DE3909027A1 - Anlage zur mechanischen und biologischen reinigung von abwasser - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage zur mechanischen und biologischen Reinigung von Abwasser.

Für die Entfernung von Schadstoffen aus Abwässern ist eine Vielzahl von biologischen Verfahren bekannt, die in der einschlägigen Literatur ausführlich beschrieben sind (vgl. z.B. Rehm H.J.: Industrielle Mikrobiologie, 2. Aufl., Berlin-Heidelberg-New York 1981; Präve B.: Handbuch der Biotechnologie, Wiesbaden 1982; Einsele A.: Mikrobiologische und biochemische Verfahrenstechnik, Weinheim 1985; Fritsche W.: Umwelt-Mikrobiologie, Berlin 1985). Vielfach werden solche Verfahren in flachen Belebungsbecken und in davon getrennten Sedimentationsbecken durchgeführt.

Weiterhin ist bekannt, Abwasser in hohen zylindrischen Türmen oder Blasensäulen zu reinigen. Der Raumbedarf für diese Anlagen ist verhältnismäßig gering. Andererseits erfordert die Hochbauweise große Investitions- und Energiekosten.

Reaktoren für die biologische Abwasserreinigung werden auch in der DE-OS 31 08 629, DE-A 15 57 018, EP-A 00 03 547, EP-A 01 30 499 und der FR-A 23 26 384 beschrieben. Hierbei handelt es sich um geschlossene Schlaufenreaktoren.

Neben den genannten für große Mengen Abwasser ausgelegten Reaktoren besteht auch Bedarf an kleineren Anlagen zur Abwasserreinigung. In der DIN 4 261 werden solche Kleinkläranlagen beschrieben. Bei solchen Anlagen wird das Abwasser zunächst einer mechanischen Behandlung in einem Absetzbecken unterworfen. Gleichzeitig kommt es in dieser Kammer zu einem anaeroben Abbau der im Abwasser enthaltenen organischen Schmutzstoffe. Das so vorbehandelte Abwasser wird einer anaeroben-aeroben biologischen Nachbehandlung in der Weise unterworfen, daß es zur flächenhaften Versickerung unter der Geländeoberfläche über ein Rieselrohrnetz verteilt wird.

Die Nachbehandlung kann in sogenannten Filtergräben durchgeführt werden. Diesen wird das in Ausfaulkammern vorbehandelte Abwasser in oberflächennah verlegten Rohrleitungen zugeführt. Das austretende Wasser versickert in die tieferliegenden Filterschichten und wird in untenliegenden Rohrleitungen gesammelt und durch diese in dem Oberflächenwasser zugeleitet. Zwar soll das die Filtergräben umgebende Erdreich wenig wasserdurchlässig sein, um ein Eindringen des Abwassers in den Untergrund zu vermeiden, aber eine gesonderte Dichtungsschicht zwischen Erdreich und Filtergraben ist nicht vorgesehen.

Die geschilderten Kleinkläranlagen weisen erhebliche Nachteile auf. Vor allem gelangt aus der Faulkammer Schlamm in die Nachbehandlungsstufe. Aus diesem Grunde werden die Filtergräben nach einigen Jahren unbrauchbar. Man hat daher versucht, durch verschiedene Maßnahmen ein Abfließen des Schlamms aus der Absetz- oder Faulgrube zu verhindern. Beispielsweise werden vor dem Ablauf der Absetz- und Faulkammern Tauchwände oder nach oben offene T-Stücke eingesetzt. Aber auch diese Maßnahmen können nicht vollständig verhindern, daß Schlamm in die Filtergräben gelangt.

Ein weiterer Nachteil der beschriebenen Kleinkläranlage nach dem Stand der Technik ist, daß die Filtergräben nicht abgedichtet sind. Das hat zur Folge, daß es sich im Grunde um Versickerungsanlagen handelt, bei denen lediglich ein Teil des Wassers in einem tieferliegenden Rohr gesammelt und abgeleitet wird, während der andere Teil ins Grundwasser gelangt. D.h., bei diesen Anlagen besteht die Gefahr der Kontamination des Erdreiches und des Grundwassers.

