DE1584940B1 - Klaeranlage,insbesondere Kleinklaeranlage,zur mechanisch-biologischen Reinigung von Abwaessern - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Kläranlage, insbeson- Schwierigkeit auszugleichen, sind die wendeiförmigen dere Kleinkläranlage, zur mechanisch-biologischen Ansätze am Umfang des Tauchtropfkörpers vorge-Reinigung von Abwässern, mit mindestens einer bio- sehen, die für eine Durchwirbelung des Abwassers logischen Stufe, in der mindestens ein als Träger sorgen sollen. Diese Wendelanordnung erfordert aerober Organismen dienender Tauchtropfkörper in 5 allerdings zusätzliche Antriebsenergien, wodurch die einem in Achsrichtung des Tauchtropfkörpers durch- Betriebskosten der Anlage verhältnismäßig hoch strömten Trog angeordnet ist, und mit einem Vor- werden,
klärbecken sowie einem Nachklärbecken. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Es sind bereits verschiedene Kläranlagen mit Tauch- Kläranlage der eingangs genannten Art zu schaffen, tropfkörpern zur mechamsch-biologischen Reinigung ίο die mittels, eines .einzigen Tauchtropfkörpers und von Abwasser bekannt. So sind beispielsweise aus damit bei gegenüber dem Bekannten geringeren den schweizerischen Patentschriften 374 031 und Herstellungs- und Betriebskosten eine stufenweise 378 249 Kläranlagen mit rotierenden Tauchtropf- fortschreitende Reinigung des Abwassers ermöglicht, körpern bekannt, bei denen als Träger für den biolo- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer

gischen Rasen Scheiben dienen, die parallel zuein-. 15 Kläranlage der eingangs beschriebenen Art dadurch ander zu Paketen zusammengebaut sind. Diese gelöst, daß der Tauchtropfkörper als Schnecke aus-Tauchtropfkörper werden quer zu ihrer Rotations- gebildet und derart im Trog angeordnet ist, daß achse vom Abwasser durchströmt. Zu einer möglichst das Abwasser beim Durchfließen des Troges im weitgehenden Reinigung des Abwassers ist es erfor- wesentlichen zwangläufig geführt wird, derlich, dieses entsprechend den verschiedenen 20 Hierdurch wird zunächst der Vorteil erreicht, daß Stufen der Reinigung jeweils anderen Organismen bei einer je Längeneinheit des Tauchtropfkörpers gezuzuführen. Da sich aber auf quer zu ihrer Rotations- gebenen großen Bewuchsfläche für den biologischen achse durchströmten Tauchtropfkörpern nicht Rasen auf dem Tauchtropfkörper sich beim Betrieb gleichzeitig sämtliche für die verschiedenen Stufen der Anlage ein biologischer Rasen bildet, dessen der Reinigung erforderlichen Organismen ansetzen 25 Bakterienkolonien in ineinander übergehenden Stukönnen, ist es bei diesen bekannten Kläranlagen zur fen auf die Art und den jeweiligen Verschmutzungs-Erzielung einer gewünschten Reinigungswirkung grad des Abwassers beim Durchgang durch die erforderlich, mehrere Stufen und damit mehrere Kläranlage abgestimmt sind. So erfolgt mittels eines Pakete hineinanderzuschalten, wobei das Abwasser einzigen Tauchtropfkörpers eine sehr weitgehende durch Trennwände, Kanäle od. dgl. von einem Paket 30 Reinigung des Abwassers. Die Kläranlage nach der zum anderen geführt wird. Der Aufbau dieser An- Erfindung..kann somit Meiner und..billiger ..gebaut lagen wird durch die Anordnung mehrerer Pakete werden als die bekannte Kläranlage und bedarf nur insbesondere für Kleinanlagen kompliziert und eines einzigen Antriebs, teuer. Ein weiterer entscheidender Vorteil ergibt sich aus

