DE4419017A1 - Biologische Klärstufe zur Erweiterung, Nachrüstung und/oder Neubau von Kläranlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine biologische Klärstufe zur Erweiterung, Nachrüstung und/oder den Neubau von Kläranlagen.

Die Reinigung von häuslichem Abwasser erfolgt wunschgemäß in Zentralkläranlagen, die der Reinigung von durch ein entsprechendes Leitungsnetz zusammengefasten Ortsteilen und/oder Gemeinden dienen. Diese Lösung läßt sich aus technischen- und Kostengründen nicht allgemein durchsetzen. Insbesondere Einzelgebäude, landwirtschaftliche Betriebe, Campingplätze und Gebiete mit geringer Bevölkerungsdichte wurden und werden deshalb mittels Absetz- und Ausfaulgruben entsorgt, denen aerobe Reinigungsstufen (Tropfkörperanlagen, . . . ) nachgeschaltet sein können. Lösungen mit nachgeschalteten Reinigungsstufen zur biologisch aeroben Reinigung von Abwasser besitzen jedoch einen entscheidenden Nachteil: Diese Lösungen verfügen über einen hohen Anteil an Maschinentechnik, erfordern in den meisten Fällen ein zusätzliches Bauwerk und sind sehr kostenintensiv.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit der Erweiterung, Nachrüstung und/oder den Neubau von Kläranlagen durch eine biologische Klärstufe zu schaffen, die sich durch einen geringen maschinentechnischen und baulichen Anteil auszeichnet und zudem einen Nitratabbau erlaubt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Reinigungsstufe, die aus einem Scheibentauchkörper besteht gelöst. Diese Reinigungsstufe ist u. a. für den zusätzlichen Einbau in den, zwischen dem Zulauf und dem Deckel entstehenden Leerraum einer Mehrkammerausfaulgrube geeignet. Der Scheibentauchkörper, der sich in einer Wanne befindet, wird hierbei in Rotation versetzt und entsprechend eines vorgegebenen Regimes mit unterschiedlicher Drehrichtung und stehend betrieben. Hierbei erfolgt eine zyklische Zugabe von vorgereinigtem Abwasser, ein Abzug des gereinigten Abwassers oder ein Überstauen des Scheibentauchkörpers, um die gewünschten Reinigungsziele zu erhalten. Gleichzeitig erfolgt eine hydraulische Entkoppelung des Zu- und Ablaufs der Kläranlage. Hierbei werden die unter dem Scheibentauchkörper liegenden Kammern als Vorspeicher zur Speicherung des zufließenden Abwassers genutzt. Diese Speicherung erfolgt, um eine kontinuierliche Reinigung über den ganzen Tag zu gewährleisten.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer solchen Reinigungsstufe zur Erweiterung eines Mehrkammersystems. Mehrkammersysteme ohne Belüftung dienen der Reinigung von häuslichem Abwasser und sind in der DIN 4261 Teil 1 hinreichend beschrieben.

Erfindungsgemäß wird das in der DIN 4261 Teil 1 beschriebene Dreikammersystem mit der biologischen Reinigungsstufe nach Fig. 1 erweitert.

Die gesamte Kläranlage besteht also aus einem üblichen Dreikammersystem mit einem Volumen von 1500 l/EW, mindestens aber 6000 l, und der biologischen Reinigungsstufe. Die biologische Reinigungsstufe ist als Scheibentauchkörper (1) ausgebildet. Ein gesondertes Becken ist hierfür nicht erforderlich, da die gesamte Reinigungsstufe in das Dreikammersystem integriert wird. Die letzte Reinigungsstufe befindet sich über dem Wasserspiegel und nutzt so den Leerraum zwischen Wasserspiegel und Deckel.

