DE202011050470U1

DE202011050470U1 - Biological clarifier

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Publication number: DE202011050470U1
Application number: DE202011050470U
Authority: DE
Original assignee: ATB UMWELTTECHNOLOGIEN GmbH
Current assignee: Atb Technology De GmbH
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2012-09-20
Anticipated expiration: 2021-06-18

Abstract

Biologische Klärvorrichtung (10), mit einer Klärkammer (16) und Einrichtungen zur Beförderung und Behandlung von Abwasser, welche Einrichtungen umfassen: einen Druckluftheber (30) mit einem Steigrohr (36), dessen unteres Ende einen Druckluftanschluss (46) aufweist und dessen oberes Ende (48) an einen Klarwasserauslass (32) angeschlossen ist, einen Belüfter (26), und eine Druckluftquelle (28) zur Beaufschlagung des Drucklufthebers (30) und/oder des Belüfters (26) mit Druckluft über eine Druckluftleitung (54), die sich von der Druckluftquelle (28) ausgehend in eine erste Zweigleitung (58) und in eine zweite Zweigleitung (60) verzweigt, von denen die erste Zweigleitung (58) zum Druckanschluss (46) des Drucklufthebers (30) führt und die zweite Zweigleitung (60) zum Belüfter (26) führt, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen ferner ein Schwimmventil (62) umfassen, das schwimmend in der Klärkammer (16) zur Steuerung der Verteilung des Druckluftstroms der Druckluftleitung (54) auf die erste (58) und/oder die zweite Zweigleitung (60) angeordnet ist und einen Hohlkörper...Biological clarification device (10), with a clarification chamber (16) and devices for the transport and treatment of waste water, which devices comprise: a compressed air lifter (30) with a riser pipe (36), the lower end of which has a compressed air connection (46) and the upper end of which (48) is connected to a clear water outlet (32), an aerator (26), and a compressed air source (28) for acting on the compressed air lifter (30) and / or the aerator (26) with compressed air via a compressed air line (54), which starting from the compressed air source (28), branches into a first branch line (58) and into a second branch line (60), of which the first branch line (58) leads to the pressure connection (46) of the compressed air lifter (30) and the second branch line (60) leads to the aerator (26), characterized in that the devices further comprise a float valve (62) floating in the clarification chamber (16) for controlling the distribution of the compressed air flow of the compressed air line (54) to the first (58) and / or the second branch line (60) is arranged and a hollow body ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine biologische Klärvorrichtung, mit einer Klärkammer und Einrichtungen zur Beförderung und Behandlung von Abwasser gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The present invention relates to a biological clarifier, having a clarification chamber and means for transporting and treating wastewater according to the preamble of claim 1.

Derartige Klärvorrichtungen werden beispielsweise zur Abwassereinigung für Haushalte eingesetzt, die nicht an das öffentliche Kanalnetz angeschlossen sind. Sie umfassen eine Klärkammer, in der eine biologische Endreinigung des Abwassers mittels Klärschlamm stattfindet. Eine Vorklärung des Abwassers kann in entsprechenden Vorklärkammern stattfinden, in denen Grobstoffe abgeschieden werden. In einer bekannten Bauform sind Vorklärkammer und biologische Klärkammer in einem gemeinsamen Behälter angeordnet und durch eine Trennwand getrennt, über welche die Klärkammer aus der Vorklärkammer beschickt wird. Such clarifiers are used for example for sewage treatment for households that are not connected to the public sewer system. They include a clarification chamber, in which a biological final purification of the wastewater takes place by means of sewage sludge. A primary clarification of the waste water can take place in corresponding pre-clearing chambers, in which coarse materials are separated. In a known design Vorklärkammer and biological clarification chamber are arranged in a common container and separated by a partition, via which the clarification chamber is fed from the pre-clearing chamber.

Solche Klärvorrichtungen sind mit diversen Einrichtungen zur Beförderung und Behandlung von Abwasser ausgestattet. Insbesondere umfassen diese einen Belüfter zur Durchlüftung des Inhalts der biologischen Klärkammer und einen Druckluftheber mit einem Steigrohr, das in seinem unteren Bereich einen Druckluftanschluss aufweist. Sowohl der Belüfter als auch das Steigrohr können mit Druckluft aus einer entsprechenden Druckluftquelle wie etwa einem Verdichter beaufschlagt werden. Das Flüssigkeitsvolumen im Steigrohr wird durch die Druckluft nach oben befördert. Such clarifiers are equipped with various facilities for the transport and treatment of wastewater. In particular, these include an aerator for ventilating the contents of the biological clarification chamber and a compressed air lift with a riser, which has a compressed air connection in its lower region. Both the aerator and the riser can be pressurized with compressed air from a corresponding source of pressurized air, such as a compressor. The liquid volume in the riser pipe is transported upwards by the compressed air.

Der Druckluftheber dient in einigen Ausführungsformen als Schlammheber, durch welchen überschüssiger Schlamm aus der Klärkammer über die Trennwand zurück in die Vorklärung befördert wird, wie es beispielsweise in der europäischen Patentanmeldung EP 2 098 487 A1 der Anmelderin beschrieben wird. Alternativ kann ein Druckluftheber zur Abförderung des Klarwassers verwendet werden, das bei der biologischen Klärung anfällt. Das obere Ende dieses Klarwasserhebers führt in diesem Fall zu einem Klarwasserauslass. Die Verteilung der Druckluft zwischen dem Belüfter und dem Druckluftheber erfolgt über eine sich verzweigende Druckluftleitung, von welcher eine erste Zweigleitung zum Druckanschluss des Drucklufthebers führt und eine zweite Zweigleitung in den Behälter mündet. The airlift is used in some embodiments as a sludge siphon, through which excess sludge from the clarification chamber is transported via the partition back into the primary treatment, as for example in the European patent application EP 2 098 487 A1 the applicant is described. Alternatively, a compressed air lift can be used to remove the clear water, which is obtained during biological clarification. The upper end of this clear water lifter leads in this case to a clear water outlet. The distribution of compressed air between the aerator and the air lift is via a branching compressed air line from which a first branch line leads to the pressure port of the airlift and a second branch line opens into the container.

Zum Einsatz kommen hauptsächlich zwei bekannte Verfahrenstypen, nämlich das SBR-Verfahren und verschiedene Belebungsverfahren im Durchlaufbetrieb. Diese sind z.B. Wirbelschwebebett-, Festbett-, oder das CBR-Verfahren. Mainly two known types of processes are used, namely the SBR process and various activation processes in continuous operation. These are e.g. Fluidized bed bed, fixed bed, or the CBR method.

Das meist eingesetzte Verfahren ist das SBR-Verfahren. Bei diesem Verfahren sind zwei voneinander hydraulisch getrennte Behälterteile notwendig. Im ersten Behälterteil, der Vorklärung/Schlammspeicher wird das zufließende Abwasser gepuffert wobei sich Grobstoffe abscheiden. Im zweiten Behälterteil findet die biologische Klärung durch Einbringen von Luftsauerstoff statt. Da die Behälterteile voneinander getrennt sind, sind bei diesem Verfahren mehrere Pumpvorgänge notwendig. Das vorgereinigte Abwasser wird von der Vorklärung über die Trennwand in das Belebungsbecken gefördert. Weiterhin muss überschüssiger Belebtschlamm aus dem Belebungsbecken zurück in die Vorklärung/Schlammspeicher überführt werden. Als dritten Pumpvorgang wird das gereinigte Abwasser nach einer Absetzphase aus dem Belebungsbecken aus der Anlage gefördert. Für diese Fördervorgänge werden diverse Fördereinrichtungen benötigt, die wiederum einen großen steuerungstechnischen Aufwand zur Ansteuerung benötigen. Bei Anlagen die Pumpvorgänge mit Druckluft durchführen müssen mehrere Luftschläuche von der Steuerung zum Behälter gelegt werden, was einen großen Aufwand bei der Installation der Anlage erfordert. Weiterhin zieht dieses durch die Vielzahl der eingesetzten technischen Teile eine erhöhte Störanfälligkeit und Wartungsaufwand nach sich. Ein weiterer Nachteil der dieses Verfahrens ist, dass durch die nicht kontinuierliche Abführung des geklärten Abwassers ein Teil des Behältervolumens als Puffer vorgehalten werden muss und nicht als Schlammspeicher- oder Reaktorvolumen zur Verfügung steht. The most commonly used method is the SBR method. In this method, two separate hydraulically separate container parts are necessary. In the first container part, the primary treatment / sludge storage the incoming wastewater is buffered with coarse material. In the second container part, the biological clarification takes place by introducing atmospheric oxygen. Since the container parts are separated from each other, several pumping operations are necessary in this method. The pre-treated wastewater is pumped from the primary treatment via the dividing wall into the aeration tank. Furthermore, excess activated sludge must be transferred from the aeration tank back into the primary treatment / sludge storage. As a third pumping process, the treated wastewater is pumped out of the plant after a settling phase from the aeration tank. For this funding operations various conveyors are needed, which in turn require a large control engineering effort to control. In systems that perform pumping operations with compressed air, several air hoses must be routed from the controller to the container, which requires a great deal of effort when installing the system. Furthermore, this draws by the large number of technical parts used an increased susceptibility to failure and maintenance. Another disadvantage of this method is that a part of the container volume must be kept as a buffer by the discontinuous discharge of clarified wastewater and is not available as sludge storage or reactor volume.