Die vorliegende Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, eine Anlage zur mechanischen und biologischen Reinigung von Abwasser bestehend aus einer Absetz- und Faulkammer und einem Filtergraben zur Verfügung zu stellen, welche die geschilderten Nachteile nicht aufweist.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß mindestens eine Ableitung der Absetz- und Faulkammer in Strömungsrichtung des Abwassers an mindestens einem abnehmbaren Filtersack angeschlossen ist, welcher sich in einer Kammer befindet, deren Ableitung mit dem Filtergraben verbunden ist.

Der Filtersack ist vorzugsweise in einem gesonderten Topf untergebracht. Es ist jedoch auch möglich, den Topf in den Filtergraben zu integrieren. Der Filtersack bewirkt, daß aus der Absetz- und Faulkammer abfließender Schlamm nicht in den Filtergraben gelangt. Besonders geeignet sind hierfür Filtersäcke mit einer Porengröße von 0,01 mm bis 0,05 mm, insbesondere 0,05 mm. Der Filtersack ist abnehmbar von der Ableitung aus der Absetz- und Faulkammer, so daß er gereinigt werden kann, wenn er mit Schlamm gefüllt ist. Die in dem Filtersack vorhandene Schlammenge läßt sich indirekt über einen Niveaufühler in der Absetz- und Faulkammer bestimmen, so daß bei Erreichen einer bestimmten Wasserhöhe die Filtersackreinigung durchgeführt wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Absetz- und Faulkammer über zwei Leitungen an zwei Filtersäcke angeschlossen. Es ist jedoch auch möglich, die Zwischenfilterung mit mehr als zwei Filtersäcken durchzuführen. In den Zuleitungen zu den Filtersäcken können Mittel vorgesehen sein, mit denen in Abhängigkeit von den Signalen des Niveaufühlers die Leitungen im Wechsel derart geöffnet und geschlossen werden können, daß ein Filtersack vom Abwasser durchströmt wird, während der zweite abgeschlossen und gereinigt wird. Hierfür lassen sich beispielsweise Ventile oder Schieber verwenden. Über einen in der Absetz- und Faulkammer angeordneten Niveaufühler kann festgestellt werden, ob ein Filtersack mit Schlamm gefüllt ist.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Zuleitungen zu den Filtersäcken übereinander angeordnet. Die Anordnung hat zur Folge, daß zunächst der an die untere Leitung angeschlossene Filtersack vom Abwasser durchströmt wird. Sobald dieser Sack mit Schlamm gefüllt ist, wird die Wasserströmung auf nahezu null reduziert. Das Ergebnis ist ein Ansteigen des Wasserspiegels in dem Absetz- und Faulbecken. Das hat wiederum zur Folge, daß das Wasser über die obere Leitung in den zweiten Filtersack strömt. Nun kann der Filtersack von der unteren Leitung abgeschlossen und gereinigt werden. Sobald der untere Sack gereinigt ist, fließt zwangsläufig das Abwasser wieder durch die untere Leitung, so daß der Filtersack an der oberen Leitung gereinigt werden kann. Diese Konstruktion hat den Vorteil, daß ohne großen meß- und regeltechnischen und konstruktiven Aufwand ein vollständiges Fernhalten absetzbarer, größerer Partikel von dem Filtergraben erreicht wird.

Im folgenden wird die eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert:

Fig. 1 stellt die erfindungsgemäße Anlage im Längsschnitt dar;

Fig. 2 stellt die erfindungsgemäße Anlage in der Aufsicht dar;

Fig. 3 zeigt die zwei Kammerfaulgruben in der Seitenansicht;

Fig. 4 zeigt die die Filtersäcke enthaltende Kammer;

Fig. 5 zeigt das Einlaufteil des Filtergrabens;

Fig. 6 zeigt die Verbindung zwischen Einlaufteil und Filtergrabenabdichtung.

