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Kläranlage Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kläranlage mit
einem Vorklärbecken, einem Beiebungsbecken und einem Nachklärbecken0 Bei solchen
an sich bekannten Kläranlagen, welche nach dem sogenannten Belebtschlammverfahren
betrieben werden, sind die einzelnen Becken baulich voneinander getrennt, das heisst,
jedes Becken bildet einen Bestandteil für sich und ist mit dem nächsten nur durch
eine Leitung verbunden. Aufgrund der derzeit üblichen Berechnungsbasen, sind die
Becken verschieden tief und oft auch im Horizontalschnitt verschiedengestaltig.
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Durch diese getrennte Bauweise ist es nur schlecht möglich, den Abwasserreinigungsprozess
unter optimalen Bedingungen durchzufUhren. Überdies, und dies ist ein ganz gewichtiger
Faktor, sind solche herkömmliche Anlagen mit ihren drei uneinheitlichen.
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Becken sehr teuer, da sie bautechnisch eine Reihe von Problemen oder
zumindest Umständlichkeiten mit sich bringen.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kläranlage
zu schaffen, die nicht nur baulich einfacher und deshalb billiger ist, sondern auch
noch erlaubt, den Wirkungsgrad herkömmlicher Anlagen, bezogen auf das verbaute Volumen,
zu steigern.
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Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgem#ss durch eine Kläranlage der
eingangs erwähnten Art, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die drei Becken
aus einem einheitlichen durch zwei Trennwände unterteilten Block mit durchgehendem
Beckenboden gebildet sind, wobei die zu den Trennwänden parallelen Breitseiten Jedes
Beckens mindestens ebensolang sind wie die dazu senkrechten Schmalselten, dass sie
im Vorklärbecken eine senkrechte, parallel zur Breitseite angeordnete erste Tauchwand
aufweist, welche dem ankommenden Wasser eine vertikale Strömungskomponente erteilt,
dass sie eine mit einem Rinnenabsturz versehene, parallel zur äusseren Vorklärbeckenbreitseite
zwischen letzterer und der Tauchwand in das Vorklärbecken mündende, dem ankommenden
Wasser eine horizontale, zur Breitseite parallele Strömungskomponente mitteilende
Einlaufvorrichtung aufweist, welche den Schwimmschlamm an die der Mündung gegenüberliegende,
mit einer Schlammentnahmevorrichtung versehene Beckenwand schwemmt, dass die erste
Trennwand zur Verbindung mit dem Belebungsbecken als Überfall ausgebildet ist, dass
die zweite Trennwand in der Nähe ihres oberen Randes Verbindungsöffnungen zum Nachklärbecken
besitzt, dass im letzteren parallel zur Trennwand eine zweite Tauchwand angeordnet
ist, welche das ins Nachklärbecken strömende Wasser in Bodennähe leitet, dass zwischen
zweiter Trenn- und Tauchwand eine Vorrichtung zum Abtransport des dort auftreibenden
Blähschlammes angeordnet ist, und dass sie Mittel zur Uberleitung in das und gleichmässigen
Verteilung des im Nachklärbecken anfallenden Schlammes im ganzen Belebungsbecken
und eine Druckluftbelüftungsvorrichtung
zur gleichmässigen Belüftung
der Belebungsbe-cken über die ganze Breite aufweist.
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Gemäss einem zweckmässigen Ausführungsbeispiel-können die Übergänge
zwischen Beckenboden und Breitseite der Becken zur Begünstigung der Strömungsverhältnisse
abgeschrägt sein.
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Des weiteren ist es vorteilhaft, wenn der Überfall an der ersten Trennwand
in seiner Höhe verstellbar ist, weil nämlich damit gegebenenfalls das Vorklärbecken'von
den nachfolgenden Becken getrennt werden kann. Als zweckmässiges Mittel zur Entnahme
des im Nachklärbecken anfallenden'Schlammes haben sich Saugräumer.
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erwiesen.
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Nachfolgend und anhand der beili,egenden Zeichnung ist ein' Ausführungsbeispiel
der Erfindung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen die Fig. 1 einen Vertikalschnitt
durch eine erfindungsgemässe Kläranlage und die Fig. 2einen der Fig. 1 entsprechenden
Grundriss.
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Die Kläranlage gemäss der Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einem
einheitlichen Block 1 von quadrischer Form mit einer durchgehenden Beckensohle 2.
Sie ist durch eine erste 3 und eine zweite 4 Trennwand in drei einzelne- Becken,
nämlich das Vorklärbecken 5, das Belebungsbecken 6 und das Nachklärbecken 7 unterteilt.