Bei den Durchlauf-Belebungsverfahren werden deutlich weniger technische Bauteile eingesetzt. Es wird in der Regel lediglich eine Fördervorrichtung zur Rückführung von Überschussschlamm benötigt. Nachteilig bei diesen Verfahren ist, dass zur Abscheidung des Belebtschlamms vom geklärten Abwasser eine separate Abscheidevorrichtung/Nachklärung vorhanden sein muss. Dieses kann ein dem Belebungsbecken nachgeschalteter Behälterteil sein, wodurch in der Regel ein deutlich größeres Gesamtvolumen der Anlage vorhanden sein muss. Um bei Belastungsspitzen Schlammabtrieb aus der Anlage zu vermeiden, setzt der Großteil der Hersteller dieser Anlagentypen im Belebungsbecken ein Aufwuchsmaterial für die Mikroorganismen ein, das einen besseren Rückhalt dieser in der Anlage bewirkt. Beim CBR-Verfahren wird der Rückhalt durch eine Ablaufdrossel bewirkt, die die Auftriebsgeschwindigkeit in der eingesetzten Nachklärung stark reduziert. Diese eingesetzten Bauteile wie das Aufwuchsmaterial oder die separate Nachklärung bedeuten einen großen Kosten- und bautechnischen Aufwand. In the case of continuous aeration processes, significantly fewer technical components are used. As a rule, only one conveying device is required for the return of excess sludge. A disadvantage of this method is that for the separation of the activated sludge from the treated wastewater a separate separation / secondary clarification must be present. This can be a tank part downstream of the activated sludge tank, as a result of which, as a rule, a significantly greater overall volume of the system must be present. In order to prevent sludge drift from the system at peak loads, the majority of manufacturers of these types of plant in the aeration tank use a growth material for the microorganisms, which provides better retention of these in the plant. In the case of the CBR process, the retention is effected by an outlet throttle, which greatly reduces the buoyancy rate in the secondary clarification used. These used components such as the growth material or separate secondary clarification mean a large cost and construction effort.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine neuartige biologische Klärvorrichtung zu schaffen, die die Vorteile der bekannten Anlagen verbindet, die im SBR- oder im Durchlaufverfahren betrieben werden. Insbesondere soll ein größeres Volumen im Behälter als Reaktorvolumen zur Verfügung gestellt werden, während gleichzeitig auf aufwändige Drosselung- und Sedimentationsvorrichtungen verzichtet werden kann. Object of the present invention is therefore to provide a novel biological clarifier, which combines the advantages of the known systems that are operated in the SBR or in the continuous process. In particular, a larger volume in the container is to be made available as a reactor volume, while at the same time consuming Throttling and sedimentation devices can be dispensed with.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch eine biologische Klärvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erfüllt. These objects are achieved by a biological clarifier with the features of claim 1.

Die erfindungsgemäße biologische Klärvorrichtung ist so ausgerüstet, dass die Druckluft in Abhängigkeit vom Flüssigkeitspegel in der biologischen Klärkammer auf den Belüfter oder auf den Druckluftheber zum Abfördern von Klarwasser verteilt werden kann. Solange der Pegel niedrig steht, bleibt die zum Druckluftheber führende erste Zweigleitung blockiert, und es wird ausschließlich der Belüfter mit Druckluft versorgt, so dass der Klärkammerinhalt intermittierend belüftet werden kann. Steigt der Pegel über einen vorbestimmten Stand, wird automatisch die zum Druckluftheber führende Zweigleitung geöffnet und das Steigrohr wird mit Druckluft beaufschlagt, so dass sein Inhalt in Richtung des Klarwasserauslasses nach oben abgefördert wird. The biological clarifier according to the invention is equipped so that the compressed air can be distributed depending on the liquid level in the biological clarification chamber on the aerator or on the air lift for conveying clear water. As long as the level is low, the first branch line leading to the compressed air lift remains blocked, and only the aerator is supplied with compressed air, so that the clarification chamber contents can be ventilated intermittently. If the level rises above a predetermined level, the branch line leading to the compressed-air lift is automatically opened and the riser pipe is supplied with compressed air, so that its contents are conveyed upwards in the direction of the clear water outlet.

Mit dem Öffnen der ersten Zweigleitung zum Druckluftheber und/oder mit dem Beginn der Abförderung von Flüssigkeit aus dem Steigrohr ist die Auslösung eines elektrischen Schalters verbunden, der dazu angeordnet ist, die Druckluftbeaufschlagung des Hebers oder die Flüssigkeitsabförderung zu registrieren und einen Schaltimpuls auszulösen, der den Betriebsmodus der Druckluftquelle umschaltet. Die Druckluftquelle kann dann den intermittierenden Betrieb beenden und eine neue Betriebsphase einleiten, die das kontinuierliche Abfördern von Klarwasser beinhaltet. With the opening of the first branch line to the airlift and / or with the beginning of the removal of liquid from the riser, the triggering of an electrical switch is connected, which is to register the compressed air loading of the lifter or the Flüssigkeitsabförderung and trigger a switching pulse, the Operating mode of the compressed air source switches. The compressed air source can then stop the intermittent operation and initiate a new phase of operation involving the continuous discharge of clear water.

Zur automatischen Änderung der Druckluftverteilung zwischen Druckluftheber und Belüfter dient ein Schwimmventil, dass einen Hohlkörper umfasst, der in Abhängigkeit vom Flüssigkeitspegel kippbar in der Klärkammer angeordnet ist. Der Eingang des Hohlkörpers ist an die Druckluftquelle angeschlossen. Im Hohlkörper ist ein Ventilkörper beweglich gelagert, der in einer ersten Schaltstellung das Schwimmventil geöffnet hält und in einer zweiten Schaltstellung die erste Zweigleitung verschließt. Wird der vorbestimmte Flüssigkeitspegel in der Klärkammer überschritten, erreicht der Hohlkörper eine Neigung, bei der der Ventilkörper sich selbsttätig aus der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung bewegen kann, so dass die Druckluft praktisch ausschließlich dem Druckluftheber zugeführt wird. For automatic change of the compressed air distribution between air lift and aerator is a float valve that includes a hollow body, which is arranged in response to the liquid level tilted in the clarification chamber. The entrance of the hollow body is connected to the compressed air source. In the hollow body, a valve body is movably mounted, which holds the floating valve open in a first switching position and closes the first branch line in a second switching position. If the predetermined liquid level is exceeded in the clarification chamber, the hollow body reaches an inclination, in which the valve body can move automatically from the second switching position to the first switching position, so that the compressed air is supplied almost exclusively to the compressed air lift.

Ist der Belüfter beispielsweise auf dem Behälterboden angeordnet und der Anschluss des Drucklufthebers auf einem entsprechend höheren Niveau darüber, gelangt bei nach beiden Seiten geöffnetem Weg die Luft ausschließlich in den Druckluftheber, da an diesem Anschluss aufgrund der geringeren Wassersäule die Luft einen geringeren Gegendruck überwinden muss als am tiefer gelegenen Anschluss der Belüfters. So reicht es aus, lediglich die Leitung zum Druckluftheber mit einer Ventileinrichtung zu versehen, um im Klärbetrieb beide Funktionen durchzuführen. If, for example, the aerator is arranged on the tank bottom and the connection of the compressed air lift is at a correspondingly higher level, the air only reaches the compressed air lift when the path is open on both sides, because the air at this connection has to overcome a lower backpressure than due to the lower water column at the lower connection of the aerator. So it is sufficient to provide only the line to the air lift with a valve device to perform both functions in the treatment.

Das vorstehend beschriebene Schwimmventil stellt ein besonders einfaches Mittel zum Umschalten der Druckluftverteilung dar. Magnetventile mit entsprechenden Ansteuerungen sind in diesem Fall nicht mehr notwendig. The float valve described above represents a particularly simple means for switching the compressed air distribution. Solenoid valves with appropriate controls are no longer necessary in this case.

Die erfindungsgemäße Klärvorrichtung verbindet die Vorteile des SBR-Verfahrens mit denjenigen eines Durchlaufverfahren durch den Einsatz entsprechender Steuerungsvorrichtungen zur Steuerung von Behandlungs-, Absetz- und Klarwasserabzugsphasen. Während dieser Phasen kann stets frisches Abwasser zufließen und sich auf den gesamten Behälter verteilen, entweder durch eine hydraulische Verbindung der Vorklärung und der Klärkammer oder durch Zuführung in die biologische Klärkammer als einzigem Behandlungsbecken unter Verzicht auf eine Vorklärung. Somit kann für zufließendes Abwasser die gesamte Oberfläche des Behälters als Aufstaufläche zur Verfügung gestellt werden, und die Höhe des Puffers sehr gering gehalten werden. Dadurch steht mehr Behältervolumen als Reaktor- bzw. Schlammspeichervolumen zur Verfügung. Auf aufwändige Sedimentationsvorrichtungen kann verzichtet werden. The clarifier according to the invention combines the advantages of the SBR method with those of a continuous process through the use of appropriate control devices for controlling treatment, settling and clear water withdrawal phases. During these phases, fresh waste water can always flow in and be distributed over the entire container, either by a hydraulic connection of the primary treatment and the clarification chamber or by feeding into the biological clarification chamber as the only treatment tank without the need for primary treatment. Thus, for incoming waste water, the entire surface of the container can be provided as Aufstaupläche, and the height of the buffer can be kept very low. As a result, more container volume than reactor or sludge storage volume is available. Expensive sedimentation devices can be dispensed with.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Schwimmventil innerhalb der ersten Zweigleitung angeordnet, von welcher ein stromaufwärts gelegenes flexibles erstes Teilstück in den Eingang des Hohlkörpers mündet, während der Hohlkörper lediglich einen Ausgang umfasst, an welchem ein stromabwärts gelegenes zweites Teilstück der ersten Zweigleitung angeschlossen ist, das zum Druckluftheber führt. According to a preferred embodiment of the present invention, the float valve is disposed within the first branch line, from which an upstream flexible first portion opens into the entrance of the hollow body, while the hollow body comprises only one exit, to which a downstream located second portion of the first branch line connected is that leads to the air lift.

