DE4207077A1

DE4207077A1 - Kompaktklaeranlage

Info

Publication number: DE4207077A1
Application number: DE19924207077
Authority: DE
Inventors: Horst Adler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-03-07
Filing date: 1992-03-06
Publication date: 1992-09-10
Anticipated expiration: 2012-03-07
Also published as: DE4207077C2

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Anlage zur vollbiologi schen Abwasserreinigung in Kompaktbauweise für 100 bis 2500 Einwohnergleichwerte (EGW).

D. Reimann beschreibt in gwf Wasser Abwasser 109 (1968) S. 204 den Umbau überlasteter Emscherbrunnen zu Total kläranlagen dahingehend, daß der herkömmliche Faulraum belüftet wird, der Zulauf direkt in den Belüftungsraum gelangt und wobei die bisherigen Absatzbecken als Nach klärbecken verwendet werden.

W. Lindner schildert in seinem Buch "Das zweistufige Be lebungsverfahren in der Abwasserreinigung" die Kombina tion von Emscherbrunnen mit einer Kläranlage, die eine biologische Vorstufe, ein Zwischenklärbecken, eine davon getrennte biologische Hauptstufe und ein separates Nach klärbecken aufweist. Rücklaufschlamm wird aus dem Nach klärbecken in den Zulauf der biologischen Hauptstufe ein gebracht und Überschußschlamm in die biologische Vorstu fe.

A. Hörler und V. Pracek berichten in Gas-Wasser-Abwasser 61, Nr. 11 Seite 366 (1981) über das Verhalten von senk recht durchflossenen Nachklärbecken bei stoßartiger Be schickung, wobei der Rücklaufschlamm von der geneigten Stirnwand durch einen Spalt in Bodennähe in das Bele bungsbecken zurückgeführt wird.

Im Firmenprospekt der BEWA Gesellschaft zur Beratung für Wasser und Abwasser mbH & Co. und in DE-OS 25 26 937 sind Kompaktkläranlagen mit einem in mehrere Kammern aufge teilten Becken beschrieben, so daß ein Vorklärbecken, ein danach angeordnetes Belebungsbecken und ein danach an geordnetes Nachklärbecken mit geeigneter Stirnwand ausge bildet sind. Die Schlammrückführung aus dem Nachklärbec ken in das Belebungsbecken erfolgt durch einen horizonta len Spalt am unteren Ende der Trennwand zwischen Bele bungsbecken und Nachklärbecken.

Klärwerke werden in der Größe nach sogenannten Einwohner gleichwerten (EGW) dimensioniert und in entsprechenden Arbeitsblättern sind Geltungsbereiche und Bemessungen für den Bau und den Betrieb für Anschlußwerte angegeben, die den wasserrechtlichen und baurechtlichen Vorschriften un terliegen.

Im Arbeitsblatt ATV DK 628.356 (083.132) A 122 sind die Grundsätze für Bemessung, Bau und Betrieb von kleinen Kläranlagen mit aerober biologischer Reinigungsstufe für Anschlußwerte zwischen 50 und 500 Einwohnern festgelegt. Die Grundsätze für Abwasserbehandlung in Kläranlagen nach dem Belebungsverfahren mit gemeinsamer Schlammstabilisie rung bei Anschlußwerten zwischen 500 und 10 000 Einwoh nergleichwerten sind in ATV DV 628.356-114,126 festge legt. Es sind auch sogenannte Kleinkläranlagen mit aero ber biologischer Abwasserbehandlung bekannt für Leistun gen unterhalb 50 Einwohnergleichwerten, deren Einsatz aufgrund der wasserrechtlichen Bestimmung begrenzt ist. Die dafür geltenden Bemessungsregeln sind in DIN 4261 festgelegt. Diese Kompaktanlagen weisen in der Regel eine Vorkläreinrichtung, ein Belebungsbecken, ein Nachklär becken und einen Schlammspeicher auf, wobei alle Räume z. B. in einem kompakten, gegen Korrosion geschützten Stahlbehälter angeordnet sind. Größere Kläranlagen weisen in der Regel mehrere hintereinandergeschaltete Becken für Vorklärung, aerobe Schlammbehandlung, Nachklärbecken, so wie Schlammsilos zur Zwischenlagerung von Schlamm und An lagen zur Weiterbehandlung auf.

