Bekannt sind Belebungsanlagen, die in einer runden Bauweise ein
äußeres, im Grundriß ringförmiges Belebungsbecken mit einem
inneren, trichterförmigen Nachklärbecken kombinieren. Über die
sem Rundbecken ist eine umlaufende Belüftungsbrücke angeordnet,
die auf der äußeren Belebungsbeckenwand fahrbar und in der Mit
telachse des Nachklärbeckens auf einem Mittelschacht drehbar ge
lagert ist. Die Belüftungsbrücke trägt im Bereich des Belebungs
beckens dicht über dessen Sohle angeordnete Belüfterrohre, die
über entsprechende Druckluftleitungen von Gebläsen, die ent
weder außerhalb der Belebungsanlage oder auf der Belüftungs
brücke montiert sind, mit Druckluft versorgt werden. Der Mittel
schacht besitzt einen kreisrunden Grundriß, ist oben und unten
offen und erstreckt sich in der Höhe des oberen Drittels des
Nachklärbeckens. Dieser Mittelschacht ist wiederum durch ent
sprechende Stützen auf der trichterförmigen Sohle des Nachklär
beckens abgestützt.
Das Nachklärbecken wird mit einem Belebtschlamm-Wasser-Gemisch
aus dem Belebungsbecken über ein horizontales Rohr, das vom Be
lebungsbecken in den Mittelschacht des Nachklärbeckens führt,
beschickt. Das Belebtschlamm-Wasser-Gemisch tritt in einer ruhigen,
langsamen Strömung unten aus dem Mittelschacht, wird in der
mittleren Höhe des Nachklärbeckens umgelenkt und steigt dann
an die Oberfläche des Nachklärbeckens, wo es an der Innenseite
der Nachklärbecken-Außenwand über eine Überfallschwelle in eine
über den ganzen Umfang des Nachklärbeckens angeordnete Ablauf
rinne strömt. Von einer Stelle der Ablaufrinne führt ein Ablauf
rohr das geklärte Wasser aus der Belebungsanlage.
Die Ablaufrinne wird gebildet aus der inneren Seite der Nach
klärbecken-Außenwand, einer aus der Außenwand nach innen in das
Nachklärbecken reichenden Betonkonsole und der daran vertikal be
festigten Überfallschwelle. Um Schwimmschlamm auf der Wasser
oberfläche des Nachklärbeckens nicht zum Ablauf gelangen zu
lassen, muß vor der Überfallschwelle der Ablaufrinne eine Tauch
wand angeordnet sein. Der vor der Tauchwand zurückgehaltene
Schwimmschlamm muß täglich vom Klärwärter durch Absenken einer
Schwimmschlamm-Tauchpumpe in den Wasserspiegelbereich des Nach
klärbeckens sehr aufwendig abgepumpt werden.
Beim langsamen vertikalen Durchströmen des Nachklärbeckens
trennt sich das Belebtschlamm-Wasser-Gemisch: der Schlamm sinkt
nach unten in die Trichterspitze und das Klarwasser und der
Schwimmschlamm steigen an die Wasseroberfläche und werden wie
oben beschrieben dem Nachklärbecken entnommen. Der in die
Trichterspitze abgesunkene Schlamm fließt im freien Gefälle
in ein außerhalb der Belebungsanlage angeordnetes Rücklauf- und
Überschußschlammpumpwerk, von wo eine Rücklaufpumpe den größten
Teil des Schlamms kontinuierlich als Rücklaufschlamm über eine
entsprechende Leitung in das Belebungsbecken zurückfördert und
eine Überschußschlammpumpe den täglich anfallenden Überschuß
schlamm über eine entsprechende Leitung in ein Schlammsilo
fördert.
Die vorbeschriebene, üblicherweise bisher gebaute Belebungs
anlage hat mehrere die Bau- und auch die Betriebskosten ver
teuernde Nachteile.
Der Mittelschacht des Nachklärbeckens, der als vertikaler oben
und unten offener Zylinder aus Beton oder Stahl errichtet wird
und gleichzeitig als Tragkonstruktion für das mittige Drehlager
der umlaufenden Belüftungsbrücke dient, ist nur sehr aufwendig
in dem trichterförmigen Nachklärbecken herzustellen und in der
tiefen Trichterspitze mit entsprechenden Stützen abzustützen.
Die Ablaufrinne an der Innenseite der Nachklärbecken-Außenwand
ist nur sehr aufwendig herzustellen, da die Schalung für die
Betonierung der runden Außenwand für das Anbetonieren einer
Konsole als Sohle der Ablaufrinne unterbrochen werden muß und
die Konsole selbst mit entsprechenden Bewehrungseisen und einer
eigenen Schalung mit der Außenwand verbunden werden muß. Da
rüber hinaus ist die Überfallschwelle und die Tauchwand aus
Stahl nur über Gerüste, die über den ganzen Umfang der Nach
klärbecken-Außenwand und bis in die Trichterspitze reichen
müssen, ebenfalls nur sehr aufwendig zu montieren.
