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Vorrichtung zur Reinigung von Abwässern ~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~ ~~~~~
~~~~ ~~~~~~~ Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung von Abwässern
mit einem oder mehreren starrwandigen Becken oder Erdbecken und mst mindestens einem
Zulauf für die Abwässer und einem Ablauf für die gereinigten Abwässer.
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Derartige Vorrichtungen zur Reinigung von Abwässern finden als Zwei-
oder Mehrkammer-Kläranlagen vielseitige Verwendung. Sie werden als Kleinkläranlagen
dort eingesetzt, Wo keine Kanalisation und keine Sammelkläranlag# vorhanden ist,
und wo häusliches Schmutzwasser aus einzelnen oder mehreren Gebäuden mit höchstens
zweihundert Einwohnern gereinigt werden soll, und sie werden als Ssmmelkläranlagen
bei entsprechend vorhandener Kanalisation zur Reinigung der Abwässer größerer Gemeinden
eingesetzt. Als Reinigungsverfahren ist dabei ein aerober Abbau der Abwässer oder
ein anaerober Abbau verwendbar. Dabei ist das aerobe Verfahren, bei dem Belüftungseinrichtungen,
teils Drucluft- teils Obvrflächenbelüfter, einen mit Kleinstlebewesen angereicherten
Belebungsschlamm ausreichend mit Luftsauerstoff
versorgen, damit
die Microorganlsmen am Leben bleiben, besonders vorteilhaIt, weil auf diese Weise
die Abwässer in geruchlose und biologisch unschädliche Abbaustoffe umgesetzt werden
können.
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Um eine ausreichende Reinigungswirkung sicherzustellen, müssen die
Becken oder Kammern von der Abwasserbeschickung abhängige Abmessungen besitzen,
außerdem müssen die Volumina und auch die Oberflächen der einzelnen Kammern in bestimmtem
Verhältnis zueinander stehen.
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Vorrichtungen zum Reinigen von Abwässern bekannter Ausführung bestehen
aus Becken oder Kammern, die in Beton, z.B. aus Stahlbetonfertigteilen oder in Stahlbauweise
hergestellt sind. Die einzelnen Kammern besitzen im allgemeinen Zylinderform oder
eine rechteckige Form, die nacheinander oder ineinander angeordnet sind. Oder es
sind zylinderförmige oder rechteckige Becken durch Zwischenwände aus Beton oder
Stahl in mehrere Kammern unterteilt. Außerdem sind ein Abwasserzulauf, ein Ablauf
für das gereinigte Abwasser, geeignete Einrichtungen zur Schlamm verarbeitung und
bei aerobem Reinigungsverfahren, außerdem Druckluft- und/oder Ob er flächenbelüfter
vorhanden, die den durch Bakterien und Kleinstlebewesen angereicherten Belebungsschlamm
ausreichend mit Luftsauerstoff versehen. Da das Abwasseraufkommen im allgemeinen
selbst bei konstanter Zahl der an eine Kläranlage angeschlossenen Einwohner ständig
zunimmt, ist es oftmals erforderlich, derartige Klåranlagen zu erweitern. Eine Erweiterung
der Vorrichtungen bekannter Art läßt sich dabei nur stufenweise vornehmen und ist
bei der ausschließlich verwendeten Massivbauweise mit erheblichem Aufwand verbunden.
So muß z.B.
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der gesamte Abwasserstrom während Erweiterungsarbeiten umge leitet
werden, oder es müssen zur Erweiterung neue Becken gebaut bzw. angeschlossen werden.
Als nachteilig erweist sich dabei insbesondere, daß die Wände oder die Zwischenwände
der Kammern starr sind und ohne weitreichende Eingriffe in die gesamte Anlage nicht
verlängert oder vergrößert werden können.
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Aufgabe #dieser Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Reinigung von
Abwässern mit mindestens zwei Kammern anzugeben, bei der eine Erweiterung einzelner
Kammern während des Betriebes vorgenommen werden kann und dabei der Klärprozeß nicht
gestört wird.
