DE2843677A1

DE2843677A1 - Vollbiologische klein - tropfkoerperklaeranlage fuer haeusliche abwaesser

Info

Publication number: DE2843677A1
Application number: DE19782843677
Authority: DE
Inventors: Helmut Steinmetzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-10-06
Filing date: 1978-10-06
Publication date: 1980-04-10
Also published as: DE2843677C2

Description

Vollbiologische Klein - Tropfkörperkläranlage
für häusliche Abwässer Anwendunqsgebiet Die Erfindung betrifft eine Kleinkläranlage, die überall dort eingesetzt werden kann, wo bewohnte Gebäude nicht an das öffentliche Abwasserkanalnetz angeschlossen sind und ein Anschluß in absehbarer Zeit nicht zu ermöglichen ist. Sie eignet sich daher für Einzelhäuser und Gehöfte, Autobahnrastståtten, Jugendherbergen, Kasernen, Campingplätze und Gartenlokale.
Sie bietet sich ferner als Alternativiösung für die Ortsentiässerung finanzschwacher Gemeinden an.
Zweck Die Anlage bezweckt die kontrollierte vollbiologische Behandlung häuslicher Abwässer bei gleichbleibend hoher Reinigungsqualität unter Wegfall der Vielzahl von Uerrieselrohrsträngen zugunsten eines einzigen Versickerungsrehres.
Stand der Technik Die Abwasserklärung auf Tropfkörperbasis hat bisher nur bei GroBanlagen der Kommunen zu guten Ergebnissen geführt. Dagegen sind Versuche, diese Technik auf kleinkläranlagen zu übertragen, wegen der hier gegebenen zeitlichen und mengenmäßigen Stoßbelastungen unbefriedigend verlaufen.
Der Nachteil aller gegenwärtig in Betrieb befindlichen Kleinkläranlegen besteht darin, daß sie - die Stoßbelastungen nicht bewältigen, - eine Vielzahl von Verrieselrohrsträngen benötigen, und dadurch bedingt - eine beachtliche große baumlose Verrieselungsfläche voraussetzen, dadurch - wertvolle Baumbestände und das Landschaftsbild zerstören, - durch umfangreiche Erdarbeiten für Uerrieselrohrstränge, Verteiler - und Kontrollschächte hohe Kosten verursachen, - das Abwasser biologisch unbehandelt in den Untergrund entlassen, wenn die Stromzufuhr unterbrochen wird oder ein Aggregat ausfällt, - eine schwache Reinigungsleistung erbringen, und schließlich - im Verhältnis zur Reinigungsleistung einen zu hohen Energieaufwand erfordern.
Zudem erweisen sie sich bei Anwachsen der angeschlossenen Einwohnergleichwerte oft als zu klein und gestatten nicht die Abwasserbeseitigung kleinerer Anwesen, die keine genügend große Verrieselungsfläche besitzen.
Aufgabe Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den unregelmäßigen Abwasseranfall auszugleichen und unter Wegfall der Vielzahl von Verrieselrohrsträngen samt der dazugehörigen Kontroll - und Vertuilerschächte; zugunsten eines einzigen Versickerungsrohres bei Erhaltung des Landschaftsbildes eine zuverlässige kontrollierbare gleichmäßige optimale Reinigungsleistung zu erzielen und die vollbiologische Abwasserbeseitigung auch für kleinere Grundstücke zu ermöglichen.
Lösung Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daB - dem Tropfkörper ein Pufferbecken mit dem Volumen eines Tagesabwasseraufkommens der angeschlossenen Einwohnergleichwerte vorgeschaltet wird, - die durch den Tropfkörper gelaufene Wassermenge durch Verteilervorrichtungen nach einem entsprechenden Schema präzise aufgeteilt wird, - die Wasseroberfläche des Nachklärbeckens I durch eine automatisch arbeitende Absaugvorrichtung ständig von Schwimmschlamm befreit wird, und - durch eine automatisch arbeitende Kreislaufsteuerungsvorrichtung die gesamte Restflüssigkeitsmenge im Umlauf gehalten wird.
