DE19961195B4

DE19961195B4 - Kleinkläranlage mit wenigstens einem Vorklärbecken und mit wenigstens einem Nachklärbecken

Info

Publication number: DE19961195B4
Application number: DE1999161195
Authority: DE
Inventors: Heinz Hilker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-12-18
Filing date: 1999-12-18
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2019-12-19
Also published as: DE19961195A1

Abstract

Kleinkläranlage mit wenigstens einem Vorklärbecken und mit wenigstens einem Nachklärbecken, die über zumindestens eine Wasserleitung miteinander verbunden sind, umfassend wenigstens eine Rückführleitung für Schlamm aus dem Nachklärbecken, deren Beginn dem Boden des Nachklärbeckens zugeordnet ist und deren Ende dem Vorklärbecken zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Beginn der Rückführleitung (10) im Nachklärbecken (3) eine Schlammsammeleinrichtung zugeordnet ist, welche einen Trichterkörper (13) umfaßt, der mit seiner größeren Öffnung nach oben auf dem Boden (12) des Nachklärbeckens (3) aufsteht und dessen dieser Öffnung zugeordneter Öffnungsrand an den Innenwänden des Nachklärbeckens (3) anliegt, während die kleinere Öffnung des Trichterkörpers (13), die auf dem Boden (12) des Nachklärbeckens (3) angeordnet ist, einen größeren Durchmesser als der Durchmesser des Beginnabschnittes (11) der Rückführleitung hat (10), wobei der Beginnabschnitt (11) der Rückführleitung (10) in den Bereich des Trichterkörpers (13) vorsteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kleinkläranlage mit wenigstens einem Vorklärbecken und mit wenigstens einem Nachklärbecken, die über zumindestens eine Wasserleitung miteinander verbunden sind, umfassend wenigstens eine Rückführleitung für Schlamm aus dem Nachklärbecken, deren Beginn dem Boden des Nachklärbeckens zugeordnet ist und deren Ende dem Vorklärbecken zugeordnet ist.

Kleinkläranlagen der vorbezeichneten Gattung werden insbesondere in ländlichen Gegenden zur Reinigung von lokal anfallendem Abwasser eingesetzt. Dazu werden sie beispielsweise Einfamilienhäusern zugeordnet. Derartige Kleinkläranlagen sind aus der DE 195 33 737 A1 , der DE 37 12 022 A1 und der US 2,364,023 bekannt.

Das zu reinigende Abwasser fließt durch das Vorklärbecken und durch das Nachklärbecken, bevor es in die Umgebung abgegeben wird. Dabei sammeln sich auch im Nachklärbecken Schmutzstoffe aus dem Abwasser an, die einen Schlamm ausbilden. Der Schlamm lagert sich vorzugsweise am Boden des Nachklärbeckens ab.

In der DE 195 33 737 A1 ist bereits eine Kleinkläranlage vorgeschlagen worden, die eine Rückführleitung für Schlamm aus dem Nachklärbecken in ein Belebtbecken aufweist. Mittels dieser wird der Schlamm aus dem Nachklärbecken abgeführt und in das Belebtbecken geführt, in dem er noch einmal einer Reinigungsstufe unterworfen wird. Bei der bekannten Vorrichtung ist der Beginn der Rückführungsleitung an den Boden des Nachklärbeckens angenähert. Sich dort an dem Boden ablagernder Schlamm soll von dem Beginn der Rückführleitung erfaßt und in die Rückführleitung hinein befördert werden. In der bekannten Druckschrift ist dafür eine Verengung des Durchmessers des Nachklärbeckens vorgesehen, welche eine zylinderförmige Ausbildung hat. Eine schmale zylinderförmige Verengung kann sich jedoch zusetzen, so daß die Gefahr besteht, daß der Schlamm nicht bis zum Boden des Nachklärbeckens absinken kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kleinkläranlage der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, die eine optimale Rückführung des Schlamms aus dem Nachklärbecken in das Vorklärbecken gewährleistet.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Beginn der Rückführleitung im Nachklärbecken eine Schlammsammeleinrichtung zugeordnet ist, welche einen Trichterkörper umfaßt, der mit seiner größeren Öffnung nach oben auf dem Boden des Nachklärbeckens aufsteht und dessen dieser Öffnung zugeordneter Öffnungsrand an den Innenwänden des Nachklärbeckens anliegt, während die kleinere Öffnung des Trichterkörpers, die auf dem Boden des Nachklärbeckens angeordnet ist, einen größeren Durchmesser als der Durchmesser des Beginnabschnittes der Rückführleitung hat, wobei der Beginnabschnitt der Rückführleitung in den Bereich des Trichterkörpers vorsteht.

Mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Schlammsammeleinrichtung wird der im Nachklärbecken anfallende Schlamm gleichfalls gesammelt. Nach der Sammlung wird der Schlamm mit der Rückführleitung in das Vorklärbecken zurückgeleitet. Die Sammlung des Schlammes hat den Vorteil, daß nahezu sämtlicher Schlamm aus dem Nachklärbecken entfernbar ist. Die Schlammrückführung ist dadurch optimiert.

Es ist vorgesehen, daß die Schlammsammeleinrichtung einen Trichterkörper umfaßt, der mit seiner größeren Öffnung nach oben auf dem Boden des Nachklärbeckens aufsteht, wobei der dieser Öffnung zugeordnete Öffnungsrand an den Innenwänden des Nachklärbeckens anliegt. Im Nachklärbecken anfallender Schlamm sinkt in der im Nachklärbecken befindlichen Flüssigkeit von oben nach unten auf den Boden des Nachklärbeckens. Der erfindungsgemäß vorgesehene Trichterkörper bewirkt aufgrund seiner sich nach unten beispielsweise konusförmigen Verjüngung ein Zusammenführen des Schlamms im Zentrum des Bodens des Nachklärbeckens. Nach unten sinkender Schlamm, der sich nicht oberhalb des Zentrums des Nachklärbeckens befindet, sinkt gegen die Innenwand des Trichterkörpers und wird entlang dieser Innenwand schräg nach unten in das Zentrum des Bodens geführt. Der Trichterkörper bildet quasi einen trichterartigen Auffang für nach unten sinkende Schlammteile, die zentral auf dem Boden angesammelt werden.

Aufgrund des Anliegens des Öffnungsrandes der größeren Öffnung des Trichterkörpers an den Innenwänden des Nachklärbeckens ist dabei vorteilhaft verhindert, daß Schlammteile am Trichterkörper vorbei gelangen können. Die obere Öffnung des Trichterkörpers überstreicht den gesamten Innenquerschnitt des Nachklärbeckens, wodurch mit Vorteil sämtlicher Schlamm erfaßt wird.

Die kleinere Öffnung des Trichterkörpers, die auf dem Boden des Nachklärbeckens angeordnet ist, hat einen größeren Durchmesser als der Durchmesser des Beginnabschnittes der Rückführleitung, wobei der Beginnabschnitt der Rückführleitung in den Bereich des Trichterkörpers vorsteht. Durch die beispielsweise Konusform des Trichterkörpers wird der Schlamm in einem Zentrum gesammelt. Oberhalb dieses Zentrums ist vorzugsweise der Beginn der Rückführleitung angeordnet, so daß der Schlamm direkt in diesen Beginn eintreten kann und über die Rückführleitung in das Vorklärbecken geführt werden kann. Der Durchmesser der kleineren Öffnung des Trichterkörpers ist größer als der Durchmesser des Beginnabschnittes der Rückführleitung, so daß sich für den zu sammelnden Schlamm ein Lagerraum ausbildet, in dem er für den Eintritt in die Rückführleitung bereitgelegt ist.

Der Trichterkörper ist vorzugsweise aus einem Kunststoff gefertigt und faltbar ausgebildet. Der Kunststoff ist gegenüber dem zu klärenden Wasser resistent, so daß der Trichterkörper eine lange Standzeit aufweist. Aufgrund seiner Faltbarkeit kann er beispielsweise durch eine enge obere Öffnung des Nachklärbeckens in dasselbe eingebracht werden und anschließend so weit aufgefaltet werden, daß der Öffnungsrand seiner oberen Öffnung sich an die Innenwände des Nachklärbeckens anlegt. Die Wände des Trichterkörpers sind im eingebauten Zustand vorzugsweise in einem Winkel von etwa 60° zum Boden des Nachklärbeckens angestellt, so daß jede Wand des Trichterkörpers eine relativ steile Führung für den Schlamm in Richtung des Zentrums des Bodens des Nachklärbeckens ausbildet. Die Steilheit verhindert, daß sich Schlammteile an der Wand des Trichterkörpers ansetzen, da sie aufgrund deren steilen Anstellung keinen ausreichenden Halt finden.