Das im Dreikammersystem vorgereinigte Abwasser wird mittels einer Fördereinrichtung (7), als Schöpfrad ausgeführt, aus der letzten Kammer des Mehrkammersystems entnommen und der biologischen Klärstufe zugegeben. Durch Drehung wird das Abwasser gehoben und die Scheiben gedreht. Der Scheibentauchkörper (1) ist über die zwei gleichen Kammern (8) verteilt. Die erste Kammer (8) ist als höher belastete Reinigungsstufe und die zweite Kammer (8) als niedrig belastete Reinigungsstufe ausgebildet. Zudem wird durch diese Anordnung eine Trennung zwischen dem frisch eingeleiteten Abwasser und dem Ablauf erzielt.

Während das frisch eingeleitete Abwasser mittels der außen liegenden Fördereinrichtung (7) in die biologische Klärstufe gehoben wird, schöpft die Fördereinrichtung (7) in der zweiten Kammer (8) das gereinigte Abwasser aus der biologischen Klärstufe. Eine Nachklärung ist nicht erforderlich, da der Betrieb in Anlehnung an das SBR-Verfahren erfolgt und zuvor die Sedimentationsphase durchlaufen wurde. Von hier aus fließt das abgezogene Wasser im freien Gefälle in den Ablauf. Mit dem Schöpfvorgang wird absichtlich eine größere Abwassermenge in die erste Kammer (8) gehoben. Diese entleert sich selbständig über die Rohrleitung (9), die als Heber ausgeführt ist und zieht dabei den am Boden liegenden Überschußschlamm ab. Der Schöpfvorgang ist zeitabhängig.

Der Schöpfvorgang in die biologische Klärstufe und aus ihr heraus wird beendet, indem die Drehbewegung unterbrochen wird. Die Scheiben stehen dann still, mit dem Ziel, daß sich in der ersten Kammer (8) anoxische Verhältnisse einstellen und der Nitratstickstoff denitrifiziert wird. Im Anschluß an diese Phase wird der Scheibentauchkörper wieder in Drehung versetzt. Im Gegensatz zum vorausgegangenen Schöpfvorgang aber in entgegengesetzter Drehrichtung. Es erfolgt somit kein Ein- und Auslauf, da die Schöpfbecher nicht gefüllt werden können.

Bei der jetzigen Drehrichtung wird das Abwasser mittels der am Ende der ersten Kammer angeordneten Fördereinrichtung (7) in die zweite Kammer gefördert. Die Fördermenge ist allerdings geringer, als die der außen liegenden Fördereinrichtung (7), so daß die Verweilzeit des Abwassers in der ersten Kammer (8) verlängert wird. Neben der Förderung des Abwassers von der ersten in die zweite Kammer (8), werden bei dieser Drehrichtung des Scheibentauchkörpers (1) die Abwasserinhaltsstoffe durch die ständige Belüftung eliminiert.

Der Überlauf dieser Kammer (8) wird der ersten Kammer (8) zugeleitet, so daß ein Teilstrom zwischen den beiden Kammern (8) zirkuliert und der Nitratstickstoff der ersten Kammer (8) zugeleitet wird. Die Rohrleitung (9) ist so angeordnet, daß der sedimentierte Schlamm aus der zweiten Kammer (8) abgezogen wird. Die Höhe der Wasserstände innerhalb der Kammern (8) wird neben den Rohrleitungen (9) auch von der Ausführung der Fördereinrichtung (7) bestimmt.

Sobald das voreingestellte Zykluszeitprogramm abgelaufen und genügend Abwasser im Dreikammersystem zugelaufen ist, wird die Sedimentationsphase eingeleitet und anschließend das gereinigte Abwasser aus der zweiten Kammer (8) herausgeschöpft. Zeitgleich erfolgt die erneute Füllung der ersten Kammer (8). Der Zeitpunkt zum Beginn des nächsten Zyklus wird von einem Wasserstandssensor im Dreikammersystem signalisiert. Der Wasserstandssensor ist der einzige Sensor. Alle anderen Phasen laufen nach einem fest vorgegebenen Zykluszeitprogramm ab.

Der Antrieb (6) des, mit einer durchgehenden Wellen (4) ausgeführten Scheibentauchkörpers (1) erfolgt mit einem Getriebemotor.