Die Unterteilung ist dabei so vorgenommen, dass parallel zu den Trennwänden die
Breitseiten eines jeden Beckens sind und senkrecht dazu die durchgehenden Schmalseiten.
Jedes Becken ist also in Draufsicht rechteckig, und zwar so, dass die längere Rechteckseite
quer zur Folgerichtung der Becken verläuft.
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Die einzige, aus der sonst kompakten Beckenanordnung- hervortretende
Baumassnahme ist eine trichterförmige Vertiefung 8 in der Nähe einer Schmalseite
des Vorklärbeckens. An der Breitseite 9 des Vorklärbeckens 5 ist über Distanzhalter
eine erste Tauchwand
10 parallel zur Beckenwand montiert. Zwischen
letzterer und der Tauchwand 10 mündet in Form eines Rinnenabsturzes 11 eine Zulaufleitung
12 für das anfallende Schmutzwasser parallel zur Beekenwand 9 in das Vorklärbecken.
Zur Räumung des sich in letzterem ansammelnden Schlammes dient ein nur strichliert
angedeuteter Ketten- oder Schildräumer 13, welcher diesen Schlamm periodisch in
den Trichter 8 schabt.
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Die Verbindung mit dem Belebungsbecken wird durch die an ihrer Oberseite
als Uberfall 14 ausgebildete Trennwand 3 hergestellt. Der Uberfall 14 ist höhenverstellbar,
so dass gegebenenfalls das Vorklärbecken vom Belebungsbecken vollständig isoliert
werden kann. Dies kann z.B. bei ölunfälle von Vorteil sein.
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An der an ihrer Oberkante im Schnitt gabelförmig ausgebildeten Trennwand
4 sind Zuleitungen 105 für eine Druckluftbelüftungsvorrichtung 16 angeordnet, wobei
letztere so konstruiert ist, dass sie das Belebungsbecken auf seine ganze Breite
gleichmässig belUftet. Sie kann auch so gelagert sein, dass sie bei Bedarf aus dem
Becken gehievt werden kann, welche Stellung dann mit 16' bezeichnet ist.
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Unterhalb der gabelförmigen Erweiterung der Trennwand besitzt diese
auf ihrer ganzen Breite Öffnungen 17, welche das Belebungsbecken 6 mit dem Nachklärbecken
7 verbinden. Diese Öffnungen 17 liegen unter der Oberfläche des Wassers, so dass
also der Pegelstand im Belebungsbecken sich nach dem im Nachklärbecken richtet.
In letzterem ist parallel zur zweiten Trennwand 4 eine zweite Tauchwand 18 angeordnet.
Zwischen Trennwand 4 und Tauchwand 18 befindet sich ein Schlammschild 19, welcher
an einer über dem Nachklärbecken quer verschiebbaren Brücke 20 befestigt ist. Die
Brücke 20 dient neben der Führung des Schlammschildes 19 hauptsächlich zur Hin-
und Herbewegung eines Saugräumers 21, welcher den sich im Nachklärbecken ansammelnden
Schlamm aus allen Gebieten des Beckenbodens entfernt und direkt in das Belebungsbecken
befördert.
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Die äussere Breitseite 22 des Nachklärbeckens ist zu einer Ablaufrinne
23 geformt und zur Kontrolle des Wasserstandes mit einem regulierbaren Überfall
24 versehen. Die Ablaufrinne ~23 mündet in einen Aublaufkanal 25.
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Der Ablauf des Klärprozesses in einer erfindungsgemässen Anlage sei
im folgenden kurz erläutert.
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Das aus einem nicht dargestellten Rechenbauwerk und einem Sandfang
ankommende Abwasser läuft durch den Rinnenabsturz 11 zwischen der senkrechten Tauchwand
10 und der breitseitigen Beckenaussenwand 9 in das Vorklärbecken 5. Durch die Absturzvorrichtung
11 am Beckeneinlauf wird die WassergeschwindiFkeit im oberen Wasserspiegelbereich
beschleunigt und bewirkt, dass die aufrahmbaren Stoffe in der Querrichtung bis an
die gegenüberliegende Beckenseite getrieben werden. Dort kann der Schwimmschlamm
je nach Anfall mit einem-dort angebrachten Teleskopschieber 26 entnommen und über
eine Leitung 29 in eine Frischschlammkammer 27 eingleitet'werden. Die eingebaute
Tauchwand 9 zwingt dem Wasser eine Vertikalströmung auf, so dass der eigentliche
Zutritt in das Becken über den Beckenboden erfolgt.