Die Ausbildung eines Durchmessers der unteren Öffnung des Trichterkörpers größer als der Durchmesser des Beginns der Rückführleitung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn auch am Beginn der Rückführleitung eine bauliche Maßnahme vorgenommen wird, die die Schlammrückleitung verbessert. Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist nämlich vorgesehen, daß die Schlammsammeleinrichtung einen zweiten Trichterkörper umfaßt, der mit seiner größeren Öffnung nach unten auf dem Boden des Nachklärbeckens aufsteht, wobei der Durchmesser dieser Öffnung größer als der Durchmesser des Beginns der Rückführleitung ist und kleiner als der Durchmesser der dem Boden zugeordneten Öffnung des ersten Trichterkörpers ist und wobei der Öffnungsrand der kleineren Öffnung an die Außenwand der Rückführleitung angelegt ist, und daß in der Wandung des zweiten Trichterkörpers wenigstens ein Durchbruch angeordnet ist.

Der zweite Trichterkörper ist innerhalb des ersten Trichterkörpers angeordnet, wobei die Richtung seiner z. B. konusförmigen Verjüngung entgegengesetzt von unten nach oben verläuft. Mit dem oberen Ende ist dieser zweite Trichterkörper an die Außenwand der Rückführleitung angelegt, so daß der zweite Trichterkörper eine beispielsweise konusartige Verbreiterung des Beginns der Rückführleitung ausbildet. Der Beginn der Rückführleitung ist dadurch derart weit verbreitert, daß der zentrale Bereich des Bodens des Nachklärbeckens von dem zweiten Trichterkörper abgedeckt ist. Die größere Öffnung des zweiten Trichterkörpers, die auf dem Boden angeordnet ist, ist dabei aber kleiner als die kleinere Öffnung des ersten Trichterkörpers. Zwischen beiden Trichterkörpern bildet sich dadurch ein ringförmiger Abschnitt des Bodens aus. In diesem ringförmigen Abschnitt sammelt sich der Schlamm des Nachklärbeckens. Einander gegenüberliegende Wände beider Trichterkörper bilden im Querschnitt wieder einen Trichter aus, auf dessen Grund sich der Schlamm sammeln kann.

In der Wandung des zweiten, innenliegenden Trichterkörpers ist wenigstens ein Durchbruch angeordnet. Vorzugsweise sind mehrere Durchbrüche angeordnet, die über die Wandung des zweiten Trichterkörpers gleichmäßig verteilt sind. Durch diesen Durchbruch bzw. durch diese Durchbrüche kann der Schlamm in das Innere des zweiten Trichterkörpers hindurchtreten und von dort über die Rückführleitung aus dem Nachklärbecken entfernt werden. Die vorgesehenen Durchbrüche bilden jeweils eine Düse aus, da sie aufgrund der Verengung der Wasserwege zu einer Beschleunigung des fließenden Wassers führen. Diese Düsenfunktion unterstützt vorteilhaft eine vollständige Abführung des Schlamms. Vorzugsweise ist jeder Durchbruch als vertikal ausgerichteter Ausschnitt aus der Wandung des Trichterkörpers ausgebildet.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß ein Durchbruch größer als andere Durchbrüche ist, wobei dieser Durchbruch unterhalb der Einmündung der das Vorklärbecken und das Nachklärbecken miteinander verbindenden Wasserleitung in das Nachklärbecken angeordnet ist. Diese Wasserleitung ist beispielsweise als Überlauf ausgebildet bzw. als T-Stück ausgebildet. Über die Wasserleitung tritt Wasser aus dem Vorklärbecken in das Nachklärbecken ein. Dieses Wasser hat noch nicht die Reinigung in dem Nachklärbecken erfahren, weshalb es mit einem hohen Anteil Schlamm versehen ist. Unterhalb des Überlaufes bzw. T-Stückes fällt dadurch eine größere Menge Schlamm aus dem Wasser aus und sinkt nach unten auf den Boden des Nachklärbeckens. Indem in diesem Bereich ein größerer Durchbruch angeordnet ist, wird gewährleistet, daß aus diesem Bereich mehr Schlamm abgezogen werden kann als aus anderen Bereichen, in denen gerade nicht so viel Schlamm anfällt.

Der zweite Trichterkörper ist vorzugsweise aus Edelstahl gefertigt, der gleichfalls gegen die im Nachklärbecken angeordnete Flüssigkeit resistent ist. Eine faltbare Ausführung des zweiten Trichterkörpers kann gleichfalls vorgesehen sein, vorzugsweise ist aber der Trichterkörper derart dimensioniert, daß er durch die Öffnung des Nachklärbeckens ohne Faltung geführt werden kann.

Die Mittelachsen des Beginnabschnittes der Rückführleitung und der beiden Trichterkörper fallen vorzugsweise zusammen. Dadurch ist sichergestellt, daß beide Trichterkörper symmetrisch zur Längsmittelachse des Beginnabschnittes der Rückführleitung angeordnet sind.