In diesem Fall befindet sich das Schwimmventil also zwischen einem ersten und einem zweiten Teilstück der Zweigleitung und kann diese auf die oben beschriebene Weise absperren, so dass die Druckluftzufuhr zum Druckluftheber unterbrochen wird. Die Flexibilität des ersten stromaufwärts gelegenen Teilstücks gestattet es, das Schwimmventil beweglich schwimmend in der Klärkammer zu lagern, so dass es die Kippbewegungen zum Umschalten des Ventils ungehindert ausführen kann. In this case, the float valve is thus between a first and a second portion of the branch line and can shut off this in the manner described above, so that the compressed air supply to the airlift is interrupted. The flexibility of the first upstream section allows the floating valve to float movably in the clarifying chamber so that it can freely perform the tilting movements for switching the valve.

Vorzugweise ist der Hohlkörper des Schwimmventils als Röhre ausgebildet, deren Enden den Eingang und den Ausgang des Hohlkörpers bilden, und das Eingangsende der Röhre ist mit der Kippachse verbunden. Preferably, the hollow body of the floating valve is designed as a tube whose ends form the inlet and the outlet of the hollow body, and the input end of the tube is connected to the tilting axis.

In dieser Röhre kann beispielsweise ein Ventilkörper in Form einer Kugel frei zwischen den Enden hin und her rollen. Damit das Schwimmventil eindeutige Schaltzustände annimmt und an einem kritischen Pegel nicht ständig zwischen zwei Schaltzuständen oszilliert, kann die Röhre einen Knick aufweisen, der durch die Kugel auf ihrem Weg zwischen den Röhrenenden überwunden werden muss. Es sind jedoch noch andere Ausführungsformen denkbar. Die Röhre des Hohlkörpers kann selbst einen Schwimmkörper bilden, der genügend Auftrieb erzeugt, um zusammen mit der darin enthaltenen Kugel an der Wasseroberfläche zu schwimmen, oder am Hohlkörper können zusätzliche Schwimmkörper angebracht sein, die den Auftrieb erzeugen. In this tube, for example, a valve body in the form of a ball can roll freely between the ends. So that the floating valve assumes clear switching states and does not constantly oscillate at a critical level between two switching states, the tube may have a kink, which must be overcome by the ball on its way between the tube ends. However, other embodiments are conceivable. The tube of the hollow body can itself form a float which generates sufficient buoyancy to float together with the ball contained therein on the water surface, or on the hollow body can be attached additional floating body, which generate the buoyancy.

Weiter vorzugsweise ist der Ventilkörper eine Kugel aus magnetischem Material, und die Röhre weist an ihrem Eingangsende einen Anschlag auf, an dem die Kugel magnetisch haften kann. More preferably, the valve body is a ball of magnetic material, and the tube has at its input end to a stop on which the ball can adhere magnetically.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform mündet das obere Ende des Steigrohrs in eine Ablaufleitung, die zum Klarwasserauslass führt, und in dieser Ablaufleitung ist ein Pufferbehälter mit zwei Auslässen integriert, von denen ein höher gelegener Auslass zum Klarwasserauslass führt und ein tiefer gelegener Auslass einen kleineren freien Strömungsquerschnitt aufweist als der höher gelegene Auslass. According to a further preferred embodiment, the upper end of the riser opens into a drain line leading to the clear water outlet, and in this drain line a buffer tank with two outlets is integrated, of which a higher outlet leads to the clear water outlet and a lower outlet has a smaller free flow cross section has as the higher outlet.

Dieser Pufferbehälter kann beim Beginn der Abförderung von Flüssigkeit aus dem Steigrohr zunächst ein gewisses Flüssigkeitsvolumen zurückhalten, bevor Flüssigkeit zum Klarwasserauslass gelangt. Dies ist beispielsweise nützlich, um Schlamm zurückzuhalten, der sich im Steigrohr angesammelt hat und beim Einsetzen der Abförderung zuerst aus dem oberen Steigrohrende gelangt. Dieser Schlamm kann dann über den tiefer gelegenen Auslass des Pufferbehälters entweder zurück in die biologische Klärkammer oder in eine ggfs. vorhandene Vorklärkammer zurück abfließen, bevor die eigentliche Klarwasserabförderung stattfindet. Dem Klarwasserabzug kann daher vorteilhafterweise ein Förderstoß zur Schlammrückführung und/oder zur Heberspülung vorangehen. This buffer container can initially retain a certain volume of liquid at the beginning of the discharge of liquid from the riser before liquid enters the clear water outlet. This is useful, for example, to retain mud that has accumulated in the riser and, when inserting the discharge, first comes out of the upper riser end. This sludge can then flow back through the lower outlet of the buffer tank either back into the biological treatment chamber or in any existing pre-treatment chamber, before the actual clear water removal takes place. The clear water discharge can therefore be preceded by a feed charge for sludge recirculation and / or for sump flushing.

Vorzugsweise führt der tiefer gelegene Auslass des Pufferbehälters zurück in die Klärkammer oder zu einer Vorklärkammer, aus der die Klärkammer mit vorgereinigtem Abwasser gespeist wird. Preferably, the lower outlet of the buffer tank leads back into the clarification chamber or to a pre-clarification chamber, from which the clarification chamber is fed with pre-treated wastewater.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der elektrische Schalter in das Schwimmventil integriert und ist durch eine Bewegung des Ventilkörpers beim Kippen des Hohlkörpers in die erste Schaltstellung schließbar. Bei dieser Anordnung wird der elektrische Schalter also unmittelbar beim Öffnen der ersten Zweigleitung zum Druckluftheber ausgelöst, so dass in diesem Moment der Schaltimpuls ausgelöst wird, der den Betrieb der Druckluftquelle umschalten kann, um eine neue Betriebsphase einzuleiten. Der elektrische Schalter kann beispielsweise an einem Anschlag für den Ventilkörper angebracht sein, gegen den der Ventilkörper in der ersten Schaltstellung anschlägt und somit mechanisch den elektrischen Schalter auslöst. According to a further preferred embodiment, the electrical switch is integrated into the float valve and can be closed by a movement of the valve body when tilting the hollow body in the first switching position. In this arrangement, the electric switch is thus triggered immediately when opening the first branch line to the air lift, so that at this moment the switching pulse is triggered, which can switch the operation of the compressed air source to initiate a new phase of operation. The electrical switch may for example be attached to a stop for the valve body against which the valve body abuts in the first switching position and thus mechanically triggers the electrical switch.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der elektrische Schalter in das Steigrohr integriert und ist durch einen Volumenstrom durch das Steigrohr schließbar. In diesem Fall wird der Schaltimpuls also beim Beginn der Abförderung von Flüssigkeit aus dem Steigrohr ausgelöst. According to a further preferred embodiment of the invention, the electrical switch is integrated in the riser and can be closed by a flow through the riser. In this case, the switching pulse is thus triggered at the beginning of the discharge of liquid from the riser.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der elektrische Schalter in den Pufferbehälter integriert und ist durch Überschreiten einer vorbestimmten Füllhöhe des Pufferbehälters schließbar. In diesem Fall schließt sich der Schalter, sobald ein gewisses Flüssigkeitsvolumen beim Einsetzen des Abförderns aus dem Steigrohr in den Pufferbehälter gelangt ist. Der elektrische Schalter kann so niedrig in den Pufferbehälter angeordnet, dass bereits ein geringes Flüssigkeitsvolumen zum Schließen des Schalters ausreichend ist. According to a further preferred embodiment, the electrical switch is integrated in the buffer container and can be closed by exceeding a predetermined filling level of the buffer container. In this case, the switch closes as soon as a certain volume of liquid has arrived at the onset of the discharge from the riser into the buffer tank. The electrical switch can be placed so low in the buffer tank, that even a small volume of liquid is sufficient to close the switch.