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und ein Umleiten des Abwassers vermieden wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens
in einem starrwandigen Becken oder Erdbecken örtlich versetzbare Wände aus faltbarem
oder aufwickelbarem Material vorgesehen sind, und daß die versetzbaren Wände in
ihrem örtlichen Verlauf und in ihrer Länge veränderlich sind.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unterteilen die
versetzbaren Wände mindestens ein starrwandiges Becken oder Erdbecken in zwei oder
mehr Kammern, die durch oeffnungen in den versetzbaren Wänden kommunizierend verbunden
sind. Die versetzbaren Wände lassen sich in dem starrwandigen Becken oder Erdbecken
örtlich versetzen oder verschieben, sie ändern dadurch ihre Länge und ebenso die
Volumina und die Oberflächen der abgetrennten Kammern. Außerdem sind versetzbare
Wände aus faltbarem oder aufwickelbarem Material als Tauchwände in die starrwandigen
Becken oder Erdbecken einsetzbar und können dort örtlich verschoben werden.
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Zur Aufnahme der versetzbaren Wände sind im starrwandigen Becken oder
Erdbecken bevorzugt Pfosten örtlich versetzbar oder verschiebbar angebracht. Das
faltbare oder aufwickelbare Material der versetzbaren Wände muß gegen die Abwässer
resistent sein -und besitzt die Form einer Folie, deren Endstücke an den Wandenden
zu Ballen aufgerollt oder gefaltet sind. Diese Ballen des Wandmaterials stehen bei
durch. Wandverschiebung hervorgerufene Längenänderungen der Wand zur Verfügung.
Wird eine Kammer und damit die Trenn- oder Umfangswand dieser Kammer vergrößert,
so wird das zur Längenänderung der Wand erforderliche Folienmaterial von den Reserveballen
abgewickelt.
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In dem faltbaren oder aufwickelbaren Folienmaterial können -Spannseile
eingelassen sein, die den versetzbaren Wänden zusätzliche Festigkeit verleihen.
Ebenso können die verschiebbar angebrachten Pfosten als Doppelstangen mit einem
vertikalen Spalt zwischen den beiden Stangen zur Aufnahme der versetzbaren Wände
ausgebildet sein. Dadurch wird die Belastbarkeit der Wandkonstruktion gegenüber
seitlich angreifenden Kräften erhöht.
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Die Öffnungen in den versetzbaren Wänden über die die einzelnen Kammern
miteinander kommunizierend verbunden sind, sollen mittels Knöpfen, Druckknöpfen
oder Reißverschlüssen verschließbar sein.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die
Vorrichtung zum Reinigen von Abwässern als Belebungsanlage rat Druckluft- oder Oberflächenbelüfter
ausgestattet und wird mit Luft oder mit reinem Sauerstoff betrieben, wodurch ein
aerober Abbau der Abwässer durchgeführt wird. Die Vorrichtung zur Reinigung von
Abwässern ist dann erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß ein starrwandiges
Becken oder Erdbecken mittels einer von Pfosten gehaltenen örtlich versetzbaren
Wand aus faltbarem oder aufwickelbarem Material in eine Belebungskammer und eine
Nachklärkammer unterteilt ist, die beide mittels Öffnungen in der Wand oder nur
in einem Teilstück der Wand kommunizierend verbunden sind, daß in der Nachklärkammer
vor die Öffnungen eine Tauchwand aufgestellt ist, daß das Abwasser in der Belebungskammer
belüftbar ist und anschließend durch die Öffnungen und unter der Tauchwand hindurch
in das Nachklärbecken gelangt und dort durch Sedimentation weiter gereinigt wird,
und daß das gereinigte Abwasser aus der Nachklärkammer über eine Ablaufrinne abfließt
und der abgesetzte Schlamm von einer Räumerbühne in einen Schlammschacht befördert
werden kann.
