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Rlelnkläranlage für die Abwasserreinigung nach dem Belebtschlammverfahren"
Die Erfindung betrifft eine Kläranlage für die Abwasserreinigung nach dem Belebtschlammverfahren,
bestehend aus Becken für die mechanische Vorreinigung, für die Belüftung und die
Nachklärung.
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Mechanisch-biologische Kleinkläranlagen für die Abwasserreinigung
nach dem Belebtschlammverfahren sind erforderlich, um das Abwasser von Ein- und
Mehrfamilienhäusern, kleinen Siedlungen, Schulen, Sportplätzen od.dgl. mechanisch-biologisch
zu reinigen, bevor das Abwasser in einen offenen Wasserlauf abgeleitet werden kann.
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Solche kleinen Belebtschlammanlagen in Stahlbetonringen oder Stahlbehältern
sind bekannt. Sie haben den Nachteil, daß die Kosten für die Belüftung solcher kleinen
Anlagen mit Druckluft- oder Oberfiiächenbelüftern sehr hoch sind, insbesondere auch
deswegen, weil Oberflächenbelüfter in der notwendigen Größenordnung keine lange
Lebensdauer haben und Druckluftbelüfter infolge der notwendigen Belüftung über 24
Stunden des Tages einen sehr hohen Stromverbrauch verursachen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, kleine BeIebt-#-schlammanlagen
der eingangs erwähnten Art zu schaffen=, die mit geringen Kosten herstellbar und
im Betrieb sicher sind, geringe Wartung benötigen und geringe Stromkosten VC#UII-sachen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung einen aus Betonformsteinen
in an sich bekannter Weise gebildeten zylindrischen Klärbehälter mit senkrechten
Pfeilern an der Innenseite der Umfassungswand, die aus -übereinanderliegenden Pfeileransätzen
der Betonformsteine gebildet sind und mit eingebautem Mittelpfeiler vor, wobei zwischen
Belüftungsbecken und Nachklärbecken eine Trennwand und mit Abstand und parallel
hierzu eine Leitwand zur Bildung eines Beruhigungsräumes vorgesehen sind, die aus
Betonfertigteilen -bestehen und einerseits je an einer Seite eines Pfeilers der
Umfassungswand abgestützt sind und von denen andererseits die eine Wand seitlich
am Mittelpfeiler abgestützt und die andere Wand in den Mittelpfeiler eingesetzt
ist.
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Durch die Erfindung ist eine besonders einfache Ausgestaltung einer
Kläranlage für die Abwasserreinigung nach dem Belebtschlammverfahren geschaffen,
wobei die durch die deutsche Patentschrift 974.498 bekannten, typisierten und bewährten
Betonfertigteile in zweckmäßiger Weise auch zur Bildung des Beruhigungsraumes herangezogen
sind.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird weiterhin vorgeschlagen,
daß im Nachklärbecken angeordnete, zur Behältermitte hin geneigte schräge Rutschflächen
zumindest während des Aufbaues des Behälters an den Pfeilern der Umfassungswand,
am Mittelpfeiler und an der Trennwand sowie der Leitwand abgestützt sind.
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Eine einwandfrei wirkende Verbindung zwischen Belüftungsbecken und
Beruhigungsraum-wirdnerreicht, wenn gemäß weiterer Erfindung die Trennwand zwischen
Belüftungsbecken und. Beruhigungsraum mit einer dicht unterhalb des Wasserspiegels
zu liegen kommenden Zuflußöffnung zum Beruhigungsraum und im unteren Bereich mit
einer Abflußöffnung vom Beruhigungsraum zum Belüftungsraum versehen ist.