Vorzugsweise ist der elektrische Schalter ein Reed-Schalter, der auf einer Höhe oberhalb des tiefer gelegenen Auslasses angeordnet ist. Preferably, the electrical switch is a reed switch disposed at a level above the lower outlet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Druckluftquelle ein Verdichter, der eine Steuerung zum Betrieb des Verdichters in mindestens zwei verschiedenen Betriebsphasen umfasst, die zeitlich aufeinanderfolgen, nämlich eine erste Betriebsphase, in der der Verdichter intermittierend betrieben wird, gefolgt von einer zweiten Betriebsphase, die zumindest einen Zeitraum eines kontinuierlichen Betriebs des Verdichters umfasst, wobei die Steuerung beim Empfang des Schaltimpulses vom elektrischen Schalter die erste Betriebsphase beendet und die zweite Betriebsphase startet. According to a further preferred embodiment of the invention, the compressed air source is a compressor comprising a controller for operating the compressor in at least two different operating phases, which follow one another in time, namely a first operating phase in which the compressor is operated intermittently, followed by a second operating phase, which comprises at least a period of continuous operation of the compressor, the controller terminating the first phase of operation and starting the second phase of operation upon receipt of the switching pulse from the electrical switch.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der elektrische Schalter dazu vorgesehen, beim Schließen der ersten Zweigleitung und/oder beim Aussetzen der Abförderung von Flüssigkeit aus dem oberen Ende des Steigrohrs seinen Schaltzustand zu ändern und einen weiteren Schaltimpuls auszulösen, der die zweite Betriebsphase beendet und erneut eine erste Betriebsphase startet. According to a further embodiment, the electrical switch is provided to change its switching state when closing the first branch line and / or when suspending the discharge of liquid from the upper end of the riser and to trigger a further switching pulse, which terminates the second phase of operation and again a first Operating phase starts.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In the following a preferred embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings.

1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen biologischen Klärvorrichtung in einem ersten Betriebszustand; 1 is a schematic representation of an embodiment of the invention biological clarifier in a first operating state;

2 und 3 sind Darstellungen eines Schwimmventils, das Bestandteil der biologischen Klärvorrichtung aus 1 ist, in zwei verschiedenen Schaltzuständen; 2 and 3 are representations of a floating valve, which is part of the biological clarifier 1 is, in two different switching states;

4 bis 7 sind weitere Darstellungen der Ausführungsform der biologischen Klärvorrichtung aus 1 in weiteren Betriebszuständen; und 4 to 7 are further illustrations of the embodiment of the biological clarifier 1 in further operating states; and

8 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Betrieb einer erfindungsgemäßen biologischen Klärvorrichtung verdeutlicht. 8th FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of operating a biological clarifier according to the present invention.

Die biologische Klärvorrichtung 10 aus 1 umfasst einen Klärbehälter 12 mit einer Vorklärkammer 14 (in 1 links) und einer biologischen Klärkammer, die im folgenden einfach als Klärkammer 16 bezeichnet werden soll. Die beiden Kammern 14, 16 sind voneinander durch eine Trennwand 18 getrennt. Über einen Zulauf 20 gelangt Abwasser in die Vorklärkammer 14, wo sich Grobstoffe absetzen oder an der Wasseroberfläche 22 ablagern können. Die Endreinigung des Abwassers findet in der Klärkammer 16 statt, die Belebtschlamm enthält, der hier nicht näher dargestellt ist. Über ein Überlaufrohr 24 wird das vorgereinigte Abwasser aus der Vorklärkammer 14 in die Klärkammer 16 überführt, so dass die beiden Kammern 14, 16 hydraulisch miteinander verbunden sind. The biological clarifier 10 out 1 includes a clarifier 12 with a pretreatment chamber 14 (in 1 left) and a biological clarification chamber, which in the following simply as a clarification chamber 16 should be designated. The two chambers 14 . 16 are separated from each other by a partition 18 separated. About a feed 20 Wastewater enters the primary clarification chamber 14 where coarse material settles or on the water surface 22 can deposit. The final cleaning of the waste water takes place in the clarification chamber 16 instead, which contains activated sludge, which is not shown here. Over an overflow pipe 24 is the pre-treated wastewater from the primary chamber 14 in the clarification chamber 16 transferred so that the two chambers 14 . 16 hydraulically connected to each other.

Zur Förderung der biologischen Klärung und zum Durchmischen des Inhalts der Klärkammer 16 ist in dieser ein Belüfter 26 angeordnet, der z. B. ein Tellerbelüfter oder ein Rohrbelüfter sein kann. Der Belüfter 26 wird durch Druckluft gespeist, die von einem Verdichter 28 zugeführt wird, der sich außerhalb des Klärbeckens 10 befindet. To promote biological clarification and to mix the contents of the clarification chamber 16 is in this an aerator 26 arranged, the z. B. may be a disc ventilator or a pipe aerator. The aerator 26 is fed by compressed air coming from a compressor 28 is fed, which is outside the clarifier 10 located.

Außerdem befindet sich in der Klärkammer 16 ein Druckluftheber 30, der dazu dient, Klarwasser aus der Klärkammer 16 einem Klarwasserauslass 32 zuzuführen. Überdies dient der Druckluftheber 30 auch zur Rückführung von überschüssigem Belebtschlamm in die Vorklärkammer 14. Der Heber 30 ist insgesamt etwa U-förmig ausgebildet, mit zwei vertikalen Rohrschenkeln 34, 36, die an ihrem unteren Ende durch einen horizontalen Rohrabschnitt 38 miteinander verbunden sind. Während ein erster Schenkel 34 mit einem Klarwassereinlass 40 in der Nähe des Flüssigkeitsspiegels 42 der Klärkammer 16 ausgestattet ist und sein oberes Ende 44 weit über den Flüssigkeitsspiegel 42 hinausragt, stellt der zweite Schenkel 36 des Drucklufthebers 30 ein Steigrohr dar, dessen unteres Ende einen Druckluftanschluss 46 aufweist und dessen oberes Ende 48 in eine Ablaufleitung 50 mündet, die zum Klarwasserauslass 32 führt. Insgesamt ist die Ablaufleitung 50 leicht geneigt, und ein Pufferbehälter 52 ist in die Ablaufleitung 50 integriert, dessen Funktion später noch näher erläutert werden soll. It is also located in the clarification chamber 16 a compressed air lift 30 which serves to clear water from the clarifier 16 a clear water outlet 32 supply. In addition, the airlift serves 30 also for the return of excess activated sludge in the pre-treatment chamber 14 , The lifter 30 is a total of approximately U-shaped, with two vertical tube legs 34 . 36 , which at its lower end by a horizontal pipe section 38 connected to each other. While a first leg 34 with a clear water inlet 40 near the liquid level 42 the clarification chamber 16 is equipped and its upper end 44 far above the liquid level 42 protrudes, puts the second leg 36 of the compressed air lift 30 a riser, the lower end of a compressed air connection 46 has and its upper end 48 in a drain line 50 leads to the clear water outlet 32 leads. Overall, the drain is 50 slightly inclined, and a buffer tank 52 is in the drain line 50 integrated, whose function will be explained in more detail later.

Das Steigrohr 36 lässt sich über den Druckluftanschluss 46 mit Druckluft beaufschlagen, die ihm vom Verdichter 28 zugeführt wird. Der Flüssigkeitsinhalt des Steigrohrs 36 steigt dann nach oben, verlässt das Steigrohr über dessen oberes Ende 48 in die Ablaufleitung 50 und gelangt schließlich über den Pufferbehälter 52 zum Klarwasserauslass 32. The riser 36 can be connected via the compressed air connection 46 Apply compressed air to it from the compressor 28 is supplied. The liquid content of the riser 36 then goes up, leaving the riser above the top 48 in the drain line 50 and finally passes over the buffer tank 52 to the clear water outlet 32 ,

Von dem Verdichter 28 führt eine Druckluftleitung zum Belüfter 26 und zum Druckluftheber 30, die insgesamt mit der Bezugsziffer 54 bezeichnet ist. Die Druckluftleitung 54 umfasst einen gemeinsamen Hauptleitungsabschnitt 56, der von einem Druckluftanschluss des Verdichters 28 ausgeht und der sich in eine erste Zweigleitung 58 und eine zweite Zweigleitung 60 verzweigt. Die erste Zweigleitung 58 führt zum Druckluftanschluss 46 des Drucklufthebers 30, und die zweite Zweigleitung 60 führt zum Belüfter 26. Der Druckluftanschluss 46 ist auf einem etwas höheren Niveau angeordnet als der Belüfter 26. From the compressor 28 leads a compressed air line to the aerator 26 and the airlift 30 , in total with the reference number 54 is designated. The compressed air line 54 comprises a common main line section 56 coming from a compressed air connection of the compressor 28 goes out and in a first branch line 58 and a second branch line 60 branched. The first branch line 58 leads to the compressed air connection 46 of the compressed air lift 30 , and the second branch line 60 leads to the aerator 26 , The compressed air connection 46 is located at a slightly higher level than the aerator 26 ,

