DE202012004597U1

DE202012004597U1 - Kläranlage mit Siphonüberlauf

Info

Publication number: DE202012004597U1
Application number: DE201220004597
Authority: DE
Original assignee: Klaro GmbH
Current assignee: Klaro GmbH
Priority date: 2012-05-04
Filing date: 2012-05-04
Publication date: 2012-06-21
Anticipated expiration: 2022-05-05
Also published as: EP2660208A1; EP2660208B1

Abstract

Kläranlage (1) nach dem quasi-geschlossenen Aufstaubetrieb, aufweisend ein Vorklärbecken (2); ein Reaktorbecken (3); und einen Überlauf (6) vom Vorklärbecken in das Reaktorbecken, um vorgeklärtes Abwasser in das Reaktorbecken fließen zu lassen; dadurch gekennzeichnet, dass der Überlauf als Siphonvorrichtung (6) ausgebildet ist, die an eine Druckluftleitung (7) gekoppelt ist, wobei die Siphonvorrichtung (6) über die Druckluftleitung (7) belüftbar ist, um eine Luftblase (10) in der Siphonvorrichtung auszubilden, welche den Überlauf des vorgeklärten Abwassers aus dem Vorklärbecken in das Reaktorbecken unterbindet, und wobei die Siphonvorrichtung (6) über die Druckluftleitung (7) entlüftbar ist, um die Luftblase (10) aus der Siphonvorrichtung ablassen zu können, so dass der Überlauf des vorgeklärten Abwassers ermöglicht wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kläranlage nach dem quasi-geschlossenen Aufstaubetrieb gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es sind Belebungsanlagen im Aufstaubetrieb, auch als SBR (Sequency Batch Reactor) bezeichnet, mit einem Vorspeicher und/oder einer Vorklärung bekannt. Diese Anlagen lassen sich nach der Art ihrer Arbeitsweise im Wesentlichen in zwei Varianten einteilen.
Bei Belebungsanlagen im Aufstaubetrieb der ersten Variante erfolgt die Abwasserzuführung kontinuierlich. Es findet somit ein stetiger Zulauf von Abwasser in das Reaktorbecken statt, wobei der Klarwasserabzug zunächst geschlossen ist. Mit dem Zulauf von Abwasser steigt der Wasserspiegel im Reaktorbecken an. Während der Abwasserzuführung laufen im Reaktorbecken nacheinander die Belüftungsphase, die Absetzphase und die Abzugsphase ab, wobei weiter Abwasser in den Reaktorbecken zuläuft. Die Beschickungsdauer entspricht der Zyklusdauer.
Nachteilig an dieser Prozessvariante ist, dass ungereinigtes Abwasser auch während der Absetzphase oder sogar während der Klarwasserabzugsphase in das Reaktorbecken fließt. Dadurch kann es zu einer Verschlechterung des Klarwasserablaufs kommen. Dieses Problem muss durch konstruktive Maßnahmen, wie etwa mittels in das Reaktorbecken eingehängte Trennvorrichtungen bzw. Separatoren entgegengewirkt werden. In dieser Trennvorrichtung findet eine Separation von bereits gereinigtem Abwasser und Belebtschlamm statt. Der Einsatz solcher Trennvorrichtungen bringt jedoch wiederum den Nachteil mit sich, dass eine Verschlammung des Innenraums mit der Zeit ansteigt, womit die Gefahr eines Schlammabtriebs verbunden ist. Zudem funktionieren die Trennvorrichtungen nur, sobald sich in der Vorrichtung eine beständige Abwärtsbewegung des Schlammes erreichen lässt.
Bei Belebungsanlagen im Aufstaubetrieb der zweiten Variante erfolgt die Abwasserzuführung schubweise. Dabei wird das Abwasser in bestimmten Zeitabständen dem Reaktorbecken zugeführt. Bei dieser Prozessvariante sind die beiden Reinigungsstufen nur indirekt miteinander verbunden und es sind Fördereinrichtungen wie elektrische Pumpen oder Druckluftheber notwendig, um das Abwasser in das Reaktorbecken zu fördern. Dies hat den Nachteil, dass zum Betrieb der Fördereinrichtungen Energie aufgewendet werden muss, was entsprechende Betriebskosten verursacht. Darüber hinaus müssen insbesondere Pumpen gewartet werden.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kläranlage bereit zu stellen, welche die oben genannten Nachteile überwindet und einen einfach steuerbaren, konstruktiv einfachen und wartungsarmen Zulauf von Abwasser in ein Reaktorbecken erlaubt.
