DE3138374A1

DE3138374A1 - Biological waste water purification device

Info

Publication number: DE3138374A1
Application number: DE19813138374
Authority: DE
Inventors: Egon 2902 Rastede Hülstede
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-09-26
Filing date: 1981-09-26
Publication date: 1983-04-07

Abstract

A biological waste water (effluent) purification device is described, in which shaped bodies of, for example, plastic are inserted into the flow tank, in and between which shaped bodies the roots proliferate under water.

Description

Biologische AbwasserreinigungsvorrichtungBiological wastewater purification device

Die Erfindung betrifft eine biologische Abwasserreinigungsvorrichtung, in der das Abwasser durch den Wurzelbereich von Pflanzen, insbesondere hochwachsender Wasserpflanzen, geleitet wird, welche in einem Strömungsbecken gehalten sind.The invention relates to a biological wastewater purification device, in which the sewage through the root area of plants, especially tall ones Aquatic plants, which are kept in a current basin.

Aus der DE-OS 21 29 711 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die biologisch zu reinigenden Abwässer, die z. B.From DE-OS 21 29 711 a method is known in which the biological wastewater to be cleaned, the z. B.

Pentachlorphenol oder andere halogenierte Phenole enthalten, durch den Wurzelbereich hochwachsender Binsengewächse geleitet werden. Die Verwendung von Pflanzen bei der Abwasserreinigung bietet eine Vielzahl von Vorteilen: 1. Komplexe, giftige organische Verbindungen (z. B.Containing pentachlorophenol or other halogenated phenols the root area of tall rush plants. The usage of plants in wastewater treatment offers a multitude of advantages: 1. Complex, toxic organic compounds (e.g.

Cyanide, Phenol, Pentachlorphenol etc.) werden zerlegt und über den Stoffwechsel der Pflanze in Biomasse (Halme, Blätter) verwandelt; 2. Pathogene Keime und Wurmeier werden abgetötet; 3. Kolloidale Beimengungen werden ausgefällt und der Klärschlamm mineralisiert; 4;Feste Schwebstoffe können ausgefiltert werden; 5. Saure und basische Abwässer werden weitgehend neutralisiert; 6. Auch bei stark schwankenden Abwassermengen und -belastungen bleibt die Reinigungswirkung weitestgehend erhalten; 7. Durch den Halm der Pflanze wird Sauerstoff in das Wasser eingetragen; 8. Die Reinigungskraft ist weitgehend unabhängig von der Temperatur und der Jahreszeit; 9. Die verwendeten Pflanzen und ihr ökosystem sind in der Lage, sich dem Standort, dem Untergrund und wechselnden Wasserqualitäten anzupassen; 10. Die geschnittenen Pflanzenhalme können oftmals als Futtermittel oder nach Kompostierung zur Bodenverbesserung oder auch als Flechtmaterial Ve#rwendung finden; und 11. Die Reinigungsanlagen passen sich harmonisch in das Landschaftsgefüge ein.Cyanide, phenol, pentachlorophenol etc.) are broken down and transferred to the Metabolism of the plant transformed into biomass (stalks, leaves); 2. Pathogenic germs and worm eggs are killed; 3. Colloidal admixtures are precipitated and the sewage sludge mineralizes; 4; Solid suspended matter can be filtered out; 5. Acid and basic waste water is largely neutralized; 6. Even with strong The cleaning effect remains largely unchanged with fluctuating wastewater quantities and loads obtain; 7. Oxygen is introduced into the water through the stalk of the plant; 8. The cleaning power is largely independent of the temperature and the time of year; 9. The plants used and their ecosystem are able to adapt to the location, adapt to the subsoil and changing water quality; 10. The cut ones Plant stalks can often be used as feed or after composting for soil improvement or can also be used as braiding material; and 11. The cleaning systems fit harmoniously into the structure of the landscape.

