DE4207077C2 - Kompaktkläranlage mit besonderem Schlammrückführelement - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Anlage zur vollbiologischen 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 Kombination 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 Vorstufe.

A. Hörler und V. Praek berichten in Gas-Wasser-Abwasser 61, Nr. 11, Seite 366 (1981), über das Verhalten von senkrecht durchflossenen Nachklärbecken bei stoßartiger Beschickung, wobei der Rücklaufschlamm von der geneigten Stirnwand durch einen Spalt in Bodennähe in das Belebungs­ becken zurückgeführt wird.

Im Firmenprospekt der BEWA Gesellschaft zur Beratung für Wasser und Abwasser mbH & Co. und in DE-OS 25 26 937 bzw. DE-PS 4 66 024 sind Kompaktkläranlagen mit einem in mehrere Kammern aufgeteilten Becken beschrieben, so daß ein Vorklärbecken, ein danach angeordnetes Belebungsbecken und ein danach an­ geordnetes Nachklärbecken mit geeigneter Stirnwand ausgebildet sind. Im Falle der Kläranlage gemäß DE-PS 4 66 024 entfällt das Vorklärbecken. Die Schlammrückführung aus dem Nachklärbecken in das Belebungsbecken erfolgt durch einen horizontalen Spalt am unteren Ende der Trennwand zwischen Belebungsbecken 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 unterliegen.

Im Arbeitsblatt ATV 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 Schlammstabilisierung bei Anschlußwerten zwischen 500 und 10 000 Einwohner­ gleichwerten sind in ATV DK 628.356-114 A126 festgelegt. Es sind auch sogenannte Kleinkläranlagen mit aerober biologischer Abwasserbehandlung bekannt für Leistungen 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 Nachklärbecken 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 sowie Schlammsilos zur Zwischenlagerung von Schlamm und Anlagen zur Weiterbehandlung auf.

Bei kleineren Kläranlagen kann ein Klärwärter nicht ständig anwesend sein, so daß bei Planung und Bau ein sicherer, weitgehend störungsfreier und einfacher Betrieb anzustreben ist, bei dem Wartungsarbeiten auf ein Minimum beschränkt bleiben müssen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer Kom­ paktkläranlage für biologische Vollreinigung mit einem rechteckigen Becken, das in ein Vorklärbecken, ein Bele­ bungsbecken mit am Boden angeordnetem Tauchbelüfter und ein Nachklärbecken aufgeteilt ist, wobei die äußere Stirnseite des Nachklärbeckens etwas unterhalb der Wasserhöhe zur Trennwand zwischen Belebungsbecken und Nachklärbecken so geneigt ist, daß die Sohle des Nachklärbeckens auf die zweite Trennwand unter einem von 90° zur Senkrechten abweichenden Winkel auftrifft, mit Flüssig­ keitsüberlauf vom Vorklärbecken zum Belebungsbecken und Flüssigkeitsablauf aus dem Nachklärbecken und einem hori­ zontalen Spalt am unteren Ende der zweiten Trennwand zur Schlammrückführung vom Nachklärbecken in das Belebungsbecken, die Rückführung des Schlamms aus dem Nachklärbecken in das Belebungsbecken zu optimieren.

Diese Aufgabe wird durch eine gattungsbildende Kompakt­ kläranlage gelöst, wie es im Patentanspruch 1 angegeben ist.

Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Bei der Erfindung ist der horizontale Spalt am unteren Ende der zweiten Trennwand vorzugsweise oberhalb der Linie des Auftreffens der Sohle des Nachklärbeckens auf die zweite Trennwand angeordnet und zum Rückführen des Schlammes durch am Boden befestigte, schräg zur Trennwand und in Abstand gegeneinander versetzt angeordnete korrosionsbeständige abgewinkelte Leitflächen gegen die Kreislaufströme im Belebungsbecken abgeschirmt. Die Ab­ schirmung wird zusätzlich noch durch eine am unteren Ende der zweiten Trennwand im Belebungsbecken angebrachte, durchgehend schräge Leitfläche verbessert, um Verwirbelung des zurückgeführten Schlammes in unmittelbarer Nachbarschaft des horizontalen Rückführspaltes zu verhindern. Die Leitflächen können aus korrosionsbeständigen 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 Belebungsbecken weist vorzugsweise 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 oberhalb der Vorrichtung eingebracht. Der sich an der Wasseroberfläche im Nachklärbecken ggf. ansammelnde Schwimmschlamm wird auf diese Weise während der Belüftung des Belebungsbeckens über dicht unterhalb der Wasseroberfläche angebrachte Ansaugtrichter in das Belebungsbecken zurückbefördert.

