DE202006005781U1

DE202006005781U1 - Kleinkläranlage mit einem Membranmodul

Info

Publication number: DE202006005781U1
Application number: DE202006005781U
Authority: DE
Original assignee: ATB UMWELTTECHNOLOGIEN GmbH
Current assignee: ATB UMWELTTECHNOLOGIEN GmbH
Priority date: 2006-04-08
Filing date: 2006-04-08
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2016-04-09

Abstract

Kleinkläranlage (10) mit einem Membranmodul (16), das in einer Klärkammer (14) angeordnet ist, und einer Fördereinrichtung (22) zur Abförderung des durch das Membranmodul (16) gereinigten Klarwassers und zur Erzeugung eines Druckgefälles zwischen der Reaktorseite (18) und der Permeatseite (20) des Membranmoduls (16), dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (22) einen Druckluftheber (30) umfasst, der an die Permeatseite (20) des Membranmoduls (16) angeschlossen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kleinkläranlage mit einem Membranmodul gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Kleinkläranlagen werden insbesondere zur Reinigung der Abwässer alleinstehender Gebäude verwendet und sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Sie umfassen üblicherweise mehrere Kammern, wie etwa eine Absetz- und Vorklärkammer und eine weitere Klärkammer, in welcher eine biologische Klärung nach dem sogenannten SBR-Verfahren unter Zufuhr von Sauerstoff mit Hilfe von Belebtschlamm stattfinden kann. In der Kleinkläranlage, die in dem deutschen Gebrauchsmuster 20 2005 020 430.7 der Anmelderin beschrieben wird, wird ein Membranbelebungsverfahren durchgeführt, bei welchem ein innerhalb der Klärkammer angeordnetes Membranmodul in den Belebtschlamm eingetaucht ist und das biologisch vorgeklärte Wasser vom Schlamm und von anderen Partikeln trennt. Das so erzeugte Klarwasser (Permeat) kann durch eine geeignete Fördereinrichtung vom Membranmodul abgefördert werden.
Zur Separation ist ein Druckgefälle zwischen der Reaktorseite und der Permeatseite des Membranmoduls erforderlich. Diese Druckdifferenz kann durch die Fördereinrichtung erzeugt werden, bei der es sich beispielsweise um eine Pumpe handelt, die an die Permeatseite des Membranmoduls angeschlossen ist und dort für einen Unterdruck sorgt, durch welchen das Wasser durch die Membran gezogen wird. Alternativ ist es möglich, auf der gegenüberliegenden Reaktorseite einen Überdruck zu erzeugen. Der Druckaufbau mittels einer Pumpe beansprucht die Membran jedoch übermäßig und kann ihre Lebensdauer beeinträchtigen. Aus diesem Grund ist es erwünscht, die Druckdifferenz möglichst schonend zu erzeugen, beispielsweise durch ein Überstauen der Reaktorseite des Membranmoduls, bei welchem das Wasser in freiem Gefälle durch die Membran gedrückt wird. Da die Klärkammer in der Regel unterirdisch angeordnet ist, ist es auch in diesem Fall notwendig, eine Pumpe vorzusehen, die das Klarwasser aus dem Klärbecken wieder auf ein über der Erdoberfläche liegendes Niveau abfördert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Kleinkläranlage der vorstehend beschriebenen Art zu schaffen, die einen schonenden Betrieb des Membranmoduls ermöglicht, während gleichzeitig auf den Einsatz einer Pumpe zur Wasserförderung verzichtet werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Fördereinrichtung einen Druckluftheber umfaßt, der an die Permeatseite des Membranmoduls angeschlossen ist.
Der erfindungsgemäße Einsatz eines Drucklufthebers ermöglicht es einerseits, die erwünschte Druckdifferenz zwischen den Membranseiten schonend aufzubauen, während andererseits das Klarwasser zuverlässig abgefördert werden kann. Beispielsweise kann das Klarwasser in freiem Gefälle in den Druckluftheber einströmen, aus welchem es anschließend mittels Druckluftzufuhr durch eine dafür vorgesehene Ablaufleitung aus der Kleinkläranlage nach außen gefördert wird. Auf den Einsatz einer Wasserpumpe kann daher verzichtet werden.
Vorzugsweise umfaßt der Druckluftheber einen Behälter, der an seinem oberen Ende einen an die Permeatseite des Membranmoduls angeschlossenen Wasser-Zulauf aufweist, durch welchen das Klarwasser in freiem Gefälle in den Behälter einströmen kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Behälter an seinem unteren Ende einen Druckluftanschluß und am oberen Ende einer Ablaufleitung zur Abförderung des Inhalts des Behälters auf.
An den Druckluftanschluß ist vorzugsweise eine Druckluftleitung angeschlossen, die von einem Kompressor zur Druckluft-Erzeugung ausgeht.
Bevorzugt wird der Druckluftheber intermittierend betrieben. Hierbei kann sich der Behälter zyklisch mit Klarwasser füllen, das in freiem Gefälle über den Klarwasser-Zulauf einströmt. Die Leerung des gefüllten Behälters geschieht in regelmäßigen Zeitabständen durch Druckluftzufuhr über den Kompressor, wodurch das im Behälter entstehende Luft-Wasser-Gemisch in die Ablaufleitung gedrückt wird und auf diese Weise nach außen gefördert wer den kann. Zwischen zwei Abpumpvorgängen kann sich der Behälter stets aufs Neue mit Klarwasser füllen.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Die einzige Figur ist eine schematische Darstellung eines Teils einer erfindungsgemäßen Kleinkläranlage.