Claims (7)

1. Biologische Klärstufe zur Erweiterung, Nachrüstung und/oder den Neubau von Kläranlagen, gekennzeichnet dadurch, daß ein Scheibentauchkörper (1) in ein geeignetes Becken (2), das mittels einer oder mehrerer geeigneter Trennwände (3) in 2 oder mehr flüssigkeitsdichte Kammern (8) unterteilt werden kann, wobei die Kammern (8) geeignet sind einen oder mehrere Scheibentauchkörper (1) aufzunehmen und untereinander mittels Rohrleitungen (9) verbunden sein können, wobei die um die die einzelnen Elemente des Scheibentauchkörpers (1) aufnehmende Achse (4), in Rotation um die Achse (4) versetzt werden kann und mittels einer geeigneten Steuereinheit (5) und eines geeigneten Antriebs (6) in der Drehrichtung umgesteuert oder gestoppt werden kann; hierbei kann die Achse (4) geteilt oder in einem Stück ausgeführt sein und zusätzlich der Aufnahme einer Fördereinrichtung (7) zum Befüllen und Entleeren der einzelnen Kammern (8) und/oder dem Transport des Abwassers zwischen den Kammern (8) und/oder dem Becken (2) dienen kann, hierbei kann die einzelne Fördereinrichtung (7) so ausgeführt sein, daß sie in der einen Achsendrehrichtung der Förderung des zu bearbeitenden Abwassers dient und in der anderen Drehrichtung außer Betrieb gesetzt ist.

2. Biologische Klärstufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitungen (9) als Heber, dessen Ansprechschwelle einstellbar sein kann, ausgeführt sein können und vorzugsweise dem Transport des Abwasser und/oder des Schlamms oder des Überstandswassers dienen.

3. Biologische Klärstufe nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Becken (2) und/oder die Kammern (8) und/oder die Rohrleitungen (9) so ausgeführt sind, daß entweder im gesamten Becken (2) oder in den einzelnen Kammern (8) ein Füllstand eingestellt werden kann, der einen hinreichenden Sauerstoffeintrag durch den rotierenden Scheibentauchkörper (1) oder einzelner Teile des Scheibentauchkörpers (1) möglich ist.

4. Biologische Klärstufe nach Anspruch 1 und/oder 2 und/oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Becken (2) und/oder die Kammern (8) und/oder Rohleitungen (9) so ausgeführt sind, daß entweder im gesamten Becken (2) oder in den einzelnen Kammern (8) ein Überstauen einzelner Elemente oder des gesamten Scheibentauchkörpers (1) mit Abwasser möglich ist.

5. Biologische Klärstufe nach Anspruch 1 und/oder 2 und/oder 3 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Kammern (8) mit einer Meßeinrichtung zur Messung des Sauerstoffs und/oder des Nitratgehalts oder einer anderen zur indirekten Bestimmung des Nitratgehalts geeigneten Meßeinrichtung ausgerüstet ist, um über die Steuereinheit die Drehzahl und/oder den Stillstand des Scheibentauchkörpers (1) oder einzelner Teile des selben in Abhängigkeit von den jeweiligen Meßwerten zu beeinflussen und so geeignete Verhältnisse für die jeweilige Reinigungsphase einzustellen.

6. Biologische Klärstufe nach Anspruch 1 und/oder 2 und/oder 3 und/oder 4 und/oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Drehzahl und/oder des Stillstands des Scheibentauchkörpers (1) und/oder Zu- und Ablauf des Abwassers zum Becken (2) und/oder der Fluß des Abwassers zwischen den Kammern (8) so gesteuert wird, daß eine gezielte Einstellung der Reinigungsziele im Becken oder allen oder einzelnen Kammern bei hydraulischer Trennung des Zu- und Ablaufs des Beckens (2) und/oder der Kammern (8) erfolgt.

7. Biologische Klärstufe nach Anspruch 1 und/oder 2 und/oder 3 und/oder 4 und/oder 5 und/oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Scheibentauchkörper (1) so ausgeführt ist, daß er gleichzeitig als Rührwerk zur Umwälzung des Schlamms und/oder des Wassers dienen kann.