DE29802903U1 - Abwasserbehandlungsanlagen in Kombination mit Öko-Teichsystemen - Google Patents
Abwasserbehandlungsanlagen in Kombination mit Öko-TeichsystemenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft bekannte mechanisch, biologisch und chemisch
arbeitende Abwasserbehandlungsanlagen, einschließlich
Filtrationstechnologien, die alleine für sich in Funktion nicht immer den
ökologischen Erfordernissen entsprechen.
Für eine weitgehende ökologisch sinnvolle Abwasserreinigung gewinnen
deshalb Verfahren bzw. Verbundlösungen an Bedeutung, die zu einer der modernen Abwassertechnik und Hygiene entsprechend der Norm führenden
Reduktion der organischen Abwasserfracht bei gleichzeitiger Minimierung der Nährstoffe und pathogenen Keime beitragen.
Überwiegend sind Anlagen im Betrieb, die das Abwasser auf mechanischem
und biologischem Wege reinigen. Für kleinere Anschlußwerte, z. B. bis zu 500 EW, um die es hier vorzugsweise geht, sind überwiegend
Kleinkläranlagen mit nicht immer ausreichender Reinigungsleistung im Einsatz.
Es gibt eine Reihe von Patenten zur Intensivierung der Abbauprozesse in
kleineren Kläranlagen, so z. B. beschrieben in den Patentschriften 3024997, 383337, 7920234, 29506982, 196529337 oder 7517361. Nach DE
4444514.8 (CO2F3/08) wird über Rotations-Bio-Reaktoren nach dem Funktionsprinzip der Scheibentauchkörper in Verbindung mit der
Schlammbelebung eine gute Abwasserreinigung erzielt.
Eine Lösung in Baukastenausführung, auch für einen nachträglichen Einbau
in größere Anlagen, wurde in der DE OS 3628314 vorgeschlagen. In der
Mitte der Anlage ist ein Tauchkörper angeordnet, der von Behältern für die Schlammrückhaltung und Umlaufbelebungsbecken umgeben ist. Diese
Variante ist auch für Kleinkläranlagen geeignet.
Bei fast allen Verfahren gibt es den entscheidenden Nachteil, daß in den
Abläufen immer noch hohe Keimzahlen vorhanden sind. Durch Nachschalten von Filtrationsanlagen (z. B. Ultrafiltration) bzw. natürlichen Ökosystemen
(z. B. Oxidationsteiche, Pflanzenbiologische Anlagen, Hang- oder
Untergrundverrieselung) läßt sich dieser entscheidende Nachteil weitestgehend beseitigen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, z. B. für die dezentrale
Abwasserbehandlung, durch Anordnung einer mechanischen, biologischen oder chemischen Abwasserbehandlung schon eine hohe Reinigungsleistung
zu erreichen und durch Einleitung dieses Abflusses in ein Ökosystem den weiteren Abbau, besonders der pathogenen Keime zu intensivieren. Gelöst
wird diese Aufgabe besonders durch Einsatz von Rotations-Bio-Reaktoren mit dem Festbettmaterial RIGA 2000 und bei Bedarf unter Animpfung mit
spezifischen Mikroorganismenkulturen als Einzelreaktor oder hintereinandergeschalteten in Kaskadenform angeordneten Reaktoren, in
Kombination mit Ökosystemen nach Schutzanspruch 1. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt. Mit
dieser Erfindung werden sowohl die Vorteile der Rotations-Bio-Reaktoren als auch der Ökosysteme mit wenig Aufwand nutzbar gemacht. Eine
Anpassung der Bioreaktoren und der nachgeschalteten natürlichen Ökosysteme, besonders Teiche, an die unterschiedlichen
Standortbedingungen und die zu erwartende Reinigungsleistung ist leicht möglich.
Nachfolgend wird die Erfindung an einem Beispiel erläutert.
Figur 1 zeigt einen Rotations-Bio-Reaktor.
Figur 1 zeigt einen Rotations-Bio-Reaktor.
Figur 2 zeigt das Funktionsprinzip des Öko-Teichsystems (Oxidationsteich
mit Filtermedium und Schwimmteich).
Figur 3 zeigt Varianten für die Nachreinigung des vorbehandelten Abwassers
in verschiedenen natürlichen Ökosystemen.