Weitere Ausgestaltung der Erfindung Um die Abwärme und das Kühlgebläse des in unaufhörlichem Dauerbetrieb befindlichen Elektromotors für die Intensivierung des Bakterienlebens und somit den verstärkten Schmutzabbau durch die Mikroorganismen zu nutzen, ist das Motorgehäuse so ausgebildet, daß durch den auf der Motorachse befindlichen Ventilator Frischluft über den Motor angesaugt, erwärmt und durch ein flexibles Rohr unter die Gesteinsfüllung des Tropfkörpers geblasen wird.
Erzielbare Vorteile Durch die Konstruktion der Erfindung werden insbesondere folgende Vorteile erzielt: Höchstmöglicher Reinigungserfolg.
Beseitigung der Stoßbelastung.
Intensive Sauerstoffanreicherung des Abwassers.
Reiches Sauerstoffangebot für die Kleinstlebewesen im Tropfkörper.
Ständige Vermischung des frisch zulaufenden Abwassers mit gereinigtem Wasser.
Fortlaufende Verdünnung der Schmutzkonzentration.
Keine Gefahr der Vorfluterverunreinigung durch biologisch unbehandeltes Abwasser bei Störungen.
24-Stunden-Zeitspanne zur Behebung von Störungeno Zuverlässigkeit.
Ausnutzung der Motorabwärme und des Kühl gebläses für die Intensivierung des Bakterienlebens.
Kontrollierbarkeit des gereinigten Abwassers.
Geringer Energieaufwand im Verhältnis zur Reinigungsleistung.
Wegfall von Verrieselrohrsträngen, Kontroll- und Verteilerschächten.
Weniger Erdarbeiten.
Kostenersparnisx Anpassungsmöglichkeit an wechselnde Einwohnergleichwerte.
Möglichleit der Abwasserbeseitigung für kleinere Anwesen, die über keine große Verrieselungafläche verfügen.
Erhaltung wertvoller Baumbestände und somit Erhaltung des Landschaftsbildes.
Beschreibung der Wirkungsweise Für das einwandfreie Funktionieren der Kläranlage sind Einhaltung des Fließschemas und der Reihenfolge der einzelnen Reinigungsstufen sowie das Volumenverhältnis der Behälter zu einander, die Sauerstoffzufuhr und die Kapazität der Förderpumpe von Wichtigkeit.
Ohne Bedeutung hingegen sind Pumpenart (Kreiselpumpe, Kolbenpumpe o.ä.) und Formgebung (rund, eckig). Auch die in den Ausführungsbeispielen dargestellten Installationen, wie Steuerung und Regeleinrichtungen können durch beliebige andere Konstruktionen ersetzt werden, sofern sie die gleichen Funktionen erfüllen.
Die Motorabwärmenutzung ist nicht erforderlich. Sie bewirkt lediglich eine zusätzliche Klimaverbesserung im Tropfkorper.
Abb. 1 zeigt das Fließschema.
Abb. 2 zeigt das Funktionsschema der Anlage.
Das mechanisch vorgereinigte Abwasser gelangt durch den Zulauf C1) in den Fettabscheider (2) und fließt durch den Überlauf (3) in das Pufferbecken (4) mit dem Volumen eines Tagesabwasseranfalle der angeschlossenen Einwohnergleichwerte.
Bei Störungen über 24 Stunden kann sich hier der Wasserspiegel (5) bis zur gestrichelt dargestellten Höhe (6) aufstauen und erreicht dann den Notablauf (7) des Pufferbeckens.
Bei Normalbetrieb jedoch fördert die Pumpe (28) das Abwasser kontinuierlich im Dauerbetrieb durch die Pumpenleitung (8) auf den Tropfkörper (9), wo es über der Tropfkörperoberfläche versprüht wird und durch die Gesteinsbrokken nach unten rieselt, wobei ständig Frischluft aus den Öffnungen (29) senkrecht nach oben strömt, die das Klärgebäude durch die Entlüftung (10) als Abluft verläßt.
