DE9302204U1

DE9302204U1 - Kompaktkläranlage

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Publication number: DE9302204U1
Application number: DE9302204U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-02-16
Filing date: 1993-02-16
Publication date: 1993-07-15
Anticipated expiration: 2003-02-17

Description

DipL-Phys. Dr. H.-H. Stoffregen Seite 1

Pateiitatiwalt-Eiiropean Paleni Attorney

Harry Jüngling
Lessingstraße 15
6466 Gründau 2

Beschreibung

Kompaktkläranlage

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kläranlage zum Behandeln organisch verunreinigter Flüssigkeiten wie insbesondere Kominunalabwasser, Industrieabwasser, Eluate aus Altlasten, zerkleinerten und aufgeschwämmtem Abfall oder Boden, auch in Kombination, umfassend einen Zulauf und einen Ablauf und als Anlagenteile zumindest ein Klärbecken mit Zulauf, Ablauf und Schlammauslaß und zumindest einen Bioreaktor zur Belüftung und aeroben biologischen Behandlung der Flüssigkeit mit Zulauf und Ablauf sowie zumindest einen Schlammbehälter.

Bekannt sind Kläranlagen mit einer mechanischen und einer sich daran anschließenden biologischen Reinigungsstufe. Große Kläranlagen werden für den Einzelfall speziell geplant und entsprechend gebaut. Man unterscheidet bei den Klärbecken zwischen Vorklärbecken, in denen Feststoffe vom Rohabwasser abgetrennt werden, und Nachklärbecken, die zum Abtrennen von Bakterienmasse nach einem Bioreaktor wie Belebungsbecken dienen. Bei der Planung werden die Becken entsprechend ihres vorgesehenen Einsatzes als Vorklärung oder Nachklärung ausgelegt und ausgerüstet. Ein Einsatz von Klärbecken wahlweise als Vorklärung oder Nachklärung ist nicht vorgesehen. Entsprechend fehlen auch Verbindungsleitungen, die einen derartigen variablen Einsatz ermöglichen könnten.

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Bei sehr kleinen Kläranlagen, die in Kompaktbauweise errichtet werden, ist üblicherweise ein Bioreaktor und ein Nachklärbecken integriert. Eine wahlweise Einsatzmöglichkeit eines Klärbeckens als Vorklärung oder Nachklärung ist nicht gegeben.

Vorbekannte Biorekatoren zur aeroben biologischen Abwasserbehandlung bestehen zumeist aus Belebungsbecken, in die Druckluft eingeblasen oder mechanisch über sogenannte Oberflächenbelüfter eingetragen wird. Die bekannten Bioreaktoren haben den Nachteil, daß sie pro Volumeneinheit nur eine begrenzte Abbauleistung für biologische Schmutzstoffe ermöglichen.

Daß die Klärbecken nur entweder als Vorklärung oder Nachklärung einsetzbar sind, hat den Nachteil, daß bei Änderung der Charakteristik der zu behandelnden Flüssigkeit, sowohl hinsichtlich der Quantität als auch der Qualität, keine flexible Anpassung der Kläranlage an die geänderten Umstände erfolgen kann. Insbesondere ist bei Kläranlagen konventioneller Bauart keine Vorkehrung getroffen, um durch nachträgliche Integration weiterer Anlagenteile die Behandlungskapazität erweitern zu können. Stattdessen ist bei Überlastung ein aufwendiger Ausbau der Kläranlage erforderlich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kläranlage zur Verfügung zu stellen, die kompakt und flexibel aufgebaut ist. Dabei soll jedes Klärbecken sowohl als Vorklärung als auch als Nachklärung einsetzbar sein. Insbesondere soll die Möglichkeit bestehen, weitere Anlagenteile wie Klärbecken oder Bioreaktoren zuzustellen, wenn die Kapazität nicht ausreichend ist. Außerdem sollen in c\er Kläranlage kompakte Bioreaktoren für die biologische Behandlung der Flüssigkeit integriert sein, die ein -bezogen auf ihr Volumensehr hohes Leistungsvermögen haben, das über den Stand der Technik hinausgeht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kläranlage eine aus Anlagenteilen modular im Baukastenprinzip aufgebaute Kompaktkläranlage ist, daß der Zulauf zur Kläranlage mittelbar oder unmittelbar sowohl mit dem Zulauf jedes Klärbeckens als auch mit dem Zulauf zumindest eines Bioreaktors verbindbar ist, daß der Ablauf jedes Klärbeckens mittelbar oder unmittelbar sowohl mit dem Zulauf zumindest eines Bioreaktors als auch mit dem Ablauf der Kläranlage verbindbar ist, daß der Ablauf zumindest eines Bioreaktors mit dem Zulauf jedes Klärbeckens verbindbar

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ist, daß der Schlammauslaß jedes Klärbeckens sowohl mit dem Schlammbehälter als auch mit dem Zulauf zu zumindest einem Bioreaktor verbindbar ist und daß der Bioreaktor einen Außenbehälter und in diesem einen Innenbehälter aufweist, wobei der Innenbehälter zumindest abschnittsweise zylinder- oder konusförmig ist, oben für vom Außenbehälter einströmende Flüssigkeit und unten für zum Außenbehälter strömende Flüssigkeit offen ist, einen unteren Boden- und/oder Wandbereich mit zumindest abschnittsweise für Flüssigkeit und Luftblasen durchströmbaren Durchbrechungen aufweist und einen lufteinschlagenden Rotor mit Rotorflügeln beinhaltet, wobei die Rotorflügel von dem Durchbrechungen aufweisenden Boden- bzw. Wandbereich durch einen scherwirksamen Spalt beabstandet sind.

Als Anlagenteile der Kläranlage kommen insbesondere Rechen, Siebe, Sandfangeinrichtungen, Klärbecken (Absetzbecken), Bioreaktoren fürdie aerobe biologische Behandlung der Flüssigkeit, Faulbehälter und Eindicker für abgetrennten Schlamm, Gasverwertungseinrichtungen wie Heizkessel oder Gasmotor und die zugehörigen Steuerungsanlagen in Betracht. Es ist aber auch möglich, andere Anlagenteile in der Kläranlage zu integrieren. Daß die Anlagenteile im Baukastenprinzip integrierbar sind, ist so zu verstehen, daß bei der erfindungsgemäßen Kläranlage auch nachträglich Anlagenteile hinzugefügt, entfernt oder durch andere Anlagenteile ersetzt werden können, ohne daß hierfür ein wesentlicher bautechnischer Aufwand erforderlich ist. Somit muß die Kläranlage so aufgebaut sein, daß Anlagenteile auch nachträglich einbringbar sind und die Anlagenteile in geeigneter Weise miteinander verbindbar sind.