Bei kleineren Kläranlagen kann ein Klärwärter nicht stän dig anwesend sein, so daß bei Planung und Bau ein siche rer, weitgehend störungsfreier und einfacher Betrieb an zustreben ist, bei dem Wartungsarbeiten auf ein Minimum beschränkt bleiben müssen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine konstruk tive Gestaltung einer vollbiologischen Kompaktkläranlage zu schaffen, die den wasserrechtlichen und baurechtlichen Bestimmungen genügt und für 100 bis 2500 Einwohner gleichwerte ausgelegt ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kompaktkläranlage für biologische Vollreinigung mit einem in mehrere Kam mern aufgeteilten rechteckigen Becken, das durch zwei senkrechte, zwischen parallelen seitlichen Außenwänden angeordnete querverlaufende Trennwände in ein Vorklär becken, ein danach angeordnetes Belebungsbecken und ein danach angeordnetes Nachklärbecken aufgeteilt ist, wobei die äußere Stirnseite des Nachklärbeckens etwas unterhalb der Wasserhöhe zur zweiten Trennwand zwischen Belebungs becken und Nachklärbecken so geneigt ist, daß die Sohle des Nachklärbeckens auf die zweite Trennwand unter einem von 90° zur Senkrechten abweichenden Winkel auftrifft, mit Flüssigkeitsüberlauf vom Vorklärbecken zum Belebungs becken und Flüssigkeitsablauf aus dem Nachklärbecken und einem horizontalen Spalt am unteren Ende der zweiten Trennwand zur Schlammrückführung vom Nachklärbecken in das Belebungsbecken, dadurch gekennzeichnet, daß der ho rizontale Spalt oberhalb der Linie des Auftreffens der Sohle des Nachklärbeckens auf die zweite Trennwand ausge bildet ist, mit einem Flüssigkeitsüberlauf vom Belebungs becken in das Nachklärbecken, und mit mindestens einer Einrichtung zum Rückführen von Schwimmschlamm aus dem Nachklärbecken in das Belebungsbecken und im Vorklär becken zwischen den Seitenwänden eine Emscherrinne an geordnet ist, in die das ankommende Wasser eingebracht wird und von der aus ein Wasserüberlauf in das Belebungs becken ausgebildet ist und am Boden des Belebungsbeckens ein Tauchbelüfter, bestehend aus einem Luft und Flüssig keit fördernden Rotor mit vertikaler Drehachse und aus einem den Rotor umgebenden Stator, der einen geschlosse nen Kranz von im Querschnitt rechtwinkligen Strömungs kanälen für das Flüssigkeitsluftgemisch aufweist, dessen Luftansaugleitung senkrecht nach oben bis über die Was seroberfläche reicht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der horizontale Spalt am unteren Ende der zweiten Trenn wand oberhalb der Linie des Auftreffens der Sohle des Nachklärbeckens auf die zweite Trennwand zum Rückführen des Schlammes durch am Boden befestigte schräg zur Trenn wand und in Abstand gegeneinander versetzt angeordnete korrosionsbeständige abgewinkelte Leitflächen gegen die Kreislaufströme im Belebungsbecken abgeschirmt. Die Ab schirmung kann zusätzlich noch durch eine am unteren Ende der zweiten Trennwand im Belebungsbecken angebrachte durchgehende schräge Leitfläche verbessert werden, um Verwirbelung des zurückgeführten Schlammes in unmittelba rer Nachbarschaft des horizontalen Rückführspaltes zu verhindern. Die Leitflächen können aus korrosionsbestän digen Metallen, wie VA-Stahl aber auch aus mit Glasfasern verstärkten Kunststoffen hergestellt sein und sind durch Schrauben am Boden bzw. mit der Trennwand befestigt.

Die mindestens eine Einrichtung zum Zurückführen von Schwimmschlamm aus dem Nachklärbecken in das Belebungs becken weist eine Rückführleitung auf, die entweder bis in das Luftansaugrohr der Tauchbelüftungsvorrichtung oder bis in unmittelbare Nähe der Flüssigkeitsansaugöffnung der Hauptbelüftungsvorrichtung im Belebungsbecken führt. Vorzugsweise wird oder werden die Rückführleitung(en) in das Luftansaugrohr der Belüftungsvorrichtung dicht ober halb der Vorrichtung eingebracht. Der sich an der Wasser oberfläche im Nachklärbecken ggf. ansammelnde Schwimm schlamm wird auf diese Weise während der Belüftung des Belebungsbeckens über dicht unterhalb der Wasseroberflä che angebrachte Ansaugtrichter in das Belebungsbecken zu rückbefördert.

Die Saugwirkung im Luftansaugrohr der Belüftungsvorrich tung ist ausreichend, um den Schwimmschlamm während der Belüftung anzusaugen. Um die Saugwirkung noch besser ein stellen zu können, kann im Luftansaugrohr oberhalb des Wasserspiegels ein Ventil angeordnet sein. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Schlammrückführlei tung parallel zum Luftansaugrohr bis dicht unter die Was seroberfläche im Belebungsbecken hochzuführen und auf diesem Niveau horizontal bis in das Nachklärbecken zu führen. Dadurch Füllen sich bei Abschalten der Belüf tungsvorrichtung die Schwimmschlammrückführleitungen mit eindringendem Wasser, drängen die im horizontalen Teil der Leitungen verbliebende Flüssigkeit und Schwimmschlamm in die Ansaugtrichter zurück, so daß jeweils ein Selbstrei nigungseffekt eintritt.