Der Rückführleitung kann eine Gasinjektoreinrichtung zum Einführen eines Gases in die Rückführleitung zugeordnet sein. Beispielsweise wird Druckluft injiziert, die sich über die Rückführleitung fortbewegt und im Bereich des Vorklärbeckens wieder aus der Rückführleitung austritt. Die Gasinjektoreinrichtung ist vorzugsweise dem Beginnabschnitt der Rückführleitung zugeordnet, der im Nachklärbecken angeordnet ist. Dieser Beginnabschnitt ist vorzugsweise vertikal ausgerichtet, so daß injizierte Luft nach oben aufschwimmen kann. Dadurch wird in der Rückführleitung angeordnete Flüssigkeit mitgerissen und somit gefördert. Im Bereich des zweiten Trichterkörpers entsteht dadurch ein Unterdruck, durch den Schlamm angesaugt wird und in die Rückführleitung geführt wird.

Zur Verbesserung der Reinigungsleistung der Kleinkläranlage insgesamt kann schließlich vorgesehen sein, daß zwischen dem Vorklärbecken und dem Nachklärbecken wenigstens ein Becken mit einer biologischen Reinigungsstufe im Verlauf des Wasserflusses angeordnet ist, wobei die biologische Reinigungsstufe wenigstens einen durch Bakterien bewachsbaren Tauchkörper aufweist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
1: eine geschnittene Seitenansicht einer Kleinkläranlage und
2: eine Draufsicht der Kleinkläranlage gemäß 1.
Die Kleinkläranlage in 1 weist drei Becken auf, wobei ein Becken als Vorklärbecken 1 dient, in einem zweiten Becken 2 eine biologische Reinigungsstufe angeordnet ist und ein drittes Becken als Nachklärbecken 3 dient. Die Becken 1, 2 und 3 sind durch Überlaufleitungen 4, 5 miteinander wasserleitend verbunden, wobei die Überlaufleitung 4 die Becken 1 und 2 und die Überlaufleitung 5 die Becken 2 und 3 miteinander verbindet. Sämtliche Becken 1, 2, 3 sind unterhalb einer Erdoberfläche 6 angeordnet. Sie sind jeweils zylinderförmig ausgebildet.
Die Becken 1, 2, 3 der Kleinkläranlage sind an eine Abwasserleitung 7 angeschlossen, die aus einem teilweise dargestellten Haus 8 heraus verläuft. Die Abwasserleitung 7 mündet in das Vorklärbecken 1 ein. Aus dem Nachklärbecken 3 tritt eine Ablaufleitung 9 in die Umgebung aus.
Aus dem Nachklärbecken 3 verläuft weiterhin eine Rückführleitung 10 für im Nachklärbecken 3 anfallenden Schlamm in das Vorklärbecken 1. Der im Nachklärbecken 3 angeordnete Beginnabschnitt 11 der Rückführleitung 10 ist vertikal ausgerichtet und in der Längsmittelebene des zylinderförmigen Nachklärbeckens 3 angeordnet.
Auf dem Boden 12 des Nachklärbeckens 3 ist ein erster Trichterkörper 13 aufgestellt. Der Trichterkörper 13 ist im Nachklärbecken 3 derart angeordnet, daß eine größere Öffnung nach oben ausgerichtet ist. Der Rand dieser Öffnung liegt an den Innenwänden des Nachklärbeckens 3 an. Die kleinere Öffnung des Trichterkörpers 13 ist auf dem Boden 12 des Nachklärbeckens 3 angeordnet.
Dem Beginnabschnitt 11 der Rückführleitung 10 ist ein zweiter Trichterkörper 14 zugeordnet. Dieser Trichterkörper 14 ist mit seiner größeren Öffnung nach unten ausgerichtet, diese Öffnung liegt auf dem Boden 12 auf. Die kleinere Öffnung dieses Trichterkörpers 14 weist einen Durchmesser auf, der gleich dem Außendurchmesser des Beginnabschnittes 11 der Rückführleitung 10 ist. Die kleinere Öffnung liegt somit an den Außenwänden des Beginnabschnittes 11 an.
Aus 2 ist ersichtlich, daß sich zwischen dem ersten Trichterkörper 13 und dem zweiten Trichterkörpers 14 ein ringförmiger Abschnitt 15 des Bodens 12 ausbildet.
Der zweite Trichterkörper 14 weist wenigstens einen nicht weiter dargestellten Durchbruch auf, durch den im Bereich des ringförmigen Abschnittes 15 des Bodens 12 angesammelter Schlamm in das Innere des Trichterkörpers 14 eintreten kann. Von diesem Ort wird der Schlamm über die Rückführungsleitung 10 in das Vorklärbecken 1 zurückgeführt. Dazu wird über eine Luftleitung 16 in den Beginnabschnitt 11 der Rückführleitung 10 Luft indiziert.
Im mittleren Becken 2 sind zur biologischen Reinigung des Abwassers 2 Tauchkörper 17 angeordnet. Die Tauchkörper 17 können durch Bakterien bewachsen werden, die Schadstoffe aus dem Wasser biologisch abbauen. Zur Beatmung der Bakterien ist eine zweite Luftleitung 18 vorgesehen, die bis in einen Bereich unterhalb der Tauchkörper 17 verläuft. Über geeignete Ausströmer kann Luft aus der Luftleitung 18 austreten, wie in 1 dargestellt. Die Luftleitungen 16, 18 werden durch eine im Haus 4 angeordnete Pumpe 19 mit Luft versorgt. Als Pumpe dient beispielsweise eine Membranpumpe.