Ebenfalls sehr aufwendig ist die Schwimmschlammbeseitigung zu
konstruieren und zu betreiben. Für die Schwimmschlammbeseiti
gung muß der Klärwärter die umlaufende Belüftungsbrücke anhal
ten, besteigen und über dem Nachklärbecken mittels einer Winde
die Schwimmschlammpumpe in den Wasserspiegel absenken und dann
die Pumpe so lange einschalten, bis in diesem Teilbereich der
Nachklärbecken-Oberfläche der Schwimmschlamm abgesaugt ist. Da
nach ist die Pumpe wieder aus dem Wasserspiegel anzuheben, die
Brücke ein Teilstück weiterzufahren, um dann wieder in der oben
beschriebenen Art einen weiteren Sektor der kreisförmigen Was
seroberfläche des Nachklärbeckens von Schwimmschlamm zu befreien.
Noch aufwendiger ist der Bau eines außerhalb der Belebungsan
lage zu errichtenden, separaten Pumpwerks für den Rücklauf- und
den Überschußschlamm mit den entsprechenden Verbindungsrohr
leitungen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Belebungsanlage nach dem ein
gangs genannten Gattungsbegriff zu schaffen, deren Herstellungs
aufwand und laufende Betriebskosten im Vergleich zu den bisher
üblichen Ausführungen erheblich verringert werden können. Die
Lösung zeichnet sich dadurch aus, daß der in der Mittelachse
des Nachklärbeckens angeordnete Mittelschacht als Tragkonstruk
tion für die umlaufende Belüftungsbrücke eine Rücklauf- und Über
schußschlammkammer enthält und von mindestens drei unter dem
Wasserspiegel des Nachklärbeckens liegenden, radial angeordneten
Tragarmen, die auf der Nachklärbeckenwand aufgelagert sind, ge
tragen wird.
Weitere, den Erfindungsgegenstand vorteilhaft gestaltende Merk
male sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der Mittelschacht aus Stahl erhält neben der bisherigen Funktion
als mittiges Auflager für die umlaufende Belüftungsbrücke noch die
Aufgaben der Integration einer Rücklauf- und Überschußschlamm
kammer, einer Schwimmschlammkammer und der zugehörigen drei Pum
pen für Rücklauf-, Überschuß- und Schwimmschlamm. Ein separa
tes, außerhalb der Belebungsanlage liegendes Rücklauf- und Über
schußschlammpumpwerk mit einer entsprechend aufwendigeren Lei
tungsführung braucht nicht errichtet zu werden.
Die eingangs beschriebene, aufwendig zu errichtende und nur mit
Handbetrieb zu betreibende Schwimmschlammbeseitigung wird durch
eine in den Herstellungskosten wesentlich geringere und auto
matisch ohne Anwesenheit des Klärwärters zu betreibende Kon
struktion ersetzt.
Die Ablaufrinnen in der bisherigen aufwendigen Kombinations
bauweise mit einer Stahlbetonkonsole als Ablaufrinnensohle,
mit einer aus optischen Gründen mit Fliesen zu versehenen Sohle,
die wegen der durch Sonneneinstrahlung entstehenden Algenbildung
wiederkehrend von Hand nur mit erhöhter Unfallgefahr zu reini
gen ist und mit der nur aufwendig zu montierenden Tauchwand
werden ersetzt durch einfache in die Tragarme integrierte Ab
laufrinnen, die mit Tauchwandhauben abgedeckt werden und des
halb weder gefliest noch gereinigt werden müssen.
Der Mittelschacht braucht nicht in der tiefen Trichterspitze
des Nachklärbeckens abgestützt zu werden. Vielmehr werden die
Belastungen aus der Belüftungsbrücke und aus dem Mittelschacht
über die Tragarme 7 auf die Oberkante der Nachklärbecken-Außen
wand abgeleitet.
Die gesamte Stahl-Konstruktion, enthaltend die Rücklauf- und
Überschußschlammkammer einschließlich der zwei zugehörigen Pum
pen, die Schwimmschlammkammer einschließlich der zugehörigen
Pumpe, die Ablaufrinnen und die Tauchwandhauben, werden als
eine Konstruktion komplett werkseitig gefertigt und auf der Bau
stelle mit einem Autokran einfach in das Nachklärbecken einge
hängt und befestigt. Dies senkt in beachtlichem Maße die ge
samten Fertigungs- und Montagezeiten und durch den zusätzlich
geringeren Materialverbrauch in noch größerem Maße die gesamten
Baukosten.
Um diese Nachteile zu vermeiden, ist die nachfolgend beschriebene
und in den Fig. 1-5 dargestellte Belebungsanlage entwickelt
worden. Diese Belebungsanlage enthält in einer runden Bauweise
ein äußeres im Grundriß ringförmiges Belebungsbecken 1 mit einem
inneren, trichterförmigen Nachklärbecken 2. Über diesem Rund
becken ist eine umlaufende Belüftungsbrücke 3 angeordnet, die
auf der äußeren Belebungsbeckenwand fahrbar und in der Mittel
achse des Nachklärbeckens auf einem kreisrunden Mittelschacht 4
drehbar gelagert ist. Die Belüftungsbrücke trägt im Bereich des
Belebungsbeckens dicht über dessen Sohle angeordnete Belüfter
rohre 5, die über entsprechende Druckluftleitungen von Ge
bläsen 6, die entweder außerhalb der Belebungsanlage oder auf
der Belüftungsbrücke montiert sind, mit Druckluft versorgt wer
den.
