DE4400149C2

DE4400149C2 - Frei aufstellbare Mehr-Kammer-Hauswasserkläranlage

Info

Publication number: DE4400149C2
Application number: DE19944400149
Authority: DE
Inventors: Andreas Heppe; Reinhard Paetz
Original assignee: BIOLOG BIOTECHNOLOGIE und LOGI
Current assignee: BIOLOG BIOTECHNOLOGIE UND LOGISTIK GMBH, 04827 GER
Priority date: 1994-01-05
Filing date: 1994-01-05
Publication date: 1999-11-04
Anticipated expiration: 2014-01-06
Also published as: DE4400149A1

Abstract

Die bekannten Drei-Kammer-Gruben erfordern aufwendige bauliche Maßnahmen. Sie haben weiterhin den Nachteil, daß in der Umgebung die Geruchsbelästigung nicht auszuschließen ist und das aus der dritten Grube in die Kanalisation fließende Wasser nach wie vor stark verschmutzt ist und übermäßig viel Sedimente und Schwimmstoffe enthält. Mit der Erfindung werden diese Nachteile vermieden. DOLLAR A Die Hauswasserkläranlage besteht aus mehreren geruchsdichten Behältern und ist je nach Frachtanfall den Bedürfnissen anpaßbar. In den ersten Behälter (1) wird über eine Zuführungsleitung (2) und eine Zerkleinerungseinrichtung (3) das fäkalienhaltige Abwasser zugeführt, und in der Zerkleinerungseinrichtung (3) erfolgt eine Zerkleinerung des Behälterinhaltes. Im oberen Drittel des ersten Behälters (1) ist ein Überlaufrohr (5) in den zweiten Behälter (4) vorgesehen. Trennwände (18) und eine Kammer (7) halten Sedimente und Schwimmstoffe weitgehend zurück. Eingesetzte Schwebekörper (21) gewährleisten einen dauerhaft verbesserten biologischen Prozeß, der auch durch vorgesehene Belüftungseinrichtung (11) gefördert wird. Ein o. g. Überlaufrohr (5) verbindet auch den zweiten Behälter (4) mit dem dritten Behälter (8), aus dem weitgehend sauberes Wasser abgegeben wird. Die geruchsdicht ausgebildeten Behälter (1; 4; 8) können zur Gewährleistung eines natürlichen Gefälles in unterschiedlichen Höhen aufgestellt werden. DOLLAR A Die Hauswasserkläranlage ist vorteilhafterweise in bzw. an Wohnhäusern zur ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Kläranlage für häusliches Abwasser, die frei im Raum angeordnet werden kann und sich dadurch auszeichnet, daß keine Gerüche die Raumluft beeinträchtigen oder gar schädliche Gase in die Raumluft entweichen können. Durch die Gestaltung und Steuerung der Anlage kann diese den tatsächlichen Belastungen angepaßt werden und arbeitet deshalb sehr energiesparend und mit wesentlich geringerer Schlammbildung als herkömmliche Anlagen nach dem Belebungsverfahren.

Es ist bekannt, fäkalienhaltiges Hauswasser in Drei-Kammer-Gruben einer Reinigung zu unterziehen. Dabei wird in der ersten Kammer das Hauswasser aufgenommen und die festen Bestandteile desselben sinken teilweise auf den Boden. Die flüssigen Bestandteile fließen durch einen Überlauf in die zweite Kammer, in der wiederum bisher noch enthaltene feste Bestandteile des Hauswassers auf den Boden dieser Kammer absinken. Nach dem Überlauf in die dritte Kammer vollzieht sich das Absinken weiterer fester Bestandteile auch dort und aus der dritten Kammer läuft das so um feste Bestandteile dezimierte Hauswasser im allgemeinen in die Kanalisation.

Es sind auch Drei-Kammer-Gruben bekannt, bei denen in der zweiten Kammer eine Belüftung erfolgt oder daß in der zweiten Kammer salinenähnliche Tropfkörper vorgesehen sind.

Die für die Beurteilung der Patentfähigkeit in Betracht gezogenen Druckschriften
DE 41 02 781
DE 27 41 142
DE 27 52 190
DE 21 64 360
DE 30 46 707
DE 31 50 902
DIN 4261 und
Wasser & Boden 5 (1988) S. 248-257
beschreiben Verfahren und Anlagen des Belebtschlammverfahrens, die gekennzeichnet sind von einer Sedimentationsstufe als Vorklärung, einer Belebtschlammphase mit und ohne Festbett oder Belebtschlammkörpern und einer Nachklärung.

Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von den o. g. Schriften dadurch, daß durch die Zerkleinerung des Inhaltes der Vorklärung ein wesentlich höherer Anteil zum mikrobiologischen Abbau verfügbar und in der zweiten Stufe mineralisiert wird. Ein weiterer Punkt ist die Entlüftung des Systems, seine Geruchsdichtheit sowie die Nutzung der CO₂ - angereicherten Luft als Kohlenstoffquelle zur Denitrifikation, da bekanntlich Kleinkläranlagen unter Kohlenstoffmangel leiden.

Die in die Anlage integrierten Schwebekörper haben nicht ausschließlich den Charakter der Fixierung des Belebtschlammes, sondern auch den der Zerstörung von Schwimmschichten im Belebungsbehälter vor allem nach der Denitrifikationsphase. Durch die weitestgehende Mineralisierung im Belebungsbehälter, der guten Sedimentation des Schlammabriebes von den Schwebekörpern kommt es durch die technische Ausbildung der Tauchwand zu geringem Schlammaustrag in die durch die DIN 4261 geforderte Nachklärung, so daß diese entfallen könnte oder das Abwasser durch andere technische Systeme, wie Pflanzenkläranlage, Sandfilter, Mikrofiltration, UV-Bestrahlung so aufbereitet werden kann, daß Brauchwasser mit geringen Keimzahlen entsteht. Diese Verfahrenskombinationen sind bekannt.

Diesen Drei-Kammer-Gruben haftet der Nachteil an, daß aufwendige bauliche Maßnahmen erforderlich sind, um sie zu errichten. Ein weiterer Nachteil besteht in der nicht gänzlich auszuschließenden Geruchsbelästigung der Umgebung und in der erforderlichen halbjährlichen oder jährlichen Entleerung der Drei-Kammer-Systeme. Es ist weiterhin nachteilig, daß das aus der dritten Grube in die Kanalisation fließende Hauswasser nach wie vor stark verschmutzt ist und in ihm übermäßig viel Sedimente und Schwimmstoffe enthalten sind.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Klärung von Hauswasser zu ermöglichen, ohne ein absolut ortsfest stationiertes Grubensystem zu installieren und dabei eine Lösung zu finden, die Geruchsbelästigungen ausschließt und die ein weitgehend gereinigtes Hauswasser in die Kanalisation oder einen Vorfluter leitet oder einer weiteren Verwertung zuführt.

Erfindungsgemäß ist gemäß Patentanspruch 1 eine Batterie, die aus mehreren Behältern gebildet wird, frei im oder am zu entsorgenden Objekt angeordnet, vorzugsweise im Keller. Die Behälter sind geruchsdicht ausgebildet und sind untereinander durch Überlaufrohre, Begasungsleitungen und Entlüftungsleitungen verbunden. In den Behältern sind vor den Überlaufrohren durch Trennwände nach unten verlängerte Kammern gebildet, durch die es möglich wird, Abwasser unterhalb der Oberfläche zu entnehmen und in den nächsten Behälter zu leiten. Weiterhin sind im unteren Bereich der mittleren Behälter Begasungselemente angeordnet, über die der Behälterinhalt mit Frischluft oder Abluft durchdrungen wird. Zu dieser Begasung ist eine Druckluftversorgungseinrichtung, z. B. ein Kompressor, im Bereich der Behälter stationiert, der bedarfsgerecht Frisch- oder/und Abluft ansaugt und zur Durchdringung der Behälterinhalte in die Begasungselemente weiterleitet. In den ersten Behälter wird über eine Zuführungsleitung die Fracht eingebracht. Sie wird dabei durch eine in Bodennähe angeordnete Zerkleinerungseinrichtung, vorzugsweise eine Schneidwerkpumpe geleitet, in der durch ein Zerkleinerungsschneidwerk die Fracht zerkleinert und der Behälterinhalt durchgemischt wird. Die insbesondere in den zweiten Behälter eingesetzten Schwebekörper nahe der Dichte 1 lassen auf sich Mikroorganismen ansiedeln und verbessern den biologischen Abbau.

Es ist auch möglich, die Batterien aus zusammenhängenden Zelten anstelle von Behältern zu bilden.

Mit der Erfindung werden eine Anzahl von Vorteilen wirksam. So können den Erfordernissen entsprechend viel Behälter miteinander verbunden angeordnet werden. Ein bestimmender Faktor dabei wird durch die von den Einwohnergleichwerten (EGW) zu erwartende Fracht gegeben.