Zur Figur 1:
In einer Reaktorwanne 1 sind Rotationstrommeln 2, 4, 5 in Rotations-Bio-Reaktoren
angeordnet. Diese Anlage kann als Container in Stahl- oder Betonausfuhrung in verschiedenen Formen und Größen bis zu 5000 EW
gefertigt werden. Für kleinere Anschlußwerte ist ein Reaktor ausreichend.
In Figur 1 werden die 3 Biotrommeln in dem Container durch Stirnwände
voneinander getrennt. Die Rotations-Bio-Trommeln sind auf einer waagerechten Welle in einem zylinderformigen Körper angeordnet. In diesem
sind axial Bioträger (z. B. RIGA 2000) als Festbettmaterial angeordnet.
Schlammrückhaltetaschen 3,6 sind zwischen der ersten und zweiten sowie
hinter der dritten Rotations-Bio-Trommel im unteren Bereich eingebaut.
Über eine Leitung wird der Rücklaufschlamm in den ersten Reaktor zurückgeführt, der Überschußschlamm wird abgezogen.
Der Rotations-Bio-Reaktor ist also mit Pumpen für den Schlammabzug
ausgerüstet.
Die Anlage arbeitet wie folgt: Von der Vorklärung wird das Abwasser
dosiert der ersten Rotations-Bio-Trommel zugeführt. Die Zahnschwellen ermöglichen einen gleichmäßigen Übertritt des Abwassers in die
nachgeschalteten Reaktoren. Durch die Anordnung in Kaskadenform mit unterschiedlichen Wasserständen in den Reaktoren wird eine weitgehende
Nährstoffelimination erreicht. Der geringe Wasserstand im ersten und der tiefere im zweiten und dritten Reaktor bewirken ausgewogene Nitrifikations-
und Denitrifikationsprozesse. Dadurch wird die Stickstoffeliminierung intensiviert.
Die Rückführung von Belebtschlamm bewirkt bei anaeroben Verhältnissen
eine weitere Denitrifikation. Über die Zahnschwelle gelangt das Abwasser in den zweiten und von diesem in den dritten Rotations-Bio-Reaktor
(Rotationstrommel 2 und 3). Der Füllstand befindet sich hier in Höhe der Welle. Durch die Rotation erfolgt ein aerober Abbau, wobei die
unterschiedlichen Festbettkörper und Zusatzbelüftungen, den optimalen Bedingungen entsprechend, eine hohe Reinigungsleistung der Anlage
ermöglichen. Plattenbelüfter 10 oder andere Systeme, wie ultraviolette Strahlung, Filtration bzw. die Kombination von beiden intensivieren den
Abbauprozeß der organisch gelösten Abwasserinhaltsstoffe und pathogenen Keime.
Zur Figur 2:
Der Zulauf 11 gelangt in den Öko-Oxidationsteich 12, von diesem über ein
Filtermedium 13 (z. B. Kies) in den Schwimmteich 14. Zulaufkonzentrationen bis zu 50 mg/1 BSB^ bzw. 100 mg/1 CSB werden
durch dieses Ökosystem bis auf Werte unter 10 mg/1 BSB^ bzw. CSB
reduziert. Außerdem erfolgt ein weitgehender Abbau der pathogenen Keime.
Im Öko-Oxidationsteich sind die Komponenten Bodenfilter, Pflanzen,
Mikroorganismen und Wasser vereinigt. Die Wechselwirkungen zwischen ihnen ermöglichen eine nachhaltige Reinigung des Wassers.
Die wichtigsten physikalischen Faktoren, die auf die Organismen im Öko-Oxidationsteich
einwirken, sind Licht, Temperatur und das spezifische Gewicht der Inhaltsstoffe.
Die biochemischen Prozesse im Öko-Oxidationsteich hängen neben der
Umgebungstemperatur und dem Nährstoffangebot in erster Linie von der Lichtdurchdringung und -intensität im Bereich der euphotischen Zone ab.
Die nutzbare mittlere Tiefe sollte daher unter gemäßigten klimatischen
Verhältnissen für Öko-Oxidationsteiche nicht wesentlich mehr als 1 m (euphotische Zone) betragen. Durch verstärkte Bioaktivität der Algen
kommt es im Öko-Oxidationsteich zu einem schnellen Anstieg des Sauerstoffgehaltes des benutzten Wassers, so daß die eingetragenen
Restschmutzstoffe aerob abgebaut werden.
Die Überleitung in den sogenannten Schwimmteich 14 durch einen Filter 13
sichert einen weiteren Abbau der Inhaltsstoffe, so daß dieses "Klarwasser" dem Schwimmteich zugeführt wird. Je nach Bedarf sollte die Möglichkeit der
direkten Zuführung von Oberflächen- bzw. Grundwasser erwogen werden. Die sollte mittels einer solarangetriebenen Pumpe erfolgen.