Diese und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden mit einer Kläranlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Kläranlage nach dem quasi-geschlossenen Aufstaubetrieb ein Vorklärbecken, ein Reaktorbecken, einen Überlauf vom Vorklärbecken in das Reaktorbecken, um vorgeklärtes Abwasser in das Reaktorbecken fließen zu lassen, eine im Reaktorbecken angeordneten Belüftungseinheit, einen Klarwasserabzug und einen Überschussschlammabzug auf. Der Überlauf ist als Siphonvorrichtung ausgebildet, die an eine Druckluftleitung gekoppelt ist, wobei die Siphonvorrichtung über die Druckluftleitung belüftbar ist, um eine Luftblase in der Siphonvorrichtung auszubilden, welche den Überlauf des vorgeklärten Abwassers aus dem Vorklärbecken in das Reaktorbecken unterbindet, und wobei die Siphonvorrichtung über die Druckluftleitung entlüftbar ist, um die Luftblase aus der Siphonvorrichtung ablassen zu können, so dass der Überlauf des vorgeklärten Abwassers ermöglicht wird.
Die Kläranlage verfügt mit der Siphonvorrichtung über einen robusten, unempfindlichen Überlaufregler, der ohne Einsatz von mechanischen oder elektrischen Komponenten auskommt.
Die Belüftung und Entlüftung der Siphonvorrichtung erfolgt vorzugsweise unter Steuerung einer Steuervorrichtung jeweils innerhalb eines Reinigungszyklus. Zu Beginn der Belüftungsphase wird die Siphonvorrichtung entlüftet, so dass das Abwasser in das Reaktorbecken fließt. Am Ende der Belüftungsphase wird die Siphonvorrichtung belüftet, um die Abwasserzuführung wieder zu unterbrechen. Das Abwasser wird zeitweilig im Vorklärbecken gepuffert. Die Absetz- und Abzugsphasen laufen dann im Reaktorbecken ohne Abwasserzuführung ab.
Weitere Aufgaben, Vorteile, Merkmale und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindungen werden ersichtlich aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, mit Bezug auf die Zeichnungen:
1 zeigt eine Querschnittsansicht einer beispielhaften Kleinkläranlage;
2 zeigt eine Siphonvorrichtung in einem Zustand, in der ein Fluss durch die Siphonvorrichtung stattfindet;
3 zeigt die Siphonvorrichtung der 2 in einem Zustand, in der ein Fluss durch die Siphonvorrichtung unterbunden ist; und
4 zeigt eine weitere Siphonvorrichtung.
Die 1 zeigt eine beispielhafte Kleinkläranlage 1 mit einem Vorklärbecken 2 und einem Reaktorbecken 3, die durch eine Trennwand 4 getrennt sind. An der Trennwand 4 können verschiedene, zum Betrieb der Kleinkläranlage 1 vorgesehene Einrichtungen 5 angeordnet sein. Diese Einrichtungen können beispielsweise einen Überlauf, einen Klarwasserabzug und einen Überschussschlammabzug umfassen. Der Klarwasserabzug und der Überschussschlammabzug können als Druckluftheber realisiert sein. In dem Reaktorbecken 3 kann eine Belüftungseinrichtung 11 vorgesehen sein. Abwasser wird über einen nicht dargestellten Zulauf in das Vorklärbecken 2 zugeführt, wo das Abwasser 8 gepuffert wird. Über den Überlauf gelangt das vorgeklärte Abwasser in das Reaktorbecken 3, wo das Abwasser 9 in den Phasen belüften und absetzen behandelt und Klarwasser in der Abzugsphase abgezogen wird.
Die 2 zeigt eine vollbiologische Kleinkläranlage mit einem Vorklärbecken 2 und einem Reaktorbecken 3. In dem Vorklärbecken 2 befindet sich Abwasser, das über einen nicht dargestellten Zulauf zugeführt wird. In der 2 ist weiter ein Überlauf in Form einer Siphonvorrichtung 6 ausgebildet. Die Siphonvorrichtung 6 ist in der 2 durch die Trennwand 4 hindurch verlaufend und unterhalb einer Füllhöhe des Abwassers im Vorklärbecken 2 angeordnet. Die Siphonvorrichtung 6 ist an eine Druckluftleitung 7 gekoppelt, mittels der die Siphonvorrichtung 6 belüftet und entlüftet werden kann. So kann durch die Druckluftleitung 7 Druckluft in einen ersten oberen Siphonbogenabschnitt zugeführt werden, umgekehrt kann sich in dem ersten oberen Siphonbogenabschnitt befindliche Luft abgelassen werden. Zu diesem Zweck kann die Druckluftleitung 7 an eine Drucklufteinrichtung gekoppelt sein, welche die Druckluftleitung unter Druck setzen kann. Die Drucklufteinrichtung kann auch dazu eingerichtet sein, Luftdruck in der Druckluftleitung 7 abzubauen oder abzulassen. Alternativ kann ein Ventil, insbesondere ein Magnetventil, als Entlüftungsventil vorgesehen sein, um Luft aus der Druckluftleitung 7 abzulassen.