Durch die stetige Erweiterung des Nachklärbeckenquer schnittes von unten nach oben ballen sich Schlammflocken zusammen und sinken zur Beckensohle ab, so daß oben nur entschlammtes Wasser abfließen kann. Das im Nachklär becken von belebtem Schlamm befreite Abwasser steigt nach oben und verläßt über ein Abflußtauchrohr, dessen ange brachte Öffnung das Abfließen von Schwimmschlamm verhin dert, über einen Ablaufstutzen die Kompaktkläranlage.

Die Wasserüberlaufvorrichtung zwischen dem Belebungs becken und dem Nachklärbecken kann unterschiedlich ausge bildet sein. Bei einer konstruktiven Gestaltung sind pa rallel zur zweiten Trennwand im Belebungsbecken und im Nachklärbecken jeweils ein senkrechtes bis über die Flüs sigkeitsoberfläche reichendes Rohr vorhanden, wobei das Rohr im Nachklärbecken erheblich weiter unter die Wasser oberfläche reicht, als das Rohr im Belebungsbecken. Die beiden Rohre sind über ein Verbindungsrohr, das durch die Trennwand dicht unterhalb der Wasseroberfläche führt, verbunden. Vorzugsweise sind zwei oder drei derartige Wasserüberlaufeinrichtungen zwischen Belebungsbecken und Nachklärbecken ausgebildet.

Es sind auch andere konstruktive Gestaltungen des Wasser überlaufes zwischen Belebungsbecken und Nachklärbecken möglich, wobei das Überlaufrohrende im Nachklärbecken stets soweit unterhalb die Wasseroberfläche geführt ist, daß das zugeführte belebte Schlammwassergemisch sich aus reichend trennen kann, so daß von der Wasseroberfläche des Nachklärbeckens nur entschlammtes Wasser abfließen kann.

Im Vorklärbecken erfolgt durch die Emscherrinne eine Vor reinigung des Rohabwassers von allen körnigen, verstop fenden und absetzbaren Bestandteilen. Der Schlamm sinkt in den unteren Teil des Vorklärbeckens in eine Schlamm speicherzone ab und kann dort ausfaulen. Vom Vorklär becken gelangt das von absetzbaren Bestandteilen befreite Abwasser über ein Überlaufrohr in das Belebungsbecken. Im Belebungsbecken wird es gemeinsam mit dem darin vorhan denen Belebtschlamm so lange belüftet, bis der Kontakt mit den Belebtschlammflocken zu einer Stabilisierung des Schlammes geführt hat. Durch Belüftung und Umwälzen eines Luftwasserstromes wird die gesamte Verschmutzung von aeroben Mikroorganismen, die sich während der Einlaufpha se von selbst bilden, abgebaut. Durch die mit der Belüf tung verbundene Umwälzung des Inhalts des Belebungs beckens wird ein Absetzen von Feststoffen vermieden. Als Tauchbelüftungsvorrichtung dient eine auf dem Boden des Belebungsbeckens stehende Turbine. Völlig überraschend wurde gefunden, daß die Belüftung mit einer Turbine mit mittelgroßen Blasen in der erfindungsgemäßen Kompaktklär anlage zu einer ausreichenden Belüftung und Umwälzung führt.

Als besonders geeignet hat sich die in EP-A 2 04 688 be schriebene Belüftungsvorrichtung für Flüssigkeiten erwie sen. Diese besteht aus einem Luft und Flüssigkeit för dernden Rotor mit vertikaler Drehachse und aus einem den Rotor umgebenden Stator, der einen geschlossenen Kranz von im Querschnitt rechtwinkligen Strömungskanälen für das Flüssigkeitsluftgemisch aufweist, deren vertikale Be grenzungsfläche gegenüber einer im Bereich des Stator innenumfanges durch die jeweilige Begrenzungsfläche ge hende Axialebene in Rotordrehrichtung geneigt sind. Die benachbarten vertikalen Begrenzungsflächen unmittelbar nebeneinander angeordneter Strömungskanäle divergieren gegenüber dem Außenumfang des Stators, wobei die vertika len Begrenzungsflächen jedes Strömungskanals höchstens mit einer Abweichung von 7° zueinander parallel verlau fen. Die Anzahl der Strömungskanäle wird in Abhängigkeit von der Neigung der Strömungskanäle und der Größe des Be lebungsbeckens gewählt.