Daß der Zulauf zur Kläranlage mittelbar oder unmittelbar, eventuell unter Zwischenschaltung anderer Anlagenteile, sowohl mit dem Zulauf jedes Klärbeckens als auch mit dem Zulauf eines Bioreaktors verbindbar ist, bedeutet, daß jedes Klärbecken als Vorklärung einsetzbar ist, wobei auch die Möglichkeit besteht, kein Klärbecken als Vorklärung einzusetzen, also auf die Vorklärung zu verzichten und die zulaufende Flüssigkeit direkt in die biologische Behandlung zu führen.

Daß der Ablauf jedes Klärbeckens mittelbar oder unmittelbar, also unter möglicher Zwischenschaltung weiterer Anlagenteile wie insbesondere Filter, mit dem Zulauf zumindest eines Bioreaktors als auch mit dem Ablauf der Kläranlage verbindbar ist,

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bedeutet, daß jedes Klärbecken als Nachklärbecken nach der biologischen Stufe, oder als Vorklärbecken vor der biologischen Stufe einsetzbar ist.

Um jedes Klärbecken als Nachklärung einsetzen zu können, ist es erforderlich, daß deren Zuläufe mit dem Ablauf aus der biologischen Behandlungsstufe verbunden werden können. Wenn ein Klärbecken als Vorklärung eingesetzt wird, muß der Schlamm vom Schlammauslaß in den Schlammbehälter abgebbar sein, wenn es als Nachklärung eingesetzt wird, muß der biologische Schlamm in die biologische Stufe rückführbar sein, wobei die zuwachsende Bakterienmasse als Überschußschlamm in den Schlammbehälter abgebbar ist.

Der erfindungsgemäße Bioreaktor weist einen Außenbehälter und einen in diesem Außenbälter befindlichen Innenbehälter auf. Dabei ist der Innenbehälter oben und unten offen, also für Flüssigkeit durchströmbar ausgebildet, so daß eine Kreislaufströmung vom Innenbehälter unten in den Außenbehälter und vom Außenbehälter oben zurück in den Innenbehälter erfolgen kann.

Hierzu sind im unteren Wand- und Bodenbereich des Innenbehälters Durchbrechungen angeordnet, durch die nicht nur die Flüssigkeit, sondern auch in die Flüssigkeit eingetragene Luftblasen strömen können.

Im Innenbehälter ist ein lufteinschlagender Rotor mit Rotorflügeln angeordnet, wobei die Rotorflügel vom Durchbrechungen aufweisenden Boden- und Wandbereich durch einen scherwirksamen Spalt beabstandet sind. Der Rotor erzeugt im Innenbehälter eine Rotationsströmung und sorgt somit für die Ausbildung einer Trompe. Durch diese Trompe gelangt Luft bis in den Bereich der Rotorflügel und wird von diesen in die Flüssigkeit eingeschlagen. In dem scherwirksamen Spalt wird die Luft in sehr feine Blasen zerschlagen, die durch die Durchbrechungen im Wand- oder Bodenbereich in den Außenbehälter gelangen und dort langsam aufsteigen, wobei sie Sauerstoff an die Flüssigkeit übertragen. In dem scherwirksamen Spalt werden auch Feststoffe zerkleinert, die sich in der Flüssigkeit befinden. Das betrifft nicht nur Feststoffe, die bereits im Zulauf zur Kläranlage enthalten sind, sondern insbesondere auch biologische Flocken, die in der biologischen Reinigungsstufe gebildet werden. Da die biologische Reinigung

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abhängig istvon Stofftransportvorgängen, die überdie Oberflächen von Feststoffpartikeln oder Bioflocken verlaufen, ist der biologische Abbau umso schneller und intensiver, je größer die Phasengrenzfläche ist, je kleiner also die Partikel und Flocken sind.

Durch Zerkleinerungvon Partikeln oder Flocken wird also die Abbaugeschwindigkeit im Bioreaktor beschleunigt. Zusammen mit einer hohen Eintragsleistung für Sauerstoff in die Flüssigkeit folgt daraus eine pro Volumeneinheit erhöhte biologische Abbauleistung.

Die erfindungsgemäße Kläranlage vereinigt somit die Vorteile einer besonders hohen Flexibilität und einer besonders hohen Leistungsfähigkeit.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß zumindest ein Klärbecken mittelbar oder unmittelbar mit einem Förderorgan verbindbar oder ausrüstbar und entleerbar und als Zwischenspeicherbecken, insbesondere zur Regenrückhaltung, einsetzbar ist. Ein Zwischenspeicherbecken ist normalerweise leer. Wenn aber, beispielsweise nach einem Starkregen, der Zufluß zur Kläranlage größer ist als die Kapazität der Anlage, so wird das Zwischenspeicherbecken gefüllt. Wenn der Zufluß wieder geringer ist als die Kapazität der Anlage, wird es mit einem Förderorgan wieder entleert.

Ferner kann vorgesehen sein, daß der Ablauf der Klärbecken mit einer Meßeinrichtung zur Messung der Abflußqualität verbindbar und der Ablauf der Kläranlage absperrbar ist und die aus den Klärbecken abfließende Flüssigkeit in die Kläranlage zurückführbar ist, insbesondere zurück zum Zulauf oder in ein Zwischenspeicherbecken.

Damit wird es ermöglicht, die Kläranlage an der Grenze ihrer Leistungsfähigkeit zu betreiben, weil der Abfluß laufend mit einem Meßgerät überwacht wird und bei Nichterreichen der erforderlichen Ablaufqualität der Ablauf der Kläranlage abgesperrt wird und das aus dem Klärbecken ablaufende Wasser zurückgeführt wird, um erneut biologisch behandelt zu werden. Da durch die Rückführung von Flüssigkeit der Durchfluß durch die Kläranlage erhöht wird, ist es zweckmäßig, zumindest einen Teil des Zuflusses zwischenzuspeichern. solange die Abflußqualität nicht den geforderten Ableitbedingungen entspricht.