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Weiterhin schlägt die Erfindung vor, daß die zwischen Beruhigungsraum
und Nachklärbecken befindliche Leitwand nach unten zumindest über einen Teil ihrer
Länge zwecks Bildung einer schlitzartigen Durchtrittsöffnung zwischen Beruhigungsraum
und Nachklärbecken mit Abstand von der schrägen Rutschfläche des Nachklärbeckens
endet. Durch die schlitzartige Durchtrittsöffnung kann Belebtschlammwassergemisch
aus dem Beruhigungsraum in das Nachklärbecken und abgesetzter Belebtschlamm vom
1iachklärbecken in den unteren Teil des Beruhigungsraumes eintreten.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet sich dadurch,
daß im Mittelpfeiler Führungsschienen verankert sind, an denen eine Druckluftzuführungsleitung
mit angeschlossenen Belüftern in vorbestimmter Betriebslage gelagert ist, wobei
in die Druckluftzuführungsleitung eine Gartenschlauchverbindung eingebaut ist.
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Neben der Verwendung typisierter Umfassungswandsteine und typisierter
Xrennwandplatten, wie sie maschinell in Betonwerken einfach und mit geringen Kosten
hergestellt werden können, ist ein weiterer Vorteil, daß die typisierten Betonfertigteile
sowohl für die Größe von 5 angeschlossenen Personen als auch für die Größen von
200 angeschlossenen Einwohnern die gleichen sind, da sie nur auf der Baustelle in
verschiedener Anordnung, entsprechend der anzuschließenden Personenzahl und entsprechend
den örtlichen Verhältnissen, zu den erfindungsgemäßen Klein-Belebungsanlagen zusnmmengesetzt
werden können.
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Es ist daher gemäß der Erfindung möglich, die Becken für die .Vorreinigung,
die Belüftung, die Beruhigung und die Nachklärung für sehr kleine Anlagen, z.B.
für 5 Personen, in einem einzigen zylindrischen Behälter anzuordnen. Weiterhin können
gemäß der Erfindungdie Vorreinigungsbecken in einem gesonderten Behälter angeordnet
sein, der z.B. als mehrkammerige Faulraumanlage, wie sie durch die deutsche Patentschrift
974.498 bekannt wurde, ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform ist das Belüftungs-
und das Nachklärbecken in einem zweiten zylindrischen Behälter angeordnet.
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Schließlich ist es erfindungsgemäß auch möglich, daß das Vorreinigungsbecken
ringförmig ausgebildet und um den das Belüftungs- und das Nachklärbecken aufnehmenden
zylindrischen Behälter angeordnet ist.
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In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise
dargestellt.
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Es zeigen: Fig. 1 eine in einem einzigen zylindrischen Behälter untergebrachte
Kläranlage im Vertikalschnitt nach der Linie A-B-C-D in Fig. 2, Fig. 2 einen Schnitt
nach der Linie B-F in Fig. 1, Fig. 3 eine Anlage für eine größere Zahl, etwa 125
angeschlossene Einwohner, im Vertikaischnitt nach der Linie E-F in Fig. 4, Fig.
4 einen Schnitt nach der Linie G-H in Figo 3, Fig. 5 eine Anlage für ebenfalls etwa
125 angeschlossene Einwohner im Vertikalsohnitt naoh der Linie J -M in Fig. 6 und
Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie N-0 in Big, 5.
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In den einzelnen Figuren bedeuten: 1 Betonsohle 2 Umfassungswand 3
Betonformstein mit glatten Seitenwänden 4 Betonformstein mit 5 Pfeileransatz 6 Rundeisen
zur Armierung in den Lagerfugen der Umfassungswände 2 7 Rundeisenstangen zur Armierung
in den durch die Pfeileransätze 5 gebildeten Pfeilern der Umfassungswände 2 8 Trennwände
9 Leitwände 10 Mittelpfeiler aus kreuzweise versetzten Betonformsteinen 11 senkrechte
Rillen im Mittelpfeiler lo 12 Tauchrohr als Verbindung zwischen mechanischer Vorreinigung
V und Belebungsbecken B 13 Zuflußöffnung zum Beruhigungsraum 22 14 Abflußöffnung
vom Beruhigungsraum 22 15 die zwei unteren Plattenschichten der Leitwand 9 16 schlitzartige
Durchtrittsöffnung zum Nachklärbecken N 17 schräge Rutschfläche im Nachklärbecken
N 18 Abflußrinne im Nachklärbecken 19 Zulauf zur ersten Kammer der mechanischen
Vorreinigung IV -20 Druckluftbelüfter für intermittierenden Betrieb 21 Druckluftzu
führungsl eitung 22 Beruhigungsraum vor dem Nachklärbecken N 23 Schwiinmschlamm-Swnmelraum
über dem Beruhigungsraum 22 24 Führung und Halterung für die vertikale #ruck1uftzuführungsleitung
21 25 Gartensch1auchverbindun#
26 Luftaustrittsöffnungen aus den
Belüftern 20 27 Mammutpumpe mit Luftzuführungsrohr und Schlammableitrohr 28 Handschieber
der Druckluftzuführungsleitung 29 Kompressor für Drucklufterzeugung 30 Zeit-Pausen-Schaltgerät
31 kleiner Schacht für Kompressor und Zeit-Pausen-Schaltgerät.