Im ersten Behälter erfolgt das Sammeln der Fracht und durch die Zerkleinerungseinrichtung wird außer der Zerkleinerung und der Mischung des Behälterinhaltes auch eine Luftzufuhr durch die Oberflächenbewegung des Behälterinhaltes erreicht, die unabhängig von der Begasung durch den Kompressor wirkt. Durch die Zerkleinerung der Feststoffe wird die eingeschlossene Luft freigesetzt, die dadurch schwerer gewordenen festen Teilchen sinken ab und qualifizieren den biologischen Abbau. Eine weitere Qualifizierung erfolgt durch die insbesondere in den zweiten Behälter eingebrachten Schwebekörper, da sich an ihnen Mikroorganismen festsetzen und vermehren und somit im zweiten Behälter verbleiben können. Durch die Anordnung der Kammer vor den Überlaufrohren zu den nächsten Behältern unterhalb der Oberfläche der Behälterinhalte wird erreicht, daß Sedimente und Schwimmstoffe sowie die Schwebekörper weitgehend zurückgehalten werden. Die Wirkung wird verstärkt durch Trennwände, die die zirkulierende Flüssigkeit von der in den nächsten Behälter überlaufenden Flüssigkeit trennt, und die sich bis in den unteren Bereich der Behälter erstrecken.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Belüftungseinrichtung in entsprechenden Zeitintervallen wirksam wird. Dabei werden der zweite bzw. die mittleren Behälter regelmäßig begast. Bei geringer Belastung, also kleinen Einwohnergleichwerten, genügt es, nur den zweiten Behälter regelmäßig zu begasen. Bei höheren EGW-Zahlen, z. B. 12 Personen, ist auch eine regelmäßige Begasung eines weiteren oder eines Behälters mit größerem Volumen erforderlich, um den erhöhten Frachtanfall bestmöglich zu bewältigen.

Begasung durch den Kompressor kann sowohl durch angesaugte Frischluft als auch durch angesaugte Abluft aus der Entlüftungsleitung erfolgen. Ansonsten wird die entstehende Abluft über die Entlüftungsleitung abgeführt. Vorteilhafterweise werden die Behälter stufenweise angeordnet, wobei sich der letzte Behälter am tiefsten befindet und damit ein natürlicher Fluß in der Anlage erreicht wird. In jedem Behälter ist im unteren Bereich eine Entleerungsmöglichkeit angebracht, über den ein Entleeren des Behälters oder der Abzug von Überschußschlamm bei höheren EGW-Zahlen möglich ist. Entsprechend des Frachtanfalles steuert eine Zeitschaltung prozeßabhängig die Hauswasserkläranlage.

Es zeigen

Figur: 1: eine Seitenansicht der Anlage, dargestellt mit drei Behältern

Figur: 2: die Draufsicht auf die Anlage gem. Fig. 1.

Eine Hauswasserkläranlage ist an beliebiger Stelle des Hauses, vorzugsweise im Keller, oder auch im Erdreich anordenbar. Eine Platzveränderung im Keller kann problemlos erfolgen.

Die Hauswasserkläranlage besteht aus mehreren Behältern oder Zellen und ist je nach Frachtanfall und Größe des Hauses den Bedürfnissen anpaßbar. In den Behältern können Schwebekörper (21) in der biologischen Stufe (4) zur Gewährleistung einer dauerhaften Biologie eingesetzt werden. Dem ersten Behälter (1) wird über eine Zuführungsleitung (2) das fäkalienhaltige Abwasser zugeführt. Die Zerkleinerungseinrichtung (3), die im Takt arbeitend zur Zerkleinerung von im Abwasser befindlichen nichtflüssigen Massen dient, mischt den Behälterinhalt und reichert ihn durch die Oberflächenbewegung mit Luft an. Vorteilhafterweise ist die Zerkleinerungseinrichtung (3) im Bodenbereich des Behälters (1) angeordnet und gewährleistet auch in dem zweiten Behälter (4) ablaufende biologische Abbauvorgänge mit relativ gleichmäßig zusammengesetztem Medium. Dabei ist im oberen Drittel des ersten Behälters (1) ein Überlaufrohr (5) angeordnet, das für den Zufluß des Mediums zum zweiten Behälter (4) vorgesehen ist und vor dem sich ein Ventil (6) zur Zuflußregelung befinden kann. Durch eine Kammer (7) wird gewährleistet, das der Medienabfluß über das Überlaufrohr (5) unter der Wasseroberfläche des Behälters (1) erfolgt. Damit wird der Übertritt von Sedimenten oder Schwimmstoffen aus dem ersten Behälter (1) in den zweiten Behälter (4) weitgehend verhindert. Die Kammer (7) ist der obere Abschluß eines durch Trennwände (18), die im unteren Teil des Behälters (1) enden, vom zirkulierenden Behälterinhalt abgeschirmten Bereiches. Eine ebensolche Entnahmemöglichkeit des Mediums unterhalb der Wasseroberfläche ist auch im zweiten Behälter (4) vorgesehen, um auch einen wenig beeinträchtigten Zufluß vom zweiten Behälter (4) zum dritten Behälter (8) zu gewährleisten. Desgleichen im dritten Behälter (8), zur Sicherung eines qualitätsgerechten Ablaufes. Der Boden des dritten Behälters (8) kann vertieft zur besseren Schlammabsetzung ausgebildet sein. Eine vorteilhafterweise zwischen den Behältern (1); (4) oder (4); (8) aufgestellte Druckluftversorgungseinrichtung (9) beschickt in bestimmten Zeitintervallen bedarfsgesteuert den Behälter (4) über eine Begasungsleitung (10), die in das Begasungselement (11) mündet.