Zur Verteilung des Druckluftstroms der Druckluftleitung 54 auf die erste Zweigleitung 58 und die zweite Zweigleitung 60 dient ein Schwimmventil 62, das innerhalb der ersten Zweigleitung 58 angeordnet ist. Dieses Schwimmventil 62 weist einen Eingang 64 und einen Ausgang 66 auf. Ein stromaufwärts gelegenes erstes Teilstück 68 der ersten Zweigleitung 58 mündet in den Eingang 64, während vom Ausgang 66 ein stromabwärts gelegenes zweites Teilstück 70 der ersten Zweigleitung 58 ausgeht, das zum Druckluftanschluss 46 des Drucklufthebers 30 führt. Gemäß 2 und 3 umfasst das Schwimmventil 62 eine Röhre 72 als schwimmfähigen Hohlkörper, deren Enden den Eingang 64 und den Ausgang 66 des Schwimmventils 62 bilden. Innerhalb der Röhre 72 befindet sich ein Ventilkörper 74 in Form einer magnetischen Kugel, die in der Röhre 72 hin und her rollen kann. Der Ausgang 66 umfasst einen Ventilsitz, der durch den Ventilkörper 74 verschlossen werden kann, so dass keine Druckluft mehr durch den Ausgang 66 gelangen kann und das Schwimmventil 62 verschlossen ist. In der Nähe des Eingangs 64 befindet sich ein Anschlag 76 für den Ventilkörper 74, gegen welchen der Ventilkörper 74 beweglich ist. In der angeschlagenen Stellung sind sowohl der Eingang 64 als auch der Ausgang 66 geöffnet. Der Anschlag 76 ist ebenfalls aus einem magnetischen Material, an welchem die Kugel, die den Ventilkörper 74 bildet, magnetisch haften kann. For distribution of the compressed air flow of the compressed air line 54 on the first branch line 58 and the second branch line 60 serves a float valve 62 that is within the first branch line 58 is arranged. This floating valve 62 has an entrance 64 and an exit 66 on. An upstream first section 68 the first branch line 58 flows into the entrance 64 while from the exit 66 a downstream second section 70 the first branch line 58 goes out to the compressed air connection 46 of the compressed air lift 30 leads. According to 2 and 3 includes the float valve 62 a tube 72 as buoyant hollow body, whose ends are the entrance 64 and the exit 66 of the floating valve 62 form. Inside the tube 72 there is a valve body 74 in the form of a magnetic ball, in the tube 72 can roll back and forth. The exit 66 includes a valve seat passing through the valve body 74 can be closed, so that no more compressed air through the outlet 66 can get and the floating valve 62 is closed. Near the entrance 64 there is a stop 76 for the valve body 74 against which the valve body 74 is mobile. In the battered position are both the entrance 64 as well as the exit 66 open. The stop 76 is also made of a magnetic material, to which the ball, which is the valve body 74 forms, can adhere magnetically.

Aufgrund ihres Auftriebs schwimmt die Röhre 72 in der Flüssigkeit innerhalb der Klärkammer 16. Der Eingang 64 der Röhre 72 ist über einen Schlauchabschnitt 78, der einen Teil des ersten Teilstücks 68 der ersten Zweigleitung 58 bildet, mit einem festen Haltepunkt 80 innerhalb der Klärkammer 16 verbunden. Dieser Haltepunkt 80 kann beispielsweise durch das untere Ende eines feststehenden Rohrabschnitts gebildet werden, der einen weiteren Teil des ersten Teilstücks 68 bildet, an welchen sich der Schlauchabschnitt 78 anschließt. Verändert sich der Flüssigkeitspegel 42 in der Klärkammer 16, folgt das Schwimmventil 62 dieser Aufwärts- und Abwärtsbewegung, während es über den Schlauchabschnitt 78 am Haltepunkt 80 befestigt ist. Dies führt dazu, dass das Schwimmventil 62 insgesamt eine Kippbewegung durchführt, bei welcher der Haltepunkt 80 die Kippachse bildet. Durch diese Kippbewegung kann das Schwimmventil 62 zwischen unterschiedlichen Schaltstellungen geschaltet werden. 1 sowie auch die vergrößerte Darstellung in 3 zeigen eine Situation mit relativ niedrigem Flüssigkeitspegel 42, in der das Schwimmventil 62 vom Haltepunkt 80 aus betrachtet nach unten geneigt ist, d. h., der Ausgang 66 befindet sich auf einem Niveau unterhalb des Eingangs 64 des Schwimmventils 62. Diese Stellung soll im folgenden als zweite Schaltstellung bezeichnet werden, in Abgrenzung zu einer ersten Schaltstellung, die vergrößert in 2 dargestellt ist und in der das Schwimmventil 62 vom Haltepunkt 80 aus betrachtet aufwärts gekippt ist. Die erste Schaltstellung wird eingenommen, wenn der steigende Flüssigkeitspegel 42 ein vorbestimmtes Niveau überschritten hat und und damit ein vorbestimmter Neigungswinkel des Hohlkörpers 72 erreicht worden ist. In der ersten Schaltstellung liegt der Ventilkörper 74 am Anschlag 76 an, und der Eingang 64 und der Ausgang 66 sind geöffnet, so dass die erste Zweigleitung 58 von Druckluft durchströmt werden kann. Hingegen stellt die zweite Schaltstellung aus 3 die geschlossene Ventilstellung dar, in der der Ventilkörper 74 an dem Ventilsitz am Ausgang 66 anliegt und diesen verschließt, so dass der Durchfluss durch das Schwimmventil 62 blockiert ist. Due to its buoyancy, the tube floats 72 in the liquid within the clarifier 16 , The entrance 64 the tube 72 is over a hose section 78 , which is part of the first section 68 the first branch line 58 forms, with a firm breakpoint 80 within the clarification chamber 16 connected. This breakpoint 80 For example, it may be formed by the lower end of a fixed pipe section that forms another part of the first part 68 forms, at which the hose section 78 followed. The fluid level changes 42 in the clarification chamber 16 , follows the float valve 62 this upward and downward movement as it passes over the tube section 78 at the breakpoint 80 is attached. This causes the float valve 62 performs a total tilting movement, in which the breakpoint 80 forms the tilt axis. By this tilting movement, the float valve 62 be switched between different switch positions. 1 as well as the enlarged illustration in 3 show a situation with relatively low fluid level 42 in which the floating valve 62 from the breakpoint 80 From the angle of view is inclined downwards, ie, the exit 66 is at a level below the entrance 64 of the floating valve 62 , This position is to be referred to below as the second switching position, in contrast to a first switching position, which increases in 2 is shown and in the floating valve 62 from the breakpoint 80 tilted upwards. The first shift position is taken when the rising fluid level 42 has exceeded a predetermined level and and thus a predetermined angle of inclination of the hollow body 72 has been achieved. In the first switching position is the valve body 74 at the stop 76 on, and the entrance 64 and the exit 66 are open, leaving the first branch line 58 can be flowed through by compressed air. On the other hand, the second switch position is off 3 the closed valve position, in which the valve body 74 on the valve seat at the exit 66 abuts and closes this, allowing the flow through the float valve 62 is blocked.

Aufgrund seiner kippbaren Anordnung bezüglich des feststehenden Haltepunkts 80 lässt sich das Schwimmventil 62 somit in Abhängigkeit von der Höhe des Flüssigkeitspegels 42 zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Stellung schalten. Wird eine bestimmte Höhe des Flüssigkeitspegels 42 überschritten, gelangt das Schwimmventil 62 automatisch in die erste Schaltstellung und schaltet auf Durchfluss. Due to its tiltable arrangement with respect to the fixed holding point 80 can the float valve 62 thus depending on the height of the liquid level 42 switch between an open and a closed position. Will be a certain level of liquid level 42 exceeded, the float valve arrives 62 automatically in the first switching position and switches to flow.

Ist der Verdichter 28 in Betrieb, werden beide Zweigleitungen 58, 60 über die gemeinsame Hauptleitung 56 mit Druckluft beaufschlagt. In der Situation in 1, in der der Flüssigkeitspegel 42 in der Klärkammer 16 niedrig ist, ist jedoch die erste Zweigleitung 58 blockiert, da das Schwimmventil 62 sich in der zweiten Schaltstellung befindet, und es kann keine Druckluft zum Druckluftheber 30 gelangen. Somit wird ausschließlich der Belüfter 26 über die zweite Zweigleitung 60 mit Druckluft versorgt. Dies entspricht einer Belüftungsphase der biologischen Klärvorrichtung 10, in der der Inhalt der Klärkammer 16 intermittierend belüftet wird, während der Flüssigkeitspegel 42 relativ niedrig ist. Die intermittierende Belüftung wird durch eine entsprechende intermittierende Steuerung des Betriebs des Verdichters 28 erreicht. In der Belüftungsphase wechseln sich Perioden der Belüftung mit Belüftungspausen ab. Durch die Blockierung der ersten Zweigleitung 58 wird verhindert, dass der Inhalt der Klärkammer 16 durch den Druckluftheber 30 abgefördert wird. Is the compressor 28 in operation, both branch lines 58 . 60 over the common main line 56 pressurized with compressed air. In the situation in 1 in which the liquid level 42 in the clarification chamber 16 is low, but is the first branch line 58 blocked because the float valve 62 is in the second switching position, and it can not use compressed air to the airlift 30 reach. Thus, only the aerator 26 over the second branch line 60 supplied with compressed air. This corresponds to a ventilation phase of the biological clarifier 10 in which the contents of the clarification chamber 16 is ventilated intermittently while the liquid level 42 is relatively low. The intermittent ventilation is provided by a corresponding intermittent control of the operation of the compressor 28 reached. In the ventilation phase, periods of ventilation alternate with ventilation breaks. By blocking the first branch line 58 will prevent the contents of the clarifier 16 through the air lift 30 is carried away.