Durch die vertikalen Begrenzungsflächen der einzelnen Strömungskanäle, die im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, kann die Austrittsgeschwindigkeit des Flüssig keitsluftgemisches aus den Strömungskanälen gegenüber herkömmlichen Statoren mit einfachen Leitwänden gestaltet werden, ohne die Rotorleistung vergrößern zu müssen. Hö here Austrittsgeschwindigkeit des Flüssigkeitsluftgemi sches bedingt eine entsprechend größere Austrittsweite des Flüssigkeitsluftgemisches, so daß eine gleichmäßige Belüftung im Belebungsbecken sichergestellt ist. Die durch die Turbine geschaffte große Stoffaustauschfläche und die starke Turbulenz der erzeugten Strömung ermögli chen gute Sauerstoffeintrags- und Sauerstoffnutzungswer te. Das aus dem Leitkranz der Turbine austretende Luft flüssigkeitsgemisch wird mit hoher Geschwindigkeit dicht über dem Beckenboden ausgeschleudert und führt zu einer direkten intensiven Belüftung. Da der erfindungsgemäß vorzusehende Tauchbelüfter mit seiner Leistung über dem erforderlichen Sauerstoffeintrag liegt, wird die Be triebszeit und die Betriebspause des Belüfters mittels einer Zeitschaltuhr intermittierend so gesteuert, daß nur die erforderliche Luftmenge in das Abwasser eingetragen wird. Durch diesen einstellbaren Zeitpausenbetrieb des Belüfters kann der Sauerstoffeintrag an einen geringen oder größeren Abwasserdurchfluß optimal angepaßt werden und der Stromverbrauch wird wesentlich gesenkt. Sollte der Feststoffgehalt im Belebungsbecken bei längerem Be trieb zu groß werden, kann bei der Wartung der Kläranlage der im Belebungsbecken angefallene Überschußschlamm in die Schlammspeicherzone des Vorklärbeckens übergepumpt werden. Dies geschieht am zweckmäßigsten am Ende einer Belüftungspause durch Abpumpen von mit Feststoffen ange reichertem Wasser vom Boden des Belebungsbeckens. Dieser Primärschlamm ist noch faulfähig und vermindert sich im Vorklärbecken in der Menge durch Faulung. Der im Vorklär becken ausgefaulte Schlamm wird von Zeit zu Zeit abge saugt und Schlammtrockenbeeten zugeführt oder deponiert.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen konstruktiven Gestaltung besteht darin, daß das Klärbecken in Kompakt bauweise aus Stahlbeton vor Ort erstellt werden kann.

Die im Vorreinigungsbecken angeordnete Emscherrinne ar beitet im wesentlichen störungsfrei und bedarf nur gele gentlicher Wartung, so daß die Vorklärung keine ständige Überwachung erfordert. Es ist lediglich von Zeit zu Zeit erforderlich, den ausgefaulten Schlamm auszutragen.

Der zum BSB-Abbau erforderliche Sauerstoff wird durch den selbstansaugenden Tauchbelüfter im Belebungsbecken einge bracht. Dadurch, daß Pumpe, Gebläse und Mischer als ein zige Einheit völlig untergetaucht auf der Sohle des Be lüftungsbeckens stehend angeordnet sind, ist einerseits ein weitgehend störungsarmer, wartungsfreier Betrieb mög lich. Es fehlt eine Sprühwasserentwicklung und der Ge räuschpegel beim Belüften ist niedrig. Für ggf. erforder liche Wartungsarbeiten kann der vorzugsweise nicht in der Mitte, sondern in der Nähe des Einlaufes des Belebungs beckens angeordnete Tauchbelüfter ohne große Schwierig keiten aus dem Belebungsbecken hochgezogen werden.

Bei Wartungsarbeiten kann auch die Zeitdauer der Belüf tungsperioden überprüft und ggf. korrigiert werden, um sicherzustellen, daß eine ausreichende Sauerstoffmenge in das Wasser eingetragen wird, um den aeroben Abbau im ge wünschten Ausmaß sicherzustellen.

Das Nachklärbecken der erfindungsgemäßen konstruktiven Gestaltung der Kompaktkläranlage ist weitgehend wartungs frei. Bei den periodischen Wartungen ist nur zu überprü fen, ob die Rückführung des abgesetzten Schlammes in das Belebungsbecken im gewünschten Ausmaß erfolgt. Weiterhin ist Überprüfung des BSB-Wertes im ablaufenden Wasser zweckmäßig, um sicherzustellen, daß den abwasserrechtli chen Bestimmungen genügt wird.

Bemessungsgrundlagen für Kompaktkläranlagen für 100 bis 500 Einwohnergleichwerte:
Abwassermenge etwa 100 l/Einwohnergleichwert.
Spezielle BS₅-Konzentration 60 g/Einwohnergleichwert × Tag (BS₅ biochemischer Sauerstoffbedarf in 5 Tagen).
Schlammbelastung im Belebungsbecken = 0,05 kg BS₅ /kg Trockensubstanz × Tag.
Raumbelastung im Belebungsbecken = 0,2 kg BS₅ /m³ × Tag.
Sauerstofflast im Belebungsbecken = 2,5 kg O₂/kg BS₅.
Oberflächenbeschickung im Nachklärbecken 0,3-0,5 m/h,
Durchflußzeit im Nachklärbecken 6,0 h.

Bemessungsgrundlagen für Kompaktkläranlagen für 750 bis 2500 Einwohnergleichwerte:

Im wesentlichen identisch mit kleineren Anlagen, le diglich die Oberflächenbeschickung im Nachklärbecken be trägt 0,75 m/h, und die Durchflußzeit im Nachklärbecken 4,2 h.