Vorteilhafterweise werden die Behälter (1); (4); (8) stufenweise angeordnet, so daß ein natürliches Gefälle vom ersten Behälter (1) zum zweiten Behälter (4) und von diesem zum dritten Behälter (8) vorhanden ist.

Die in diesem Prozeß entstehende Abluft wird über die Entlüftungsleitung (13) in die Entlüftung des Abwassersystems (2) über das Dach abgeführt. Die Entlüftungsleitung (13) kann aber auch separat über Dach entlüften. Von der Entlüftungsleitung (13) führt eine Verbindungsleitung (16), die durch ein Ventil (17) gesperrt werden kann, zu der vorteilhafterweise als Kompressor ausgebildeten Druckluftversorgungseinrichtung (9). Damit kann den Belüftungselementen (11) auch Abluft zur Begasung des Behälters (4) zugeführt werden.

In jedem der Behälter (1); (4); (8) ist im unteren Bereich eine Entleerungsmöglichkeit (15) angebracht, mittels der eine Entleerung jedes einzelnen Behälters erfolgen kann, oder der anfallende Überschußschlamm abgezogen werden kann.

Über die Rücklaufschlammpumpe (12) wird über die Rückschlammleitung (14) der abgesetzte Belebtschlamm aus dem Behälter (8) in die biologische Stufe zurückgeführt. Durch Abschiebern des Rückschlammventils (19) und Öffnen des Entleerungsventils (20) kann der Überschußschlamm durch Funktion der Rückschlammpumpe (12) auch entsorgt werden.

Eine bekannte und nicht mit dargestellte Zeitschaltung steuert prozeßabhängig die Hauswasserkläranlage.

Bezugszeichenliste

1.Behälter
2.Zuführungsleitung
3.Zerkleinerungseinrichtung
4.zweiter Behälter
5.Überlaufrohr
6.Ventil
7.Kammer
8.dritter Behälter
9.Druckluftversorgungseinrichtung
10.Begasungsleitung
11.Begasungselement
12.Rücklaufschlammpumpe
13.Entlüftungsleitung
14.Rückschlammleitung
15.Entleerungsmöglichkeit
16.Verbindungsleitung
17.Ventil
18.Trennwände
19.Rückschlammventil
20.Entleerungsventil
21.Schwebekörper
22.Ablaufleitung

Claims

1. Hauswasserkläranlage zur Reinigung von im Haus anfallenden Abwässern mit einer Zerkleinerungseinrichtung im ersten Behälter und Abluftrückführung in den Arbeitsprozeß, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus mehreren Behältern (1; 4; 8,) bestehende geruchsdicht ausgebildete Batterie beliebig frei im oder am zu entsorgenden Objekt angeordnet ist, wobei im Behälter (1) überwiegend die Zerkleinerungs- und Durchmischungsprozesse und im zweiten Behälter (4) die aeroben Prozesse durch Belüftung intensiviert werden, während der dritte Behälter (8) zur Nachklärung dient, wobei eine Druckluftversorgung (9) den Bedürfnissen in der Anlage entsprechend bekanntermaßen wahlweise Frischluft, oder über die Verbindungsleitung (16) Abluft aus der Entlüftungsleitung (13) ansaugend vorgesehen ist und über eine Begasungsleitung (10) eine Verbindung zu den Begasungselementen (11) der Behälter der zweiten Stufe (4) besteht, wobei in den Behältern (1; 4; 8) vertikal und nach unten offene Trennwände (18) mit ihren Kammern (7) die jeweilige Wasseroberfläche überragend und vom zirkulierenden Behälterinhalt abgeschirmt als Beruhigungszone angeordnet sind und innerhalb dieser Trennwände (18) nahe der Wasseroberfläche Überlaufrohre (5) den Behälter (1) mit dem Behälter (4) und den Behälter (4) mit dem Behälter (8) verbindend als Abwasserüberlauf vorgesehen sind.

2. Hauswasserkläranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den zweiten Behälter (4) eine regelmäßige Belüftung vorgesehen ist und in ihn Schwebekörper (21) eingesetzt werden können, die eine weitere Grundlage für einen qualifizierten biologischen Prozeß bilden.

3. Hauswasserkläranlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter (1; 4; 8) stufenweise so angeordnet werden, daß ein Gefälle vom ersten Behälter (1) bis zum letzten Behälter (8) vorsehbar ist.