 1999-02-11 | Klärverfahren und -anlage mit aerober Abwasserreinigung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999105633 DE19905633C1 (de) | 1999-02-11 | 1999-02-11 | Klärverfahren und -anlage mit aerober Abwasserreinigung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE19905633C1 true DE19905633C1 (de) | 2000-07-27 |
Family
ID=7897129
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1999105633 Expired - Fee Related DE19905633C1 (de) | 1999-02-11 | 1999-02-11 | Klärverfahren und -anlage mit aerober Abwasserreinigung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19905633C1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10211745A1 (de) * | 2002-03-14 | 2003-09-25 | Norddeutsche Seekabelwerk Gmbh | Tropfkörper und Vorrichtung zur mindestens teilweisen Beseitigung des Bewuchses auf Füllmaterial des Tropfkorpers |
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WO2019219106A1 (de) | 2018-05-14 | 2019-11-21 | Zahnen Technik Gmbh | Verfahren und anlage zur wasseraufbereitung, insbesondere zur entfernung von anthropogenen verunreinigungen in form von mikroplastik und/oder gelösten organisch-chemischen mikroschadstoffen |
EP4049980A1 (de) | 2021-02-26 | 2022-08-31 | Naturin Viscofan GmbH | Trennung von mikrokunststoffen |
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-
1999
- 1999-02-11 DE DE1999105633 patent/DE19905633C1/de not_active Expired - Fee Related
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