Als besonders geeignete Pflanzen für dieses Verfahren haben sich u. a. die Flechtbinse (Schoenoplectus Lacustris Palla) und das Schilf (Phragmites Cumunis) erwiesen. In den bekannten Anlagen werden diese Pflanzen sowohl in Vorklärstufen als auch in Nachklärstufen eingebaut. Die Bepflanzung wird dabei in einem Kiesbett vorgenommen, welches in verschiedenen Körnungen und Schichtungen aufgebaut ist. Die Pflanzenwurzeln breiten sich in dem Kiesbett aus und die Mikroorganismen siedeln sich an den Kies-Oberflächen sowie den Wurieloberflächen an, so daß Pflanze und Mikroorganismus zusammen die Abwasserreinigung bewirken. Es kommt dabei ersichtlich darauf an, daß zum einen den Wurzeln günstige Lebensräume zur Verfügung gestellt werden und zum anderen in der Nähe der Wurzeln ausreichend Oberfläche zur Verfügung gestellt wird, an der die Mikroorganismen anlagern können. Außerdem muß die Körnung des Kieses geeignet sein, ein erwünschtes. Strömen bzw. Sickern des Wassers zu ermöglichen.Particularly suitable plants for this process have u. a. the rush (Schoenoplectus lacustris Palla) and the reed (Phragmites cumunis) proven. In the known systems, these plants are both in primary clarification stages as well as built into secondary clarification stages. The planting is in a gravel bed made, which is built up in different grain sizes and layers. The plant roots spread in the gravel bed and the microorganisms settle adhere to the gravel surfaces as well as the Wuriel surfaces, so that plant and Microorganism together cause the wastewater purification. It is evident in the process on the one hand that favorable habitats are made available to the roots and on the other hand, sufficient surface area is available near the roots is placed on which the microorganisms can attach. In addition, the grit must of the gravel to be suitable, a desired. To allow the water to flow or seep.

Die Verwcndun von Kiessohichten bei den bekannten iologischen Abwasserrei nJ qunqsvorrJ cIitun#en t(3d i nq t v(rschiedene Nachteile: Da die hier in Rede stehenden Kläranlagen bevorzugt für kleinere Gemeinden Verwendung finden, also in abgelegenen Gebieten erstellt werden müssen, ist es problematisch, große tlengen Kies zu transportieren. Für eine Kläranlage mit einer Kapazität von ca. 3000 EGW (Einwohner-Gleichwert) müssen z. B. ca. 8000 Tonnen Kies angefahren werden. Nicht nur, daß der Transport des Kieses selbst hohe Kosten verursacht, er verlangt auch genügend feste Anfahrtswege , die häufig nicht zur Verfügung stehen.The use of gravel layers in the well-known biological wastewater treatment nJ qunqsvorrJ cIitun # en t (3d i nq t v (various disadvantages: As the one in question here standing wastewater treatment plants are preferred for smaller communities, i.e. in remote areas need to be created, it is problematic to cover large lengths Transport gravel. For a sewage treatment plant with a capacity of approx. 3000 EGW (Resident equivalence) must z. B. approx. 8000 tons of gravel are approached. not only that the transport of the gravel itself causes high costs, it also demands Sufficient fixed access routes that are often not available.

Aber auch biotechnisch ist die Verwendung von Kies in derartigen Abwasserreinigungsvorrichtungen nicht optimal: Da es darauf ankommt, in der direkten Umgebung der Wurzeln möglichst viel Oberfläche zur Verfügung zu stellen und gleichzeitig das Hohlraumvolumen in der Umgebung der Wurzeln möglichst groß zu gestalten, hat Kies u. a. den Nachteil, daß das Volumen der Kiesteilchen selbst ungenutzt bleibt. Das in der DE-OS 21 29 711 beanspruchte teilchenförmige inerte Material ist also verbesserungsfähig.But the use of gravel in such wastewater treatment devices is also biotechnological not optimal: Because it depends, in the immediate vicinity of the roots if possible to provide a lot of surface area and at the same time the cavity volume in To make the area around the roots as large as possible, gravel has among other things. the disadvantage that the volume of the gravel itself remains unused. That in DE-OS 21 29 Particulate inert material claimed 711 can therefore be improved.