Beim Zusammentreffen von reichhaltigem Nahrungsangebot und viel Sauerstoff vollzieht sich im Tropfkörper der biologische Abbau der organischen Substanzen durch Kleinstlebewesen.
Um diese ununterbrochen und gleichmäßig mit Nahrung zu versorgen, gehen 75% des durch den Tropfkörper gelaufenen und in der Ablaufrinne (11) gesammelten Wassers durch den Überlauf (12) wieder direkt in das Pufferbecken zurück, versorgen dieses reichlich mit Sauerstoff, verdünnen die Schmutzkonzentration und leiten den biologischen Abbau ein.
Die restlichen 25% gelangen durch den Durchlaßregler (13) ins Nachklärbecken I (14).
Diese Wassermenge wird nach 4stündigem Aufenthalt im Nachklärbecken I durch entsprechende Einstellung des Verteilerreglers (17) wie folgt aufgeteilt: 1/4 fließt durch die Verteilerkammer (15) der automatischen Kreisleufsteuerung und den Verteilerregler (17) ins Nachklärbecken II (22), von hier durch den Überlauf (23) in den Sammelschacht (24) und verläßt die Kläranlage durch den Ablauf (25) zur Versickerung, bzw. Verrieselung. Ist ein Gartenteich vorhanden, wird das Wasser vom Nachklärbecken II durch das gestrichelt dargestellte Abflußrohr (26) abgeleitet.
3/4 der Wassermenge stauen sich an und fließen am Überlauf (18) des Nachklärbeckens I in den Ablauf (16) der Verteilerkammer (15) und von dort ins Pufferbecken zurück.
Durch den Stau im Nachklärbecken I wird eine regelbare Strömung zum Überlauf (18) hin bewirkt, die ständig den aufgetriebenen Schwimmschlamm (32) zum Pufferbecken abschwemmt.
(Abb.9). Auf diese Weise bleibt der Wasserspiegel im Nachklärbecken I stets frei von Verunreinigungen.
Um den unregelmäßigen Abwasseranfall auszugleichen und eine fortwährende Beschickung des Tropfkörpers zu gewährleisten, wird der Wasserstand im Pufferbecken durch die automatisch arbeitende Kreislaufsteuerung (21) reguliert.
Sinkt der Wasserspiegel im Pufferbecken auf den niedrigstmöglichen Stand (5), wird durch den Schwimmer der Kreislaufsteuerung die Verschlußklappe am Überlauf (16) der Verteilerkammer (15) geöffnet und das Überschußwasser aus dem Nachklärbecken I ins Pufferbecken zurückgeleitet. In diesem Falle liegt der Wasserspiegel im-Nachklärbecken I bei der mit (19) hezeichneten Linie.
Steigt der Wasserspiegel im Pufferbecken an - er kann aufgrund der Pumpenkapazität nur geringfügig ansteigen; die Höhe (6) kann nur bei 24-stündigen Betriebsstörungen erreicht werden-, so wird die Verschlußklappe am Überlauf (16) der Verteilerkammer (15) durch den Schwimmer der Kreislaufsteuerung geschlossen.
Dadurch hebt sich der Wasserspiegel im Nachklärbecken I bis zur gestrichelten Linie (20). Das Überschußwasser fließt jetzt nur zu 3/4 ins Pufferbecken zurück, während 1/4 zum Ablauf gelangt.
Durch die Kreislaufsteuerung wird eine gewisse Wassermenge ständig im Kreislauf gehalten und verhindert, daß das Pufferbecken leergesaugt wird. Auf diese Weise ist eine ununterbrochene Ernährung der Kleinstlebewesen garantiert.
Die Arbeitsweise der Kreislaufsteuerung ist in den Abbildungen 11 u. 12 wiedergegeben.