Der Mittelschacht 4 wird aus Stahlblech hergestellt und von min
destens drei, unter dem Wasserspiegel des Nachklärbeckens
liegenden horizontalen und bis an die Außenwand des Nachklär
beckens führenden Tragarmen 7 getragen. Diese Tragarme bestehen
vorzugsweise aus Rechteckrohren und werden, den Mittelschacht
durchdringend, an einer Haltekonstruktion 8 befestigt, die
von der Oberkante der Nachklärbeckenwand - auf der sie be
festigt ist - bis unter den Wasserspiegel in die Höhenlage
der horizontalen Tragarme 7 reicht. Diese Tragarme dienen
gleichzeitig als Unterkonstruktion und Sohle von Ablaufrin
nen 9, die dadurch gebildet werden, daß an beiden Seiten der
Rechteckrohre der Tragarme und über deren ganze Länge vertikale
Bleche 10 angeschraubt werden, die bis über den Wasserspiegel
reichen und deren an der gesamten Länge der Oberkante ange
brachte Einkerbungen 10a bis geringfügig unter den Wasserspiegel
reichen und damit Überfallschwellen für den Ablauf von Nach
klärbeckenwasser bilden. Das Nachklärbeckenwasser fließt nun
in den auf diese Art gebildeten Ablaufrinnen 9 bis zur Öffnung 11,
durch diese in die Rechteckrohre der Tragarme 7 und verläßt
über die Ablaufleitung 12 das Nachklärbecken und damit die ge
samte Belebungsanlage.
Damit der Schwimmschlamm von den Ablaufrinnen ferngehalten wird,
werden gemäß Fig. 3 symmetrische Schwimmschlammhauben 15 in
der ganzen Länge der Ablaufrinnen über diesen angeordnet. Die
Schwimmschlammhauben bestehen aus zwei in geringem Abstand vor
der rechten und der linken Überfallschwelle bis in das Wasser
reichenden vertikalen Blechen 16, die über entgegengesetzt ge
neigte Bleche 17 dachförmig miteinander verbunden sind.
Der Mittelschacht 4 ist in eine Rücklauf- und Überschußschlamm
kammer 13 und in eine Schwimmschlammkammer 26 unterteilt. Die
Rücklauf- und Überschußschlammkammer 13 ist durch eine vertikale
Rohrleitung 19 mit der Trichterspitze des Nachklärbeckens ver
bunden und mit je einer Tauchpumpe für den Rücklaufschlamm 20
und für den Überschußschlamm 21 ausgestattet. Von der Rücklauf
schlammpumpe wird der Rücklaufschlamm über die Rohrleitung 22
direkt in das Belebungsbecken und von der Überschußschlammpumpe
der Überschußschlamm über die Rohrleitung 23 in das Schlamm
silo gefördert. Beide Pumpen werden über je ein getrenntes,
auf die Bedürfnisse einstellbares Zeitschaltwerk gesteuert.
Um den Mittelschacht wird eine ringförmige Rinne 24 angeordnet,
deren äußere vertikale Wand 25 ca. 1 bis 5 cm unter dem Wasser
spiegel des Nachklärbeckens endet und als Schwimmschlamm-Über
fallschwelle dient. Diese Rinne ist im Normalbetrieb überflutet
und ist mit einer Kammer 26 verbunden, die in die Kammer 13
hineinreicht. In der Kammer 26 befindet sich eine Tauchpumpe 27
für die Schwimmschlammbeseitigung, deren Druckleitungen 28 in
das Belebungsbecken und/oder in das Schlammsilo führen.
Die Schwimmschlammbeseitigung ist über ein einstellbares Zeit
schaltwerk für die Schwimmschlammpumpe wie folgt automatisiert:
Entsprechend den Bedürfnissen einmal pro Tag oder ein bis mehrere
Male pro Woche wird die Schwimmschlammpumpe über das Zeitschalt
werk eingeschaltet. Da die Trennwand der Schwimmschlammkammer
ca. 1 bis 5 cm unter dem Nachklärbecken-Wasserspiegel liegt,
saugt die Schwimmschlammpumpe Wasser von der ganzen Nachklär
beckenoberfläche ab und zieht damit den Schwimmschlamm in die
Schwimmschlammkammer 24 und 26. Ist der Wasserspiegel des Nach
klärbeckens auf die Oberkante der äußeren Wand 25 der Kam
mer 24 abgesunken, wird die Schwimmschlammkammer 24 und 26
entleert und damit der gesamte Schwimmschlamm abgepumpt. Über
eine Niveau-Schaltung in der Schwimmschlammkammer wird dann die
Schwimmschlammpumpe ausgeschaltet.
Der runde Schacht 29 ist der Einlaufschacht für das Nachklär
becken und ist am Mittelschacht befestigt.