In der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Anlage wird das zu behandelnde Abwasser über die Zuleitung 10 zunächst in die Absetz- und Faulkammer 1 geleitet. In dieser Kammer werden die absetzbaren Stoffe und Schwimmstoffe aus dem Abwasser entfernt. Gleichzeitig wird ein teilweiser anaerober Abbau der im Abwasser enthaltenen organischen Schmutzstoffe bewirkt. Über die Leitungen 5 bzw. 5 a gelangt das vorbehandelte Abwasser in die Kammer 3. Der Ablauf kann gegen das Abfließen von Schlamm durch eine Tauchwand oder ein nach oben offenes T-Stück gesichert sein. Der trotzdem noch in die Leitungen 5 oder 5 a gelangende Schlamm wird in den Filtersäcken 4 bzw. 4 a aufgefangen.

Die Filtersäcke 4 und 4 a sind mit den Rohren 5 und 5 a dicht, aber abnehmbar verbunden. Im einfachsten Falle kann hierzu ein Schnappverschluß an dem Zulaufstutzen vorgesehen sein. Um die Verstopfungsgefahr zu verringern, werden die Filtersäcke vorzugsweise im Wasser liegend eingebaut.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Anlage ist so ausgestaltet, daß ein Filtersack vom vorbehandelten Abwasser durchströmt wird, während der andere gereinigt wird. Das wird dadurch erreicht, daß die Leitung 5 a von Leitung 5 nach oben abgezweigt ist, so daß beide Leitungen übereinanderliegen. Die Anordnung bewirkt, daß das Abwasser so lange durch Leitung 5 fließt, bis sich der Filtersack 4 mit Schlamm zugesetzt hat und nahezu undurchlässig geworden ist. In der Folge wird das Abwasser durch die Leitung 5 a gedrückt. Leitung 5 wird sodann geschlossen und der Filtersack 4 abgenommen und gereinigt. Sobald der Filtersack 4 gereinigt und wieder angeschlossen ist, fließt das Abwasser wieder durch Leitung 5 und Filtersack 4, so daß Filtersack 4 a abgenommen und gereinigt werden kann. Technisch möglich ist auch, die Leitung 5 a gerade durchzuführen und die Leitung 5 nach unten abzuzweigen oder mit zwei geraden Leitungen 5 und 5 a in unterschiedlicher Höhenlage das Abwasser zur Filtersack-Kammer abzuführen.

Mit zunehmender Verschlammung des Filtersackes 4 steigt der Wasserspiegel in der Absetz- und Faulkammer 1 an. Der Anstieg des Wasserniveaus wird durch den Niveaufühler 7 angezeigt und dient als Signal, Filtersack 4 zu reinigen.

Bei dem Niveaumeßfühler 7 handelt es sich vorzugsweise um einen Schwimmer, welcher durch ein optisches Signal die jeweilige Wasserhöhe anzeigt. Ein Beispiel hierfür ist der Fig. 3 zu entnehmen, welche in der Seitenansicht die Absetz- und Faulkammer zusammen mit einer Schwimmeranzeige zeigt. Es können jedoch erfindungsgemäß beliebige andere Sensoren zur Bestimmung der Wasserhöhe eingesetzt werden.

In Fig. 4 ist die erfindungsgemäße die Filtersäcke 4, 4 a enthaltende Kammer 3 in Seitenansicht dargestellt. Die Oberseite der Kammer 3 ist mit einer gedämmten Platte 17 abgedeckt. Diese Platte ist abnehmbar für den Wechsel der Filtersäcke. Die Filtersäcke haben in dem angegebenen Beispiel eine Porengröße von 0,05 mm. Die Zu- und Ableitungen 5, 5 a zu der Kammer 3 bestehen erfindungsgemäß vorzugsweise aus Kunststoff, z.B. aus Polyethylen oder Hochdruckpolyethylen (PE oder HDPE).