Die erfindungsgemäße konstruktive Gestaltung wird nun an hand der Abbildungen noch näher erläutert.

Abbildung 1 zeigt die Kompaktkläranlage im Längsschnitt und Abbildung 2 zeigt die Kompaktkläranlage von oben.

Die Kompaktkläranlage weist ein rechteckiges Becken 1 auf, das durch zwei zwischen den Seitenwänden 8, 9 quererstreckte Querwände 5, 6 in drei Becken aufgeteilt ist. Das in Förderrichtung des Wassers erste Becken 2, ist das Vorklärbecken, daran schließt sich ein größeres Belebungsbecken 3 an und danach ist ein im Vergleich zum Belebungsbecken 3 kleineres Nachklärbecken 4 ausgebildet. Die Rohwasserzufuhr des aufzubereitenden Abwassers wird dem Vorklärbecken 2 durch eine Anschlußleitung 7 zuge führt, die in einer zwischen den Seitenwänden 8, 9 an geordneten Emscherrinne 10 endet. Als Emscherrinne 10 wird eine Wanne bezeichnet, mit zwei gegeneinander ge neigten Leitblechen 11, 12, zwischen denen ein Spalt 13 ausgebildet ist, durch den absetzbare Feststoffe aus dem Wasser nach unten in das Vorklärbecken 2 absinken können. Das Abwasser strömt von der einen Seitenwand 9 durch die Emscherrinne bis in die Nähe der zweiten Seitenwand 8 und wird von dort über ein Überlaufrohr 14 durch die erste Trennwand 5 in das sich anschließende daneben ausgebilde te Belebungsbecken 3 überführt.

Abtrennbare Grobstoffe sinken in den unteren Teil des Vorklärbeckens 2 ab und können dort ausfaulen. Der untere Teil des Vorklärbeckens 2 dient als vorübergehender Schlammspeicher. Der Flüssigkeitsüberlauf 14 vom Vorklär becken 2 zum Belebungsbecken 3 ist vorzugsweise neben dem Einlauf 7 gegenüberliegenden Ende der Emscherrinne 10 in der Nähe der Seitenwand 8 ausgebildet. In dem im Ver gleich zum Vorklärbecken 2 größer ausgebildeten Bele bungsbecken 3 ist am Boden ein Tauchbelüfter 15 angeord net, dessen Luftansaugrohr 16 bis über die Wasseroberflä che unterhalb der Oberkante des Beckens oder noch darüberhinaus reicht. Aus der Aufsicht auf das Klärbecken 1 ist ersichtlich, daß der Tauchbelüfter 15 vorzugsweise nicht in der Mitte, sondern versetzt in einem Abstand von der Seitenwand 8 und der Trennwand 5, bzw. der Seitenwand 9 und der Trennwand 5 angeordnet ist.

Das sich anschließende, im Vergleich zum Belebungsbecken 3 kleinere Nachklärbecken 4 ist vom Belebungsbecken durch die zweite Trennwand 6 abgetrennt. Die Sohle 18 des Nach klärbeckens 4 ist zur Trennwand 6 hin geneigt ausgebil det. Die äußere Stirnwand 17 des Nachklärbeckens ist des halb etwas unterhalb der Wasseroberfläche zur zweiten Trennwand 6 hin so geneigt ausgebildet, daß die Sohle 18 auf die zweite Trennwand unter einem von 90° zur Senk rechten abweichenden kleineren Winkel auftrifft. Vorzugs weise trifft die Sohle 18 etwas oberhalb des Bodens auf die Trennwand 6. Mit 27 ist das in Abbildung 1 wiederge gebene, den Spalt 19 abschirmende Leitelement bezeichnet, daß an der Trennwand 6 auf der dem Belebungsbecken zuge wandten Seite befestigt ist. In Abbildung 2 ist dieses Leitelement 27 schematisch wiedergegeben. Am Boden sind im Belebungsbecken 3 in Abstand vom Spalt 19 in Abstand voneinander und gegeneinander versetzte abgewinkelte Leitflächen 28 befestigt, wobei diese in Abbildung 1 nur schematisch wiedergegeben sind und die Schrägstellung nicht ersichtlich ist. Diese ist in Abbildung 2 in Auf sicht gezeigt. Diese Leitflächen schirmen den Spalt 19 gegen Kreislaufströmungen im Belebungsbecken ab und ver hindern ein Aufwirbeln des zurückgeführten Schlammes, ohne daß es zu einem Stau oder Verstopfen des Spaltes 19 kommt.