Aus den britischen Patentschriften 633 064 und 35 der erfindungsgemäßen Ausbildung des Tauchtropf-682 582 sind mechanisch-biologische Kläranlagen körpers als Schnecke. Das Abwasser befindet sich der eingangs genannten Art bekannt, bei denen je- im wesentlichen zwischen den Schneckengängen, weils ein in Achsrichtung durchströmbarer Tauch- wodurch nur eine sehr geringe Antriebskraft zum tropfkörper in einem Trog mit halbzylindrischem Bewegen des Tauchtropfkörpers erforderlich ist. Boden angeordnet ist. Der Tauchtropfkörper besteht <o Die Schneckengänge können durchströmbar oder aus zwei koaxial angeordneten Hohlzylindern, deren· undurchlässig ausgebildet sein. Im ersten Fall kann Mantelflächen jeweils von einem Drahtgitter gebildet die Schnecke beispielsweise aus radial nach außen werden. Am Umfang des äußeren Zylinders sind mehrlagig aneinandergereihten Wendeln oder aus wendeiförmige Ansätze angeordnet, deren Zweck perforierten Flächen bestehen. Bei der Verwendung es ist, das Abwasser kräftig umzuwälzen. 45 von Wendeln zur Ausbildung des schneckenförmigen

Nachteilig bei dieser bekannten Anlage ist, daß Tauchtropfkörpers läßt sich eine große wirksame keine über die Länge des Tauchtropfkörpers kon- Oberfläche zur Ansiedlung des biologischen Rasens tinuierlich fortschreitende Reinigung des Abwassers erzielen. Durch geeignete Wahl des Wendeldurchdurch den Tauchtropfkörper stattfindet. Das Abwas- messers lassen sich die Hohlräume so abstimmen, ser ist vielmehr ständig in Bewegung und weist somit 50 daß einerseits eine große Oberfläche mit guten praktisch über die ganze Länge des Tauchtropf- Durchströmeigenschaften und andererseits eine körpers einen einheitlichen Verschmutzungsgrad auf. Selbstreinigung der Schnecke gewährleistet ist. Ver-Der Tauchtropfkörper kann damit über seine ganze wendet man jedoch undurchlässige Schneckengänge, Länge nur mit.einem gleichförmigen biologischen so können diese gegebenenfalls zur Vergrößerung Rasen bewachsen werden. Eine stufenweise fort- 55 der Fläche mit Erhebungen versehen sein. Besonders schreitende Reinigung des Abwassers ist deshalb vorteilhaft ist es, glatte oder nur leicht aufgerauhte mit einem Tauchtropfkörper unmöglich. Soll eine Schneckengänge vorzusehen, da diese Ausgestaltung möglichst vollständige Reinigung des Abwassers der Schnecke den geringsten Antriebswiderstand erzielt werden, so sind entweder weitere Tauchtropf- verleiht. Dies ist von Bedeutung, da die Betriebskörperstufen oder sonstige biologische Reinigungs- 60 kosten, die wesentlich von der erforderlichen Aneinrichtungen vorzusehen. Ein weiterer, sehr ent- triebsleistung abhängen, einen entscheidenden Fakscheidender Nachteil besteht darin, daß der Tauch- tor für die Beurteilung einer Kläranlage darstellen, tropfkörper in seinem Innern eine in Längsrichtung Sollte die Schneckenform des Tauchtropfkörpers

durchgehende große Öffnung aufweist, durch die es allein nicht ausreichen, den anfallenden Schlamm leicht zu Kurzschlußströmen längs durch den Tauch- 65 zu räumen, so kann die Schnecke an ihrem äußeren tropfkörper kommen kann. Eine kontinuierliche und Umfang mit einer zusätzlichen, wendelartig ausgegleichmäßige Reinigung des Abwassers wird dadurch bildeten, als Schlammräumer dienenden Leiste vernoch mehr erschwert. Um diese letztgenannte sehen sein. Die Steigung der wendelartigen Leiste

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ist jedoch wesentlich größer als die der Schnecke getrennt von der Schnecke anzutreiben, wobei der des Tauchtropfkörpers. schneckenförmige Tauchtropfkörper und der als

Je nach Größe der Anlage kann der die Schnecke Leiste 4 ausgebildete Schlammräumer gegenläufig aufnehmende Trog, in Strömungsrichtung des Ab- arbeiten können.

wassers gesehen, vor der Schnecke als Vorklär- 5 Die Fig. 3 und 4 zeigen eine mechanisch-biolobecken und nach der Schnecke als Nachklärbecken gische Kläranlage, bei der der Faulraum 5 weggeausgebildet sein, wodurch die einzelnen Elemente lassen ist und statt dessen zum Ausheben des der Kläranlage zu einer kompletten Einheit vereinigt Schlamms ein oder mehrere Schlammschöpfer 16 am werden, was insbesondere für Kleinanlagen von Ende der Leiste 4 vorgesehen sind, die den Schlamm entscheidender Bedeutung ist. Dabei kann gegebenen- io in einen Schlammablaufkanal 17 heben,
falls unter dem Trog ein Schlammbecken bzw. Faul- Die Klärung des Abwassers in einer der mecha-

raum angeordnet sein. nisch-biologischen Kläranlagen nach den F i g. 1 bis

Drei Ausführungsformen der Erfindung werden 4 erfolgt in der Weise, daß zunächst das Abwasser an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt - durch den Zulauf 6 in das Vorklärbecken 8 gelangt,