Die Saugwirkung im Luftansaugrohr der Belüftungsvorrichtung ist ausreichend, um den Schwimmschlamm während der Belüftung anzusaugen. Um die Saugwirkung noch besser einstellen zu können, kann im Luftansaugrohr oberhalb des Wasserspiegels ein Ventil angeordnet sein. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Schlammrückführleitung parallel zum Luftansaugrohr bis dicht unter die Wasseroberfläche im Belebungsbecken hochzuführen und auf diesem Niveau horizontal bis in das Nachklärbecken zu führen. Dadurch füllen sich bei Abschalten der Belüftungs­ vorrichtung die Schwimmschlammrückführleitungen mit eindringendem Wasser, drängen die im horizontalen Teil der Leitungen verbliebene Flüssigkeit und Schwimmschlamm in die Ansaugtrichter zurück, so daß jeweils ein Selbst­ reinigungseffekt eintritt.

Durch die stetige Erweiterung des Nachklärbecken­ querschnittes von unten nach oben ballen sich Schlammflocken zusammen und sinken zur Beckensohle ab, so daß oben nur entschlammtes Wasser abfließen kann. Das im Nachklärbecken von belebtem Schlamm befreite Abwasser steigt nach oben und verläßt über ein Abflußtauchrohr, dessen angebrachte Öffnung das Abfließen von Schwimmschlamm verhindert, über einen Ablaufstutzen die Kompaktkläranlage.

Die Wasserüberlaufvorrichtung zwischen dem Belebungs­ becken und dem Nachklärbecken kann unterschiedlich ausgebildet sein. Bei einer konstruktiven Gestaltung sind parallel zur zweiten Trennwand im Belebungsbecken und im Nachklärbecken jeweils ein senkrechtes bis über die Flüssig­ keitsoberfläche 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 der 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 vorzugsweise durch die Emscherrinne eine Vorreinigung des Rohabwassers von allen körnigen, verstopfenden und absetzbaren Bestandteilen. Der Schlamm sinkt in den unteren Teil des Vorklärbeckens in eine Schlamm­ speicherzone ab und kann dort ausfaulen. Vom Vorklärbecken gelangt das von absetzbaren Bestandteilen befreite Abwasser über ein Überlaufrohr in das Belebungsbecken. Im Belebungsbecken wird es gemeinsam mit dem darin vorhandenen 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 Einlaufphase von selbst bilden, abgebaut. Durch die mit der Belüftung verbundene Umwälzung des Inhalts des Belebungsbeckens wird ein Absetzen von Feststoffen vermieden. Als Tauchbelüftungsvorrichtung dient eine auf dem Boden des Belebungsbeckens stehende Turbine. 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-204 688 be­ schriebene Belüftungsvorrichtung für Flüssigkeiten erwiesen. Diese besteht aus einem Luft und Flüssigkeit fördernden 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 gehende Axialebene in Rotordrehrichtung geneigt sind. Die benachbarten vertikalen Begrenzungsflächen unmittelbar nebeneinander angeordneter Strömungskanäle divergieren gegenüber dem Außenumfang des Stators, wobei die vertikalen Begrenzungsflächen jedes Strömungskanals höchstens mit einer Abweichung von 7° zueinander parallel verlaufen. 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. Höhere Austrittsgeschwindigkeit des Flüssigkeitsluftgemisches 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 ermöglichen gute Sauerstoffeintrags- und Sauerstoffnutzungswerte. 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 Betrieb 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 abgesaugt und Schlammtrockenbeeten zugeführt oder deponiert.

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

Die vorzugsweise im Vorreinigungsbecken angeordnete Emscherrinne arbeitet 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 eingebracht. Dadurch, daß Pumpe, Gebläse und Mischer als einzige Einheit völlig untergetaucht auf der Sohle des Be­ lüftungsbeckens stehend angeordnet sind, ist einerseits ein weitgehend störungsarmer, wartungsfreier Betrieb möglich. Es fehlt eine Sprühwasserentwicklung, und der Geräuschpegel beim Belüften ist niedrig. Für ggf. erforderliche Wartungsarbeiten kann der vorzugsweise nicht in der Mitte, sondern in der Nähe des Einlaufes des Belebungs­ beckens angeordnete Tauchbelüfter ohne große Schwierigkeiten 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 wartungsfrei. Bei den periodischen Wartungen ist nur zu überprüfen, 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 abwasserrechtlichen Bestimmungen genügt wird.