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Dabei besitzt das starrwandige Becken oder Erdbecken bevorzugt eine
zylindrische, kegelstumpfförmige, rechteckige oder vieleckförmige Form, in der eine
versetzbare, aufwickelbare Wand eine Innenkammer abtrennt und die Nachklärkammer
darstellt, die z.B.
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mit der ringförmigen Außenkammer, der Belebungskammer, durch Öffnungen
in der versetzbaren Wand kommunizierend verbunden ist.
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Die äußere Formgebung der Kläranlage und die Wahl des Grundrisses
sind dabei vom jeweiligen Einsetzort und Verwendungszweck abhängig und sind nur
beispielsweise von rotationssyinmetrischer oder vieleckiger Gestalt.
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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß die Volumina und die Oberflächen der zur Reinigung der Abwässer erforderlichen
unterschiedlichen Kammern veränderbar sInd, und daß bei einer derartigen, durch
das Abwasseraufkommen bestimmten Erweiterung oder Verringerung der Anlage der Klärprozeß
nicht unterbrochen werden muß, ein Umleiten des Abwassers also vermieden werden
kann. Vorteilhaft ist außerdem, daß der finanzielle und arbeitstechnische Aufwand
bei einer derartigen Erweiterung wesentlich kleiner als bei Kläraalagen bekannter
Art ist, weil alle hierfür erforderlichen Einrichtungen, insbesondere also die Reserveballen
des Wandmaterials an den Wandenden, schon in der Erstausstattung der Anlage mit
enthalten sind. Ein weiterer Vorteil besteht schließlich darin, daß Transport und
Aufbau einer ef#findungsgemäßen Vorrichtung zur Reinigung von Abwässern aufgrund
der Verwendung faltbarer bzw. aufwickelbarer Zwischenwände gegenüber Vorrichtungen
bekannter Art einfacher und kostengünstiger durchgeführt werden kann, Transportgewicht
und Transportraum sind verringert, und die Montage erlaubt verkürzte Einsatzzeiten
von Hebewerkzeugen.
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usführnsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. la einen Querschnitt durch
eine Vorrichtung zur Reinigung von Abwässern nach der Erfindung mit einem starrwandigen,
kegelstumpfförmigen Becken; Fig. lb eine Aufsicht auf die in Fig. ta dargestellte
Vorrichtung nach der Erfindung; Fig. 2a einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform
der Vorrichtung nach der Erfindung mit einem starrwandigen, rechteckförmigen Becken;
-i. 2b eine Aufsicht auf die in Fig. 2a dargestellte Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3a einen Querschnitt durch eine in Doppelstangen gehaltene versetzbare Trennwand
und eine hierzu parallel verlaufende Tauchwand; Fig. 3b eine Aufsicht auf die in
Fig. 3a dargestellten versetzbaren Wände.
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in den Fig. la und 1b ist in einer bevorzugten Ausführungsform der
Vorricntung nach der Erfindung ein starrandiges, kegelstumpfför#iges Becken 1 vorgesehen,
in dessen zentralem Bereich eine zylinderförmige Innenkammer 3 durch eine faltbare
oder wickelbare Wand 4 abgetrennt ist. Die versetzbare Wand 4 wird von Pfosten 7
aufgenommen und gehalten, sie ist an ihren Enden zu Ballen 3 aufgewickelt oder aufgefaltet,
die bei durch Wandverschiebungen hervorgerufene Längenänderungen der Wand zur Verfügung
stehen. Zwischen dem starrwandigen Becken 1 und der versetzbaren Wand 4 ist eine
ringförmige Kammer 2 vorhanden, die durch Öffnungen 6 in der versetzbaren Wand 4
mit der inneren
Kammer 3 kommunizierend verbunden ist. In der Kammer
3 ist hinter der versetzbaren Wand 4, im Bereich der Öffnungen 6, eine weitere versetzbare
Wand 5 als Tauchwand eingesetzt. Diese Tauchwand besitzt ebenso wie die Wand 4 an
einem Wandende einen aufgewickelten bzw. aufgefalteten Ballen des folienförmigen
Wandmaterials, der bei Verlängerungen der Tauchwand 5 als Reservematerial zur Verfügung
steht. Das starrwandige Becken 1 besitzt eine zentrale Vertiefung, die als Schlammschacht
ausgebildet sein kann. Außerdem sind noch Zuflußöffnungen für das Abwasser und mindestens
ein Abfluß für das gereinigte Abwasser vorgesehen. Wird die Vorrichtung als Belebungsanlage,
d.h. in aerobem Reinigungsverfahren betrieben, so ist die äußere, ringförmige Kammer
2 bevorzugt als Belebungskammer ausgebildet, in der das Abwasser mittels Druckluft-
oder Oberflächenbelüftung oder mit reinem Sauerstoff belüftet wird. Die innere Kammer
3 stellt dann eine Absetz- oder Nachklärkammer dar, in der das durch die Öffnungen
6 einströmende Abwasser- und Belebtschlammgemisch mittels Sedimentation weiter gereinigt
wird.