4 stellt eine Situation am Ende der Belüftungsphase dar. Der Flüssigkeitspegel 42 ist hier in der Klärkammer 16 und der damit kommunizierenden Vorklärkammer 14 so weit angestiegen, dass das Schwimmerventil 62 aus der zweiten Schaltstellung (3) in die erste Schaltstellung (2) gelangt. Hierbei bewegt sich der Ventilkörper 74 aus seinem Sitz am Ausgang 66 der Röhre 72 in Richtung des Eingangs 64 und schlägt an dem Anschlag 76 an, so dass das Schwimmventil 62 öffnet. Wird der Verdichter 28 für einen weiteren Belüftungsstoß betrieben, gelangt die Druckluft über die Druckluftleitung 54 durch die erste Zweigleitung 58 zum Druckluftanschluss 46 des Drucklufthebers 30. Das Steigrohr 36 wird somit mit Druckluft beaufschlagt, und sein Inhalt wird nach oben aus seinem oberen Ende 48 in die Ablaufleitung 50 gedrückt und strömt in den Pufferbehälter 52. Durch die Anordnung des Belüfters 26 am Boden der Klärkammer und des Druckluftanschlusses 46 in einer höheren Position darüber wird erreicht, dass der hydrostatische Gegendruck in der zweiten Zweigleitung 60 höher ist als in der erste Zweigleitung 58, so dass keine Luft mehr zum Belüfter 26 gelangt. 4 represents a situation at the end of the aeration phase. The liquid level 42 is here in the clarification chamber 16 and the pretreatment chamber communicating therewith 14 so far risen that the float valve 62 from the second switching position ( 3 ) in the first switching position ( 2 ). In this case, the valve body moves 74 from his seat at the exit 66 the tube 72 in the direction of the entrance 64 and hits the stop 76 on, so that the float valve 62 opens. Will the compressor 28 operated for a further ventilation surge, the compressed air passes through the compressed air line 54 through the first branch line 58 to the compressed air connection 46 of the compressed air lift 30 , The riser 36 is thus pressurized with compressed air, and its content is upwardly from its upper end 48 in the drain line 50 pressed and flows into the buffer tank 52 , By the arrangement of the aerator 26 at the bottom of the clarification chamber and the compressed air connection 46 in a higher position above it is achieved that the hydrostatic back pressure in the second branch line 60 is higher than in the first branch line 58 , so no more air to the aerator 26 arrives.

Es ist erwünscht, dass der Verdichter 28 in der Situation in 4 vom intermittierenden Belüftungsbetrieb in eine neue Betriebsphase umschaltet, die die einen oder mehrere Spülstöße durch den Druckluftheber 30 und zu einem späteren Zeitpunkt eine Periode eines kontinuierlichen Betriebs zur Klarwasserabförderung durch das Steigrohr 36 umfasst. Diese neue Betriebsphase wird durch einen Schaltimpuls eingeleitet, der von einem elektrischen Schalter erzeugt wird, welcher in den Figuren nicht näher dargestellt ist. Dieser elektrische Schalter kann beispielsweise in das Schwimmventil 62 integriert sein und wird durch eine Bewegung des Ventilkörpers 74 beim Kippen der Röhre 72 in die erste Schaltstellung geschlossen. Bei dieser Ausführungsform ist der elektrische Schalter beispielsweise am Anschlag 76 angebracht und wird mechanisch beim Anschlagen der Kugel an den Anschlag 76 geschlossen. Der Schaltimpuls wird also beim Öffnen der ersten Zweigleitung 58 erzeugt, wenn das Schwimmerventil 62 sich öffnet. It is desirable that the compressor 28 in the situation in 4 switched from the intermittent ventilation operation in a new phase of operation, the one or more rinse bursts by the air lift 30 and at a later time, a period of continuous operation for clear water discharge through the riser 36 includes. This new phase of operation is initiated by a switching pulse, which is generated by an electrical switch, which is not shown in detail in the figures. This electrical switch can, for example, in the float valve 62 be integrated and will be through a movement of the valve body 74 when tilting the tube 72 closed in the first switching position. In this embodiment, the electrical switch, for example, at the stop 76 attached and becomes mechanical when striking the ball to the stop 76 closed. The switching pulse is thus when opening the first branch line 58 generated when the float valve 62 opens.

Der elektrische Schalter kann jedoch auch an einer anderen Stelle angeordnet sein, beispielsweise im Pufferbehälter 52. Hierbei kann es sich um einen Reed-Schalter handeln, der sich bei Überschreiten eines bestimmten Flüssigkeitspegels im Pufferbehälter 52 schließt und den Schaltimpuls auslöst. However, the electrical switch can also be arranged at a different location, for example in the buffer tank 52 , This can be about act a reed switch, which is when a certain liquid level in the buffer tank 52 closes and triggers the switching pulse.

Ist der Reed-Schalter auf einer niedrigen Höhe im Pufferbehälter 52 angeordnet, genügt bereits ein geringes Flüssigkeitsvolumen im Pufferbehälter 52, um den Reed-Schalter zu schließen. Der Schaltimpuls wird also in diesem Fall unmittelbar beim Einsetzen der Abförderung von Flüssigkeit aus dem oberen Ende 48 des Steigrohrs 36 erzeugt. Is the reed switch at a low level in the buffer tank 52 arranged, already satisfies a small volume of liquid in the buffer tank 52 to close the reed switch. The switching pulse is thus in this case immediately upon the onset of the removal of liquid from the upper end 48 of the riser 36 generated.

In einer weiteren denkbaren Ausführungsform befindet sich der Schalter innerhalb des Steigrohrs 36 und wird geschlossen, wenn ein Flüssigkeitsvolumen durch das Steigrohr 36 nach oben strömt. Auch dies ist der Fall, wenn die Abförderung von Flüssigkeit durch das Steigrohr 36 einsetzt. In a further conceivable embodiment, the switch is located within the riser 36 and closes when a volume of fluid passes through the riser 36 flows upwards. Again, this is the case when the discharge of fluid through the riser 36 starts.

Der Pufferbehälter 52 weist zwei Auslässe auf, nämlich einen höher gelegenen Auslass 82, der über einen weiteren Abschnitt der Ablaufleitung 50 zum Klarwasserauslass 32 führt, und einen weiteren tiefer gelegenen Auslass 84 am Boden des Pufferbehälters 52, an den sich in der vorliegenden Ausführungsform eine Schlammrückführungsleitung 86 anschließt, die über die Trennwand 18 führt und in die Vorklärkammer 14 mündet. Schlamm, der in dem Pufferbehälter 52 gefördert wird, kann durch den tieferen Auslass 84 in die Vorklärkammer 14 zurückströmen. Abweichend von der hier dargestellten Ausführungsform kann der Schlamm aus dem tiefer gelegenen Auslass 84 auch in die Klärkammer 16 zurückgeführt werden. The buffer tank 52 has two outlets, namely a higher outlet 82 that over another section of the drain line 50 to the clear water outlet 32 leads, and another lower outlet 84 at the bottom of the buffer tank 52 to which in the present embodiment, a mud return line 86 connects that over the partition wall 18 leads and into the pre-treatment chamber 14 empties. Mud in the buffer tank 52 can be promoted through the lower outlet 84 in the primary clarification chamber 14 flow back. Unlike the embodiment shown here, the sludge from the lower outlet 84 also in the clarification chamber 16 to be led back.

Der tiefer gelegene Auslass 84 weist einen kleineren freien Strömungsquerschnitt auf als der höher gelegene Auslass 82. Dies hat zur Folge, dass bei kontinuierlicher Abförderung von Flüssigkeit aus dem Steigrohr 36 nur eine geringe Schlamm- bzw. Flüssigkeitsmenge durch den tiefer gelegenen Auslass 84 abströmen kann, während sich der Pufferbehälter 52 allmählich bis zum höher gelegenen Auslass 82 füllt und Flüssigkeit über diesen in Richtung des Klarwasserauslasses 36 strömen kann. Wird hingegen nur ein Förderstoß durchgeführt, in welchem ein begrenztes Schlamm- bzw. Flüssigkeitsvolumen in den Pufferbehälter 52 gelangt, kann vermieden werden, dass der Pufferbehälter 52 sich bis zu dem höher gelegenen Auslass 82 füllt, und das abgeförderte begrenzte Volumen strömt ausschließlich über den tiefer gelegenen Auslass 84 ab. The lower outlet 84 has a smaller free flow area than the higher outlet 82 , This has the consequence that with continuous discharge of liquid from the riser 36 only a small amount of sludge or liquid through the lower outlet 84 can flow while the buffer tank 52 gradually to the higher outlet 82 fill and liquid over this towards the clear water outlet 36 can flow. If, on the other hand, only one delivery stroke is carried out in which a limited volume of sludge or liquid enters the buffer container 52 can be avoided, that the buffer tank 52 up to the higher outlet 82 fills, and the discharged limited volume flows exclusively through the lower outlet 84 from.

Mit Hilfe des so konstruierten Pufferbehälters 52 kann somit bei entsprechender Ansteuerung der Druckluftzufuhr ein begrenztes Schlamm- bzw. Flüssigkeitsvolumen rückgeführt werden, bevor der Klarwasserabzug über den höher gelegenen Auslass 82 beginnt. With the help of the thus constructed buffer tank 52 Thus, with appropriate control of the compressed air supply, a limited amount of sludge or liquid can be recycled before the clear water discharge via the higher outlet 82 starts.