Fig. 1 eine Kläranlage im Längsschnitt gemäß 15 wo sich die Schwebestoffe langsam absetzen. AnLinie I-I in F i g. 2, schließend durchströmt das so vorgeklärte Abwasser

Fig.2 die Kläranlage nach Fig. 1 in einer Sei- die Schnecke3 in axialer Richtung, d.h., es wird tenansicht, · durch die Rotation der Schnecke 3 weiterbefördert;

Fig. 3 eine andere Kläranlage im Längsschnitt wobei es sich teilweise in den zwischen, den einzelnen gemäß Linie III-III in Fig. 4, ao Schneckengängen 12 vorhandenen Räumen befindet

F i g. 4 die Kläranlage nach F i g. 3 in einer Seiten- und teilweise die porösen Schneckengänge 12 direkt ansicht und durchfließt. Der bei der Reinigung gebildete Schlamm

F i g. 5 eine weitere Kläranlage im Längsschnitt. setzt sich teilweise im Bereich der Schnecke 3 und

In Fig. 1 und 2 ist eine mechanisch-biologische zum anderen Teil im Nachklärbecken9 ab. Während Abwasserkläranlage dargestellt, die aus einem Trog 1 25 des Prozesses entstehender Schlamm wird von der mit halbzylindrischem Boden 2, einem koaxial mit Leiste 4 kontinuierlich entgegen der Strömungsrichdem Trog 1 angeordneten, drehbaren Tauchtropf- tung des Abwassers gefördert und gelangt entweder körper in Form einer Schnecke 3, einer wendelartig in den Faulraum 5 oder wird über den. Schlammausgebildeten, als Schlammräumer dienenden schöpfer 16 ausgehoben.
Leiste4 und einem Faulraum5 besteht. 30 In Fig. 5 ist eine weitere, sehr vorteilhafte Aus-

Das Abwasser fließt durch einen Zulauf 6 unter führungsform der erfindungsgemäßen mechanischeiner Tauchwand 7 hindurch in einen als Vorklär- biologischen Kläranlage dargestellt, die analog den becken8 ausgebildeten Raum vor der Schnecke3. in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Anlagen arbeitet. Die Anschließend gelangt es dann mittels der sich lang- · Anlage weist ein Ausgleichsbecken 18, eine biolosam drehenden Schnecke 3 in einen als Nachklär- 35 gische Stufe 19 mit einer Schnecke 3 und ein Nachbecken 9 ausgebildeten Raum hinter der Schnecke 3 klärbecken 9 auf, die zu einer Einheit zusammen- und läuft über ein Ablaufrohr 10 ab. Die einzelnen gebaut sind. Die ganze Anlage ist in einem Trogl Schneckengänge 12 der Schnecke 3 bestehen zur mit halbzylindrischem Boden angeordnet, in dem das Erzielung einer möglichst großen wirksamen Ober- Ausgleichsbecken 18 durch eine Wand 20 von der fläche aus Wendeln 11, die radial nach außen mehr- 40 biologischen Stufe 19 und letztere durch eine weitere lagig aneinandergereiht sind. Die Schneckengänge 12 Wand 21 vom Nachklärbecken 9 getrennt ist. Trog 1 weisen einen mehr oder weniger großen Abstand und Wände 20, 21 können aus Beton oder aus vorvoneinander auf. zugsweise korrosionsbeständigem Blech gefertigt

Die Wendern 11 sind vorzugsweise aus einem Kunst- sein.

stoffband gefertigt. Statt der aneinandergereihten 45 Das Abwasser gelangt von einem nicht dargestell-Wendeln 11 können gegebenenfalls auch entspre- ten Vorklärbecken über einen Zulauf 22 in das Auschend perforierte und geformte Scheiben verwendet gleichsbecken 18, in dem es sich beruhigen kann werden, die einen radialen Einschnitt aufweisen, und von einem rotierenden Schöpfer 23 portionsaufgebogen und jeweils mit den benachbarten Schei- weise in eine Zulaufrinne 24 zur biologischen Stufe ben derart verbunden sind, daß sie ebenfalls eine 50 19 geschöpft wird. Der Schöpfer 23 ist starr auf der Schnecke bilden. gleichen Welle 25 angeordnet, die auch die Schnecke 3