Die Flüssigkeitsüberlaufvorrichtung zwischen Belebungs becken 3 und dem Nachklärbecken ist bei der wiedergegebe nen Ausführungsform so ausgebildet, daß jeweils parallel zur zweiten Trennwand 6 im Belebungsbecken 3 und im Nach klärbecken 4 ein senkrechtes, bis über die Wasseroberflä che reichendes Rohr 25 vorhanden ist. Die beiden Rohre 25 sind über die sich durch die Trennwände erstreckendes Verbindungsrohr miteinander verbunden. In der Aufsicht ist gezeigt, daß zwei Flüssigkeitsüberlaufvorrichtungen vorhanden sind.

Bei der wiedergegebenen Ausführungsform des erfindungsge mäßen Klärbeckens 1 ist zur automatischen Rückführung von im Nachklärbecken sich absetzenden Schlamm in der Trenn wand 6 oberhalb der Auftrefflinie der Sohle 18 ein sich quer erstreckender Spalt 19 vorhanden. Durch den Boden schlitz zwischen Nachklärbecken 4 und Belebungsbecken 3 gelangt der zur Nachklärbeckensohle 18 abgesunkene Schlamm automatisch wieder in das Belebungsbecken. Das Nachklärbecken mit der geneigten Sohle 18 weist einen sich nach oben erweiternden Querschnitt auf, so daß die Steiggeschwindigkeit des ablaufenden Wassers geringer ist als die Sinkgeschwindigkeit des Belebtschlammes. Um ggf. sich im Nachklärbecken 4 an der Wasseroberfläche ansam melnden Schwimmschlamm in das Belebungsbecken 3 zurück führen zu können, ist mindestens eine Schwimmschlammrück führeinrichtung 20 im Nachklärbecken 4 vorhanden, deren Ansaugöffnungen dicht unterhalb der Wasseroberfläche an geordnet sind. Die Rohre der Rückführungseinrichtung(en) können zusammengeführt werden, vorzugsweise nach dem Durchführen durch die zweite Trennwand 6 und enden bei der wiedergegebenen Ausführungsform im Luftansaugrohr 16 des Tauchbelüfters 15 dicht oberhalb des Tauchbelüfters 15. Es ist grundsätzlich aber auch möglich, das oder die Rohre zur Schwimmschlammrückführung bis in unmittelbare Nähe der Flüssigkeitsansaugöffnung des Tauchbelüfters 15 zu führen und die Saugwirkung der Flüssigkeit und nicht die der Luft zur Schwimmschlammrückführung auszunutzen. Ggf. können Ventile 21 in den Rückführrohren und ein Ven til 29 im Luftansaugrohr 16 vorhanden sein, um die Leistung der Schwimmschlammrückführungseinrichtung dem Bedarf anpassen zu können. Für den Ablauf von gereinigtem Wasser aus dem Nachklärbecken 4 kann ein mit Öffnungen versehenes Sammelrohr 23 in der Nähe der äußeren Stirn wand 17 angeordnet sein, dessen Ablaufstutzen 24 durch die Stirnwand 17 oder die Seitenwand 8, 9 nach außen ge führt wird. Die Sohle des Beckens 1 kann generell an den Übergängen zu Trenn-, Seiten- und Stirnwänden etwas ange hoben und zum Beckeninneren hin geneigt ausgebildet sein, um das Absetzen von Schlamm in Ecken des Beckens zu ver meiden.

Beispiele für die Auslegung der Kompaktkläranlage und des Beckens Beispiel 1

Bei 100 Einwohnergleichwerten ist von einer Rohabwasser menge von etwa 15 m³ pro Tag und einer Maximalmenge von etwa 1,5 m³ pro Stunde auszugehen. Das Klärbecken weist eine Breite von 3,50 m auf und die erste Trennwand ist in einem Abstand von 1 m von der Stirnwand des Beckens an geordnet. Das Vorklärbecken hat ein Volumen von 10 m³ bei einer Wassertiefe von 3 m. Das Belebungsbecken zwischen den beiden Trennwänden ist 3,5 m·3,5 m, so daß bei ei ner Wassertiefe von 3 m ein Volumen von 36,8 m³ vorhanden ist.

Der Tauchbelüfter soll in diesem Falle einen Sauerstoff eintrag von 0,63 kg/Stunde oder von etwa 15 kg/Tag ermög lichen. Das Nachklärbecken hat bei einem Abstand der Stirnwand der zweiten Trennwand von 2 m ein Volumen von 10,5 m³ und eine Nachklärfläche von 7 m². Die Wassertiefe im Belebungsbecken und Nachklärbecken beträgt 3 m, wobei im Nachklärbecken durch die geneigte Sohle die Wassertie fe zur Stirnwand hin abnimmt.

Die Durchflußzeit des Wassers beträgt mindestens 3,37 Ta ge oder 80,9 Stunden.