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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Anlagenteile über Rohrleitungen, Gerinne oder Schläuche sowie über Absperrorgane oder Förderorgane miteinander lösbar verbindbar, wobei Verbindungen insbesondere durch zusammensetzbare, vorgefertigte Baugruppen herstellbar sind. Die lösbaren Verbindungen ermöglichen es, die Kläranlage ohne größeren Bauaufwand zu verändern, falls geänderte Verhältnisse dies erfordern.

Vorzugsweise weist die Kläranlage mehrere gleichartige, nicht notwendigerweise gleich große Bioreaktoren auf, die variabel in Parallel- oder Serienschaltung miteinander verbindbar sind. Die Aufteilung des Reaktorvolumens auf mehrere Bioreaktoren erlaubt es, durch Hinzustellung oder Wegnahme von Bioreaktoren die Leistungsfähigkeit der Anlage dem Bedarf anzupassen. Aus Kostengründen und wegen der vereinfachten Ersatzteilhaltung werden baugleiche Bioreaktoren eingesetzt.

Je nach Charakteristik der zu behandelnden Flüssigkeit ist es vorteilhaft, die Bioreaktoren in Serie oder parallel zu verschalten. Dabei können Mischformen zwischen Reihen- und Parallelschaltung sinnvoll sein, beispielsweise zunächst zwei parallel geschaltete Bioreaktoren gefolgt von einem gemeinsamen Bioreaktor. Die Flexibilität der Verschaltung wird dadurch erzeugt, daß Zu- und Abläufe der einzelnen Bioreaktoren durch Rohrleitungen und darin enthaltenen Absperrorganen miteinanderverbindbarsind. Da es aber sehr aufwendig wäre, alle möglichen Verbindungen fest zu installieren, ist es vorzuziehen, die Zu- und Abläufe der Bioreaktoren jeweils mit Absperrorganen auszustatten und untereinander über austauschbare Verbindungselemente wie Schläuche zu verbinden.

Vorzugsweise sind alle Klärbecken baugleich. Somit kann jedes Klärbecken durch ein anderes, baugleiches Klärbecken ersetzt werden. Die Klärbecken haben vorzugsweise eine rechteckige Grundfläche. Die rechteckige Bauweise ermöglicht ein platzsparendes Nebeneinanderstellen mehrerer Klärbecken.

Vorzugsweise ist unter zumindest einem Klärbecken ein Schlammbehälter angeordnet, der mit den Schlammauslässen aller Klärbecken über Absperrorgane verbindbar ist. Somit kann der Schlamm aus den Klärbecken in freiem Gefälle zu dem tiefergelegenen

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Schlammbehälter fließen, ohne gefördert werden zu müssen. Unabhängig davon, ob ein Klärbecken als Vorklärung oder Nachklärung eingesetzt ist, muß, zumindest von Zeit zu Zeit, Schlamm von jedem Klärbecken zum Schlammbehälter abgeführt werden. Bei diesem Schlamm kann es sich um Schlamm aus der Vorklärung oder um Überschußschlamm aus der Nachklärung handeln. Im Schlammbehälter werden beide Schlammarten miteinander vermischt und vor ihrer weiteren Behandlung oder Entsorgung zwischengespeichert.

Vorzugsweise wird am Zulauf der Kläranlage ein Rechen oder ein Sieb und/oder ein Sandfang angeordnet. Diese Einrichtungen zur Vorbehandlung dienen dazu, störende Grobstoffe und Sand aus dem Rohabwasser abzutrennen. Diese Stoffe werden eventuell nach Zerkleinerung, Klassierung bzw. Pressung als Abfall entsorgt. Als Vorbehandlung kann aber auch eine Zerkleinerungseinrichtung angeordnet werden.

Vorzugsweise ist der Zulauf zur Kläranlage mit einem Regenrückhaltebecken und/oder einer Regenentlastung verbindbar. Es ist nämlich kaum möglich, eine Kläranlage auf den maximalen Regenwasserabfluß zu bemessen. Das Regenrückhaltebecken dient zum Abpuffem von Belastungsspitzen. Es ist normalerweise leer und wird nur dann gefüllt, wenn der Zufluß zur Anlage größer ist als die maximale Durchflußmenge durch die Kläranlage. Eine Regenentlastung ist ein Überlauf direkt zu einem Vorfluter, der dann benutzt wird, wenn das Regenrückhaltebecken überfüllt ist. Das Regenrückhaltebecken kann mit einer Pumpe und einer Räumvorrichtung ausgerüstet sein.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt die Kläranlage zumindest einen wärmegedämmten und beheizbaren Faulbehälter für Schlamm. Im Faubehälterwird der von der zu behandelnden Flüssigkeit abgetrennte Schlamm einer anaeroben biologischen Behandlung unterzogen und so stabilisiert, daß er abgegeben, landwirtschaftlich verwertet oder deponiert werden kann.

Im Faulbehälter entsteht methanhaltiges Faulgas, das energetisch nutzbar ist. Deshalb umfaßt die Kläranlage vorzugsweise einen Heizkessel und/oder Gasmotor, zu dem Faulgas vom Faulbehälter zuführbar ist. Der Faulbehälter kann doppelwandig ausgeführt sein, wobei der Zwischenraum zwischen den Wandungen mit Luft füllbar ist. Die Luft

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dient als Wärmeisolierung. Außerdem ist durch Luftaustausch die Temperatur im Faulbehälter steuerbar.

Insbesondere sind die Klärbecken, Bioreaktoren und Schlammbehälter der Kläranlage aus korrosionsbeständigem und/oder beschichtetem Metall oder Kunststoff hergestellt. Als korrosionsbeständiges Metall kommt insbesondere Edelstahl oder Aluminium in Betracht, als Beschichtung insbesondere eine Verzinkung. Dabei ist allerdings nicht ausgeschlossen, daßgroßvolumige Becken der Kläranlage, beispielsweise Regenrückhaltebecken aus Stahlbeton hergestellt sind.