Die Anpassung des Tauchtropfkörpers an den trägt, und rotiert mit dieser. Das Ausgleichsbecken geforderten Reinigungsgrad und an den Grad der 18 und der Schöpfer 23 sind so ausgelegt, daß sie Verschmutzung des Abwassers kann durch Ver- die im Normalfall auftretenden Schwankungen des kürzung oder Verlängerung der Schnecke beliebig 55 Abwasseranfalls aufzunehmen und auszugleichen erfolgen. vermögen, d. h. die während 24 Stunden anfallende

Die als Schlammräumer dienende Leiste 4 ist als Abwassermenge wird gepuffert und portionsweise Wendel ausgebildet, die den Boden 2 des Troges 1 der Tauchtropfkörperstufe zugegeben, so daß letztere vorzugsweise vollständig bestreicht und dabei den immer gleich belastet ist. Bei einem zufällig auftre-Schlamm entgegen der Strömungsrichtung des Ab- 60 tenden, das Fassungsvermögen des Ausgleichsbekwassers durch eine Öffnung 13 in den Faulraum 5 kens 18 übersteigenden Abwasseranfall kann das fördert. Die Leiste 4 wird zweckmäßig auf der Welle Abwasser über einen Überlauf 26 direkt vom Aus-14 der Schnecke 3 befestigt und mit dieser starr ver- gleichsbecken 18 in die biologische Stufe 19 strömen, bunden, so daß für den Schlammräumer in Form Die biologische Stufe 19 wird gebildet durch den

der Leiste 4 und die Schnecke 3 vorzugsweise nur 65 Trog 1, die beiden Wände 20 und 21 und durch die ein Antrieb 15 notwendig ist. Es ist aber auch mög- Schnecke 3, die auf der Welle 25 befestigt ist; letzlich, zur Erzielung einer besonderen Wirksamkeit tere wird von einem Motor 27 unter Zwischenschaldie Leiste 4 lose auf der Welle 14 anzuordnen und tung eines Getriebes, beispielsweise eines Ketten-

getriebes 28, angetrieben. Die Schneckengänge 29 des Tauchtropfkörpers haben eine geringe Steigung und sind voll, d. h. undurchlässig, und im wesentlichen glatt ausgeführt, so daß der Tauchtropfkörper bei seiner Rotation nur einen sehr geringen Widerstand aufweist. Zur Erhöhung der Haftfähigkeit des biologischen Rasens können die Schneckengänge 29 aufgerauht sein, wodurch der Strömungswiderstand des Tauchtropfkörpers nicht beeinflußt wird, da diese Aufrauhung keinesfalls größer ist als die durch den biologischen Rasen sich ergebenden Uneben- '■ heiten. Die Schneckengänge bestehen vorzugsweise aus Kunststoff. Zwischen der Schnecke 3 und dem Trogboden wird zweckmäßig ein geringer Spalt freigehalten, der einen gewissen Rücklauf des Abwassers am Rande der Schnecke 3, also eine gewisse Zirkulation, ermöglicht.

Das Abwasser wird durch die Schnecke 3 bei deren Rotation gefördert, dabei kommt es mit immer neuen Schneckengängen 29 in Berührung und wird kontinuierlich gereinigt. Wesentlich ist bei dieser ^c:i Anlage, wie~ auch bei den Anlagen gemäß der F i g. 1 bis 4, daß das Abwasser zwangläufig mit neuen Schneckengängen 29 in Berührung kommt, die jeweils mit anderen, dem Grad der Reinigung entsprechenden Mikroorganismen bewachsen sind. Das Abwasser kommt also in ein und demselben Tauchtropfkörper mit allen für eine nahezu restlose Reinigung erforderlichen Arten biologischer Mikroorganismen in Berührung.

Die Verweilzeit in der biologischen Stufe 19 wird ' im vorliegenden Beispiel praktisch durch die vom Schöpfer 23 pro Zeiteinheit zugegebene Abwassermenge bestimmt, da am Ablauf 38 nur eine entsprechende Menge gereinigtes Abwasser abfließen kann.