Beispiel 2

Bei 250 Einwohnergleichwerten ist von einer Rohabwasser menge von 37,5 m³/Tag und einer Maximalmenge von etwa 3,75 m³/Stunde auszugehen. Das Klärbecken weist eine Breite von 5 m auf und die erste Trennwand ist in einem Abstand von 1,75 m von der Stirnwand des Beckens angeord net. Das Vorklärbecken hat ein Volumen von 26,3 m³ bei einer Wassertiefe von 3 m. Das Belebungsbecken zwischen den beiden Trennwänden ist 5 m·5 m, so daß bei einer Wassertiefe von 3 m ein Volumen von 75 m³ vorhanden ist. Der Tauchbelüfter soll in diesem Falle einen Sauerstoffeintrag von 1,56 kg/Stunde oder von 37,5 kg/Tag ermöglichen. Das Nachklärbecken hat bei einem Abstand der Stirnwand von der Nachklärwand von 3 m ein Volumen von 22,5 m³ und eine Nachklärfläche von 15 m². Die Wassertie fe im Belebungsbecken und Nachklärbecken beträgt 3 m, wo bei im Nachklärbecken durch die geneigte Sohle die Was sertiefe zur Stirnwand hin abnimmt.

Die Durchflußzeit beträgt mindestens 3,27 Tage oder 78,5 Stunden.

Beispiel 3

Bei 500 Einwohnergleichwerten ist von einer Rohabwasser menge von 75 m³/Tag und einer Maximalmenge von 7, 5 m³/Stunde auszugehen. Das Klärbecken weist eine Breite von 6 m auf und die erste Trennwand ist in einem Abstand von 2 m von der Stirnwand des Beckens angeordnet. Das Vorklärbecken hat ein Volumen von 48 m³ bei einer Wasser tiefe von 4 m. Das Belebungsbecken zwischen den beiden Trennwänden ist 6 m·6 m, so daß bei einer Wassertiefe von 4 m ein Volumen von 144 m³ vorhanden ist. Der Tauch belüfter soll in diesem Falle einen Sauerstoffeintrag von 3,12 kg/Stunde oder 75 kg/Tag ermöglichen. Das Nachklär becken hat bei einem Abstand der Stirnwand von der zwei ten Trennwand von 4,5 m ein Volumen von 54 m³ und eine Nachklärfläche von 27 m². Die Wassertiefe im Belegungs becken und im Nachklärbecken beträgt 4 m, wobei im Nach klärbecken durch die geneigte Sohle die Wassertiefe zur Stirnwand hin abnimmt.

Die Durchflußzeit liegt bei 3,28 Tage oder 78,7 Stunden.

Beispiel 4

Bei 1000 Einwohnergleichwerten ist von einer Rohabwas sermenge von 200 m³/Tag und einer Maximalmenge von 16,7 m³/Stunde auszugehen. Das Klärbecken weist eine Breite von 8 m und die erste Trennwand ist in einem Abstand von 2,50 m von der Stirnwand des Beckens angeordnet. Das Vor klärbecken hat ein Volumen von 100 m³ bei einer Wasser tiefe von 5 m. Das Belebungsbecken zwischen den beiden Trennwänden ist 8 m·8 m, so daß bei einer Wassertiefe von 5 m ein Volumen von 320 m³ vorhanden ist. Der Tauch belüfter soll in diesem Falle einen Sauerstoffeintrag von 6,3 kg/Stunde oder von 150 kg/Tag ermöglichen. Das Nach klärbecken hat bei einem Abstand der Stirnwand von der zweiten Trennwand von 3 m ein Volumen von 75 m³ und eine Nachklärfläche von 24 m². Die Wassertiefe im Belegungs becken und im Nachklärbecken beträgt 5 m, wobei im Nach klärbecken durch die geneigte Sohle die Wassertiefe zur Stirnwand hin abnimmt.

Die Durchflußzeit beträgt mindestens 2,48 Tage oder 59,5 Stunden.

Beispiel 5

Bei 2500 Einwohnergleichwerten ist von einer Rohabwas sermenge von 500 m³/Tag und einer Maximalmenge von etwa 41,7 m³/Stunde auszugehen. Das Klärbecken weist eine Breite von 11 m auf und die erste Trennwand ist in einem Abstand von 4 m von der Stirnwand des Beckens angeordnet. Das Vorklärbecken hat ein Volumen von 264 m³ bei einer Wassertiefe von 6 m. Das Belebungsbecken zwischen den beiden Trennwänden ist 11 m·11 m, so daß bei einer Was sertiefe von 6 m ein Volumen von 726 m³ vorhanden ist. Der Tauchlüfter soll in diesem Falle einen Sauerstoffein trag von 15,6 kg/Stunde oder von 375 kg/Tag ermöglichen. Das Nachklärbecken hat bei einem Abstand der Stirnwand von der zweiten Trennwand von 4,50 m ein Volumen von 175 m³ und eine Nachklärfläche von 55,6 m². Die Wassertiefe im Belebungsbecken und Nachklärbecken beträgt 6 m, wobei im Nachklärbecken durch die geneigte Sohle die Wassertie fe zur Stirnwand hin abnimmt.

Die Durchflußzeit liegt bei mindestens 2,33 Tagen oder 55,9 Stunden.