Um zu vermeiden, daß pathogene Keime in den Schwimmteich gelangen, ist
mittels Dosieranlagen eine Entkeimung des Abflusses aus dem Öko-Oxidationsteich vorzunehmen bzw. dieser in den Sommermonaten
umzuleiten oder zu verrieseln.
Zur Figur 3:
Der Ablauf aus der Kläranlage, z. B. dem Rotations-Bio-Reaktor, kann in ein
Oxidationsteichsystem 16 geleitet werden, das dann als Schönungsteich funktioniert. Ökologisch und ökonomisch sinnvoll ist jedoch ein
Umpumpbetrieb "Bioreaktor - Oxidationsteich" mit den üblichen BSB^-
Flächenbelastungen für Rotations-Bio-Reaktoren und bis zu wenigstens 1 m2/EW Teichfläche für den Öko-Oxidationsteich.
Eine ökologische Behandlung der Abwässer läßt sich ebenfalls durch
Einleitung in pflanzenbiologische Kläranlagen bzw. durch Hang- oder Untergrundverrieselung erreichen. Die Einleitung kann gesondert erfolgen
bzw. vor dem Öko-Oxidationsteich, so daß dieser dieses gereinigte Ablaufabwasser aufnimmt.
Legende
1 Reaktorwanne
2 Rotationstrommel 1 mit Festbett gefüllt
3 Schlammtasche
4 Rotationstrommel 2 mit Festbett gefüllt
5 Rotationstrommel 3 mit Festbett gefüllt
6 Schiammrückhaltetasche
7 Gehäuse
8 Ozonanlage (Ozonisator)
9 Antrieb
10 Piattenbelüfter oder andere Belüfter
11 Zulauf (mechanische, biologische, chemische o.a. Behandlung)
12 Öko-Oxidationsteich
13 Kiesfilter
14 Schwimmteich
15 Untergrundverrieselung
16 Hangberieseiung
17 Pflanzenbioiogische Kläranlage
18 Oxidationsteiche
Claims (8)
1. Öko-Teichsystem fur Erholungszwecke und zur Reinigung von Abwasser
mit einem oder mehreren hintereinander geschalteten Behältern für die Vorklärung und/oder biologische und/oder chemische Behandlung bzw.
Ozonung in Kombination mit natürlichen Ökosystemen, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser nach der Vorbehandlung über einen
Zulauf II in den Öko-Oxidationsteich 12 und von diesem in einen Schwimmteich 14 nach Figuren 1 bis 3 gelangt.
2. Öko-Teichsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Vorbehandlung des Abwassers ein oder mehrere Rotations-Bio-Reaktor/en mit Bioträgern als Festbettmaterialien (z. B. RIGA 2000) verwendet werden.
3. Öko-Teichsystem nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ablauf aus der Vorbehandlung vor Einleitung in das Öko-Oxidationsteichsystem
oder dieser Abfluß über eine Anlage der Untergrundverrieselung und/oder -versickerung nach Figur 3 erfolgt.
4. Öko-Teichsystem nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Intensivierung der biochemischen und pathogenen Abbauprozesse solarbetriebene Umpump- oder Versprühanlagen sowohl von der
Vorbehandlung in den Oxidationsteich als auch umgekehrt angeordnet sind.
5. Öko-Teichsystem nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß zur gezielten Steuerung der Biomassepopulationen in der biologischen Stufe der Abwasserbehandlung in den Bioreaktoren und/oder in den Öko-Teichsystemen
(einschließlich Filtermedien) spezifische abbaufördernde Mikroorganismenkulturen eingesetzt werden.
6. Öko-Teichsystem nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß eine spezielle Nachklärung des Abflusses aus den Bioreaktoren in einem besonderen Schlammsammelraum am Bioreaktor oder Öko-Teichsystem
vorgenommen wird.
7. Öko-Teichsystem nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wassertiefen in den Bioreaktoren zur Erreichung einer optimalen Nitrifikation und Denitrifikation regulierbar sind.
8. Öko-Teichsystem nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Oxidations- sowie dem Schwimmteich Oberflächen- oder Grundwasser zuzuführen ist, das bei Bedarf unter Nutzung alternativer
Energien (Windkraft und/oder Solaranlagen) erfolgt.
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