Die Grundfläche der Kläranlage ist vorzugsweise in ein rechteckiges Raster einteilbar, wobei die Anlagenteile wie Becken, Behälterund Reaktoren Hauptabmessungen haben, die sich in das Raster einfügen, wobei ein Rasterelement kleiner oder gleich der maximalen Ladefläche eines Lastkraftwagens ist. Somit können alle Anlagenteile mit Lastkraftwagen transportiert werden. Sie werden in dem vorgegebenen Raster aufgestellt und miteinander verbunden. Es ist dadurch möglich, eine Anlage im Laufe der Zeit durch Hinzufügung oder Entfeinen von Anlagenteilen zu verändern. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Anschlußmaße der Anlagenteile gleich sind, so daß verbindende Elemente unabhängig davon verwendbar sind, welche Anlagenteile miteinander zu verbinden sind.

Vorzugsweise sind Anlagenteile, deren Hauptabmessungen die Größe eines Rasterelementes überschreiten, in sich in das Rastermaß einfügende Teile zerlegbar.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kläranlage in einer für Wanne und Geräusch dämmbaren, beheizbaren, mit einer Abluftdesodorierung ausrüstbaren, vorzugsweise in Fertigbauweise errichtbaren Halle installierbar. Die Halle besteht vorzugsweise aus Stahlbetonfertigteilen und weist Dach- und Wandelemente aus Gasbeton auf. Die Gasbetonelemente weisen gute Wärmedämmeigenschaften auf. Die Halle ist vorzugsweise mit einem Kran ausrüstbar. Das erleichtert den späteren Einbau oder Ausbau von Anlagenteilen und erhöht damit die Flexibilität.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Innenbehälter des 32527B/08.02.1993/kr-ze

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Bioreaktors eine obere umlaufende Kante auf, die unterhalb eines Überlaufes für die Flüssigkeit im Außenbehälter und oberhalb der Oberkante der Rotorflügel angeordnet ist. Somit kann über die umlaufende Kante Flüssigkeit vom Außenbehälter in den Innenbehälter einströmen. Dabei kann die Kante auch weit unterhalb des Überlaufes, aber noch oberhalb der Oberkante der Rotorflügel angeordnet sein, so daß der Innenbehälter gerade noch so groß ist, daß er die Rotorflügel des Rotors umgibt.

Vorzugsweise ist der Innenbehälter höhenverstellbar gegenüber dem Außenbehälter. Dadurch, daß der Innenbehälter höhenverstellbar angeordnet ist, ist auch die Höhe der oberen umlaufenden Kante des Innenbehälters variabel gegenüber der Höhe des Überlaufes des Außenbehälters. Es ist abhängig von der Größe des Innenbehälters, von der Geometrie und Umdrehungsgeschwindigkeit des Rotors im Innenbehälter, auf welcher Höhe der Innenbehälter gegenüber dem Außenbehälter angeordnet ist, so daß im Innenbehälter eine Trompe bis zum Rotor hinabgezogen wird, durch die Luft in den Rotor gelangen kann.

Vorzugsweise ist zwischen Außenbehälter und Innenbehälter ein rotationssymmetrischer Raum gebildet, der mit Leitblechen zur Erzeugung einer Rotationsströmung ausrüstbar ist, wobei die Flächen der Leitbleche einen Winkel zwischen 30° und 60° zur Vertikalen bilden. Mit Hilfe der Leitbleche wird die Aufwärtsströmung der Flüssigkeit im Außenbehälter umgelenkt in eine rotierende Strömung. Wenn die Flüssigkeit vom Aiißenbehälter in den Innenbehälter bereits rotierend einströmt, so wird dadurch die Bildung einer tiefen Trompe im Innenbehälter begünstigt. Insbesondere ist deshalb die Richtung der im Außenbehälter erzeugten Rotation gleichgerichtet zum Drehsinn des Rotoi-s im Innenbehälter. Die Leitbleche können gerade oder gebogen sein. Sie können zugleich als Verbindungselemente zwischen Außen- und Innenbehälter genutzt werden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist unterhalb des mit Durchbrechungen versehenen Bodenbereiches des Innenbehälters ein weiterer Rotorflügel aufweisender Rotor angeordnet und die Rotorflügel sind vom Bodenbereich über einen weiteren scherwirksamen Spalt beabstandet, wobei vorzugsweise die Rotoren mit einer gemeinsamen Welle verbunden sind. Die Flüssigkeit, die vom oberen Rotor durch die Durchbrechungen im Bodenbereich hindurch zu dem unteren Rotor getrieben

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wird, gelangt vor dem Boden und hinter dem Boden jeweils durch einen scherwirksamen Spalt. Somit wird sie bei jedem Durchgang zweimal einer Scherbeanspruchung ausgesetzt. Dadurch werden die in der Flüssigkeit enthaltenen Partikel, Flocken oder Luftblasen doppelt beansprucht und zerkleinert. Vom unteren Rotor wird die Flüssigkeit radial nach außen geschleudert, wobei sie bereits in Rotation versetzt wird. Somit erzeugt der untere Rotor eine Rotation der Flüssigkeit im Außenbehälter. Wenn beide Rotoren von einer gemeinsamen Welle angetrieben sind, vermindert sich der Aufwand, weil nur eine Welle gelagert und angetrieben werden muß.

Vorzugsweise ist das Flüssigkeit aufnehmende Volumen im Außenbehälter zwischen 100% und 1000% des Flüssigkeitsvolumens im Innenbehälter, insbesondere zwischen 150% und 300%.

Die Durchbrechungen im Boden- und/oder Wandbereich des Innenbehälters sind vorzugsweise Löcher oder Schlitze mit einer Öffnungsweite zwischen 10 und 30mm. Vorzugsweise weisen die Spalte zwischen Boden- und Wandbereich des Innenbehälters und dem Rotor eine Spaltweite von I bis 10mm auf, insbesondere zwischen 1 und 5mm.

Vorteilhafterweise sind die Rotorflügel des Rotors über eine Welle von einem Motor mit einer Umfangsgeschwindigkeit zwischen 12 und 60 m/s bewegbar, wobei vorzugsweise die Geschwindigkeit über ein Getriebe oder einen Frequenzwandler veränderbar ist. Durch Anpassung der Geschwindigkeit kann der Lufteintrag in die Flüssigkeit und damit die Sauerstoffkonzentration in der Flüssigkeit gesteuert werden. Die Sauerstoffkonzentration braucht nur wenige Milligramm pro Liter zu betragen. Höhere Konzentrationen bringen keine Leistungssteigerung mehr, sondern bedeuten eine Energieverschwendung. Bei der Regelung wird die Rotorgeschwindigkeit abhängen von der Belastung des Bioreaktors mit organischen Schmutzstoffen. Andererseits ist die Scherbeanspruchung der Flüssigkeit ungefähr proportional zur Umfangsgeschwindigkeit der Rotorflügel. Je größer diese ist, umso feiner werden Partikel vermählen und Luftblasen geschlagen.