Zu diesem Zweck wird zunächst am Beginn der zweiten Betriebsphase, die durch den Schaltimpuls des elektrischen Schalters eingereicht wird, ein Förderstoß durch den Verdichter 28 ausgeführt. Der Verdichter 28 wird zu diesem Zweck lediglich für einen kurzen vorbestimmten Zeitraum betrieben. Demzufolge wird ein begrenztes Flüssigkeitsvolumen aus dem Steigrohr 36 in den Pufferbehälter 52 gefördert, wie es in 5 dargestellt ist. Es wird an dieser Stelle angemerkt, dass bei einer Ausführungsform, bei der der elektrische Schalter im Pufferbehälter 52 selbst angeordnet ist, die Belüftungsphase (als erste Betriebsphase) genau betrachtet erst in dem Moment beendet wird, in welchem Flüssigkeit in dem Pufferbehälter 52 gelangt. Das bedeutet, dass der Förderstoß bereits vor dem Auslösen des Schaltimpulses beginnt. Das Ende des Förderstoßes wird allerdings zeitlich durch eine entsprechende Betriebssteuerung des Verdichters 28 bestimmt, um das Volumen des Schlamms zu begrenzen, der in dem Spülstoß in dem Pufferbehälter 52 gelangt. Für einen ordnungsgemäßen Betrieb der biologischen Klärvorrichtung 10 ist es zu verhindern, dass Schlamm in den Klarwasserauslass 32 gelangt. Vielmehr fließt der Schlamm vollständig durch den tiefer gelegenen Auslass 84 in die Vorklärkammer 14 ab. For this purpose, first at the beginning of the second phase of operation, which is submitted by the switching pulse of the electric switch, a feed pulse through the compressor 28 executed. The compressor 28 is operated for this purpose only for a short predetermined period of time. As a result, a limited volume of liquid from the riser 36 in the buffer tank 52 promoted as it is in 5 is shown. It is noted at this point that, in an embodiment in which the electrical switch in the buffer tank 52 itself is arranged, the aeration phase (as the first phase of operation) considered exactly finished only in the moment in which liquid in the buffer tank 52 arrives. This means that the delivery pulse already begins before the triggering of the switching pulse. However, the end of the feed stroke is timed by a corresponding operation control of the compressor 28 determined to limit the volume of the sludge contained in the rinse in the buffer tank 52 arrives. For proper operation of the biological clarifier 10 is to prevent mud in the clear water outlet 32 arrives. Rather, the mud flows completely through the lower outlet 84 in the primary clarification chamber 14 from.

Nach diesem Förderstoß zur Schlammrückführung wird der Verdichter 28 für einen längeren Zeitraum abgeschaltet, so dass eine Absetzphase in der Klärkammer 16 stattfinden kann. In dieser setzt sich der Belebtschlamm am Boden der Klärkammer 16 ab, wie es schematisch in 6 gezeigt ist. Über dem Belebtschlamm bildet sich bis zu einer gewissen Tiefe unterhalb des Flüssigkeitspegels 42 eine Klarwasserzone 88 aus. Vor dem eigentlichen Klarwasserabzug findet ein weiterer relativ kurzer Spülstoß statt, auf die gleiche Weise wie im Zusammenhang mit der Schlammrückführung vorstehend beschrieben. Der Spülstoß zur Heberspülung ist ebenfalls relativ kurz bemessen, so dass lediglich ein geringes Flüssigkeitsvolumen in den Pufferbehälter 52 gefördert wird, das in die Vorklärung 14 abfließt. Nach diesem Spülstoß kann angenommen werden, dass sich lediglich sauberes Klarwasser im Steigrohr 36 befindet, das zur Abförderung bereitsteht. After this feed stroke for sludge recirculation, the compressor 28 shut down for a longer period of time, leaving a settling phase in the clarifier 16 can take place. In this, the activated sludge settles at the bottom of the clarification chamber 16 off, as it is schematically in 6 is shown. Above the activated sludge forms to a certain depth below the liquid level 42 a clear water zone 88 out. Before the actual clarified water discharge another relatively short flushing occurs, in the same manner as described in connection with the sludge recycling above. The rinse for Heberspülung is also relatively short, so that only a small volume of liquid in the buffer tank 52 is promoted in the primary treatment 14 flows. After this flush it can be assumed that only clean, clear water in the riser 36 located, which is ready for removal.

Der Klarwasserabzug ist in 7 dargestellt. Hier wird während einer längeren Betriebsperiode des Verdichters 28 kontinuierlich das Steigrohr 36 mit Druck beaufschlagt und das darin enthaltene Klarwasser über die Ablaufleitung 50 zum Klarwasserauslass 32 abgeführt. Durch diese kontinuierliche Förderung bleibt der Pufferbehälter 52 stets gefüllt und leert sich überwiegend über den höher gelegenen Auslass 82. Gleichzeitig kann während des Klarwasserabzugs ein geringer Teil des Klarwassers über den tiefer gelegenen Auslass 84 abströmen. Diese abgezweigte Menge ist jedoch für die Funktion der Anlage zu vernachlässigen. The clear water outlet is in 7 shown. Here is during a longer period of operation of the compressor 28 continuously the riser 36 subjected to pressure and the clear water contained therein via the drain line 50 to the clear water outlet 32 dissipated. Through this continuous promotion, the buffer tank remains 52 always filled and empties mainly on the higher outlet 82 , At the same time, during clear water discharge, a small part of the clear water can be discharged through the lower outlet 84 flow out. However, this diverted quantity is negligible for the function of the plant.

Mit fortschreitendem Klarwasserabzug senkt sich der Flüssigkeitspegel 42 in der Klärkammer 16 ab, so dass das Schwimmventil 62 wieder in die zweite Schaltstellung kippen und die erste Zweigleitung 58 verschließen kann. Die Druckluftzufuhr zum Druckluftheber 30 wird infolgedessen unterbrochen und damit auch die Abförderung von Klarwasser aus dem Steigrohr 36. Der Pufferbehälter 52 läuft dann über den tiefer gelegenen Auslass 84 leer. Ist der elektrische Schalter im Pufferbehälter 52 angeordnet, ändert dieser erneut seinen Schaltzustand und erzeugt einen weiteren Schaltimpuls zum Umschalten der Steuerung des Verdichters 28 auf einen intermittierenden Betrieb zur Belüftung der Klärkammer 16, wie in 1 dargestellt. Damit beginnt ein neuer Betriebszyklus der biologischen Klärvorrichtung 10. As the clear water discharge progresses, the liquid level lowers 42 in the clarification chamber 16 off, leaving the float valve 62 again tilt to the second switching position and the first branch line 58 can close. The compressed air supply to the compressed air lift 30 is interrupted as a result, and thus the discharge of clear water from the riser 36 , The buffer tank 52 then runs over the lower outlet 84 empty. Is the electrical switch in the buffer tank 52 arranged, this again changes its switching state and generates a further switching pulse for switching the control of the compressor 28 to an intermittent operation for aeration of the clarification chamber 16 , as in 1 shown. This starts a new cycle of operation of the biological clarifier 10 ,

Ist der elektrische Schalter im Schwimmventil 62 angeordnet, ändert sich sein Schaltzustand durch eine Bewegung des Ventilkörpers 74 in den Ventilsitz. Beispielsweise wird durch das Öffnen dieses Schalters der Schaltimpuls zum Beenden der Klarwasserabzugsphase und zum erneuten Beginn der Belüftungsphase erzeugt. Is the electric switch in the float valve 62 arranged, its switching state changes by a movement of the valve body 74 in the valve seat. For example, by opening this switch, the switching pulse is generated to terminate the clear water withdrawal phase and to restart the aeration phase.

Das Schwimmventil 62 kann eine Schalthysterese aufweisen, derart, dass das Kippen von der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung bei Überschreiten eines vorbestimmten höheren Pegels stattfindet, als das Zurückschalten aus der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung, das bei einem niedrigeren Flüssigkeitspegel 42 stattfinden kann. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass der Flüssigkeitspegel 42 nicht ständig um einen bestimmten Stand oszilliert. Vielmehr findet der Klarwasserabzug statt, bis ein tieferer Flüssigkeitspegel erreicht wird, bei welchem das Schwimmventil 62 über die zweite Schaltstellung gemäß 1 zum Verschließen der ersten Zweigleitung 58 einnimmt. Ein erneutes Öffnen des Schwimmventils 62 findet dann erst beim erneuten Erreichen des höheren Flüssigkeitspegels statt. The floating valve 62 may have a switching hysteresis, such that the tilting from the second switching position to the first switching position takes place when a predetermined higher level is exceeded, than the switching back from the first switching position to the second switching position, at a lower liquid level 42 can take place. In this way it is ensured that the liquid level 42 not constantly oscillating around a certain level. Rather, the clear water discharge takes place until a lower liquid level is reached at which the float valve 62 via the second switching position according to 1 for closing the first branch line 58 occupies. Reopen the floating valve 62 then takes place only when the new liquid level is reached again.

Diese Schalthysterese wird auch durch die magnetische Haftung des Ventilkörpers 74 am Anschlag 76 begünstigt. Außerdem kann dies durch eine Krümmung oder einen Knick im Rohr 72 erreicht werden, so dass die Ventilkugel die Krümmung oder die Knickstelle überwinden muss, um den jeweils anderen Schaltzustand einzunehmen. This switching hysteresis is also due to the magnetic adhesion of the valve body 74 at the stop 76 favored. In addition, this can be caused by a curvature or kink in the pipe 72 be achieved, so that the valve ball must overcome the curvature or kink to take the other switching state.