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Die erfin ungsgemäße Kleinkläranlage nach dem Belebtschlammverfahren
einer Betonsohle 1 und einer Umfassungswand 2, welche aus fabrikmäßig vorgeformten,
zum Teil mit glatten Seitenflächen versehenen Betonformsteinen 3 und zum Teil mit
an der inneren Seitenfläche angeordneten Pfeileransätzen 5 versehenen Betonformsteinen
4 gebildet ist. Die Formsteins 3 und 4 sind, wie in der Zeichnung ersichtlich, in
Ring schichten so übereinandergesetzt, daß die Pfeileransätze 5 der einzelnen Schichten
übereinander liegen und senkrechte Pfeiler an der Innenwand des Behälters bilden.
Diese Pfeiler werden während des Aufbaues durch Einlegen von entsprechend der Krümmung
der Umfassungswand 2 gebogenen Rundeisen 6 in den Lagerfugen gegen den inneren Wasserdruck
und durch Einbau und Einbetonieren von Rundeisenstangen 7 in die vorgesehenen Oeffnungen
der Pfeileransätze 5 gegen tangentiale Kräfte verstärkt.
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In der Mitte des Klärbehälters ist aus mit seitlichen eine schnitten
11 versehenen Betonformsteinen durch kreuzweises Versetzen derselben ein Mittelpfeiler
10 gebildet, wobei die Pormeteine derart angeordnet sind, daß die Einschnitte 11
senkrechte Rillen ergeben. Zur Unterteilung des Klärbehälters sind Trennwände 8
und Leitwände 9 angeordnet, die sich eSneratitg an der Umfassungswand 2 gegen deren
senkreehte Pfeiler abstützen und sadererseAte in dis senkrechten
Rillen
des Mittelpfeilers 10 eingesetzt bzw. seitlich an denselben angesetzt sind. Dabei
sind die Wände 8 und 9 mit den genannten Pfeilern betonvermörtelt.
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"s Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, wird die mechanische Reinigung
I V und II V, welche die Hälfte der Klärbehältergrundfläche einnimmt, durch die
durchgehende Trennwand 8, die von der Umfassungswand 2 ausgeht und dort seitlich
an einem ihrer senkrechten Pfeiler anliegt und über den Mittelpfeiler 10 wieder
zur Umfassungswand 2 reicht, vom Belebungs- oder Belüftungsbecken B, das ein Viertel
der gesamten Klärbehältergrundfläche einnimmt, und dem Nachklärbecken N getrennt.
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Von der mechanischen Reinigung II V führt ein Tauchrohr 12 zum Belebungsbecken
B. Dieses hat eine ebene Sohle und ist vom Nachklärbecken N durch eine sich in der
oben erwähnten Weise von der Umfassungswand 2 jedoch nur bis in die senkrechte Rille
des Mittelpfeilers 10 erstreckende Trennwand 8 abgegrenzt. Die Trennwand 8 besitzt
etwas unter dem Wasserspiegel W durch Fortfall einer Plattenschicht eine Öffnung
13 und über der Betonsohle 1 ebenfalls durch Fortfall einer Plattenschicht eine
Öffnung 14. Hinter dieser Trennwand 8 ist zwecks Bildung eines Beruhigungsraumes
22 mit Abstand und parallel zu ihr eine Leitwand 9 eingebaut, die auf der der Trennwand
8 gegenüberliegenden Seite an den gleichen Pfeiler der Umfassungswand 2 und seitlich
an den mittleren Pfeiler 10 angelehnt und wie erwähnt angemörtelt ist. Sie reicht
nicht bis auf die Sohle 1 des Klärbehälters, sondern bildet durch Fortfall der zwei
untersten Plattenschichten 15 mit einer schrägen Rutschfläche 17 des Nachklärbeckens
N eine schlitzartige Öffnung 16.