Um die Zirkulation in der biologischen Stufe 19 zu verändern, kann die Umdrehungszahl der Schnecke 3 pro Zeiteinheit und unter Umständen auch die als Auslauf dienende Öffnung 30 aus der biologischen Stufe 19 mittels eines Schiebers 31 gedrosselt werden. Bei erhöhter Drehzahl der Schnecke 3 ist deren Förderleistung größer als die durch den Schöpfer 23 bestimmte Durchsatzmenge pro Zeiteinheit, so daß das Abwasser dem Förderweg der Schnecke 3 nicht mehr folgen kann und deshalb zwischen dem durch Schnecke 3 und Trog 1 gebildeten Spalt teilweise zurückströmt, wodurch es mit vorhergehenden Schneckengängen 29 des Tauchtropfkörpers in Berührung kommt und dadurch naehgereinigt wird. Der im vorliegenden Beispiel erforderliche Spalt ist bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 4 nicht erforderlich, da dort der schneckenförmige Tauchtropfkörper durchlässig ausgebildet ist und somit das Abwasser im Falle eines Rückstaues direkt axial durch die Schnecke 3 durchtreten kann.

Aus der biologischen Stufe 19 tritt das Abwasser durch die Öffnung 30 in das als Emscherbrunnen ausgebildete Nachklärbecken 9, das durch eine Wand in einen Schöpf raum 33 und das eigentliche Klär becken9 a unterteilt wird. Diese Anordnung ist sehr vorteilhaft, da dann nicht das ganze im Nachklärbecken 9 befindliche Abwasser durch die Schöpfbewegung eines den abgesetzten Schlamm hebenden Schlammschöpfers 34 in Turbulenz gerät. Im eigentlichen Klärbecken 9 α bleibt das Abwasser immer ungestört, und der Schlamm kann sich absetzen, wobei er über den geneigten Boden 35 in den Schöpfraum 33 gleitet. Von dort wird der Schlamm, wie bereits erwähnt, mittels des Schlarnmschöpfers 34, der ebenfalls starr auf der Welle 25 der Schnecke 3 befestigt ist, gehoben und in eine Ablaufrinne 36 gefördert. Das nachgeklärte Abwasser läuft über einen Überlauf 37 in den Ablauf 38.

An Stelle der Anordnung des Schlammräumers bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 können der Trogboden 2 und die Umhüllende der Schnecke 3 kegelstumpfförmig ausgebildet sein und sich zum Ablauf verjüngen. Ein Absetzen von Schlamm in der Schnecke 3 kann durch eine entsprechende Neigung der Schnecke 3 oder durch eine entsprechende Drehzahl vermieden werden.

Für eine durch 6 Personen anfallende Abwassermenge hat sich eine Schnecke von 1000 mm Durchmesser mit 27 Gängen, die eine Steigung von 25 mm haben, als zweckmäßig erwiesen, wobei die Drehzahl zwischen 3 und 5 UpM liegt und der Spalt zwischen Schnecke und Trogboden etwa 10mm beträgt.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Kläranlage, insbesondere Kleinkläranlage, zur mechanisch-biologischen Reinigung von Abwässern mit mindestens einer biologischen Stufe, in der mindestens ein als Träger aerober Organismen dienender Tauchtropfkörper in einem in Achsrichtung des Tauchtropfkörpers durchströmten Trog angeordnet ist, und mit einem Vorklärbecken sowie einem Nachklärbecken, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchtropfkörper als Schnecke (3) ausgebildet und derart im Trog

(I) angeordnet ist, daß das Abwasser beim Durchfließen des Troges (1) im wesentlichen zwangläufig geführt ist.

2. Kläranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneekengänge (12) der Schnecke (3) durchströmbar ausgebildet sind.

3. Kläranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckengänge (12) aus radial nach außen aneinandergereihten Wendern

(II) bestehen.

4. Kläranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendern (11) aus Bändern bestehen.

5. Kläranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckengänge (12; 29) mit Erhebungen versehen sind.

6. Kläranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (3) eine geringe Steigung aufweist.

7. Kläranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllende der Schnecke (3) kegelstumpfförmig ist.

8. Kläranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (3) mindestens teilweise aus Kunststoff besteht.

9. Kläranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß über den Umfang und die Lange der Schnecke (3) eine wendelartig ausgebildete, als Schlammräumer dienende Leiste (4) angeordnet ist.

10. Kläranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle (25) der Schnecke (3) ein am Einlaufende des Troges angeordneter Schöpfer (23) zum Zuführen des zu reinigenden Abwassers in den Trog (1)

und am Auslaufende des Troges (1) ein Schlammschöpfer (16; 34) angeordnet ist und die Schnecke (3), der Schöpfer (23) und der Schlammschöpfer (16; 34) vorzugsweise einen gemeinsamen Antrieb (15; 27) aufweisen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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