Es hat sich gezeigt, daß die Leistung des den Rotor antreibenden Motors bezogen auf das Flüssigkeitsvolumen im Innenbehälter 3 bis 15 kW/m³ betragen soll. Bei dieser spezifischen Leistung wird ausreichend viel Sauerstoff eingetragen und ist die

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Scherbeanspnjchung im Spalt ausreichend stark, um Partikel und Flocken fein zu zermahlen. Bezogen auf das gesamte Flüssigkeitsvolumen im Bioreaktor beträgt die Leistung des den Rotor antreibenden Motors vorzugsweise zwischen 0,5 und 5 kW/m³.

Vorzugsweise weist die Spaltweite der Spalte eine Größe auf, die errechenbar ist aus der Umfangsgeschwindigkeit der Rotorflügel dividiert durch einen Geschwindigkeitsgradienten zwischen 10.000 und 100.000 s"¹. Mit Hilfe dieser Beziehung läßt sich bei gegebener Spaltweite und bei gegebenem Durchmesser der Rotorflügel die Umfangsgeschwindigkeit der Rotorflügel errechnen, oder bei gegebener Umfangsgeschwindigkeit und bei gegebenem Durchmesser läßt sich die Spaltweite berechnen.

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist oberhalb des Innenbehälters eine Zuführung für aufzubereitende Feststoffe wie Abfall oder Bodenbestandteile angeordnet. Somit fallen die aufzubereitenden Feststoffe unmittelbar in die sich im Innenbehälter bildende Trompe, werden darin nach unten zum Rotor gezogen und im scherwirksamen Spalt zerkleinert. Der Bioreaktor ist somit zugleich als Zerkleinerungsaggregat für zuzugebende Feststoffe nutzbar. Diese Feststoffe können insbesondere kontaminiertes Bodenmaterial oder organische Haushaltsabfälle sein. Es können aber auch Chemikalien zugegeben werden,die den Aufbereitungsprozeßfördem, insbesondere Flockungsmittel oder Fällungsmittel.

Wettere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen -einzeln oder in Kombination-, sondern auch aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren, welche zeigen:

Fig. 1 den Grundriß einer Kompaktkläranlage und

Fig. 2 einen schematischen Schnitt senkrecht durch einen Bioreaktor.

Die Kläranlage (10) des Ausführungsbeispiels umfaßt drei parallel nebeneinander angeordnete Klärbecken (12). deren Grundriß rechteckig ist. Außerdem umfaßt sie sechs Bioreaktoren (14), die in einem Block von 3x2 Einheiten angeordnet sind und eine Vielzahl von Verbindungsleitungen untereinander aufweisen. Mit Hilfe dieser

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Verbindungsleitungen ist es möglich, die Bioreaktoren in Reihe oder parallel zu schalten. Bei einer Reihenschaltung ist der Ablauf eines Bioreaktors verbunden mit dem Zulauf eines anderen Bioreaktors. Es sind auch Zwischenformen zwischen Reihen- und Parallelschaltung möglich, beispielsweise können drei Bioreaktoren parallel als erste Stufe einsetzbar sein, deren Ablauf jeweils mit dem Zulauf eines weiteren Bioreaktors verbunden ist. Dann sind drei Straßen, jeweils bestehend aus zwei in Serie geschalteten Bioreaktoren, parallel nutzbar. Genauso ist es möglich, zwei Straßen auszubilden, bei denen jeweils drei Bioreaktoren hintereinander geschaltet sind. Beliebige andere Kombinationen sind machbar, insbesondere dann, wenn die Verbindungen zwischen den Bioreaktoren flexibel, beispielsweise durch Schläuche, ausgebildet sind. Die in Fig. 1 dargestellten Verbindungen der Reaktoren untereinander lassen bei weitern noch nicht alle denkbaren Kombinationen zu.

Die Kläranlage weist einen Zulauf (16) für die aufzubereitende Flüssigkeit auf sowie einen Ablauf (18) für die behandelte und aufbereitete Flüssigkeit.

Jeder Bioreaktor (14) weist einen Außenbehälter (20) auf. Dieser ist vorzugsweise zylinderförmig und hat einen konischen Boden (22). Die aufzubereitende Flüssigkeit gelangt über einen Zulauf (24) in den Außenbehälter (20). Die behandelte Flüssigkeit fließt aus dem Außenbehälter (20) ab über einen Überlauf (26), der höhenverstellbar ausgebildet ist unter Verwendung eines flexiblen Schlauches.

Innerhalb des Außenbehälters (20) ist ein Innenbehälter (28) angeordnet. Der Innenbehälter (28) ist oben zylindrisch und abschnittsweise konisch ausgebildet. Außenbehälter (20) und Innenbehälter (28) sind koaxial angeordnet. Der Innenbehälter (28) weist einen zylinderförmigen unteren Wandbereich (30) und einen Boden (32) auf. Zumindest Abschnitte des unteren Wandbereichs (30) und/oder Bodens (32) sind mit Durchbrechungen (34) versehen. Durch diese Durchbrechungen (34) kann Flüssigkeit vom Innenbehälter (28) in den Außenbehälter (20) strömen. Es ist allerdings nicht zwingend erforderlich, daß Außenbehälter (20) und Innenbehälter (28) koaxial angeordnet sind. Beispielsweise könnten mehrere Innenbehälter (28) in einem großen, möglicherweise rechteckigen Außenbehälter (20) angeordnet sein.

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Im Innenbehälter (28) ist ein Rotor (40) mit Rotorflügeln (42) koaxial angeordnet. Der Rotor (40) wird von einem Motor (36) über eine Welle (38) angetrieben. Die Rotorflügel (42) bestehen vorzugsweise aus senkrecht angeordneten flächigen Elementen. Die Rotorflügel können aber auch zur Senkrechten geneigt sein. Der Rotor (40) kann einen oder mehrere Rotorflügel (42) aufweisen. Mehrere Rotorflügel (42) werden vorzugsweise kreuz- bzw. sternförmig angeordnet.