Bemessungsgrundlagen für Kompaktkläranlagen für 100 bis 500 Einwohnergleichwerte:

Abwassermenge etwa 100 l/Einwohnergleichwert.
Spezielle BSB₅-Konzentration 60 g/Einwohnergleichwert × Tag (BSB₅ biochemischer Sauerstoffbedarf in 5 Tagen).
Schlammbelastung im Belebungsbecken = 0,05 kg BSB₅/kg Trockensubstanz × Tag.
Raumbelastung im Belebungsbecken = 0,2 kg BSB₅/m³ × Tag.
Sauerstofflast im Belebungsbecken = 2,5 kg O₂/kg BSB₅.
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, lediglich die Oberflächenbeschickung im Nachklärbecken beträgt 0,75 m/h und die Durchflußzeit im Nachklärbecken 4,2 h.

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

Abb. 1 zeigt die Kompaktkläranlage im Längsschnitt, und

Abb. 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 zu­ geführt, die in einer zwischen den Seitenwänden 8, 9 an­ geordneten Emscherrinne 10 endet. Als Emscherrinne 10 wird eine Wanne bezeichnet, mit zwei gegeneinander geneigten 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 ausgebildete 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 dem Einlauf 7 gegenüberliegenden Ende der Emscherrinne 10 in der Nähe der Seitenwand 8 ausgebildet. In dem im Vergleich zum Vorklärbecken 2 größer ausgebildeten Belebungsbecken 3 ist am Boden ein Tauchbelüfter 15 angeordnet, dessen Luftansaugrohr 16 bis über die Wasseroberfläche unterhalb der Oberkante des Beckens oder noch darüber hinaus 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 ausgebildet. Die äußere Stirnwand 17 des Nachklärbeckens ist deshalb 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 Senkrechten abweichenden kleineren Winkel auftrifft. Vorzugsweise trifft die Sohle 18 etwas oberhalb des Bodens auf die Trennwand 6. Mit 27 ist das in Abb. 1 wieder­ gegebene, den Spalt 19 abschirmende Leitelement bezeichnet, das an der Trennwand 6 auf der dem Belebungsbecken zu­ gewandten Seite befestigt ist. In Abb. 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 Abb. 1 nur schematisch wiedergegeben sind und die Schrägstellung nicht ersichtlich ist. Diese ist in Abb. 2 in Aufsicht 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 wiedergegebenen Ausführungsform so ausgebildet, daß jeweils parallel zur zweiten Trennwand 6 im Belebungsbecken 3 und im Nach­ klärbecken 4 ein senkrechtes, bis über die Wasseroberfläche 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 erfindungs­ gemäßen Klärbeckens 1 ist zur automatischen Rückführung von im Nachklärbecken sich absetzendem Schlamm in der Trennwand 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 an­ sammelnden 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 Ventil 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 Stirnwand 17 angeordnet sein, dessen Ablaufstutzen 24 durch die Stirnwand 17 oder die Seitenwand 8, 9 nach außen geführt wird. Die Sohle des Beckens 1 kann generell an den Übergängen zu Trenn-, Seiten- und Stirnwänden etwas angehoben und zum Beckeninneren hin geneigt ausgebildet sein, um das Absetzen von Schlamm in Ecken des Beckens zu vermeiden.

Beispiele für die Auslegung der Kompaktkläranlage und des Beckens Beispiel 1

Bei 100 Einwohnergleichwerten ist von einer Rohabwassermenge 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 1m 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 einer 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 7m². Die Wassertiefe im Belebungsbecken und Nachklärbecken beträgt 3 m, wobei im Nachklärbecken durch die geneigte Sohle die Wassertiefe zur Stirnwand hin abnimmt.

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

Beispiel 2

Bei 250 Einwohnergleichwerten ist von einer Rohabwassermenge 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 angeordnet. 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 Wassertiefe im Belebungsbecken und Nachklärbecken beträgt 3 m, wobei im Nachklärbecken durch die geneigte Sohle die Wassertiefe zur Stirnwand hin abnimmt.