Das Diagramm in 8 zeigt nochmals die verschiedenen Betriebsphasen und Betriebszustände der vorstehend beschriebenen biologischen Klärvorrichtung 10. Die Belüftungsphase stellt eine erste Betriebsphase 100 dar, in der sich Belüftungsperioden 102 und Belüftungspausen 104 abwechseln. Während der Belüftungsphase befindet sich der Schwimmschalter 62 in der zweiten Schaltstellung. Kippt das Schwimmventil 62 aufgrund des Überschreitens eines vorbestimmten Flüssigkeitspegels in die erste Schaltstellung, wird aufgrund des Öffnens der ersten Zweigleitung 58 und/oder des Einsetzens der Abförderung von Flüssigkeit in den Pufferbehälter 52 ein erster Schaltimpuls 106 durch den elektrischen Schalter ausgelöst. Dieser Schaltimpuls wird an eine entsprechende Steuerung des Verdichters 28 gegeben, und die Steuerung beendet die erste Betriebsphase 100 und leitet die zweite Betriebsphase 108 ein. The diagram in 8th again shows the various phases of operation and operating conditions of the biological clarifier described above 10 , The ventilation phase represents a first phase of operation 100 in which there are ventilation periods 102 and ventilation breaks 104 alternate. During the ventilation phase, the float switch is located 62 in the second switching position. Tilts the float valve 62 due to the exceeding of a predetermined liquid level in the first switching position, is due to the opening of the first branch line 58 and / or the onset of the discharge of liquid into the buffer tank 52 a first switching pulse 106 triggered by the electrical switch. This switching pulse is sent to a corresponding control of the compressor 28 given, and the control ends the first phase of operation 100 and leads the second phase of operation 108 one.

Zu Beginn der zweiten Betriebsphase 108 findet ein erster Förderstoß 110 zur Schlammrückführung statt, gefolgt von einer Absetzphase 112, in der der Verdichter 28 keine Druckluft erzeugt. Auf die Absetzphase 112 folgt ein Spülstoß 114 zur Spülung des Hebers, und anschließend findet der Klarwasserabzug 116 statt. Während der Periode des Klarwasserabzugs 116 wird der Verdichter 28 kontinuierlich betrieben. At the beginning of the second phase of operation 108 finds a first boost 110 for sludge recirculation, followed by a settling phase 112 in which the compressor 28 no compressed air generated. On the weaning phase 112 follows a rinse 114 for rinsing the jack, and then finds the clear water outlet 116 instead of. During the period of clear water withdrawal 116 becomes the compressor 28 operated continuously.

Die Periode des Klarwasserabzugs 116 endet, wenn das Schwimmventil 62 bei einem vorbestimmten Flüssigkeitspegel aus der ersten Kippstellung in die zweite Kippstellung kippt und das Schwimmventil 62 verschließt. Damit wird durch die Bewegung des Ventilkörpers 74 oder durch Aussetzen der Abförderung von Flüssigkeit aus dem Steigrohr 36 der Schaltzustand des elektrischen Schalters wieder geändert und ein weiterer Schaltimpuls 118 ausgelöst. Dieser beendet den Klarwasserabzug 116 und die zweite Betriebsphase 108 der biologischen Klärvorrichtung 10 und insgesamt einen Betriebszyklus. Gleichzeitig wird mit einem neuen Betriebszyklus begonnen, der wiederum mit einer ersten Betriebsphase 100 beginnt, in der eine Belüftung stattfindet, und so fort. The period of clear water withdrawal 116 ends when the float valve 62 at a predetermined liquid level from the first tilted position in the second tilted position tilts and the float valve 62 closes. This is achieved by the movement of the valve body 74 or by suspending the discharge of liquid from the riser 36 the switching state of the electrical switch changed again and another switching pulse 118 triggered. This ends the clear water withdrawal 116 and the second phase of operation 108 the biological clarifier 10 and a total of one operating cycle. At the same time, a new operating cycle is started, which in turn starts with a first phase of operation 100 begins, in which aeration takes place, and so on.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2098487 A1 [0004]

Claims

Biological clarifier ( 10 ), with a clarification chamber ( 16 ) and facilities for the transport and treatment of waste water, which comprise: a compressed air lift ( 30 ) with a riser ( 36 ), whose lower end a compressed air connection ( 46 ) and whose upper end ( 48 ) to a clear water outlet ( 32 ), an aerator ( 26 ), and a compressed air source ( 28 ) for pressurizing the airlift ( 30 ) and / or the aerator ( 26 ) with compressed air via a compressed air line ( 54 ) coming from the compressed air source ( 28 ) starting in a first branch line ( 58 ) and a second branch line ( 60 Branched, of which the first branch line ( 58 ) to the pressure port ( 46 ) of the compressed air lift ( 30 ) and the second branch line ( 60 ) to the aerator ( 26 ), characterized in that the devices further comprise a float valve ( 62 ) floating in the clarification chamber ( 16 ) for controlling the distribution of the compressed air flow of the compressed air line ( 54 ) on the first ( 58 ) and / or the second branch line ( 60 ) is arranged and a hollow body ( 72 ) and a valve body ( 74 ), which in the hollow body ( 72 ) is movably mounted between a first and a second switching position, which hollow body ( 72 ) an entrance ( 64 ), over which the hollow body ( 72 ) can be acted upon with compressed air, and at least one output ( 66 ), which has at least one section ( 70 ) of the first branch line ( 58 ) with the compressed air connection ( 46 ) of the compressed air lift ( 30 ) and a valve seat ( 74 ), which is closed by the valve body in the second switching position and is open in the first switching position, and which hollow body ( 72 ) about an axis as a function of the liquid level of the clarification chamber ( 16 ) is arranged tiltable, such that it reaches an angle of inclination when a predetermined level is exceeded, in which the valve body ( 74 ) can move from the second switching position to the first switching position, and that the devices also comprise an electrical switch which, when opening the first branch line ( 58 ) and / or at the onset of the discharge of liquid from the upper end of the riser ( 36 ) changes its switching state and a switching pulse for controlling the compressed air source ( 28 ) generated.

Biological clarifier according to claim 1, characterized in that the floating valve ( 62 ) within the first branch line ( 58 ), from which an upstream flexible first section ( 68 ) in the entrance of the hollow body ( 72 ), and that the hollow body ( 72 ) only one output ( 66 ), at which a downstream second section ( 70 ) of the first branch line connected to the compressed air lift ( 30 ) leads.

Biological clarifier according to claim 2, characterized in that the hollow body ( 72 ) is formed as a tube, the ends of the input ( 64 ) and the output ( 66 ) of the hollow body ( 72 ), and that the input end of the tube is connected to the tilting axis.

Biological clarifier according to claim 3, characterized in that the valve body ( 74 ) is a ball of magnetic material, and that the tube ( 72 ) at its input end a stop ( 76 ), on which the ball ( 74 ) can adhere magnetically.

Biological clarifier according to one of the preceding claims, characterized in that the upper end ( 48 ) of the riser ( 36 ) into a drain line ( 50 ) leading to the clear water outlet ( 32 ) and that in this drain line ( 50 ) a buffer container ( 52 ) with two outlets ( 82 . 84 ), of which a higher outlet ( 82 ) to the clear water outlet ( 32 ) and a lower outlet ( 84 ) has a smaller free flow cross-section than the higher outlet ( 82 ).

Biological clarifier according to claim 6, characterized in that the lower outlet ( 84 ) of the buffer tank ( 52 ) back to the clarification chamber ( 16 ) or to a pretreatment chamber ( 14 ), from which the clarification chamber ( 16 ) is fed with pre-treated wastewater.

Biological clarifier according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical switch in the floating valve ( 62 ) is integrated and by a movement of the valve body ( 74 ) when tilting the hollow body ( 72 ) Can be closed in the first switching position.

Biological clarifier according to one of claims 1 to 6, characterized in that the electrical switch in the riser ( 36 ) and by a flow through the riser ( 36 ) is closable.

Biological clarifier according to claim 5 or 6, characterized in that the electrical switch in the buffer tank ( 52 ) is integrated and by exceeding a predetermined filling height of the buffer tank ( 52 ) is closable.

Biological clarifier according to claim 9, characterized in that the electrical switch is a reed switch mounted at a height above the lower outlet ( 84 ) is arranged.

Biological clarifier according to one of the preceding claims, characterized in that the compressed air source ( 28 ) is a compressor having a control for operating the compressor ( 28 ) in at least two different phases of operation, which follow one another in terms of time, namely a first phase of operation ( 100 ), in which the compressor ( 28 ) is operated intermittently, followed by a second phase of operation ( 108 ) covering at least one period ( 116 ) of continuous operation of the compressor ( 28 ), and in that the control receives a switching pulse ( 106 ) from the electrical switch the first phase of operation ( 100 ) and the second phase of operation ( 108 ) starts.

Biological clarification device according to claim 11, characterized in that the electrical switch is further provided, when closing the first branch line ( 58 ) and / or when the discharge of liquid from the upper end of the riser ( 36 ) to change its switching state and trigger another switching pulse, the second phase of operation ( 108 ) and again a first phase of operation ( 100 ) starts.