Zwischen den Rotorflügeln (42) und dem unteren Wandbereich (30) und Boden (32) ist ein scherwirksamer Spalt (44) gebildet. Wenn der Rotor (40) gedreht wird, wird der Rand der Rotorflügel (42) mit Spaltabstand am unteren Wandbereich (30) und Boden (32) vorbeibewegt, wobei die im Spalt befindliche Flüssigkeit einschließlich darin befindlicher Feststoffe und Luftblasen gescheit wird. Vom Rotor (40) wird im Spalt (44) ein Überdruck der Flüssigkeit gegenüber der im Außenbehälter (20) befindlichen Flüssigkeit erzeugt. Flüssigkeit fließt durch die Durchbrechungen (34) vom Innenbehälter (28) in den Außenbehälter (20). Im Außenbehälter (20) strömt die Flüssigkeit nach oben.

Der Innenbehälter (28) weist eine obere umlaufende Kante (46) auf. Diese Kante (46) ist unterhalb des Flüssigkeitsspiegels im Außenbehälter (20), der durch den Überlauf (26) definiert ist, angeordnet. Somit kann Flüssigkeit vom Außenbehälter (20) über die Kante (46) in den Innenbehälter (28) fließen.

Im Bioreaktor (14) wird eine Kreislaufströmung der Flüssigkeit erzeugt, die vom Innenbehälter (28) durch den Rotor (40) durch die Durchbrechungen (34) im unteren Wandbereich (30) und/oder Boden (32) in den Außenbehälter (20) und von diesem über die umlaufende Kante (46) zurück in den Innenbehälter (28) gerichtet ist.

Die Höhe des Innenbehälters (28) gegenüber dem Außenbehälter (20) ist vorzugsweise verstellbar. Es ist auch möglich, daß die obere umlaufende Kante (46) relativ zum Innenbehälter (20) verstellbar ausgebildet ist, insbesondere in Form einer verstellbaren Überlaufschwelle. Die Höhe des Innenbehälters (28) zum Außenbehälter (20) wird derart gewählt, daß der Boden (32) des Innenbehälters (28) nur wenig oberhalb des Bodens (22) des Außenbehälters (20) angeordnet ist, so daß die vom Innenbehälter (28) in den Außenbehälter (20) strömende Flüssigkeit eine ausreichende Bewegung im

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Bodenbereich des Außenbehälters (20) erzeugt, um darin Ablagerungen von Feststoffen zu verhindern.

Zwischen Außenbehälter (20) und Innenbehälter (28) können Leitbleche (48) angeordnet sein, die zugleich als Verbindungselemente zwischen Außenbehälter (20) und Innenbehälter (28) nutzbar sind. Die Leitbleche (48) bestehen aus ebenen oder gebogenen flächigen Elementen, deren Fläche relativ zur Senkrechten geneigt ist. Die Leitbleche (48) wandeln eine Vertikalströmung im Außenbehälter (20) nach oben in eine Rotationsströmung um.

Wenn die Flüssigkeit im Außenbehälter (20) rotiert, so gelangt sie unter Beibehaltung der Rotationsbewegung über die Kante (46) in den Innenbehälter (28). Im Innenbehälter (28) erzeugt der Rotor (40) eine Rotationsströmung. Wenn die Rotationsrichtung im Außenbehälter (20) und Innenbehälter (28) gleichgerichtet ist, so wird die Bildung einer Trompe im Innenbehälter begünstigt. Wenn die Trompe so tief gezogen wird, daß sie den Rotor (40) erreicht, wird Luft durch die Trompe in den Rotor eingesaugt und von den Rotorflügeln (42) in die Flüssigkeit eingeschlagen. Die einschlagenen Flüssigkeitsblasen werden im scherwirksamen Spalt (46) zerkleinert.

In Form feiner Blasen gelangt die Luft durch die Durchbrechungen (34) in den Außenbehälter (20) und steigt dort langsam auf, wobei Sauerstoff aus den Luftblasen in die umgebende Flüssigkeit übertragen wird. Die Zufuhr von gelöstem Sauerstoff in die Flüssigkeit ist erforderlich, um den aeroben Bakterien, die den biologischen Abbau in der Flüssigkeit leisten, mit Sauerstoff zu versorgen.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist unterhalb des Bodens (32) ein weiterer Rotor (50) mit Rotorflügeln (52) angeordnet. Die Rotorflügel (52) sind durch einen weiteren scherwirksamen Spalt (54) vom Boden (32) beabstandet. Flüssigkeit, die durch die Durchbrechungen (34) im Boden (32) gelangt, passiert zwei schwerwirksame Spalte (44), (54). Somit wird sie einer besonders effektiven Scherbeanspruchung ausgesetzt. Vom Rotor (50) wird sie zentrifugal nach außen getrieben und in Rotation versetzt. Der Rotor (50) erzeugt somit eine Rotationsströmung im Außenbehälter (20). Im Ausführungsbeispiel sind die Rotoren (40) und (50) auf einer gemeinsamen Welle (38) angeordnet.

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Durch einen Pfeil (56) ist eine Aufgabestelle für Feststoffe gezeigt, die dem Bioreaktor zugeführt werden sollen. Bei diesen Feststoffen kann es sich um Bodenbestandteile oder Abfallstoffe oder Chemikalien handeln. Der Pfeil (46) endet oberhalb der Trompe im Innenbehälter (28).

Der Zulauf (16) zur Kläranlage (10) ist mit den Zuläufen (102) zu den Klärbecken (12) verbunden. Dazwischengeschaltet ist ein Rechen (104). Statt eines Rechens (104) oder zusätzlich zu diesem können auch Siebe, ein Sandfang oder Zerkleinerungseinnchtungen vorgesehen sein. Außerdem ist zwischen Zulauf (16) zur Kläranlage (10) und Zulauf (102) zum Klärbecken (12) ein Regenrückhaltebecken (106) angeordnet.

Das Regenrückhaltebecken (106) weist eine Regenentlastung (108) auf. Die Regenentlastung (108) hat die Form eines Überlaufes. Das Regenrückhaltebecken (106) ist über ein Förderorgan (110) mit den Zuläufen (102) zu dem Klärbecken (12) verbunden. Dabei ist das Förderorgan (110) so angeordnet, daß es das Regenrückhaltebecken (106) vollständig entleeren kann.