Claims

Kleinkläranlage mit wenigstens einem Vorklärbecken und mit wenigstens einem Nachklärbecken, die über zumindestens eine Wasserleitung miteinander verbunden sind, umfassend wenigstens eine Rückführleitung für Schlamm aus dem Nachklärbecken, deren Beginn dem Boden des Nachklärbeckens zugeordnet ist und deren Ende dem Vorklärbecken zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Beginn der Rückführleitung (10) im Nachklärbecken (3) eine Schlammsammeleinrichtung zugeordnet ist, welche einen Trichterkörper (13) umfaßt, der mit seiner größeren Öffnung nach oben auf dem Boden (12) des Nachklärbeckens (3) aufsteht und dessen dieser Öffnung zugeordneter Öffnungsrand an den Innenwänden des Nachklärbeckens (3) anliegt, während die kleinere Öffnung des Trichterkörpers (13), die auf dem Boden (12) des Nachklärbeckens (3) angeordnet ist, einen größeren Durchmesser als der Durchmesser des Beginnabschnittes (11) der Rückführleitung hat (10), wobei der Beginnabschnitt (11) der Rückführleitung (10) in den Bereich des Trichterkörpers (13) vorsteht.
Kleinkläranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trichterkörper (13) aus einem Kunststoff gefertigt ist und faltbar ausgebildet ist.
Kleinkläranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände des Trichterkörpers (13) im eingebauten Zustand in einem Winkel von etwa 60° zum Boden (12) des Nachklärbeckens (3) angestellt sind.
Kleinkläranlage nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlammsammeleinrichtung einen zweiten Trichterkörper (14) umfaßt, der mit seiner größeren Öffnung nach unten auf dem Boden (12) des Nachklärbeckens (3) aufsteht, wobei der Durchmesser dieser Öffnung größer als der Durchmesser des Beginnabschnittes (11) der Rückführleitung (10) ist und kleiner als der Durchmesser der dem Boden (12) zugeordneten Öffnung des ersten Trichterkörpers (13) ist und wobei der Öffnungsrand der kleineren Öffnung an die Außenwand des Beginnabschnittes (11) der Rückführleitung (10) angelegt ist, und daß in der Wandung des zweiten Trichterkörpers (14) wenigstens ein Durchbruch angeordnet ist.
Kleinkläranlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wandung des zweiten Trichterkörpers (14) mehrere Durchbrüche angeordnet sind, die gleichmäßig über die Wandung verteilt sind.
Kleinkläranlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Durchbruch als vertikal ausgerichteter Ausschnitt aus der Wandung des Trichterkörpers (14) ausgebildet ist.
Kleinkläranlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Durchbruch größer als andere Durchbrüche ist, wobei dieser Durchbruch unterhalb der Einmündung der das Vorklärbecken (1) und das Nachklärbecken (3) miteinander verbindenden Wasserleitung (5) in das Nachklärbecken (3) angeordnet ist.
Kleinkläranlage nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Trichterkörper (14) aus Edelstahl gefertigt ist.
Kleinkläranlage nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachsen des Beginnabschnittes (11) der Rückführleitung (10) und der beiden Trichterkörper (13, 14) zusammenfallen.
Kleinkläranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückführleitung (10) eine Gasinjektoreinrichtung zum Einführung eines Gases in die Rückführleitung (10) zugeordnet ist.
Kleinkläranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Vorklärbecken (1) und dem Nachklärbecken (3) wenigstens ein Becken (2) mit einer biologischen Reinigungsstufe im Verlauf des Wasserflusses angeordnet ist, wobei die biologische Reinigungsstufe wenigstens einen bewachsbaren Tauchkörper (17) aufweist.