Demzufolge liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, für eine insbesondere mit hochwachsenden Wasserpflanzen arbeitende biologische Abwasserreinigungsvorrichtung ein Füllmaterial für das Strömungsbecken bereitzustellen, das leicht zu transportieren, bequem in das Strömungsbecken einzubauen, für Wartungsarbeiten leicht ausbaubar, zur Reinigung leicht durchspülbarist. Darüberhinaus soll biotechnisch das Verhältnis zwischen der den Mikro organismen zur Verfügung stehenden Oberfläche und dem Porenraunvolumen günstig, d. h. groß sein. Auch soll der Flächenbedarf für die Abwasserreinigungsvorrichtung reduziert werden.Accordingly, the present invention is based on the object for a biological wastewater treatment device that works in particular with tall aquatic plants to provide a filling material for the current basin that is easy to transport, easy to install in the flow basin, easy to remove for maintenance work, is easily flushable for cleaning. In addition, the ratio should be biotechnical between the surface available to the microorganisms and the pore volume cheap, d. H. be great. The area required for the wastewater purification device should also be be reduced.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in das Strömungsbecken Formkörper aus z. B. Kunststoff eingesetzt sind, in und zwischen denen sich unter Wasser die Wurzeln ausbreiten.According to the invention this object is achieved in that in the flow basin Molded body made of z. B. plastic are used in and between which are under Water the roots spread.

Neben der Lösung der gestellten Aufgabe, ist ersichtlich, daß durch die erfindungsgemäßen Formkörper, die beispielsweise als Rohre mit gitterförmigen Mantelflächen ausgebildet sein können, weitere Vorteile gegeben sind: Die Formkörper können bei gröberer Wassertiefe etwa an ihrem oberen Ende mit Schwimmkragen versehen sein, zusätzlich lassen sich Laufstege -über dem Strömurigsbecken verlegen, auf denen die Pflanzen für Pflegearbeiten leicht zugänglich sind. Auch können die einzelnen Formkörper zu Bündeln zusammengefasst sein, die sich zu Wartungszwecken (also z. B. zum Schneiden der Pflanzen) an den Beckenrand ziehen lassen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.In addition to the solution to the task at hand, it can be seen that through the moldings according to the invention, for example as tubes with lattice-shaped Shell surfaces can be formed, further advantages are given: The molded body can be provided with floating collars at their upper end in the case of coarser water depths In addition, catwalks can be laid over the Strömurigs basin which the plants are easily accessible for maintenance work. Even the individual moldings can be combined into bundles that can be used for maintenance purposes (e.g. for cutting the plants) let it be pulled to the edge of the pool. Further advantageous embodiments of the invention are described in the subclaims.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Dabei zeigt: Fig. 1 einen Schnitt durch einen Klärteich mit erfindungsgemäßen Formkörpern; Fig. 2 einen Formkörper in Einzeldarstellung und Fig. 3 ein winkelförmiges Bündel von Formkörpern.Below is an embodiment of the invention based on the drawing explained in detail. It shows: FIG. 1 a section through a clarification pond with moldings according to the invention; 2 shows an individual representation of a molded body and FIG. 3 shows an angular bundle of shaped bodies.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Klärteich,den das zu reinigende Abwasser in horizontaler Richtung durchströmt. Das Strömungsbecken 10 ist von den Wurzeln 24 der Wasserpflanzen 22,z. B. Binsen,durchsetzt. Damit die Wasserpflanzen bzw. ihre Wurzeln 24 im strömenden Wasser des Beckens 10 Halt finden, sind die erfindungsgemäßen Formkörper 12 zwischen Oberfläche 18 und Beckensohle 20 angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den Formkörpern 12 um langgestreckte Rohre aus gitterförmigen Mantelflächen, die in Fig. 2 genauer dargestellt sind. Der Mantel 26 des rohrförmigen Formkörpers 12 ist in Form eines Gitters ausgebildet, so daß die Wurzeln reichlich Halt an den einzelnen Gitterstreben finden. Gleichzeitig aber bildet die Oberfläche der Gitterstäbe große Anlagerungsflächen für die Mikroorganismen in der Nähe der Wurzeln. Die Formkörper 12 können beispielsweise in ihrer Längserstreckung der Tiefe des Strömungsbeckens 10 entsprechen. Ist ihre Längserstreckung aber geringer als die Wassertiefe, so ist es vorteilhaft, an einem Ende der Formkörper Schwimmkragen 16 vorzusehen, die den Formkörper mitsant der auf ihn siedelnden Pflanze tragen. Typischerweise beträgt der Durchmesser eines rohrförmigen Formkörpers 12 etwa 5 cm während die Maschenweite etwa 10 bis 12 mm betragen kann. Die Dimensionierungen der Formkörper hängen aber von den Einsatzbedingungen ab, also den verwendeten Pflanzen und den erwünschten Strömungsquerschnitten. Es ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen Formkörper nicht nur für Binsen, sondern auch für andere keimtötende Pflanzen, beispielsweise Reisgras und Alnus Arten sowie Schilf Verwendung finden können.Fig. 1 shows a section through a clarification pond that is to be cleaned Wastewater flows through in a horizontal direction. The flow basin 10 is of the Roots 24 of the aquatic plants 22, e.g. B. rushes, interspersed. So that the aquatic plants or their roots 24 find support in the flowing water of the basin 10 are those according to the invention Shaped body 12 arranged between surface 18 and bottom 20 of the basin. In the illustrated In the exemplary embodiment, the molded bodies 12 are elongated tubes from lattice-shaped outer surfaces, which are shown in more detail in FIG. The coat 26 of the tubular shaped body 12 is designed in the form of a grid, so that the roots find ample support on the individual lattice struts. But at the same time the surface of the bars forms large attachment areas for the microorganisms in close to the roots. The shaped bodies 12 can, for example, in their longitudinal extension correspond to the depth of the flow basin 10. But its longitudinal extension is less than the water depth, it is advantageous to have floating collars at one end of the molded body 16 to be provided, which carry the shaped body along with the plant settling on it. Typically, the diameter of a tubular shaped body 12 is about 5 cm while the mesh size can be about 10 to 12 mm. The dimensions however, the shaped bodies depend on the conditions of use, that is to say on the plants used and the desired flow cross-sections. It can be seen that the invention Shaped bodies not only for rushes, but also for other germicidal plants, for example Rice grass and Alnus species as well as reeds can be used.