In der Figur ist eine erfindungsgemäße Kleinkläranlage 10 lediglich teilweise dargestellt, nämlich ohne die Vorklärkammer, aus welcher vorgeklärtes Abwasser über einen Abwasser-Zulauf 12 in eine biologische Klärkammer 14 einströmt. Die Vorklärkammer und die Klärkammer 14 können auch lediglich durch eine Trennwand innerhalb eines gemeinsamen Behälters angeordnet sein, so wie es bei den hier vorliegenden Kleinkläranlagen allgemein üblich ist.
Innerhalb der Klärkammer 14 befindet sich ferner Belebtschlamm, der Mikroorganismen enthält, die für die Klärung des Abwassers sorgen. Ein Membranmodul 16, das in der Klärkammer 14 unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 15 des Abwassers angeordnet ist, ist in den Belebtschlamm eingetaucht und dient dazu, das geklärte Wasser zu filtern und von Belebtschlamm und anderen Partikeln zu trennen. Zu diesem Zweck umfaßt das Membranmodul 16 eine Membran, durch welche das Wasser von der Reaktorseite 18 (Abwasserseite) zur Permeatseite 20 (Klarwasserseite) strömt. Das geklärte Wasser, das die Membran passiert hat, wird allgemein auch als Permeat bezeichnet. Das Permeat oder Klarwasser wird anschließend durch eine an die Permeatseite 20 des Membranmoduls 16 angeschlossene Fördereinrichtung 22 aus der Klärkammer 14 gefördert, die weiter unten noch näher beschrieben wird.
Unterhalb des Membranmoduls 16 befindet sich in der Nähe des Bodens 24 der Klärkammer 14 ein Belüftungselement 26, welches über eine nicht dargestellte Luftleitung mit Luft versorgt wird, so dass vom Belüftungselement 26 aus Luftblasen zum Membranmodul 16 aufsteigen und Wasser zum Membranmodul 16 fördern. Gegebenenfalls kann die Klärkammer 14 im Bodenbereich ein sogenanntes Wirbelbett aus Kunststoffkörpern enthalten, an welchen sich Mikroorganismen ansiedeln, die während des Klärvorgangs Stick stoffverbindungen abbauen. In diesem Fall werden die Kunststoffkörper des Wirbelbetts durch den Auftrieb der Luftblasen des Belüftungselements 26 mitgerissen. Einzelheiten hierzu finden sich im Gebrauchsmuster 20 2005 020 430.7 der Anmelderin.
Bei der Fördereinrichtung 22 zur Abförderung des an der Permeatseite 20 des Membranmoduls 16 austretenden Klarwassers handelt es sich um einen Druckluftheber 30. Der Druckluftheber 30 umfaßt einen länglichen Behälter, beispielsweise einen Zylinder, der innerhalb der Klärkammer 14 auf solche Weise aufrecht montiert ist, dass sein oberes Ende 34 an die Permeatseite 20 des Membranmoduls 16 durch einen Überlaufstutzen der Permeatseite 20 angeschlossen ist, der einen Klarwasser-Zulauf 36 des Behälters 32 bildet. Über diesen Zulauf 36 kann das Klarwasser in freiem Gefälle in den Behälter 32 einströmen. Während dieses Einströmvorgangs wird ein leichter Unterdruck auf der Permeatseite 20 aufgebaut, der zu einem Sog durch die Membran führt. Der durch das Druckgefälle zwischen der Reaktorseite 18 und der Permeatseite erzeugte Sog ist ausreichend, um das Durchströmen des Wassers durch die Membran zu gewährleisten.
Der Behälter 32 umfaßt ferner an seinem oberen Ende 34 eine Ablaufleitung 38, durch welche der Behälter-Inhalt nach außen abgefördert werden kann. An dem gegenüberliegenden unteren Ende 40 umfaßt der Behälter 32 einen Druckluftanschluß 42, an welchen eine Druckluftleitung 44 angeschlossen ist, die von einem Kompressor 46 ausgeht, der sich außerhalb der Klärkammer 14 befindet. Mithilfe des Kompressors 46 kann Druckluft über die Druckluftleitung 44 vom unteren Ende 40 her in den Behälter 32 eingeblasen werden. Das auf diese Weise entstehende Gemisch aus Klarwasser und Luft wird dann über die Ablaufleitung 38 nach außen gedrückt.
Der Druckluftheber 30 läßt sich vorteilhafterweise intermittierend betreiben. Hierbei wird zunächst der Behälter 32 über den Zulauf 36 mit Klarwasser gefüllt. Anschließend wird auf die oben beschriebene Weise mithilfe des Kompressors 46 Druckluft in den Behälter 32 eingeblasen, so dass dieser über die Ablaufleitung 38 wieder geleert wird und der gesamte Zyklus aufs Neue beginnen kann.
Der durch das Überströmen des Klarwassers von der Permeatseite 20 in den Behälter 32 in freiem Gefälle erzeugte Unterdruck ist im Vergleich zur bisher üblichen Abförderung durch eine Druck- oder Saugpumpe relativ klein, so dass die zum Betrieb des Membranmoduls 16 erforderliche Druckdifferenz zwischen der Reaktorseite 18 und der Permeatseite 20 auf relativ schonende Weise aufgebaut wird. Beschädigungen der Membran werden vermieden, und ihre Lebensdauer wird hierdurch verlängert.