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

Beispiel 3

Bei 500 Einwohnergleichwerten ist von einer Rohabwassermenge 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 Wassertiefe 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 zweiten Trennwand von 4,5 m ein Volumen von 54 m³ und eine Nachklärfläche von 27m². Die Wassertiefe im Belegungsbecken und im Nachklärbecken beträgt 4 m, wobei im Nachklärbecken durch die geneigte Sohle die Wassertiefe zur Stirnwand hin abnimmt.

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

Beispiel 4

Bei 1000 Einwohnergleichwerten ist von einer Roh­ abwassermenge von 200 m³/Tag und einer Maximalmenge von 16,7 m³/Stunde auszugehen. Das Klärbecken weist eine Breite von 8 m auf, 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 Wassertiefe 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 Belebungsbecken und im Nachklärbecken beträgt 5 m, wobei im Nachklärbecken 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 Roh­ abwassermenge von 500 m³/Tag und einer Maximalmenge von etwa 41,7 m³/Stunde auszugehen. Das Klärbecken weist eine Breite von 11m 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 11m×11m, so daß bei einer Wassertiefe von 6 m ein Volumen von 726 m³ vorhanden ist. Der Tauchbelüfter soll in diesem Falle einen Sauerstoffeintrag 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 Wassertiefe zur Stirnwand hin abnimmt.

Die Durchflußzeit liegt bei mindestens 2,33 Tage 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 11m. Besonders bevorzugt ist es, das Belebungsbecken quadratisch auszubilden, während 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 größer 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 (7)

1. Kompaktkläranlage für biologische Vollreinigung mit einem rechteckigen Becken (1), das in ein Vorklärbecken (2), ein Belebungsbecken (3) mit am Boden angeordnetem Tauchbelüfter (15) und ein Nachklärbecken (4) aufgeteilt ist, wobei die äußere Stirnseite (17) des Nachklärbeckens (4) etwas unterhalb der Wasserhöhe zur Trennwand (6) zwischen Belebungsbecken (3) und Nachklärbecken (4) so geneigt ist, daß die Sohle (18) des Nachklärbeckens (4) auf die zweite Trennwand (6) unter einem von 90° zur Senkrechten abweichenden Winkel auftrifft, 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 Nach­ klärbecken (4) in das Belebungsbecken (3), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Flüssigkeitsüberlaufvorrichtung zwischen Belebungsbecken (3) und Nachklärbecken (4) vorgesehen ist und daß im Belebungsbecken (3) am Boden in Abstand vom horizontalen 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.

2. Kompaktkläranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsüberlaufvorrichtung jeweils parallel zur zweiten Trennwand (6) im Belebungsbecken (3) und im Nachklärbecken (4) ein senkrechtes, bis über die Wasser­ oberfläche reichendes Rohr (25) aufweist, wobei das Rohr (25) im Nachklärbecken (4) erheblich weiter unter die Wasseroberfläche reicht als das Rohr (25) im Belebungsbecken und die beiden Rohre (25) über ein sich durch die zweite Trennwand (6) erstreckendes Verbindungsrohr ver­ bunden sind.

3. Kompaktkläranlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchbelüfter (15) aus einem Luft und Flüssigkeit fördernden Rotor mit vertikaler Drehachse und aus einem den Rotor umgebenden Stator, der einen geschlossenen Kranz von im Querschnitt rechtwinkligen Strömungskanälen für das Flüssigkeitsluftgemisch aufweist, dessen Luft­ ansaugleitung (16) senkrecht nach oben bis über die Wasser­ oberfläche reicht, besteht.

4. Kompaktkläranlage nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Vorklärbecken (2) eine Emscherrinne (10) angeordnet ist, in die das ankommende Wasser eingebracht wird und von der aus der Wasserüberlauf (14) in das Belebungs­ becken (3) ausgebildet ist.

5. Kompaktkläranlage nach einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Einrichtung (20) zum Rückführen von Schwimmschlamm aus dem Nachklärbecken (4) in das Belebungs­ becken vorgesehen ist.

6. Kompaktkläranlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführleitung der Schwimmschlammrückführeinrichtung (20) bis in das Luftansaugrohr (16) der Belüftungs­ vorrichtung (15) oder bis in die unmittelbare Nähe der Flüssigkeitsansaugöffnungsvorrichtung (15) im Belebungs­ becken geführt ist.

7. Kompaktkläranlage nach einem der Ansprüche 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der horizontale Spalt (19) oberhalb der Linie des Auftreffens der Sohle (18) des Nachklärbeckens (4) auf die Trennwand (6) ausgebildet ist.