Das Zusammenwirken von Durchlaßregler (13), Verteilerregler (17), Schwimmschlammabzug/Überlauf (1B) und automatischer Kreislaufsteuerung (21) erlaubt eine optimale Einregulierung der Anlage, abgestimmt auf die gegebene Belastung.
Abb. 3 zeigt die Detaildarstellung des Durchlaßreglers (13) in der Draufsicht.
Abb. 4 zeigt den Schnitt 0-0 durch die Detaildarstellung Abb. 3.
Abb. 5 zeigt den Schnitt P-P durch die Detaildarstellung Abb. 3.
Der Durchlaßregler (13) ermöglicht durch Schließen oder Öffnen der Schiebevorrichtung die genaue Dosierung der Wassermenge, die ins Nachklärbecken I gelangen soll. Die Restwassermenge tritt an der Stauschwelle des Ablaufrinnenüberlaufs (12) über und fließt ins Pufferbecken zurück.
Abb. 6 und Abb. 7 zeigen Detaildarstellungen des Verteilerreglers (17).
Der Verteilerregler besteht aus einem drehbaren Verschlußdeckel, der eine exzentrisch gelegene Durchlaßöffnung besitzt.
Durch einfaches Drehen des Deckels kann diese Öffnung stufenlos höher oder tiefer gelagert werden, wodurch der Wasserspiegel im Nachklärbecken I gehoben oder gesenkt wird.
Abb. 6 zeigt den Verteilerregler bei tiefster und Abb. 7 bei oberster Öffnungsstellung des Verschlußdeckels, Abb. 8 und Abb. 9 zeigen im Schema die Wirkungsweise des Schwimmschlammabzugs/ Überlaufs (18) in Verbindung mit dem Verteilerregler (17).
Bei tiefster Öffnungsstellung des Serteilerreglers (Abb. 8) erreicht der Wasserspiegel (19) im Nachklärbecken I nicht die Übertrittsschwelle des Überlaufs (18). Der Schwimmschlamm (32) wird nicht abgezogen.
Bei oberster Öffnungsstellung des Verteilerreglers (Abb.9) steigt der Wasserspiegel (20) im Nachklärbecken I an und überflutet die Übertrittsschwelle des Überlaufs (18). Das überstrbmende Wasser spült den Schwimmschlamm (32) ins Pufferbecken ab.
Die Strömungsgeschwindigkeit läßt sich durch Drehen der Öffnung nach oben oder unten stufenlos steigern oder vermindern.
Abb. 10 zeigt die schematische Darstellung der Kombination Motorkühlung - Frischlufterwärmung.
Die durch die Öffnungen (29) in das Klärgebäude eindringende Frischluft strömt teils direkt zum Tropfkörper (9), teils auf dem Umweg über den E-Motor (28), wo sie die Abwärme aufnimmt und vom Motorventilator durch ein flexibles Rohr (35) unter die Gesteinsfü#llung geblasen wird.
Abb. 11 und Abb. 12 zeigen das Funktionsschema der automatischen Kreislau#steuerung (21).
Bei niedrigem Wasserspiegel im Pufferbecken (4) sinkt der Schwimmer der Kreislaufsteuerung (21) nach unten und öffnet die Verschlußklappe des Verteilerkammerüberlaufs. Das Überschußwasser aus dem Nachklärbecken I (14) fließt zum Pufferbecken zurück (Abb. 11).
Bei Ansteigen des Wasserspiegels im Pufferbecken hebt sich der Schwimmer und zieht die Verschlußklappe zu. Der Wasserspiegel im Nachklärbecken I steigt an und das Überschußwasser fließt ins Nachklärbecken II über (Abb. 12).
Abb. 13 zeigt im Detail die Verteilerkammer (15) und deren Umkreis in der Draufsicht.
Abb. 14 zeigt den Schnitt H-H der Detailzeichnung Abb. 13.
Abb. 15 zeigt den Schnitt J-J der Detailzeichnung Abb. 13.