Das aus den Filtersäcken 4 und 4 a strömende von absetzbaren Partikeln völlig befreite Abwasser strömt über die Leitung 6 und das Sickerrohr 11 in den Filtergraben 2. Das Sickerrohr 11 ist in der oberen Hälfte des Filtergrabens 2 angelegt. Durch die Filterschicht 12 gelangt das Abwasser schließlich zum Sickerrohr 13. Von hier wird es über das Rohr 14 aus dem Filtergraben 2 abgeleitet. Auch diese Rohre werden bevorzugt aus Kunststoff gefertigt.

Der Filtergraben 2 ist mit üblichem Trägermaterial für Mikroorganismen gefüllt. Vorzugsweise handelt es sich um Kies, Sand, lehmigem Sand oder sandigem Lehm. Das durch das Sickerrohr 11 über den Filtergraben 2 sich verteilende Abwasser versickert in der Filterschicht. Hierbei wird es vorwiegend aerob biologisch durch die auf der Oberfläche des Filtermaterials lebenden Mikroorganismen von Schadstoffen befreit.

Der Filtergraben 2 ist an seinen Außenwänden wasserdicht. Hierfür wird erfindungsgemäß eine dichtende Folie 8 a aus Kunststoff, vorzugsweise Hochdruckpolyethylen (HDPE) verwendet. Die Zuleitung 6 bildet mit der Wand 9 eine Einheit. Als Material wird hierfür auch Kunststoff, vorzugsweise Hochdruckpolyethylen verwendet. Ein entsprechendes Teil ist in der Abb. 5 dargestellt. Dieses Teil ist baugleich mit der aus der Ableitung 14 und der Wand 9 bestehenden Einheit 9 a. Einziger Unterschied ist hier, daß das Ablaufrohr 14 im unteren Teil eingebaut ist.

In Abb. 6 ist die Wand 9 in der Seitenansicht dargestellt. Hieraus ist ersichtlich, daß am unteren Ende der Wand 9 ein Teil 15 rechtwinklig angebracht ist. Dieses Teil 15 entspricht in seinen Abmessungen Becken und Wand des Filtergrabens 2. Auf dem Teil 15 befindet sich eine Nippelkonstruktion 16. In diese Nippelkonstruktion 16 kann die auf dem Boden und an der Wand des Filtergrabens 2 liegende wasserdichte Folie 8 a eingeklemmt werden. Die Fixierung kann beispielsweise mit Hilfe einer Kunststoffschnur 16 a erfolgen. An der Unterseite der Folie kann darüber hinaus vor dem Eindrücken ein Kleber aufgebracht werden.

Claims (8)

1. Anlage zur mechanischen und biologischen Reinigung von Abwasser bestehend aus einer Absetz- und Faulkammer (1) und einem Filtergraben (2), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Ableitung (5) der Absetz- und Faulkammer (1) in Strömungsrichtung des Abwassers an mindestens einen abnehmbaren Filtersack (4) angeschlossen ist, welcher sich in einer Kammer (3) befindet, deren Ableitung (6) mit dem Filtergraben (2) verbunden ist.

2. Anlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Absetz- und Faulkammer (1) ein Niveaufühler (7) angeordnet ist.

3. Anlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absetz- und Faulkammer (1) über mindestens zwei Leitungen (5, 5 a) an zwei Filtersäcke (4, 4 a) angeschlossen ist.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zuleitungen (5, 5 a) zu den Filtersäcken (4, 4 a) Mittel vorgesehen sind, mit denen in Abhängigkeit von den Signalen des Niveaufühlers (7) die Leitungen (5, 5 a) im Wechsel derart geöffnet oder geschlossen werden können, daß ein Filtersack vom Abwasser durchströmt wird, während aus dem zweiten der Schlamm entfernt wird.

5. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (5, 5 a) übereinander angeordnet sind.

6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Filtersäcke (4, 4 a) mit einer Porengröße von 0,01 bis 0,05 mm eingesetzt werden.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Porengröße 0,05 mm beträgt.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Boden (8) und Wände (9) des Filtergrabens wasserdicht ausgestaltet sind.