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Auf diese Weise wird die natürliche Bewegung des -Sedimentes, sich
am Boden anzusammeln, unterstützt. In der Trennzone (Übertritt von der aus Becken-
und Tauchwand gebildeten Leitrinne in das Becken) herrscht nach dem Gesetz der Stetigkeit
eine extrem kleine Fliessgeschwindigkeit, die die Abscheidung der Feststoffe begünstigt.
Das mechanisch gereinigte Abwasser strömt anschliessend in aufsteigender Bewegung
dem diagonal gegenüberliegenden Überfall. 14 zu#. Dieser Überfall 14 ist höhenmässig
verstellbar und die Uberströmungshöhe wird, da fasst die gesamte Beckenbreite als
Überfall herangezogen wird, gering gehalten. Der Wasserspiegelverlust vom Vorklärbecken
zum Belebungsbecken beträgt nur wenige Zentimeter und allfälligen aufschwimmbaren
Stoffen wird dadurch der Übertritt in das Belebungsbecken erschwert. Der in den
Trichter 8 durch den -Ketten-oder Schildräumer geschabte Schlamm gelangt durch Überdruck
nach
ler Öffnung eines Schiebers über ein Rohr 28 aus der Trichterspitze
in die Frischschlammkammer 27. Mit dem Schwimm-Schlamm fliesst er in das eigentliche
in der Zeichnung nicht dargestellte Schlammbehandlungsbauwerk.
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Das vorgeklärte Abwasser überströmt auf der gesamten Beckenbreite
den Uberfall, gelangt in das Belebungsbecken und wird mit Druckluft durchmischt.
Die Reaktionspartner Abwasser, aus dem Nachklärbecken geförderter Rücklaufschlamm
und Luftsauerstoffgemisch werden über das gesamte Becken verteilt. Dabei stellt
sich im gesamten Becken ein konstantes Gleichgewicht zwischen Biozönose und Nahrungsangebot
ein, welches bekanntlich optimal für den biologischen Stoffwechsel ist. Die Abschrägungen
zwischen Beckenwänden und Böden unterstützen hydraulisch die angestrebte Vertikalwalzenbildung.
Da das Belebungsbecken senkrecht zu seiner Breitseite durchströmt wird, entstehen
im Nachklärbecken nach dem Gesetz der Kontinuität ausserordentliche kleine Fliessgeschwindigkeiten.
Dadurch wird eine Trennung der Suspension aus dem belebten Schlamm und gerelnlgtbm
Abwasser begünstigt. Die zusätzliche Tauchwand 18 zwingt das Abwasserbelebtschlammgemisch
auf die Tiefe des Schlammspiegels.
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Die in einem herkömmlichen, längsdurchströmten Becken unangenehmen
Dichteströmungen sind somit ausgeschlossen. Sollte sich nicht absetzbarer Blähschlamm
infolge Nitrifizierung oder anderer Gründe (z.B. Unterbelastung, Fadenbakterien
usw.) bilden, so wird dieser im Nachklärbecken zwischen der Tauchwand 18 und der
Trennwand 4 auftreiben und mit dem an der Fahrbahnbrücke 20 angehängtem Schild 19
zum einem Absenkschleber 30 gestossen und gelangt direkt in die Frischschlammkammer
27.
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Der Rücklaufschlamm wird stufenlos einstellbar mittels des fahrbaren
Saugräumers 21 abgesaugt und direkt über die Leitung 31 gleichmässig in das Belebungsbecken
gefördert. Die Entnahme des Uberschuss-Schlammes erfolgt stationär an der Stirnseite
des Nachklärbeckens mittels einer Pumpe 32 und wlrd über eine Leitung 34 Je nach
Fall entweder in die Zulaufrinne 12 vor dem yorklärbecken oder direkt in die Frischschlammkammer
27 mittels eines Schiebers 33 eingeleitet. Durch die Ausnützung
der
ganzen Beckenbrete für den Klärprozess wird einerseits die Sedimentation der absetzbaren
Stoffe begünstigt und andererseits können im Belebungsbecken die biochemischen Prozessebesser
ablaufen, da die Reaktionspartner homogener verteilt werden. Gesamthaft gesehen
ermöglicht dies eine Erhöhung des Wirkungsgrades der Anlage, obwohl diese wegen
ihrer kompakten Bauweise kleiner ausfällt als herkömmliche Anlagen dieser Art. Der
durch diese baulichen Vereinfachungen erzielbare finanzielle Vorteil ist, wie schon
eingangs erwähnt> sehr hoch.