Claims

Kleinkläranlage (10) mit einem Membranmodul (16), das in einer Klärkammer (14) angeordnet ist, und einer Fördereinrichtung (22) zur Abförderung des durch das Membranmodul (16) gereinigten Klarwassers und zur Erzeugung eines Druckgefälles zwischen der Reaktorseite (18) und der Permeatseite (20) des Membranmoduls (16), dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (22) einen Druckluftheber (30) umfasst, der an die Permeatseite (20) des Membranmoduls (16) angeschlossen ist.
Kleinkläranlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckluftheber (30) einen Behälter (32) umfasst, der an seinem oberen Ende (34) einen an die Permeatseite (20) des Membranmoduls (16) angeschlossenen Klarwasser-Zulauf (36) aufweist, durch welchen das Klarwasser in freiem Gefälle in den Behälter (32) einströmen kann.
Kleinkläranlage gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (32) an seinem unteren Ende (40) einen Druckluftanschluss (42) und an seinem oberen Ende (34) eine Ablaufleitung (38) zur Abförderung des Behälter-Inhalts aufweist.
Kleinkläranlage gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an den Druckluftanschluss (42) eine Druckluftleitung (44) angeschlossen ist, die von einem Kompressor (46) zur Druckluft-Erzeugung ausgeht.
Kleinkläranlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckluftheber (30) intermittierend betrieben wird.