Besonders vorteilhaft ist es, gemäß Fig. 3 eine Vielzahl von Formkörpern 12 in Formkörper-Bündeln 14 zusammenzufassen. Die Formkörper-Bündel 14 können dann im Ganzen in das Strömungsbecken 10 eingesetzt werden. Auch kann es vorteilhaft sein, die Bündel 14 mit Schwimmkragen 16 zu versehen, so daß das Bündel insgesamt an Land ziehbar und dort für Wartungszwecke leicht zugänglich ist. Auch ermöglichen es die Schwimmkragen 16 bei geeigneter Ausgestaltung, Laufstege über das Strömungsbecken 10 zu legen, so daß die Pflanzen beispielsweise zum Schneiden oder Warten leicht zugänglich sind. Auch ist es möglich, den durch die Mikroorganismen gebildeten "biologischen Rasen" an den Oberflächen der Gitterrohre leicht zu kontrollieren, da einzelne Formkörper 12 aus Formkörper-# bündeln 14 oder ganze Formkörperbündel 14 ohne Schwierigkeiten nach oben herausziehbar sind.According to FIG. 3, it is particularly advantageous to have a large number of shaped bodies 12 to be summarized in shaped body bundles 14. The shaped body bundles 14 can then can be used as a whole in the flow basin 10. It can also be beneficial be to provide the bundle 14 with floating collar 16 so that the bundle as a whole can be pulled ashore and is easily accessible there for maintenance purposes. Also enable it is the swimming collar 16 with a suitable design, catwalks over the flow basin 10 to put, so that the plants for example for cutting or waiting easily are accessible. It is also possible to use the “biological Lawn "on the surfaces of the grid tubes is easy to control, as individual moldings 12 from molded body bundles 14 or entire molded body bundles 14 without difficulty can be pulled out upwards.

Es ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen Formkörper sowie die Formkörperbündel 14 nicht nur zur biologischen Abwasserreinigung in Strömungsbecken verwendet werden können, sondern auch in Teichen oder fließenden Gewässern.It can be seen that the moldings according to the invention as well as the Shaped body bundle 14 not only for biological wastewater purification in flow basins can be used, but also in ponds or flowing water.

In diesem Falle werden die Formkörperbündel 14 mit den in und auf ihnen wachsenden Wasserpflanzen in dem Teich oder den Gewässern an geeigneter Stelle verankert. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn andere Wasserpflanzen durch-Wellenschlag in der Uferzone beschädigt werden und es erforderlich ist, Wasserpflanzen in einiger Entfernung zur Uferzone anzusiedeln.In this case, the shaped body bundle 14 with the in and on aquatic plants growing for them in the pond or in the water in a suitable place anchored. This can be particularly advantageous when using other aquatic plants can be damaged by waves in the riparian zone and it is necessary to plant aquatic plants to settle at some distance from the shore zone.