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ueber die schräge Rutschfläche 17 gelangt der Schlamm des Nachklärbeckens
N wieder in den Belebungsraum B. Die
Rutschfläche 17 kann entweder
aus monolithischem Beton oder aus vorgeformten Betonplatten, die bei der Bauausführung
mit Magerbeton unerfüllt werden, gebildet sein. Etwa in Höhe des Wasserspiegels
W des Nachklärbeckens N ist eine Abflußrinne 18 vorgesehen, durch welche das Abwasser
über eine gezahnte Überfallkante in den Abfluß gelangt.
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Das zu reinigende Abwasser fließt durch den Zulauf 19 in die Kammer
I der mechanischen Reinigung V und von dort aus zwischen einer vom Mittelpfeiler
10 ausgehenden und mit Abstand von der Umfassungswand 2 bzw. von dem dort befindlichen
senkrechten Pfeiler derselben endenden Leitwand 9 und dem erwähnten Pfeiler in die
Kammer II der mechanischen Reinigung V. Von dort gelangt das Abwasser über das Tauchrohr
12 in das Belebungsbecken B. Hier wird es durch Belüfter 20, die intermittierend
mit Luft durch eine Druckluftzuführungsleitung 21 versorgt werden, belüftet. Durch
die aufsteigenden Luftblasen bildet sich innerhalb des Belebungsbeckens B eine Umwälzung,
die den Schlamm und den sich bildenden Belebtschlamm in ständiger Schwebe hält.
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Nach einer gewissen Zeit der Belüftung tritt das belüftete Belebtschlammabwassergemisch
über die Öffnung 13 in den Beruhigungsraum 22 und über die Öffnung 16 in das Nachklärbecken
N ein und kann über die Abflußrinne 18 gereinigt zum Vorfluter abfließen.
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Um im Nachklärbecken N ein langsames Aufwärtssteigen ohne Verwirbelung
zu erhalten und ein Eintret#en von Luftblasen zu vermeiden, ist durch die Leitwand
9 mit der Trennwand 8 der Beruhigungsraum 22 gebildet, von dem aus das Wasser über
die Öffnung 16 erst in das Nachklärbecken N eintritt.
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Das aufsteigende und mit Luft versetzte Belebtschlammwassergemisch
tritt nun teilweise über die Öffnung 13 in den Beruhigungsraum 22 ein und fließt
langsam-nach unten ab, weil durch die Belüfter 20 eine Saugwirkung erzeugt wird.
Der
Beruhigungsraum 22 ist so groß, daß mitgerissene Luftblasen
oder mitgerissene Schwimmschlammteilchen nach oben aufsteigen und sich im Sammelraum
23 abscheiden oder wieder in das Belüftungsbecken B zurückgeführt werden.
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Wie aus Pig. 1 und 2 zu ersehen ist, ist die Druckluftzuführungsleitung
21 zum Belüfter 20 durch eine Führungsschiene 24, die ihrerseits mit Ankerschrauben
in den Mittelpfeiler 10 einbetoniert ist, gehalten und kann aus dieser einschließlich
Belüfter 420; durch Lösen er Schließen einer Gartenschlauchverbindung 25 leicht
eingesetzt oder herausgezogen werden. Die Belüfter 20 selbst sind über Halterungen
mit flachen Gummitaschen verspannt, die in ihren nach oben weisenden Wandungen feinste
Öffnungen 26 zum Luftaustritt besitzen. Wird die Luft über die Druckluftzuführungsleitung
21 zugegeben, dann bläst sich die Belüftertasche 20 auf und Luft tritt aus den Öffnungen
26 in Form feiner Blasen in das Belebtschlammwassergemisch, wodurch eine sehr gute
Ausnutzung des Luftsauerstoffes stattfindet. Wird die Luft abgestellt, dann entweicht
die Luft aus den Belüftern 20.