Abb. 16 zeigt den Schnitt K-K der Detailzeichnung Abb. 13 mit Wasserspiegel im Nachklärbecken I bei geöffneter Verschlußklappe.
Abb. 17 zeigt den Schnitt K-K der Detailzeichnung Abb. 13 mit Wasserspiegel im Nachklärbecken I bei geschlossener Verschlußklappe.
Abb. 18 zeigt den Schnitt L-L der Detailzeichnung Abb. 13 mit Wasserspiegel im Nachklärbecken 1 bei Erreichen der Übertrittsschwelle des Schwimmschlammabzugs (18).
Abb. 19 zeigt den Plan der in Betrieb befindlichen Probeanlage mit Schnitten unter Weglassung der mechanischen und sanitären Installationen. Diese sind in den Abbildungen 3 bis 18 dargestellt unS beschrieben.

Claims

Patentansprüche @ Vollbiologische Klein - Tropfkörperkläraníage, insbesondere für häusliche Abwässer, mit wenigstens einem Pufferbecken zur Aufnahme des anfallenden mechanisch vorgereinigten Abwassers, welches von hier durch mindestens eine Pumpe ununterbrochen zum Tropfkörper geleitet wird, nach dessen Durchlauf mittels einer Reglereinrichtung aufgeteilt zurück ins Pufferbecken bzw. weiter in ein Nachklärbecken fließt, von wo ein Teil der Restwassermenge mit Dberflächenstrbmung unter Fortschwemmung aufgetriebener Schwimmstoffe das Nachklärbecken verläßt und ins Pufferbecken übertritt, und ein Teil nach Durchlauf einer Verteilerkammer von einer SohwimmErgesteuerten Regulierungseinrichtung bei niedrigem Wasserstand im Pufferbecken zurück ins Pufferbecken, bei steigendem Wasserstand aber weiter in ein zueites Nachklärbecken und von dort zum Ablauf geleitet wird, gekennzeichnet dadurch, daß der endlose Umlauf von Abwasser innerhalb der Anlage durch eine automatisch arbeitende Kreislaufsteuerung mit Schwimmer (21) reguliert und die Aufteilung der Wassermengen für die einzelnen Stationen durch einstellbare Durchlaßregelungsvorrichtungen (13) u. (17) bewirkt wird.
2. Wollbiologische Klein - Tropfkörperkläranlageinach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch daß die Dberflächenströmungsgeschwindigkeit im Nachklärbecken und somit der Schwimmschlammabzug durch entsprechende Einstellungsverhältnisse der Durchlaßregelungsvorrichtungen (13) u. (17) zueinander gesteigert oder vermindert und damit der jeweiligen Belastung angepaßt werden kann.
Patentansprüche Blatt 3. Vollbiologische Klein - Tropfkörperkläranlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die für das Nachklärbecken bestimmte flüssigkeitsmenge durch eine Vorrichtung (13) geregelt werden kann, die so ausgestaltet ist, daß die Öffnung für das durchströmende Wasser durch Einstellen einer Schiebevorrichtung stufenlos vergrößert oder verkleinert werden kann, wodurch die Durchflußmenge reguliert und das Überschußwasser über eine Stauschwelle (12) ins Pufferbecken zurückgeleitet wird.
4. Vollbiologische Klein - Tropfkörperkläranlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Durchlaßreoelungsvorrichtung (17) so ausgestaltet sein kann, daß durch Drehen einer exzentrisch angeordneten Öffnung in der Verschlußkappe ngch oben oder unten der Wasserspiegel im Nachklärbecken gehoben oder gesenkt, und somit die Oberflächenströmung verstärkt oder vermindert werden kann.
5. Vollbiologische Klein - Tropfkörperkläranlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß durch Überleitung der Motorabwärme zum Tropfkörper (Abb. 10) eine Erwärmung der Frischluft und somit eine Kliniaverbesserung im Tropfkorper bewirkt werden kann.