Die vorstehenden Beispiele zeigen, daß für die erfin dungsgemäße Kompaktkläranlage Wassertiefen von 3 bis 6 m je nach Bemessungsgröße bevorzugt sind. Die Beckenbreite beträgt vorzugsweise 3,50 m bis 11 m. Besonders bevorzugt ist es, das Belebungsbecken quadratisch auszubilden, wäh rend Vorklärbecken und Nachklärbecken rechteckige Form haben, wobei das Vorklärbecken bei kleineren Anlagen etwa das gleiche Volumen wie das Nachklärbecken aufweisen soll. Bei Anlagen zwischen 750 Einwohnergleichwerten und 250 Einwohnergleichwerten ist es bevorzugt, das Vorklär becken im Volumen etwas großer auszulegen als das Volumen des Nachklärbeckens. Je nach Auslegung kann das Vorklär becken 10 bis 250 m³, das Belebungsbecken 30 bis 750 m³ und das Nachklärbecken 10,5 bis 175 m³ aufweisen.

Claims

1. Kompaktkläranlage für biologische Vollreinigung
mit einem in mehrere Kammern aufgeteilten rechteckigen Becken (1), das durch zwei senkrechte, zwischen paral lelen seitlichen Außenwänden (8, 9) angeordnete quer verlaufende Trennwände (5, 6) in ein Vorklärbecken (2), ein danach angeordnetes Belebungsbecken (3) und ein danach angeordnetes Nachklärbecken (4) aufgeteilt ist, wobei die äußere Stirnseite (17) des Nachklär beckens (4) etwas unterhalb der Wasserhöhe zur zweiten Trennwand (6) zwischen Belebungsbecken (3) und Nach klärbecken (4) so geneigt ist, daß die Sohle (18) des Nachklärbeckens (4) auf die zweite Trennwand (6) unter einem von 90° zur Senkrechten abweichenden Winkel auf trifft,
mit Flüssigkeitsüberlauf (14) vom Vorklärbecken (2) zum Belebungsbecken (3) und Flüssigkeitsablauf (23, 24) aus dem Nachklärbecken (4) und einem horizontalen Spalt (19) am unteren Ende der zweiten Trennwand (6) zur Schlammrückführung vom Nachklärbecken (4) in das Belebungsbecken (3),
dadurch gekennzeichnet,
daß der horizontale Spalt (19) oberhalb der Linie des Auftreffens der Sohle (18) des Nachklärbeckens (4) auf die zweite Trennwand (6) ausgebildet ist,
mit einem Flüssigkeitsüberlauf vom Belebungsbecken (3) in das Nachklärbecken (4), und mit mindestens einer Einrichtung (20) zum Rückführen von Schwimmschlamm aus dem Nachklärbecken (4) in das Belebungsbecken (3) und im Vorklärbecken (2) zwischen den Seitenwänden (8, 9) eine Emscherrinne (10) angeordnet ist, in die das an kommende Wasser eingebracht wird und von der aus ein Wasserüberlauf (14) in das Belebungsbecken (3) ausge bildet ist und am Boden des Belebungsbeckens (3) ein Tauchbelüfter (15), bestehend aus einem Luft und Flüs sigkeit fördernden Rotor mit vertikaler Drehachse und aus einem den Rotor umgebenden Stator, der einen ge schlossenen Kranz von im Querschnitt rechtwinkligen Strömungskanälen für das Flüssigkeitsluftgemisch auf weist, dessen Luftansaugleitung (16) senkrecht nach oben bis über die Wasseroberfläche reicht.

2. Kompaktkläranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführleitung der Schwimmschlammrückführein richtung bis in das Luftansaugrohr (16) der Belüf tungsvorrichtung (15) oder bis in die unmittelbare Nä he der Flüssigkeitsansaugöffnungsvorrichtung (15) im Belebungsbecken geführt ist.

3. Kompaktanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Belebungsbecken (3) am Boden in Abstand vom ho rizontalen Rückführspalt (19) schräg gegeneinander versetzte Leitelemente (28) in Abstand voneinander und über die Breite des Beckens verteilt angeordnet sind und am unteren Ende der Trennwand (6) oberhalb des Spaltes (19) ein sich horizontal über die Beckenbreite erstreckendes schräg nach unten in das Belebungsbecken gerichtetes Leitelement (27) vorhanden ist.

4. Kompaktkläranlage nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Flüssigkeitsüberlaufvorrichtung zwischen dem Belebungsbecken (3) und dem Nachklär becken (4) vorhanden ist, die jeweils parallel zur zweiten Trennwand (6) im Belebungsbecken (3) und im Nachklärbecken (4) ein senkrechtes, bis über die Was seroberfläche reichendes Rohr (25) aufweist, wobei das Rohr (25) im Nachklärbecken (4) erheblich weiter unter die Wasseroberfläche reicht als das Rohr (25) im Bele bungsbecken und die beiden Rohre (25) über ein sich durch die zweite Trennwand (6) erstreckendes Verbin dungsrohr verbunden ist.