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Die oberen und die unteren Wandungen der Taschen des Belüfters 20
werden durch den Wasserdruck zusammengepreßt und ein Eintritt des Belebtschlammwassergemisches
in die Taschen oder in die Druckluftzuführungsleitung 21 vermieden. Dadurch ist
es möglich, die Belüftung dieser kleinen Belebungsanlagen intermittierend durch
eine elektrische Zeit-Pausen-Schaltung zu betreiben und durch größere oder geringere
Wahl von Belüftungszeit und Belüftungspause den Betrieb an den Abwasseranfall im
Zulauf 19 und an die Verschmutzung des Abwassers anzupassen.
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Weiter ist auch eine Mammutpumpe 27 vorgesehen, die den Schlamm, soweit
erforderlich, aus dem Belüftungsbecken B in die Kammer II der mechanischen Vorreinigung
V leitet.
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Die Mammutpumpe 27 kann durch einen Handechieber 78'betätigt werden,
wenn sich zu viel Belebtschlamm im Belüftungsbecken B gebildet hat. Über die Druckluftzuführungsleitung
21 wird von einem Kompressor 29, der durch ein einstellbares Zeit-Pausen-Schaltgerät
30 zwangsläufig gesteuert wird, Luft in der notwendigen Menge den Belüftern 20 und
der Mammutpumpe 27 zugeführt.
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In den Fig. 3 und 4 ist eine Anlage wiedergegeben, bei der die mechanische
Reinigung V in einem besonderen vierksmmerigen Behälter und das Belebungs- und Nachklärbecken
in einem zweiten Behälter gleicher Bauweise wie in den Fig. 1 und 2 untergebracht
ist. Die vier Kammern der mechanischen Reinigung sind mit I V, II V,' III V und
IV V bezeichnet. Da es sich bei dieser Anlage um die Reinigung der Abwässer von
etwa 125 Personen handelt, müssen alle Räume größer bemessen und auch mehr Belüfter
20 im Belebungsbecken B angeordnet sein. In Fig. 4 ist auch wiedergegeben, daß der
Kompressor 29 für die Drucklufterzeugung mit einem Schaltschrank in einem kleinen
Schacht 31 neben der Klein-Belebungsanlage vorgesehen werden kann, wobei die Mammutpumpe
27nach der Kammer III V der mechanischen Reinigung fördert. Dabei sind'mehrere gleichgroße,
typisierte Belüfter vorgesehen, die leicht montiert, ausgewechselt oder kontrolliert
werden können. Der Betriebsablauf ist genauso, wie er bereits für die Fig. 1 und
2 beschrieben ist. Der in Fig. 3 und 4 links befindliche vierkammerige Klärbehälter
für die mehanische Vorreinigung kann entsprechend deutscher Patentschrift 974.498
ausgebildet sein.
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Die Fig. 5 und 6 stellen ebenfalls eine erfindungsgemäße Kleinkläranlage
nach dem Belebtschlammverfahren dar, mit dem Unterschied, daß hierbei die mechanische
Reinigung V als dreikaneriger Ringraum um das Be ungs- und Nachklärbecken
angeordnet
ist. Für Aufbau, Wasserdurchfluß und Funktion gilt das gleiche wie für die bereits
beschriebene Anlage nach Fig. 1 und 2. Die 3 Kammern der mechanischen Reinigung
sind mit I V, II V und III V bezeichnet.
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Damit ist es möglich, auch kleine Wassermengen über Kleinkläranlagen
nach dem Belebtschlammverfahren mit Druckluft intermittierend bei geringen Bau-
und Betriebskosten sicher zu reinigen.
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Ansprüche