In der 2 ist der Zustand dargestellt, in dem die Druckluftleitung 7 nicht mit Druckluft unter Druck steht, was zum Beispiel der Fall ist, wenn das Entlüftungsventil für die Druckluftleitung 7 offen steht. In diesem Zustand kann sich in dem Vorklärbecken 2 befindliches Abwasser durch einen Einlassabschnitt in die Siphonvorrichtung 6 einströmen, durch die Siphonvorrichtung 6 hindurch strömen und aus einem Auslassabschnitt der Siphonvorrichtung 6 in das Reaktorbecken 3 fließen, wie durch die Pfeile angezeigt. Die Siphonvorrichtung 6 befindet sich somit in einem Zustand des aktiven, offenen Überlaufs.
Wenn, wie in 3 dargestellt, die Siphonvorrichtung 6 über die Druckluftleitung 7 belüftet wird, bildet sich in der Siphonvorrichtung 6 eine Luftblase 10 aus. Die unter Druck stehende Luft der Luftblase 10 drückt gegen das am Einlassabschnitt anstehende Abwasser aus dem Vorklärbecken 2, wie durch den Pfeil angezeigt. Das Einströmen von Abwasser aus dem Vorklärbecken 2 in die Siphonvorrichtung 6 wird dadurch unterbunden. Es findet daher kein Überlauf von vorgeklärtem Abwasser aus dem Vorklärbecken 2 in das Reaktorbecken 3 statt, der Überlauf ist gesperrt.
Um den Überlauf wieder zu aktivieren, wird die Siphonvorrichtung 6 über die Druckluftleitung 7 entlüftet, etwa in dem das Entlüftungsventil geöffnet wird. Dadurch wird die Luft aus der Luftblase 10 abgelassen und die Luftblase 10 entweicht bzw. verschwindet. Die Siphonvorrichtung 6 befindet sich nun wieder in dem in 2 gezeigten aktiven Zustand, in dem ein Überlauf stattfinden kann.
Die Siphonvorrichtung 6 macht es daher auf einfache Weise möglich, einen Überlauf von dem Vorklärbecken 2 in das Reaktorbecken 3 zu erlauben und zu öffnen, und diesen zu unterbinden und zu schließen, indem eine Luftblase 10 durch Belüften ausgebildet oder durch Entlüften abgebaut wird. Die Siphonvorrichtung 6 kann somit als eine Art schaltbares Ventil betrachtet werden, das ohne aufwändige konstruktive mechanische und/oder elektrische Komponenten auskommt, die einem Verschleiß unterliegen, oder wo eine Gefahr besteht, dass sie sich durch eventuell im Abwasser mitgeführte Stoffe zusetzen. Darüber hinaus erfolgt der Überlauf von Abwasser durch die Siphonvorrichtung 6 selbsttätig auf Grund der Siphonwirkung, ohne dass zur Förderung von Abwasser Energie aufgewendet werden muss. Im gesperrten Zustand wird die Absperrung der Siphonvorrichtung durch die ausgebildete Luftblase 10 erreicht. Es ist daher auch kein Energieaufwand notwendig, um die Absperrung aufrecht zu erhalten. Die Siphonvorrichtung 6 stellt damit eine konstruktiv einfache, verschleißfreie, in der Herstellung und im Betrieb günstige, sowie einfach zu steuernde Realisierung eines Überlaufs dar.
In der 4 ist eine weitere mögliche Ausführung einer Siphonvorrichtung 6 dargestellt. Wie in der 4 dargestellt, kann die Siphonvorrichtung 6 durch bekannte und handelsübliche Rohre und Krümmer gebildet werden. Die Siphonvorrichtung 6 der 4 weist ein Zulaufrohr 21 auf, an das sich ein oberer Siphonbogenabschnitt 22 anschließt, der beispielsweise aus zwei miteinander verbundenen Bogenstücken gebildet sein kann. Ein Rohr 24 verbindet mit einem unteren Siphonbogenabschnitt 23, der ebenfalls aus zwei miteinander verbundenen Bogenstücken gebildet sein kann. Ein weiteres Rohr 25 verbindet mit einem zweiten oberen Siphonbogenabschnitt 26, der aus zwei Bogenstücken und einem dazwischen eingesetzten Rohr zur Verlängerung gebildet sein kann. Daran kann sich ein Auslaufrohr 27 anschließen. Wie in der 4 dargestellt, kann der zweite obere Siphonabschnitt 26 durch die Trennwand 4 hindurch verlaufend ausgebildet sein. Dies ist jedoch nicht beschränkend, und es ist ebenso möglich, dass der erste obere Siphonbogenabschnitt 22 oder der untere Siphonbogenabschnitt 23 durch die Trennwand hindurch verlaufend angeordnet sind. Wie in der 4 gezeigt, kann die Druckluftleitung 7 als Schlauch ausgebildet sein.