Die in der vorstehenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln, als auch in beliebiger Kombination für die Ausführung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen wesentlich sein.The in the preceding description, the drawing and the claims disclosed features of the invention can both individually, as well as in any Combination for carrying out the invention in its various forms be essential.

B ZUG Z CHE@L T (LIST OF R F R @OE JMJN iLJM RALS) 1 4 5 5 6 7 7 8 8 9 9 10 Stromunqsbecken 10 11 11 12 Formkorper 12 13 13 14 Formkorper-Bundel 14 15 15 16 Schwimmkragen 16 17 17 18 Wasseroberflache 18 19 19 20 Beckensohle 20 21 Pl 22 Binsen 22 23 24 Wurzeln 24 25 25 Mantel 26 27 27 29 29 30 30 B ZUG Z CHE @ L T (LIST OF R F R @OE JMJN iLJM RALS) 1 4 5 5 6 7 7 8 8 9 9 10 Stream basin 10 11 11 12 molded body 12 13 13 14 molded body bundle 14 15 15 16 Swimming collar 16 17 17 18 Water surface 18 19 19 20 Pool bottom 20 21 pl 22 bulrushes 22 23 24 roots 24 25 25 mantle 26 27 27 29 29 30 30

Claims

Claims 1. Biological wastewater treatment device in which the Wastewater through the root area of plants, especially tall aquatic plants which are held in a flow basin, characterized in that that in the flow basin (10) molded body (12) made of z. B.

Plastic are used in and between which are under water spread the roots.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the shaped body (12) have an elongated shape, are essentially hollow on the inside and have their longitudinal axis extends approximately perpendicular to the water surface (18).

3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that that tubes with lattice-shaped jackets (26) are provided as shaped bodies (12).

4. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that that perforated tubes are provided as the shaped body (12).

5. Apparatus according to claim 1, characterized in that the shaped body (12) perforated mats are provided.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the shaped bodies (12) are extruded and in particular rectangular, conic-section-shaped or triangular cross-section, the Enveloping or shell surfaces are holed.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that in each case a plurality of shaped bodies (12) z. B. attached to each other parallel to the longitudinal axis are and form a shaped body bundle (14).

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the shaped body bundle (14) has a rectangular, in particular square, outline in the horizontal direction.

9. Device according to one of claims 1 - 7, characterized in that: ker, nzeich; -iet, that the shaped body bundle (14) has an angular outline in the horizontal direction.

10. Device according to one of claims 1 - 7, characterized in that that the shaped body bundle (14) has a honeycomb outline in the horizontal direction.

11. Device according to one of claims 1 - 7, characterized in that that the shaped body bundle (14) has a diamond-shaped outline in the horizontal direction.

12. Device according to one of claims 1 - 7, characterized in that that the shaped body bundle (14) has a triangular outline in the horizontal direction.

13. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the shaped bodies (12) and / or shaped body bundles (14) are provided with floating collars (16) are.

14. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the shaped body (12) of the water surface (18) to The basin sole (20) of the flow basin (22) extend.

15. Device according to one of claims 1 - 13, characterized in that that the shaped body (12) from the water surface (18) does not extend to the sole (20) of the flow basin (22) extend.

16. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the floating collars (16) bundle the molded bodies (12) by virtue of their tension.

17. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the molded body (12) and / or floating collar (16) essentially made of polyethylene are made.

18. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that on the lying on the Wasse £ surface end faces of the molded body (12) catwalks are provided for entering the flow basin (22).

19. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the wastewater to be cleaned flows through the area of the roots (24) horizontally.

20. Device for the biological purification of waste water, in which the Wastewater through the root area of plants, especially tall aquatic plants, is directed, characterized in that in a standing or flowing body of water Molded body (12) made of, for. B. Plastic some sets are in and between which are Spread the roots under water.

21. The device according to claim 20, characterized in that the Shaped body (12) are combined into shaped body bundles (14), which on the ground of the water can be anchored.

22. Device according to one of claims 20 or 21, characterized in that that the shaped body (12) or shaped body bundle (14) removed from the bank of the water are arranged.