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In den Fig. 2a und 2b ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung
im Querschnitt und in Aufsicht dargestellt, die der in den Fig. la und 1b dargestellten
Ausführungsform ähnlich ist.
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Wiederum ist nur ein starrwandiges Becken 1 gezeigt, das eine rechteckförmige
Gestalt besitzt und eine faltbare Wand 4 aufnimmt, die das starrwandige Becken in
eine äußere Kammer 2 und eine innere Kammer 3 unterteilt. Die Kammern 2 und 3 sind
durch Öffnungen 6 in der versetzbaren Wand 4 miteinander kommunizierend verbunden.
Die Wand ist durch Pfosten 7 gehaltert, sie besitzt an ihrem Ende einen aufgefalteten
oder gewickelten Ballen 8 des folienförmigen Wandmaterials. Die Pfosten 7 sind versetzbar
oder verschiebbar angebracht, sie werden bei einer erforderlichen Vergrößerung der
inneren Kammer 3 in Richtung auf die Wände des Beckens 1 verschoben. Für die dabei
erfolgende
Verlängerung der Wand 4 steht das im Ballen 8 als Reserve
gehaltene Wandmaterial zur Verfügung. Hinter dem Wandabschnitt mit den Öffnungen
6 ist eine Tauchwand 5 aus faltbarem oder wickelbarem Material mit einem Reserveballen
8 in die innere Kammer 3 eingesetzt. Mit dem Pfeil 10 ist schematisch der Zulauf
für die Abwässer eingezeichnet, außerdem ist noch ein Schlarjuschacht und ein Ablauf
für die gereinigten Abwässer in der inneren Kammer 3 vorgesehen. Für den Fall, daß
die Vorrichtung im Belebungsverfahren betrieben wird, stellt die äußere Kammer 2
eine Belebungskammer und die innere Kammer 3 eine Nachklärkammer dar.
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In den Fig. 3a und 3b ist ein Querschnitt bzw. eine Aufsicht auf eine
Anordnung der versetzbaren Wände gezeigt. Die versetzbaren wände 4 und die Tauchwand
5 sind zwischen Doppelstangen 10 seitlich geführt, die den Wänden eine vertikale
Stabilität verleihen. In die Oberkante und in die Unterkante der versatzberen Wände
4, 5 sind- Spannseile O eingelassen, die zusätzliche Festigkeit verleihen. In der
Aufsicht -nach Fig. 3b sind diejenigen Stellen der Wände 4, 5 gezeigt, an denen
die beiden randenden zusam#enlaufen. Während ein Ende der Wand an einem Pfosten
oder an einer der Doppelstangen befestigt ist, ist das folienförmige Wandmaterial
am anderen Ende der Wand zu einem Reserveballen 8 aufgewickelt. Die Doppelstange
am YJandende-sitzt gemeinsam mit der Trommel für den Reserveballen 8 auf einer auf
dem Beckenboden verschiebbaren Standplatte, die z.B. Langlöcher enthalten kann und
durch diese Langlöcher verschiebbar im starrwandigen Becken der Erdbecken anschraubbar
ist. In einer veränderten Ausführungsform kann diese Platte auch auf einer in das
starrwandige Becken 1 eingelassenen Schiene verschiebbar gelagert sein.