Die Abläufe (112) der Klärbecken (12) sind mit dem Ablauf (18) der Kläranlage verbunden. Außerdem besteht eine Verbindung (114) zwischen dem Ablauf der Klärbecken (112) und dem Zulauf (116) zu den Bioreaktoren (14).

Desweiteren besteht eine Verbindung zwischen dem Zulauf (16) zur Kläranlage und dem Zulauf (116) zu den Bioreaktoren (14), die im Ausführungsbeispiel über den Rechen (104), das Regenrückhaltebecken (106), das Förderorgan (110) und die Verbindungsleitung (118) gegeben ist.

Die Klärbecken (12) weisen Böden auf, die zum Schlammablaß (120) hin geneigt sind. Die Schlammablässe (120) sind über Leitungen (122) mit einem Schlammbehälter (124) verbunden. Der Schlammbehälter (124) befindet sich vorzugsweise unterhalb eines der Klärbecken (12), so daß der Schlamm von den Schlammauslässen (120) in freiem Gefälle in den Schlammbehälter (124) abfließen kann. Vom Schlammbehälter (124) wird der Schlamm über ein Förderorgan (126) und eine Leitung (128) zu einem Faulbehälter (130) abgegeben. Nachdem der Schlamm im Faulbehälter (130) ausgefault ist, gelangt

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er in einen Nacheindicker (132). Der eingedickte Schlamm ist über eine Leitung (134) abgebbar. Das abgetrennte Schlammwasser gelangt über eine Verbindung (136) zurück zu den Bioreaktoren. Alternativ kann es allerdings auch zum Zulauf (16) zur Kläranlage oder zu einem der Klärbecken (12) zurückgeführt werden.

Die Schlammablässe (120) sind über eine Verbindung (138) und ein Förderorgan (140) mit dem Zulauf (116) zu den Bioreaktoren (14) verbunden. Durch diese Verbindung wird Belebtschlamm in die Bioreaktoren (14) zurückgeführt.

Der Zulauf (116) zu den Bioreaktoren (14) ist über die Leitung (114) mit dem Ablauf der Klärbecken (12) und/oder über die Leitung (118) mit dem Zulauf (16) zur Kläranlage verbunden. Somit ist das dem Zulauf (16) zufließende Abwasser den Bioreaktoren (14) entweder über zumindest ein Klärbecken (12) oder unter Umgehung der Klärbecken (12) zuführbar.

Der Ablauf der Bioreaktoren (14) ist über die Leitung (142) verbunden mit dem Zulauf zu den Klärbecken (12). Der Ablauf (112) der Klärbecken (12) ist nicht nur über ein Absperrorgan (146) mit dem Ablauf (18) der Kläranlage (10) verbunden, sondern auch über eine Leitung (144) mit einem Absperrorgan (148) mit dem Regenrückhaltebecken (106).

Die Grundfläche der Kläranlage (10) ist durch Rasterachsen (150), (152) in Rasterelemente (154) aufgeteilt. Diese Rasterelemente haben vorzugsweise eine rechteckige Grundfläche, die der Ladefläche eines Lastkraftwagens entspricht.

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Claims

Dipl.-Phys. Dr. H.-H. Stoffiegen - Seite 1 Patentanwalt-European Patent Attorney Harry Jüngling Lessingstraße 15 6466 Gründau 2 Ansprüche Kompaktkläranlage

1. Kläranlage (10) zum Behandeln organisch verunreinigter Flüssigkeiten wie insbesondere Kommunalabwasser, Industrieabwasser, Eluate aus Altlasten, zerkleinertem und aufgeschwemmtem Abfall oder Boden, auch in Kombination, umfassend einen Zulauf (16) und einen Ablauf (18) und als Anlagenteile zumindest ein Klärbecken (12) mit Zulauf (102), Ablauf (112) und Schlammauslaß (120) und zumindest einen Bioreaktor (14) zur Belüftung und aeroben biologischen Behandlung der Flüssigkeit mit Zulauf (116) und Ablauf (142) sowie zumindest einen Schlammbehälter (124),
dadurch gekennzeichnet,

daß die Kläranlage (10) eine aus Anlagenteilen modular im Baukastenprinzip aufgebaute Kompaktkläranlage ist,

daß der Zulauf (16) zur Kläranlage (10) mittelbar oder unmittelbar sowohl mit dem Zulauf (102) jedes Klärbeckens (12) als auch mit dem Zulauf (116) zumindest eines Bioreaktors (14) verbindbar ist,
daß der Ablauf (112) jedes Klärbeckens (12) mittelbar oder unmittelbar sowohl mit dem Zulauf (116) zumindest eines Bioreaktors (14) als auch mit dem Ablauf (18) der Kläranlage (10) verbindbar ist, und

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daß der Ablauf (142) zumindest eines Bioreaktors (14) mit dem Zulauf

(102) jedes Klärbeckens (12) verbindbar ist,

daß der Schlammauslaß (120) jedes Klärbeckens (12) sowohl mit dem Schlammbehälter (124) als auch mit dem Zulauf (116) zu zumindest einem Bioreaktor (14) verbindbar ist,

daß der Bioreaktor (14) einen Außenbehälter (20) und in diesem

zumindest einen Innenbehälter (28) aufweist, wobei der Innenbehälter (28) zumindest abschnittsweise zylinder- oder konusförmig ist,
oben für vom Außenbehälter (20) einströmende Flüssigkeit offen ist,

unten für zum Außenbehälter (20) strömende Flüssigkeit offen ist, einen unteren Boden- und/oder Wandbereich (30, 32) mit zumindest abschnittsweise für Flüssigkeit und Luftblasen durchströmbaren Durchbrechungen (34) aufweist und

einen lufteinschlagenden Rotor (40) mit Rotorflügeln (42) beinhaltet, wobei die Rotorflügel (42) von dem Durchbrechungen (34) aufweisenden Boden- und Wandbereich (30, 32) durch einen scherwirksamen Spalt (44) beabstandet sind.

2. Kläranlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß zumindest ein Klärbecken (12) mittelbar oder unmittelbar mit einem Förderorgan (126, 140) verbindbar oder ausrüstbar und entleerbar und als Zwischenspeicherbecken, insbesondere auch zur Regenrückhaltung einsetzbar ist.

3. Kläranlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Ablauf (112) der Klärbecken (12) mit einer Meßeinrichtung zur Überwachung der Ablaufqualität verbindbar ist und der Ablauf (18) der Kläranlage (10) absperrbar und eine Verbindung (144) zum Zurückführen der Flüssigkeit innerhalb der Kläranlage (10) aufmachbar ist.

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4. Kläranlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Anlagenteile über verbindende Elemente wie Rohrleitungen, Gerinne oder Schläuche, Absperrorgane oder Förderaggregate miteinander lösbar verbindbar sind, wobei Verbindungen insbesondere durch zusammensetzbare, vorgefertigte Baugruppen herstellbar sind.

5. Kläranlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß sie mehrere gleichartige, nicht notwendigerweise gleich große Bioreaktoren (14) umfaßt, die variabel in Parallel- oder Serienschaltung miteinander verbindbar sind.

6. Kläranlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß alle Klärbecken (12) baugleich sind.

7. Kläranlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß alle Klärbecken (12) eine rechteckigen Grundfläche haben.

8. Kläranlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß der Schlammbehälter (124) unter einem Klärbecken (12) angeordnet ist.

9. Kläranlage zumindest nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß am Zulauf (16) der Kläranlage ein Rechen (104) oder ein Sieb und/oder ein Sandfang angeordnet ist.

10. Kläranlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß der Zulauf (16) der Kläranlage mit einem Regenrückhaltebecken (106)

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und/oder einer Regenentlastung (108) verbindbar ist.

11. Kläranlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß sie zumindest einen wärmegedämmten und beheizbaren Faulbehälter (130) für Schlamm umfaßt.

12. Kläranlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß sie einen Heizkessel oder Gasmotor umfaßt, zu dem Faulgas vom Faulbehälter (130) zuführbar ist.

13. Kläranlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß der Faulbehälter (130) doppelwandig ausgeführt ist, wobei der Zwischenraum zwischen den Wandungen mit Luft füllbar ist.

14. Kläranlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e &eegr; &eegr; &zgr; e i c h &eegr; e t,

daß die Klärbecken (12), die Bioreaktoren (14) und die Schlammbehälter (124) aus korrosionsbeständigem und/oder beschichtetem Metall oder Kunststoff herstellbar sind.

15. Kläranlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß ihre Grundfläche in vorzugsweise rechteckige Rasterelemente (154) einteilbar ist, daß die Anlagenteile wie Becken, Behälterund Reaktoren Hauptabmessungen haben, die sich in das Raster einfügen und daß ein Rasterelement (154) kleiner oder gleich der maximalen Ladefläche eines Lastkraftwagens ist.

16. Kläranlage zumindest nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,

daß Anlagenteile, deren Hauptabmessungen die Größe eines Rasterelementes

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(154) überschreiten, in sich in das Rastermaß einfügende Teile zerlegbar sind.

17. Kläranlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Kläranlage (10) in einer für Wanne und Geräusch dämmbaren, beheizbaren, mit einer Abluftdesodorierung ausrüstbaren, vorzugsweise in Fertigbauweise errichtbaren Halle installierbar ist, wobei die Halle vorzugsweise aus Stahlbetonfertigteilen besteht und Dach- und Wandelemente aus Gasbeton aufweist.

18. Kläranlage nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Halle mit einem Kran ausrüstbar ist.

19. Kläranlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Innenbehälter (28) des Bioreaktors (14) eine obere umlaufende Kante (46) aufweist, die unterhalb eines Überlaufes (26) für die Flüssigkeit im Außenbehälter (20) und oberhalb der Oberkante der Rotorflügel (42) angeordnet ist.

20. Kläranlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Innenbehälter (28) höhenverstellbar gegenüber dem Außenbehälter (20) ist.

21. Kläranlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen Außenbehälter (20) und Innenbehälter (28) ein rotationssymmetrischer Raum gebildet ist, der mit Leitblechen (48) zur Erzeugung einer Rotationsstörung ausrüstbar ist, wobei die Flächen der Leitbleche (48) einen Winkel zwischen 30° und 60° zur Vertikalen bilden.

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22. Kläranlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß unterhalb des mit Durchbrechungen (34) versehenen Bodenbereiches (32) des Innenbehälters (28) ein weiterer Rotorflügel (52) aufweisender Rotor (50) angeordnet ist und daß die Rotorflügel (52) vom Bodenbereich (32) über einen weiteren scherwirksamen Spalt (54) beabsandet sind, wobei vorzugsweise die Rotoren (40, 50) mit einer gemeinsamen Welle verbunden sind.

23. Kläranlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß das Flüssigkeit aufnehmende Volumen im Außenbehälter (20) zwischen 100% und 1000% des Flüssigkeitsvolumens im Innenbehälter (28) ist, vorzugsweise 150% bis 300%.

24. Kläranlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Durchbrechungen (34) Löcher oder Schlitze mit einer Öffnungsweite zwischen 10 und 30 mm sind.

25. Kläranlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Spalte (44, 54) eine Spaltweite zwischen 1 und 10mm, vorzugsweise zwischen 1 und 5mm aufweisen.

26. Kläranlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Rotorflügel (42, 52) des Rotors (40, 50) über eine Welle (38) von einem Motor (36) mit einer Umfangsgeschwindigkeit zwischen 12 und 60m/s bewegbar sind, wobei vorzugsweise die Geschwindigkeit über ein Getriebe oder einen Frequenzwandler veränderbar ist.

27. Kläranlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Leistung des den Rotor (40, 50) antreibenden Motors (36) bezogen auf das Flüssigkeitsvolumen im Innenbehälter (28) 3 bis 15 kW/m³ beträgt.

28. Kläranlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Leistung des den Rotor (40, 50) antreibenden Motors (36) bezogen auf das Flüssigkeitsvolumen im Bioreaktor (14) 0,5 bis 5 kW/m³ beträgt.

29. Kläranlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e &eegr; &eegr; &zgr; e i c h &eegr; e t,

daß die Spaltweite der Spalte (44, 54) eine Größe aufweist, die errechenbar ist aus der Umfangsgeschwindigkeit der Rotorflügel (42, 52) dividiert durch einen Geschwindigkeitsgradienten zwischen 10000 und 100000 s"¹.

30. Kläranlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß eine Zuführung (56) für aufzubereitende Feststoffe wie Abfall oder Bodenbestandteile oberhalb des Innenbehälters (28) angeordnet ist.

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