Claims

Kläranlage (1) nach dem quasi-geschlossenen Aufstaubetrieb, aufweisend ein Vorklärbecken (2); ein Reaktorbecken (3); und einen Überlauf (6) vom Vorklärbecken in das Reaktorbecken, um vorgeklärtes Abwasser in das Reaktorbecken fließen zu lassen; dadurch gekennzeichnet, dass der Überlauf als Siphonvorrichtung (6) ausgebildet ist, die an eine Druckluftleitung (7) gekoppelt ist, wobei die Siphonvorrichtung (6) über die Druckluftleitung (7) belüftbar ist, um eine Luftblase (10) in der Siphonvorrichtung auszubilden, welche den Überlauf des vorgeklärten Abwassers aus dem Vorklärbecken in das Reaktorbecken unterbindet, und wobei die Siphonvorrichtung (6) über die Druckluftleitung (7) entlüftbar ist, um die Luftblase (10) aus der Siphonvorrichtung ablassen zu können, so dass der Überlauf des vorgeklärten Abwassers ermöglicht wird.
Kläranlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Siphonvorrichtung (6) aufweist: ein Zulaufrohr (21); einen ersten oberen Siphonbogenabschnitt (22); ein erstes Verbindungsrohr (24); einen unteren Siphonbogenabschnitt (22); ein zweites Verbindungsrohr (25); einen zweiten oberen Siphonbogenabschnitt (26); und ein Auslaufrohr (27).
Kläranlage (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Siphonbogenabschnitt (22, 23 oder 26) durch eine Trennwand (4) hindurch angeordnet ist.
Kläranlage (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner aufweist: eine Belüftungseinrichtung (11), die eingerichtet ist, während einer Belüftungsphase betrieben zu werden; und eine Steuervorrichtung zum Steuern des Betriebs der Kläranlage (1), wobei die Steuervorrichtung eingerichtet ist, die Belüftung und Entlüftung der Siphonvorrichtung (6) zu steuern, derart, dass zu Beginn der Belüftungsphase die Siphonvorrichtung entlüftet wird, um den Überlauf von Abwasser aus dem Vorklärbecken (2) in das Reaktorbecken (3) zu erlauben, und dass zum Ende der Belüftungsphase die Siphonvorrichtung belüftet wird, um den Überlauf von Abwasser aus dem Vorklärbecken in das Reaktorbecken zu unterbinden.
Kläranlage (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kläranlage eine vollbiologische Kleinkläranlage ist.