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Als faltbares oder auiwickelbares Material für die versetzbaren Wände
4, 5 werden dünne Folien verwendet, die gegen die zu reinigenden Abwässer resistent
sein müssen und eine genügende Reißfestigkeit aufweisen müssen. Die Breite der Folie
ist durch den Verwendungszweck der versetzbaren Wand 4, 5 vorgegeben. Für Trennwände
4 wird die Breite größer gewählt als der größte Abwasserspiegel im starrwandigen
Becken, für Tauchwände kann die Folienbreite auch unter der Höhe des Abwasserspiegels
liegen.
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Als Material eignen sich z.B. PVC-Folien oder sonstige Kunststoff-Folien
mit oder ohne textiler Einlage.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung nach der Erfindung ist bei getrieb
als Belebungsanlage folgende: basser wird über den Zulauf 10 in die Belebungskammer
2 eingeleitet. Die Relvbungsamaer 2 und die Nachklärkammer 3, die miteinander vorzugsweise
in Beckenbodennähe an mindestens einer Stelle kommunizierend verbunden sind, werden
gleichzeitig und gleichmäßig bis zur Zackenleiste der Ablaufrinne in der Nachklärkammer
gefüllt. In der Belebungskammer wird das Abwasser mittels Druckluft oder reinem
Sauerstoff über Luftverteiler oder Oberflächenbelüfter derart belüftet, daß der
zur biologischen Reinigung benötigte Sauerstoff eingetragen wird und das Abwasser
dabei derart umgewälzt wird, daß Ablagerungen im Belebungsbecken vermieden werden.
Durch Sauerstoffanreicherung und Umwälzung des Wassers bildet sich eine Microorganismenmasse,
der Belebtschlamm, der den im Abwasser enthaltenen Schmutz abbaut.
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Das belüftete Abwasser, bzw. das durch Belüftung gebildete Gemisch
aus Abwasser und Belebtschlamm gelangt durch die Öffnungen 6 der versetzbaren Wand
4 unter der versetzbaren Tauchwand 5 in die Nachklärkammer 3. Die Öffnungen 6 können
in Höhe des Wasserspiegels
oder unter dem Wasserspiegel angeordnet
sein, sie sind bevorzugt mit Knöpfen, Druckknöpfen oder Reißverschlüssen versehen,
mit deren Hilfe die Öffnungen 6 geöffnet oder geschlossen werden können. Auf diese
Weise ist es möglich, einen optimalen Einlaßquerschnitt und somit eine minimale
Einströmgeschwindigkeit unmittelbar vor der faltbaren Tauchwand 5 für die in die
Nachklärkammer 3 einströmenden Abwässer einzustellen.
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In der Nachklärkammer 3 wird das Gemisch aus Abwasser und-Belebtschlamm
mittels Sedimentation weiter gereinigt, d.h. der schwere Schlamm setzt sich ab und
trennt sich damit vom Wasser. Das gereinigte Wasser fließt dann über eine im Nachklärbecken
installierte Ablaufrinne aus der Belebungsanlage wieder hinaus.
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Dsr abgesetzte Schlamm in der Nachklärkammer gelangt entweder durch
entsprechende Neigung des Bodens des starrwandigen Bekkens oder Erdbeckens oder
mit Hilfe einer Räumerbühne mit #äumschild oder Kettenförderer in einen oder mehrere
Schlammschächte oder Schlammrinnen. Von hier wird der Rücklauf- bzw.
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Kreislaufschlamm abgepumpt und in einstellbaren Mengen in die Nähe
des Abwasserzulaufs wieder in das Belebungsbecken gefördert. t;berschußschlamm wird
aus dem Schlammschacht bzw.
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der Schlammrinne entfernt und außerhalb der Belebungsanlage weiterbehandelt.